• РЕГИСТРАЦИЯ

На пути к звездам: чем опасны космические перелеты

Nikkuro
Русские войн не начинают. Русские их заканчивают...
22 августа 2017 г. 21:48 65 8067

Человек всегда стремился к преодолению неизвестности. Тысячи лет географические открытия совершались на пределе возможностей, но всегда транспорт и снаряжение страдали чуть больше, чем первооткрыватель — корабли разбивало в шторм, обоз с провиантом падал в пропасть, сани вмерзали в лед, а человек всё двигался и двигался к своей цели.

Когда на планете не осталось белых пятен, мы стали задумываться о космосе. Программы освоения Луны и Марса не фантастика, а неизбежное будущее. За ними — далекие перелеты к ближайшим звездам. Чем дальше человек будет уходить от Земли, тем больше трудностей встретит по пути. Мы подошли к рубежу, за которым не техника, а сами люди испытывают запредельные перегрузки.

Какие угрозы ждут нас в космосе, и какие технологии позволят выжить — об этом расскажем дальше.

Жизнь без гравитации

6 сентября 1522 года потрепанный корабль «Виктория» вернулся в Испанию — единственный из пяти кораблей кругосветной экспедиции Магеллана, на котором приплыли 18 из 260 членов экипажа. Прославленного мореплавателя умертвили аборигены с острова Мактан в филиппинской провинции Себу.

История с Магелланом хорошо демонстрирует риски, которые несет исследователь, отважившийся отправиться в неизвестные земли. Но путешественники на своем пути не сталкивались с чем-то совершенно неведомым. Нам же при путешествии к звездам (и в перелетах на ближайшие планеты) потребуется создавать новую науку — космическую биомедицину.

Космонавты, отправляющиеся на Марс, могут сломать себе кости и страдать от мочекаменной болезни, их ждет бессонница и депрессия, а в перспективе — смерть от рака. Вот почему различные научно-исследовательские группы проводят сейчас тестирование различных гипотез на МКС. Мы должны знать заранее, как на человеческое тело и психику влияет длительное пребывание в космосе.

Из-за реакции вестибулярного аппарата возникает тошнота, проявляется чувство дезориентации. Даже у летчиков с сильной нервной системой, для которых раздражения вестибулярного аппарата при выполнении фигур высшего пилотажа являются профессионально обычными, могут возникать тяжелые нарушения ориентировки, сопровождающиеся эмоционально-невротическими срывами. Известно, что космонавты чувствуют себя нормально первые несколько часов после выхода на орбиту, после чего у большинства из них возникают эффекты, связанные с отсутствием силы тяжести. Через несколько дней наступает адаптация и неприятные явления пропадают.

Мы эволюционировали как прямоходящие организмы. Наше тело миллионы лет строилось под воздействием гравитации. Наши кости и мышцы развивались, сопротивляясь воздействию гравитационного поля, и идеально научились взаимодействовать с окружающим миром.

При микрогравитации организм начинает сбоить. Сердечно-сосудистая система предназначена для перекачивания крови против силы тяжести. К примеру, в венах ног есть обратные клапаны, препятствующие скапливанию крови в ногах, зато таких клапанов нет в сосудах верхней части тела. Без воздействия гравитации кровь поднимается к груди и голове, из-за чего у космонавтов опухают лица, повышается давление. Пребывание в условиях невесомости более 6 месяцев приводит к нарушению деятельности кровеносной системы. Например отмечалось нарушение газообмена в капиллярах, в результате чего к тканям и органам поступало намного меньше кислорода.

До того, как на орбите ввели программу физической поддержки, космонавтам приходилось особенно тяжело. После 18 суток полета на корабле «Союз-9» у космонавта Андрияна Николаева зафиксировали уменьшение объема сердца на 12%. Костная ткань потеряла калий и кальций, стала рыхлой. Изменился состав крови: гемоглобин уменьшился на 25%, количество эритроцитов — на 20%, а тромбоцитов — на 50%.

Космонавты буквально начинают терять собственные кости. Сначала организм выводит кальций и фосфор, что приводит к постепенному ослабеванию костей и повышенному риску остеопороза. Потеря костной массы может достигать 1,5% в месяц, а восстановление после возвращения на Землю занимает не менее трех-четырех лет.

Кальций не просто уходит из костей — он вымывается в кровь и мочу, что может привести к возникновению мочекаменной болезни. Всё это происходит в первые дни полета. А ведь перелет до Марса займет почти год, и после посадки экипаж должен будет действовать без посторонней помощи.

