Фото предоставлено архивом НАСА
На фото: Скотт Келли и Михаил Корниенко.

«Нас не устраивает сегодняшняя профилактика»

Итак, на сегодняшний день российские ученые — самые опытные в мире в деле подготовки космонавтов к длительным полетам . Все настолько привыкли к полугодовым вояжам экипажей вокруг нашей планеты, что некоторые чинуши даже не считают их членов достойными звезды героя. А между тем специалисты-медики помнят, как в 1970 году после первого, для того времени самого длительного, 17-суточного полета еле откачали космонавтов Виталия Севастьянова и Андрияна Николаева, им понадобилась экстренная медицинская помощь. В то время еще не было разработано правильной профилактики для работающих на орбите. Никто даже не догадывался, насколько разрушительным фактором явится для организма невесомость.

Первыми, как выяснилось, страдают мышцы, лишенные привычной земной нагрузки. Двух недель достаточно, чтобы они атрофировались, — включая и те, которые обеспечивают дыхательный процесс. А это значит, что без ежедневной очень интенсивной тренировки, вернувшись с орбиты, можно просто умереть, потеряв способность сделать вдох, не говоря уже о способности двигаться.

Следом за мышцами теряет минеральные компоненты костная система. Человек, лишенный привычной силы притяжения, возвращается на Землю со скелетом, чья структура больше напоминает пористую губку… Что уж говорить об ослаблении обмена веществ, всевозможных сопутствующих расстройствах.

После случая с Севастьяновым и Николаевым полеты длительностью более 17 суток были запрещены на длительное время во всем мире. Ученые же времени не теряли — разрабатывали систему профилактики на борту.

— Мы не сразу пришли к тому, что космонавту надо тренироваться с высочайшей интенсивностью по 2 часа в сутки, — говорит завотделом профилактики ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем РАН» физиолог, академик РАН Инесса КОЗЛОВСКАЯ, которая готовила к полету все длительные экспедиции. — Сначала обязательные тренировки на беговой дорожке, велоэргометре, силовые упражнения составляли 3 часа и больше. Но время в космосе стоит дорого, каждый час — на вес золота, надо было сокращать время занятий. В итоге пришли к выводу, что обычная суточная нагрузка, которую испытывает человек на Земле в состоянии полного покоя (это 2 тысячи килокалорий) должна занять на борту космической станции 1,5–2 часа. И нам это удалось! Правда, интенсивность увеличилась в 12 раз (!) по сравнению с нашей средней нагрузкой на Земле. Это очень много. Не каждый организм может выдержать, только самый сильный. Зато на Землю космонавты стали возвращаться в отличном состоянии, уже независимо от времени пребывания в космосе.

Фото предоставлено архивом ИМБП
На фото: Валерий Поляков во время 437 суточного полета практически не расставался с тренажерами.

Отсчет годовым или приближенным к ним по времени полетам российские ученые ведут с полета Юрия Романенко, который в 1987 году пробыл в космосе 11 месяцев (326 суток и 11 часов). К тому времени, по словам Козловской, система профилактики на борту была усовершенствована, и Юрий Викторович вернулся на Землю в гораздо лучшем состоянии, чем после своего первого 90-суточного полета. За ним ровно на 365 суток полетели в космос Владимир Титов и Муса Манаров, ну а после них в 94-м мировой рекорд по длительности пребывания в космическом пространстве установил Валерий Поляков — 437 суток. Это достижение до сих пор никем не перекрыто. Поляков доказал, что человек может лететь на Марс. Был еще один сверхдлительный полет в 1998 году, когда Сергей Авдеев пробыл на борту станции 379 суток, и на этом наш опыт пока заканчивается.

Что касается американцев, из них год в космосе не работал никто. Готовящийся сейчас к полету Скотт Келли станет первым и наверняка войдет в историю США. Во время своего полета он воспользуется опытом, которым долгие годы делились со своими заокеанскими коллегами наши ученые. Ну а наши, в свою очередь, попробуют шагнуть дальше.

— В чем же будут заключаться эти шаги?

