Как известно, человечество росло, формировалось и в меру возможностей эволюционировало на Земле. Соответственно, человеческое тело лучше всего приспособлено к существованию в условиях, свойственных нашей планете. Однако совсем недавно (считайте, секунду назад по эволюционным меркам) мы стали осваивать космос, на который у цивилизации большие планы. В космосе, однако, кардинально другие условия, которые порой самым удивительным образом влияют на человеческий организм.
Итак, мы привыкли жить в атмосфере, состоящей примерно на 78% из азота и на 21% из кислорода. Магнитное поле Земли защищает планету и нас от солнечного ветра и космической радиации. Кроме того, у всех нас есть четкое ощущение «верха» и «низа». В космосе всех этих (и многих других) особенностей нет. Поэтому с телом человека, который решил отправиться куда подальше от Земли, происходят занятные вещи. Расскажем о пяти самых заметных эффектах.
Есть болезнь морская, а есть — космическая, или, что более правильно, «синдром космической адаптации». Это первое, что случится с вашим телом, если вы отправитесь в космос. Комплекс симптомов напоминает морскую болезнь, включая тошноту, рвоту, головные боли, головокружение и усиленное слюноотделение при сниженном аппетите. Считается, что в той или иной степени космическую болезнь испытывают на себе до 90% космических путешественников, а в наиболее неприятной форме она проходит примерно у трети экипажа.
Космическая болезнь не заразна и в первую очередь вызывается нарушением взаимодействия сенсорных систем организма, а особенно — вестибулярной системы в условиях невесомости. Ощущение невесомости приводит к несоответствию между тем, что видят глаза, и тем, что ощущается внутренним ухом. Это приводит к головокружению и рвотным позывам. К слову, параболические полеты для имитации невесомости часто называют «рвотными кометами».
Есть препараты, которые могут предотвратить появление симптомов космической болезни. Это хорошая новость. Плохая новость в том, что такие лекарства вызывают сонливость, что не очень полезно для космического экипажа. К тому же организм довольно быстро сам адаптируется к новым условиям. Обычно уже спустя один-два дня тело умеет компенсировать отсутствие гравитации и привыкает к ней. На полную адаптацию уходит не больше недели.
Любопытно, что по возвращении из космоса многих астронавтов ждет так называемая гравитационная болезнь с теми же симптомами, что и при синдроме космической адаптации. Но в данном случае все проходит еще быстрее — за несколько часов.
Поздравляем, вы добрались до космоса и оправились после непродолжительного приступа космической болезни. Что дальше? А дальше — высокая вероятность космического нейроокулярного синдрома (SANS). Как и в случае космической болезни, этот недуг также вызывается невесомостью, только на этот раз ее длительным воздействием.
Человеческое тело на 55—65% состоит из воды. На Земле благодаря гравитации жидкость все время стремится вниз. Наше тело постоянно эволюционировало, чтобы компенсировать это притяжение. Используются сложные системы циркуляции для сбалансированного распределения разных жидкостей организма — от крови и лимфы до желчи и спинномозговой жидкости. Все эти системы «сходят с ума», когда начинают иметь дело не с привычными земными условиями, а с невесомостью.
Отсутствие тяги вниз приводит к тому, что жидкость начинает приливать к голове. Это увеличивает давление на глаза, изменяет форму и расположение зрительных нервов, сетчатки и самого глазного яблока. Увеличивается и давление на мозг, что также приводит к структурным изменениям зрительной системы. Разумеется, все это может крайне негативно сказаться на зрении.
Космический нейроокулярный синдром опаснее космической болезни, так как может привести к существенным последствиям. Кроме того, он возникает практически у всех астронавтов, которые много времени проводят на космической станции. Ученые активно изучают краткосрочные и долгосрочные последствия SANS, однако пока рецепта от этой болезни нет. Вся надежда только на индивидуальные особенности организма того или иного человека, отправляемого в космос.
В космосе при всей кажущейся пустоте предостаточно одного — радиации. Наша Земля постоянно подвергается облучению из самых разных источников. Некоторые из них, как, например, ультрафиолетовые лучи, проникают через атмосферу и могут вызвать солнечные ожоги. Однако куда более опасное радиационное излучение поглощается атмосферой или отталкивается магнитным полем планеты. Проявление последнего мы можем наблюдать на крайних северных или южных широтах в виде полярных сияний.
