Как происходит полет в космос. История пилотируемых космических полетов. Защита от «помешательства»

Еще до начала космической гонки стало понятно, что она обойдется любым ее участникам чрезвычайно дорого. Старту космического корабля предшествуют формирование концепции, разработка образцов космической техники, создание научной и промышленной базы, инфраструктуры, подготовка кадров. Такое по силам лишь самым мощным промышленно развитым государствам.

Цена полета

При определении цены полета прежде всего определяется отношение массы полезной нагрузки (ПН) к массе космического аппарата в целом. Сегодня оно не превышает 19 %. Внедрение новых технологий уже в недалеком будущем повысит данный показатель до 25 %.

К сожалению, не существует единых критериев определения стоимости доставки грузов в космос. Появляющиеся в открытых источниках цифры плохо соотносятся друг с другом ввиду разницы валют и времени запуска. На стоимость может влиять уровень инфляции, изменение мировой конъюнктуры.

В некоторых случаях при оценке себестоимости пуска берется стоимость незаправленной ракеты-носителя, но не берется в расчет работа служб обеспечения, величина страховки, поэтому речь может идти лишь о приблизительных цифрах.

И все же по мнению экспертов, основные расходы приходятся на подготовку и запуск ракеты-носителя. По их расчетам, вывод на орбиту килограмма полезного груза стоит от 10 до 25 тысяч долларов.

В космос по туристической путевке

Идея космического туризма впервые была озвучена полвека назад в США Барроном Хилтоном и Эриком Крафтом. Однако для ее воплощения потребовалось более 30 лет. 28 апреля 2001 года на МКС отправился первый космический турист Деннис Тито. Космотур обошелся ему в 20 млн. долларов.

«Туристический сезон» на МКС завершился в октябре 2009 года полетом канадца Ги Лалиберте, которому пришлось выложить уже 35 млн. долларов. Всего станцию посетили 7 космических туристов.

Сколько стоит сегодня полететь в космос туристом? Понятно, что еще долго стоимость космического туризма будет доступна исключительно обладателям тугих кошельков.

Понятно также и то, что спрос на будущие коммерческие полеты очень высок и цены на них неизбежно будут снижаться, чему во многом способствует рост числа участников рынка космотуристических услуг.

Среди них организаторы полетов на МКС пионеры космического туризма– РКК «Энергия» и компания Space Adventures. Серьезную конкуренцию им составляют Virgin Galactic, XCOR Aerospace, Blue Origin, Space X (США). Ширится и перечень предлагаемых ими услуг.

Так компании World View и ZeroZinfinity собираются предложить полет в стратосферу (30-45 км) на воздушных шарах за 75 и 116 тыс. долларов соответственно. Американская компания Zerog готова обеспечить своим клиентам полет на самолете с невесомостью (на 20-30 сек) за 5000 долларов. Билет на перспективный космолет компании Virgin Galactic будет стоить от 150 до 200 тыс. долларов.

Самые продвинутые потенциальные космические туристы все чаще задают вопрос: Сколько стоит полет на Луну? Как сообщил представитель Роскосмоса Алексей Краснов, билет на Луну можно будет купить из расчета, что весь полет обойдется примерно в 100 млн. долларов.

Пуски становятся дешевле

За последнее время кратно выросло число участников космического рынка, и, следовательно, конкуренция между ними становится все жестче, в связи с чем наметилась тенденция к удешевлению пусков.

Так американские компании Blue Origin и Space X, возглавляемые Джеффом Безосом и Илоном Маском, активно работают над созданием недорогих многоразовых ракет-носителей. Прорабатывается технология воздушного старта с борта транспортного самолета. Наметились перспективы по возобновлению приостановленного международного проекта «Морской старт».

Помимо этого, ведутся работы по созданию более совершенных и экономичных двигателей. Примером тому может служить (КВРД) для перспективной одноступенчатой ракеты-носителя Demonstrator 3, которую разрабатывает ARCA Space Corporation.

