Полет на кровати
НИИ космической медицины ФНКЦ ФМБА России проводит исследования, которые помогут сохранить здоровье космонавтов во время лунной экспедиции. Первые краткосрочные «полеты» на Луну уже состоялись. Во время них 12 добровольцев провели две недели в кровати — именно так выглядит модель, имитирующая невесомость и слабую (по сравнению с земной) лунную гравитацию.
Как рассказал «Известиям» директор Научно-исследовательского института космической медицины ФГБУ ФНКЦ ФМБА России Виктор Баранов, первые полеты на Луну в рамках российской лунной программы будут краткосрочными. Общая продолжительность каждого составит почти три недели: три дня на дорогу до Луны, две недели работы на месте и три дня на обратный путь. Во время полета космонавты будут оказываться в разных гравитационных условиях. Перед учеными стояла задача изучить, какую нагрузку получат при этом те или иные системы организма, и сохранить здоровье космонавтов.
— Сила притяжения на Луне составляет 1/6 веса на Земле, — пояснил Виктор Баранов. — В этих условиях пока никто не работал за исключением американских астронавтов. Мы не знаем, как поведет себя организм, какие будут происходить изменения в мышечной системе, как будет осуществляться биомеханика движений. Это очень важно, особенно для разработки скафандра или, например, для создания системы управления луноходом. Найти ответы на эти вопросы предстоит на Земле.
Модель невесомости научному миру уже известна. Похожую нагрузку на организм можно создать, расположив человека на кровати с наклоном в сторону головы (в антиортостатическом положении), так как в условиях невесомости кровь распределяется в верхнюю половину тела. На этой модели можно разрабатывать средства профилактики негативных последствий невесомости и тренажеры для подготовки к возвращению на Землю. Ученые НИИ космической медицины решили взять за основу тот же подход, чтобы разработать модель лунной гравитации.
— Мы взяли за ориентир силу тяжести, которая воздействует на конечности, и рассчитали угол, под которым следует расположить человека для достижения такого же эффекта, — рассказал Виктор Баранов, автор модели. — Наш волонтер располагается не вертикально, не вниз головой, а под углом 9,6 градуса. Если человек находится на Земле в таком положении, то на его ноги, мышечную систему, кости и кровь приходится сила тяжести, которая присуща Луне. Если этот угол увеличить, то получим марсианскую гравитацию. В качестве основы модели взяли обычную кровать.
Ученые провели испытание, в котором участвовали 12 человек. Их зафиксировали на кроватях и расположили сначала с уклоном головой вниз (как в невесомости во время полета на Луну), потом головой вверх под углом 9,6 градуса (в ортостатическом положении, как на Луне), затем опять головой вниз (имитируя полет на Землю).
— Эксперимент продолжался две недели, — уточнил Виктор Баранов. — В результате мы, во-первых, получили данные, которые помогут разработать скафандры для высадки на Луну. Во-вторых, изучили, как в условиях малой гравитации будет проходить газообмен: потребление кислорода и выделение углекислого газа. Это очень важный материал для специалистов по системам жизнеобеспечения — они могут рассчитать то количество энергии, которое будут тратить космонавты при работе на поверхности Луны. В-третьих, эксперимент позволяет установить, когда наступает мышечное утомление, и на основе этого рассчитать режим труда и отдыха космонавтов.
Полученные данные помогут разработать дополнительные средства нейтрализации вредного воздействия невесомости.
— К этой работе мы приступаем в 2017 году, — уточнил Виктор Баранов. — Сейчас средства защиты от неблагоприятного действия невесомости заключаются в основном в том, что космонавты на МКС ежесуточно должны до 2,5 часа выполнять упражнения на велоэргометре. Но на Луне планируются выходы за пределы станции, а это дополнительная нагрузка. Между тем в кораблях, которые в ближайшие десятилетия полетят на Луну, устанавливать громоздкие тренажеры не получится. Поэтому мы попробуем разработать другие системы тренировок.
