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.

Фото: из личного архива

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.

Стоматологический осмотр на американской космической станции Skyla(1973 год). Потеря кальция — лишь одна из проблем, вызываемых длительным пребыванием в невесомости

Фото: Heritage Space / DIOMEDIA

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.

Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...