Человек впервые полетел в космос в 1961 году, но даже полвека спустя нет точных ответов на вопросы о том, как именно космический полет и продолжительное пребывание в условиях минимальной гравитации или невесомости влияет на человеческое тело.

В новом исследовании ученые решили изучить изменения в теле космонавтов чуть глубже, практически на молекулярном уровне.

Необратимые изменения

Изучение состояния здоровья космонавтов после продолжительного пребывания в космосе показало, что есть ряд изменений, которые сильно влияют на их здоровье как во время полета, так и после. Многие космонавты после определенного периода времени, проведенного в невесомости, не могут вернуть свои прежние показатели физической подготовки.

Все потому, что условия микрогравитации напрягают человеческий организм и приводят к его ослаблению. Например, ослабевает сердце из-за потери массы, так как в невесомости кровь распределяется по-другому и сердце бьется медленнее.

Кроме того, снижается плотность костной массы, из-за того что на тело не влияет земная гравитация. Изменения костной массы наблюдаются уже в первые две недели в невесомости, а после длительного пребывания в космосе восстановить прежнее состояние ткани практически невозможно.

Особенно сильны изменения в иммунной системе организма и в процессе метаболизма.

Иммунная система

Иммунитет страдает от того, что невесомость — крайне новое для человека состояние в плане эволюционного развития. На протяжении сотен тысяч лет люди не сталкивались с условиями микрогравитации и оказались крайне генетически неподготовленными к ним.

Из-за этого иммунная система воспринимает невесомость как угрозу всему организму в целом и старается задействовать все возможные защитные механизмы сразу.

Кроме того, в условиях изоляции от привычных условий человеческий организм сталкивается с минимальным количеством бактерий, вирусов и микробов, что тоже негативно сказывается на иммунитете.

Метаболизм

Изменение метаболизма происходит по ряду причин. Во-первых, снижается выносливость организма и теряется мышечная масса из-за отсутствия физических нагрузок, к которым организм привык в условиях гравитации.

Во-вторых, из-за снижения выносливости и аэробных нагрузок организм потребляет меньше кислорода и расщепляет меньше жиров.

В-третьих, из-за изменений в кардиоваскулярной системе меньше кислорода поступает в мышцы через кровь.

Все это говорит о том, что человеческое тело проходит сложный период адаптации к условиям длительного пребывания в космосе. Однако как именно и из-за чего происходят изменения в организме?

Изучение состава крови

Изучение состояния космонавтов до, во время и после космических миссий показало, что происходят изменения в иммунной системе, мышечном тонусе, процессах обмена веществ и регулирования температуры тела, однако ученым до сих пор непонятны механизмы, стимулирующие эти изменения.

Оказывается, полет в космос снижает содержание различных белковых групп в человеческом организме. Некоторые из них быстро приходят в норму, а вот другим прийти к предполетному состоянию оказывается гораздо сложнее.

Ход исследования

Чтобы изучить эффект, оказываемый длительным пребыванием на орбите в условиях микрогравитации, на содержание белков в крови, ученые изучили плазму крови 18 российских космонавтов, побывавших в долговременных миссиях на Международной космической станции.

Первый образец плазмы был собран за месяц до полета, второй образец — сразу после приземления, а заключительный образец — через неделю после завершения миссии.

В определенных случаях космонавты сами брали и изучали образцы будучи на МКС, чтобы предоставить более точные показатели того, как изменяется содержание определенных белков в их крови.

Результаты

Всего 24 % из проанализированных белковых групп были найдены в более низком содержании сразу после приземления на Землю и по прошествии семи дней.

Выводы

Изучение разницы в сожержании белков в крови является одним из способов, с помощью которых можно объяснить некоторые изменения, происходящие в организме космонавта, пребывающего в невесомости долгое время.

Например, авторы исследования пришли к выводу, что практически все 24 % белков, концентрация которых изменилась во время пребывания в космосе, были связаны всего с несколькими процессами работы организма, такими как жировой обмен, свертывание крови и иммунитет.