— Понимаете, нас не устраивает сегодняшняя система профилактики, — поясняет Инесса Бенедиктовна. — Она слишком тяжелая, сжатая, отнимает у космонавтов очень много сил, изнашивает сердце. А ведь нам не надо забывать, что наша цель — полеты к дальним планетам — касается не только самых подготовленных. Если нашим потомкам когда-нибудь придется переселяться на Марс, среди них будут и старики, и дети. Они вряд ли выдержат хотя бы час бега со скоростью 14 км в час (такой режим тренировок у наших космонавтов). Вот мы и решили во время этого годового полета Михаила Корниенко исследовать различные режимы тренировок, чтобы найти потом более мягкие, не такие изнурительные, какими они являются сейчас. Сам Михаил будет тренироваться по прежней традиционной схеме, в которой основными у нас являются локомоторные занятия, включающие ходьбу и бег. Американцы, во многом признавая наши методы, все же настаивают на том, что в космосе более эффективны силовые упражнения, а посему Скотт будет налегать на силовые тренажеры, космические штанги и заниматься физкультурой на полчаса в сутки дольше Корниенко. Вот мы и посмотрим, какая система окажется более эффективна. Конечно, к бегу и силовым нагрузкам мы приложим еще множество «пассивных» вспомогательных средств: это и создающий нагрузку на скелет костюм «Пингвин», с которым космонавт даже в невесомости сразу начинает весить 40 кг, и костюм «Чибис» — вакуумные брюки, активно перераспределяющие кровь к нижним конечностям. Есть также аппарат «Тонус-3», стимулирующий мышцы высокочастотными силовыми волнами, а также низкочастотный аппарат «Стимул» для поддержания в рабочем состоянии так называемых позных мышц, которые в отсутствие гравитации страдают первыми. Это мышцы-разгибатели, которые находятся сзади, на голени, коленные мышцы, мыщцы, удерживающие наш позвоночник в нужной позе. Причем делают они это, даже когда мы спим. Позные мышцы работают 24 часа в сутки. Когда «Стимул» впервые испытывал в полете Геннадий Падалка, мы поняли, что с ним можно и отдыхать, и работать в течение 6 часов в сутки, слабые волны не мешают космонавту заниматься привычной деятельностью.

Да, чуть не забыла про наши чудо-ботинки, стельки которых двигаются и воздействуют на рецепторы стопы таким образом, как это происходит во время ходьбы по земле. Их мы тоже предложим нашим космонавтам.

— А Скотт Келли будет также пользоваться средствами «пассивной» нагрузки? Ведь, насколько я знаю, в США ничего подобного не разрабатывалось.

— По крайней мере, костюмом «Чибис» они также заинтересовались и намерены использовать его в полете Скотта.

Валерий Поляков выглядывает из иллюминатора станции «Мир».

— Запланированы ли у вас совместные с американцами эксперименты?

— Да, у нас запланирован ряд совместных исследований. Я остановлюсь на тех, которые проводит наш отдел. Один из таких экспериментов называется «Виртуал». Впервые в истории космонавтики мы будем в невесомости исследовать вестибулярный аппарат, чтобы в будущем избавить космонавтов от тошноты или так называемой космической болезни движения.

Один из совместных тестов, так называемый сенсомоторный feel-тест, который мы разрабатывали с моим давним коллегой Миллардом Решке, заключается в испытании уже после полета самых необходимых функций: попросим наших героев сразу по прибытии встать, походить, подвигать конечностями. Это также поможет нам понять, какая система профилактики более совершенна.

До и после полета в планах стоит ядерное магнитно-резонансное исследование мозга космонавтов с целью выявления пластичных изменений ЦНС в ходе длительной жизни в невесомости.

К слову, как шутит сам Скотт Келли, у него на Земле, словно в мышином эксперименте, есть «контрольный образец» — его брат-близнец Марк Келли. Обследовав и его, ученые смогут лучше понять, что именно изменилось в организме Скотта под воздействием космических условий.

— Кстати, намерены ли вы исследовать в этом полете проблему со зрением? Американцы давно утверждают, что какой-то из факторов космического полета сильно влияет на изменение сетчатки глаза.

