«К этому нельзя подготовить»

Мир готовится к полету человека на Марс. Последняя новость на эту тему пришла из США: модифицированные двигатели шаттлов будут установлены на сверхтяжелую ракету-носитель Space Launch System, которую предполагается задействовать в полетах на Луну и Марс. Правда, до этого пришло известие о банкротстве частной компании Mars One Ventures, готовившей пилотируемый полет на Красную планету. Но нужно ли человеку лететь так далеко? Очевидность ответа, диктуемая вечной страстью к познанию, обманчива. «Огонек» спросил совета у специалиста — летчика-космонавта, Героя России Федора Юрчихина.

Беседовала Светлана Сухова

— Федор Николаевич, насколько полеты в космос изнашивают организм человека?

— Космос — агрессивная среда для человеческого организма, воздействующая на сосуды, скелет, кровь... К примеру, если вы надуете воздушный шарик и потом сдуете, он останется прежним по объему, размерам? Нет. То же и с кровеносными сосудами — их стенки эластичные и, расширившись, они не вернутся в прежнее состояние. А в невесомости наибольший приток крови — к мозгу…

— За биохимией крови следят все время пребывания космонавта на орбите?

— И до полета, и сразу после приземления. А в процессе экспедиции анализы крови, в зависимости от программы экспериментов, можем забирать несколько раз. Пробы замораживаем и возвращаем на Землю: на МКС нет сложной лаборатории, вот и приходится спускать пробирки с орбиты.

— А что с потерей кальция в организме космонавта?

Как туристы покоряют космос

— Такая проблема существует. Полностью ее устранить пока не получается, но благодаря новейшим тренажерам и медицинским препаратам, величину потерь удалось сократить. Могу точно сказать, что в третьем полете я потерял кальция меньше, чем во второй экспедиции, но тут еще надо учитывать и разницу в длительности экспедиций (196 суток и 163 суток соответственно.— «О»). И это прогресс на фоне того, что было в 1980-е. В свое время в одной из научных статей прочитал, что американцы после своей самой продолжительной экспедиции на «Скайлэб» (первая американская станция на околоземной орбите в 1973–1979 годах.— «О»), продлившейся всего 84 дня, пришли к выводу, что максимальное время нахождения на орбите для человеческого организма — 150 суток. Потом, за счет потери кальция, берцовая кость станет не толще макаронины, что небезопасно при возвращении экипажа. Давайте осознаем, что же происходит сегодня. Порог в 150 суток давно преодолен. Сегодня это длительность обычной экспедиции на МКС. А рекорд длительности в одном полете принадлежит нашему соотечественнику Валерию Полякову, который жив и здравствует по сей день — 437 суток и еще 18 часов! Что касается онкологии... Я не слышал, чтобы уход космонавтов из жизни объяснялся бы в основном этим заболеванием. Не исключаю, правда, что кто-то проводит эти исследования, анализирует, подсчитывает... Но это ровным счетом ничего не доказывает: число онкологических заболеваний на планете растет год от года. В это число попадают и космонавты, и те, кто никогда не покидал поверхности планеты. Причиной не может быть только высокая радиация, иначе бы горцы значились в статистике онкобольных, а не долгожителей: в горах радиация выше, чем на равнине. Радиация ведь действует на организмы по-разному. Вспомните аварию на ЧАЭС: кто-то из спасателей погиб в первые месяцы после аварии, кто-то жив до сих пор. Конечно, за радиационным фоном на МКС следят...

— Каким образом?

— Земля следит за общим фоном в околоземном пространстве. И внутри МКС установлены самые различные дозиметры.

Мы, космонавты, носим личные дозиметры во время всего полета, ведь уровень радиации на МКС различается — есть более защищенные и менее защищенные места.

— Например?

