Журнал «Вокруг Света» №04 за 1963 год

Космос — Время — Человек

Черную, усеянную блестящими точками звезд пустоту рассекает огромный космический корабль. Его цель — доставить людей Земли к одной из очень далеких звезд. Тысячу земных лет продлится путешествие. Космонавты рождаются, живут и умирают в корабле. Тридцать поколений должно смениться на звездолете, чтобы тридцать первое достигло цели.

А между тем люди на корабле постепенно забывают об этой цели. Забывают, зачем и куда послала их Земля. Весь мир для них — это корабль, возникший (думают эти люди) неведомо как из первобытного хаоса. Постепенно, из поколения в поколение, теряются знания, забываются науки, отрывочные воспоминания о родной планете становятся чертами никому не понятного культа.

Люди, забывшие родное солнце, люди без прошлого, люди без будущего — такими встают перед нами космонавты грядущих времен в рассказе американского фантаста К. Саймека «Поколение, достигшее цели».

Человек бессилен перед временем, утверждает писатель. Ради собственного самосохранения космонавт, улетевший к далеким мирам, должен забыть о цели и смысле полета. Иначе он почувствует себя обманутым и ограбленным, просто сойдет с ума.

Космос — Время — Человек. Как часто сталкиваются эти понятия в неразрешимом, казалось бы, противоречии!

На бесславное и бесцельное существование обрек американский писатель своих героев. В их жизни нет места ни радости познания мира, ни мечте, ни вере в силу человеческого разума.

Нет, человек совсем иначе будет осваивать космос. Не мрачной драмой, а полным большого смысла и радости будет космическое будущее людей. Исследователем и хозяином выйдет человек на просторы вселенной. И все, что он совершит, будет отдано Земле, людям, ждущим его возвращения.

Человек сделал в космосе пока только первые шаги. Сегодня он стоит у порога своего дома — Земли, вглядываясь в зовущие просторы. Он знает: дорога в эти дали лежит через трудности и испытания, через решение множества серьезных проблем — предвиденных и неожиданных, преодолимых и пока что неприступных.

Для того чтобы советские космонавты могли проложить первые космические трассы, наши ученые, инженеры создали не только мощные корабли, но и сделали все, чтобы человек в этом корабле чувствовал себя как дома.

Но есть в кругу «космических» проблем задачи не сегодняшнего и даже не завтрашнего дня. Черед их придет только в далеком будущем, когда космические корабли устремятся в долгие межзвездные рейсы.

Человеческая жизнь коротка, а вселенная бесконечна. Быстроногий стайер — световой луч — мчится к нам от Проксимы Центавра, самой близкой из звезд, целых четыре года. Десятки, сотни световых лет пролегли между нашей планетой и мирами чужих солнц. Когда побывает человек в этих «даже мыслям недоступных далях», какое оружие поможет ему одолеть, казалось бы, неодолимое — Пространство и Время?

Минуты и годы

Пассажир едет в поезде. За окном белые поля, леса, по-зимнему серое небо и снова поля. Давно прочитан от корки до корки последний «Огонек».

Как скоротать дорогу? Остается, пожалуй, одно: задремать под стук колес. Глядишь, дорога и позади!

Вот если бы так и в космическом путешествии! Поднялись с Земли, заснули, а проснулись далеко за пределами солнечной системы, корабль приближается к цели, и уже пора «приземляться» на какую-нибудь неизвестную планету.

Конечно, сопоставление это очень грубое и приблизительное. Ведь в сверхдальнем космическом путешествии главное — не скоротать дорогу, а сохранить в пути жизнь, молодость. И все же это сравнение помогает нам понять смысл одного из самых многообещающих направлений космической биологии. Но прежде чем начать рассказ об этом разделе молодой «звездной» науки — немного истории.

Это случилось в Голландии более двух с половиной веков назад. Однажды изобретатель микроскопа, талантливый самоучка Антони Левенгук, разглядывая в свой прибор влажный песок, обнаружил в нем множество копошащихся крошечных существ — коловраток. Немало подивившись этому впервые открывшемуся ему миру, он отложил препарат в сторону и забыл о нем. А спустя некоторое время, когда снова стал разглядывать уже высохший песок, не заметил в нем никаких признаков жизни. «Разумеется, умерли», — решил Левенгук. Но стоило ему смочить песок водой, как на глазах изумленного исследователя бесчисленное микроскопическое население вновь зашевелилось. Значит, оно не погибло?

