Вместе с экспертом Центра подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина разбираемся, что происходит с человеком перед полетом, за земной орбитой, во время и после приземления. На вопросы ответила Мария Эдуардовна Пушкарь-Василевская, врач-терапевт высшей категории, заместитель начальника клинического отдела медицинского управления ЦПК имени Ю.А. Гагарина.
Чего ждать от космоса
— Мария Эдуардовна, какие особенности космического пространства влияют на тело человека, когда он покидает Землю?
— Воздействие факторов космического полета начинается уже во время старта ракеты. На этом этапе космонавт испытывает на себе перегрузки, перепады атмосферного давления, вращение. Затем подключаются невесомость и ионизирующая радиация. Невесомость космонавты очень любят и именно по ней больше всего скучают, когда возвращаются на Землю. Воздействие радиации в космосе — порядка 100 миллизивертов за полет (На Земле средняя годовая эффективная доза облучения человека составляет примерно 2,4 миллизиверта, а на МКС достигает 200 миллизивертов в год. — «РБК Тренды»). После совершения трех космических полетов кровь космонавтов исследуют на возникновение мутаций.
Еще один важный фактор космического полета — это шум от приборов на станции, прежде всего от вентиляторов, которые гоняют воздух. При постоянном воздействии шума у человека может снижаться слух, поэтому космонавты почти все время находятся в наушниках или берушах разной степени звукопоглощения. Кроме того, от панелей на станции выделяется много пыли, а от нее могут возникать аллергические реакции. Но с ней тоже удается бороться.
— А существуют факторы, которые благоприятно воздействуют на организм?
— В невесомости, на первый взгляд, пропадают проблемы с опорно-двигательным аппаратом. Все то, чем мы расплачиваемся за наше прямохождение и гравитацию на Земле — болезни суставов, позвоночника и вен ног, так как они постоянно подвергаются нагрузке, — в космосе ничего этого нет из-за невесомости. Поэтому и суставы не болят, и спина не беспокоит, и даже считается, что космонавты немножко подрастают, потому что межпозвонковые диски немного расправляются.
Однако первые космические полеты длиной несколько недель показали, что по возвращении космонавты часто не могли управлять своим телом. У них атрофировались мышцы и ухудшался минеральный состав костей, так как в невесомости кровь в недостаточном количестве поступала в мышцы и костную ткань. Именно поэтому во время полетов космонавтам необходимы постоянные физические нагрузки. Только так кровь сможет нормально циркулировать. Сейчас наши космонавты возвращаются на Землю в хорошем состоянии, так как на станции они дважды в день занимаются физподготовкой на различных стендах.
Как космонавты готовятся к полету
— По каким физическим параметрам вы отбираете космонавтов и как готовите их к полетам?
— При отборе у нас есть требования к возрасту космонавта: ему должно быть от 26 до 35 лет, рост — не ниже 155 см и не выше 190 см, вес — от 50 до 95 кг. Без хронических заболеваний. На первом отборе космонавт предоставляет минимум сведений о своем здоровье, базовые анализы, рентгены. А уже на очном этапе отбора мы проводим расширенное исследование его здоровья.
Раз в год, во время большой медкомиссии, мы проверяем работу сердца космонавтов и кандидатов в космонавты; им делают электрокардиографию, эхокардиографию, УЗИ внутренних органов. Проводится велоэргометрия. Есть и специальное исследование — пассивная постуральная проба, где космонавта помещают на специальный стол и наклоняют, чтобы понять, как функционирует его сердечно-сосудистая система при отклонении от вертикального положения продолжительное время и при возвращении в исходное положение. Проводятся испытания в барокамере и на центрифуге — это завершающие этапы обследования. В барокамере мы проводим испытания на переносимость гипоксии при разреженном атмосферном давлении. В центрифуге проверяем, выдерживает ли космонавт перегрузки, в несколько раз превышающие силу тяжести.
Инструментальные исследования — рентгены, гастроскопия, колоноскопия, КТ, МРТ проводятся на отборе и на ежегодных медкомиссиях не каждый год, а по расписанию или по показаниям. Порой бывает, что на последних этапах отбора в космонавты у кандидатов обнаруживаются проблемы со здоровьем. Приходится отказывать, и это очень тяжело.
Космонавт должен быть не просто здоров, а хорошо физически подготовлен. Бега трусцой по утрам недостаточно, нужно регулярно тренироваться. Есть и психологические параметры отбора. По тестам специалисты определяют, насколько человек психологически устойчив, может ли работать в команде, как ведет себя в критических ситуациях, может ли адаптироваться к непривычной среде, готов ли пройти такой долгий и сложный путь подготовки к полету. Многие приходят в отряд уже зрелыми личностями, и они должны быть готовы многому научиться. Фактически им нужно снова сесть за парту, жить по расписанию, непрерывно сдавать экзамены, не принадлежать себе и далеко не сразу полететь в космос. Например, Андрей Федяев, который недавно вернулся из космического полета, отобрался в 2012 году, а полетел в 2023-м. К этому нужно быть психологически готовым.
— Одиннадцать лет! Все это время космонавты учатся и тренируются?
— Да, у них очень много занятий. Кроме того, что они осваивают множество теоретических дисциплин, постоянно тренируются. Подготовка к полету долгая, человек за это время взрослеет, и нам важно поддерживать его организм в хорошей форме. Для этого у нас существует кафедра физподготовки, на которой разработаны свои методики. Все космонавты очень любят физкультуру, и обычно им не нравится, когда из-за других занятий приходится пропускать тренировки.
Космонавты много бегают, ходят на лыжах, плавают, занимаются в тренажерном зале под руководством инструктора и самостоятельно. На более глубоком этапе подготовки космонавт может делать не только обязательные упражнения, но и выбирать занятия, которые ему больше нравятся. Например, у нас очень популярны бадминтон, большой теннис — игровые виды спорта.