— Каюты для экипажа на российском сегменте находятся не в лучших, с точки зрения защиты, местах, ведь мы «прислоняемся» в них к наружной стенке станции. В правой каюте мы проводим эксперимент «Матрешка» (общее название для экспериментов, связанных с исследованием воздействия радиации на человека и методов защиты) — установили шторку, экран, который заполнен стандартными бортовыми упаковками с влажными салфетками. Результаты данного эксперимента показали — уровень радиации в каюте со шторкой однозначно ниже, чем без нее. Как известно, вода задерживает радиацию. В любом случае рассуждать о здоровье космонавтов, что для них вредно или полезно, могут только профессионалы — те, кто участвует в процессе сопровождения полетов, следит за нашим здоровьем, даже когда мы выходим на пенсию. Ведь это тоже важно — проследить и описать, как влияет пребывание в космосе на организм с возрастом, проанализировать воздействие всех факторов, а не только радиации и отсутствия гравитации.

— О чем речь?

— О других магнитных полях, длительном нахождении человека в искусственной атмосфере станции, потреблении «искусственной» воды... Ведь вода на МКС изготовлена промышленным способом, вне зависимости от того, доставлена ли она на борт или произведена там. На МКС нет ледников, колодцев, родников (не считая «Родника» бортового), не текут ручьи. На Земле мы не особо задумываемся над тем, что пьем,— воды много. А задуматься стоит: земная вода уникальна. Посмотрите: ближайшие две планеты — Венера и Марс — безжизненны. На Венере — слишком жарко, на Марсе — холодно. Там нет привычных для нас морей, рек, озер, водопадов… Только на Земле создались условия для появления воды в тех формах, которые мы знаем и в которых зародилась жизнь.

— Но человечество думает об «улучшении жилищных условий», о том, чтобы расселиться на другие планеты. И готовится сделать первый шаг: в США тренируют группу волонтеров для высадки на Марс...

— Я бы всех, кто занят в «марсианской программе», отвел в музей РКК «Энергия» в кабинет Королева: там на столе лежит листок бумаги с пометками, сделанными красным карандашом рукой великого Конструктора. Когда в конце 1950-х годов планировали полеты аппаратов на Луну, велись жаркие споры о том, что собой представляет поверхность земного спутника — пыль или камень? От ответа зависел способ прилунения: снабжать аппарат большим надувным плотом, позволяющим «плавать» по сухой пыли, или «лапками», чтобы встать на твердую поверхность. И красный карандаш Сергея Павловича начертал: «Считать Луну твердым телом с плотностью, равной плотности пемзы. С.П. Королев». Заметьте: он сам не был на Луне, но у него была развита логика и предчувствие. Я бы таким же цветом записал сегодня: «Считать полет человека на Марс целесообразным, если путь туда и обратно займет меньше 6 месяцев».

— А сейчас это сколько времени занимает?

— Девять месяцев в один конец, то есть полтора года туда и обратно. В реальности же два-два с половиной года.

Аппараты на Марс потому и стартуют раз в два года, что с такой периодичностью наши планеты сближаются на минимальное расстояние.

Такое «окно возможностей» дает экономию времени и горючего. Но оно довольно скоро закрывается — по мере того, как планеты начинают расходиться. То есть девятимесячный полет в одну сторону делает невозможным возврат на Землю в то же самое «окно», придется ждать год с небольшим, чтобы отправиться обратно по короткой траектории.

— Поэтому американцы и говорят о колонии на Красной планете...