Из-за отсутствия гравитационного сдавливания позвоночник удлиняется, что приводит к спинным болям. Мышцы спины значительно деградируют во время пребывания в космосе, уменьшаясь на 19%. Более половины членов экипажа МКС жаловались на боли в спине. Космонавты в четыре раза чаще, чем обычные люди, получают грыжу межпозвоночных дисков.

С помощью ультразвука ученые тестирует неинвазивные методы оценки и измерения внутричерепного давления космонавтов.

Другая серьезная проблема — проблемы со зрением. Причина, согласно исследованиям, в увеличении объема спинномозговой жидкости. Из-за этого возрастает давление, и жидкость сначала выдавливает в футляр зрительного нерва, а затем вдоль пространств между волокнами зрительного нерва внутрь глазного яблока. В результате развивается дальнозоркость.

Сейчас есть несколько способов решения проблемы микрогравитации. Космонавты на МКС занимаются на тренажерах около двух часов в день, противодействуя деградации костей, мышц и сосудов. Лучшее решение — искусственная гравитация. Теоретически её вполне можно создать на корабле. Практически — пока требуется слишком много ресурсов.

Радиация

Curiosity имеет на борту прибор RAD для определения интенсивности радиоактивного облучения. Это первое устройство, предназначенное для сбора данных о вредных формах излучения на поверхности Марса.

Длительное воздействие космической радиации способно очень негативно отразиться на здоровье человека. На Земле мы защищены от космических лучей, потому что атмосфера и магнитное поле планеты действуют как щит, тормозящий элементарные частицы и ядра атомов. С такими частицами лучше не встречаться — они приводят к повреждению ДНК, мутации клеток и раку. А когда мы доберемся до Марса, придется жить с мыслью, что у планеты нет озонового слоя — ничто не защищает и от ультрафиолетового излучения.

Ежедневная доза космической радиации на МКС — 1 мЗв, то есть тысячная от зиверта. Для сравнения, 1 зиверт излучения связан с 5,5% увеличением риска рака. В общем-то, не так страшно. Всё становится намного хуже, когда мы покидаем магнитосферу Земли. Во время путешествия космонавты будут подвержены разным типам изучения. Высокоэнергетические субатомные частицы, летящие от Солнца, и ионизирующее излучение, вызванное взрывом сверхновой, быстрее всего разрушают биологические ткани. Помимо рака, они также могут вызывать катаракту и болезнь Альцгеймера.

Когда эти частицы попадают в обшивку корпуса корабля, некоторые атомы металла распадаются на части, излучая еще более быстрые частицы; это называется вторичным излучением.

Данные другого исследования показывают, что отсутствие защитного магнитного поля снижает когнитивные функции человека (скорость мышления, способность к обучению и прочее), вызывает обострение аллергических реакций.

Решение проблемы? Ученые разрабатывают способы снижения воздействия, например, используя в обшивке корабля различные защитные материалы. Но пока единственное решение, которое у нас есть — это скорость полета. Чем быстрее мы доберемся до Красной планеты, тем меньше пострадают космонавты.

Изоляция

В рамках научного эксперимента по подготовке полетов на Марс шесть человек год жили в доме-куполе на Гавайях.

Психические болезни — еще один большой риск для космонавтов. Психическую болезнь сложно обнаружить и еще сложнее вылечить.

Жить на борту корабля очень скучно. Вся ваша деятельность состоит из рутинных повторов, выстроенных в рабочем графике. Однообразные, повторяющиеся задачи приводят к апатии, потере интереса, неосторожности и ошибкам.

Другой риск связан с психологической совместимостью. Нужно прожить на ограниченной территории в компании людей, с которыми вы, возможно, познакомились за несколько месяцев до старта.

Космонавты, как прекрасно подготовленные и высокомотивированные люди, не склонны жаловаться или резко выражать свои эмоции. Поэтому трудно распознавать признаки психологического напряжения в группе сверхпрофессионалов. На Земле могут не догадываться о реальных проблемах, пока не произойдет эмоциональный взрыв, либо, что вероятнее, наш классный специалист тихо уйдет в себя и погрузится в депрессию.

Вот почему проводятся эксперименты, в которых людей запирают друг с другом в одном помещении. У NASA был проект «Hawaii Space Exploration Analog and Simulation», в России организовали «Марс-500» — эксперимент по имитации пилотируемого полёта на Марс, продолжавшийся рекордные 519 дней.

