Антон Первушин - Кто угрожает России? Вызовы будущего
Под данную картину мира «затачивалась» вся космонавтика докосмической эры. Варианты космической экспансии того периода мало отличаются друг от друга – споры в основном сводились к тому, откуда лучше стартовать к чужим планетам: с околоземной орбиты или с Луны.
С первых же реальных шагов в космос картина начала плавно меняться. Сначала выяснили, что вокруг Земли имеется радиационный пояс – область магнитосферы, в которой накапливаются заряженные частицы высоких энергий, прилетающих к нам в потоке солнечного света. Находиться в этом поясе человек способен очень короткое время – если он не защищен мощным экраном, то очень быстро получит «лучевую» болезнь. Подавляющее большинство орбит выше 500 километров и ниже 20 000 километров закрыты для космонавтов и обитаемых станций. При этом забросить выше тяжело и дорого, а ниже космические аппараты тормозятся в слоях атмосферы (которая, кстати, имеет дурную привычку разбухать под воздействием солнечных вспышек), сходят с орбиты и падают.
Метеорная угроза сразу поблекла на фоне возможности подвергнуться ионизирующему облучению – ведь заряженные частицы встречаются не только в радиационных поясах. Кроме того, оказалось, что в космосе, на солнечной «стороне», куда больше шансов перегреться, чем замерзнуть, ведь в пустоте нет конвективного теплообмена, и нагреваемый объект сбрасывает избыточное тепло тоже через излучение, а организовать соответствующую систему на маленьком корабле не так-то просто. Поскольку проблема сброса избыточного тепла далека от разрешения, конструкторы космической техники были вынуждены отказаться от атомных двигателей, на которые некогда возлагались большие надежды.
Главные же сюрпризы преподнесла невесомость. Если первые кратковременные полеты космонавтов, несмотря на единичные случаи индивидуальной «непереносимости», внушали оптимизм, то после полета «Союза-9», состоявшегося в июне 1970 года и продолжавшегося 18 суток, выяснилось, что она способна убить.
Из космоса тогда вернулись Андриян Николаев и Виталий Севастьянов. Вот что об этом рассказывает сам Севастьянов: «Когда приземлились, нам было очень тяжело. Встретила нас поисковая группа быстро. Андрияна вытащили на руках, а я вылез сам и сел на обрез люка, но спуститься не могу. Еле дотерпел, пока и меня сняли. Андриян сидит и утирает лицо землей, а по пыльным щекам стекают слезы. Встать мы не могли. На носилках нас занесли в вертолет. Андрияна положили на лавку, а меня на пол около керосинового бака. Летим. И вдруг врачи к Андрияну кинулись и что-то суетятся. Я на четвереньках подполз, посмотрел – а он без сознания. Еле откачали… Так нас на носилках из вертолета и вынесли…»
Обследование показало, что космонавты находились в тяжелейшем состоянии: сердце по площади уменьшилось на 12 %, а по объему – на 20 %, периметр бедра уменьшился на 7,5 сантиметров, периметр голени – на 3,5 сантиметра. Космонавты испытывали мышечные боли, к вечеру у них поднялась высокая температура и участился пульс.
На следующий день экипаж «Союза-9» самолетом был доставлен из Караганды на аэродром Чкаловский, а оттуда в профилакторий Звездного городка под неусыпное наблюдение лучших врачей страны. Период острой реадаптации у космонавтов продолжался более двух суток. Более шести суток они не могли встать и самостоятельно ходить, но благодаря усилиям врачей постепенно восстановили свое здоровье.
Дальнейшие исследования влияния невесомости на человеческий организм выявили ее коварство. Длительное нахождение в ней вызывает серьезные изменения в организме, приводящие к снижению двигательной активности, потере мышечной массы, вымыванию кальция из костей, уменьшению объема крови, снижению работоспособности и иммунитета к инфекционным заболеваниям. Тело человека вытягивается, увеличивается его рост (в среднем на три сантиметра), но при этом становится дряблым и чрезвычайно уязвимым при травмах. Сами травмы заживают медленнее. В невесомости развиваются анемия (малокровие), учащенное сердцебиение, сопровождающееся аритмией. Из-за перетока крови от ног к голове ухудшается работа мозга, что может спровоцировать психические расстройства.
В ходе многолетних наблюдений и экспериментов был разработан целый комплекс профилактических средств (бегущая дорожка, велоэргометр, эспандеры, нагрузочный костюм «Пингвин», пневмовакуумный костюм «Чибис», минеральные пищевые добавки и другие средства), которыми стали оснащать все орбитальные станции. Предложенные мероприятия оказались эффективными: хотя длительность полетов экипажей впоследствии регулярно увеличивалась, космонавты по возвращении на Землю чувствовали себя вполне нормально. Ярким примером тому служит рекордный полет врача-космонавта Валерия Полякова – без ощутимых последствий для здоровья он прожил в космосе 437 суток, на практике доказав, что полет человека к другим планетам возможен и не причинит ему существенного ущерба.
