Покорители Марса. С какими трудностями сталкиваются космонавты

Исследуя космос, мы исследуем нашу человечность. Способен ли космонавт отказаться от «нормальных» действий? Надолго ли?

Фото: НАСА

Пересказ книги «Packing for Mars: The Curious Science of Life in the Void» («Собираясь на Марс: удивительная наука жизни в пустоте») Мэри Роуч.

Контекст

После высадки на Луну человечество вроде бы перестало думать о том, как колонизировать планеты силами космонавтов. НАСА и другие космические агентства продолжали изучать влияние космоса на человека, но общий фокус сместился с людей на роботов. Доставить их на Луну и Марс проще и дешевле. Впрочем, нельзя сказать, что люди полностью отказались от мечты лично высадиться на то или иное небесное тело. Благодаря Илону Маску мир вновь заговорил о скорой колонизации планет.

Исследуя космос, мы также исследуем нашу человечность. Способен ли космонавт отказаться от «нормальных» действий? На какое время? Как похоронить погибшего за бортом товарища: оставить в черноте космоса или, рискуя жизнью, вернуть на Землю? Перед покорителями планет встают миллионы этических и технических вопросов. Мэри Роуч объясняет, какие трудности поджидают космонавта за пределами родной планеты и как ученые пытаются их упростить.

Отбор космонавтов

Чтобы собственными глазами увидеть процесс отбора космонавтов, автор книги отправилась в JAXA – Японское космическое агентство. Там кандидатов подвергают всевозможным медико-психологическим тестам – на этом этапе отсекается большинство, и к финальному испытанию приходят десять наиболее подходящих претендентов.

От финалистов ⁠требуется ⁠прожить неделю в изолированном пространстве. Их жилище с помощью видеокамер круглосуточно ⁠мониторится психологами, психиатрами и руководителями JAXA. ⁠Это испытание помогает выявить то, что было скрыто на ⁠этапе тестирования. «Невозможно всегда быть ⁠хорошим», – комментирует один из психологов.

При этом кандидатов продолжают ⁠тестировать. Вот лишь один пример: на третий день изоляции их попросили сделать тысячу бумажных журавликов – задание на сохранение спокойствия и аккуратности в стрессовой ситуации. Поделки внимательно изучают психологи. По качеству оригами сразу видно, кто торопился или нервничал, а кто действовал быстро, спокойно и четко. Точно так же происходит с едой: чуть ли не после каждой трапезы тарелки исследуют, а во время нее тщательно следят, чтобы кто-то не припрятал недоеденные куски.

В годы космической гонки отбор происходил не так. Американские астронавты поголовно были военными летчиками, привыкшими побивать высотные и скоростные рекорды. Они и били рекорды: первый выход в космос, первая высадка на Луну. Но с каждым разом космические полеты становились все более обыденными. Если раньше космонавтов выбирали по силе и мужественности, то теперь критерии другие. Какими качества, по мнению НАСА, должен обладать космонавт? Эмпатия, приспособляемость, гибкость, честность, способность формировать стойкие связи с другими, чувство юмора.

Выход в космос – очень смелый поступок. Но во многом сегодняшние астронавты похожи на студентов. Им отдают распоряжения, за них принимают большинство решений. Как и в армии, здесь есть свои правила, за нарушение которых можно поплатиться местом.

В случае с Марсом все должно измениться. Снова появится спрос на агрессивных, но креативных и самостоятельных людей. Для Марса нужно отбирать лучших из лучших, наиболее приспособленных к жизни вдали от всех.

Психология изоляции

Интересный вопрос, как космонавты переносят изоляцию (физическую и социальную). Обычно на телеэкранах нам показывают улыбающиеся лица астронавтов, а командиры экспедиции заявляют об отсутствии конфликтов. В реальности все не так просто. Космонавт подписывает соглашение о неразглашении, чтобы сор оставался внутри избы. В конце концов, от имиджа космических экспедиций зависит их финансирование. Одна неприятная история все же просочилась.

В 1999 году интернациональная команда участвовала в изоляционном тесте. Все началось с драки двух космонавтов из России. Затем ситуация накалилась еще больше. Командир команды вытолкнул канадскую участницу из поля зрения камер, где, несмотря на ее протесты, ее дважды поцеловал француз. Позже канадка сообщила об этом прессе. Как минимум один раз российские космонавты на МКС жаловались, что их коллеги женского пола ведут себя «слишком неженственно» – то есть не флиртуют.

