Фрэнсис Эшкрофт - На грани возможного: Наука выживания
Одна из причин возникновения ортостатической неустойчивости после посадки – то, что объем крови уменьшается, а сосуды в ногах сокращаются хуже, чем прежде, поэтому кровь у астронавта, вновь попавшего в поле земного тяготения, приливает к ногам. Кроме того, нарушается регулировка кровяного давления средствами нервной системы. Людям с низким давлением, как у меня, тоже знакомо мелькание мушек или серая пелена перед глазами и секундное головокружение, если случается резко встать.
Советский Союз первым разработал меры борьбы с изменениями в распределении жидкостей организма. Во время полета космонавты периодически облачаются в вакуумные штаны, которые за счет всасывающего внешнего давления заставляют кровь приливать к ногам, а перед возвращением с орбиты космонавт должен выпить около литра подсоленной воды для увеличения объема жидкостей организма{36}. Те, кто не пренебрегал этими мерами, по возвращении меньше страдали от ортостатической неустойчивости. Исключением стал экипаж «Союза-21», который не смог выполнить положенную программу, поскольку у одного из космонавтов развилась сильная и непроходящая головная боль, и экипажу пришлось срочно возвращаться на Землю, проведя в космосе всего 49 дней. Несколько часов после посадки никто из них не мог стоять, не теряя сознания. Испытания с участием астронавтов шаттла подтвердили благоприятное воздействие физраствора, выпиваемого перед посадкой, поэтому теперь и российские, и американские экипажи перед возвращением выпивают около литра воды (или сока) и съедают восемь таблеток соли. Эти меры хорошо помогают при ортостатической неустойчивости после коротких полетов, но, к сожалению, при длительном пребывании в космосе они бессильны.
Еще одна причина того, почему астронавтам тяжело передвигаться по земле после долговременного пребывания в космосе, – мышечная атрофия. Кроме того, после космоса мышцы более уязвимы. Эксперименты на животных показали, что в повреждении мышц виновата не микрогравитация как таковая, а нагрузка по возвращении на Землю. Обычно мышцы восстанавливаются быстро, и уже через несколько дней человек начинает ходить, а через несколько недель набирается мышечная масса. На восполнение потерь костной массы могут уйти месяцы (сроки восстановления зависят от того, сколько длился космический полет).
Если вы когда-нибудь выходили в море на маленькой лодке, то знаете, что к качке привыкаешь довольно быстро, однако потом даже на берегу земля под ногами будто продолжает качаться. Примерно то же самое ощущает астронавт по возвращении на Землю. Около 10 % астронавтов шаттла накрывает «земная болезнь». Им трудно держать равновесие или стоять прямо с закрытыми глазами, они жалуются на головокружение и тошноту. Кроме того, некоторые обнаруживают, что сразу после прилета при любом наклоне головы кажется, что в движение приходит мир вокруг, а не собственное тело. Это значит, что сигналы от рецепторов в полукружных каналах, реагирующих на линейное ускорение, перепрограммируются в условиях микрогравитации и по возвращении на Землю должны пройти обратный процесс. В первую пару ночей после приземления многие астронавты испытывают неудобство, лежа на спине в постели, – им кажется, что голова расположена градусов на тридцать ниже тела. «Земная болезнь» проходит через несколько часов, иногда несколько дней, однако на восстановление равновесия и координации может уйти неделя или две. Интересно, что лунное притяжение – которое в шесть раз меньше земного – такого воздействия почти не оказывает. Из двенадцати человек, побывавших на Луне, только трое жаловались на схожие симптомы – и то настолько слабо выраженные, что их вполне можно списать на восторженное состояние.
Куда дальше?
Перед отлетом лунного модуля «Фалькон» экспедиции «Аполлон-15» с Луны экипаж оставил на ее поверхности небольшую мемориальную доску с именами 14 астронавтов и космонавтов, отдавших жизнь за то, чтобы когда-нибудь человек побывал на Луне. Вместе с доской они оставили миниатюрную статуэтку, известную теперь под названием «Павший астронавт»{37}. Космос, вне всякого сомнения, самая враждебная для человека среда. Однако ни один из этих четырнадцати не погиб в космосе. Их погубил пожар на стартовой площадке, взрыв ракеты на старте или во время входа в земную атмосферу при возвращении. Судя по всему, как и в авиаперелетах, самыми опасными этапами космических путешествий оказываются взлет и посадка.