— Хочется тех, кто сразу не отрицает наличие такого варианта миссии на Марс, отправить к психологу. Неважно, в каких чинах эти люди и насколько богаты. Земля — дом человечества, его колыбель. Мы ни морально, ни психологически не готовы к тому, чтобы сегодня всерьез покинуть этот дом без надежды на возврат. Любой космонавт знает, как непросто отважиться на новый полет в космос, когда только вернулся на Землю. Я знаю всего один такой случай — Валерий Рюмин: вернувшись из длительной экспедиции в августе 1979 года, он вновь отправился на орбиту в апреле 1980 года. В последний раз Рюмин летал в космос, когда ему было 58 лет. В этом году (16 августа) у Валерия Викторовича юбилей (80 лет). Уникальный человек... Я вспоминаю свое состояние после длительной командировки на орбиту и не уверен, что согласился бы так скоро вернуться туда, как это сделал он. Авторы же межпланетных экспедиций почему-то убеждены, что космонавты — особые люди, которым Земля не нужна. Это только в фантастических романах герои себя так ведут. Может, потому что у них большие комфортабельные звездолеты. У нынешних космонавтов условия, конечно, получше, чем в свое время были на станции «Мир». Кому интересно, советую посетить павильон «Космос» на ВДНХ, там установлен макет станции «Мир». И я всякий раз удивляюсь, глядя на то, в каких условиях работала первая в мире годовая экспедиция на орбите. Хотя на МКС условия много лучше, там аж 16 модулей, но и они не многозальные звездолеты из кино. Впрочем, дело не только в комфорте. Важен психологический аспект: находясь на орбите, мы ежедневно в иллюминаторы видели Землю, подсознательно знали, что в любой момент можем спуститься. Тем же, кто выйдет на траекторию движения к Марсу, такое уже будет не под силу — им придется долететь до Красной планеты, подождать и вернуться. И все это время в иллюминаторе не будет Земли, комфорт путешествия будет оставлять желать лучшего — в замкнутом пространстве, в компании одних и тех же людей придется проводить годы...

— Но к этому марсианских волонтеров готовят психологи...

— К этому нельзя подготовить, потому что на Земле нет таких условий! Тут есть подсознательное ощущение дома, безопасности, родной планеты.

Даже если один, в сложных условиях, ты все равно на Земле. Стресс от чужеродности планеты тут не сымитировать. Земля — не Марс: на Красной планете среднесуточные температуры таковы, что Антарктида покажется вам тропическим раем. А атмосфера? На Марсе она есть, но давление там в 160 раз меньше, чем на Земле, а значит, по ощущениям атмосферы как бы и нет. Без скафандра не выйти. Да и как вообще они намереваются сесть на Марс?

— Так же, как до этого садились марсоходы...

Неизвестные страницы проекта «Буран»

— Корабль с людьми — это многотонная машина, а не небольшой аппарат с фотокамерой на борту. Потеря такого аппарата в случае неудачи ощутима, но не фатальна, а вот потеря экспедиции с людьми... Тут должен быть иной порядок действий при подготовке экспедиции посещения. Сначала нужно отправить на Марс исследовательские спутники, в частности метеорологические: мы ничтожно мало знаем о природе тамошних пылевых бурь, а ведь шанс на то, что она накроет примарсианившийся корабль, есть. Дальше потребуется выбрать место для посадки: чтобы не угодить в расщелину, замаскированную той же пылью. Оборудовать космодром. Например, отправить роботы-бульдозеры для расчистки поверхности от пыли и камней. Встав по краям площадки будущего космодрома, они станут приводами для кораблей (радиосигналами на углах площадки). Потребуется прислать на марсианскую орбиту еще и группу навигационных спутников — земной GPS на Марсе не сработает. Еще спутники-ретрансляторы — для связи и с тем, что находится на поверхности Марса, и с Землей. Потребуется отдельная орбитальная станция с запасами пропитания, топлива, ЗИПом (запасные части, инструменты и принадлежности.— «О») на орбите Красной планеты… И все это — до прибытия людей! Последних, повторюсь, отправлять туда и вернуть обратно следует быстрее, чем это рассматривается сейчас. Месяца за три...

— Вы говорили за шесть...

— Стоит только сказать про три месяца, никто и слушать не будет — посчитают фантастикой. А ведь и шесть месяцев — та же фантастика. Сегодня и такие сроки нереальны: нет ни кораблей, ни двигателей, способных развить такую скорость. А когда их придумают конструкторы, возникнет новый вопрос: где их строить? На орбите? Тогда все материалы и строителей придется поднимать в космос. У «Протона» и «Ангары» полезная масса груза — чуть больше 20 тонн. Это ж сколько рейсов потребуется сделать?!

— А если построить заводы на Луне? Звучала такая идея...

— И там же добывать сырье? Допустим. Но завод — это цеха, дороги и, главное, энергия, на которой работают машины и станки. Как будем на Луне электричество производить? АЭС собирать? А как решать вопросы безопасности той же АЭС и построенных модулей? Комиссию проверяющих тоже на Луну привезем?

