Перегрузки и невесомость

Кандидат медицинских наук А. Р. Котовская


Сила человеческого разума поистине беспредельна. Один за другим он штурмует рубежи науки, раскрывает все новые сокровенные тайны природы. Многое из того, что прежде было уделом писателей-фантастов, сегодня превратилось в животрепещущие проблемы науки, над разрешением которых трудятся ученые различных стран.

Как показали замечательные полеты космических кораблей «Восток-1» и «Восток-2», пальму первенства в разработке инженерных, а также медико-биологических проблем мирного освоения космического пространства надежно удерживают наши советские ученые. Но работы еще непочатый край, а цель ее одна — обеспечить человеку абсолютную безопасность в «осмосе.

В мировом пространстве людей подстерегают опасности, которых нет на Земле. К ним относятся космические лучи, метеоры, несущиеся с огромной скоростью. Кроме того, во время полета в кабине космического корабля возникают условия, которых не испытывают люди на нашей планете.

Как известно, в космическом полете вес человека резко меняется. Человек то мгновенно «прибавляет в весе», становясь во много раз тяжелее, чем на Земле, то совершенно теряет его. Значительное увеличение веса связано с огромными ускорениями, которые возникают при разгоне корабля до выхода его на орбиту, а также при торможении, когда корабль возвращается на Землю. Это явление получило название инерционной перегрузки.

Каждый знает, что всякое тело обладает инерцией, то есть стремится сохранить свое первоначальное положение или характер своего движения. При увеличении скорости инерция направлена в сторону, — противоположную движению, а при уменьшении — по ходу движения. Влияние небольших инерционных сил мы испытываем в трамвае, автобусе, автомобиле.

Однако по сравнению со скоростью космической ракеты скорость любого «земного» транспорта, конечно, ничтожно мала. Инерционные перегрузки, возникающие в космическом полете, могут оказаться опасными для здоровья.

Наши ученые накопили богатые исследовательские данные о воздействии перегрузок на живой организм.

В чем же проявляется их вредное воздействие?

Когда они направлены вдоль продольной оси тела (то есть от ног к голове или наоборот) могут возникнуть серьезные изменения системы кровообращения, нарушится питание таких жизненно важных внутренних органов, как мозг и сердце.

Если перегрузки действуют от головы к ногам, кровь, ставшая во много раз тяжелее, отливает от мозга и скапливается в нижней части тела. К сердцу будет поступать недостаточное количество крови и оно начнет работать как бы «вхолостую». Давление в сосудах шеи и головы падает, резко ухудшается кровоснабжение головного мозга и человек может потерять сознание. Столь же опасны перегрузки, направленные от ног к голове. В этом случае сосуды шеи и головы переполняются кровью. Могут возникнуть различные кровоизлияния, носовое кровотечение, отеки мягких тканей и головы.

Если же возросший вес человека распределяется на возможно большую поверхность, то есть когда перегрузки направлены поперек тела (грудь-спина или бок-бок), то в организме возникают несравненно меньшие и не столь опасные изменения. Они связаны в основном лишь с некоторым затруднением дыхания. Чем значительнее перегрузка, тем сильнее давление на грудную клетку и тем труднее, преодолев его, сделать новый вдох.

С увеличением перегрузки дыхание становится более усиленным и учащенным подобно тому, как это бывает при тяжелой физической работе. Однако так случается лишь при очень больших перегрузках, которые человек не мог бы перенести, если бы они действовали не поперек, а вдоль тела.

Итак, ученые установили, что организм легче переносит перегрузки, направленные поперек тела. Поскольку величина и длительность перегрузок на участках взлета космического корабля и его возвращения на Землю может достигать значительных величин, человек должен в это время находиться в горизонтальном положении или полулежать. Кроме того, необходимо, чтобы кресло космонавте было достаточно упругим и принимало форму лежащего на нем человека.

Действие перегрузок можно также уменьшить с помощью специальных устройств. Одним из радикальных средств защиты является сосуд, наполненный жидкостью с удельным весом, равным удельному весу тела человека. Во время разгона и торможения корабля космонавт может «укрываться» в таком сосуде.

Эта идея принадлежит К. Э. Циолковскому. Он проделывал такой опыт. Обычное куриное яйцо опускал в кружку, наполненную водой с таким же удельным весом, как и само яйцо. Затем, прикрыв кружку ладонью, К. Э. Циолковский приподнимал ее и с размаху ударял об стол. Яйцо оставалось целым!

Этот на первый взгляд удивительный результат опыта основан на том, что любое тело теряет в весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость.

В наше время подобные эксперименты при помощи современной аппаратуры были успешно проведены на животных.

Таким образом, погрузившись в жидкость с удельным весом, равным удельному весу его тела, космонавт совершенно «потеряет» вес. А это значительно снизит влияние перегрузок.

Несомненно, огромное значение имеет подготовка космонавта. Устойчивость к перегрузкам может быть повышена проведением комплекса специальных тренировок.

С этой целью используют особые установки. Применяется, например, длинная рельсовая дорожка. С помощью ракетного двигателя по ней разгоняемся тележка, на которой находится человек; затем эта тележка резко тормозится. В этот момент и возникает перегрузка. Кроме того, есть своеобразная карусель-центрифуга. Она представляет собой восьми — пятнадцатиметровый рычаг, на конце которого укреплено кресло или закрытая кабина. Подобные установки дают возможность воспроизводить ускорения, аналогичные тем, которые возникают при запуске и возвращении космических кораблей.

