Homo Sapiens в космосе: какие опасности ждут наше тело и мозг?

Космические миссии, которые планируются в ближайшие десятилетия не только к Луне, но и Марсу и, возможно, к астероидам, становятся все более отдаленными и длительными. Когда эти миссии будут пилотируемыми, логично ожидать ужесточения уже известных психофизиологических проблем астронавтов и возможное возникновение новых. Темой адаптации к условиям длительного пребывания в космическом пространстве серьезно занимаются эксперты.

Исследования доказали наличие связи между психологическими проблемами человека из-за нахождения различной продолжительности в космосе и физиологическими, которые могут возникнуть как следствие. И наоборот, физиологические проблемы или недостаток физической активности могут повлечь за собой эмоциональный дисбаланс, депрессию и другие психологические проблемы. Поэтому лучше рассматривать его в комплексе. Об этом рассказывает Юлиана Кузнецова, научный сотрудник Главной астрономической обсерватории НАН Украины.

Пребывание на МКС – «репетиция» межпланетных полетов?

Существует немало факторов, которые могут привести к психологическому дискомфорту, а со временем к более серьезным проблемам со сном, вызвать состояние беспокойства и даже депрессии. Это и закрытое помещение ограниченного размера, и недостаток солнечного света, и небольшой коллектив неизменного состава, и однообразие в работе и досуге. Не забывайте о напряжении из-за возможных угроз космического пространства (микрометеориты, солнечные вспышки, внезапное повышение радиационного фона и т.п.) и аварийные ситуации на самой станции. В результате длительного перелета может возникнуть чувство скуки, незащищенности, одиночества в космическом пространстве и осознание невозможности получить помощь извне при возникновении критической ситуации.

Конечно, перед полетами членов экипажа обязательно готовятся к таким испытаниям, но на протяжении космической миссии эффекты от стрессовых факторов только накапливаются. И первое, через что проходят астронавты — привыкание к чужой среде. По данным постпсихиатрических обследований, астронавты часто проявляют тревогу или депрессию в процессе приспособления к новым условиям существования в космосе, хотя о тяжелых психологических последствиях речь не идет.

Для оценки возможных психологических последствий долгосрочного перелета (хотя бы несколько месяцев подряд) можно обратиться к опыту пребывания астронавтов из разных стран на Международной космической станции, проанализировав реакции организма на определенные ограничения и необычные условия. МКС вращается вокруг Земли на расстоянии около 400 км над поверхностью, совершая в сутки 15,5 оборотов продолжительностью 92 минуты, то есть астронавты наблюдают восход и закат Солнца 16 раз в день. Вряд ли к этому легко привыкнуть. В этом ограниченном пространстве длиной около 73 м и в ширину 109 м несколько человек определенное время живут вместе — отдыхают, проводят различные исследования, астрономические наблюдения, техническое обслуживание станции и т.д.

Пребывание на МКС можно рассматривать как подготовку к длительному межпланетному полету: это и командная работа в малом коллективе, и выходы в открытый космос для проведения ремонтных работ, и получение опыта по управлению и техническому обслуживанию станции. Все это повышает профессионализм, уверенность в собственных силах и успехе миссии, создает положительное настроение у астронавтов. А работа в теплице на борту орбитального комплекса позволяет не только проводить биологические эксперименты в условиях микрогравитации, выращивая урожай для собственного потребления, но и получать удовольствие от общения с растениями, снимать психологическое напряжение, улучшать свое общее состояние.

К психологическим проблемам следует добавить и физиологические, поскольку определенные процессы в организмах живых существ в условиях невесомости происходят иначе, чем на Земле. На общее состояние, настроение и трудоспособность человека наилучшим образом влияет на сон. На орбите со сном могут возникнуть проблемы. Из-за частого чередования лестниц и закатов Солнца циркадный ритм астронавтов сбивается, к тому же оборудование станции работает круглосуточно, чем создает постоянный шумовой фон. Да и вообще трудно привыкнуть спать в невесомости, когда нужно пристегиваться к постели ремнями, поэтому членам экипажа приходится принимать снотворное.

Ну и если говорить о предстоящих длительных перелетах, например, в Марс (это минимум семь месяцев в одну сторону), необходимо учитывать влияние на человеческий организм солнечной радиации. Это влияние достаточно существенно даже в периоды минимумов активности Солнца. Радиация и экстремальные гравитационные условия представляют основную опасность во время космического путешествия. Последствиями постоянного радиационного фона могут стать эффекты повреждения иммунной функции, старение клеток и угнетение когнитивных функций. Воздействие микрогравитации внутри космического корабля и нулевой гравитации в открытом космосе физиологически неблагоприятно для внутренних органов (легкие, почки), сердечно-сосудистой системы и органов чувств. Микрогравитация изменяет циркуляцию жидкостей в организме, выделение почек, АД и емкость легких, увеличивает частоту сердечных аритмий. Также она вызывает достаточно быстрое старение иммунной системы.

По результатам врачебных исследований относительно последствий, от которых страдают астронавты, самыми серьезными считаются проблемы с костями и мышцами, зрением и кровеносными сосудами. Например, сосуды, ведущие к головному мозгу, под влиянием микрогравитации становятся более жесткими. Именно поэтому, как известно, астронавты не могут самостоятельно выйти из своих капсул по возвращении на Землю – им необходима помощь. Так же произойдет и на Марсе после посадки, но там некому будет помочь.

От теории к экспериментам: как готовят к марсианским условиям?

Пребывание какой-либо продолжительности в условиях космоса требует от астронавтов не только высоких профессиональных качеств, но и хорошей физической и психологической подготовки, коммуникативных навыков, знания особенностей человеческого поведения в изолированном коллективе. Поэтому людей готовят заранее в наземных условиях, чтобы учесть все возможные ошибки и не повторить их в длительном полете или по прибытии к месту назначения.

В частности, потенциальных астронавтов для будущих миссий к Марсу тренируют в условиях пустыни (или тестируют людей на возможность ими стать), поскольку они максимально приближены к условиям на поверхности Красной планеты. Это могут быть краткосрочные тренировки на 3-4 нед. Также они могут длиться до года, чтобы изучить влияние долговременной изоляции.

В 2021 году в кратере Рамон на юге Израиля прошел эксперимент с командой специалистов из разных стран — пяти мужчин и одной женщины. Три недели подряд люди находились в жилом модуле площадью 120 м ², имитируя обитание внутри аналога будущей марсианской исследовательской станции. Участники эксперимента постоянно находились под видеонаблюдением, их состояние контролировалось.

Марсианскую исследовательскую станцию ​​в пустыне Сан-Рафаэль (штат Юта, США) возглавляет украинский инженер Сергей Якимов. Станция работает с начала 2000-х, принимает группы энтузиастов со всего мира. Их основными задачами являются симуляции экспедиции по поверхности Марса, социальные, биологические и геологические исследования, отработка инженерного снаряжения. Исследовательские группы остаются там несколько недель, живут в специальных модулях, работают в теплицах, наружу выходят только в скафандрах.

Впереди еще много подобных исследований, пока технический уровень будущих космических кораблей позволит безопасно отправить первую космическую миссию в дальний полет. Следует продолжать изучать опыт пребывания людей в космосе в ходе миссий и после них, что поможет понять психологические последствия значительно более продолжительного космического путешествия. А также необходимо разработать, проверить и усовершенствовать методы адаптации и все возможные меры по сохранению психического и физического здоровья людей.

Больше новостей читайте на GreenPost.