12 апреля 10:14

58 лет назад, 12 апреля 1961 года, Юрий Гагарин стал первым в истории человечества космонавтом, осуществившим одновитковый полет вокруг Земли на корабле «Восток-1».

Юрий Гагарин — первый космонавт в мире

Старт ракеты-носителя с космическим аппаратом «Восток» на борту был произведен с космодрома Байконур в 9 часов 7 минут. Подготовка к старту проходила в штатном режиме. Единственная неполадка, обнаруженная уже в момент проверки герметичности люка, через который в корабль садился Гагарин — плохое прилегание крышки. В кратчайшие сроки ведущий конструктор космического аппарата (Олег Генрихович Ивановский) открутил 30 гаек с замков и поправил электрический контакт, который находился на месте прижима крышки.

Цитата из доклада Гагарина после полета

«…было произведено закрытие люка № 1. Слышал, как его закрывают, как стучат ключами. Потом начинают люк вновь открывать. Смотрю, люк сняли. Понял, что-нибудь не в порядке. Мне Сергей Павлович [Королев] говорит: „Вы не волнуйтесь, один контакт почему-то не прижимается. Все будет нормально“. Расчетом скоро были переставлены плата, на которых установлены концевые выключатели. Все подправили и закрыли крышку люка. Все было нормально».

Перед тем как окончательно сесть в космический корабль, Юрий Гагарин поднял обе руки и попрощался с волнующимися зрителями.

Гагарин перед стартом. РКК «Энергия»

После старта ракета-носитель «Восток» отработала в положенном режиме, однако двигатели третьей ступени выключились позже необходимого, и аппарат был выведен на нерасчетную орбиту, что впоследствии привело к посадке в нерасчетном районе.

Во время полета Юрий Гагарин протестировал простейшие задачи: он ел, пил воду, записывал свои наблюдения карандашом. Кроме того, все свои ощущения он фиксировал с помощью бортового магнитофона.

Цитата из доклада Гагарина после полета

«Доклады осуществлял в соответствии с заданием в телеграфном и телефонном режимах. Произвел прием воды и пищи. Воду и пищу принял нормально, принимать можно. Никаких физиологических затруднений при этом я не ощущал. Чувство невесомости несколько непривычное по сравнению с земными условиями. Здесь возникает такое ощущение, как будто висишь в горизонтальном положении на ремнях, как бы находишься в подвешенном состоянии. Видимо, подогнанная плотно подвесная система оказывает давление на грудную клетку, и поэтому создается такое впечатление, что висишь. Потом привыкаешь, приспосабливаешься к этому. Никаких плохих ощущений не было.

Производил записи в бортжурнал, доклады, работал телеграфным ключом. Когда принимал пищу, пил воду, пустил планшет, и он с карандашом „плавал“ передо мной. Затем надо было мне записать очередной доклад. Взял планшет, а карандаша на месте не оказалось. Улетел куда-то. Ушко было привернуто к карандашу шурупчиком, но его, видимо, надо было или на клей поставить или потуже завернуть. Этот шуруп вывернулся, и карандаш улетел. Свернул бортжурнал и вложил в карман. Все равно не пригодится, писать же нечем».

В 9:57 корабль находился над Южной Америкой, когда Юрий Гагарин сообщил на Землю: «Полет проходит нормально, чувствую себя хорошо». Через 23 минуты «Восток» пролетал уже над Африкой, тогда майор передал, что переносит невесомость хорошо. Через 10 минут корабль начал торможение.

Макет корабля «Восток-1». Pline | Wikimedia Commons

Примечательно, что корабль находился на автоматическом управлении, поскольку разработчики не знали, как будет реагировать психика пилота в условиях космоса. Однако специальный код, позволяющий перевести аппарат в ручной режим, существовал и находился в специальном конверте, который нужно было вскрыть в случае необходимости уже в космосе. Правда, перед самым стартом Гагарину его все-таки сообщили.