Так что в изоляции в тесном пространстве каждый порой чувствует себя одиноким, а некоторые жалуются на неудовлетворенные сексуальные желания. Может ли в какой-нибудь из экспедиций дойти до секса? Роуч выяснила, что, скорее всего, нет. Есть правила НАСА, Роскосмоса и прочих агентств, запрещающих такие действия. Не всегда, впрочем, прямо. Формулировка может звучать, например, так: «Космонавт не должен выделять каким-либо образом одного коллегу среди остальных». Но даже если попытаться на практике нарушить запрет, есть техническая проблема – нулевая гравитация.

Согласно последним исследованиям, секс в невесомости в принципе возможен, но устроить его непросто. Помимо прочего, этому мешает невозможность уединения. На МКС с этим лучше, чем на «Мире» и других тесных космических кораблях, но не настолько, чтобы секс стал комфортным.

Гравитация

Главное отличие космоса от Земли – пониженная (или нулевая) гравитация. С середины XX века ученые исследуют ее влияние на человека. Так, в НАСА довольно быстро поняли, что кратковременная невесомость скорее забавляет, чем пугает человека.

Позже в ходе экспериментов стало ясно, что привычное человеку питание в условиях невесомости станет проблемой: вода превращалась в сферу, обволакивающую лицо астронавта. Испытуемые сообщали, что куски еды возвращаются вверх по кишечнику, вызывая рвоту. Пользование туалетом вызывало отдельные трудности: мацераторы (измельчители, перемалывающие экскременты в кашицу, которую в теории легче утилизировать) работали не так, как хотелось ученым. Хуже того, их лопасти высвобождали приставшие к ним частицы испражнений, которые мгновенно разлетались по кораблю.

Гравитация влияет на вес нашего тела и органов в них. При нулевой гравитации мы чувствуем себя так, словно все органы вдруг испарились. Вес тела становится равен нулю, и это приводит к эйфории, сравнимой с героиновой. Хорошо ли это? Представьте себе космонавтов, постоянно сидящих на наркотиках…

Есть и чисто физическая проблема: моча не накапливается в мочевом пузыре, как на Земле. Космонавт чувствует необходимость облегчиться, когда пузырь уже переполнен. С кровью все наоборот: при нулевой гравитации в верхних отделах тела оказывается больше крови. Сенсорные системы интерпретируют это как переизбыток крови и урезают ее дальнейшее производство. В итоге в условиях невесомости у астронавта на 10–15% меньше крови, чем на Земле. При входе в атмосферу и посадке это приводит к головокружениям. Бывали даже случаи обморо��ов космонавтов на послеполетных конференциях.

Другая известная проблема – атрофия мышц и костей. Так как на них ничего не давит, ткани «забывают» о напряжении. При возвращении это приводит к ломкости костей. Сейчас в распорядок дня космонавта непременно входят тренировки. Впрочем, исследования на эту тему все еще ведутся, поэтому точно нельзя сказать, каким именно группам мышц нужно уделить повышенное внимание.

Наконец, в гравитации нуждается наш вестибулярный аппарат. В ее отсутствие реснички клеток-рецепторов двигаются случайным образом, постоянно вызывая ощущение тошноты (хотя рано или поздно аппарат приспосабливается к новой ситуации). Поэтому астронавтам рекомендуют не делать резких и лишних движений головой.

Гигиена

Как долго человек может не мыться и не менять вещи? С 1961 по 1965 год НАСА проводило эксперименты, стараясь это выяснить. Самый показательный пример – миссия Gemini 7, во время которой космонавты находились на борту корабля 14 дней без смены одежды и мытья.

Эксперименты показали, что без мытья человеку сложно находиться в замкнутом непроветриваемом пространстве. Вывод казался очевидным, но ученым было куда интереснее выявить вред воздержания от гигиенических процедур. В свое время один советский биолог обнаружил, что на 2–3-й неделе колонии бактерий на теле достигают своего пика. В это время на теле примерно в три раза больше бактерий, чем на свежемытом (в ступнях до 12 раз больше). В то же время выяснилось, что кожа прекращает производство себума (секрета, выделяемого сальными железами) примерно через пять дней, если не менять одежду и не принимать ванну. Вообще, кожа чувствует себя лучше всего при пятидневном воздержании от душа.

