«Техника-молодежи» 1996 №8, с.13-15
ВРАЧ ЗОВЕТ НА МАРС
Владимир СТАНЦО
Мы практически готовы к полету на Марс! Так, по крайней мере, считает врач-космонавт Валерий Поляков, заместитель директора (по науке) Государственного научного центра РФ «Институт медико-биологических проблем».
МАРСИАНСКИЕ ХРОНИКИ ВАЛЕРИЯ ПОЛЯКОВА. Он проработал в невесомости дольше, чем кто-либо из землян. За первый 8-месячный орбитальный полет получил звезду Героя Советского Союза, за второй, еще более длительный (14,5 месяца), — Героя Российской Федерации и вдобавок орден Почетного легиона, поскольку одним из его пациентов и подопечных на орбите был французский космонавт Жан-Лу Кретьен.
Он считает: человечество практически готово к полету обитаемого аппарата к Марсу, еще в этом веке ноги двух, как минимум, землян должны ступить на поверхность красной планеты.
Зачем это нужно?
Прежде всего, чтобы придать космическим исследованиям новую достойную цель, импульс, вывести их на очередной «виток».
Степень готовности?
Чрезвычайно высокая, особенно с позиций космической биологии и медицины. Длительные орбитальные полеты — Мусы Манарова, Юрия Романенко, да и его самого были подступами к такой экспедиции. Полтора года жить и работать в невесомости тренированный человек может, а как раз полутора лет достаточно, чтоб обернуться туда и обратно.
Характер первой экспедиции.
Она должна быть короткой и обязательно — международной (ресурсов какой то одной страны может и не хватить). В качестве рабочей модели вполне применима схема высадки на поверхность Луны экипажа «Аполлона-11»: один человек остается на орбите, двое спускаются на поверхность. Находятся там недолго: ставят памятный знак или флаг Объединенных наций, берут пробы грунта, фотографируют и фотографируются. И — обратно на корабль. Потом старт к Земле и приземление спустя несколько месяцев.
Правда, Марс не Луна: расстояния не те, да и условия, и степень изученности... Вряд ли пошлешь вдогонку кораблю, летящему к Марсу, «грузовики» типа «Прогресса». Нужны другие решения. Пополнять запасы кислорода и пищи призваны, в частности, бортовые оранжереи, которыми в ИМБП активно занимаются и сегодня.
Будут и другие проблемы, но неразрешимых или очень трудно разрешимых — уже не осталось. А некоторые особенности Марса сработают на проект. Например, то, что сила притяжения там составляет лишь 0,38 земной. Это облегчит выполнение программы первого полета: космонавтам в скафандрах проще будет передвигаться.
Движение, причем энергичное, по-видимому, его страсть. В ИМБП мне показали любительский видеофильм, где было запечатлено его первое возвращение с орбиты.
Как и Елену Кондакову, Полякова, облаченного в скафандр, бережно извлекли из спускаемого аппарата. Он тут же встал на ноги, подтверждая физические кондиции, и даже позволил себе цапнуть сигарету одного из встречавших, сделать пару затяжек.
Сигарету, естественно, тут же отобрали, потащили обоих «возвращенцев» в раскинутый неподалеку ангар для медицинского обследования. Назавтра они были уже в Звездном городке. Поляков и тут удивил: в первый же день после многомесячной невесомости бегал трусцой! А говорит, что мог бы и резвее, да не хотел пугать приставленных к нему медичек...
Во всем этом — и его заслуга (тренировки, самодисциплина и пр.), и института, где он работает, где создавались и отрабатывались системы жизнеобеспечения, тренажеры, комплексы упражнений в невесомости и т.п. Это Государственный научный центр Российской Федерации «Институт медико-биологических проблем».
ЗЕМЛЯ — КОСМОСУ. О том, что в этом институте регулярно проводятся эксперименты, связанные с длительным пребыванием испытателей в условиях, максимально приближенных к орбитальным, «ТМ» писала не раз. Но последний из таких экспериментов — длившийся 3 месяца и завершившийся в январе комплексный эксперимент ЭКО-ПСИ-95 — большинство средств массовой информации вниманием обошли. Потому, наверное, что не было в ходе его чего-то особо сенсационного: несколько десятков «будничных» экологических и психологических экспериментов (отсюда название), с десяток технических, связанных с работой бортовых компьютеров и медицинской аппаратуры. Но наука и состоит в основном из буден — частностей, важных лишь специалистам.
| Наземный экспериментальный комплекс — вид снаружи. |
И все же «изюминка» у ЭКО-ПСИ была: впервые в практике ИМБП командирами основного экипажа и экипажа посещения были журналисты, прошедшие, между прочим, полный курс предполетной космической подготовки. Это корреспондент «Красной звезды» Александр Андрюшков и обозреватель телепрограммы «Вести» Андрей Филиппов.
