Хьюстон, у нас проблемы

С чем столкнется человечество в космосе и как эти проблемы помогут решить дизайнер костюмов Бэтмена и Капитана Америки, йога и планета Земля, объясняет Indicator.Ru.

Стивен Хокинг (ученый, который не нуждается в представлении) предрекает скорое исчезновение цивилизации. Чтобы спастись, считает он, человечество должно переселиться на другие планеты. Indicator.Ru рассказывает, с какими трудностями могут столкнуться те, кто все-таки решит внять советам Хокинга.

На низком старте

Идею Хокинга активно поддерживает глава компании SpaceX Илон Маск. В конце сентября этого года, выступая на конгрессе Международной астронавтической федерации, он предложил в ближайшие несколько десятилетий создать человеческую цивилизацию на Марсе.

Однако прежде чем отправляться на другие планеты, следует наладить отношения на Земле. Переселение людей с голубого шара недавно всерьез обсуждалось на высшем уровне. Заместитель помощника министра военно-воздушных сил США по космическим вопросам Уинстон Бошам заявил, что, если человечество захочет сбежать на другие планеты, сначала необходимо консолидироваться. «Сейчас общепринятые нормы и стандарты разрушаются, и люди пытаются найти в этом для себя выгоду. Вот почему мы хотим определить нормы поведения в космосе», — говорил он, выступая в Вашингтоне. На том же совещании контр-адмирал Брайан Браун высказал мнение, что именно США должны заняться разработкой свода данных норм и правил.

Специалисты обдумывают, как сделать долгие перелеты к другим планетам максимально комфортными. Ученые NASA уже разработали особенные продукты питания. Также сообщалось, что SpaceX занимаются разработкой скафандров для полетов на Марс. Для этого компания наняла дизайнера Хосе Фернандеса, ранее создававшего костюмы для голливудских супергероев: Бэтмена, Человека-Паука, Железного Человека и Капитана Америка.

Однако только в художественных фильмах или книгах человек может долгие годы (по земным меркам) бороздить космическое пространство, отвлекаясь разве что на душевные муки. В реальности длительное полеты в космосе оборачиваются серьезными нарушениями здоровья.

Бессердечная микрогравитация

Чем дольше человек пребывает в условиях микрогравитации, тем более слабыми и хрупкими становятся его кости и мышцы. Деформация появляется уже спустя месяц нахождения в космосе. По данным NASA, за указанный отрезок времени масса костной ткани космонавтов сокращается на столько же, сколько женщины в период менопаузы теряют за год. Повышение уровня кальция в крови приводит к частым образованиям почечных камней. К тому же риск появления межпозвоночной грыжи после возвращения на Землю увеличен у космонавтов в четыре раза по сравнению с теми, кто в космос не летает.

По возвращении на Землю космонавты рассказывают, что некоторое время все еще чувствуют, будто парят в невесомости. Это ощущение пропадает только тогда, когда тело полностью привыкает к Земле.

Осторожно, радиация!

Магнитное поле Земли защищает ее обитателей от сильнейшего воздействия космической радиации. Получив дозу изучения, космонавты становятся уязвимее к раку, риски развития других заболеваний также возрастают. Так, например, в проблемах с сердцем и сосудами астронавтов программы «Аполлон» винят именно космическую радиацию. Ученые заметили, что причиной смерти примерно каждого второго участника экипажей, летавших вокруг спутника Земли либо высаживавшихся на его поверхность, стали сердечно-сосудистые заболевания. Майкл Делп из Университета Флориды, занимавшийся исследованием данной проблемы, печально рассказывал, что один из астронавтов умер в период проведения научных работ.

Определив, что проблемы с сердцем и сосудами у побывавших в космосе людей вызваны именно радиацией, Делп решил проверить гипотезу на мышах. Он содержал животных в особой камере с условиями, подобными тем, в каких живет экипаж космических кораблей. Через полгода подобного существования у мышей обнаружились те же нарушения сердечно-сосудистой системы, что и у астронавтов «Аполлона».

Звезды двоятся в глазах

Звучит неутешительно, но быстрее начнутся проблемы со зрением, нежели человек доберется до других планет. Последние десять лет бортовые врачи и ученые NASA наблюдают у астронавтов ухудшение зрения, появляющееся после длительных космических миссий. Члены экипажа жалуются на расплывчатое зрение, а обследования выявляют многочисленные глазные патологии. Нарушение зрения вследствие внутричерепного давления диагностируется почти у 70 процентов космонавтов, возвращающихся на Землю с борта Международной космической станции (МКС).

«Мы никак не могли понять, что с этим делать, а к 2010 году наше беспокойство только усилилось. Стало очевидно, что у некоторых астронавтов нарушение зрения после прибытия просто необратимо», — прокомментировал ситуацию Ноам Альперин, профессор радиологии и биомедицинской инженерии Школы медицины Миллера при Университете Майами.

Ранее специалисты считали основной причиной проблем со зрением перемещение жидких сред в верхнюю часть тела, происходящее, когда космонавты находятся в условиях микрогравитации. Кстати, именно из-за перераспределения жидкостей в организме люди, находящиеся в космосе, испытывают головные боли и чувствуют, как у них постоянно мерзнут ноги.

Недавно коллектив ученых под руководством Альперина впервые установил еще один возможный источник проблемы. В дисфункции зрительных органов, полагают они, виновато изменение объемов спинномозговой жидкости (также ее называют «ликвор»), защищающей спинной и головной мозг от механических воздействий. Результаты исследования были представлены на ежегодном собрании Радиологического общества Северной Америки (RSNA).

Чтобы подтвердить свои догадки, ученые провели МРТ-сканирование высокого разрешения глазниц и мозга космонавтов МКС до и сразу после семи длительных полетов. Полученные изображения они сравнивали с аналогичными, полученными в ходе обследований космонавтов-участников девяти краткосрочных миссиях на шаттлах. По итогам исследований ученые пришли к выводу, что серьезные нарушения органов зрения у членов экипажей МКС после длительных полетов связаны с многократным увеличением объемов ликвора во внутриорбитальной и внутричерепной частях. Ученые NASA намерены продолжить исследования, чтобы определить все возможные причины, приводящие к нарушениям зрения.

Йога для космонавтов

Еще одна проблема со здоровьем в обмен на путешествие к другим планетам — ослабление мышц, поддерживающих позвоночный столб. Любопытно, что человеческий позвоночник за время пребывания в космосе удлиняется на несколько, в среднем пять-шесть, сантиметров. Ученые из Медицинской школы при Калифорнийском университете в Сан-Диего обследовали шесть космонавтов, находившихся на борту МКС от четырех до семи месяцев. Медики сравнивали данные МРТ до миссии, сразу после ее окончания и через два месяца. Ученые отметили сокращение массы околопозвоночных мышц почти на 15% и уменьшение площади их поперечного сечения на 19%. Частичное восстановление наступает спустя месяц или два жизни на Земле.

Медики советуют заранее готовить мышцы спины к условиям микрогравитации с помощью йоги. Также ученые планируют разработать комплекс упражнений, возможных на борту МКС.

Вместо послесловия

Медики рассказывают, что большинство изменений, происходящих с человеческим телом в космосе, хотя бы частично, но обратимы. Однако только при том условии, если человек возвращается домой, на Землю.