«Стоит ли оно того?» – вот неизбежный вопрос, который всегда вызывали пилотируемые космические полеты. Однако задавая этот вопрос, большинство людей имеют в виду вовсе не человеческие жизни. Космическая программа – чрезвычайно дорогое удовольствие. На экспедиции лунной программы «Аполлон» Штатам приходилось выделять 4,5 % годового бюджета. Во времена холодной войны необходимость казалась очевидной, затем, когда политическая составляющая отпала, поддержка программы снизилась, и ее свернули раньше срока. Едва вернувшись на основной корабль после подъема с Луны, астронавты «Аполлона-17» Джин Сернан и Джек Шмидт с ужасом узнали о заявлении президента Никсона, что «в этом столетии человеку, вероятно, уже не доведется больше побывать на Луне».
Эти слова оказались пророческими. Больше человек пока на Луну не возвращался. Мечта, осуществившаяся на глазах у тех, кому сегодня за сорок, снова стала несбыточной. Нынешние космические программы куда скромнее. Поверхность Марса вместо нас исследуют роботы. Это, конечно, правильно, поскольку роботы гораздо дешевле, автономнее и не подвергают опасности человеческую жизнь. Но я, тем не менее, верю, что тот же порыв, который позволил человеку достичь Луны, когда-нибудь приведет его и на Марс. И очень надеюсь, что мне доведется дожить до этого дня.
7. Экстремалы из экстремалов
Микроб так мал, что, по рассказам,
Невидим человечьим глазом.
Хилэр Беллок. МикробНезависимо от того, когда на самом деле на нашей планете появился человек, другие организмы успели его опередить. Даже в самых негостеприимных областях Земли – на полюсах, в пустынях, на вершинах гор и в глубинах океана – существует жизнь. По-настоящему суровых уголков, непригодных для обитания даже одноклеточных организмов, крайне мало, поэтому даже в той среде, где человек не сумеет выжить незащищенным, другие животные выживают без труда. В этой главе рассматриваются экстремальные условия, в которых возможны хоть какие-то формы жизни.
Животным, как и человеку, для жизни требуются вода, кислород и пища. Бактерии могут обойтись без кислорода, и источники пищи у них будут совсем не похожи на наши, однако вода им все равно необходима. Помимо этого им нужны такие химические элементы, как углерод, азот, сера и фосфор, – в качестве строительного материала для ДНК и белков. И если эти элементы можно обнаружить практически в любом месте на Земле, с жидкой водой дело обстоит несколько сложнее. Например, в пустыне Атакама – самой сухой области нашей планеты – дождя может не быть годами. Лед воду не заменит, поэтому ледяные пустоши полярных шапок и снежные вершины гор в этом отношении не отличаются от пустынь. И хотя некоторые организмы могут существовать без воды достаточно долго, впадая в анабиоз, расти или размножаться они при этом не сумеют. А значит, вода – это основа жизни, самая настоящая aqua vitae, которую с таким усердием пытались отыскать древние алхимики.
Древо жизни
Три основные ветви древа жизни – эукариоты, бактерии и археи. Эукариоты, как и мы с вами, состоят из клеток, имеющих ядро, в котором содержится ДНК. К эукариотам относятся все животные, растения и многие одноклеточные. Бактерии и археи – это одноклеточные организмы, не имеющие ядра, однако друг от друга они отличаются не меньше, чем от эукариотов, поскольку каждый из трех доменов обладает уникальным генным набором. Архей, как ни странно, выделили в отдельную ветвь относительно недавно, в конце 1970-х. Сделал это эволюционист Карл Вёзе. Его теория не сразу нашла поддержку, и Вёзе очень переживал, что на его родине, в США, ее считают бредовой или попросту не принимают во внимание. Его оппоненты видели в археях не более чем разновидность бактерий. Преклонный возраст Вёзе не способствовал популяризации его теории, однако в наше время она наконец обрела признание. Окончательно она подтвердилась в 1998 г., после получения полной последовательности генома одной из архей (метанококка), когда выяснилось, насколько ее гены отличаются от генов бактерий. Таким образом, подтвердилась уникальность архей и было доказано, что они ближе к эукариотам, чем к бактериям. Их название происходит от древнегреческого arkhaios и подчеркивает их древнее происхождение, поскольку считается, что из всех существующих форм жизни они обладают наибольшим сходством с первыми клетками.