Необычно и другое: функции космонавтов-исследователей и бортинженеров обоих экипажей в этот раз достались студентам Московского авиационного института — Ярославу Балахонцеву и Александру Ивянскому (основной экипаж), Юрию Васину и Игорю Туровскому (экипаж посещения).
Я знакомился с программой эксперимента уже после его окончания и, честное слово, чего-либо ух-какого из нее не выудил. Будни! Но — не могла не заинтересовать обстановка и атмосфера 3-месячного опыта с таким нестандартным составом испытателей. Естественно, если удастся получить информацию из первых рук. С коллегой— газетчиком Андрюшковым встретиться нетрудно. Но интереснее было взглянуть на эксперимент глазами другого его участника — студента. Случай свел с Сашей Ивянским, и он стал моим гидом по Наземному экспериментальному комплексу (сокращенно — НЭК, в просторечии — «Бочка»).
Вот его расказ, естественно, сокращенный.
«Бочка», по сути, представляет собой земную копию орбитальной станции «Мир». Их троих запустили в один из ее отсеков после медицинского и профессионального отбора и вдобавок двух дней специальной «предопытной» подготовки. В 20-х числах прошлогоднего октября входной люк за ними задраили снаружи на три месяца вперед. Отныне связь — только по компьютерной сети, причем с той же частотой, что и сеансы связи на «Мире». Работа — тоже в основном на компьютере, во всяком случае для него — бортинженера. Плюс медицинские опыты, в которых они — и исследователи, и объект исследования. Рабочий день, в среднем, 10,5 ч.
Кормежка — почти как в космосе, гигиена — тоже. Душ — раз в неделю (10 л воды на каждого), вместо умывания — влажные салфетки. Правда, зубы чистить и бриться можно было сколько хочешь, но — в пределах личного времени, которого, как у солдат, было немного — полтора часа в сутки перед отбоем.
Главной целью их «полета» стало дальнейшее изучение взаимодействия экипажа со средой обитания корабля. Участники эксперимента должны были, в частности, проследить все стадии развития (от зерна до нового зерна) посевов пшеницы в «космической» оранжерее. Подобный опыт на орбите не удался. Пшеница родом из Мексики, кустистая, с коротким стеблем — взошла там, даже заколосилась, но... В условиях невесомости росла она вкривь и вкось, полноценного урожая не дала. Что было тому причиной, предстояло выявить на этот раз, когда в НЭКе воспроизвели все условия космической станции, кроме невесомости, естественно. Те же влажность, температура, состав питательного субстрата...
В первый же день пребывания в «бочке» командир корабля собственноручно высеял 104 зерна, по 26 в 4 рядах. В дальнейшем наблюдали и ухаживали за посевами, чередуя день с ночью, все трое. И в конце концов собрали урожай. Все данные того опыта, как, впрочем, и всех других, заносились в память бортовых компьютеров и передавались на «Землю» в сеансах связи. По признанию командира экипажа, он лишь в этом «полете» всерьез осилил компьютерную премудрость и в свободное от работы время пытался — на компьютере же — писать книгу.
Ивянский привел меня в «бочку» — металлический термостатированный цилиндр диаметром около 3 м и метров 15 в длину. У входа — санузел: два умывальника, душ за полиэтиленовой пленкой, вполне земной унитаз. Далее — рабочий отсек, он же — жилище. Слева по борту — сплошной стол с компьютерами и исследовательской аппаратурой, оранжерею уже сняли. Справа — спальные места в два яруса: нижние полки — для основного состава, верхние — для экипажа посещения. В конце — мини-спортзал с велотренажером. Во время «полета» его ставили в главный отсек, здесь и упражнялись. Один из участников (это я узнал позже) спортом занимался в основном теоретически и в итоге набрал лишних 12 кг...
В дни эксперимента в «бочке» моделировали некоторые нештатные ситуации — нарушения газового состава атмосферы, избыточную шумовую нагрузку, депривацию сна, т.е. нарушение естественного цикла: сон — бодрствование. Испытание бессонницей, если хотите.
Я спросил Сашу, что оказалось для него самым трудным. «Не могу сказать, — ответил он, — ничто не воспринималось как сверхнагрузка».
