Problemi vesoljske medicine. Biološke raziskave v vesolju Značilnosti bioloških procesov v vesolju

Močne sile se zarotijo ​​proti vam - še posebej gravitacija. Če hoče predmet nad zemeljskim površjem svobodno leteti, mora dobesedno streljati navzgor s hitrostjo nad 43.000 km na uro. To pomeni velike finančne stroške.

Za izstrelitev roverja Curiosity na Mars je bilo na primer potrebnih skoraj 200 milijonov dolarjev. In če govorimo o misiji s člani posadke, se bo znesek znatno povečal.

Uporaba letečih ladij za večkratno uporabo bo pomagala prihraniti denar. Rakete so bile na primer zasnovane za večkratno uporabo in kot vemo, so že bili poskusi uspešnega pristanka.

2. Polet

Letenje skozi vesolje je enostavno. Navsezadnje je vakuum; nič te ne upočasni. Toda pri izstrelitvi rakete se pojavijo težave. Večja kot je masa predmeta, večja sila je potrebna za njegovo premikanje, rakete pa imajo ogromno maso.

Kemično raketno gorivo je odlično za začetni pospešek, vendar dragoceni kerozin izgori v nekaj minutah. Pospešek impulza bo omogočil dosego Jupitra v 5-7 letih. To je hudičevo veliko filmov med letom. Potrebujemo radikalno novo metodo za razvoj zračne hitrosti.

čestitke! Uspešno ste izstrelili raketo v orbito. Toda preden se vrnete v vesolje, se od nikoder pojavi kos starega satelita in se zaleti v vaš rezervoar za gorivo. To je to, rakete ni več.

To je problem vesoljskih odpadkov in je zelo resničen. Ameriška mreža za vesoljski nadzor je odkrila 17.000 predmetov - vsak je velik kot žoga - dirka okoli Zemlje s hitrostjo več kot 28.000 km na uro; in še skoraj 500.000 kosov, manjših od 10 cm, adapterji za sprožilce, pokrovčki za leče, celo madež barve lahko pokvari kritične sisteme.

Whipple ščiti - plasti kovine in kevlarja - lahko zaščitijo pred drobnimi deli, vendar vas nič ne more rešiti pred celim satelitom. V Zemljini orbiti jih je okoli 4000, večina jih je umrla v zraku. Nadzor letenja vam pomaga, da se izognete nevarnim potem, vendar ni popoln.

Ni realistično, da bi jih potisnili iz orbite - potrebna bi bila celotna misija, da bi se znebili samo enega mrtvega satelita. Tako bodo zdaj vsi sateliti sami padli iz orbite. Odvrgli bi dodatno gorivo in nato uporabili raketne pospeševalnike ali sončno jadro, da bi poleteli proti Zemlji in zgoreli v ozračju.

4. Navigacija

»Open Space Network«, antene v Kaliforniji, Avstraliji in Španiji, so edino navigacijsko orodje za vesolje. Vse, kar se izstreli v vesolje, od študentskih projektnih satelitov do sonde New Horizons, ki tava po Copeyrovem pasu, je odvisno od njih.

Toda z več misijami postane omrežje natrpano. Stikalo je pogosto zasedeno. Tako si NASA v bližnji prihodnosti prizadeva zmanjšati breme. Atomske ure na samih ladjah bi prepolovile čas prenosa, kar bi omogočilo izračun razdalj z enim samim prenosom informacij iz vesolja. In povečana pasovna širina laserjev bo obravnavala večje pakete podatkov, kot so fotografije ali video sporočila.

A bolj ko se rakete oddaljujejo od Zemlje, manj zanesljiva postaja ta metoda. Seveda radijski valovi potujejo s svetlobno hitrostjo, a prenos v globoko vesolje še vedno traja več ur. In zvezde vam lahko pokažejo smer, vendar so predaleč, da bi vam pokazale, kje ste.

Strokovnjak za navigacijo v globokem vesolju Joseph Ginn želi oblikovati avtonomni sistem za prihodnje misije, ki bi zbiral slike ciljev in bližnjih predmetov ter uporabljal njihove relativne lokacije za triangulacijo koordinat vesoljskega plovila, ne da bi zahteval kakršen koli nadzor s tal.

To bo kot GPS na Zemlji. Na avto si namestiš GPS sprejemnik in problem je rešen.

5. Sevanje

Zunaj varnega zapredka Zemljine atmosfere in magnetnega polja vas čaka kozmično sevanje, ki je smrtonosno. Poleg raka lahko povzroči tudi sivo mreno in morda Alzheimerjevo bolezen.

Ko subatomski delci zadenejo atome aluminija, ki sestavljajo telo vesoljskega plovila, njihova jedra eksplodirajo in sprostijo več ultra hitrih delcev, imenovanih sekundarno sevanje.

Rešitev problema? Ena beseda: plastika. Je lahek in močan ter poln vodikovih atomov, katerih majhna jedra ne proizvajajo veliko sekundarnega sevanja. NASA preizkuša plastiko, ki bi lahko ublažila sevanje v vesoljskih plovilih ali vesoljskih oblekah.

Ali pa ta beseda: magneti. Znanstveniki na projektu vesoljskega sevanja »Superconductivity Shield« delajo na magnezijevem diboridu – superprevodniku, ki bi odvrnil nabite delce stran od ladje.

6. Hrana in voda

Avgusta lani so astronavti na ISS prvič pojedli nekaj zelene solate, ki so jo vzgojili v vesolju. Toda obsežno urejanje krajine v breztežnosti je težko. Voda lebdi naokoli v mehurčkih, namesto da bi pronicala skozi prst, zato so inženirji izumili keramične cevi za usmerjanje vode do korenin rastlin.

Nekatera zelenjava je že precej prostorsko učinkovita, vendar se znanstveniki ukvarjajo z gensko spremenjeno pritlikavo slivo, ki je visoka manj kot meter. Beljakovine, maščobe in ogljikove hidrate lahko nadoknadite z uživanjem bolj raznolikih pridelkov – kot sta krompir in arašidi.

A vse bo zaman, če vam zmanjka vode. (Sistem za recikliranje urina in vode ISS zahteva občasna popravila in medplanetarne posadke se ne bodo mogle zanašati na obnavljanje zalog novih delov.) GSO lahko pomagajo tudi tukaj. Michael Flynn, inženir v Nasinem raziskovalnem centru, dela na vodnem filtru iz gensko spremenjenih bakterij. Primerjal ga je z načinom, kako tanko črevo predela tisto, kar popijete. V bistvu ste sistem za recikliranje vode z življenjsko dobo 75 ali 80 let.

7. Mišice in kosti

Breztežnost povzroča opustošenje v telesu: nekatere imunske celice ne morejo opravljati svojega dela in rdeče krvničke eksplodirajo. Spodbuja nastanek ledvičnih kamnov in dela vaše srce leno.

Astronavti na ISS trenirajo za boj proti atrofiji mišic in izgubi kosti, vendar še vedno izgubljajo kostno maso v vesolju in ti cikli vrtenja brez gravitacije ne pomagajo pri drugih težavah. Umetna gravitacija bi vse to popravila.

Nekdanji astronavt Lawrence Young v svojem laboratoriju na Tehnološkem inštitutu v Massachusettsu izvaja teste na centrifugi: subjekti ležijo na boku na ploščadi in poganjajo z nogami na mirujočem kolesu, medtem ko se celotna struktura postopoma vrti okoli svoje osi. Nastala sila deluje na noge astronavtov in nejasno spominja na gravitacijski vpliv.

Yangov simulator je preveč omejen, uporablja se ga lahko več kot uro ali dve na dan, za konstantno gravitacijo bi moralo celotno vesoljsko plovilo postati centrifuga.

8. Duševno zdravje

Ko oseba doživi možgansko kap ali srčni infarkt, zdravniki bolniku včasih znižajo temperaturo in tako upočasnijo presnovo, da zmanjšajo škodo zaradi pomanjkanja kisika. To je trik, ki bi lahko deloval tudi pri astronavtih. Potovanje med planeti za eno leto (vsaj), življenje v utesnjeni vesoljski ladji s slabo hrano in brez zasebnosti je recept za vesoljsko norost.

Zato John Bradford pravi, da bi morali med potovanjem v vesolje spati. Predsednik inženirskega podjetja SpaceWorks in soavtor poročila za NASA o dolgih misijah Bradford verjame, da bi kriogeno zamrzovanje posadk zmanjšalo porabo hrane, vode in preprečilo duševni zlom posadke.

9. Pristanek

Pozdravljen planet! V vesolju ste bili več mesecev ali celo več let. Skozi vašo okno je končno viden daljni svet. Vse kar morate storiti je pristati. Toda drvite skozi prostor brez trenja s hitrostjo 200.000 milj na uro. Oh ja, in potem je tu še gravitacija planeta.

Problem pristanka je še vedno eden najbolj perečih, ki jih morajo rešiti inženirji. Spomnite se neuspešnega na Mars.

10. Viri

Ko se vesoljske ladje odpravijo na dolgo pot, bodo s seboj vzele zaloge z Zemlje. Vsega pa ne moreš vzeti s seboj. Semena, generatorji kisika, morda nekaj strojev za gradnjo infrastrukture. Ostalo pa bodo morali naseljenci narediti sami.

Na srečo prostor ni povsem pust. "Vsak planet ima vse kemične elemente, čeprav se koncentracije razlikujejo," pravi Ian Crawford, planetarni znanstvenik na Birkbecku, Univerza v Londonu. Luna ima veliko aluminija. Mars ima kremen in železov oksid. Bližnji asteroidi so velik vir ogljikovih in platinskih rud – in vode, ko bodo pionirji ugotovili, kako eksplodirati snov v vesolju. Če so varovalke in vrtalniki pretežki, da bi jih prenesli na ladjo, bodo morali fosile izvleči z drugimi metodami: s taljenjem, magneti ali mikrobi za prebavo kovin. In NASA raziskuje postopek 3D-tiskanja za tiskanje celotnih zgradb – in ne bo treba uvažati posebne opreme.

11. Raziskovanje

Psi so ljudem pomagali pri kolonizaciji Zemlje, vendar na Zemlji ne bi preživeli. Za širjenje v novi svet bomo potrebovali novega najboljšega prijatelja: robota.

Kolonizacija planeta zahteva veliko trdega dela in roboti lahko kopljejo ves dan, ne da bi morali jesti ali dihati. Trenutni prototipi so veliki in zajetni ter se težko premikajo po tleh. Torej bi morali biti roboti drugačni od nas; lahko bi bil lahek, vodljiv bot s kremplji v obliki bagra, ki ga je oblikovala NASA za kopanje ledu na Marsu.

Če pa delo zahteva spretnost in natančnost, potem so človeški prsti nepogrešljivi. Današnja vesoljska obleka je zasnovana za breztežnost, ne za hojo po eksoplanetu. Nasin prototip Z-2 ima gibljive spoje in čelado, ki omogoča jasen pregled vseh potreb po natančnem ožičenju.

12. Prostor je ogromen

Najhitrejša stvar, ki so jo ljudje kdaj zgradili, je sonda, imenovana Helios 2. Ne deluje več, a če bi bil v vesolju zvok, bi jo slišali kričati, saj še vedno kroži okoli sonca s hitrostjo, večjo od 257.000 milj na uro. To je skoraj 100-krat hitreje od krogle, a tudi pri tej hitrosti bi trajalo približno 19.000 let, da bi dosegli našo najbližjo zvezdo, Alfa Kentavra. Med tako dolgim ​​letom bi se zamenjalo na tisoče generacij. In komaj kdo sanja, da bi umrl od starosti v vesoljski ladji.

Da premagamo čas, potrebujemo energijo – veliko energije. Morda bi lahko dobili dovolj helija 3 na Jupitru za fuzijo (seveda potem, ko izumimo fuzijske motorje). Teoretično je skoraj svetlobne hitrosti mogoče doseči z uporabo energije anihilacije snovi in ​​antimaterije, vendar je to početje na Zemlji nevarno.

"Tega na Zemlji nikoli ne bi želeli narediti," pravi Les Johnson, Nasin tehnik, ki se ukvarja z norimi idejami Starship. "Če to storite v vesolju in gre kaj narobe, ne boste uničili celine." Preveč? Kaj pa sončna energija? Vse kar potrebujete je jadro velikosti Teksasa.

Veliko bolj elegantna rešitev za razbijanje izvorne kode vesolja je uporaba fizike. Teoretični pogon Miguela Alcubierra bi stisnil prostor-čas pred vašo ladjo in ga razširil za njo, tako da bi lahko potovali hitreje od svetlobne hitrosti.

Človeštvo bo potrebovalo še nekaj Einsteinov, ki bodo delali na mestih, kot je Veliki hadronski trkalnik, da bodo razvozlali vse teoretične vozle. Povsem možno je, da bomo naredili kakšno odkritje, ki bo vse spremenilo, vendar ta preboj verjetno ne bo rešil trenutne situacije. Če želite več odkritij, morate vanje vložiti več denarja.

13. Obstaja samo ena Zemlja

Pred nekaj desetletji je avtor znanstvene fantastike Kim Stanley Robinson skiciral prihodnjo utopijo na Marsu, ki so jo zgradili znanstveniki s prenaseljene, preveč razširjene Zemlje. Njegova »Marsova trilogija« je močno spodbudila kolonizacijo. Toda zakaj pravzaprav poleg znanosti težimo k vesolju?