Орбитальные станции вроде МКС находятся относительно близко к Земле и хотя бы частично защищены от космического излучения. Однако магнитосфера нашей планеты не сможет защитить от радиации космонавтов, отправляющихся на Луну или на Марс. В космосе радиация постоянна и может проходить как сквозь стены космического корабля, так и через любую органику.
Когда высокоэнергетичные частицы сталкиваются с человеческими клетками, они могут нанести физический ущерб таким важным молекулам, как ДНК. Часто организм может восстановить поврежденные ДНК, но иногда это приводит к гибели клеток. В крайнем случае радиация способна вызвать стойкие мутации, которые будут передаваться новым клеткам при делении.
Все это приводит к высокому онкологическому риску. Причем чем дольше человек находится в космосе, тем больше у него «шансов» заболеть раком. Защита астронавтов от радиации — одна из приоритетных задач в рамках будущих миссий в дальний космос. На сегодняшний день это одно из самых серьезных препятствий на пути освоения Луны, Марса и прочих космических объектов.
На первый взгляд, если смириться с симптомами космической болезни, кратковременное пребывание в невесомости кажется даже полезным. Ведь в таком состоянии снимается огромная нагрузка с нижней части тела. Человеку не нужно в привычном понимании стоять и сидеть, то есть организму не нужно поддерживать вес «балластной» верхней части тела.
Снижается нагрузка на суставы, куда легче становится и так все время «усталым» мышцам ног и живота. Однако все не так просто. В условиях привычной гравитации постоянная нагрузка на кости и мышцы заставляет организм восстанавливать и укреплять эти ткани. Без нагрузки кости начинают терять плотность, а мышцы — массу.
Так как постоянных космических поселений пока нет, предполагается, что любой полетевший в космос человек в какой-то момент вернется на Землю. Потеря костной и мышечной массы может стать серьезным препятствием для восстановления организма. Чтобы справиться с этой проблемой, астронавты постоянно и активно тренируются во время длительных миссий, искусственно создавая нагрузку на суставы и мышцы.
На самом деле это не очень выгодно и удобно, потому что тренажеры занимают много в прямом смысле драгоценного места, которое можно было бы отдать под научное оборудование или полезные грузы. Но других вариантов пока нет, поэтому тренажеры — лучшее в данный момент решение проблемы разрушения мышц и костей.
Космическая болезнь, угроза потери зрения, радиация, мутации, разрушение суставов… Кажется, ничего хорошего нас в космосе не ждет. Но все-таки кое-что полезное для здоровья в далеком путешествии отыскать можно.
В 2015 году NASA отправило астронавта Скотта Келли на один год на МКС. В то же время на Земле остался его брат-близнец Марк, тоже астронавт. Ученые тщательно изучили и сравнили множество параметров братьев до, во время и после миссии. И один эффект оказался крайне неожиданным — удлинение теломер.
Для ясности и понимания ученые сравнивают теломеры с пластиковыми или металлическими наконечниками на шнурках, которые не дают им распутаться. Так вот теломеры — такие наконечники на молекулах ДНК. При каждом клеточном делении теломеры оказываются все короче и короче, пока в конце концов не становятся настолько короткими, что клетка больше не может делиться и умирает.
В теории если сохранять достаточную длину теломер, то клетка может делиться близкое к бесконечному количество раз. А тут уже возникает и вопрос если не бессмертия, то по крайней мере существенного замедления процесса старения организма. Поэтому способы удлинения теломер рассматриваются в качестве перспективных методов борьбы со старением.
Так вот представьте себе удивление ученых, которые обнаружили, что за проведенный в космосе год теломеры в клетках организма Скотта Келли стали длиннее, а не короче, как у его брата не Земле. Как и почему это произошло, до сих пор непонятно. Возможно, когда-нибудь мы получим ответы, но пока в этом направлении намечаются лишь первые шаги.
И еще один маленький нюанс. Кажется, для «вечной молодости» придется все время жить в космосе. Потому что уже через несколько месяцев после возвращения на Землю теломеры астронавта вернулись к дополетному состоянию и продолжили уменьшаться, как у всех землян.
Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!
Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро
Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ng@onliner.by