Наши космические пути - Коллектив авторов - Страница 33

Все это настоятельно требовало всестороннего изучения этой важной проблемы. При этом прежде всего требовалось выяснить характер влияния невесомости на жизненно важные функции организма — кровообращение и дыхание, — то есть установить, насколько пребывание в невесомости будет безопасно для жизни человека. Не менее важно было также изучить возможность нормальной жизнедеятельности космонавта в полете, его работоспособность, способность принимать пищу, спать и прочее.

Решение поставленных вопросов представляло большие трудности. Это было обусловлено тем, что создание специальных стендов для воспроизведения невесомости в наземных условиях является технически чрезвычайно сложной задачей. В самом деле, для того, чтобы человек перестал ощущать собственный вес, необходимо создать такие условия, при которых прекратилось бы раздражение рецепторного аппарата (нервных окончаний), с которого постоянно идет поток импульсов вцентральную нервную систему, информирующий человека о положении тела в пространстве, о положении различных частей тела.

Как известно, ориентация человека в пространстве и строгая координация его движения оказывается возможной благодаря четкому функционированию трех систем: вестибулярного аппарата, органа зрения и рецепторного аппарата кожи, мышц сухожилий, суставов и связок.

Вестибулярный аппарат расположен в лабиринте, находящемся в пирамиде височной части. Он состоит из трех полукружных каналов, расположенных в трех плоскостях, и отолитового органа. С помощью полукружных каналов воспринимаются угловые ускорения, а отолитов орган прежде всего реагирует на изменения силы тяжести. Отолитов орган расположен на стыке полукружных каналов и представляет собою полость, дно которой выстлано чувствительными нервными клетками. Клетки снабжены тончайшими волосками, а на них лежат в студенистой массе маленькие кристаллики солей углекислого и фосфорнокислого кальция — отолиты. При изменении положения головы или силы тяжести изменяется давление отолитов на нервные клетки, а следовательно, изменяется и возбуждение последних. Нервные импульсы от отолитового аппарата передаются в центральную нервную Систему, и на основании поступившей информации осуществляется с помощью определенных мышечных групп правильная ориентация тела в пространстве.

Все перечисленные системы (вестибулярный аппарат, зрение и др.) взаимно дополняют одна другую.

Следует добавить, что вестибулярный аппарат тесно связан с вегетативной нервной системой, которая регулирует такие автоматические функции, как пищеварение, сердечная деятельность, тонус сосудов, потоотделение и другие. Поэтому изменения со стороны функции вестибулярного аппарата могут вызвать существенное отклонение в функции указанных систем.

Первые специальные опыты по изучению влияния невесомости на организм человека были проведены на наземном стенде, позволявшем создавать невесомость продолжительностью 1-2 секунды. Результаты этих опытов, однако, не могли удовлетворить исследователей, так как слишком кратковременным было действие невесомости. Интересной была попытка имитировать состояние невесомости посредством погружения человека в специальном костюме в жидкость с удельным весом, равным удельному весу человеческого тела. Эти опыты позволили составить представление о функциях организма в условиях, приближенных к состоянию невесомости, когда исключалась деятельность части нервных рецепторных приборов.

Существенным шагом вперед в изучении невесомости явились опыты на самолетах. Во время полета скоростного самолета по параболе развивающаяся центробежная сила уравновешивает силу тяжести. В этих условиях можно получить невесомость продолжительностью до 40-50 секунд.

Эксперименты на самолетах позволили ответить на вопросы о субъективной переносимости этого необычного состояния, о реакции со стороны сердечно-сосудистой системы, ориентации в пространстве координации движений и некоторые другие.

При этом было установлено, что существенных изменений со стороны функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем не наступает: частота и ритмичность пульса и дыхания, артериальное давление, электрокардиограмма остаются без существенных отклонений от нормы. Не сказывается невесомость заметным образом на слухе и зрении. Ориентация в пространстве и координация движений при открытых глазах также не претерпевает значительных изменений. Это видно из того, что испытуемые могли выполнять довольйо тонкие движения, как например записи в журналах, работа телеграфным ключом и другие. Что касается субъективных ощущений, то они были различными. Одни чувствовали себя в условиях невесомости отлично, другие отмечали ряд неприятных переживаний и ощущений. Они выражались в появлении тошноты, головокружений, потере ориентировки, ощущении вращения и т. д. Правда, у ряда лиц при повторных полетах развивалась приспособляемость, что свидетельствует о возможности тренировки к невесомости. Это весьма важный факт.

Таким образом, опыты на самолетах помогли много выяснить. Однако все это могло считаться справедливым только для сравнительно короткого срока действия невесомости. Вместе с тем было ясно, что фактору времени будет принадлежать существенная роль. Многие очень важные вопросы не могли быть даже поставлены для решения в экспериментах на самолетах. Поэтому следующим этапом в изучении этого своеобразного фактора космического полета были исследования на различных видах животных — мышах, крысах, собаках, помещаемых в ракетах, а позже спутниках. В ряде экспериментов продолжительность пребывания животных в условиях невесомости превышала сутки, и тем не менее не было отмечено каких-либо выраженных неблагоприятных влияний на состояние физиологических функций или жизнедеятельности животных. Положительные результаты этих экспериментов позволили прийти к выводу, что невесомость, продолжающаяся несколько часов (до суток), не будет опасна для жизни и здоровья человека.

12 апреля 1961 года космический полет совершил Ю. А. Гагарин. После выхода на орбиту он находился в состоянии невесомости около часа. Никаких особых неприятных последствий Ю. А. Гагарин не отмечал. Без особых затруднений он принимал пищу, писал, вел необходимые наблюдения. Это были весьма важные наблюдения первого в мире космонавта.

Но космические полеты могут продолжаться недели, месяцы и годы. Необходимо было дальнейшее изучение этой важной проблемы, как и всего жизненного цикла человека в длительном космическом полете.

Обширная программа медицинских исследований космического корабля «Восток-2» включала изучение особенностей суточного цикла жизни человека в условиях космического корабля и исследование работоспособности космонавта в условиях длительной невесомости.

Для реализации этой программы были использованы разнообразные методы получения информации. Эта информация по радио передавалась на Землю и обрабатывалась. При этом использовались не только оценки субъективных ощущений и переживаний, передаваемые космонавтом с борта корабля, но и объективные показатели, регистрируемые автоматически.

В первом случае информация шла по системе двухстороннего радиотелефонного устройства, а также по передачам сводок по определенной форме. Во втором — использовались системы телевидения и телеметрии. В настоящее время вся эта ин_ формация изучается и обрабатывается.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

На космических кораблях-спутниках, предшествующих полетам Ю. А. Гагарина и Г. С. Титова, была выполнена обширная программа биологических экспериментов. Они позволили прийти к заключению, что полет человека в аналогичных условиях возможен и безопасен для здоровья. В частности, такой полет безопасен в радиологическом отношении. Однако не все вопросы, связанные с возможным биологическим действием космической радиации, можно считать решенными. Особого внимания в этом отношении требуют вспышки на Солнце. Некоторые солнечные вспышки сопровождаются резким увеличением интенсивности космической радиации, изменением ее качественного и количественного состава и могут представлять опасность для космонавта, находящегося в корабле. В настоящее время еще недостаточно изучены закономерности появления таких вспышек, и их предвидение является трудной задачей.