— Эту проблему будем изучать обоюдно, хотя у наших космонавтов таких проблем почему-то не возникает. У нас есть предположение, что к изменению сетчатки имеет большое отношение пристрастие американцев к силовым тренировкам на борту. Силовики даже на Земле имеют проблемы со зрением, это их профессиональная вредность. В любом случае у нас будет прекрасная возможность сравнить два метода тренировок в космосе и их последствия.

Скотт Келли (в центре), космонавт Михаил Корниенко (справа) и космонавт экспедиции посещения Геннадий Падалка отрабатывают сценарий тренировки чрезвычайного положения на МКС в Космическом центре Джонсона, NASA.

Как вывести космонавта на чистую воду

Помимо физиологических вопросов Корниенко и Скотт должны помочь решить целый блок вопросов психологических. Моральное состояние участников полета является очень важным показателем их возможности выполнить поставленные перед ними задачи. И здесь снова во многом Скотт и Корниенко будут опираться как раз на опыт российских космонавтов и ученых. К примеру, психолог Вячеслав Мясников в своих исследованиях на «Мире» выявил «космическую психоастенизацию» — состояние, проявляющееся в умственной и физической усталости, раздражительности и конфликтности. Подобные могут возникать и в быту, но в условиях невесомости, в замкнутом пространстве влияние психоастенизации может углубиться.

«Да, мы кое-что знаем о состоянии человека, находящегося больше года вдали от Земли, но этого недостаточно, — подмечает главный психолог проекта с российской стороны, заведующий лабораторией социальной и когнитивной психологии ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем» Вадим ГУЩИН. — Что такое полет одного-двух человек для науки?! Любой ученый скажет вам, что этого очень мало для того, чтобы делать серьезные выводы. Ведь каждый человек индивидуален, а нам надо вывести какие-то общие для всех критерии и оценки».

Главным прорывом нынешнего годового полета с американцами Гущин называет возможность вместе с американскими коллегами собирать данные. «Такой случай представляется нам впервые. Ведь до этого мы могли обмениваться мнениями только через публикации. А это, поверьте, совсем разные вещи, — говорит Вадим Игоревич. — Кроме того, у нас в руках появятся дополнительные данные сразу о двух космонавтах-испытателях. О том, как проявляет себя российский менталитет в космосе, мы немного знаем, а познакомиться с психологическими особенностями пребывания в космосе астронавтов NASA нам предстоит впервые. От этого зависит степень комфорта при общении с иностранными коллегами и успех экспедиции. Кто знает, может, нам действительно придется когда-нибудь лететь на Марс вместе».

Для того чтобы узнать, насколько американский взгляд на вещи отличается от российского, в ИМБП придумали эксперимент под названием «Взаимодействие в экипаже и с ЦУПом».

— Во-первых, тут очень важно, — говорит Гущин, — какие человеческие качества американцы ставят на первое место во взаимоотношениях в коллективе. Про наших-то мы знаем, что они в основном выделяют профессионализм. А вот у их коллег из США может на этот счет быть иное мнение.

— Интересно, какое же?

— Можно предположить, что они считают более важным общечеловеческие ценности, а не выполнение полетной программы. По крайней мере, мы читали такие ответы в анкетах канадцев и японцев, участвовавших в нашем эксперименте по имитации полета «Сфинкс». Он проходил в нашем институте в конце 90-х.

— Странно, казалось, таким образом должны были отвечать наши…

— Мы тоже были удивлены. Но тем не менее это так. Хотя, надо признать, что психологическое анкетирование с российскими членами экипажа никогда не давало 100-процентного результата. Наш менталитет почему-то устроен так, что не позволяет быть до конца искренними при необходимости прямых ответов. Ведь анкетирование подразумевает довольно однозначные оценки на вопросы типа: «Вася хороший человек или нет?», «Бездельник ли Джим?». Так сложилось, что американцы в силу того, что у них в стране принято часто прибегать к помощи психоаналитиков, с большей готовностью и предельно искренне отвечают на такие вопросы. «Питер сильно храпит по ночам», «Я был на грани срыва при выполнении вчерашнего ответственного задания», — нечто подобное можно было прочитать в их отчетах. Россияне же в силу большей закрытости, а также нежелания обидеть коллег предпочитают избегать подобных крайностей. Для того чтобы понять, что творится в головах наших соотечественников, мы давно придумали для них иную форму оценки ближнего. Мы предлагаем нашим космонавтам описать сначала свой идеал человека, потом просим описать себя, свои главные качества и ценности, а потом просим сравнить себя и коллегу с описанным идеалом. При этом оценивается степень близости к идеалу членов экипажа, включая себя. При описании больше используется внутренний психологический язык: «Я люблю животных, а Вася от меня в этом отличается», «Я человек беззаботный, а Вилли на меня не похож». Все это очень напоминает известный тест определения черт человека по тому, как он относится к собакам (улыбается).