— Для начала, видимо, придется все делать на Земле и потом стыковать на орбите, как в случае с МКС...

В 1902 году «Огонек» (№ 44) опубликовал данные новейших на тот момент исследований Красной планеты

— Допустим, но проблемы девяти месяцев полета это не решит. А такая длительность путешествия — это прыжок в прошлое, а не в будущее: человечество в этом случае возвращается во времена пиратов, которые высаживали провинившихся на необитаемых островах. Это только у Стивенсона и у Гора Вербински (режиссер «Пиратов Карибского моря».— «О») несчастным удавалось выжить и спастись. Но то — острова Карибского моря, где брошенным на волю случая было, по меньшей мере, чем дышать... Билет в один конец на Марс — как-то уж совсем не по-людски. Возможно, найдутся добровольцы на такое, но лично я не желаю быть даже тем, кто его выпишет. И, кстати, я не понимаю, почему не говорят об еще одной опасности такого полета...

— Какой же?

— Любой аппарат, который побывает на марсианской поверхности, при возвращении на Землю неизбежно привезет на себе «пыль далеких планет». Весь вопрос в том, что содержит эта пыль? Сегодня ученые спорят, есть ли под толщей марсианского льда жизнь, пусть и самая простейшая. И многие верят, что есть. А как она поведет себя в земных условиях — в тепле, на свету, в подвижной атмосфере с кислородом, при огромном количестве воды?..

— На память приходит сюжет голливудского хита 2000-х «Эволюция»...

— Все может быть. Инопланетные споры могут начать активно размножаться. И кто поручится, что это не принесет угрозы человечеству и Земле? Имеем ли мы моральное право привозить с Марса такие «подарки» осознанно или неосознанно?

— Можно оставить корабль на орбите...

— Мы, космонавты, точно знаем, что в космосе есть жизнь: на поверхности МКС (400 километров от Земли) по результатам экспериментов, проводимых во время ВКД, были обнаружены колонии живых бактерий. И споры водорослей, характерных для определенных районов Тихого океана, а еще межзвездная пыль, возможно, из хвоста кометы. Это как след на воде от прошедшего корабля. Только на воде он держится ограниченное время, а космос хранит такие «следы» гораздо дольше. Может, и миллионы лет...

Дети гравитации

Эксперт

В мире начата новая гонка — колонизационного освоения Солнечной системы. Правительства, космические агентства и бизнес соревнуются за то, чтобы первыми объявить об удачном полете и о спуске на поверхность какой-либо планеты целой группы космонавтов. А масс-медиа рисуют грандиозные планы построения колоний на Луне или Марсе. И все это в недалеком будущем — уже через 5–10 лет. Споры ведутся о том, кто успеет первым, тогда как стоило бы оценить саму возможность такого полета. И не с точки зрения техники, а с точки зрения медицины.

Сергей Морозов, экономист, экс-советник генсека Евразийского экономического сообщества, бывший вице-президент Общества финансовых аналитиков и прогнозистов при ИМЭМО РАН, кандидат медицинских наук

Земля недаром называется колыбелью человечества: зарождению на ней жизни способствовало два главных фактора — вода и сила тяжести. Скелетообразующая роль гравитации впервые была сформулирована Галилео Галилеем. Современная наука лишь подтвердила, что скелет возник у млекопитающих, покинувших воды океана для того, чтобы заселить сушу. Но в отсутствие гравитации скелет истончается. Критическая масса его потери — 15 процентов, а при 20 процентах скелет уже становится малопригодным к работе в условиях земного тяготения. В космосе у человека постепенно развивается остеопения (болезнь костной ткани организма, предшествующая остеопорозу,— риск перелома в самых простых жизненных ситуациях.— «О»), ведь костная ткань содержит 98 процентов всех минеральных веществ организма, из которых 99 процентов приходится на долю кальция, а последний в условиях невесомости активно вымывается из организма. И никакая адаптация скелета к невесомости (физические нагрузки при занятиях на тренажерах, лекарства и биодобавки) не в состоянии решить проблему. Разве что затормозить процесс, но рано или поздно невесомость разрушит скелет.

