Долететь до Марса — и вернуться
В материалах рубрики использованы сообщения следующих журналов: «Economist» и «New Scientist» (Великобритания), «Psychologie Heute» (Германия), «IEEE Spectrum», «Science News» и «Sky and Telescope» (США).
Сразу несколько стран, в том числе Россия, объявили о планах высадки экипажа космонавтов на Марс или облёта Красной планеты пилотируемым кораблём.
Экипаж, по прикидкам американцев, должен состоять из четырёх—шести человек, запертых года на два-три в объёме, равном «даче на колёсах» среднего размера. В перелёте большую опасность будут представлять отсутствие защиты магнитным полем Земли и атмосферой от космической радиации, длительное действие невесомости и замкнутость небольшого коллектива. Полёт на Луну, до которой лететь чуть больше трёх суток, в сравнении с планируемой марсианской экспедицией можно считать краткой прогулкой. Радиосигнал преодолевает путь между Марсом и Землёй за время от 3 до 22 минут (в зависимости от взаимного положения планет на орбитах вокруг Солнца), так что быстро доложить о происходящем и попросить совета не удастся.
Чем запастись экипажу на случай каких-либо медицинских проблем? Работа над этим вопросом в НАСА только начинается.
Что наверняка повлияет на космонавтов в длительном полёте — это отсутствие гравитации. Да и на самом Марсе, так как он меньше Земли, сила тяготения составляет 38% от земной. Продолжительное пребывание на Международной космической станции в невесомости, как показывает опыт, приводит к перераспределению крови в организме, она приливает к голове. «Представьте себе, что вы сидите в кресле, надолго пригнули голову и зажали её между колен. Вот примерно такое ощущение», — говорит американский астронавт Томас Маршбёрн, пробывший на МКС пять месяцев. Приток крови вызывает повышение внутриглазного и внутричерепного давления, из-за чего у половины космонавтов ухудшается зрение. Тот же астронавт сообщает, что глазам стало трудно разбирать символы на клавишах компьютера. Страдает и вестибулярный аппарат, работа которого основана на силе тяжести и позволяет человеку чувствовать своё положение в пространстве. Вернувшись на Землю, Маршбёрн смог ходить по прямой линии уже к вечеру первого же дня, но ещё несколько дней не мог следовать более сложными маршрутами, например, с ходу завернуть за угол.
Чем тут можно помочь? Нижнюю часть тела космонавта, находящегося в невесомости, помещают в камеру с пониженным давлением воздуха, что позволяет оттянуть кровь от головы к ногам, как в условиях земной гравитации. Такое устройство доказало свою эффективность в лаборатории (см. фото). Добровольцев заставляли подолгу лежать, отчего кровь смещалась в голову и давление крови в голове возрастало до 15 мм рт. ст. «Вакуумные штаны» снизили его до 9,4 мм рт. ст. (внутричерепное давление измерялось ультразвуковым зондированием). Другой возможный способ снять лишнее давление крови с головы — центрифуга, в которой человек лежит в плоскости вращения, причём голова ближе к центру, а ноги — на периферии вращения, так что кровь оттягивается к ногам. Результаты опытов обнадёживающие, но центрифуга слишком велика для марсианского корабля.
Конечно, крупную проблему создаёт космическая радиация. Солнечную систему пронизывают потоки космических лучей. Как и прочие виды ионизирующего излучения, они повреждают белки и нуклеиновые кислоты, а при высоких дозах и вовсе приводят к гибели клеток. Персонал МКС в значительной мере защищён от этих лучей магнитным полем Земли. По дороге к Марсу и на самой планете такой защиты не будет. Доза облучения окажется примерно такой, как если бы вы раз в неделю подвергались просвечиванию на компьютерном томографе. До сих пор в подобных условиях находились астронавты, летавшие на Луну, но их полёт продолжался менее десяти дней. В опытах на животных и культуре тканей человека выяснилось, что космическая радиация вредит сердцу, кровеносным сосудам и мозгу, может вызывать рак. Физиологи считают, что защиту дадут так называемые антиоксиданты — витамины А и Е, а также аминокислота селенометионин, которая содержится в зерновых, бобовых, капусте, луке и легко может быть синтезирована. Ведутся опыты с обычным аспирином и особой формой витамина Е — гамма-токотриенолом.
На случай каких-либо болезней не включить ли в экипаж врача? Вряд ли это реально: такому врачу пришлось бы освоить не менее десяти очень разных медицинских специальностей. Помог бы искусственный медицинский интеллект, способный по симптомам и результатам анализов и бесед с пациентом дать рекомендации по лечению. Но пока это невозможно. Впрочем, уже есть программа, работающая на ноутбуке даже без интернета и способная по симптомам выбрать варианты возможных диагнозов. Разработан «бортовой медицинский советник» — первая версия обучающей программы, которая может научить неспециалиста нескольким медицинским процедурам. Опыты проведены на трёх десятках человек без медицинского образования. Из них 80% научились диагностике некоторых глазных болезней и применению УЗИ, а 70% смогли правильно сделать внутривенное вливание. Но лишь половина испытуемых сумела сделать интубацию трахеи. Астронавты на МКС под руководством этого медицинского консультанта без подсказок с Земли провели УЗИ почек и мочевого пузыря. Создан портативный прибор для УЗИ размером с электробритву (обычный земной вариант имеет размеры большого ноутбука).
До воплощения смелых планов в жизнь остаётся не менее десяти лет, а за этот срок, несомненно, появятся новые лекарственные препараты и медицинские приборы. И заодно этот прогресс наверняка поможет и нам, остающимся на Земле.
Читайте в любое время