Валерий Поляков в устройстве «Чибис» перераспределяет кровь к нижним конечностям.

— Получается, в предстоящем годовом полете опросники у наших и американцев будут разными?

— Нет, мы попросим и Скотта, и Корниенко заполнять и анкеты, разработанные психологами NASA, и отвечать на наши вопросы. Таким образом, количество выполняемых тестов удвоится.

— Какие еще есть секреты у психологов? Помнится, в эксперименте «Марс-500», который на Земле имитировал полет международного экипажа, вы при помощи камер следили за испытателями: с кем они чаще общаются, как принимают пищу, как проводят свободное время. Это ждет и Келли с Корниенко?

— Нет, камеры наблюдения пока возможно устанавливать только в таких модельных экспериментах, как «Марс-500», и то, предварительно предупреждая экипаж и в ограниченные периоды времени. В реальном полете видеонаблюдение может навредить делу, ведь уровень психологического напряжения здесь иной. Если человек сорвется, не выдержит постоянной «слежки», выйти из эксперимента так просто, как из наземного, уже не получится. Вместо камер в ближайшее время мы попытаемся использовать датчики позиционирования, прикрепленные к комбинезонам космонавтов. Вместе с актиграфами — импортными браслетами, измеряющими уровень активности человека и его пульс, мы сможем узнать о степени взаимодействия в коллективе даже лучше, чем с помощью камер.

Олег Котов борется с негативными факторами невесомости на новой российской беговой дорожке.

— Кстати, Скотт и Корниенко будут общаться во время полета и с другими экипажами посещения. Вы будете наблюдать за этими отношениями?

— Да, нам будут интересны все моменты социальных взаимоотношений. Кстати, расскажу вам еще об одном секретном оружии психологов. Поскольку мы по-прежнему не ожидаем, в особенности от наших космонавтов, стопроцентной откровенности при ответах на личные вопросы, в эксперименте «Оценка психофизиологической цены выполнения деятельности на борту», помимо американского анкетирования мы сами будем делать выводы об усталости или бодрости космонавтов. Есть у нас для этого специальные датчики, которые будут передавать нам информацию о физиологическом состоянии членов экипажа на Землю. Это датчики сердечных сокращений и кожно-гальванической реакции. Если даже космонавт уйдет от ответа, написав в анкете, что был совершенно спокоен, к примеру, при выполнении работы в тесте на работоспособность, датчик точно укажет нам, насколько при этом вспотели его руки и как часто билось сердце…

— Вы участвовали в подборе космонавтов на полет?

— Нет, этим занимался ЦПК. Но мы очень рады, что с российской стороны выбрали Михаила Корниенко. Он очень доброжелательный человек и, что самое главное, открыт для различных психологических подходов.

Инесса Козловская проводит пробу на вертикальную устойчивость космонавта Леонида Попова толчками в грудь.

«До каких бы крайностей ни доходили политические разногласия между нашими двумя странами, — сказала мне в заключение нашего разговора Инесса Козловская, — на нашей работе с американскими коллегами они никогда не отражались. Во всем, что касается жизненно важных вопросов работы в космосе, мы всегда поддерживали и будем поддерживать друг друга».

Что же, надеемся, так и будет. Ведь главное — потом перед совместным полетом на Марс все-таки договориться «на берегу», что для обеих сторон важнее — человеческие отношения или холодный профессионализм, полная открытость или стеснительность, штанги или беговые дорожки.