Оба эксперимента показали хорошую коммуникацию между членами экипажа, легкость взаимодействия и готовность к командной работе на любом отрезке времени. Самая большая психологическая проблема, с которой столкнулись участники экспериментов, это скука, но она не поставила под удар всю миссию.

Однако объективными полученные данные назвать нельзя. Условия экспериментов слишком далеки от реального межпланетного перелета. Любой участник в любое время может отказаться от дальнейшего участия и покинуть комплекс, в отличие от реального полета на Марс. Каждый участник знал, что находится на Земле (и не погибнет в безвоздушном пространстве), а симуляция продолжалась лишь до тех пор, пока он сам этого хотел. К тому же, никто из участников не страдал от реальных болезней, что могут ждать космонавтов по дороге на Марс.

Однозначного решения у проблемы нет. Потребуются долгие месяцы тестов и тщательнейший психологический подбор, чтобы подготовить команду. И еще нужно решить важный вопрос: отправлять ли в космос группу однополых людей или представителей разных полов?

Космическая живность

Бактерии прекрасно чувствуют себя на МКС и, очевидно, полетят вместе с нами на Марс, а потом еще дальше. В то же время, невесомость может подавлять определенные иммунные функции, делая людей более уязвимыми для болезней.

Микрофлора на космических станциях активно пытается поедать всё, что может. Достаточно иметь высокую влажность и питательные вещества, чтобы бактерии и грибы начали поедать пластиковую изоляцию, расти на стекле и повреждать его выделяемыми при росте кислотами.

Жизнь всегда найдет себе дорогу – организмы обитают даже на внешней обшивке МКС.

Группа ученых под руководством Брайана Крушиана из NASA изучала, как длительное пребывание в космосе отражается на функционировании иммунной системы человека. Выяснилось, что иммунная система людей, пребывавших в состоянии невесомости около шести месяцев, работала плохо: снизилась способность вырабатывать Т-лимфоциты, уровень лейкоцитов упал, а способность распознавать чужеродные микроорганизмы и клетки находилась в подавленном состоянии. Это будет серьезной проблемой, если на борту окажутся опасные бактерии.

Очевидно, что мы не сможем уничтожить все бактерии (для этого понадобилось бы уничтожить и людей), но стоит больше работать в области поддержания иммунитета. 

Большие проблемы в большом космосе

Самое большое испытание в космосе — это мутации в организме, при которых иммунная система отказывает, а лекарства не помогают, потому что метаболизм изменился под воздействием микрогравитации.

Как мы можем справиться с мутациями и другими проблемами? На сегодняшний день нет готового решения для устранения всех опасностей космических перелетов, но есть несколько концепций, поддержанных Илоном Маском. В частности, проблема космической радиации может быть решена с помощью оптимального слоя защиты корпуса, «усиленного» магнитным полем вокруг корабля, отклоняющего поток заряженных частиц. Кроме того, продолжаются поиски эффективных противораковых препаратов.

До самого Марса можно просто быстрее лететь – двигатели с приростом удельного импульса на порядки величины начали разрабатываться более полувека назад, и при должном финансировании и организации работ вполне могут быть реализованы. Но требуются очень большие усилия – поэтому в отпуск на Луну в начале 21 века никто не летает, хотя фантасты писали об этом много лет назад.

Источник

Русские войн не начинают. Русские их заканчивают...

Россия - "ржавая бензоколонка"? Развеиваем, как дым, миф оппозиции.

Оппозиционные пропагандисты называют нашу страну "ржавой бензоколонкой", потому что Россия якобы полностью зависит от нефти и газа, так как эти товары составляют основную часть экспорта...

5 наглядных примеров, как "оппозиция Путину" обманывает всех россиян
  • matveychev
  • 15 сентября 11:49
  • В топе

Пришло время написать несколько статей про оппозицию всей власти и конкретно Путину в России. Насколько она честна с россиянами, какова ее главная цель и на кого она работает – разбираемся. К...

Россия ставит Израиль на место: Москва пригрозила сбивать израильские самолеты
  • sensei
  • 15 сентября 09:49
  • В топе

Особые отношения Израиля и России оказались мифом: слухи о том, что якобы израильские власти установили тесный контакт с Россией по ситуации в Сирии и координируют свои действия не соот...