Potreba po raziskovanju je v naših genih, to je edini argument - pionirski duh in želja po odkrivanju svojega namena. »Pred nekaj leti so sanje o osvajanju vesolja okupirale našo domišljijo,« se spominja Nasina astronomka Heidi Hummel. - Govorili smo jezik pogumnih vesoljskih raziskovalcev, vendar se je vse spremenilo po postaji New Horizons julija 2015. Pred nami se je odprla vsa raznolikost svetov v sončnem sistemu.«

Kaj pa usoda in namen človeštva? Zgodovinarji vedo bolje. Širitev Zahoda je bila grabljenje zemlje in veliki raziskovalci so bili v njej predvsem zaradi virov ali zakladov. Človeško potepanje se izraža samo v službi politične ali ekonomske želje.

Seveda je bližajoče se uničenje Zemlje lahko spodbuda. Izčrpajte vire planeta, spremenite podnebje in vesolje bo postalo edino upanje za preživetje.

Toda to je nevarno razmišljanje. To ustvarja moralno tveganje. Ljudje mislijo, da če to storimo, lahko nekje na Marsu začnemo iz nič. To je napačna sodba.

Kolikor vemo, je Zemlja edino bivalno mesto v znanem vesolju. In če bomo zapustili ta planet, potem naj bo to naša želja, ne pa rezultat brezizhodne situacije.

Zahodna medicinska študija in opazovanje 12 astronavtov je pokazalo, da ob dolgotrajni izpostavljenosti mikrogravitaciji človeško srce postane za 9,4 odstotka bolj sferično, kar lahko povzroči različne težave pri njegovem delovanju. Ta problem lahko postane še posebej pomemben med dolgim ​​vesoljskim potovanjem, na primer na Mars.

"Srce v vesolju deluje zelo drugače kot v Zemljini gravitaciji, kar lahko vodi do izgube mišične mase," pravi dr. James Thomas iz Nase.

"Vse to bo imelo resne posledice, ko se vrnemo na Zemljo, zato trenutno iščemo možne načine, kako bi se izognili ali vsaj zmanjšali izgubo mišične mase."

Strokovnjaki ugotavljajo, da po vrnitvi na Zemljo srce dobi prvotno obliko, nihče pa ne ve, kako se bo po dolgih poletih obnašal eden najpomembnejših organov našega telesa. Zdravniki že poznajo primere, ko so astronavti, ki so se vračali, imeli vrtoglavico in dezorientacijo. V nekaterih primerih pride do močne spremembe krvnega tlaka (pojavi se močno znižanje), še posebej, ko se oseba poskuša vrniti na noge. Poleg tega imajo nekateri astronavti med misijami aritmijo (nepravilen srčni ritem).

Raziskovalci opozarjajo na potrebo po razvoju metod in pravil, ki bodo potnikom v globokem vesolju omogočili, da se izognejo tovrstnim težavam. Kot smo že omenili, bi lahko takšne metode in pravila koristili ne le astronavtom, ampak tudi običajnim ljudem na Zemlji - tistim, ki imajo težave s srcem, pa tudi tistim, ki jim je predpisan počitek v postelji.

Zdaj se je začel petletni raziskovalni program za določitev stopnje izpostavljenosti vesolju za pospešitev razvoja ateroskleroze (bolezni krvnih žil) pri astronavtih.

Pitje in duševne motnje

Kljub dejstvu, da je anonimna anketa, ki jo je izvedla Nasa, odpravila sume o pogostem pitju alkoholnih pijač s strani astronavtov, sta bila leta 2007 dva primera, ko sta dejansko pijana astronavta Nase dovolila leteti znotraj ruskega vesoljskega plovila Sojuz. Hkrati so ljudem dovolili letenje tudi potem, ko so zdravniki, ki so te astronavte pripravljali na polet, in drugi udeleženci misije svojim nadrejenim povedali o zelo vročem stanju svojih kolegov.

V skladu s takratno varnostno politiko je NASA govorila o uradni prepovedi astronavtom pitja alkohola 12 ur pred poleti za usposabljanje. To pravilo naj bi tiho veljalo tudi med poleti v vesolje. Po zgoraj opisanem incidentu pa je bila NASA ogorčena nad neprevidnostjo astronavtov, da se je agencija odločila to pravilo glede vesoljskih poletov uradno uveljaviti.

Nekdanji astronavt Mike Mullane je nekoč dejal, da so astronavti pred poletom pili alkohol, da bi dehidrirali telo (alkohol dehidrira), da bi sčasoma zmanjšali obremenitev mehurja in ob izstrelitvi nenadoma nočejo na stranišče.

Med nevarnostmi vesoljskih misij je imel svoje mesto tudi psihološki vidik. Med vesoljsko misijo Skylab 4 so bili astronavti tako "utrujeni" od komunikacije s kontrolo vesoljskega poleta, da so skoraj za en dan izklopili radijsko komunikacijo in ignorirali sporočila, ki so prihajala iz Nase. Od incidenta znanstveniki poskušajo prepoznati in obravnavati morebitne negativne psihološke učinke, ki bi se lahko pojavili med bolj stresnimi in daljšimi misijami na Mars.

Pomanjkanje spanja in uporaba uspaval

Desetletna študija je pokazala, da so astronavti v tednih pred in med začetkom vesoljskih misij močno prikrajšani za spanec. Med anketiranimi so trije od štirih priznali, da uporabljajo zdravila za pomoč pri spanju, čeprav bi bila uporaba takšnih zdravil lahko nevarna med letenjem z vesoljskim plovilom ali upravljanjem druge opreme. Najbolj nevarna situacija v tem primeru bi lahko bila, ko bi astronavta istočasno vzela isto zdravilo. V tem primeru, ko pride do izrednih razmer, ki zahtevajo nujno rešitev, lahko preprosto prespajo.

Čeprav je Nasa zahtevala, da vsak astronavt spi vsaj osem ur in pol na dan, je večina med misijo imela le približno šest ur počitka vsak dan. Resnost tega stresa za telo je še povečalo dejstvo, da so ljudje v zadnjih treh mesecih usposabljanja pred poletom spali manj kot šest ur in pol na dan.

"Prihodnje misije na Luno, Mars in drugod bodo zahtevale razvoj učinkovitejših ukrepov za reševanje pomanjkanja spanja in optimizacijo človeške učinkovitosti med vesoljskimi poleti," je povedal višji raziskovalec na to temo dr. Charles Kzeiler.

»Ti ukrepi lahko vključujejo spremembe v urniku dela, ki se bo izvajal ob upoštevanju izpostavljenosti človeka določenim svetlobnim valovom, pa tudi spremembe v vedenjski strategiji posadke za udobnejši vstop v stanje spanja, ki je bistvenega pomena za ponovno vzpostavitev zdravje, moč in dobro razpoloženje naslednji dan"

Izguba sluha

je pokazalo, da so nekateri astronavti od časa vesoljskih raketoplanov doživeli primere začasne pomembne in manj pomembne izgube sluha. Najpogosteje so jih opazili, ko so bili ljudje izpostavljeni visokim zvočnim frekvencam. Tudi člani posadke sovjetske vesoljske postaje Saljut 7 in ruske ladje Mir so po vrnitvi na Zemljo doživeli blago do zelo pomembno izgubo sluha. Tudi v vseh teh primerih je bil vzrok za delno ali popolno začasno izgubo sluha izpostavljenost visokim zvočnim frekvencam.

Posadka Mednarodne vesoljske postaje mora vsak dan nositi ušesne čepke. Za zmanjšanje hrupa na krovu ISS je bila med drugimi ukrepi predlagana uporaba posebnih zvočnoizolacijskih blazinic znotraj sten postaje ter namestitev tišjih ventilatorjev.

Vendar pa lahko poleg hrupa v ozadju na izgubo sluha vplivajo tudi drugi dejavniki: na primer stanje ozračja v postaji, povečan intrakranialni tlak in povečana raven ogljikovega dioksida v postaji.

Leta 2015 namerava NASA s pomočjo posadke ISS začeti preučevati možne načine, kako se izogniti učinkom izgube sluha med celoletnimi misijami. Znanstveniki želijo ugotoviti, kako dolgo se je mogoče izogniti tem učinkom in določiti sprejemljivo tveganje, povezano z izgubo sluha. Ključni cilj poskusa bo ugotoviti, kako zmanjšati izgubo sluha v celoti in ne samo med določeno vesoljsko misijo.

Ledvični kamni

Pri vsakem desetem prebivalcu Zemlje se prej ali slej pojavi težava z ledvičnimi kamni. Pri astronavtih pa se to vprašanje še bolj zaostri, saj v vesoljskih razmerah telesne kosti začnejo izgubljati hranila še hitreje kot na Zemlji. V telesu se sproščajo soli (kalcijev fosfat), ki prodrejo skozi kri in se kopičijo v ledvicah. Te soli se lahko stisnejo in prevzamejo obliko kamnin. Poleg tega se lahko velikost teh kamnov razlikuje od mikroskopskih do zelo resnih - do velikosti oreha. Težava je v tem, da lahko ti kamni blokirajo krvne žile in druge tokove, ki hranijo organ ali odstranjujejo odpadke iz ledvic.

Za astronavte je tveganje za nastanek ledvičnih kamnov bolj nevarno, ker lahko pogoji mikrogravitacije zmanjšajo količino krvi v telesu. Poleg tega veliko astronavtov ne popije 2 litra tekočine na dan, kar bi posledično lahko zagotovilo popolno hidracijo njihovega telesa in preprečilo zastajanje kamnov v ledvicah, izločanje njihovih delcev skupaj z urinom.

Opozoriti je treba, da je vsaj 14 ameriških astronavtov skoraj takoj po zaključku svojih vesoljskih misij razvilo težave z ledvičnimi kamni. Leta 1982 je bil zabeležen primer akutne bolečine pri članu posadke na krovu sovjetske postaje Saljut 7. Astronavt je dva dni trpel hude bolečine, njegovemu tovarišu pa ni preostalo drugega, kot da je nemočno opazoval trpljenje kolega. Sprva so vsi mislili, da gre za akutno vnetje slepiča, čez nekaj časa pa je astronavt skupaj z urinom izločil majhen ledvični kamen.

Znanstveniki si že dolgo prizadevajo razviti poseben ultrazvočni aparat velikosti namiznega računalnika, ki bi lahko zaznal ledvične kamne in jih odstranil s pomočjo impulzov zvočnih valov. Zdi se, da bi na krovu ladje, namenjene na Mars, takšna stvar zagotovo lahko prišla prav.

Pljučne bolezni

Čeprav še ne vemo zagotovo, kakšne negativne učinke na zdravje lahko povzroči prah z drugih planetov ali asteroidov, znanstveniki poznajo nekaj zelo neprijetnih učinkov, ki se lahko pojavijo kot posledica izpostavljenosti luninemu prahu.

Najresnejši učinek vdihavanja prahu bo najverjetneje na pljučih. Neverjetno ostri delci luninega prahu pa lahko resno poškodujejo ne le pljuča, ampak tudi srce, hkrati pa povzročijo cel kup najrazličnejših obolenj, od hudih vnetij organov do raka. Azbest, na primer, lahko povzroči podobne učinke.

Ostri prašni delci lahko poškodujejo ne le notranje organe, temveč povzročijo tudi vnetja in odrgnine na koži. Za zaščito je potrebna uporaba posebnih večplastnih kevlar podobnih materialov. Lunin prah lahko zlahka poškoduje roženice oči, kar bi lahko pomenilo najresnejšo nevarnost za ljudi v vesolju.

Znanstveniki z obžalovanjem ugotavljajo, da ne morejo modelirati luninih tal in opraviti celotnega nabora testov, potrebnih za določitev učinkov luninega prahu na telo. Ena od težav pri reševanju tega problema je, da na Zemlji prašni delci niso v vakuumu in niso stalno izpostavljeni sevanju. Le več raziskav prahu neposredno na sami površini Lune, namesto v laboratoriju, bo znanstvenikom zagotovilo podatke, ki jih potrebujejo za razvoj učinkovitih metod obrambe pred temi drobnimi strupenimi morilci.

Odpoved imunskega sistema

Naš imunski sistem se spreminja in se odziva na vsako, tudi najmanjšo spremembo v našem telesu. Pomanjkanje spanja, nezadosten prehranski vnos ali celo preprost stres lahko oslabijo naš imunski sistem. Ampak to je na Zemlji. Sprememba imunskega sistema v vesolju bi lahko v končni fazi povzročila navaden prehlad ali nosila potencial za razvoj veliko resnejših bolezni.
V prostoru se razporeditev imunskih celic v telesu ne spremeni veliko. Spremembe v delovanju teh celic lahko veliko bolj ogrožajo zdravje. Ko se delovanje celic zmanjša, se lahko že potlačeni virusi v človeškem telesu ponovno prebudijo. In to tako rekoč prikrito, ne da bi pokazali simptome bolezni. Ko se aktivnost imunskih celic poveča, se imunski sistem pretirano odzove na dražljaje, kar povzroči alergijske reakcije in druge stranske učinke, kot so kožni izpuščaji.

»Stvari, kot so sevanje, mikrobi, stres, mikrogravitacija, motnje spanja in celo izolacija, lahko spremenijo imunski sistem članov posadke,« pravi Nasin imunolog Brian Krushin.

"Dolge vesoljske misije bodo povečale tveganje, da bodo astronavti razvili okužbe, preobčutljivost in avtoimunske težave."

