Как защитить космонавтов от радиации?

31.10.2017

Как защитить космонавтов от радиации?

НАСА и "Роскосмос" начинают серию экспериментов SIRIUS по длительной изоляции. Как нужно сегодня готовить космонавтов к полетам в дальний космос? Как защитить экипаж от радиации и одиночества? Обязательно ли вырезать аппендицит у тех, кто отправится к Луне и Марсу? Об этом корреспондент "РГ" беседует с директором Института медико-биологических проблем РАН академиком Олегом Орловым.


Олег Игоревич, "Роскосмос" и НАСА договорились вместе строить окололунную станцию. Не исключено, что Россия будет разрабатывать и жилой модуль. А как готовить людей, которым предстоит не только жить, но и работать на орбите Луны?

Олег Орлов: Очень важный вопрос. Почему? Да, у нас колоссальный опыт, колоссальный задел обеспечения длительных полетов. Космонавт-врач Валерий Поляков летал 437 суток: можно считать, на Марс и обратно.


И после приземления из спускаемого аппарата до палатки спасателей Поляков дошел сам! Триумф космической медицины?

Олег Орлов: Безусловно. Однако до сих пор экипажи летали и летают на орбите Земли. Что называется, "под боком". И вся система медицинского обеспечения построена на возможности возврата, если вдруг возникнет ситуация, угрожающая жизни. В свое время, например, разрабатывались варианты оказания хирургической помощи в космических полетах. У нас даже в музее какие-то экспонаты есть. Но потом все это было приостановлено. Летаем на орбите - и проще посадить. А межпланетные полеты будут автономными и будут иметь другие принципиальные отличия.


Какие?

Олег Орлов: Прежде всего это радиация. Мы знаем: на этапе Луны радиационная нагрузка у космонавтов будет выше, чем на орбите Земли, хотя и в пределах профессиональной нормы в отсутствие вспышек на Солнце. Однако мы имеем дело уже с галактическим излучением. Частицы, обладающие очень высокой энергией, могут нанести тяжелый биологический вред. Более того, сталкиваясь с конструкциями космической станции, они формируют еще и вторичное излучение.


Сделать техническую защиту сложно?

Олег Орлов: Думаю, нет. Но ни один корабль не выдержит вес такой защиты. Поэтому решающими становятся вопросы значимости биологических повреждений, восстановления функций. Мы в первую очередь говорим о мозге. Еще одна серьезная проблема - пребывание человека вне магнитного поля Земли. Это мало исследовано. Те научные данные, которые есть, не систематизированы, противоречивы. Поэтому необходимо разработать надежную систему медицинского обеспечения межпланетных полетов и создать задел для обеспечения планетных баз.


У всех на слуху недавний интереснейший российско-американский эксперимент на Международной космической станции: год провели в невесомости Михаил Корниенко и Скотт Келли. Почему и дальше нельзя отрабатывать дальние полеты именно на МКС?

Олег Орлов: Почему нельзя? Можно. Но в чем преимущество наземных экспериментов? Это возможность использования более широкого спектра научной аппаратуры и оборудования. На станции - ограничения по массе и габаритам. Это большая по сравнению с реальным полетом статистическая выборка. Это возможность предварительной отработки новых методов, аппаратуры и оборудования.

Двое суток ученые не дадут "космонавтам" спать. Возможно, отключат связь на какой-то период времени


Ведь мы полетим к Луне на корабле уже другого поколения?

Олег Орлов: Конечно. Сейчас разрабатывается новый пилотируемый корабль "Федерация". И ученые уверены: его создание должно идти под определенным медицинским, экологическим, санитарным сопровождением. Например, выбор материалов для конструкции корабля. Что лучше: металл или современные пластики? Однозначного ответа нет. Надо смотреть с точки зрения старения материалов, изменения их свойств при воздействии невесомости, радиации и т.д. Очень важно, скажем, знать, насколько они будут "газить", как это изменит на борту атмосферу. У нас есть определенные методики.


Насколько мне известно, в декабре пройдет очередное заседание российско-американской рабочей группы по космической биологии и медицине?

Олег Орлов: Да. Американцы подтвердили: приезжают. Достаточно большим составом. Ожидается широкая дискуссия и по лунной программе. И в части медицинского сопровождения, и в части научных задач. Начнем практическую работу. Договорились: сначала все отрабатываем на Земле. Потом как тренинг, как платформа для отработки в реальных условиях полета - на МКС. Сейчас на МКС временно сокращен российский экипаж. От этого во многом зависит возможность проведения годовых полетов.


На сколько рассчитана программа изоляционных экспериментов?

Олег Орлов: На пять лет. Это серия экспериментов продолжительностью от 4 месяцев до года. Мы договорились, что это будет открытая международная научная платформа, база - в развитие нашей концепции создания Международного центра по разработке системы медико-биологического обеспечения межпланетных полетов. Партнерами программы стали прежде всего коллеги из Программы исследований человека (HRP) НАСА. Есть и другие договоренности - с немецким космическим агентством, плотно идут переговоры с японской JAXA. Они подключаются к 4-месячной изоляции. Очень большая работа с итальянцами, которые хотят в эксперименте опробовать свои технологии и аппаратуру.


Вы начинаете с короткого эксперимента - 17-ти суток. Почему?

Олег Орлов: Это реальный сценарий полета к Луне: облет, работа на орбите и возврат. Пробный вариант. Научная задача - отработка поведения экипажа в экстремальных ситуациях, изучение реакции организма на стресс-факторы. В прошлых экспериментах мы моделировали всякие ЧП, неожиданные для экипажа. Здесь же в программе все прописано по-честному. Обязательно будет депривация сна: двое суток мы не дадим "космонавтам" спать. И будем изучать, как они смогут выполнять работу. Возможно, отключим связь на какой-то период времени. Надо сказать, что гендерный состав экипажа, а именно: трое мужчин и трое женщин - это тоже "провокация".


