Когда экипажи полетят на Марс

Анатолий Григорьев,
директор ГНЦ РФ "Институт медико-биологических проблем РАН",
действительный член Российской академии наук

Достижения космонавтики обусловлены не только развитием космической техники и технологий, но и, в значительной степени, решением ряда сложных медико-биологических проблем. В результате человек, считавшийся самым уязвимым звеном, перестал быть таковым. За 40 лет космической эры максимальная продолжительность космического полета возросла до 14,5 месяцев у мужчин и до 6 месяцев у женщин. Рекорд продолжительности одного полета (437 суток 17 часов 59 минут) принадлежит В.В. Полякову (1994-1995 гг.), а рекорд суммарного времени работы на орбите (747 суток 14 часов 16 минут) - С. Авдееву.

В решении фундаментальных и прикладных проблем космической биологии и медицины российская наука занимает лидирующие позиции. Это обусловлено, прежде всего, планомерными комплексными исследованиями в области гравитационной биологии и физиологии как в наземных модельных экспериментах, так и в условиях космических полетов на биологических спутниках, пилотируемых кораблях, орбитальных станциях.

Институт медико-биологических проблем Российской академии наук - головная организация, ответственная за разработку и совершенствование системы сохранения здоровья и работоспособности экипажей в космических полетах, проведение научных прикладных и фундаментальных медико-биологических исследований и экспериментов. Благодаря им нашими специалистами были определены основные факторы риска в пилотируемых космических полетах, изучены закономерности адаптации организма человека к факторам космического пространства и выявлены основные системы организма, наиболее подверженные изменениям под влиянием условий полета, решены многие проблемы обитаемости пилотируемых космических аппаратов.

В кооперации с организациями - разработчиками космической техники и снаряжения (РКК "Энергия", ОАО "Звезда" и др.), а также Центром подготовки космонавтов, учреждениями Российской академии наук, Российской академии медицинских наук, клиническими центрами Министерства создана не имеющая аналогов система медицинского обеспечения безопасности пилотируемых космических полетов.

Однако в ближайшие десятилетия космическая деятельность будет связана с реализацией сложных космических программ, направленных на улучшение жизни в космосе и на Земле. Более строгими станут требования сохранения здоровья космонавтов, обеспечения их эффективной профессиональной деятельности и высокой работоспособности. Все это обусловлено увеличением длительности космических экспедиций, объемом внекорабельной деятельности и монтажных работ, усложнением исследовательской деятельности, быстрым развитием космического туризма (полетов непрофессиональных космонавтов).

Для решения этой задачи необходимо осуществить развернутые программы медико-биологических исследований. В том числе нацеленных на получение новых данных о влиянии невесомости и других факторов космического полета на жизнедеятельность целостного организма, на фундаментальные процессы, протекающую на различных уровнях, в том числе - на субклеточном уровне.

Для проведения подобных исследований, наряду с использованием уже имеющихся наземных экспериментальных баз и стендовых установок, необходимо максимально эффективно задействовать возможности, предоставляемые российским сегментом Международной космической станции. А также продолжить исследования на беспилотных биологических спутниках Земли.

Современные достижения в области обеспечения длительных космических полетов являются хорошим фундаментом для осуществления будущих космических проектов. В том числе марсианской миссии.

Автономность полета на Марс потребует значительно большей надежности как от технических систем корабля, так и от системы медицинского обеспечения. Невозможность экстренного возвращения экипажа на Землю или замены заболевшего члена экипажа делает совершенно необходимым участие в экспедиции высококвалифицированного врача. Помощь ему уже создаются автоматизированные системы сбора, передачи и анализа медико-биологической информации, банки и базы данных.

Пилотируемый полет на Марс потребует решения целого ряда физиологических проблем, обусловленных длительным пребыванием в невесомости. Симптоматика и механизмы наступающих при этом изменений в организме для полетов имеющейся продолжительности исследованы достаточно детально. Однако разработанные меры профилактики нуждаются в дальнейшем совершенствовании. В частности, должна быть уточнена возможность использования для этих целей искусственной силы тяжести (ИСТ) в случае недостаточной эффективности негравитационных средств профилактики.

Вместе с тем, применение ИСТ может привести к возникновению ряда физиологических проблем, связанных с пребыванием человека во вращающейся системе, к возникновению сенсорных конфликтов, затруднениям в ориентации и движениях, неблагоприятному влиянию на вестибулярный аппарат.

Одним из важнейших условий в обеспечении экспедиции на Марс является также успешное решение комплекса психологических проблем, включая готовность к адекватным решениям в нестандартных ситуациях. Обязательным условием для включения в состав экипажа должно быть наличие у кандидатов опыта длительного пребывания в космосе, поскольку межпланетный полет потребует мобилизации всех личностных ресурсов человека.

На борту марсианского корабля необходимо будет создать аналог земной биосферы, активными компонентами которого станут человек, животные, растения, микроорганизмы. При этом на смену существующим системам придут регенеративные системы жизнеобеспечения с высоким коэффициентом замкнутости циклов. В наземных лабораториях уже сейчас получены обнадеживающие результаты.

Другой важной проблемой является защита от галактического и солнечного космического излучения, которые значительно возрастут за пределами радиационных поясов. При длительных межпланетных путешествиях придется считаться с риском возникновения мутагенных процессов. А также с угрозой жизни и здоровью космонавтов. Решением этой проблемы может стать выбор определенных периодов солнечной активности, создание на борту космического корабля радиационного убежища и возможное использование фармакологических средств защиты.

Риск осуществления экспедиций на Марс значительно возрастет по сравнению с пребыванием на околоземных орбитах. Поэтому межпланетным миссиям должны предшествовать интенсивные и глубокие исследования в области космической физиологии, психологии, радиобиологии, разработка перспективных систем жизнеобеспечения, надежных средств защиты и сохранения здоровья космонавтов. Это вызывает необходимость приоритетного развития космической медицины и космической биологии как важнейшего из условий успешного решения задач, стоящих перед космонавтикой.

"Индустрия. Инженерная газета", 2002, № 5, февраль, С. 3
http://www.imbp.ru/webpages/WIN1251/Articles/2002/Polet_na_Mars.html