Za reševanje težav z imunskim sistemom namerava NASA uporabiti nove metode zaščite pred sevanjem, nov pristop k uravnoteženi prehrani in zdravila.

Grožnje zaradi sevanja

Trenutna zelo nenavadna in zelo dolga odsotnost sončne aktivnosti bi lahko prispevala k nevarnim spremembam ravni sevanja v vesolju. Kaj takega se ni zgodilo v skoraj zadnjih 100 letih.

"Čeprav taki dogodki niso nujno odvračilni dejavnik za dolge misije na Luno, asteroide ali celo Mars, je samo galaktično kozmično sevanje dejavnik, ki lahko omeji načrtovani čas teh misij," pravi Nathan Schwadron iz Inštituta za kopenske, oceanske in raziskovanje vesolja.

Posledice tovrstne izpostavljenosti so lahko zelo različne, od radiacijske bolezni do razvoja raka ali poškodb notranjih organov. Poleg tega nevarne ravni sevanja ozadja zmanjšajo učinkovitost zaščite pred sevanjem vesoljskega plovila za približno 20 odstotkov.

Na samo eni misiji na Mars bi bil lahko astronavt izpostavljen 2/3 varnega odmerka sevanja, ki bi mu bila oseba v najslabšem možnem primeru izpostavljena vse življenje. To sevanje lahko povzroči spremembe v DNK in poveča tveganje za raka.

"Glede kumulativnega odmerka je to enako, kot če bi vsakih 5-6 dni opravili CT skeniranje celotnega telesa," pravi znanstvenica Carey Zeitlin.

Kognitivne težave

Pri simulaciji stanja bivanja v vesolju so znanstveniki ugotovili, da je izpostavljenost visoko nabitim delcem, tudi v majhnih odmerkih, povzročila, da so laboratorijske podgane veliko počasneje reagirale na okolje, hkrati pa so glodalci postali bolj razdražljivi. Spremljanje podgan je pokazalo tudi spremembe v beljakovinski sestavi njihovih možganov.

Vendar pa znanstveniki takoj poudarijo, da vse podgane niso pokazale enakih učinkov. Če to pravilo velja za astronavte, raziskovalci verjamejo, da bi lahko identificirali biološki marker, ki kaže in napoveduje pojav teh učinkov pri astronavtih. Morda bi ta marker lahko celo omogočil iskanje načina za zmanjšanje negativnih posledic izpostavljenosti sevanju.

Resnejša težava je Alzheimerjeva bolezen.

»Izpostavljenost ravni sevanja, enakovredni tistim, ki bi jih oseba doživela na misiji na Mars, lahko prispeva k razvoju kognitivnih težav in pospeši spremembe v delovanju možganov, ki so najpogosteje povezane z Alzheimerjevo boleznijo,« pravi nevrolog Kerry O'Banion.

"Dlje kot ste v vesolju, večje je tveganje za razvoj bolezni."

Tolažilno dejstvo je, da so znanstveniki že raziskali enega najslabših možnih scenarijev za izpostavljenost sevanju. Laboratorijske miši so naenkrat izpostavili stopnjam sevanja, ki bi bile značilne za celotno misijo na Mars. Po drugi strani pa bodo ljudje pri letenju na Mars v treh letih poleta izpostavljeni doziranemu sevanju. Znanstveniki verjamejo, da se človeško telo lahko prilagodi tako majhnim odmerkom.

Poleg tega je treba opozoriti, da lahko plastika in lahki materiali ljudem zagotovijo učinkovitejšo zaščito pred sevanjem kot aluminij, ki se trenutno uporablja.

Izguba vida

Nekateri astronavti po bivanju v vesolju razvijejo resne težave z vidom. Dlje kot traja vesoljska misija, večja je verjetnost tako hudih posledic.

Med najmanj 300 ameriškimi astronavti, ki so bili medicinsko pregledani od leta 1989, so težave z vidom opazili pri 29 odstotkih ljudi v vesolju med dvotedenskimi vesoljskimi misijami in pri 60 odstotkih ljudi, ki so več mesecev delali na Mednarodni vesoljski postaji.

Zdravniki z univerze v Teksasu so opravili skeniranje možganov 27 astronavtov, ki so v vesolju preživeli več kot mesec dni. Pri 25 odstotkih jih je prišlo do zmanjšanja volumna sprednje-zadnje osi enega ali dveh zrklov. Ta sprememba vodi do daljnovidnosti. Ponovno je bilo ugotovljeno, da dlje kot je človek v vesolju, večja je verjetnost te spremembe.

Znanstveniki menijo, da je ta negativni učinek mogoče pojasniti z dvigom tekočine do glave v pogojih selitvene gravitacije. V tem primeru se cerebrospinalna tekočina začne kopičiti v lobanji in intrakranialni tlak se poveča. Tekočina ne more pronicati skozi kost, zato začne ustvarjati pritisk na notranjost očesa. Raziskovalci še niso prepričani, ali se bo ta učinek zmanjšal za astronavte, ki ostanejo v vesolju več kot šest mesecev. Je pa povsem očitno, da bo to treba razjasniti, preden bodo ljudje poslali na Mars.

Če težavo povzroča izključno intrakranialni tlak, bi bila ena od možnih rešitev ustvarjanje pogojev umetne gravitacije, vsak dan po osem ur, medtem ko astronavti spijo. Vendar je še prezgodaj reči, ali bo ta metoda pomagala ali ne.

"To težavo je treba rešiti, ker bi sicer lahko bil glavni razlog, zakaj dolgoročna vesoljska potovanja niso mogoča," pravi znanstvenik Mark Shelhamer.

Vesoljska biologija in medicina, tako kot astronavtika na splošno, sta se lahko pojavili šele, ko sta znanstveni in gospodarski potencial države dosegla svetovni vrh.

Eden vodilnih strokovnjakov za vesoljsko biologijo in medicino je akademik Oleg Georgijevič Gazenko. Leta 1956 je bil vključen v skupino znanstvenikov, zadolženih za zagotavljanje medicinske podpore za prihodnje vesoljske polete. Od leta 1969 je Oleg Georgievich vodil Inštitut za medicinske in biološke probleme Ministrstva za zdravje ZSSR.

O. Gazenko govori o razvoju vesoljske biologije in vesoljske medicine, o problemih, ki jih rešujejo njeni strokovnjaki.

Vesoljska medicina

Včasih se vprašajo: kje sta se začeli vesoljska biologija in vesoljska medicina? In kot odgovor lahko včasih slišite in preberete, da se je začelo s strahovi, z vprašanji, kot so: ali bo človek lahko dihal, jedel, spal itd. v breztežnosti?

Seveda so se pojavila ta vprašanja. A vseeno je bilo drugače kot recimo v času velikih geografskih odkritij, ko so se pomorščaki in popotniki odpravljali na pot, ne da bi vedeli, kaj jih čaka. V bistvu smo vedeli, kaj človeka čaka v vesolju, in to znanje je bilo precej utemeljeno.

Vesoljska biologija in vesoljska medicina se nista začeli od nikoder. Zrasli so iz splošne biologije in vsrkavali izkušnje ekologije, klimatologije in drugih, tudi tehničnih, strok. Teoretična analiza pred poletom Jurija Gagarina je temeljila na podatkih letalske, pomorske in podvodne medicine. Obstajali so tudi eksperimentalni podatki.

Že leta 1934, najprej pri nas in malo kasneje v ZDA, so poskušali preučiti vpliv zgornjih plasti ozračja na žive organizme, zlasti na mehanizem dednosti sadnih mušic. Prvi poleti živali - miši, zajci, psi - z geofizikalnimi raketami segajo v leto 1949. V teh poskusih so preučevali vpliv na živi organizem ne le razmere v zgornji atmosferi, ampak tudi sam polet rakete.

Rojstvo znanosti

Vedno je težko določiti datum rojstva katere koli znanosti: včeraj, pravijo, še ni obstajala, danes pa se je pojavila. Toda hkrati je v zgodovini katere koli veje znanja dogodek, ki zaznamuje njeno oblikovanje.

In tako kot lahko recimo delo Galileja štejemo za začetek eksperimentalne fizike, tako so orbitalni poleti živali zaznamovali rojstvo vesoljske biologije – verjetno se vsi spomnijo psičke Lajke, ki so jo v vesolje poslali na drugem sovjetskem umetnem zemeljskem satelitu l. 1957.

Nato je bila organizirana še ena serija bioloških testov na satelitskih ladjah, ki so omogočile preučevanje odziva živali na pogoje vesoljskega leta, opazovanje po letu in proučevanje dolgoročnih genetskih posledic.

Tako smo do pomladi 1961 vedeli, da bo človek lahko izvedel vesoljski polet - predhodna analiza je pokazala, da bi moralo biti vse v redu. In kljub temu, ker smo govorili o osebi, so vsi želeli imeti določena jamstva v primeru nepredvidenih okoliščin.

Zato so bili prvi leti pripravljeni z varnostnimi mrežami in celo, če želite, s pozavarovanjem. In tukaj je preprosto nemogoče, da se ne spomnimo Sergeja Pavloviča Koroleva. Lahko si predstavljate, koliko dela in skrbi je imel glavni konstruktor, ko je pripravljal prvi polet človeške posadke v vesolje.

In kljub temu se je poglobil v vse podrobnosti medicinske in biološke storitve letenja, pri čemer je poskrbel za njeno maksimalno zanesljivost. Tako je Jurij Aleksejevič Gagarin, čigar let naj bi trajal uro in pol in je na splošno lahko zdržal brez hrane in vode, dobil hrano in druge potrebne zaloge za več dni. In naredili so prav.

Razlog je v tem, da takrat preprosto nismo imeli dovolj informacij. Vedeli so na primer, da lahko v breztežnosti pride do motenj vestibularnega aparata, ni pa bilo jasno, ali bodo takšne, kot si jih predstavljamo.

Drug primer je kozmično sevanje. Vedeli so, da obstaja, a kako nevarna je, je bilo sprva težko ugotoviti. V tistem začetnem obdobju je proučevanje vesolja samega in njegovo raziskovanje s strani človeka potekalo vzporedno: vse lastnosti vesolja še niso bile raziskane, vendar so se poleti že začeli.

Zato je bila zaščita pred sevanjem na ladjah močnejša, kot so zahtevale realne razmere. Pri tem želim poudariti, da je bilo znanstveno delo v vesoljski biologiji že od vsega začetka postavljeno na trdno, akademsko podlago, pristop k razvoju teh na videz aplikativnih problemov je bil zelo temeljen.

Razvoj vesoljske biologije

Akademik V.A. Engelhardt, ki je bil takrat akademik-sekretar Oddelka za splošno biologijo Akademije znanosti ZSSR, je posvetil veliko truda in pozornosti dobremu začetku vesoljske biologije in vesoljske medicine.

Akademik N. M. Sissakyan je veliko pripomogel k širjenju raziskav in ustvarjanju novih skupin in laboratorijev: na njegovo pobudo je že v zgodnjih 60-ih letih na področju vesoljske biologije in vesoljske medicine delovalo 14 laboratorijev različnih akademskih inštitutov, kjer je bilo koncentrirano močno znanstveno osebje. v njih.

Akademik V. N. Černigovski je veliko prispeval k razvoju vesoljske biologije in vesoljske medicine. Kot podpredsednik Akademije medicinskih znanosti ZSSR je v razvoj teh problemov vključil številne znanstvenike svoje akademije.

Neposredni voditelji prvih poskusov v vesoljski biologiji so bili akademik V. V. Parin, ki je posebej proučeval probleme vesoljske fiziologije, in profesor V. I. Yazdovsky. Treba se je spomniti prvega direktorja Inštituta za medicinske in biološke probleme, profesorja A.V.

Delo so že od vsega začetka vodili ugledni znanstveniki, kar je zagotovilo dobro organizacijo raziskav in posledično globino in natančnost teoretičnega predvidevanja, ki ga je praksa vesoljskih poletov odlično potrdila.

Tri izmed njih si zaslužijo posebno omembo.

»Gre za biološki eksperiment na drugem umetnem satelitu, ki je pokazal, da je živo bitje v vesoljskem plovilu lahko v vesolju brez škode zase.

— To je let Jurija Gagarina, ki je pokazal, da vesolje nima negativnega vpliva na čustveno in duševno sfero človeka (in takšni pomisleki so bili), da lahko človek, tako kot na Zemlji, razmišlja in dela v vesolju. polet.

»In končno, to je vesoljski sprehod Alekseja Leonova: človek v posebnem vesoljskem skafandru je bil in delal zunaj ladje in - glavna stvar, ki je zanimala znanstvenike - je bil samozavestno orientiran v vesolju.

V to kategorijo je treba uvrstiti tudi pristanek ameriških astronavtov na površju Lune. Program Apollo je potrdil tudi nekatere koncepte, teoretično razvite na Zemlji.

Potrjena je bila na primer narava gibanja ljudi na Luni, kjer je gravitacijska sila veliko manjša kot na Zemlji. Praksa je potrdila tudi teoretično ugotovitev, da hiter let skozi sevalne pasove, ki obdajajo Zemljo, za človeka ni nevaren.

Z "vajo" ne mislim samo na letenje ljudi. Pred njimi so bili poleti naših avtomatskih postaj, kot sta »Luna« in »Zond« ter ameriški »Surveyers«, ki so temeljito izvidevali razmere tako na poti kot na sami Luni.

Mimogrede, živa bitja so na sondah obletela Luno in se varno vrnila na Zemljo. Tako je bil beg ljudi do naše nočne zvezde pripravljen zelo temeljito.