Слышала, что в одном из изоляционных экспериментов как-то разразился скандал: канадка, единственная девушка в экипаже, неадекватно восприняла дружеский жест со стороны россиянина. Было такое?

Олег Орлов: Было. Тут же еще другая проблема: формирования экипажа, взаимоотношений малых групп и т.д. Этот вопрос почему-то оказался выпавшим из внимания ученых. Наверное, не было такой задачи. А вот сейчас она поставлена.


Интересно, а аппендицит у космонавтов должен быть вырезан?

Олег Орлов: Очень хороший вопрос вы задали. Я уже упоминал, что проблема хирургии в космическом полете не решена. И если бы только аппендицит был. Если мы посмотрим таблицу возможности рисков в развитии тех или иных ситуаций, то я, наверное, соглашусь: аппендицит проще удалить, чтобы этот риск в полете не возник. Но могут возникнуть другие ситуации, требующие хирургического вмешательства. Поэтому как? Сейчас есть разные технологические подходы, включая робототехнику. Это важнейшая тема.


Знаю, что в "Марсе-500" испытатели некоторое время спали головой вниз, при угле кровати минус 12 градусов. Так имитировалось состояние, близкое к невесомости. В экспериментах по изоляции такого не будет?

Олег Орлов: Думаем. Возможно, испытатели будут спать в таком режиме, а в течение дня будем их поддерживать с помощью нагрузочных костюмов.


Как я понимаю, все подобные эксперименты нацелены на оценку уровня функциональных резервов человеческого организма. Важно "поймать", когда этот уровень начинает снижаться?

Олег Орлов: Мы должны научиться вовремя отслеживать это снижение. Сейчас все заинтересованы в поиске маркеров стресса.


А что может выступить таким маркером?

Олег Орлов: Для психологов, например, это отклонения в речевом взаимодействии членов экипажа. Для физиологов - какие-то тонкие вещи на уровне протеомных исследований. Например, изменение белкового состава мочи.

Оказывается, это может быть маркером начинающихся метаболических изменений, которые проявятся гораздо позже. Или, например, изучение выдыхаемого человеком воздуха: изменения, которые происходят в организме, оставляют здесь "след". Сегодня даже хеликобактер диагностируют по изменениям состава выдыхаемого воздуха - это уже клиническая практика.


Кто вошел в первый наземный "лунный" экипаж ?

Олег Орлов: Командир - космонавт Марк Серов, один из разработчиков корабля "Федерация". В числе испытателей и единственная женщина из российского отряда космонавтов - Анна Кикина. Будут две сотрудницы института - кандидаты биологических наук Наталия Лысова и Елена Лучицкая. Врач экипажа - наш Илья Рукавишников, который встречает космонавтов после приземления и проводит полевые эксперименты. Испытателем-добровольцем будет гражданин Германии Виктор Феттер, руководитель одного из проектов Airbus DS.


То, что в эксперименте участвуют космонавты, важно?

Олег Орлов: Безусловно. У них свой взгляд на происходящее. Кстати, по перспективному пилотируемому кораблю мы тесно работаем с коллегами из РКК "Энергия" . Они конструкторы, инженерная эргономика у них замечательная. Но нужны врачи, психологи, которые помогут доработать корабль с точки зрения "человек-машина". Договорились, что на нашей базе будет создан макет "Федерации". Будем отрабатывать вопросы системы жизнеобеспечения, вопросы управления. А чем наш научно-экспериментальный комплекс не модель для того же лунного поселения? Для отработки технологий, которые "на послезавтра"? Ученые, как всегда, смотрят на шаг вперед.


Все эксперименты будут проходить в знаменитых "бочках" ИМБП?

Олег Орлов: Да. Для "облета Луны" будут задействованы два отсека наземного экспериментального комплекса. Общий объем - 250 кв. метров. Вообще один из важнейших вопросов для межпланетных полетов: каким должен быть объем космического корабля? Есть некие задумки. Но надо понять многое. Какой экипаж самый оптимальный? Какие системы управления, жизнеобеспечения? Не секрет, что наземный экспериментальный комплекс - те самые "бочки" - в свое время строился как макет межпланетного корабля. Но представить себе, что такая махина полетит к Марсу, сложно.


Кстати, с РКК "Энергия" мы обсуждаем необходимость проведения изоляционного эксперимента и в совсем маленьком объеме. Он будет под реальные условия "Федерации" или семейства этих кораблей. Тоже очень серьезная задача.


Визитная карточка

Олег Игоревич Орлов, директор ГНЦ РФ - Института медико-биологических проблем РАН, академик РАН. Выпускник 1-го Московского медицинского института им. И.М. Сеченова и Академии народного хозяйства при правительстве РФ. Специалист в области космической физиологии и гравитационной биологии, космической медицины.

Автор более 100 научных работ, в том числе монографий,изобретений и патентов, учебных пособий. Член Совета РАН по космосу, а также ряда других координационных органов РАН и "Роскосмоса". Участник международных рабочих групп по космической медицине.


Наталия Ячменникова

Ссылка на статьи:  Космический рентген и здоровье / Космический рентген из Туманности Омара / Проверка на обезьянах космического рентгена / Жесткий галактический рентген успешно сфокусировали на снимке / Рентгеновская супервспышка на Солнце 6 сентября 2017 года / Новые источники рентгена в космосе / 9 интересных фактов про рентген / Врач-космонавт Валерий Поляков дольше всех был в космосе / Как космонавту стать киборгом / Лекарства от радиации  / Пояса Ван-Аллена / Космос полон рентгеновских лучей, происходящих от неизвестных источников