Накопленные за более чем полвека данные позволяют говорить о том, что потеря кальция в невесомости происходит неравномерно: нижние конечности и кости таза теряют его больше, а в костях черепа кальций в невесомости может даже откладываться. Самое неприятное, что больше всего кальций вымывается из участков, которые формируют суставы. И это при том что процесс ремоделирования (обновления) костной ткани в невесомости существенно замедляется.

Конечно, у каждого человека индивидуальные возможности организма: исследования на станции «Мир», например, показали, что потери массы губчатой кости в дистальном отделе голени могут составлять от 2 до 24 процентов. Но полностью избавиться от потери кальция космонавты не в состоянии: скелет истончается, нередко удлиняется, вызывая даже проблемы с ложементом, который до полета подгоняется по фигуре и росту каждого космонавта (люлька, которая должна обезопасить космонавта при посадке.— «О»). А на восстановление первоначального минерального состава скелета космонавту на Земле потребуется в 2–3 раза больше времени, чем длился его космический полет. При условии, конечно, что полет не превысил максимально допустимых сроков нахождения человека в невесомости.

Братья по крови

Этот срок связан прежде всего с таким показателем, как синтез красных кровяных клеток — эритроцитов и гемоглобина. Кстати, 45 процентов массы скелета приходятся на его кроветворную составляющую: сила тяжести еще на заре эволюции потребовала больших энергетических затрат вышедшего на сушу организма и, стало быть, больше гемоглобина и кислорода. И чем активнее оказывалось наземное животное, тем больше у него было костного мозга и тем прочнее скелет, чтобы сберегать эту ценную субстанцию. Так что величина гравитационной нагрузки служит не только стимулом для укрепления скелета, но и мощнейшим фактором стимуляции его кроветворной функции.

Главную роль при отправлении последней играют эритроциты — красные кровяные тельца, которые содержат гемоглобин. Главная функция эритроцитов — перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа в обратном направлении. Формирование эритроцитов происходит в костном мозге черепа, ребер и позвоночника, а у детей еще и в окончаниях кистей рук и ног. Эритроциты — самая многочисленная группа клеток в любом организме: каждая четвертая клетка является эритроцитом. Но человеку постоянно требуется приток свежей крови (срок жизни эритроцитов 100–120 дней). Поэтому замедление производства клеток крови, а то и его приостановление в прямом смысле слова смерти подобно. А именно это и происходит в невесомости!

Анализы показывали снижение массы циркулирующих эритроцитов после космических полетов. По данным В.И. Легенькова (автора книги «Гематология космических полетов».— «О») даже после кратковременного полета (до 8 суток) у космонавтов уменьшалось количество ретикулоцитов (молодых эритроцитов) в среднем на 29,8 процента. После длительных полетов от 16 до 175 суток содержание ретикулоцитов снижалось уже на 33 процента. Это испытал на себе врач-космонавт Валерий Поляков. Он экспериментально достиг критического уровня подавления кроветворной функции красного костного мозга в условиях невесомости, пробыв в космосе 437 суток. А пилотируемый полет на Марс, по всем расчетам, должен занять около 990 суток.

Исследования показали, что у новорожденных в космосе никогда не сформируется нормальный скелет. Они, родившись вне Земли, никогда не смогут жить на ее поверхности, то есть вернуться назад, потому что вместо позвоночника у них будут хрящевые скелеты «рыб космоса» (тотальный рахит с резким замедлением активности точек окостенения). Откуда такая уверенность? На орбитальных станциях проводились эксперименты, например с крысами, которые показали, что риск неправильного формирования костной ткани в условиях микрогравитации составляет 13–17 процентов. Медики уже рассчитали критическую границу для возможности восстановления потери красной костной ткани — не более 15–20 месяцев (450–600 суток) нахождения в невесомости.

