Анатолий Казаков - Ждет ли нас красная планета?

Поэтому для будущих марсианских полетов окажутся более перспективными системы, основанные на использовании физико-химических и биологических принципов.

Использование принципа биологического круговорота веществ для обеспечения жизнедеятельности человека было предложено еще К. Э. Циолковским, как естественное следствие его работ по теоретическому обоснованию межпланетных полетов. Развивая эти идеи, С. П. Королев в 1961 году писал: «Проблема обеспечения жизнедеятельности в таком полете может быть разрешена лишь путем создания на борту межпланетного корабля замкнутой экологической системы с постоянным кругооборотом веществ для обеспечения жизни космонавтов».

Накопленный в результате исследований и практики опыт уже сегодня позволяет говорить о некоторых предпочтительных для включения в такую систему жизнеобеспечения организмах. Так, длительные эксперименты с замкнутыми по газообмену системами «человек — водоросли» показали, что регенерация атмосферы корабля на 30–40, а то и более процентов может произойти за счет фотосинтеза, осуществляемого водорослями.

Исследовались также возможности утилизации в водорослевом реакторе отходов жизнедеятельности и бытовой воды. Оказалось, что с помощью той же хлореллы может осуществляться полная регенерация воды из влагосодержащих отходов. В процессе фотосинтеза микроводоросли поглощают также углекислый газ и образуют органические вещества, в том числе белки, углеводы, жирные кислоты и витамины. Если их выделить и очистить по специальной технологии, то они могут быть использованы для питания человека и животных в условиях длительного космического полета.

В космической оранжерее предполагается выращивать такие традиционные культуры, как свекла, капуста, салат… Одновременно растения поглощают углекислый газ из атмосферы и выделяют в нес кислород, испаряют влагу, используют для своего питания минерализированные отходы жизнедеятельности…

Эксперименты, проведенные нашими космонавтами, показали, что растения в невесомости в целом развиваются нормально. В частности, на станции «Салют-6» удалось вырастить растения и даже получить семена следующего поколения. Тем не менее работа эта пока весьма трудоемкая, выполняется практически целиком вручную, и стало быть, конструкторам техники ближайшего будущего придется заняться и проблемой автоматизации оранжерейного хозяйства на космическом межпланетном корабле.

Еще более сложна проблема космических «ферм». Правда, уже известно, что невесомость не является препятствием для роста и развития таких организмов, как рыбы, птицы, некоторые млекопитающие. По предварительным данным, — продуктивность рыб в космическом полете может на 30–40% обеспечить потребность экипажа в животном белке.

Однако и здесь еще предстоит разработать такие системы, которые позволят поддерживать нормальную жизнедеятельность, популяцию тех или иных видов животных во время полета.

Еще один барьер, который необходимо преодолеть при подготовке марсианской экспедиции, — радиационная безопасность. Ведь практически весь полет будет проходить при отсутствии защитного эффекта Земли, закрывающей орбитальный корабль от части излучения своей массой, а также геомагнитными полями. Между тем исследователи предполагают, что за примерно двухлетнее пребывание человека в космосе при полете на Марс и обратно можно ожидать потерю около 0,1% нервных клеток в коре головного мозга. Эти клетки будут погублены ударами излучения, состоящего из атомных ядер так называемого релятивистского, или галактического, фона. Правда, эта величина заметно ниже той, что наблюдается при естественном процессе старения. Тем не менее она представляется существенной, особенно если учесть возможное прохождение этих частиц через биологически важные скопления нейронов головного мозга. Повреждение клеток в этом случае может привести к различным патологическим изменениям в организме с неизвестными пока последствиями.

Поэтому прежде чем отправлять экспедицию на Марс, необходимо создать на межпланетном корабле надежное радиационное убежище, решить проблему оперативного оповещения экипажа о вспышках на Солнце и других источниках повышенной радиационной опасности. Эффективно обеспечивать радиационную безопасность помогут также фармакологические средства, строгий учет и регламентирование индивидуальных доз облучения членов экипажа, диагностика их состояния с помощью соответствующих методов и средств обследования.

Необыкновенно важна также и психологическая подготовка экипажа к полету, связанному с достаточно высокой степенью риска. Правда, чтобы уменьшить этот риск, многие специалисты предлагают отправить к Марсу сразу два корабля, которые бы в случае нужды могли подстраховать друг друга. Кроме того, чрезвычайно важно создать у экипажа абсолютное доверие к технике, уверенность, что в случае необходимости они с!ами смогут совершить необходимый ремонт.

Для этого каждый член экипажа должен быть профессионалом высочайшей квалификации в нескольких областях науки. Поэтому в состав экипажа должны войти, по всей видимости, люди зрелые, в возрасте 35–40 лет, имеющие богатый профессиональный и жизненный опыт. Обязательным условием при отборе кандидатов в марсианскую экспедицию будет и предшествующая космическая деятельность. Конечно, при этом вовсе не обязательно, чтобы каждый кандидат принимал участие в длительных полетах, но понимать не понаслышке, а на основании собственного опыта, что такое космос он должен. Ученые считают, что достаточно общего космического стажа в полгода, чтобы человек получил возможность ощутить все нюансы жизни за пределами Земли.

Численный состав экипажа, по мнению разных специалистов, может колебаться от 4 до 8 человек. Среди них, конечно, должны быть не только высококвалифицированные пилоты, инженеры по системам жизнеобеспечения, но и врач-клиницист, хорошо подготовленный как в области терапии и хирургии, так и в области психологии и психотерапии.

Без врача в такую экспедицию отправляться никак нельзя, тем более что уже сегодня понятно: невесомость создает ряд медицинских, физиологических и биологических проблем.

Конечно, за прошедшие годы космической медициной накоплен немалый опыт, получены знания о влиянии невесомости на те или иные процессы в организме человека. Пять советских космонавтов имеют общий налет более 200 суток, а Юрий Романенко пробыл на орбите 430 суток. Но многие проблемы еще не решены: например, не изучен механизм развития атрофии мышц. То есть, говоря иначе, во время длительного пребывания в условиях малой тяжести или вообще без нее нетренированные мышцы начинают уменьшать тонус, массу, а это потом может обернуться бедами неисчислимыми: у человека будут плохо работать не только руки, ноги, но и сердце. В условиях невесомости происходит также вымывание кальция из скелета, вследствие чего кости становятся непрочными, легко ломаются. Все это надо обязательно иметь в виду при полете на Марс и возвращении на Землю.