Так было открыто замечательное явление живой природы — анабиоз, способность жизни замереть, затаиться, чтобы переждать неблагоприятные условия. И трудно было предположить, что это случайное открытие будет иметь самое прямое отношение к межзвездным путешествиям.

Итак, анабиоз. Теперь нам хорошо известно, что у простейших организмов его можно вызвать не только высушиванием. Сильное охлаждение и нагревание, глубокий вакуум и действие концентрированного раствора солей — все это может заставить притаиться огонек жизни, так чтобы организм, «притворившись мертвым», мог легче перенести гибельные для него условия. Науке известны, например, эксперименты, когда бактерии, охлажденные до температуры, близкой к абсолютному нулю, потом, при повышении температуры, благополучно «оживали»!

Принцип действия защитного механизма жизни в общих чертах довольно прост. В неблагоприятной обстановке организм резко снижает свою жизнедеятельность. Процессы потребления пищи и кислорода, обмен веществ, сложнейшие химические реакции, составляющие основу жизни, почти совсем прекращаются. Организм как бы порывает связь с внешней средой. Но именно поэтому и не наступает полная смерть. До нее остается еще несколько шагов, и организм «умеет» остановиться так близко от этой опасной грани, что о нем правильно было бы сказать: ни жив ни мертв.

В таком «законсервированном» состоянии жизнь может сохраняться очень долго, иногда даже сотни миллионов лет. Подобная цифра не плод фантазии.

Советский исследователь Н.К. Чудинов сообщил, что в отложениях каменных солей (образовавшихся в палеозойскую эру) он обнаружил бактерии и микроскопические водоросли в состоянии анабиоза. Чудинову удалось пробудить эту затаившуюся жизнь, воскресить «живые окаменелости», ждавшие своего часа ни много, ни мало 200—300 миллионов лет!

Жизнь, пронесенная сквозь время, жизнь, над которой не властно время, — не это ли ключ к победе над расстоянием?

Однако, может быть, чудесной способностью к анабиозу наделены только простейшие организмы? Нет! Нечто подобное мы видим и у высокоразвитых животных. Всем известная зимняя спячка медведей сродни анабиозу. Разница заключается в том, что в этом состоянии жизненные процессы у высших животных ослабевают в гораздо меньшей степени.

Состояние, похожее на анабиоз (оно получило название «гипотермия»), можно вызвать у животных и даже у человека искусственно, постепенно охлаждая организм. Стоит снизить температуру тела на 5—10 градусов — и животное, которое никогда не засыпает на зиму, впадает в «искусственную спячку». То же самое происходит и с человеком.

Состояние анабиоза открывает перед исследователями новые, очень интересные возможности. Уже два десятилетия назад медики пытались бороться с некоторыми тяжелыми заболеваниями, надолго — на многие сутки — погружая больных в состояние гипотермии. При этом температура у пациентов понижалась до 31—33°. Сейчас к помощи гипотермии все чаще прибегают и хирурги. Оказалось, что если организм находится в охлажденном состоянии, то даже самым чувствительным его клеткам — клеткам головного мозга — не страшно длительное кислородное голодание. В последнее время этим все шире пользуется медицина. Не так давно операции на сердце осложнялись тем, что ни в коем случае нельзя было нарушать снабжение мозга кислородом крови больше, чем на 5—6 минут. Гипотермия отодвинула роковую границу: она подарила хирургам драгоценные минуты, которых так «не хватало » для сложных операций на сердце.

Но вот встает вопрос: а что, если еще сильнее охладить организм? Не снизится ли при этом темп жизненных процессов еще больше, не наступит ли в этом случае состояние полного анабиоза? Заставить жизнь на долгий срок «задремать» в человеческом организме — как это было бы заманчиво, например, для далеких космических путешествий! Так вопрос о гипотермии неожиданно приобретает явно «звездный» характер.

Первыми, как водится в таких случаях, эту сложную проблему «решили» фантасты. Уже давно на страницах «космических» романов звездные корабли уносят в далекие просторы вселенной экипажи, погруженные на десятки лет в глубокую «спячку».

