Господство в космосе: Борьба за мировое лидерство за пределами Земли - Эмилио Коцци

ту же технологию, но добавили фосфат кальция в качестве питательной основы – после имплантации костная ткань полностью поглощает его и использует для роста. <…> Теперь мы можем воссоздавать кожу и кости, не прибегая к трансплантации из других частей тела – ведь в космосе дополнительные раны заживают с трудом. А поскольку ткани выращиваются из собственных клеток пациента, исключен риск отторжения.

<…> Это только первый шаг масштабного проекта. Наша цель – сделать регенеративную медицину и печать человеческих тканей доступными в космосе и на других планетах. Мы определяем, какое оборудование потребуется на борту, как должны быть устроены операционные и стерильные помещения, какая роботизированная поддержка и искусственный интеллект нам необходимы. Изучаем, какие еще ткани нужно научиться воспроизводить, чтобы в итоге создавать целые органы.

Мы планируем установить такой принтер на МКС. Это позволит выращивать ткани из стволовых клеток наших астронавтов прямо в космосе и проверять, как они ведут себя в условиях длительных полетов, а также разрабатывать персонализированные лекарства для каждого участника будущих экспедиций»[130].

Если представить человеческое тело как машину, которая может выходить из строя, то космос становится идеальной лабораторией для создания запасных частей. И эти технологии неизбежно найдут применение в земной медицине. Гидини продолжает:

«Возьмите любую технологию – микропроцессоры, цифровые камеры, новые материалы и конструкции. Для работы в космосе все должно быть компактнее, экономичнее, устойчивее к экстремальным условиям и удобнее для транспортировки. Это требует предельной оптимизации и миниатюризации каждого элемента. Но созданные для космоса технологии не остаются там навсегда – они становятся доступными всему человечеству, делая оборудование дешевле и надежнее. То же самое произойдет с биопечатью и регенеративной медициной. Разработанные для космоса, эти технологии найдут широчайшее применение на Земле. Ставки невероятно высоки: мы сможем проводить трансплантации без доноров, списков ожидания и риска отторжения, лечить тяжелые травмы без дополнительных хирургических вмешательств, тестировать новые лекарства прямо на выращенных органах, сводя к минимуму испытания на животных и людях»[131].

МКС также оснащена принтером для работы с пластиком. Он выполняет похожую функцию: печатает запчасти и инструменты прямо на станции. Теперь не нужно ждать недели или месяцы, пока их доставят с Земли, или тратить драгоценное место и деньги на транспортировку запасных деталей.

Что космос дает Земле

Каждое из этих достижений – результат колоссальной работы ученых, создавших технологии и методики, способные изменить жизнь людей к лучшему не только в космосе, но и на Земле. Это особенно важно, если вспомнить о постоянной нехватке донорских органов или о таких неизлечимых дегенеративных заболеваниях, как пигментный ретинит.

А что, если взглянуть на эти технологии в контексте другой планеты? Тогда их потенциал раскрывается еще ярче, а практическая польза оказывается куда больше, чем можно было ожидать. Возможность напечатать лоскут кожи для лечения ожога или травмы в сотнях миллионов километров от Земли – одно из главных достижений космической медицины. Но самое удивительное – насколько земным может быть применение этих технологий. Работа в развивающихся странах, в отдаленных деревнях и больницах без современного оборудования, материалов и квалифицированных врачей во многом напоминает космическую медицину. Разработка научных методов, инструментов и протоколов для марсианской экспедиции поможет спасать жизни в пустынях, в городах, пострадавших от природных катастроф или пандемий. В 2020 г. это наглядно продемонстрировал проект ICUTrain – поезд-госпиталь с клиниками и отделениями интенсивной терапии, где космические технологии объединились с железнодорожными, системами кибербезопасности и искусственным интеллектом.

Впрочем, медицина – далеко не единственная область орбитальных исследований. Например, американская корпорация Procter & Gamble, мировой лидер в производстве потребительских товаров, использует МКС как уникальную лабораторию для изучения молекулярной структуры своей продукции. Результаты этих экспериментов помогают улучшать качество товаров, которыми пользуется почти 5 млрд человек, – от шампуней и стиральных порошков до зубных паст и средств для бритья. Неудивительно, что компания занимает более 20% мирового рынка.

В постоянно обновляемом списке экспериментов NASA можно найти десятки компаний – от стартапов до транснациональных гигантов и фармацевтических концернов. Все они вкладывают средства в исследования, стремясь усовершенствовать формулы, материалы и технологии производства. Уже много лет частный бизнес использует орбитальную инфраструктуру, созданную государствами, как площадку для инноваций: здесь совершенствуются существующие продукты и рождаются совершенно новые. Космос стал настоящим катализатором идей и возможностей. У этой истории уже немало ярких страниц, но самое интересное, похоже, только начинается.

21. От космических теплиц до марсианских садов

Древняя латинская мудрость «Mater artium necessitas» («Потребность – мать изобретательности») как нельзя лучше описывает космическую отрасль, где нужда рождает новые технологии, идеи и творческие решения.

Пространство в головной части ракеты, отправляющейся за пределы земной атмосферы, строго ограничено. Каждый килограмм, да что там – каждый грамм груза бьет по бюджету: чтобы преодолеть атмосферу и выйти на орбиту, разогнавшись до умопомрачительных 8 км/с, требуется колоссальная энергия. А ведь это еще не всё: в космическом вакууме материалы и приборы подвергаются воздействию радиации и невесомости, поэтому каждый компонент нуждается в тщательных испытаниях и проверках. Одним словом, требуется решить грандиозное число технологических и исследовательских задач.

То же самое можно сказать и о системах жизнеобеспечения: чтобы существовать вне земной «колыбели», нам нужно воссоздать привычные для организма условия – это и состав, и температура воздуха, наличие воды и пищи, а также возможность соблюдать гигиену. Для этого необходимы автономные системы, которые легко заменить в случае поломки. А в случае серьезной аварии, угрожающей жизни экипажа, последней надеждой станут спасательные капсулы – совсем как шлюпки на морских судах. К будущим поселениям на окололунной орбите, на Луне или на Марсе не сможет оперативно добраться ни курьер, ни ремонтная бригада. Впрочем, глядя на то, как стремительно развивается космическая логистика и какие средства в нее вкладываются, можно предположить, что и эта проблема скоро будет решена.

В поисках кислорода и воды

На МКС уже сегодня есть системы очистки и рециркуляции воздуха, которые обеспечивают космонавтов почти половиной необходимого для жизни кислорода. Принцип их работы прост: одни системы расщепляют молекулы воды на водород и кислород методом электролиза, другие – как в случае с передовой европейской системой – извлекают кислород из углекислого газа. Оставшуюся часть, увы, приходится доставлять с Земли. И пусть система снабжения МКС давно отработана до мелочей, для многомесячных межпланетных перелетов и долговременных баз на других планетах потребуются гораздо более совершенные технологии[132]. Многообещающий прорыв в этом направлении совершили на Марсе: в «чреве» новейшего американского марсохода «Персеверанс» разместили экспериментальную установку MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment). Этому первопроходцу удалось то, что раньше считалось фантастикой: добыть кислород прямо из марсианской атмосферы, на 95% состоящей из углекислого газа[133]. Как намекает