Kot je razvidno iz navedenih primerov, je bilo najbolj značilno za prvo obdobje vesoljske biologije iskanje odgovorov na temeljna vprašanja. Danes, ko so ti odgovori, in to precej podrobni, večinoma že prejeti, se je iskanje poglobilo.

Stroški poleta v vesolje

Za sodobno stopnjo je značilno bolj temeljito in subtilno preučevanje globokih temeljnih bioloških, biofizikalnih in biokemičnih procesov, ki se odvijajo v živem organizmu v pogojih vesoljskega leta. In ne samo študirati, ampak tudi poskušati upravljati te procese.

Kako si lahko to razložimo?

Človekov let v vesolje na raketi ni ravnodušen do stanja telesa. Seveda so njegove prilagodljive zmožnosti nenavadno velike in prilagodljive, a ne neomejene.

Poleg tega morate za vsako napravo vedno nekaj plačati. Recimo, da se bo vaše zdravje med letom stabiliziralo, vendar se bo vaša delovna učinkovitost zmanjšala.

Prilagodili se boste »izjemni lahkotnosti« v breztežnosti, izgubili pa boste moč mišic in kosti ... Ti primeri so na površini. Toda očitno se tudi globoki življenjski procesi podrejajo temu zakonu (in za to obstajajo dokazi). Njihova prilagoditev ni tako opazna, pri kratkotrajnih poletih se morda sploh ne pojavi, a leti postajajo vse daljši.

Kakšna je pristojbina za takšno napravo? Ali se lahko s tem strinjam ali je nezaželeno? Znano je na primer, da se astronavtom med letom v krvi zmanjša število eritrocitov – rdečih krvničk, ki prenašajo kisik. Zmanjšanje je nepomembno, ni nevarno, vendar je to kratek let. Kako bo ta proces potekal na dolgem letu?

Vse to je treba poznati, da lahko zgradimo preventivni zaščitni sistem in s tem razširimo človekovo sposobnost bivanja in dela v vesolju. Pa ne samo za astronavte – posebej izbrane in usposobljene ljudi, ampak tudi za znanstvenike, inženirje, delavce in morda umetnike.

Sam koncept »vesoljske medicine in biologije« se poglablja. Po načrtu je to uporabna znanost, ki na podlagi splošnih bioloških podatkov razvija lastna priporočila, metode in tehnike za vedenje človeka v vesolju. Sprva je bilo tako. Zdaj pa je postalo jasno, da vesoljska biologija in vesoljska medicina nista derivat splošne biologije, ampak vsa biologija kot celota, ki preučuje samo organizme v posebnih pogojih obstoja.

Vzajemni interesi znanosti

Konec koncev, vse, kar človek počne na Zemlji, začne početi v vesolju: je, spi, dela, počiva, na zelo oddaljenih letih se bodo ljudje rodili in umirali - z eno besedo, človek začne živeti v vesolju v polnem biološkem smislu. In zato zdaj verjetno ne bomo našli niti enega dela biološkega in medicinskega znanja, ki bi nam bilo brezbrižno.

Posledično se je povečal obseg raziskav: če je pri prvih korakih vesoljske biologije in vesoljske medicine sodelovalo dobesedno ducat znanstvenikov, je zdaj na stotine institucij in na tisoče strokovnjakov najrazličnejših in včasih na prvi pogled nepričakovanih profilov. vstopili v njegovo orbito.

Tukaj je primer: Inštitut za presaditev organov in tkiv, ki ga vodi slavni kirurg profesor V.I. Zdi se, kaj bi lahko bilo skupnega med preučevanjem zdravega organizma v posebnih pogojih vesoljskega leta in tako skrajnim ukrepom reševanja brezupnih bolnikov, kot je presaditev organov? Vendar je nekaj skupnega.

Področje skupnih interesov se nanaša na probleme imunosti - naravne obrambe telesa pred učinki bakterij, mikrobov in drugih tujkov. Ugotovljeno je bilo, da med poletom v vesolje oslabi imunološka obramba telesa. Razlogov za to je več, eden od njih je naslednji.

V običajnem življenju se mikrobi srečujemo povsod in vedno. V zaprtem prostoru vesoljske ladje je atmosfera skoraj sterilna, mikroflora pa precej revnejša. Imunski sistem postane tako rekoč »brezposeln« in »izgubi formo«, tako kot jo izgubi športnik, če dlje časa ne trenira.

Toda tudi pri presajanju organov je treba umetno znižati raven imunosti, da jih telo ne zavrne. Tu se porajajo naša splošna vprašanja: kako se telo obnaša v teh razmerah, kako ga zaščititi pred nalezljivimi boleznimi?..

Obstaja še eno področje skupnih interesov. Verjamemo, da bodo ljudje čez čas poleteli in živeli v vesolju zelo dolgo. To pomeni, da lahko zbolijo. Zato si je treba, prvič, predstavljati, kakšne bolezni bi to lahko bile, in drugič, ljudem v letu zagotoviti diagnostično opremo in seveda zdravljenje.

To so lahko zdravila, lahko pa tudi umetna ledvica - ne moremo izključiti možnosti, da bodo takšna sredstva potrebna na odpravah na dolge razdalje. Zato skupaj s strokovnjaki Inštituta za transplantacijo organov in tkiv razmišljamo, kako udeležence bodočih vesoljskih odprav oskrbeti z »rezervnimi deli« in kakšna naj bo »tehnologija popravila«.

Operacija v vesolju pa je seveda skrajni primer. Glavno vlogo bo imela preventiva in preprečevanje bolezni. In tukaj ima lahko prehrana pomembno vlogo kot sredstvo za obvladovanje metabolizma in njegovih sprememb, če do njih pride, pa tudi kot sredstvo za zmanjševanje živčno-čustvenega stresa.

Na določen način pripravljena prehrana z vključitvijo ustreznih zdravil v hrano bo opravila svoje delo neopazno za človeka, postopek ne bo imel narave jemanja zdravila. Že vrsto let izvajamo ustrezne raziskave z Inštitutom za prehrano Akademije medicinskih znanosti ZSSR pod vodstvom akademika Akademije medicinskih znanosti ZSSR A. A. Pokrovskega.

Drug primer: Centralni inštitut za travmatologijo in ortopedijo po imenu N. N. Priorov (CITO), ki ga vodi akademik Akademije medicinskih znanosti ZSSR M. V. Volkov. Področje zanimanja inštituta je človeški skeletni sistem. Poleg tega se preučujejo ne le metode zdravljenja zlomov in modric, metode protetike, temveč tudi vse vrste sprememb v kostnem tkivu.

Slednje nas tudi zanima, saj se določene spremembe v kostnem tkivu dogajajo tudi v prostoru. Metode vplivanja na te procese, ki se uporabljajo tako v prostoru kot v kliniki, so si v osnovi zelo podobne.

Hipokinezija, ki je v našem času pogosta – nizka mobilnost – je v prostoru še bolj izrazita. Stanje človeka, ki po dvomesečni bolezni vstane iz postelje, je primerljivo s stanjem astronavta, ki se vrača z leta: oba se morata znova naučiti hoditi po tleh.

Dejstvo je, da se v ničelni gravitaciji del krvi premika iz spodnjega dela telesa v zgornji del in teče v glavo. Poleg tega mišice, ki ne prejemajo običajne obremenitve, oslabijo. Približno enako se zgodi, ko dolgo časa ležite v postelji. Ko se človek vrne na Zemljo (ali vstane po daljši bolezni), pride do nasprotnega procesa - kri hitro teče od zgoraj navzdol, kar spremlja vrtoglavica in lahko celo povzroči omedlevico.

Da bi se izognili takšnim pojavom, astronavti med letom svoje mišice obremenijo na posebnem simulatorju in uporabljajo tako imenovani vakuumski sistem, ki pomaga premakniti del krvi v spodnjo polovico telesa. Po vrnitvi z leta nekaj časa nosijo popoletne profilaktične obleke, ki nasprotno preprečujejo hiter odtok krvi iz zgornje polovice telesa.

Zdaj se podobni izdelki uporabljajo v zdravstvenih ustanovah. V CITO simulatorji vesoljskega tipa omogočajo bolnikom, da "hodijo", ne da bi vstali iz postelje. In obleke po poletu so uspešno testirali na Inštitutu za kirurgijo A.V. Vishnevsky - z njihovo pomočjo se pacienti dobesedno hitreje postavijo na noge.

Prerazporeditev krvi v telesu ni le mehanski proces, vpliva tudi na fiziološke funkcije in je zato zelo zanimiva tako za vesoljsko biologijo in medicino kot za klinično kardiologijo. Poleg tega vprašanja regulacije krvnega obtoka pri spreminjanju prostorskega položaja telesa pri zdravih ljudeh še niso dovolj raziskana.

In v skupni raziskavi z Inštitutom za kardiologijo A. L. Myasnikov in Inštitutom za transplantacijo organov in tkiv smo pridobili prve zanimive podatke o tem, na primer, kako se spreminja tlak v različnih žilah in votlinah srca, ko se položaj telesa v prostoru spremeni. spremembe. O tem, kako in s kakšno hitrostjo se spreminja biokemična sestava krvi, ki teče iz možganov, ali iz jeter ali iz mišic, med telesno aktivnostjo, torej iz vsakega organa posebej.

To omogoča globlje presojo njegovega dela in stanja. Omenjena raziskava nenavadno bogati naše znanje o človekovi fiziologiji in biokemiji, gre za primer temeljnega preučevanja biološkega bistva človeka. In to ni edini primer.

Omenil sem že, da se v vesolju človeku zmanjša število rdečih krvničk in da je pomembno razumeti razloge za ta pojav. Posebne študije, zlasti na satelitu Cosmos-782, so pokazale, da se v vesolju stabilnost (odpornost) teh celic zmanjša, zato se uničijo pogosteje kot v običajnih zemeljskih razmerah, njihova povprečna življenjska doba se skrajša.

Zdaj bomo seveda morali ugotoviti, kako ohraniti stabilnost rdečih krvnih celic. To je pomembno za vesolje, vendar je lahko koristno tudi v boju proti anemiji in drugim krvnim boleznim.

Dejstvo, da je vesoljska biologija vpletena v temeljne raziskave človeškega telesa na zelo določen način, označuje sedanjo stopnjo njenega temeljnega razvoja in postavlja temelje za nadaljnji razvoj praktičnih dejavnosti. V našem primeru so postavljeni temelji za nadaljnji napredek človeka v vesolje.

Kdo bo poletel v vesolje

Že zdaj potrebe raziskovanja vesolja znanstvenike silijo k razmišljanju o povečanju števila strokovnjakov, ki letijo v vesolje.

V prihodnjih letih lahko pričakujemo pojav v orbiti znanstvenikov - raziskovalcev vesolja, inženirjev - organizatorjev nezemeljske proizvodnje različnih materialov, ki jih ni mogoče dobiti na Zemlji, delavcev za sestavljanje vesoljskih objektov in servisiranje proizvodnih zmogljivosti itd.

Za te specialiste bo očitno treba razširiti trenutno precej ozka »vrata« zdravniške selekcije, torej zmanjšati formalne zahteve glede zdravstvenega stanja in zmanjšati obseg pripravljalnega usposabljanja.

Ob tem je seveda treba zagotoviti popolno varnost in, rekel bi, neškodljivost poleta za te ljudi.

Pri orbitalnem letu je to razmeroma enostavno narediti: ne samo, da je mogoče vzpostaviti stalno spremljanje stanja posadke, ampak v skrajnih primerih vedno obstaja možnost vrnitve osebe na Zemljo v nekaj urah. Druga zadeva so medplanetarni leti, ti bodo veliko bolj avtonomni.

Odprava na, recimo, Mars bo trajala 2,5-3 leta. To pomeni, da bi moral biti pristop k organizaciji tovrstnih odprav drugačen kot pri poletih v orbiti. Pri tem očitno ne gre zmanjšati zdravstvenih zahtev pri izbiri kandidatov.

Poleg tega se mi zdi, da kandidati ne bi smeli imeti le odličnega zdravja, temveč tudi nekatere posebne lastnosti - recimo sposobnost, da se zlahka prilagodijo spreminjajočim se okoljskim razmeram ali določeno naravo odziva na ekstremne vplive.

Zelo pomembna je sposobnost telesa, da se prilagodi spremembam bioloških ritmov. Dejstvo je, da so ritmi, značilni za nas, čisto zemeljskega izvora. Na primer, najpomembnejši med njimi - dnevni - je neposredno povezan s spremembo dneva in noči. Toda zemeljski dan obstaja samo na Zemlji; na drugih planetih je dan seveda drugačen in se jim boste morali prilagoditi.

Kaj početi med letom

Vprašanja, povezana z moralno klimo, ki se bo vzpostavila na krovu, postajajo zelo pomembna. In bistvo tukaj ni le v osebnih lastnostih ljudi, ampak tudi v organizaciji njihovega dela, vsakdanjega življenja - življenja na splošno, ob upoštevanju potreb, vključno z estetskimi, vsakega člana posadke. Ta vrsta vprašanj je morda najbolj zapletena.

Na primer problem prostega časa. Menijo, da med letom na Mars delovna obremenitev za vsakega člana posadke ne bo večja od 4 ur na dan. Odmerimo 8 ur za spanje, 12 jih bo ostalo. Kaj storiti z njimi? V omejenem prostoru vesoljskega plovila, s stalno sestavo posadke, to ni tako enostavno narediti. knjige? Glasba? filmi? Da, ampak ne katerikoli. Glasba, tudi najljubša, lahko povzroči prekomerno čustveno vzburjenje in poveča občutek ločenosti od doma.