Что происходит с телом во время полета
— Вот человек полетел в космос. Что меняется в его организме?
— Из-за невесомости в теле человека происходит перераспределение жидкостей. Кровь, лимфа, ликвор, то есть жидкость, которая находится в головном и спинном мозге, — все это распределяется не так, как в условиях гравитации. Обычно первые две недели даже те космонавты, кто хорошо переносил вестибулярные испытания, чувствуют головную боль, головокружение, тошноту, но постепенно адаптируются и чувствуют себя нормально.
Именно из-за перераспределения жидкостей, например, при долгих полетах возникает нейроокулярный синдром. Он связан с тем, что кровь и ликвор распределяются в голове, происходят отек зрительного нерва и некое изменение конфигурации глазного яблока. Со временем это может привести к дистрофии зрительного нерва и к ухудшению зрения. Наши показатели и показатели американских ученых, которые инициировали программу по исследованию синдрома, несколько различаются. У наших космонавтов наблюдались лишь временные и незначительные изменения зрительного нерва, в то время как у американской стороны таких наблюдений было больше. Есть предположение, что во время полетов астронавты используют дополнительный силовой тренажер. Российский специалисты не рекомендуют пользоваться им слишком часто. Пока однозначных выводов по этому вопросу нет. Нас больше волнует состояние минеральной плотности костей. Раньше показатели плотности значительно ухудшались после полета, сейчас это выражено в меньшей степени, но все еще требует контроля. И конечно, постоянных тренировок.
— Как космонавтам удается заниматься спортом на станции?
— На борту есть беговая дорожка, велотренажер, специальные агрегаты для работы руками, ногами. Еще есть костюм, который помогает бороться с факторами невесомости, он называется «Пингвин». Внешне он похож на полетный комбинезон, но внутри оснащен специальной системой из резинок и пружин, которые заставляют человека прилагать усилия, чтобы сгибать и разгибать руки, ноги, корпус. Космонавт Константин Борисов рассказывал, что во время полета использовал этот тренажер по пять часов в день. Это очень удобно: фактически ты все время находишься в тренажере и упражняешь свое тело. А если учитывать, что на обычные тренажеры в экипаже может быть очередь, то «Пингвин» особенно выручает. Насколько я знаю, на Земле тоже похожие тренажеры используют люди, которые испытывают проблемы с опорно-двигательным аппаратом.
Есть еще один костюм, под названием «Чибис». Он позволяет подготовить сердечно-сосудистую систему к возвращению на Землю. Если в невесомости кровь распределяется по телу везде примерно одинаково, то в условиях гравитации начинает отливать от головы к ногам, а сосудам такой резкий переход дается очень тяжело. Часто космонавты, приземлившись на Землю, не могут ходить — встают и сразу же падают именно из-за того, что отливает кровь. Чтобы смягчить воздействие гравитации на организм, за неделю-две до возвращения на Землю космонавты начинают постепенно тренироваться с «Чибисом». Он создает отрицательное давление в ногах, и кровь приливает к нижней части тела.
Возвращение домой
— Значит, тело космонавта уже подготовлено к возвращению домой?
— И все равно ему тяжело справляться с новым распределением крови. В помощь космонавтам придумали еще один костюм — «Кентавр». Это такие шорты и гетры. По бокам у них шнуровка, чтобы можно было подогнать костюм под размер космонавта, так как в полете тот может поправиться или похудеть. «Кентавр» работает по типу компрессионного белья и очень помогает в первую неделю, препятствуя слишком активному перераспределению крови по конечностям. Костюм надевают на космонавта сразу после приземления.
— Что происходит с космонавтом дальше? Как он реабилитируется?
— В большинстве своем космонавты возвращаются в хорошем состоянии. Первое время они могут жаловаться на тошноту и ощущение дезориентации в пространстве. Кого-то тошнит, кто-то покачивается, некоторые стараются закрывать глаза. Первые дни они даже не ходят самостоятельно из соображений безопасности. В Звездном городке космонавтов встречают врачи — здесь они находятся под наблюдением, сдают анализы, отсыпаются. Сразу после возвращения начинается медицинская реабилитация, которая длится три-четыре недели: это массаж и специальные физические упражнения, в том числе в бассейне под руководством персонального инструктора по физподготовке. Именно занятия плаванием делают переход от невесомости к гравитации более плавным и приятным. Постепенно добавляются тренажеры, другие нагрузки. Следующий этап реабилитации — в санатории. Полное восстановление происходит только через полгода.
— Как потенциал человеческого тела исследуют для дальнейшего освоения космоса?
— Мы наблюдаем за организмом космонавта, например в контексте перспектив полета на Марс, проводим эксперименты. Сможет ли человек лететь несколько месяцев? Как будет чувствовать себя после высадки в непривычную среду? Сможет ли он самостоятельно выходить в скафандре на поверхность планет с иной гравитацией, чем на Земле, управлять транспортными средствами, например марсоходом? У нас проводятся испытания и на центрифуге с так называемыми ручными управляемыми спусками, имитирующими посадку корабля на Луну или Марс, создаются условия лунной и марсианской гравитации, чтобы выяснить, что будет происходить с организмом космонавта там после неполного восстановления.
— И каков ответ? Человеческое тело готово к таким полетам или пока есть ограничения?
— Именно опыт длительных космических полетов и хорошее самочувствие космонавтов позволяют прогнозировать их состояние после длительного полета на другую планету. У человека нет никаких ограничений, люди выдерживают все. Ограничения есть в технике: у нас, например, пока нет межпланетных кораблей, а это уже совсем другой вопрос.