Кабина корабля «Восток». ИИЕТ РАН

В самом конце полета система управления корабля недобрала импульс, отсеки не разделились в штатном порядке, и перед входом в атмосферу аппарат стал беспорядочно кружиться со скоростью один оборот в секунду. В более плотных слоях атмосферы приборно-двигательный отсек все-таки смог отделиться от спускаемого аппарата.

Гагарин перед стартом. Роскосмос

По намеченному плану Гагарин катапультировался на высоте семи километров и спустился на парашюте. Уже после приземления на скафандре не сработал клапан, который запускает наружный воздух, и космонавт едва не задохнулся.

Цитата из доклада Гагарина после полета «Трудно было с открытием клапана дыхания в воздухе. Получилось так, что шарик клапана, когда одевали, попал под демаскирующую оболочку. Подвесной системой было все так притянуто, что я минут 6 никак не мог его достать. Потом расстегнул демаскирующую оболочку и с помощью зеркала вытащил тросик и открыл клапан нормально».

Благодаря отличной подготовке Юрий Гагарин сумел совершить посадку не в ледяную воду, а на берег реки Волги в Саратовской области, близ города Энгельса. Поскольку космонавт приземлился в незапланированной местности, первыми людьми, которых он встретил, оказались супруга местного лесника и ее маленькая внучка. Только потом к месту посадки прибыли военные, которые отвезли Гагарина в расположение части.

Цитата из доклада Гагарина после полета «Вышел на пригорок, смотрю женщина с девочкой идет ко мне. Примерно метров 800 она была от меня. Я пошел навстречу, собираясь спросить, где телефон. Я к ней иду, смотрю, женщина шаги замедляет, девочка от нее отделяется и направляется назад. Я тут начал махать руками и кричать: «Свой, свой, советский, не бойтесь, не пугайтесь, идите сюда».

По телефону герой рапортовал: «Прошу передать главкому ВВС: задачу выполнил, приземлился в заданном районе, чувствую себя хорошо, ушибов и поломок нет. Гагарин».

Длительность первого в истории полета в космос составила 108 минут.

В 2011 году про полет Юрия Гагарина был снят полнометражный фильм с оригинальными видео- и аудиозаписями миссии «Восток-1».

Ставьте отметку «Нравится» на нашей новой странице в «Фейсбуке», чтобы не пропустить самые важные и интересные новости.

Человека всегда пленяли звезды. Именно поэтому история познания космоса насчитывает едва ли не столько же веков, сколько и самому человечеству.
Известны древнейшие астрономические обсерватории, звездные карты, астрономические наблюдения, которые любознательное человечество старательно накапливало многие годы для практического применения.
Существует три версии о первенстве изобретения оптического телескопа. Иоганн Липперсгей и Захарий Янсен, которые поделили честь изобретения телескопа построили свои приборы в 1608 году, а Галилео Галилей создал свой телескоп в 1609 году. Именно Галилей с помощью своего устройства сделал первые значительные космические открытия. История развития «большого» телескопостроения начинается в 1880 году в Ницце, где установлен один из крупнейших оптических телескопов.
В 1931 году радиоинженер Карл Янский строит поляризованную однонаправленную антенну для изучения атмосферы и после нескольких лет экспериментов с ней предлагает конструкцию параболической антенны (радиотелескопа), но не получает поддержки. В 1937 году Гроут Ребер, воспользовавшись идеей Янского, строит антенну с параболическим рефлектором, а уже в 1939 году публикует первые результаты работы радиотелескопа. В 1944 году Ребер составляет первые радиокарты, полученные с помощью своего, уже усовершенствованного, радиотелескопа.
Первый орбитальный (космический) телескоп был запущен Великобританией в 1962 году для изучения Солнца, в 1966 и 1968 годах США запускают две космические обсерватории, которые работали до 1972 года. В 1970 году НАСА начинает проект большого космического телескопа, который получил название Хаббл (Хабл), и был выведен на орбиту 25 апреля 1990 года. Считается, что Хаббл (Хабл) в его нынешнем состоянии прослужит еще до 2014 года.