Negativne odzive lahko povzročijo tudi knjige in filmi dramatične ali tragične narave, a žanr avanture, fantazije, knjig popotnikov, polarnih raziskovalcev, speleologov, v katerih je material za primerjavo in empatijo, bo nedvomno dobro sprejet. Lahko rešujete križanke in uganke, vendar igranje šaha ali dame ni priporočljivo, saj je v takih igrah prisoten element tekmovalnosti, ki je v takšni situaciji nezaželen.

Vsi ti premisleki so izhajali iz raziskav, ki že potekajo. Po mojem mnenju močno spodbujajo natančen študij človeške psihologije in mislim, da bodo sčasoma, ko bodo imenovani problemi dovolj razviti, prinesli veliko korist zemeljski praksi - pri organizaciji dela in prostega časa ljudi.

Življenjska podpora za ekspedicije

Posebno mesto v razvoju medplanetarnih letov zavzema življenjska podpora odprav. Sedaj kozmonavti vse, kar potrebujejo, preprosto vzamejo z Zemlje med letom (atmosfera se le delno regenerira, pri nekaterih poletih je bila izvedena poskusna regeneracija vode).

Toda s seboj ne morete vzeti zalog za tri leta. Na medplanetarni ladji je treba ustvariti zaprt ekološki sistem, podoben zemeljskemu, vendar v miniaturi, ki bo posadko oskrboval s hrano, vodo, svežim zrakom in odstranjeval odpadke.

Naloga je neverjetno težka! V bistvu govorimo o tekmovanju z naravo: tisto, kar je narava ustvarjala več milijonov let na celem planetu, ljudje poskušajo reproducirati v laboratoriju in nato prenesti v vesoljsko ladjo.

Takšno delo se že vrsto let izvaja na našem inštitutu, na Krasnojarskem inštitutu za fiziko po L.V. Nekaj ​​je že narejenega, a o velikih uspehih tukaj še ne moremo govoriti. Številni strokovnjaki na splošno verjamejo, da bo pravi praktični uspeh mogoče doseči šele čez 15-20 let. Morda seveda prej, a ne veliko.

Genetika

Na koncu še problemi genetike in razmnoževanja. Naš inštitut skupaj z Moskovsko državno univerzo in Inštitutom za razvojno biologijo Akademije znanosti ZSSR izvaja raziskave za ugotavljanje vpliva breztežnosti na embriogenezo in morfogenezo.

Poskusi, zlasti na satelitu Cosmos-782, so pokazali, da breztežnost ne preprečuje žuželkam (drosophila) pri ustvarjanju normalnih potomcev, pri bolj zapletenih organizmih - ribah, žabah - pa so v številnih primerih odkrili kršitve in odstopanja od norme. . To nakazuje, da za normalen razvoj v prvih fazah življenja zarodka potrebujejo silo gravitacije, zato je treba to silo ustvariti umetno.

Problemi dolgotrajnih vesoljskih poletov

Torej je problem dolgotrajnih vesoljskih poletov najpomembnejši v našem današnjem delu. In tukaj je vprašanje legitimno: kako dolgo lahko človek ostane v vesolju? Trenutno je nemogoče zagotovo odgovoriti. Med letom se v telesu dogajajo številni procesi, ki jih še ni mogoče nadzorovati. Niso v celoti raziskani, saj človek še ni letel več kot tri mesece in ne vemo, kako bodo ti procesi potekali med daljšimi leti.

Potrebno je objektivno, eksperimentalno preverjanje in vprašanje možnosti, recimo, triletnega bivanja osebe v vesolju, je treba rešiti v nizki zemeljski orbiti. Le tako bomo imeli zagotovilo, da bo takšna odprava varna.

Mislim pa, da človek na tej poti ne bo naletel na nepremostljive ovire. To ugotovitev je mogoče narediti na podlagi trenutnega znanja. Navsezadnje se je vesoljska doba človeštva šele začela in, figurativno rečeno, se zdaj šele pripravljamo na dolgo pot, ki je pred človeštvom v vesolju.

Druga polovica 20. stoletja ni zaznamovalo le teoretično raziskovanje načinov za raziskovanje vesolja, temveč tudi praktično ustvarjanje in izstrelitev avtomatskih vozil v bližnje zemeljske orbite in na druge planete, prvi polet človeka v vesolje in dolgotrajni poleti na orbitalnih postajah. , in pristanek človeka na površini Lune. Teoretične raziskave na področju vesoljske tehnologije in načrtovanja vodenih letal so močno spodbudile razvoj številnih ved, vključno z novo vejo znanja - vesoljsko medicino.

Glavni cilji vesoljske medicine so naslednji:

preučevanje vpliva pogojev vesoljskega leta na človeško telo, vključno s preučevanjem fenomenologije in mehanizmov nastanka premikov fizioloških parametrov pri vesoljskem poletu;

razvoj metod za izbor in šolanje kozmonavtov;

Vesoljska medicina je v svojem zgodovinskem razvoju prešla pot od modeliranja dejavnikov vesoljskih poletov v laboratorijskih pogojih in med leti živali na raketah in satelitih do raziskav, povezanih z dolgotrajnimi poleti orbitalnih postaj in poleti mednarodnih posadk.

Pri nastanku in razvoju vesoljske biologije in medicine v ZSSR so bila pomembna dela ustanoviteljev astronavtike K. E. Ciolkovskega, F. A. Tsanderja in drugih, ki so oblikovali številne biološke probleme, katerih rešitev bi morala biti nujen predpogoj za raziskovanje človeka. vesolja, so bile velikega pomena. Teoretični vidiki vesoljske biologije in medicine temeljijo na klasičnih načelih utemeljiteljev naravoslovja, kot so I. M. Sechenov, K. A. Timiryazev, I. P. Pavlov, V. V. Dokuchaev, L. A. Orbeli in drugi, v katerih delih Rdeča nit odseva doktrino interakcije. telesa in zunanjega okolja so bila razvita temeljna vprašanja prilagajanja telesa spreminjajočim se okoljskim razmeram.

Delo na področju letalske medicine, pa tudi raziskave na biofizikalnih raketah in vesoljskih plovilih v 50-ih in 60-ih letih so imele pomembno vlogo pri oblikovanju številnih določb in oddelkov vesoljske medicine.

Praktično raziskovanje vesolja s pomočjo poletov s posadko se je začelo z zgodovinskim poletom Yu A. Gagarina, prvega svetovnega kozmonavta, 12. aprila 1961 na vesoljskem plovilu Vostok. Vsi se spomnimo njegove preproste človeške fraze. "Gremo," izrečen med izstrelitvijo vesoljskega plovila Vostok. Ta stavek je jedrnato in hkrati precej jedrnato označil največji dosežek človeštva. Polet Yu. Gagarina je bil med drugim preizkus zrelosti tako kozmonavtike na splošno kot vesoljske medicine.

Medicinske in biološke raziskave, izvedene pred tem poletom, in sistem za vzdrževanje življenja, razvit na njihovi podlagi, so zagotovili normalne življenjske pogoje v kabini vesoljskega plovila, potrebne za astronavta za dokončanje leta. Sistem izbire in usposabljanja kozmonavtov, ustvarjen v tem času, sistem biotelemetričnega spremljanja stanja in učinkovitosti osebe med letom ter higienskih parametrov kabine so določali možnost in varnost leta.

Vendar vsa dosedanja dela, vsi številni poleti živali na vesoljskih plovilih niso mogli odgovoriti na nekatera vprašanja, povezana s človeškim letom. Na primer, pred poletom Yu A. Gagarina ni bilo znano, kako breztežnostni pogoji vplivajo na čisto človeške funkcije: razmišljanje, spomin, koordinacijo gibov, dojemanje okoliškega sveta itd. Šele polet prvega človeka v vesolje je pokazal, da te funkcije v breztežnosti ne doživijo bistvenih sprememb. Zato Yu. A. Gagarina po vsem svetu imenujejo odkritelj "zvezdnih cest", človek, ki je utrl pot vsem kasnejšim poletom s posadko.

V 20 letih, ki so minila od poleta Yu. Gagarina, je človeštvo vztrajno in vsestransko raziskovalo vesolje. In v zvezi s to veličastno obletnico se zdi priložnost ne le za analizo današnjih dosežkov vesoljske medicine, ampak tudi za zgodovinski izlet v preteklost in desetletja pred njo.

V celotnem razvoju vesoljskih poletov lahko razdelimo na več stopenj. Prva faza je bila priprava na človeški polet v vesolje; Spremljale so ga študije, kot so: 1) posploševanje podatkov iz fiziologije in letalske medicine, ki so proučevali vpliv neugodnih okoljskih dejavnikov na telo živali in ljudi; 2) izvajanje številnih laboratorijskih študij, v katerih so bili simulirani nekateri dejavniki vesoljskih letov in proučeni njihov učinek na človeško telo; 3) posebej pripravljeni poskusi na živalih med poleti raket v zgornjo atmosfero, pa tudi med orbitalnimi leti na umetnih zemeljskih satelitih.

Glavne naloge v tem času so bile usmerjene v preučevanje vprašanja temeljne možnosti človekovega poleta v vesolje in reševanje problema ustvarjanja sistemov, ki zagotavljajo, da oseba ostane v kabini vesoljskega plovila med orbitalnim letom. Dejstvo je, da je takrat obstajalo jasno mnenje številnih precej avtoritativnih znanstvenikov o nezdružljivosti človeškega življenja s pogoji dolgotrajne breztežnosti, saj naj bi to lahko povzročilo pomembne motnje v delovanju dihanja in krvnega obtoka. Poleg tega so se bali, da človek morda ne bo zdržal psihičnega stresa leta.

Poleg tega je trajanje breztežnosti, odvisno od višine leta, znašalo od 4 do 10 minut. Analiza rezultatov teh študij je pokazala, da je med letom rakete prišlo le do zmernih sprememb fizioloških indikatorjev, ki se kažejo v povečanem srčnem utripu in povečanem krvnem tlaku, ko so bili izpostavljeni pospeškom med vzletom in pristankom rakete (s tendenco teh indikatorjev normalizirati ali celo zmanjšati med bivanjem v breztežnosti).

Na splošno izpostavljenost dejavnikom raketnega leta ni povzročila bistvenih motenj v fizioloških funkcijah živali. Biološki poskusi med vertikalnimi izstrelitvami raket so pokazali, da psi zadovoljivo prenesejo dokaj velike preobremenitve in kratkotrajno breztežnost.

Leta 1957 je ZSSR s psičko Lajko izstrelila drugi umetni zemeljski satelit. Ta dogodek je bil temeljnega pomena za vesoljsko medicino, saj je prvič omogočil, da je visoko organizirana žival dovolj dolgo ostala v breztežnosti. Posledično so živali zadovoljivo prenašale pogoje vesoljskega leta. Poznejši poskusi s šestimi psi med leti drugega, tretjega, četrtega in petega sovjetskega satelita, ki so se vrnili na Zemljo, so omogočili pridobitev velike količine gradiva o reakcijah osnovnih fizioloških sistemov telesa visoko organiziranih živali (tako v leta in na Zemlji, vključno z obdobjem po letu).

majhne ohranjene površine zajčje in človeške kože, žuželke, črno-bele laboratorijske miši in podgane, morski prašički. Vse študije, izvedene s pomočjo satelitov, so dale obsežen eksperimentalni material, ki je znanstvenike trdno prepričal o varnosti človekovega letenja (z zdravstvenega vidika) v vesolju.

V istem obdobju so bile rešene tudi naloge ustvarjanja sistemov za vzdrževanje življenja astronavtov - sistem za dovajanje kisika v kabino, odstranjevanje ogljikovega dioksida in škodljivih nečistoč, pa tudi prehrana, oskrba z vodo, medicinski nadzor in odstranjevanje človeških odpadkov. . Pri tem delu so neposredno sodelovali strokovnjaki vesoljske medicine.

Za drugo fazo, ki je sovpadala s prvim desetletjem poletov s posadko (1961-1970), so bili značilni kratkotrajni človeški vesoljski poleti (iz ene orbite v 108 minutah do 18 dni). Začne se z zgodovinskim poletom Yu. Gagarina.

Rezultati medicinskih in bioloških raziskav, izvedenih v tem času, so zanesljivo dokazali ne le možnost, da je oseba v vesolju, temveč tudi ohranitev zadostne zmogljivosti pri opravljanju različnih nalog v kabini vesoljskega plovila z omejeno prostornino in pri delu v nepodprti prostor zunaj vesoljskega plovila. Vendar pa so bile ugotovljene številne spremembe v motorični sferi, kardiovaskularnem sistemu, krvnem sistemu in drugih sistemih človeškega telesa.

Ugotovljeno je bilo tudi, da prilagajanje astronavtov na običajne pogoje zemeljskega obstoja po vesoljskih poletih, ki trajajo od 18 dni, poteka z določenimi težavami in ga spremlja izrazitejša napetost regulativnih mehanizmov kot prilagajanje astronavta na breztežnost. Tako je bilo treba z nadaljnjim povečanjem časa letenja ustvariti sisteme ustreznih preventivnih ukrepov, izboljšati sisteme zdravstvenega nadzora in razviti metode za napovedovanje stanja članov posadke med letom in po njegovem zaključku.