Но если вчера человек побеждал время только в романах, то сегодня вопрос о «космическом долголетии» стал одной из увлекательнейших проблем современной космической биологии. «Биологическое покорение больших расстояний в космических пространствах» — так звучит название этой проблемы на языке научных докладов.

Барьер живого

Как же погрузить человеческий организм в состояние полного анабиоза?

Путь к решению проблемы далеко не так прост, как это может показаться на первый взгляд. На определенном этапе охлаждения в организме возникает целый ряд неприятных и опасных явлений, способных в любой момент оборвать нить жизни.

Дело тут вот в чем. У человека, защищенного одеждой, и у высших животных температура тела, как правило, не зависит от температурных колебаний окружающей среды. В умеренном поясе, в жарких пустынях и в полярных снегах она у здорового человека остается одинаковой — в пределах 36— 37 градусов. Длительная эволюция выработала у животных и у человека сложную и безотказно действующую систему автоматического регулирования температуры тела.

И вот, пытаясь понизить температуру человеческого организма, ученые наткнулись на этот могучий внутренний защитный барьер.

Подобно тому, как под непосильной нагрузкой сгорает электромотор, если его вовремя не выключить, так и система терморегуляции сложного живого организма, стремясь во что бы то ни стало выполнить свою задачу, вызывает при глубоком охлаждении резкий «протест» организма. Сначала спазмы сосудов, дрожь... Затем, если охлаждение не прекращается, наступают грозные признаки: начинает беспомощно, беспорядочно «трепетать» сердце, прерывается дыхание, катастрофически падает кровяное давление.

Можно ли найти способ «усыпить» недремлющего температурного стража? Иначе никогда не удастся беспрепятственно погрузить организм в глубокую гипотермию. На помощь пришлось призвать химию.

«Литический коктейль» — так несколько необычно назвали смесь веществ, которые смогли нарушить законы внутренней терморегуляции, справиться с бурной реакцией организма на охлаждение. В опытах с животными, которые ставят сейчас биологи, литическая смесь позволила намного продлить глубокое торможение жизненных функций, возникающее при гипотермии.

И вот первые результаты исследований. 20 часов продолжается состояние гипотермии у собак в опытах, поставленных советскими учеными.

...Животное лежит неподвижно, кажется — оно крепко уснуло. Температура его тела 25 градусов. Очень редкое дыхание (один-два вдоха в минуту), пульс едва заметен. Упало кровяное давление... Кажется, вот-вот погаснет совсем слабый огонек жизни. Но ученые умело балансируют на опасной грани. И когда их «подопечные» были, наконец, «разбужены», жизнедеятельность животных полностью восстановилась! Это большая победа: ведь до последнего времени длительная гипотермия была возможна лишь при искусственном дыхании. Итак, почти целые сутки уже отвоеваны исследователями у Времени.

По ту сторону барьера

Космическое долголетие, покорение человеком Времени и Пространства — вот она, заветная и пока еще очень далекая цель космобиологов!

Правда, проблему космического долголетия можно решать по-разному. Вполне возможно, что космонавту, чтобы пройти «сквозь время», понадобится «исключить» из своей активной жизни долгие годы межзвездного путешествия и именно этой ценой сохранить для конечного, решающего этапа молодость, весь запас сил и бодрости. Этот вариант «долголетия в космосе» кажется сейчас самым реальным — по крайней мере пока убедительно не подтвержден многообещающий эффект сжатия времени, предсказанный согласно теории относительности, и пока возможность создания космических кораблей, развивающих околосветовую скорость, обсуждается чисто теоретически.

Может быть, пройдет время, и станет ясно, что есть новые способы, новые пути покорения безбрежных просторов вселенной. И все-таки гипотермия будет, обязательно будет надежным союзником человека в космосе.

Представим себе — в какой-то момент космического путешествия нежданно приходит беда. Опасно заболел один из членов экипажа, спасти его можно только на Земле, усилиями лучших хирургов, врачей. Как быть, что делать?

Или другое. Внезапно приборы донесли, что в замкнутом экологическом комплексе произошли какие-то нарушения, и чудесница хлорелла в ближайшем будущем сможет вырабатывать кислорода меньше необходимой нормы, да и пищи тоже не хватит до конца пути.