Лучи смерти

Исчезновение гравитации, кстати, приводит к неполадкам зрения и сердечно-сосудистой системы. Невесомость способствует уменьшению объемов крови, мягкости вен и тромбозу. Опаснее всего быстрое развитие атрофии сердечной мышцы и общая анемия кроветворной системы. До полета человека в космос медики даже и не подозревали, что постоянство состава и объема жидкости в теле связано с гравитацией.

Смертность участников программы «Аполлон» от инфарктов и сосудистых заболеваний оказалась в 4–5 раз выше, чем у других сотрудников НАСА, не летавших в космос. Американский ученый Майкл Делп из Университета Флориды утверждает, что более 43 процентов участников проекта, облетевших Луну или высаживавшихся на ее поверхность, умерло от сердечно-сосудистых заболеваний.

Удар по костной и кровеносной системам космонавта наносит не только невесомость, но и радиация. Сегодня МКС имеет корпус, сделанный из сплава алюминия, толщиной примерно 2 мм. Этот алюминиевый корпус никак не защищает тело человека от потока радиации в космосе. С одной стороны, радиация также нарушает процесс генерации эритроцитов и синтеза гемоглобина и оба они идут ускоренными темпами, а с другой — способствует снижению иммунитета, замедлению синтеза лейкоцитов и тромбоцитов, плазменных клеток, ухудшению работы лимфоузлов, лимфоидной ткани, селезенки и коры надпочечников. Тут же проявляются вирусы, находящиеся в организме, так же как и аллергические реакции.

Процесс продолжается некоторое время и после возвращения космонавтов на Землю. Мне с трудом удалось собрать сведения о причинах смерти среди космонавтов США и России за все годы пилотируемых полетов. Получился внушительный мартиролог в 217 имен. И вот что интересно: у 55 из них причина смерти отсутствует вовсе! Что само по себе наводит на мысль, что есть что скрывать. А в ситуациях, где причина смерти имеется, все говорит о негативных последствиях воздействия на человеческий организм космического излучения.

Ничего удивительного: за 180 суток полета (средняя продолжительность командировки в космос) космонавт набирает от 50 до 150 мЗв (на Земле можно получить столько же, если делать рентген 1–2 раза в сутки каждый день на протяжении полугода). Сегодня допустимый норматив годовой дозы облучения для космонавтов — 500 мЗв, а общего лимита, накопленного за все полеты,— 1000 мЗв. Для сравнения: в атомной промышленности доля максимального годового разрешенного облучения для сотрудников составляет 20 мЗв. Неудивительно, что такая доза облучения, которую получают космонавты, в 2 раза увеличивает риск развития онкологических заболеваний, особенно когда речь идет о женщинах-космонавтах (женский организм более чувствителен к радиации).

Бывает, что онкологические заболевания стремительно развиваются уже на борту станции, как это было с космонавтом Владимиром Васютиным, из-за чего пришлось прерывать полет на 64-е сутки вместо расчетных 282 суток. Есть документы, подтверждающие этот случай, и хранятся они в архиве генконструктора академика В.П. Глушко (арх. № 266, л. 17–20).

Всего за 60 лет космонавтики от прямых онкологических заболеваний в мире скончались 44 космонавта и кандидата на полет в космос и 43 человека с сердечно-сосудистыми заболеваниями, а это 40 процентов от общего списка. Для сравнения: в среднем по России этот процент составляет 16,6, при этом власти уже говорят о необходимости бороться с небывалым ростом онкологических заболеваний в стране.

Думаю, всего сказанного достаточно, чтобы понять: на нынешнем этапе развития космических технологий думать о колонизации Марса или Луны человечеству рано. Люди вообще не способны заселять чужие планеты, пока условия жизни на них не будут подобны земным — с такой же (или примерно такой же) гравитацией и атмосферой. До этого момента человек сможет неограниченно долго находиться в космосе только на борту специальных кораблей-станций, на которых будет создана искусственная земная гравитация и которые будут обладать абсолютной защитой от космического облучения. О таких «гомеостатических ковчегах» писал еще Циолковский. И не человек и его физиология будут адаптированы к условиям космоса, а, напротив, космос будет «адаптирован» для комфортного проживания людей.