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    Nikkuro 15 сентября 21:56

    Кардиолог назвал вредные для сна позы

    Самая полезная для человеческого организма поза для сна - на спине, а вот любителям восстанавливать силы на боку и на животе стоит задуматься о возможных побочных последствиях. Об этом в эфире радио "Спутник в Крыму" рассказал главный внештатный кардиолог министерства здравоохранения Республики Крым Валерий Садовой. - Поза "на боку" вредна для позвоночни...
    208
    Nikkuro 15 сентября 19:35

    Полёт «Кондора»: загадки необъявленной войны

    Международное сотрудничество может принимать самые странные формы. Крестовый поход в Латинской Америке против коммунизма превратился в коллективную охоту на политических оппонентов — и в «охоту на ведьм» с аутодафе. Что такое «Операция Кондор», каковы были её задачи, и какое отношение ко всему имели США — в нашей статье.   Кругом врагиФактическ...
    361
    Nikkuro 14 сентября 12:39

    Польские генералы: «Между Германией и Польшей существует секретный военный договор против СССР»

    Главной целью Мюнхенского пакта 1938 года были ослабление и разгром России, независимо от существующего строя. Сговор объединил правящие круги нацистской Германии, «панской» Польши и колониальных «демократий» Англии и Франции   Польские войска в Тешинской области Чехословакии в 1938 году действовали сообща с германскими.1 сентября 1939 года нап...
    303
    Nikkuro 14 сентября 09:48

    Первую в истории межзвёздную комету открыл крымчанин

    Крымский астроном обнаружил первую в истории межзвёздную комету. Небесное тело с другой солнечной системы пролетит над нашей планетой и максимально приблизится к Земле в декабре. Наши журналисты первыми оказались в генштабе учёного. Эксклюзивный репортаж Лили Веджат. Генштаб, как его сам называет Геннадий Борисов, и этот экран - место, к...
    528
    Nikkuro 14 сентября 09:23

    В случае военного конфликта с Россией...

    «Немцы поддержали бы даже корову, если бы она была против США…»    Несколько дней назад на одну из военных баз США в Европе была передислоцирована боевая тактическая группа мультидоменной войны армии США. Это подразделение, насчитывающее от 300 до 500 военнослужащих, уже приняло участие в военных учениях Rim of the Pacific–2018 на ракетном по...
    343
    Nikkuro 13 сентября 11:36

    В России создан 3D-радар нового типа

    В России создан прототип радара, основанный на технологии радиофотоники. Он будет выдавать информацию в виде трехмерного изображения. Об этом сообщают «Известия» со ссылкой на собственные источники в Министерстве обороны.   Российская армия вскоре может получить новый тип радаров, который способен эффективнее традиционных станций выявлять цели ...
    1550
    Nikkuro 12 сентября 23:30

    «Особо секретный разведывательный монстр» Америки

    Мастера «плаща и кинжала» не верят Трампу, а Трамп не жалует разведывательное сообщество. Перевес сил может наступить после президентских выборов-2020   Трамп не жалует разведывательное сообщество своей страны.Центральное разведывательное управление вывезло в 2017 году из России своего «ценного агента», который, как сообщила телекомпания CNN со...
    591
    Nikkuro 12 сентября 09:05

    Возрожденный завод в Орске получил заказов на 2 миллиарда рублей

    Воссозданный при участии "Газпромбанка" и Уралмашзавода на базе обанкротившегося машиностроительного гиганта "Ормето-ЮУМЗ" завод в Орске сформировал портфель заказов на два миллиарда рублей. Среди заказчиков значатся крупнейшие металлургические компании - в том числе ЕВРАЗ и Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение из Казахстана. ...
    831
    Nikkuro 11 сентября 09:47

    «Газпром» обеспоточен происходящим в Европе

    Решение по Opal ставит под угрозу полноценный доступ к «Северному потоку-2»   Неожиданное решение Суда ЕС по отмене расширенного доступа «Газпрома» к газопроводу Opal будет иметь более серьезные последствия, чем потеря возможности поставлять в Германию около 13 млрд кубометров газа в год. Суд согласился с мнением Польши, что Еврокомиссия в данн...
    3739
    Nikkuro 10 сентября 10:49

    Хорошая плохая «Ангара», или Что случилось с главной российской ракетой?

