Проникновение человека в космос привело к формированию нового раздела биологической науки - гравитационной биологии. Полеты
7
биологических спутников, пилотируемые полеты, наземные модельные эксперименты дали уже сейчас огромный научный материал, раскрывающий сущность воздействия гравитации на различные биологические объекты, включая человека. Эти данные важны для медицины, прежде всего для понимания нормальных и патологических реакций, возникающих при попадании организма в условия невесомости и возврате к земным условиям.
Увеличение продолжительности и сложности программ полетов, повышая требования к космонавту, заставило по-новому оценить роль "человеческого фактора" в системе "космонавт - космический корабль". Решение проблемы обеспечения устойчивости психологического состояния человека в длительном полете затрагивает весь комплекс поведенческих аспектов, включая области психологических потребностей, переживаний, проблем общения с коллегами по экипажу и наземными службами (ЦУП), ролевых отношений, планирования деятельности, критериев успеха, системы внешних стимулов и т.п. Особенно сложна эта задача, когда сроки полета измеряются годами.
Исследования в области космической психологии направлены на повышение психологической и профессиональной надежности космонавтов на основе:
Хотя организация жизнедеятельности экипажа в длительных космических
8
полетах регламентирована возможностями техники, медики и психологи требуют постоянно совершенствовать условия жизни и работы человека в космическом аппарате. Это позволит смягчить психогенные последствия, наносимые человеку искусственной средой обитания.
По общему признанию всех космонавтов, совершивших длительные КП, важным фактором поддержания нормального самочувствия и работоспособности в этих условиях является штатная система психологической поддержки. При этом на первое место ставится, как правило, возможность приватной связи с семьей и сеансы нерегламентированного общения как с близкими, друзьями, так и различными представителями общественной жизни.
Для объективной характеристики психического состояния космонавтов в длительных полетах разработан ряд эффективных методов его количественной оценки, которые успешно используются в практике медицинского обеспечения пилотируемых КП, в том числе полетов международных экипажей.
Каждый новый шаг в освоении космоса должен быть тщательно взвешен и обоснован. Одним из путей для этого является проведение широкого спектра предварительных исследований на животных и наземных модельных экспериментах с участием человека. С этой целью, например, создаются биоспутники нового поколения, запускаемые на орбиту МКС и способные находиться на ней до 120-180 суток.
В настоящее время космическая медицина находится на рубеже следующего этапа своего развития, связанного с обеспечением автономной жизни, например, на лунной научной базе или на борту межпланетного космического корабля.
Четвертый этап - подготовка автономного космического полета
Новизна поставленных задач определяется необходимостью существенно повысить надежность технических и медицинских систем, вследствие
9
невозможности быстрого возвращения экипажа на Землю при аварии или заболевании. Продолжительные полеты на комплексе "Мир" и МКС должны послужить основой для отработки различных аспектов подготовки полета на Марс. В последние годы в России и США проводится теоретический анализ поставленных задач, и экспериментально отрабатываются отдельные медико-биологические аспекты автономного полета. Одним из начальных этапов такой отработки стал 438-суточный орбитальный полет врача-космонавта Валерия Полякова, сотрудника ГНЦ РФ ИМБП, доказавший отсутствие принципиальных медико-биологических ограничений для марсианской миссии.
В отличие от полетов по орбите Земли для марсианской миссии характерны:
10
психологической несовместимости и психо-эмоционального стресса.
Предстоит создать более биологически полноценную и экологически обоснованную среду обитания, адекватную долговременным биологическим потребностям человека. На борту марсианского космического корабля необходимо создать аналог земной биосферы, активными компонентами которого будут человек, животные, растения, микроорганизмы. При этом на смену существующим системам придут регенеративные системы жизнеобеспечения с высоким коэффициентом замкнутости циклов. В наземных лабораториях уже сейчас получены обнадеживающие результаты.
Другой важной проблемой является защита от галактического и солнечного космического излучения, которые значительно возрастут за пределами радиационных поясов. При длительных межпланетных путешествиях придется считаться с риском возникновения мутагенных процессов, а также с угрозой жизни и здоровью космонавтов. Подходами к обеспечению радиационной безопасности при этом могут быть: выбор определенных периодов солнечной активности, создание на борту космического корабля радиационного убежища и возможное использование фармакологических средств защиты.
Эксперименты по исследованию живых организмов
Впервые мысль о проведении экспериментов по исследованию живых организмов на воздействие факторов космического пространства зародилась еще в 30-х годах.
По рекомендации В. Н. Черниговского и В. В. Парина в качестве основных биологических объектов использовались беспородные собаки (их нормальная физиология была хорошо изучена еще со времен И. П. Павлова), а также кролики, крысы и мыши (наркоза не проводилось). К полетам на ракетах привлекалось около 50 собак, многие из них – 2 – 3 раза, а собака Отважная – 4 раза. При спуске герметическая кабина с животными катапультировалась и
11
затем опускалась на Землю с помощью парашютной системы.
В результате проведения медико-биологических экспериментов на ракетах был получен важный материал, касающийся воздействия факторов космического полета на живой организм, восприятия им перегрузок (при старте ракеты) и невесомости (при свободном падении). Это позволило советским ученым перейти к качественно новому этапу – медико-биологическим исследованиям с использованием искусственных спутников Земли. Первым таким экспериментом стал запуск второго советского спутника с собакой Лайкой, затем последовала уже упоминавшаяся серия запусков различных биологических объектов на кораблях-спутниках. Обследования Лайки в течение ее орбитального полета дали уникальные данные о переносимости животным длительного периода невесомости. Богатейший материал был получен и в результате полетов биологических объектов (собак, мышей, насекомых, растений и т. д.) на борту советских кораблей-спутников. Данные телеметрии, полученные во время полета, дополнялись послеполетными клиническими обследованиями. Все эти эксперименты имели исключительное значение для решения медико-биологических проблем, связанных с предстоящими полетами космонавтов.
В частности, уже проведенные в 1950-х годах медико-биологические эксперименты при полетах животных на ракетах показали, что человеческий организм вполне способен переносить все факторы космического полета. Последующие орбитальные полеты животных с большим основанием подтвердили этот вывод и позволили окончательно отработать методику дистанционного медико-биологического обследования, а также испытать надежность систем жизнеобеспечения.
Отбор кандидатов для полётов в космос
На основании проведенных медико-биологических ракетных экспериментов, а также с учетом возможных характеристик будущих космических кораблей в СССР (в первой половине 1959 г.) и в США (в конце
12
1958 г.) началась разработка требований и рекомендаций при отборе кандидатов для предстоящих полетов в космос. Примечательно, что такие изыскания стали проводиться еще до начала детальной разработки космических кораблей «Восток» и «Меркурий». Естественно, на этом этапе еще мало было известно о том, каким основным требованиям и в какой степени должны удовлетворять кандидаты в космонавты, но сразу же была ясна необходимость крепкого здоровья и повышенной переносимости физических и психических нагрузок, а также соответствующей общей и технической подготовки.