Космическая медицина: до, во время и после полета

Как появилась космическая медицина, почему она нужна не только за пределами Земли и как за шесть десятилетий изменились ее методы? Разбираемся в еженедельной рубрике «Имени языка Эйнштейна» в честь Всемирного дня здоровья — 7 апреля.

Из неба еще выше
Еще до первых полетов живых существ в космос ученые наблюдали за их поведением и состоянием в экстремальных условиях — на подводных лодках и в авиации. Чтобы планировать, осуществлять и изучать безопасные и длительные путешествия за пределы Земли, в ГНИИИ авиационной медицины сформировали отдел космической медицины. Его сотрудники разрабатывают системы жизнеобеспечения и спасения человека в полете, исследуют их эффективность, готовят космонавтов физически и психологически, изучают изменения в организме человека под влиянием космической среды. При этом сама наука сфокусирована скорее не на способах лечения людей, а на профилактике, выявлении и предотвращении заболеваний.

Начиная с 1957 года, в космос запускают биоспутники — космические аппараты, предназначенные для проведения биологических исследований. С их помощью изучают влияние условий космоса на живые организмы.

Так как на протяжении полета космонавт находится в замкнутом пространстве в экстремальных условиях, ему нужна не только физическая, но и психологическая подготовка. Этим занимается космическая психология. Так, чтобы понять особенности состояния человека во время полетов, первый космический психолог В. И. Лебедев лично участвовал в тренировках и испытаниях астронавтов.

Земля для космоса тогда
В 50-е годы прошлого века ученые еще не понимали, что именно нужно уметь и знать для полета за пределы нашей планеты, поэтому требования отбора были жесткими и даже завышенными. Первые космонавты изучали астрономию, геофизику, авиационную медицину, ракетостроение и прочее. Они тренировались  в термокамере, на центрифуге и вибростенде, проходили парашютную и общефизическую подготовку и летали на самолетах, воспроизводящих невесомость.

Перед специалистами СССР и США задача отбора людей для полета в космос возникла почти одновременно — в 1959 году. В обеих странах в качестве кандидатур принимали только военных летчиков. На роль первых астронавтов НАСА изначально отобрали 508 кандидатов, из которых только семеро были признаны годными. Впоследствии все они участвовали в космических полетах. В СССР же в конкурсе участвовали 3641 человек, из которых только 20 вошли в первый отряд космонавтов, а в космос слетали 12 человек.

Во время первого пилотируемого полета в космос в 1961 году регистрировались медицинские показатели Ю. А. Гагарина: электрокардиограмма, частота дыхания и звуковые сигналы пульса. Данные передавались по радиоканалу.

С каждым последующим запуском медики фиксировали все больше данных. Например, в первом групповом полете в 1962 году специалисты удаленно снимали электроэнцефалограммы экипажа: А. Г. Николаева и П. Р. Поповича. Также на корабле велась киносъемка, проводились психологические тесты, вестибулярные пробы, психологические тесты, пробы с физической нагрузкой и другие.

Земля для космоса сейчас
После долгого пребывания в невесомости космонавты воспринимают земное тяготение как перегрузку — она сопровождается ощущением чрезмерного веса тела и нарушениями пространственной ориентации. Поэтому экипаж проходит послеполетную реабилитацию, которая длится две-три недели. За это время врачи диагностируют изменения в состоянии здоровья космонавта. Так, НАСА проводит ежегодные обследования космонавтов, чтобы выявить долгосрочные эффекты пребывания в космосе.

Сейчас космическая медицина также занимается моделированием длительных межпланетных полетов на Земле. В 2010-2011 годах Роскосмос и РАН провели эксперимент «Марс-500» по имитации пилотируемого полета на красную планету: в течение 520 суток шесть волонтеров находились в замкнутом пространстве при условиях, максимально приближенных к реальному полету.

Межпланетный симбиоз
Одни и те же процессы приводят к нарушениям работы организма и в полетах, и на Земле. Поэтому методы и аппараты предполетной профилактики заболеваний можно использовать и в клинической медицины.

Недостаток активности и невесомость в космосе приводят к атрофии мышц, нарушениям в работе опорно-двигательной и сердечно-сосудистой систем человека. Для профилактики гиподинамии на МКС и станции «Мир» используют электромиостимуляцию — электрический ток стимулирует двигательные нервы, вызывает сокращения мышц и, таким образом, поддерживает их работоспособность. На Земле этот метод используют в спортивной медицине, реабилитации после травм конечностей и позвоночника и для лечения пациентов с хронической сердечной недостаточностью.

Обложка: фотобанк РИА Новости
Иллюстрации: подготовка биоспутника Фотон-М №4, проекта «Биоспутник» ИМБП РАН, 2014 год,  обследование участников эксперимента «Юпитер-2», архив ИМБП РАН, работа в скафандрах на имитаторе марсианской поверхности, ИМБП РАН, 2011 год