Научные эксперименты. За ответами в космос - Александр Яровитчук

а значит, облегчать генетические заболевания. «Бактериофаг» – новое исследование на МКС, которое пока доказало только принципиальную возможность работы с этими микроорганизмами в космосе. Но у него большой потенциал, который частично раскрылся в эксперименте «Микровир». Удалось показать, что бактериофаги в невесомости значительно эффективнее борются с бактериями, чем антибиотики.

Отдельное большое исследование в космосе – изучение реакции организма на стресс космического полета. Вид маленькой Земли из космоса, знание того, что ближайший человек, не считая членов экипажа, в сотнях километров, что от черной бездонной пустоты отделяет два миллиметра алюминия, вызывает огромный стресс. Когда Юрий Гагарин полетел на орбиту, ему заблокировали управление, боясь, что он может сойти с ума и сделать что-то непоправимое. В случае аварийной ситуации Гагарин должен был вскрыть конверт с кодом и набрать написанное число на панели управления. Такое действие подтвердило бы, что космонавт может действовать осознанно и отвечать за управление кораблем. Правда, это не понадобилось, полет прошел нормально, а 108 минут в космосе не сказались на психическом здоровье космонавта. Тем не менее в долгих экспедициях стресс и изоляция начинают себя проявлять.

Эксперимент «Прогноз» проводился с целью оценки работоспособности космонавтов и их сенсорной координации в ходе полета. Участникам экспедиций предлагалось делать арифметические вычисления в зависимости от того, какой цвет они видят. Условно говоря, даются два числа, и если сигнал красный, то их нужно сложить, если синий – умножить, если зеленый – вычесть и т. д. За демонстрацию заданий отвечает специальный прибор с экраном. Скорость выдачи заданий увеличивалась со временем выполнения. Кроме этого, космонавты должны были максимально быстро реагировать на появления определенных сочетаний цветов или движение на экране. Со временем в условиях космического полета скорость и точность выполнения задания может снижаться, как и способность правильно управлять космическим аппаратом. Данное исследование было специально направлено на отслеживание операторских способностей, так как длительное пребывание в замкнутом пространстве и высокий уровень стресса снижают концентрацию. Для космонавтов оставаться в строю и действовать безошибочно критически важно. Разработанные тесты взяли на вооружение сотрудники по подбору персонала для выявления подходящих, психологически устойчивых кандидатов.

Опишем несколько интересных тестов.

• Нужно проводить на скорость простые операции сложения, вычитания, умножения и деления случайных чисел от нуля до девяти с числом, которое получилось после прошлой операции.

• Нужно проводить несколько вычислений, пока в наушниках идет шум, при этом иногда идут разные типы звуков (64 вида), и нужно их сосчитать без отрыва от основной обработки визуальных примеров на экране.

• На картинке с большим количеством пересекающихся окружностей для каждой нужно найти центр.

• Для оценки координации космонавту предлагается двигать с помощью четырех ручек пластину, на которой нарисована цифра восемь. Перемещать нужно так, чтобы зафиксированный карандаш очертил фигуру по контуру, но не зашел за пределы основной линии. Время выполнения ограничено.

• Для определения изменения пространственного восприятия после стресса испытуемый должен максимально точно указать 1/2, 1/3, 1/4 расстояния между двумя параллельными прямыми.

Устойчивость к оптическим иллюзиям изучается с применением стрелок Мюллера-Лайера, которые могут менять размер. Их острия по-разному направлены. Космонавту нужно как можно точнее настроить фигуры, чтобы длины стрелок были равны. Иллюзия в том, что мозгу кажется, что стрелки одинакового размера – разные.

Художественные произведения прочитываются вслух, при этом оцениваются эмоциональные изменения в интонациях на определенных моментах.

В нескольких десятках экспериментов было выявлено резкое ухудшение отношения космонавтов друг к другу через восемь-девять месяцев полета. Действительно, постоянный контакт без возможности уединиться сильно давит на психику. Но при сообщении о скором (через две-три недели) возвращении на Землю ситуация меняется на прямо противоположную. В предвкушении встречи с родным домом космонавты объединяют усилия. Для покорителей орбит была разработана программа психологической разгрузки.

Эти техники психологической помощи нашли широкое применение на Земле. Примечательным стал случай, когда в Чили обвалилась шахта Сан-Хосе и 33 человека оказались заперты под огромной толщей земли на глубине 700 метров в пяти километрах от входа. Специалисты NASA помогли шахтерам, к которым спасатели пробирались 69 дней. Во-первых, сначала пробурили маленький канал, через который можно было передать еду, воду и необходимые для жизни ресурсы, – компактные системы космонавтов в этом случае оказались кстати. Во-вторых, медики помогли людям пережить долгую изоляцию. Эта история оказалась очень популярной, и на ее основе даже был снят фильм.

С усовершенствованием технологии появились и другие тесты. Сейчас на МКС космонавты могут симулировать на компьютере различные ситуации. Поведение оценивается психологами, после чего определяется уровень работоспособности. Уже давно для снятия стресса космонавтам предлагаются различные развлечения: фильмы, музыка, игры, общение с родственниками или с известными людьми. Это даже переросло в эксперимент «Досуг», в ходе которого определилось, что лучше всего помогают разговоры по душам и звуки природы. Прочие развлечения разными экипажами воспринимаются по-разному.

Медики подумали и над фармакологической психологической помощью. Космонавтам может понадобиться как стимулятор, так и успокоительное, но препарат, повышающий тонус, разгоняющий нервную систему, не должен вызывать привыкание, потерю контроля над своими действиями и снижать операторские качества. Такое лекарство было создано на основе (RS)-2-(2‐оксо‐4‐фенилпирролидин‐1‐ил) – ацетамидата, но, конечно, его эффект слабее, чем у многих веществ с негативными побочными действиями. Многие утверждают, что его эффективность не доказана. Тем не менее исследования проводятся и в земных условиях, а препарат применяют для восстановления после инсульта и при наличии астенического синдрома.

Успокоительные средства для космонавтов, в отличие от земных аналогов, не должны вызывать сонливость и потерю концентрации. Такой препарат был создан и добавлен в аптечку корабля «Союз‐19», но средство вызвало неоднозначную реакцию. Некоторые ученые говорили о неэффективности, а некоторые активно стали употреблять его при чувстве тревоги, страха и беспокойства, для лечения заикания, нервных тиков. Некоторые стали им злоупотреблять. Яркий пример неоднозначности: в России этот препарат отпускается только по рецепту, а в США – в качестве биологически активной добавки (БАД).

Укладка аптечки космонавта

Космические станции – отличные лаборатории для медицинских и биологических экспериментов. Здоровые люди в невесомости испытывают изменения организма, которые возникают у людей с разными заболеваниями. На космонавтах можно изучать биологические процессы, причем легко отслеживать изменения и сравнивать их с дополетным состоянием. Самое важное, что на Земле это все проходит после небольшого курса реабилитации. Симптомы исчезают, а научные сведения остаются.

Конечно, здесь описаны далеко не все медицинские эксперименты на орбите, а те, что связаны с масштабными исследованиями по самым актуальным темам. Есть много других особенностей организма, которые нужно изучать подробнее. Например, космонавты меньше храпят, часто