За пределами Земли. В поисках нового дома в Солнечной системе - Чарльз Уолфорт

Но эти проекты касаются лишь нескольких из 32 рисков, связанных с пребыванием в космосе, которыми занимается Программа исследования человека NASA. Диапазон этих рисков — от утраты слуха после полета на ракете до воздействия токсичной лунной пыли, проникающей в посадочные лунные модули, от проблем с иммунной системой (возможно, связанных с частыми высыпаниями на коже астронавтов) до камней в почках, формирующихся в невесомости отчасти из-за вымывания кальция из костей. Для некоторых пунктов списка пока нет готовых решений. Это самые трудные задачи на пути к отправке людей на другую планету.

Барратт перечисляет пять самых главных пунктов так, как будто он все время про них думает. Истончение костей и мышц. Радиация. Психологические трудности. Автономная медицинская помощь. Нарушение зрения. Ни одна из них не решена до конца, а некоторые в результате исследования оказались даже более серьезными. Вопрос касательно зрения возник в 2009 г., отчасти в связи с глазами самого Майка.

Когда Майк был на МКС, он заметил, что его зрение слабеет — явление это настолько обычно, что NASA давным-давно начало посылать очки и тем астронавтам, которым они были не нужны на Земле. Эта проблема почти не исследовалась; большинство астронавтов летают в космос в том возрасте, когда им и так становятся нужны очки.

«Мы с Бобом Тёрском заметили, что нам нужно немного большее увеличение для выполнения работы. Будучи врачами, мы осмотрели глаза друг друга с помощью офтальмоскопов, и нам показалось, что мы видим небольшие отеки диска зрительного нерва». Иначе говоря, то место, где глазной нерв входит в глаз, оказалось немного припухшим и у Барратта, и у канадского астронавта Тёрска. NASA доставило дополнительное оборудование для съемки, чтобы прояснить вопрос, и с его помощью астронавты сделали крупнейшее открытие за десятилетия медицинских исследований в космосе.

«Настоящее открытие произошло, когда мы сделали друг другу УЗИ, — говорит Майк. — В моей голове определенно происходило что-то важное».

На изображениях было видно, что зрительный нерв распух вдвое против нормального размера, а глаз Майка стал более плоским. В дальнейшем другие ученые провели исследования многих астронавтов, и у каждого из них обнаружились проблемы с глазным давлением — уникальные метки побывавших в космосе. Отека диска у многих не было, и на Земле припухлость всегда пропадала, но 60% астронавтов, отработавших длительную экспедицию в космосе, жаловались на снижение остроты зрения и на слепые пятна. Согласно статье Томаса Мейдера 2011 г., у некоторых трудности со зрением не прошли на Земле даже годы спустя.

Это непростая проблема, и ее истоки не вполне понятны. Кажется, основная причина в постоянно повышенном давлении жидкости в мозге из-за невесомости, а также в высокой концентрации углекислого газа в космических аппаратах (CO2 расслабляет кровеносные сосуды). Кристиан Отто, космический врач, объясняет, что на Земле, если ничего не делать с избыточным давлением, у пациента в конце концов истончается ткань глазного нерва, а опухание препятствует питанию клеток глюкозой и кислородом. Но Кристиан говорит, что при том уровне опухания, что наблюдается в космосе, время гибели нервных клеток превышает шесть месяцев. Большинство астронавтов МКС проводят в космосе не более шесть месяцев подряд. В полете продолжительностью в год риск выше, а трехлетний полет на Марс может привести к частичной слепоте.

В связи с ухудшением зрения возник вопрос о том, что еще может происходить с мозгом из-за влияния невесомости на циркуляцию жидкостей. Кристиан говорит, что без тяготения нарушается циркуляция спинномозговой жидкости. На Земле эта жидкость выводит продукты жизнедеятельности мозга, и считается, что недостаточная ее циркуляция приводит к слабоумию. NASA еще не исследовало этот вопрос, но врачи хотят заняться анализом спинномозговой жидкости после полетов, чтобы проверить ее на маркеры заболеваний, приводящих к слабоумию, а также провести когнитивные испытания астронавтов, чтобы узнать, снижается ли их интеллект (хотя этого вроде бы не происходит).