Они были психологически подготовлены к возможным неожиданностям эксперимента. К тому же на их рабочих столах постоянно находились циклограммы — своего рода сетевой график всего, что предстояло выполнить... Их и соблюдали, чередуя разные дела.
Лишь в конце разговора Саша признался, что персонально ему труднее всего было не заснуть в минуты коротких, но обязательных медицинских обследований (снятие энцефалограмм) во время опыта с почти двухсуточной вынужденной бессонницей (и обязательной при этом интенсивной операторской работой на компьютере). Согласитесь, такая ситуация может возникнуть в реальном космическом полете. Вот и создали медики такую нештатную ситуацию, причем не однажды. Наблюдали в этих условиях каждого испытателя поодиночке...
«Когда снимают энцефалограмму, — рассказывал Саша, — ты должен сидеть неподвижно, держа голову прямо, а она так и опускается на грудь, и веки слипаются. Но спать нельзя — опыт не окончен. «Отключались», конечно, на мгновения — дольше никак, иначе врубят сирену и ударят по мозгам децибелами не только тебе, но и твоим товарищам по экипажу, отдыхающим или работающим в это время».
Спрашиваю, не слишком ли надоели они друг другу (особенно пожилой командир, журналист к тому же) за три месяца непрерывного общения. Сашин ответ не показался мне дипломатичным, хотя говорил он об Андрюшкове только хорошее, даже помянул, что у командира и в жизни двое сыновей... А сам Александр Степанович, хоть и в рядовом, вроде бы, эксперименте участвовал, считает эти три месяца самыми, должно быть, интересными в его уже долгой журналистской жизни. «Ни об одной секунде, проведенной там, я не жалею... С большей пользой и отдачей я последние годы не работал», — его слова.
А двое руководителей эксперимента, с которыми я беседовал, — Евгений Павлович Демин, заведующий отделом стендовых испытаний ИМБП и Вадим Алексеевич Степанов, начальник НЭК — высоко оценили работу обоих экипажей, основного — особенно.
 | |
| Моделирование невесомости в бассейне ИМБП. Универсальный пневмокаркасный модуль для организации срочной медицинской помощи в экстремальных условиях. Карликовая пшеница из Мексики, выращенная участниками эксперимента ЭКО-ПСИ-95. |  |
Здесь можно увидеть не только НЭК — аналог «Мира», но и ГВК-250 — гипербарический водолазный комплекс, позволяющий имитировать погружения экипажа из 6 человек на четвертькилометровую глубину, всевозможные центрифуги для людей и животных.
Здесь же разработан уже упоминавшийся (в рассказе о Полякове) передвижной медицинский центр, а точнее — оснащение каркасно-надувных модулей, один из которых — в новом качестве! — недавно показали по центральному телевидению. Вариант — для полностью автономной работы медиков в условиях эпидемий. В таких модулях можно менее чем за час развернуть полевой госпиталь со всей медицинской техникой, необходимость которой определяет ситуация: с автономным энергообеспечением и водоснабжением, а если нужно, то и стерильной операционной.
Сейчас доработанные медиками и конструкторами ИМБП (в этом институте есть и конструкторский отдел) универсальные пневмокаркасные модули-госпитали работают во многих «горячих точках», включая районы боевых действий и стихийных бедствий.
Конечно же, не только экстремальными ситуациями заняты на земле космические медики-исследователи. Благодаря их работе пополнилась наша общая копилка знаний о механизмах пространственной ориентации человека, обмене веществ, защитных реакциях организма, о принципах действия сердечно-сосудистой и нервной систем.
А медицинская аппаратура, первоначально разрабатывавшаяся для космических целей? Многое из нее уже вошло в арсенал земной медицины.
Еще на осенней выставке государственных научных центров России доктор биологических наук Аза Павловна Берсенева предложила мне с одним из коллег и молоденькой сотрудницей выставки составить экипаж, проходящий краткосрочное медицинское обследование. Через особые браслеты, одетые нам на запястья и связанные с компьютером, она снимала некий интегральный показатель состояния сердечно-сосудистой деятельности каждого из нас, определяла волновую структуру сердечных ритмов. В считанные минуты установила, что мой коллега накануне переработал, а девчонка — перенервничала. В общем, на тот момент самый старый оказался самым здоровым. А в целом наш «экипаж» для земной работы вполне годился, но для орбиты — увы, нет.
