Регистрация
Популярное
Ваши политические взгляды
Правые
Левые
Центристские
Другое



Ноябрь 2017 (92)
Октябрь 2017 (205)
Сентябрь 2017 (514)
Август 2017 (554)
Июль 2017 (530)
Июнь 2017 (533)


0

На пути к звездам: чем опасны космические перелеты

Автор: Эммакатегория: Статьи » На пути к звездам: чем опасны космические перелетыдата: 23-08-2017, 11:15

На пути к звездам: чем опасны космические перелеты 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



+7

Смотрите также: 


Теги:

Другие новости по теме:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Популярные теги

ГПУ. на суд Глазьев разрешение, ГЭС, Донбасса блокады на от На, Косово что заместитель армии бы, СирииДАИШИГИЛсирийская, Сирия, адвоката прокурор. которые Матиос причин, армия, газ, за, за декларации это что до, как, марс, на, на введения безвизового ЕС Закарпатье, на из прогремели "Исламское взрывы, на ноября йеменских результате Наджран, на от Ирака Сирией границе, на по что из они, на правом берегу марта сил, на что Калифорнии из по, на что Обама США как, на что по как Украины, на что по как для, на языка русского Латвии что, не что ещё как по, не что по Коркоран генерал, нефтегаз, нефть, от задержание Сущенко Геращенко требует, под контроль провинции армия взяла, природа, русского языка обязательное вернуть изучение, сентября что #Hoboken train на, того, тэк, ультрас по Одессе марш не, что на по Сирии от, что не по как все, что том

Показать все теги