Физическое освоение космоса человеком началось в 1944 году при испытаниях немецкой ракеты «Фау-2», которая вышла в космическое пространство, поднявшись на высоту 188 км.
1957 год – СССР запускает первый орбитальный спутник Земли «Спутник-1» (4 октября) и отправляет в космос первое живое существо, собаку Лайку (3 ноября). В 1958 году США отправляют в космический полет первого примата – обезьяну Гордо (13 декабря).
28 мая 1959 года – шимпанзе Бейкер и Эйбл совершают кратковременный суборбитальный полет.
1960 год – Стрелка и Белка, две собаки совершили орбитальный полет с 19 по 20 августа на прототипе корабля «Восток» и благополучно вернулись на Землю.
12 апреля 1961 года в космос отправляется первый человек – Юрий Гагарин на космическом корабле «Восток». Время полета составило 1 час 48 минут. Он положил начало пилотируемым космическим полетам. В этом же году США совершили два суборбитальных полета продолжительностью по 15 минут на аппаратах «Меркурий», а космонавт Герман Титов на космическом аппарате «Восток-2» совершил первый суточный полет (1 день 1 час 11 мин.). Также космос «посетили» двое американских шимпанзе – Хэм (31 января) и Энос (29 ноября).
В 1962 году космические корабли «Восток-3» и «Восток-4» совершили первый групповой полет.
16 июня 1963 год – в космос отправляется Валентина Терешкова, первая женщина-космонавт, на аппарате «Восток-6».
1964 год – первый многоместный космический корабль «Восход» (СССР) с тремя космонавтами на борту.
1965 – Алексей Леонов совершил первый выход человека в открытый космос (18 марта). 3 июня в открытый космос выходит американский астронавт, а 15 декабря в полет впервые отправляются 4 американских астронавта.
1966 – американский астронавт проводит первую стыковку в космосе с непилотируемым объектом.
1967 – в космос отправился советский космический корабль нового образца – «Союз-1». А 24 апреля впервые во время полета погибает космонавт – Владимир Комаров.
1968 — «Аполлон-8» совершил первый пилотируемый полет на Луну. Уолтер Ширра стал первым космонавтом, который трижды побывал в космосе.
1969 – была проведена первая стыковка двух пилотируемых кораблей – «Союз-4» и «Союз-5». Во время того же полета впервые был совершен переход с одного корабля на другой через открытый космос. Двое американских космонавтов высадились на Луне 21 июля. Нил Армстронг – первый человек, ступивший на Луну.
1970 – на корабле «Союз-9» был совершен двухнедельный полет в космос.
1971 –впервые погибает весь экипаж корабля «Союз-11»– в составе трех человек 30 июня при возвращении на Землю.
1973 – первый полет, который длился больше месяца. А также впервые в космос одновременно отправились советские и американские астронавты.
1974 – первое празднование Нового года на орбите.
1980 – продолжительность полета достигла полугода. 23 июля в космос отправился первый азиатский космонавт – Фам Туан и 18 сентября – первый космонавт из Латинской Америки – Арнальдо Тамайо Мендес.
1981 – впервые в космос отправляется шаттл «Колумбия» STS-1.
1982 – впервые в состав экипажа входит женщина-космонавт Светлана Савицкая.
1984 – женщина-астронавт Светлана Савицкая 25 июля впервые выходит в открытый космос.
1986 – катастрофа шаттла «Челленджер» и гибель семи астронавтов 28 января. Впервые 4 мая был совершен межорбитальный перелет с одной станции на другую – «Мир» — «Салют-7» — «Союз Т-17».
1988 – совершен полет, который продлился один год – с 21 декабря 1987 года до 21 декабря 1988 года. Запуск многоразового транспортного корабля «Буран» при помощи ракеты-носителя – 15 ноября.

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. Изображение: NASA

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.

Теги: Добавить метки