Душ в невесомости принять довольно непросто, а потому мытье – это целая инженерная задача. Впервые в космосе был применен «душевой костюм» – автор не описывает подробно, как он работает, но в рапорте говорится, что после его использования «возникает острое желание принять нормальный душ». На станции «Салют» поток воздуха направлял воду на тело, не позволяя ей собраться в пузырь, но это было неэффективно. Пузыри все равно образовывались, цепляясь к разным частям тела, включая рот и ноздри. Космонавтам приходилось использовать маски и трубки для плавания, чтобы не утонуть.

Японские космонавты используют так называемую J-Wear, разрушающую загрязнение и запах тела с помощью фотокатализа – ускорения химических реакций на свету. Подобная современная одежда теперь используется и для остальных космонавтов. Душа на МКС нет. Астронавты используют влажные салфетки для регулярной гигиены и раз в три дня обтираются влажным полотенцем.

Перегрузки

Перегрузка – антипод невесомости. С двумя этими явлениями космонавт встречается постоянно, в частности, при взлете и посадке. Нормальная, земная тяга – 1 g. Какую тягу в принципе может выдержать человек, зависит от продолжительности перегрузки. К примеру, при перегрузке 45 g организм продержится лишь одну десятую секунды. Механизм прост: кровь скапливается в нижней части тела, все в меньшем объеме поступая в мозг. Именно поэтому космонавты совершают взлет-посадку лежа – так меньше вероятность оттока крови от головы.

Из других неприятных ощущений: грудная клетка вдавливается в тело, дыхание затрудняется. Если рука при земной гравитации весит около 4 кг, то при 4 g она будет весить в 4 раза больше. При 8 g возможны движения только запястьем и пальцами, да и то с трудом. Опасность заключается в том, что космонавт не способен контролировать ситуацию, пока находится под действием перегрузок – он даже не может дотянуться до рычагов управления.

Еда

Помимо уже упоминавшихся сложностей с питанием в невесомости, есть и другие проблемы. Еда занимает место и весит немало. Это означает, что кораблю понадобится больше топлива для выхода на орбиту, что отражается на цене полета. Поэтому главный критерий космической еды – ее размер и вес.

Помимо всего прочего, продовольствие может напрямую угрожать безопасности экипажа. Ломкая еда в условиях невесомости разлетится по всему кораблю и может попасть в дыхательные пути, глаза и другие органы человека. Поэтому она должна быть не ломкой, не крошащейся и максимально компактной. Таким свойством обладает, например, дегидрированный говяжий сэндвич, входящий в рацион американских астронавтов. Вообще же, большая часть твердой космической еды представляет собой кубики (включая бекон и тосты).

На заре космонавтики считалось, что супов на орбите вполне достаточно. Но после исследований стало ясно, что ни один суп не насыщает так, как это делает твердая пища. Еще один недостаток запечатанной в тубы пищи – ее нельзя понюхать и увидеть. Космонавты ненавидят еду в тубах именно по этой причине, тем более что без запаха вкус еды не такой насыщенный. Для дизайнеров пищи важно ее усвоение – ведь от организма требуется производить как можно меньше отходов. Для этого космонавтов следует кормить нормальным мясом, процент усвоения которого очень высок.

За прошедшие десятилетия космическая еда значительно улучшилась. На МКС достаточно места, а потому она не обязана быть чересчур сухой и сжатой. Доставляется еда в специальных контейнерах, а затем разогревается. Однако для миссии на Марс нам вновь может понадобиться еда предыдущих поколений.

Зачем вообще нам это нужно?

Приблизительная стоимость пилотной миссии на Марс сравнима с затратами на Иракскую войну: $500 млрд, утверждает автор книги. Зачем нам нужно тратить такие деньги, учитывая легкость запуска беспилотных аппаратов? Мы живем в мире, наполненном симуляциями. Любой может посетить Мертвое море на Google Maps, посмотреть на Марс или МКС глазами космического аппарата. Но это не то же самое, что реальность.

Миссия на Марс – это не столько необходимость, сколько исполнение давней мечты. Мы сделаем это, потому что сможем. От того, что это будет тяжело, грязно и страшно, мы почувствуем еще большее удовлетворение от выполненной задачи. Поэтому мы полетим на Марс, уверена Мэри Роуч.

Денис Шлянцев Редактор Republic

Александр Бардашев Журналист