Pri poletih s posadko po teh programih so poleg medicinskih raziskav posadk izvajali tudi biološke poskuse. Tako so bili na krovu ladij "Vostok-3", "Vostok-6", "Voskhod", "Voskhod-2", "Soyuz" takšni biološki objekti, kot so lizogene bakterije, klorela, tradescantia, celice hella; normalne in rakave človeške celice, suha semena rastlin, želve.

Tretja stopnja vesoljskih poletov s posadko je povezana z dolgotrajnimi poleti astronavtov na krovu orbitalnih postaj; sovpada s preteklim desetletjem (1971-1980). Posebnost letov s posadko na tej stopnji je poleg znatnega trajanja človekovega bivanja v letu povečanje količine prostega prostora v bivalnih prostorih - od kabine vesoljskega plovila do obsežnih bivalnih prostorov znotraj orbitalne postaje. Slednja okoliščina je imela dvojni pomen za vesoljsko medicino: po eni strani je postalo mogoče na postajo namestiti raznovrstno opremo za medicinske in biološke raziskave ter sredstva za preprečevanje škodljivih učinkov breztežnosti, po drugi strani pa znatno zmanjšati vpliv dejavnikov, ki omejujejo motorično aktivnost, na človeško telo - hipokinezija (t.j. povezana z majhnimi velikostmi prostega prostora).

Treba je povedati, da je na orbitalnih postajah mogoče ustvariti bolj udobne življenjske pogoje, osebno higieno itd. In uporaba niza preventivnih ukrepov lahko bistveno ublaži negativne reakcije telesa na breztežnost, kar ima velik pozitiven učinek. Vendar pa po drugi strani to do neke mere zgladi reakcije človeškega telesa na breztežnost, zaradi česar je težko analizirati nastajajoče premike za različne sisteme človeškega telesa, značilne za breztežnost.

Prva dolgoročna orbitalna postaja (Salyut) je bila izstreljena v ZSSR leta 1971. V naslednjih letih so bili poleti s posadko izvedeni na krovu orbitalnih postaj Salyut-3, -4, -5, -6 (s četrto glavno ekspedicijo postaje Saljut 6" je bil v vesolju 185 dni). Številne medicinske in biološke študije, izvedene med letom orbitalnih postaj, so pokazale, da s povečanjem trajanja človekovega bivanja v vesolju na splošno ni prišlo do napredovanja resnosti reakcij telesa na pogoje letenja.

Uporabljeni kompleksi preventivnih sredstev so zagotovili ohranjanje dobrega zdravja in učinkovitosti astronavtov med takšnimi poleti, pomagali pa so tudi ublažiti reakcije in olajšali prilagajanje na zemeljske razmere v obdobju po poletu. Pomembno je omeniti, da izvedene medicinske študije niso odkrile nobenih sprememb v telesih astronavtov, ki bi preprečile sistematično povečanje trajanja leta. Hkrati so bile odkrite funkcionalne spremembe v nekaterih telesnih sistemih, ki so predmet nadaljnje obravnave.

Do danes je že 99 ljudi iz različnih držav poletelo v vesolje na 78 vesoljskih plovilih in 6 dolgoročnih orbitalnih postajah2. Skupni čas potovanja je bil približno 8 osebo-let. V ZSSR je bilo od 1. januarja 1981 izvedenih 46 vesoljskih poletov s posadko, v katerih je sodelovalo 49 sovjetskih kozmonavtov in 7 kozmonavtov iz socialističnih držav. Tako sta se v dveh desetletjih vesoljskih poletov s posadko hitrost in obseg človekovega prodora v vesolje hitro povečala.

Nato bomo obravnavali glavne rezultate raziskav v vesoljski medicini, opravljenih v tem času. Med poleti v vesolje je človeško telo lahko izpostavljeno različnim neugodnim dejavnikom, ki jih lahko razdelimo v naslednje skupine: 1) ki označujejo vesolje kot edinstveno fizično okolje (ekstremno nizek zračni tlak, pomanjkanje kisika, ionizirajoče sevanje itd.) ; 2) zaradi dinamike letala (pospešek, tresljaji, breztežnost); 3) povezane z bivanjem astronavtov v kabini vesoljskega plovila pod tlakom (umetna atmosfera, prehranjevalne navade, hipokinezija itd.); 4) psihološke značilnosti poleta v vesolje (čustvena napetost, izolacija itd.).

življenjska podpora ustvarja potrebne pogoje za življenje in delo v prostoru kabine. Izjema v tej skupini dejavnikov je kozmično sevanje: ob nekaterih sončnih izbruhih se lahko stopnja kozmičnega sevanja tako poveča, da stene kabine ne morejo zaščititi astronavta pred vplivi kozmičnega sevanja.

in dejstvo, da se znanstveniki še niso naučili simulirati celotnega spektra kozmičnega sevanja v razmerah na Zemlji. To seveda povzroča precejšnje težave pri preučevanju bioloških učinkov kozmičnega sevanja in razvoju zaščitnih ukrepov.

V tej smeri se izvajajo različne študije za ustvarjanje elektrostatične zaščite za vesoljsko plovilo, to je, da se okoli vesoljskega plovila poskuša ustvariti elektromagnetno polje, ki bo odvrnilo nabite delce in jim preprečilo vstop v kabino. Veliko dela poteka tudi na področju razvoja farmakokemičnih sredstev za preprečevanje in zdravljenje radiacijskih poškodb.

Večina dejavnikov druge skupine je uspešno modeliranih v pogojih zemeljskega eksperimenta in jih že dolgo preučujemo (vibracije, hrup, preobremenitve). Njihov vpliv na človeško telo je povsem jasen, zato so jasni tudi ukrepi za preprečevanje morebitnih motenj. Najpomembnejši in najbolj specifičen dejavnik med vesoljskim poletom je faktor breztežnosti. Treba je opozoriti, da ga je med dolgotrajnim delovanjem mogoče preučevati le v realnih pogojih letenja, saj je v tem primeru njegovo modeliranje na Zemlji zelo približno.

Nazadnje, tretja in četrta skupina dejavnikov letenja nista toliko vesoljski dejavniki, ampak pogoji vesoljskega poleta vnašajo toliko svojega, lastnega le tej vrsti dejavnosti, da je preučevanje psiholoških značilnosti, ki nastanejo pri tem, tako kot režim dela in počitka, psihološka združljivost in drugi dejavniki predstavljajo samostojen in zelo kompleksen problem.

Očitno je, da nam večplastnost problemov vesoljske medicine ne omogoča izčrpne obravnave vseh, zato se bomo tukaj osredotočili le na nekatere od teh problemov.

Medicinski nadzor in medicinske raziskave med letom

V kompleksu ukrepov za zagotavljanje varnosti astronavtov med letom ima pomembno vlogo zdravstveni nadzor, katerega naloga je oceniti in napovedati zdravstveno stanje članov posadke ter izdati priporočila za preventivne in terapevtske ukrepe.

Posebnost medicinskega nadzora v vesoljskem poletu je, da so "pacienti" zdravnikov zdravi, fizično dobro trenirani ljudje. V tem primeru je naloga medicinskega nadzora predvsem ugotoviti funkcionalne prilagoditvene spremembe, ki se lahko pojavijo v človeškem telesu pod vplivom dejavnikov vesoljskega leta (predvsem breztežnosti), oceniti in analizirati te spremembe, določiti indikacije za uporabo profilaktičnih sredstev. zastopniki, pa tudi V; izbira najoptimalnejših načinov njihove uporabe.

Posploševanje rezultatov medicinskih raziskav vesoljskih poletov in številnih študij z modeliranjem faktorjev letenja v zemeljskih razmerah omogoča pridobivanje podatkov o vplivu različnih obremenitev na človeško telo, o dopustnih mejah nihanj fizioloških parametrov in o značilnosti reakcij telesa v teh pogojih.

Poudariti je treba, da so takšne študije v vesoljski medicini, ki pojasnjujejo naše znanje o normalnih manifestacijah vitalnih funkcij človeškega telesa in jasneje ločujejo med njegovimi normalnimi in spremenjenimi reakcijami, velikega pomena za prepoznavanje začetnih znakov odstopanj. ne samo med posadkami vesoljskih plovil med letom, temveč tudi v klinični praksi, pri analizi začetnih in latentnih oblik bolezni ter njihovem preprečevanju.

Kot vir informacij se uporabljajo podatki iz pogovorov med zdravnikom in kozmonavti, poročila kozmonavtov o njihovem počutju in rezultati samo- in medsebojnega spremljanja ter analize radijskih pogovorov (vključno s spektralno analizo govora). Pomembni viri informacij so podatki objektivne registracije fizioloških parametrov, okoljskih indikatorjev v kabini vesoljskega plovila (tlak, vsebnost kisika in ogljikovega dioksida, vlažnost, temperatura itd.), Pa tudi analiza rezultatov najzahtevnejših operacij za nadzor vesoljsko plovilo ter znanstveni in tehnični poskusi.

Te informacije s pomočjo telemetričnih sistemov vstopijo v center za nadzor letenja, kjer jih računalniško obdelajo in analizirajo zdravniki. Fiziološki parametri, ki se zabeležijo in posredujejo na Zemljo, se določijo v skladu s posebnostmi programa letenja in posebnostmi dejavnosti posadke. Pri ocenjevanju zdravstvenega stanja astronavtov so izjemnega pomena podatki o stanju najbolj vitalnih sistemov človeškega telesa (dihanje in krvni obtok) ter spremembe v telesni zmogljivosti astronavtov.

b nenavaden življenjski prostor, pomagajo razjasniti mehanizme sprememb fizioloških funkcij in prilagajanja telesa na breztežnostne razmere. Vse to je potrebno za razvoj preventivnih ukrepov in za načrtovanje zdravstvene podpore za naslednje lete.

Količina medicinskih informacij, prenesenih prek biotelemetrije na Zemljo, se je med leti razlikovala. V prvih poletih programov Vostok in Voskhod, ko je bilo naše znanje o vplivu dejavnikov vesoljskih poletov na človeško telo zelo omejeno, so zabeležili precej širok spekter fizioloških parametrov, saj je bilo potrebno ne le spremljati zdravstveno stanje, ampak kozmonavtov, temveč tudi za široko preučevanje fizioloških reakcij na pogoje letenja. Med leti v okviru programa Soyuz je število fizioloških kazalcev, ki se prenašajo na Zemljo, omejeno in je bilo optimalno za spremljanje zdravstvenega stanja astronavtov.

ki je obstajal prej, med leti na orbitalnih postajah so bili opravljeni občasni poglobljeni zdravstveni pregledi, ki so se izvajali vsakih 7-10 dni. Slednji so vključevali klinične elektrokardiografske preiskave (v mirovanju in med funkcionalnimi testi), registracijo kazalcev arterijskega in venskega tlaka, študijo fazne strukture srčnega cikla po kinetokardiografiji, študije srčnega utripa in minutnega volumna, pulzno prekrvavitev različnih predelov telesa (z reografijo) in vrsto drugih preiskav.

Kot funkcionalne teste smo uporabili odmerjeno fizično obremenitev astronavtovega telesa na kolesarskem ergometru (»vesoljsko kolo«) ter test z uporabo podtlaka na spodnji del telesa. V slednjem primeru se je z vakuumskim kompletom Chibis, ki je valovite "hlače", ustvaril podtlak v spodnjem delu trebuha in spodnjih okončinah, kar je povzročilo naval krvi v ta področja, podoben tistemu, ki se pojavi na Zemlji med človeškim ostanite v navpičnem položaju.

Ta simulacija navpične drže omogoča pridobitev dodatnih informacij o pričakovanem stanju posadke v obdobju po poletu. Ta okoliščina se zdi izjemno pomembna, saj, kot je bilo ugotovljeno v prejšnjih poletih, dolgotrajno bivanje v breztežnostnem stanju spremlja zmanjšanje tako imenovane ortostatske stabilnosti, ki se kaže v izrazitih spremembah parametrov kardiovaskularnega sistema, ko je oseba v pokončni položaj.

Na orbitalni postaji Salyut-6 (glej tabelo) so izmerili človeško telesno težo, preučevali volumen spodnjega dela noge, preučevali stanje vestibularnega aparata in funkcijo zunanjega dihanja. Med letom so odvzeli vzorce krvi in ​​drugih telesnih tekočin, pregledali mikrofloro zunanjih oblog, človeških sluznic in površin postaje ter analizirali vzorce zraka. Raziskovalni materiali, odvzeti med letom, so bili dostavljeni z gostujočimi odpravami na Zemljo za podrobno analizo.

Raziskovalne metode v vesoljskih poletih

Leta izstrelitve vesoljskih plovil Fiziološke merilne metode

"Easts" 1961-1963 Elektrokardiografija (1-2 vodi, pnemografija, seizmokardiografija in kinetokardiografija (označujejo mehansko delovanje srca), elektrookulografija (registracija gibanja oči), elektroencefalografija (registracija biotokov možganske skorje), galvanski kožni refleks .

"Sončni vzhodi" 1964-1965 Elektrokardiografija, pnevmografija, seizmokardiografija, elektroencefalografija, registracija motoričnih dejanj pisanja.

samski 1967-1970 Elektrokardiografija, pnevmografija, seizmokardiografija, telesna temperatura.

tahooscilografija (za merjenje krvnega tlaka), flebografija (za snemanje pulzne krivulje jugularne vene in določanje venskega tlaka), regrafija (za preučevanje utripnega in minutnega volumna srca ter pulzne prekrvavitve različnih delov telesa), merjenje telesa. teža, teletni volumen, odvzem krvi, preučevanje zunanjega dihanja, mikrobiološke študije, pa tudi študije presnove vode in soli itd.