В последние годы все больше места в тематике ИМБП занимает и экологическая медицина, в том числе прогноз состояний в зависимости от действия неблагоприятных факторов внешней среды. Растет в атмосфере Земли содержание углекислого газа, регулярно повышается оно и в плохо проветриваемых помещениях, например в редакционной комнате, где работаю. Вот и в эксперименте ЭКО-ПСИ-95 один или два опыта были связаны с этой, когда проблемой, когда проблемкой... Сенсационных результатов те опыты не принесли, но подтвердили и уточнили в деталях уже известное медикам. Что ж, новизна встречается не каждый раз.
ПОЧТОВЫЙ АДРЕС ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем»: 123 007 Москва, Хорошевское шоссе, д 76а — не совсем точен. От магистрали до ближайшего к ней институтского корпуса — не меньше 100 м. РНЦ занимает пространство между кромкой Ходынского поля и двумя безымянными проездами, что лучами сходятся к Хорошевке. Проезды застроились, приобрели вид нормальных столичных улиц — пошире и подлиннее иных именитых.
И вот о чем договорились мы с врачом-космонавтом Валерием Поляковым во время последней из наших встреч.
В январе 1997 г. исполнится 100 лет со дня рождения первого российского космобиолога, ученого с мировым именем Александра Леонидовича Чижевского, работавшего в ИМБП консультантом в последние годы жизни. Предлагаем правительству Москвы назвать улицей Чижевского один из этих проездов-лучей, а второй — улицей Лебединского, в честь первого директора ИМБП, замечательного физиолога, достойного человека.
Вместе с Валерием Поляковым мы просим считать эту статью официальным ходатайством редакции «ТМ» и руководства ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем» о присвоении этих наименований.
А закончить этот рассказ хочу словами Циолковского: «Изучение Вселенной начато, но никогда не будет закончено. Наше знание — капля, а незнание — океан».
ДО МАРСА ЗА МЕСЯЦ!
О пилотируемом полете на Марс мечтают не только у нас. И даже не только в такой стране, как США, не скудеющей космическими проектами. Красная планета всерьез привлекает и пока еще довольно скромный в области космонавтики Евросоюз. Причем одной из главных проблем, определяющих реальность будущей экспедиции, там тоже считают длительность полета. Но научиться жить и работать в космосе достаточно долго — отнюдь не единственный путь ее решения. Почему бы не подумать о радикальном сокращении времени путешествия? Конечно, это возможно только при использовании принципиально нового двигателя, позволяющего развивать гораздо большие скорости. Точнее — ускорения. Что ж — значит, такой двигатель и надо создавать...
Сказано — сделано. Недавно британские физики совместно со специалистами Европейского космического агентства завершили проработку соответствующего проекта. Среди теоретически возможных вариантов самым практически осуществимым они признали двигатель ионный. И сконструировали его. Двумя основными задачами исследователей стал поиск наиболее эффективных и экономичных методов ионизации нейтральных атомов и разгона образовавшихся ионов. Конечно, был привлечен весь опыт Европы в создании ионных ускорителей для экспериментов в области физики элементарных частиц. Но новая проблема была намного сложнее. Ведь в подобных ускорителях, несмотря на их гигантские размеры, общая масса ионов, генерируемых в единицу времени, совсем невелика. Для физиков много и не нужно — их интересует только максимальная скорость, энергия частиц. Реактивному же двигателю космического корабля, чтобы быть именно двигателем, а не просто излучателем ионов, нужно выбрасывать в пространство куда более интенсивный их поток.
 | Ионный реактивный двигатель — для космических полетов третьего тысячелетия. Принцип прост и ясен, но разработка реальной конструкции стала для европейских ученых непростой задачей. Цифрами на схеме обозначены: 1 — нейтральные атомы; 2 — ионизированные атомы; 3 — ионизирующее СВЧ-излучение; 4 — ускоряющие магнитные поля; 5 — ионизированные атомы; 6 — нейтральные атомы. |
Так или иначе, обе задачи были решены. Для ионизации атомов достаточно эффективным оказалось СВЧ-излучение со специально подобранными параметрами. Разгоном ионов займутся мощные магнитные поля, создаваемые компактными сверхпроводящими электромагнитами.
Рассчитав характеристики нового двигателя, ученые заявили, что при обеспечении его проектной мощности время полета к Марсу удастся сократить до одного месяца. Естественно, режимы разгона, а затем торможения корабля запланированы такими, чтобы перегрузки, испытываемые членами экипажа, укладывались в пределы нормы.
Первое испытание этого шедевра научной и инженерной мысли — пока в уменьшенном масштабе — намечено провести в 1997 г. в ходе полета коммерческого спутника «Artemis». И если результаты окажутся обнадеживающими, можно будет, без ложной скромности, говорить о начале нового этапа в истории освоения космоса.
По материалам журнала «Science & We»