Даже не вполне понимая проблему, NASA ищет решения, называя их «контрмерами». Астронавт Скотт Келли вернулся после года на МКС в марте 2016 г., надеясь на то, что проблемы со зрением можно предотвратить с помощью пары российских вакуумных штанов[55]. Это хитроумное изобретение заставляет кровь перемещаться в нижнюю половину тела. Но в долгосрочной перспективе такое решение непрактично. Чтобы путешествовать сквозь космос годами, людям, вероятно, понадобится искусственная тяжесть.

Будучи главой Программы исследования человека[56], Барратт созвал конференцию с целью возобновить исследования на тему создания центробежной силы, действующей подобно силе тяготения, с помощью вращения космического аппарата. Тема непростая, и за последние 15 лет исследований она не особо продвинулась.

Майк считает, что даже слабая тяжесть окажется достаточной для того, чтобы защитить зрительный нерв, так что после посадки на Луну или Марс повреждение приостановится. Но мы не знаем этого наверняка. Проблемы со зрением, возникающие на МКС, никогда не проявлялись во время исследований постельного режима. Группа Кромвель в Галвестоне начала опыты по исследованию воздействия малой тяжести, укладывая испытуемых в постели под углом — так, чтобы их ступни были расположены чуть ниже головы. Тем самым научная команда воссоздала нагрузку лунного тяготения (1/6 от земного) на мышцы и кости. Но ученые не были уверены в том, что подобрали правильную степень смещения жидкостей, и нельзя было проверить это без сравнения с Луной или иной обстановкой с малой тяжестью. Когда Обама отменил лунную миссию, работа была остановлена.

Все это показывает, как мало мы знаем о жизни в космосе. То, что мы продолжаем обнаруживать новые опасности космических полетов, — нехороший признак. Если бы не любопытство Барратта и Тёрска на МКС, мы могли бы узнать о повреждении зрительного нерва лишь тогда, когда астронавты начали бы терять зрение в миллионах километров от Земли на пути к Марсу.

«Мы не знаем о долгосрочных последствиях, ведь происходят достаточно серьезные физиологические изменения, затрагивающие мозг и зрительный нерв, — говорит Майк. — Мы не знаем механизма происходящего, и трудно найти то, чего мы не ищем. Возможны ли долгосрочные изменения зрения, вырождение белого вещества мозга или когнитивные проблемы? Нам это не известно, потому что мы не искали ответов.

Возможно, мы не замечаем многое из того, что у нас прямо под носом. Пять лет назад никто не знал об этом синдроме. Сейчас он — один из основных рисков. Мы знаем о нем только потому, что накопили достаточный опыт полетов, а на борту МКС были инструменты, позволяющие его обнаружить. А что мы еще не обнаружили?»

* * *

Взрыв сверхновой выбрасывает материю во Вселенную со скоростью, близкой к скорости света. Небольшую часть этих галактических космических лучей составляют тяжелые элементы, формирующиеся в глубине звезд; их называют тяжелыми заряженными частицами (ТЗЧ) высоких энергий, и это в основном углерод, кислород, кремний и железо. Ядро атома железа без электронной оболочки — суперионизатор с положительным зарядом 26, притягивающий электроны атомов, мимо которых оно пролетает. Оно способно разрушить молекулы в живых клетках и других материалах. На такой скорости тяжелый ион также наносит незаурядный физический удар, сталкиваясь с другой материей. Наблюдались ТЗЧ — отдельные атомные ядра! — с энергией, эквивалентной энергии бейсбольного мяча, брошенного профессионалом.