На основе исследований, проведенных Поляковым в условиях, приближенных к «боевым», определили тренировочный цикл, позволяющий космонавтам оставаться в хорошей физической форме. Цикл состоит из четырех дней: первые три дня космонавты тренируются с возрастающей нагрузкой, на четвертый отдыхают. При этом ежедневно космонавты «пробегают» до пяти километров на дорожке и «проезжают» до десяти километров на велоэргометре. Необходимо также постоянно носить костюмы «Пингвин» (от 8 до 12 часов в сутки), которые за счет натянутых эластичных амортизаторов создают нагрузку на мышцы, достигающую 30 % земного веса космонавта. Вакуумный костюм «Чибис» предполагается применять сразу после старта, перед высадкой на другую планету и перед возвращением на Землю – своим воздействием он перераспределяет движение крови в сосудах, обеспечивая ее приток к ногам.
Казалось бы, проблема невесомости решена, однако та подбросила новые сюрпризы.
* * *Основоположник теоретической космонавтики Константин Циолковский полагал, что межпланетные корабли будущего снабдят оранжереями, которые обеспечат экипажи всем необходимым. То есть в космосе будет воссоздан «кусочек Земли» – замкнутая биосфера, в миниатюре повторяющая жизненный цикл и подпитываемая энергией Солнца и естественными выделениями человека.
Вот что Циолковский писал по этому поводу в своей научно-фантастической повести «Вне Земли» (1918): «Выделения легких, кожи, почек и т. д. поглощались особыми сосудами и составляли прекрасную пищу для растений. Семена их были посажены в ящики с почвой, удобренной этими выделениями. Когда семена пустили ростки, сосуды с ними были выставлены на свет <…>. Необыкновенная сила солнечного света, не ослабленного толстым слоем земной атмосферы, непрерывное его действие, вертикальные лучи, отсутствие вредителей, наиболее благоприятные условия влажности и атмосферы сделали чудеса: не прошло и месяца, как маленькие растения были сплошь увешаны сочными, питательными и ароматическими плодами. Цветение было роскошно, оплодотворение – искусственно. Тяжести не было, веточки свободно распространялись, и плоды их не отягчали и не гнули. <… > Клубника, земляника, разнообразные овощи и фрукты росли не по дням, а по часам. Множество плодов давало урожай через каждые десять, пятнадцать дней. Сажали карликовые яблони, груши и другие небольшие плодовые кусты и деревья. Эти без перерыва цвели и давали изумительно большие и вкусные плоды. Одни деревья зацветали, другие имели уже спелые ягоды. Особенно удавались арбузы, дыни, ананасы, вишни, сливы. Но приходилось постоянно подрезывать подрастающие кусты и деревца. Плоды всякого сорта собирались непрерывно во всякое время, так как времен года не было: был один непрерывный, неизменный климат. <…> Вот почему можно было разводить растения всех стран…»
Первые исследования, проведенные на «Союзе-9», «Зонде-8», «Союзе-12» со всходами пшеницы, картофеля, гороха, подтверждали предвидения ученого. Освободившись от тяжести, растения и вправду росли подчас быстрее, чем на Земле.
Весьма обнадеживающими выглядели и результаты, полученные на орбитальной станции «Салют-4» в миниатюрной оранжерее «Оазис-1». Горох и лук, посаженные в ней, проросли до нормальных размеров.
Неприятности начинались позже. У опытных растений, по сравнению с контрольными, замедлялся рост стеблей и образование первых настоящих листочков, затем многие из них хирели и вяли, так и не дав плодов и семян. Космонавт Валерий Рюмин, который провел 175 дней на орбитальной станции «Салют-6», показывая Земле увядшие ростки огуречной рассады, комментировал: «Второй раз сажаем семена, и опять та же история: как только кончается то, что заложено природой в семени, рост прекращается и растение погибает». Позднее на «Салюте-6» побывала установка «Лютик» с тюльпанами – они были выращены на Земле, и им оставалось только распуститься в космосе, но делать этого они категорически не захотели. Тогда ученые предприняли попытку обмануть невесомость, послав на орбиту блок «Малахит-2» с уже распустившимися орхидеями. Цветы опали почти сразу же, но сами растения дали прирост, у них образовались не только новые листья, но и воздушные корни. Что примечательно, вернувшись на Землю, орхидеи обильно зацвели.