Med dolgimi leti na orbitalnih kompleksih Saljut-Sojuz je bilo medicinsko vodenje zelo pomembno. Medicinski nadzor je del (podsistem) splošnejšega sistema "posadka - ladja - center za nadzor letenja", njegove funkcije pa so usmerjene v vzdrževanje maksimalne organiziranosti celotnega sistema kot celote z ohranjanjem dobrega zdravja posadke in njene potrebne zmogljivosti. . V ta namen je zdravstvena služba tesno sodelovala s posadko in načrtovalci programa letenja. Delovni nadzorni organ je bila skupina medicinske podpore v centru za vodenje letenja, ki je stopila v medsebojni stik s posadko, s svetovalno in napovedovalno skupino ter z drugimi skupinami centra za vodenje letenja.

Rezultati pregledov in na njihovi podlagi oblikovana priporočila o uporabi profilaktičnih sredstev, urniku dela in počitka ter drugih zdravstvenih ukrepih so bili sistematično obravnavani s posadko in sprejeti v izvajanje. Vse to je ustvarilo vzdušje dobre volje in poslovnega sodelovanja med skupino medicinske podpore in posadko pri reševanju problema ohranjanja zdravja posadke med letom in pri pripravi na srečanje z Zemljo.

Preprečevanje pomeni

predpogoj za razvoj profilaktičnih sredstev in racionalnega sistema medicinskega nadzora za dolgotrajne vesoljske polete. Trenutno razpoložljivi podatki nam omogočajo oblikovanje nekaterih delovnih hipotez, ki jih lahko štejemo kot načrt za nadaljnje raziskave.

Glavna povezava v patogenezi delovanja faktorja breztežnosti je očitno zmanjšanje funkcionalne obremenitve številnih sistemov človeškega telesa zaradi pomanjkanja teže in s tem povezane mehanske obremenitve telesnih struktur. Funkcionalna podobremenitev človeškega telesa v breztežnostnem stanju se verjetno kaže kot sprememba aferentacije mehanoreceptorjev, pa tudi sprememba porazdelitve tekočih medijev in zmanjšanje obremenitve mišično-skeletnega sistema astronavta in njegovega tonika. mišice.

V konstrukcijah je vedno prisotna napetost zaradi sile teže. Hkrati je veliko število mišic, pa tudi vezi in nekaterih sklepov, ki preprečujejo to težnjo, nenehno obremenjeno, ne glede na položaj človeškega telesa. Notranji organi se pod vplivom teže premaknejo proti Zemlji in napnejo vezi, ki jih pritrdijo.

Številni živčni senzorji (receptorji), ki se nahajajo v mišicah, vezeh, notranjih organih, krvnih žilah itd., Pošiljajo impulze v centralni živčni sistem in signalizirajo položaj telesa. Isti signali prihajajo iz vestibularnega aparata, ki se nahaja v notranjem ušesu, kjer kristali soli ogljikovega dioksida (stoliti), ki pod vplivom svoje teže premikajo živčne končiče, signalizirajo gibanje telesa.

Vendar pa med dolgim ​​letom in njegovim nepogrešljivim atributom - breztežnostjo - teža telesa in njegovih posameznih delov ni. Receptorji mišic, notranjih organov, vezi in krvnih žil v breztežnostnem stanju delujejo kot »na drugačen način«. Informacije o položaju telesa prihajajo predvsem iz vizualnega analizatorja, interakcija analizatorjev prostora (vid, vestibularni aparat, mišični občutek itd.), Razvita v celotnem razvoju človeškega telesa, pa je motena. Zmanjšata se mišični tonus in obremenitev mišičnega sistema kot celote, saj se ni treba upirati sili teže.

Posledično se v breztežnostnem stanju skupna količina impulzov iz zaznavnih elementov (receptorjev), ki gredo v centralni živčni sistem, zmanjša. To vodi do zmanjšanja aktivnosti centralnega živčnega sistema, kar posledično vpliva na regulacijo notranjih organov in drugih funkcij človeškega telesa. Vendar je človeško telo izjemno plastična struktura in po določenem času je človek v breztežnostnem stanju, opazimo prilagoditev njegovega telesa na te razmere in delo notranjih organov že poteka na novo, drugačna (v primerjavi z Zemljo) funkcionalna raven interakcije med sistemi.

zaradi svoje teže se nagiba k spodnjim delom telesa (noge, spodnji del trebuha). V zvezi s tem astronavtovo telo razvije sistem mehanizmov, ki preprečujejo takšno gibanje. V breztežnosti razen energije srčnega utripa ni druge sile, ki bi pomagala premikati kri v spodnje dele telesa. Posledica tega je naval krvi v glavo in prsne organe.

žile in atriji. To je razlog za signal centralnemu živčnemu sistemu, da aktivira mehanizme, ki pomagajo zmanjšati odvečno tekočino v krvi. Posledično se pojavijo številne refleksne reakcije, ki vodijo do povečanega odstranjevanja tekočine in s tem soli iz telesa. Navsezadnje se lahko zmanjša telesna teža in spremenijo ravni nekaterih elektrolitov, zlasti kalija, pa tudi stanje srčno-žilnega sistema.

Prerazporeditev krvi očitno igra določeno vlogo pri razvoju vestibularnih motenj (bolezen gibanja v vesolju) v začetnem obdobju breztežnosti. Vendar pa ima pri tem še vedno vodilno vlogo motnja usklajenega delovanja čutil v breztežnosti, ki izvajajo orientacijo v prostoru.

do ustrezne spremembe tako imenovanih antigravitacijskih mišic, zmanjšanja njihovega tonusa in atrofije. Zmanjšanje mišičnega tonusa in moči pa prispeva k poslabšanju regulacije navpične drže in motenj hoje pri astronavtu v obdobju po poletu. Hkrati je lahko vzrok teh pojavov tudi prestrukturiranje motoričnega stereotipa v procesu.

Predstavljene ideje o mehanizmu sprememb nekaterih funkcij človeškega telesa v breztežnosti so seveda precej shematične in še niso bile eksperimentalno potrjene v vseh povezavah. Te razprave smo izvedli le z namenom, da pokažemo medsebojno povezanost vseh funkcij astronavtovega telesa, ko spremembe v enem členu povzročijo celo vrsto reakcij različnih sistemov. Po drugi strani pa je pomembno poudariti reverzibilnost sprememb, široke možnosti prilagajanja človeškega telesa na delovanje najbolj nenavadnih okoljskih dejavnikov.

Opisane spremembe v funkcijah telesa astronavta v breztežnostnem stanju je mogoče obravnavati kot odraz prilagoditvenih reakcij osebe na nove pogoje obstoja - na odsotnost sile teže. Seveda te spremembe v veliki meri določajo ustrezne reakcije človeškega telesa, ki se zgodijo ob vrnitvi astronavta na Zemljo in med kasnejšo prilagoditvijo njegovega telesa na razmere na Zemlji ali, kot pravijo zdravniki, med ponovno prilagoditvijo.

Spremembe v številnih telesnih funkcijah kozmonavta, ki so napredovale s povečanjem trajanja poletov, so se pokazale po kratkotrajnih poletih v vesolje, postavile vprašanje razvoja sredstev za preprečevanje škodljivih učinkov breztežnosti. Teoretično bi lahko domnevali, da bi bila uporaba umetne gravitacije (AG) najbolj radikalen način zaščite pred breztežnostjo. Vendar ustvarjanje IST povzroča številne fiziološke težave, povezane z bivanjem v rotacijskem sistemu, pa tudi tehnične težave, ki morajo zagotoviti ustvarjanje IST v vesoljskem letu.

V zvezi s tem so raziskovalci že dolgo pred začetkom vesoljskih poletov začeli iskati druge načine za preprečevanje škodljivih sprememb v človeškem telesu med pogoji vesoljskega leta. Te študije so testirale številne metode za preprečevanje neželenih učinkov breztežnosti, ki niso vključevale uporabe IST. Sem spadajo na primer fizikalne metode, namenjene zmanjšanju prerazporeditve krvi v astronavtovem telesu med ali po koncu leta, pa tudi stimulacija nevrorefleksnih mehanizmov, ki uravnavajo krvni obtok v pokončnem položaju telesa. V ta namen je uporaba podtlaka na spodnji del telesa, napihljive manšete na rokah in nogah, obleke za ustvarjanje diferenčnega pozitivnega tlaka, vrtenje na centrifugi majhnega radija, inercijski udarni učinki, električna stimulacija mišic. spodnjih okončin, elastične in protipreobremenitvene obleke itd.

Med drugimi metodami takšnega preprečevanja opazimo telesno aktivnost, namenjeno ohranjanju telesne pripravljenosti in stimulaciji določenih skupin receptorjev (telesna vadba, nosilna oblačila, obremenitve okostja); vplivi, povezani z regulacijo prehrane (dodajanje soli, beljakovin in vitaminov hrani, racionaliziranje prehrane in porabe vode); ciljni učinek z uporabo tako imenovanih zdravil in spremenjenega plinskega okolja.

Preventivna zdravila proti morebitnim neugodnim spremembam v telesu astronavta so lahko učinkovita le, če so predpisana ob upoštevanju mehanizma teh motenj. V zvezi z breztežnostjo morajo biti preventivni ukrepi usmerjeni predvsem v zapolnitev pomanjkanja mišične aktivnosti, pa tudi v reprodukcijo učinkov, ki jih v zemeljskih razmerah določa teža krvi in ​​tkivne tekočine.

fizične vaje na tekalni stezi in kolesarskem ergometru ter vaje za moč z ekspanderji; 2) ustvarjanje stalne obremenitve mišično-skeletnega sistema in skeletnih mišic astronavta (dnevno bivanje 10-16 ur v obremenitvenih oblekah); 3) trening z negativnim pritiskom na spodnji del telesa, izveden na koncu leta; 4) uporaba vodno-solnih dodatkov na dan konca leta; 5) uporaba anti-g obleke po letu.

S pomočjo posebnih oblek in sistema gumijastih amortizerjev je pri izvajanju "vesoljskih vaj" nastala obremenitev 50 kg v smeri vzdolžne osi telesa, pa tudi statična obremenitev na glavnih skupinah antigravitacije. mišice.

Fizična vadba je potekala tudi na kolesarskem ergometru – napravi, ki je podobna kolesu, le da stoji. Na njem so astronavti poganjali z nogami ali rokami in s tem ustvarjali ustrezno obremenitev ustreznih mišičnih skupin.

Obremenilne obleke so reproducirale stalno statično obremenitev mišično-skeletnega sistema in skeletnih mišic astronavta, kar je do neke mere nadomestilo pomanjkanje zemeljske gravitacije. Konstrukcijsko so obleke izdelane kot polprilegajoči se kombinezoni, vključno z elastičnimi elementi, kot so gumijasti amortizerji.

Za ustvarjanje podtlaka na spodnjem delu telesa je bil uporabljen vakuumski komplet v obliki hlačnic, ki so zaprta vreča na okvirju, v kateri se lahko ustvari vakuum. Ko se tlak zmanjša, se ustvarijo pogoji za odtok krvi v noge, kar prispeva k njegovi porazdelitvi, kar je značilno za človeka v navpičnem položaju v zemeljskih razmerah.

Vodno-solni dodatki so bili namenjeni zadrževanju vode v telesu in povečanju volumna krvne plazme. Popoletna profilaktična obleka, ki se obleče pod vesoljsko obleko pred spustom, je bila zasnovana tako, da ustvarja prekomerni pritisk na noge, kar na Zemlji preprečuje nabiranje krvi v spodnjih okončinah, ko je telo v navpičnem položaju in spodbuja ohranjanje normalnega krvni obtok pri prehodu iz vodoravnega v navpični položaj.

Spremembe osnovnih funkcij človeškega telesa v breztežnosti

Glavni rezultat študije vesolja (z medicinskega vidika) je bil dokaz možnosti ne le dolgotrajnega bivanja človeka v pogojih vesoljskega leta, temveč tudi njegove vsestranske dejavnosti tam. To nam zdaj daje pravico, da vesolje obravnavamo kot okolje za prihodnji življenjski prostor človeka, vesoljsko plovilo in sam polet v vesolje pa kot najbolj učinkovit, neposreden način za preučevanje reakcij človeškega telesa v teh razmerah. Do danes se je nabralo precej informacij o reakcijah različnih fizioloških sistemov astronavtovega telesa v različnih fazah leta in v obdobju po poletu.

Kompleks simptomov, ki je navzven podoben potovalni slabosti (zmanjšan apetit, omotica, povečano slinjenje, slabost in včasih bruhanje, prostorske iluzije), se v različnih stopnjah resnosti opazi pri približno vsakem tretjem kozmonavtu in se kaže v prvih 3-6 dneh leta. let. Pomembno je omeniti, da trenutno še ni mogoče zanesljivo napovedati resnosti teh pojavov pri astronavtih med letom. Nekateri kozmonavti so že prvi dan po vrnitvi na Zemljo kazali tudi znake potovalne slabosti. Razvoj kompleksa simptomov gibalne slabosti med letom trenutno pojasnjujejo spremembe v funkcionalnem stanju vestibularnega aparata kozmonavta in motnje interakcije njegovih senzoričnih sistemov, pa tudi hemodinamične značilnosti (prerazporeditev krvi) v breztežnosti.