В этих случаях выход подскажет гипотермия, именно она станет надежным союзником космонавтов; поможет благополучно вернуться на родную Землю. И вот почему.

При обычной гипотермии, когда температура организма у подопытных животных падает до 22— 25 градусов, в несколько раз замедляется сердечная деятельность, заметно уменьшается частота дыхания.

Но если жизненные процессы в состоянии гипотермии снижаются до такой степени, значит резко падают потребности организма, в первую очередь в кислороде, в пище. Опыт хирургов, как мы видели, подтверждает это.

И тут возникает вопрос: не явится ли эта особенность состояния организма при гипотермии хорошим «подарком» космонавтам и конструкторам звездолетов? Если уменьшается потребность в кислороде, а также в пище и воде, значит можно уменьшить вес запасов на межзвездном корабле. А это, согласитесь, для конструкторов далеко не пустяк.

Опыты на животных показали, что в состоянии глубокой, а тем более сверхглубокой гипотермии организм способен выдержать такие внешние воздействия, которые в нормальных условиях для него, безусловно, смертельны.

В ряде опытов белые лабораторные крысы были подвергнуты действию 31-кратной перегрузки. (Вспомним, что это значит: вес животного при этом мгновенно увеличивается в 31 раз!). При этих условиях через пять минут в живых оставалось только 28 из сотни подопытных животных.

Затем тот же опыт был повторен на животных, погруженных в состояние гипотермии. И вот результат: выжили уже 58 крыс!

И, наконец, в состоянии сверхглубокой гипотермии животные благополучно перенесли пятиминутное действие 75-кратных (!!) перегрузок. Интересно, что, по расчетам, подобные перегрузки могут действовать при разгоне корабля до третьей космической скорости всего в течение трех минут.

Эти и многие другие красноречивые факты, подтвержденные десятками и сотнями экспериментов, приводились в прошлом году на сессии отделения биологических наук Академии наук СССР в докладе биологов Г.Д. Глода, В.С. Оганова и Н.Н. Тимофеева.

Но не только с ускорениями и перегрузками приходится бороться в космосе живому организму. Различные виды космической радиации — вот грозная опасность для жизни. Сейчас от нее стараются защитить космонавтов и врачи и конструкторы кораблей. Гипотермия и здесь может стать надежным союзником человека.

И это вполне понятно, если вспомнить, что уже говорилось про анабиоз: он возник у живых организмов как защитное средство от неблагоприятных условий.

Правда, говорить о практическом применении гипотермии в космических путешествиях пока еще рано. Результаты, полученные в опытах биологов на животных, — это, конечно, уже немалая победа. Но сколько опытов на животных надо будет еще поставить, сколько выяснить вопросов, проверить догадок, уточнить расчетов, прежде чем человек впервые займет место в установке для сверхглубокого охлаждения! Мы должны быть совершенно уверены, что он вне опасности. До этого еще очень далеко. Изучение проблемы только начинается.

А пока мы можем позволить себе то, что обычно не допускается в научных докладах. Мы можем пофантазировать. Заглянув в очень далекое будущее, перешагнув через трудности, представим себе день, когда Земля будет принимать очередное донесение автоматических систем корабля, направляющегося далеко за пределы солнечной системы.

«...134-й день двадцать седьмого года полета советского космического корабля «Восход» к альфе Центавра. Начинается очередной этап разгона корабля. Весь экипаж занял свои места в анабиозных камерах».

«...Включены системы охлаждения камер».

«...Первая стадия охлаждения проходит нормально. Пульс космонавтов — 20 ударов в минуту, дыхание — от 3 до 5 в минуту».

«...Состояние глубокой гипотермии достигнуто».

И наконец:

«...Перегрузки в процессе разгона перенесены нормально. Автоматические системы продолжают следить за состоянием космонавтов. Через два года согласно программе состояние гипотермии будет в очередной раз прервано на несколько месяцев для проведения исследовательских работ и уточнения курса корабля».

Пройдут долгие-долгие годы, и месяцы, и дни. Автоматы дадут еще одну команду. И звездолетчики, пронесшие молодость и силы сквозь Время, откроют глаза, чтобы увидеть чужое солнце, чтобы узнать то, что они расскажут потом всем людям, ждущим их возвращения на Землю.

Ал. Дмитриев

Рисунок А. Гусева