Во время подготовки к первым полётам человека в космическое пространство группа пилотов, в том числе Ю. А. Гагарин и Г. С. Титов, проходила длительную тренировку к воздействию перегрузок.

Успешные полеты кораблей «Восток-1» К «Восток-2» свидетельствуют о том, что советские ученые приняли все меры для защиты космонавтов от перегрузок. Больше того, Ю. А. Гагарин и Г. С. Титов полностью сохранили работоспособность, четко фиксируя изменения перегрузок и моменты отделения ступеней ракеты-носителя.



Тренировка на перегрузки



В специальном самолете лишь на короткие секунды удается достигнуть состояния невесомости; человек, словно рыба в воде, «плавает» в кабине


Как только корабль оказывается в свободном полете, человек теряет свой вес; он делается легче пушинки. Состояние невесомости будет продолжаться либо несколько суток (например, при полете на Луну), либо многие месяцы и даже годы (в далеких межпланетных путешествиях). Поэтому изучение влияния невесомости на жизнедеятельность организма и работоспособность человека — одна из важнейших проблем космической медицины.

Представляет ли потеря веса серьезную опасность для нормальной деятельности живого организма?

Чтобы ответить на этот вопрос, ученые провели и продолжают проводить многочисленные исследования. Основная трудность их работы состоит в том, что условия невесомости нельзя воспроизвести ни в одной земной лаборатории. И все исследования осуществляются лишь с помощью искусственных спутников Земли, высотных ракет и специально приспособленных для этих целей самолетов.

Ныне советские ученые располагают достоверными сведениями о том, что в условиях невесомости важнейшие жизненные функции организма — кровообращение и дыхание — практически не изменяются. Сердечная деятельность остается нормальной; отмечается только незначительное понижение кровяного давления, что вызвано потерей кровью своего веса; но все это не отражается на общем состоянии организма.

Такие выводы были сделаны после многочисленных опытов на животных, которые находились в ракетах, запускавшихся на высоту до 450 километров. Затем эти данные были подтверждены опытами на животных, летавших на советских искусственных спутниках Земли. Лишь после этого решено было послать человека в космос.

Все выводы наших ученых блестяще подтвердились во время полетов Юрия Алексеевича Гагарина и Германа Степановича Титова.

После выведения кораблей на орбиту у космонавтов наступило состояние невесомости. Такое состояние ничуть не отразилось на их работоспособности, что они блестяще и доказали.

Они наблюдали за работой оборудования корабля, непрерывно поддерживали радиосвязь с Землей, производили наблюдения через иллюминаторы и оптический ориентир, записывали данные в бортжурнал и на магнитофон. В книге «Дорога в космос» Ю. А. Гагарин пишет: «И хотя было известно, что за поведением моего организма наблюдают с Земли, я нет-нет, да и прислушивался к собственному сердцу.

В условиях невесомости пульс и дыхание были нормальными, самочувствие прекрасное, мышление и работоспособность сохранялись полностью».

Тончайшие приборы также свидетельствовали, что состояние невесомости не вызывало нарушений основных процессов жизнедеятельности организма, не сопровождалось никакими неприятными ощущениями. Слух и зрение оставались без изменений, ориентировка в пространстве сохранялась совершенно правильной.

Герман Степанович Титов, более суток пробывший в космосе, заявил: «Самое главное — невесомость не приводит к нарушениям работоспособности человека. При ней можно жить и работать. Вся научная программа полета выполнена полностью. Вот лучшее доказательство, что невесомость не страшна. Состояние невесомости прекратилось, когда начался спуск корабля. Резкого перехода из одного состояния в другое не ощущалось. Просто я вернулся к прежнему, привычному, земному состоянию».

Материалы, полученные в результате полетов космических кораблей «Восток-1» и «Восток-2», чрезвычайно важны и представляют большую ценность для науки.

Однако даже и теперь все сведения о влиянии невесомости на организм очень малы. Ведь героический полет первого космонавта продолжался лишь 108 минут, а Г. С. Титов возвратился на Землю через 25 часов 18 минут. А что ожидает тех, кто отправится в более длительное путешествие?

Ныне еще не вполне ясно, как будут себя чувствовать, работать и жить люди в состоянии невесомости в течение многих суток, месяцев и даже лет. Предстоящие полеты в космос внесут ясность и в эту проблему. Если обнаружится неблагоприятное действие длительной невесомости на организм, можно не сомневаться, что наши ученые сумеют устранить или уменьшить ее влияние.

Создание на космическом корабле искусственной «весомости» или другие меры, вероятно, помогут организму человека в длительном путешествии. Пока еще нельзя сказать определенно, понадобится ли создание искусственной «весомости» или же удастся обойтись другими средствами; могут, например, помочь магнитные подошвы на обуви.

По-видимому, все же потребуется искусственная тяжесть. Она будет создаваться на кораблях-спутниках, предназначенных для далеких путешествий. А при коротком полете необходимости в этом, вероятно, не возникнет.

Преодоление невесомости — в конце концов лишь один из многих вопросов большой проблемы космического полета. После исторических беспримерных полетов наших отважных летчиков-космонавтов нет никаких сомнений: межпланетное пространство будет покорено. Человек обязательно его освоит.

Загрузка...