Kompleks simptomov prerazporeditve krvi v zgornji del telesa se pojavi pri skoraj vseh astronavtih med letom, pojavi se prvi dan in se nato ob različnih časih, v povprečju v enem tednu, postopoma zgladi (vendar ne vedno popolnoma izgine). Ta kompleks simptomov se kaže v občutku krvavitve in teže v glavi, zamašenosti nosu, gladkosti gub in zabuhlosti obraza, povečanem krvnem pretoku in pritisku v venah vratu ter indikatorjih krvnega pretoka glave. Obseg spodnjega dela noge se zmanjša. Opisani pojavi so povezani s prerazporeditvijo krvi zaradi odsotnosti njene teže v ničelni gravitaciji, kar vodi do zmanjšanja kopičenja krvi v spodnjih okončinah in povečanja pretoka v zgornji del telesa.

določene delovne operacije in otežuje oceno mišičnega napora, potrebnega za izvedbo številnih gibov. Vendar že v prvih nekaj dneh leta ti gibi ponovno pridobijo potrebno natančnost, potreben napor za njihovo izvedbo se zmanjša, učinkovitost motorične zmogljivosti pa se poveča. Pri vrnitvi na Zemljo se teža predmetov in lastnega telesa subjektivno poveča, spremeni se regulacija navpične drže. Študija motorične sfere po poletu pri kozmonavtih razkriva zmanjšanje volumna spodnjih okončin, nekaj izgube mišične mase in subatrofijo antigravitacijskih mišic, predvsem dolgih in širokih hrbtnih mišic.

Spremembe v delovanju kardiovaskularnega sistema med dolgotrajnimi poleti v vesolje se kažejo kot nagnjenost k rahlemu znižanju nekaterih kazalcev krvnega tlaka, povečanje venskega tlaka v venah vratu in njegovo zmanjšanje v spodnjem delu noge. . Iztis krvi med srčnim krčenjem (utripni volumen) se na začetku poveča, minutni volumen krvnega obtoka pa ves čas leta presega vrednosti pred poletom. Indikatorji oskrbe glave s krvjo so se običajno povečali, njihova normalizacija se je zgodila po 3-4 mesecih leta, v predelu spodnjega dela noge pa so se zmanjšali.

Odziv srčno-žilnega sistema na funkcionalne teste, ki vključujejo uporabo negativnega tlaka na spodnji del telesa in fizično aktivnost, je med letom doživel nekaj sprememb. Pri preizkusu z uporabo podtlaka so bile astronavtove reakcije za razliko od tistih na Zemlji bolj izrazite, kar je kazalo na razvoj ortostatskega detreninga. Obenem je bila prenašanje testov s telesno aktivnostjo med šestmesečnimi leti skoraj pri vseh preiskavah ocenjena kot dobra, reakcije pa se kvalitativno niso razlikovale od obdobja pred poletom. To je pokazalo, da je s pomočjo preventivnih ukrepov mogoče stabilizirati odziv telesa na funkcionalne teste in celo v nekaterih primerih doseči njihovo manjšo intenzivnost kot v obdobju pred letom.

V obdobju po letu, pri prehodu iz vodoravnega v navpični položaj, pa tudi med ortostatskim testom (pasivni navpični položaj na nagnjeni mizi) je resnost reakcij večja kot pred letom. To je razloženo z dejstvom, da kri v zemeljskih razmerah ponovno pridobi svojo težo in teče v spodnje okončine, zaradi zmanjšanja žilnega in mišičnega tonusa pri astronavtih pa se lahko tu kopiči več krvi kot običajno. Posledično kri teče stran od možganov.

Krvni tlak lahko močno pade, možgani bodo občutili pomanjkanje krvi in ​​s tem kisika.

soli po letu. Takoj po poletih se zmanjša izločanje tekočine skozi ledvice in poveča izločanje kalcijevih in magnezijevih ionov ter kalijevih ionov. Negativno ravnovesje kalija skupaj s povečanim izločanjem dušika verjetno kaže na zmanjšanje celične mase in zmanjšanje sposobnosti celic, da v celoti absorbirajo kalij. Študije nekaterih funkcij ledvic z uporabo obremenitvenih testov so pokazale neusklajenost v sistemu ionoregulacije v obliki večsmernih sprememb v izločanju tekočine in nekaterih ionov. Pri analizi pridobljenih podatkov se zdi, da so premiki v ravnovesju vode in soli posledica sprememb v regulacijskih sistemih in hormonskem statusu pod vplivom faktorja leta.

Zmanjšanje mineralne nasičenosti kosti (izguba kalcija in fosforja v kosteh) je bilo opaženo pri številnih letih. Tako so po 175- in 185-dnevnih letih te izgube znašale 3,2-8,3%, kar je bistveno manj kot po dolgotrajnem ležanju v postelji. Tako razmeroma majhno zmanjšanje mineralnih sestavin v kostnem tkivu je zelo pomembna okoliščina, saj so številni znanstveniki menili, da je demineralizacija kostnega tkiva eden od dejavnikov, ki bi lahko bili ovira za podaljšanje trajanja vesoljskih poletov.

Biokemijske študije so pokazale, da pod vplivom dolgotrajnih vesoljskih poletov pride do prestrukturiranja presnovnih procesov zaradi prilagajanja astronavtovega telesa na breztežnostne razmere. Izrazitih sprememb v presnovi ni.

in se obnovi približno 1-1,5 meseca po letu. Študije vsebnosti eritrocitov v krvi med in po poletih so zelo zanimive, saj je, kot je znano, povprečna življenjska doba eritrocitov 120 dni.

volumen krvne plazme. Posledično se aktivirajo kompenzacijski mehanizmi, ki si prizadevajo ohraniti osnovne konstante cirkulirajoče krvi, kar vodi (zaradi zmanjšanja volumna krvne plazme) do ustreznega zmanjšanja mase eritrocitov. Hitra obnova mase rdečih krvnih celic po vrnitvi na Zemljo je nemogoča, saj nastajanje rdečih krvničk poteka počasi, medtem ko se tekoči del krvi (plazma) obnavlja! veliko hitreje. Ta hitra obnova volumna krvi v obtoku vodi do očitnega nadaljnjega zmanjšanja števila rdečih krvnih celic, ki se obnovi 6-7 tednov po koncu leta.

Tako nam rezultati hematoloških študij, pridobljenih med in po dolgotrajnih vesoljskih poletih, omogočajo optimistično oceno možnosti prilagajanja krvnega sistema astronavta pogojem letenja in njegove obnove v obdobju po poletu. Ta okoliščina je izredno pomembna, saj se v strokovni literaturi morebitne hematološke spremembe, pričakovane pri dolgotrajnih vesoljskih poletih, štejejo za enega od problemov, ki lahko preprečijo nadaljnje podaljševanje trajanja poletov.

po letu. Še vedno je treba povedati, da še vedno ne vemo vsega o reakcijah astronavtov med dolgim ​​letom in se ne moremo boriti proti vsem neželenim dogodkom. V zvezi s tem nas čaka še veliko dela.

Veja medicine, ki je namenjena zagotavljanju zdravja astronavtov, lahko izboljša počutje ljudi na Zemlji.

Vesoljska medicina kot samostojna disciplina sega v 50. leta prejšnjega stoletja. Ko so ljudje prvič začeli osvajati vesolje, okolje, ki ni bilo namenjeno človeškemu življenju, je bilo zasnovano tako, da se spopade z neposrednimi učinki mikrogravitacije na človeško fiziologijo. Postopoma se je vesoljska medicina soočila z dolgoročnimi posledicami vpliva skoraj popolne breztežnosti, sevanja in dolgotrajne izoliranosti udeležencev odprave od preostalega sveta.

Prvi kozmonavti so bili seveda vojaški testni piloti, vendar je bilo očitno, da je treba v vesolje poslati zdravnike, da bi lahko na kraju samem proučevali odziv telesa na dejavnike vesoljskega leta. Prvi zdravnik kozmonavt je bil Boris Egorov - oktobra 1964 je več kot en dan preživel na krovu vesoljskega plovila Voskhod-1 in zbral veliko gradiva o učinkih preobremenitev in mikrogravitacije na vestibularni aparat.

NASA je leta 1967 vključila zdravnike v razvoj vesoljskih programov in opreme (vključno s sistemi za vzdrževanje življenja, skafandri, zračnimi zaporami itd.). Prvi med njimi je bil Story Musgrave, ki je pozneje sam sodeloval pri šestih poletih v okviru programa Space Shuttle.

Čeprav je vesoljska medicina od takrat močno napredovala, se še vedno močno zanaša na sposobnost vrnitve astronavta na Zemljo, če ta potrebuje resno zdravniško pomoč. Vendar pa se glede na načrtovane dolgoročne misije v vesolje (zlasti let na Mars) razvijajo nove metode diagnoze in zdravljenja v pogojih ničelne gravitacije.

Diagnostika, operacije in okrevanje v vesolju

Če se na krovu vesoljskega plovila ali postaje pojavi posebna zdravstvena situacija, bo za postavitev diagnoze morda potrebna posebna oprema. Rentgen in CT niso več potrebni, ker uporabljajo sevanje, ki je v vesoljskem okolju nesprejemljivo. Ultrazvok postane najboljša možnost, saj vam omogoča slikanje različnih organov in tkiv in ne zahteva težke, zajetne opreme. Nasa že uporablja majhne ultrazvočne naprave v velikosti prenosnika za preverjanje zdravja oči in optičnega živca astronavtov, ki dolgo časa preživijo v orbiti.

MRI skener ponuja večje diagnostične zmogljivosti kot ultrazvok, vendar je zelo težak in drag. Pred kratkim pa so zaposleni na Univerzi v Saskatchewanu (Kanada) razvili kompakten MRI aparat, ki tehta manj kot tono (teža povprečnega skenerja je 11 ton), stane približno 200 tisoč dolarjev in ne vpliva na delovanje elektronske opreme. na krovu.

Za izvajanje abdominalnih laparoskopskih teleoperacij v vesolju je ameriško podjetje Virtual Incision skupaj z Naso razvilo kirurškega robota v velikosti človeške pesti. Nadzoroval ga bo zdravnik na Zemlji. Da bi preprečili širjenje bioloških tekočin po celotnem modulu med operacijo v pogojih mikrogravitacije, so raziskovalci z Univerze Carnegie Mellon in Univerze v Louisvillu ustvarili poseben kirurški sistem AISS (Aqueous Immersion Surgical System). Gre za prozorno škatlico, ki jo namestimo na rano in napolnimo s sterilno fiziološko raztopino – ne dopušča iztekanja krvi. Sistem omogoča kirurgom, da delajo z rano in tudi, ko se tlak v njej spremeni, odvzamejo kri, da jo kasneje, če je potrebno, vrnejo v krvni obtok.

Vesolje vpliva na viruse in bakterije na enak način kot na ljudi. Glede na študije pogoji mikrogravitacije povečajo virulentnost takih organizmov; začnejo se aktivneje razmnoževati, hitreje mutirati in se bolje upirajo antibiotikom. Kot alternativo slednjim je za uničevanje virusov in bakterij mogoče uporabiti hladno plazmo. V laboratorijskih pogojih je bilo ugotovljeno, da uniči večino mikroorganizmov in pospeši celjenje ran.

Pogoste zdravstvene težave v vesolju

Zdravniki in astronavti se morajo soočati z najrazličnejšimi težavami. Med njimi so »vesoljska bolezen« (vrtoglavica in izguba ravnotežja pri zapuščanju in vračanju v gravitacijo Zemlje), »vesoljska osteopenija« (izguba kostne mase v mikrogravitaciji, povprečno 1 % na mesec), izguba mišične mase, saj mišicam ni treba premagati gravitacije, oslabljen vid zaradi povečanega intrakranialnega tlaka in mnogi drugi.

Med trenutno zabeleženimi boleznimi in stanji, za katerimi so zbolevali udeleženci različnih vesoljskih odprav, so okužbe zgornjih dihalnih poti, virusni gastroenteritis, dermatitis, nespečnost, morska bolezen, aritmija, ledvične kolike, vendar je očitno, da bodo ljudje med dolgimi misijami na daljavo imeli soočiti z drugimi zdravstvenimi težavami.

Vsak od njih, še posebej resna bolezen ali poškodba, lahko potencialno negativno vpliva na napredek odprave, vodi do njenega neuspeha in izgube članov posadke. Vrnitev na Zemljo bo bodisi nemogoča bodisi zelo težka, odvisno od že prehojene poti, zato mora biti zagotavljanje zdravstvene oskrbe (tudi nujne in psihološke) popolnoma ali maksimalno avtonomno.

Zemeljska in vesoljska medicina

Razvoj za vesoljske odprave je lahko koristen tudi za Zemljo. Nekatere med njimi so že postale resničnost. Na primer, tehnologije digitalne obdelave slik, ki so jih razvili v Nasi za pridobivanje boljših slik Lune, so našle uporabo v napravah MRI in CT. Tudi spominska pena, ki se danes uporablja v ortopedskih vzmetnicah in vzglavnikih, je bila prvotno ustvarjena za zagotavljanje udobja in varnosti pilotov.

In to je le majhen del takih "vej" vesoljskih raziskav. Vesoljska medicina, kot se razvija, lahko človeka ne le popelje do zvezd, ampak mu polepša življenje tudi doma – na Zemlji.