    Перспективная тяжёлая ракета «Ангара» внезапно подверглась критике министерства обороны. Говорят, что она «не соответствует заявленным требованиям», и вообще. Что теперь делать и как так получилось? Попытаемся разобраться.   В общем, так: мне теперь из этого дома два пути — или я её веду в ЗАГС, либо она меня ведёт к прокурору   ...
    1929
    Nikkuro 10 сентября 08:23

    Президент в бикини

     Глава Республики Хорватия Колинда Грабар-Китарович изучала историю по американским учебникам. Поэтому ее шокирующему заявлению об «основном вкладе усташей в борьбу с фашизмом» удивляться нечего   Президент Хорватии Колинда Грабар-Китарович. Памятное мероприятие, которое устроили поляки по случаю 80-летия начала Второй мировой войны, ...
    4183
    Nikkuro 8 сентября 22:18

    Национал-либерализм шагает по планете

    По большому счёту - это тот же национал-социализм, только вид сбоку, потому что нет принципиальной разницы, на какой основе одна нация или одна политическая система провозглашает своё превосходство над остальным миром   United States of America über alles (Америка превыше всего).  Почему мы изображаем из себя страуса с мордой в песке ...
    1083
    Nikkuro 8 сентября 20:24

    Три случая из закордонной жизни нелегала Амира

    Служебная биография Героя Советского Союза разведчика Геворка Вартаняна стала учебным пособием для слушателей Академии внешней разведки России   Разведчики Геворк Андреевич и Гоар Левоновна Вартанян в одной из зарубежных стран. Все уже знают, любимые зрителями шпионские боевики не имеют ничего общего с реальной разведывательной службой, и ...
    2028
    Nikkuro 6 сентября 11:38

    Летающая бомба для Парижа

    Как над Эйфелевой башней чуть не взорвали самолёт  11 сентября 2001 года множество людей в разных уголках планеты приникли к экранам телевизоров, следя за развернувшейся в прямом эфире хроникой теракта, — угнанные террористами самолёты таранили нью-йоркские башни-близнецы. И мало кто вспоминал, что подобные кадры могли появиться ещё в 1994 году.   ...
    1105
    Nikkuro 5 сентября 10:46

    Европейский спутник увернулся от столкновения с аппаратом Илона Маска

    Спутнику Aeolus пришлось перейти на более высокую орбиту   Европейский спутник Aeolus, предназначенный для исследования климата на Земле, выполнил маневр, чтобы не столкнуться с одним из аппаратов проекта Starlink, разработанного компанией SpaceX. Об этом сообщило в понедельник Европейское космическое агентство (ЕКА) в Twitter.  "Этим...
    718
    Nikkuro 4 сентября 12:31

    Ту-95МС против В-52. Крылатый паритет времён «холодной войны»

    Русский «Медведь» берёт надёжностью и точностью удара, «американец» - скоростью и бомбовой нагрузкой   Насколько сегодня может быть страшен самолёт образца 1950-х? Оказывается, настолько, что способен довести до истерики целый континент. Именно так случилось в конце июля, когда российский Ту-95 вместе с китайскими коллегами совершал учебный пол...
    1290
    Nikkuro 4 сентября 08:38

    Кому Starliner, а кому «Союз»: будущее полетов на МКС

    Что ожидает транспорт к станции   Уже в ближайшие месяцы Россия может утратить монополию на доставку людей и грузов на Международную космическую станцию: близятся первые запуски пилотируемых кораблей, созданных компаниями Boeing и SpaceX в США. Это означает, что на «Союзах» на МКС теперь будут летать только российские космонавты. Indicator.Ru р...
    4229
    Nikkuro 3 сентября 13:07

    «Наркоманы на борту, сэр!»: как «развлекается» английский флот

    Матросы Её Величества не сухари какие-нибудь — они обожают отдыхать и оттягиваться по полной! Больше всего это любят делать подводники. Особенно, когда управляют мощной подводной лодкой со сверхсекретными инструкциями про ядерный удар… Июнь 2019-го. I got Stolly and Bolly and Molly, so I’m jolly Самая важная работа в мире? Любимый остров может спать...
    1526
    Nikkuro 3 сентября 10:23

    Шоу на Вестерплатте. Как мифология может подтолкнуть к новой мировой войне

    Вторая мировая война началась с перестрелки между поляками и милицией Данцига. Миф о «героической» обороне Вестерплатте от «полчищ вермахта» был придуман уже задним числом   «Вольный город Данциг».С конца XX века в Польше на полуострове Вестерплатте недалеко от города Гданьска 1 сентября ежегодно устраивают торжества по случаю начала Второй мир...
    2134
    Nikkuro 3 сентября 03:32

    Банда G7: Потратили 300 млн долларов, чтобы не пустить к себе Россию

    Саммит G7  Саммит G7 — это устаревший, бесполезный дискуссионный клуб, как ловко выразился Финниан Каннингем. RT называет это «Невыносимой бессмысленностью G7». Банду G7 составляют Канада, Франция, Германия, Италия, Япония, Великобритания и США. Любому логично мыслящему человеку должно быть крайне странно, что крупнейшая экономика мира (п...
    1636
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика