Выбор редакции

О лопающихся глазах, сосудах, кишечнике и прочих внутренних органах

Поскольку все жидкости и воздух, находящиеся в нашем теле, постоянно находятся под воздействием внутреннего и внешнего (в 1 атмосферу) давления, коим внутреннее уравновешивается, было бы неправильным сказать, что при исчезновении наружного давления наши ткани не начнут разбухать.

Конечно, начнут. Но не в том летальном варианте, который описывают нам наши несведущие друзья. Дело в том, что стенки наших внутренних органов, сосудов, клеток, как, в принципе, и сама кожа, эластичны и крепки, и им по силам будет выдержать внутреннее давление при отсутствии внешнего. Да, сердце продолжит функционировать в том же режиме, а, при стрессе, еще и в удвоенном, а потому сосуды наши, как и ткани, все больше будет раздувать от внутреннего давления.

Но перепад всего в 1 атмосферу это не тот случай, который может их порвать. Если раздувшееся тело человека успеют выудить из безвоздушного пространства пока он не помер от удушья, эта «изнутридавленческая опухоль» быстро спадет и все у него придет в норму. В любом случае, если человек и умрет в космическом вакууме, то точно не из-за того, что его «изорвало в тряпку» внутренним давлением.

Гораздо хуже будет, приспособившись к давлению в 1000 атмосфер, как гигантская акула в фильме «Мег: монстр глубины», резко всплыть до давления в 1 атмосферу. Здесь тело акулы разорвало бы еще на начальных стадиях подъема с глубины. Именно из-за этого данный фильм является полнейшей чушью и бредом.

Таким же бредом можно считать сцену в фильме «Чужой-4», когда на глазах у героинь Сигурни Уивер и Вайноны Райдер через маленькую дырочку в космос высосало гигантское чудовище, которого родила эволюционировавшая матка чужих. На самом деле эту дырочку можно было бы закрыть ладонью, и ничего бы плохого организму от этого бы не было. По крайней мере, до того, пока корабль бы не окутался пламенем при входе в атмосферу…

Кислородный запас

Когда проблема очистки воздуха решена, дело остается за малым: регулярно восполнять расход кислорода. В капсуле «Меркурий», первом американском космическом корабле, кислород добавлялся из газового баллона по сигналу датчика парциального давления. Аналогично обеспечивалась и орбитальная станция «Скайлэб», на борту которой в сжатом виде хранилось более 2 тонн кислорода и 600 килограммов азота в баллонах под давлением почти 210 атмосфер.

А вот на кораблях «Джемини» и «Аполлон» был применен иной подход к обеспечению кислородом. Его хранили в жидком виде и подавали для дыхания через контур газификации. Одновременно кислород использовался в топливных элементах для выработки электроэнергии в прямой реакции с водородом. Так же устроено снабжение кислородом и на космических челноках «Спейс шаттл». У них нет солнечных батарей, так что кислород нужен не только для дыхания экипажа, но и для работы электрооборудования. Его запас в значительной мере определяет возможную продолжительность полета.

Прямо противоположный подход применяется на МКС. Здесь высокая мощность солнечных батарей делает оправданным обратный процесс: электролизер «Электрон» разлагает техническую воду на кислород, пополняющий атмосферу станции, и водород, который сбрасывается за борт. Правда, такая система оказалась не слишком надежной. В 2005 году на МКС возникли неполадки с «Электроном», и российские космонавты были вынуждены сжигать так называемые кислородные шашки. Это устройства, представляющие собой канистру с пер хлоратом лития и железным порошком, которые при медленном горении выделяют газообразный кислород. По количеству запасенного кислорода на единицу массы шашки существенно эффективнее баллонов со сжатым воздухом, но при их использовании нельзя регулировать приток кислорода. Кроме того, срок их хранения ограничен.

Основные мифы, развенчать или подтвердить которые мы намерены

Нередко бывает, смотришь в компании сериал типа «Экпансии» или той же «Сотни», где человеку приходится на время оказаться в безвоздушном космическом пространстве без скафандра, и слышишь нравоучительные комментарии друзей:

• Да у него бы глаза лопнули от перепада давления!
• Да у него тело раздует и изорвет внутренним давлением!
• Да у него бы кровь закипела!
• Да он бы через секунду в кусок льда бы превратился!
• Да он бы изжарился на Солнце!
• Да он бы от радиации сгорел!

Эти и прочие высказывания мы и подвергнем исследованию, объясняя при этом ход своих мыслей самыми простыми, понятными каждому, словами. И начнем, пожалуй, с «абсолютного холода».

Замерзнет ли человек в космосе без скафандра в считанные секунды?

Для того, чтобы ответить на сей вопрос, разберемся что являет собой температура, как таковая. Температура это термин, определяющий уровень «нагретости» или «охлажденности» чего-то. Чтобы измерять температуру физического тела, нужно к нему присоединить датчик термометра. То же самое и с водой. Даже температуру воздуха можно измерить, поскольку он состоит из материальных частиц. И хоть молекулы того же кислорода, азота, воды или углекислого газа и менее «спрессованы» в воздухе, чем молекулы в твердом материальном теле, они также контактируют с той же колбой термометра, что и делает возможным измерить температуру.

Теперь рассмотрим космический вакуум. Нахождение молекул и атомов материальных веществ в нем вне пределов пылевых туманностей и скоплений (как в случае с нашей Солнечной системой) редко превышает 1 элементарную частицу на кубический сантиметр. А потому даже если эти частицы и будут исключительно холодными, каких-то 1000-2000 сторонних атомов не смогут охладить ваше тело за считанные секунды, и даже за минуты.

Герой Ди Каприо в «Титанике» «остыл» очень быстро, поскольку вокруг него находилась холодная вода, которой его тело отдавало свою тепловую энергию с огромной скоростью. В космическом вакууме охлаждать человека не чему.

Помещенное в космический вакуум тело будет охлаждаться не за счет того, что соприкоснется с «холодной пустотой», а за счет того, что без энергетической подпитки (тепла, излучаемого поверхностью планеты, атмосферным воздухом, солнечными лучами), молекулы и атомы нашего тела будут двигаться все медленнее, пока совсем не остановятся. Это и будет значить полнейшее замерзание.

По всему выходит, что такой массивный объект, как тело человека, даже находясь в тени планеты или спутника, остынет очень нескоро, а потому, если человек и погибнет в космосе без скафандра, то произойдет это в первую очередь уж точно не от холода.

Космическая сантехника

Так уж получилось, что человеческий организм должен время от времени избавляться от продуктов жизнедеятельности, в том числе и в космосе. В сутки здоровый человек выделяет в среднем 1,5 литра жидких и около 250 граммов твердых отходов. На Земле эта надобность, о которой обычно не говорят вслух, отправляется достаточно просто (разве что общественных туалетов всегда не хватает), но в космосе это настоящая проблема. В невесомости, если не принять специальных мер, отходы жизнедеятельности попросту разлетятся по всему объему орбитальной станции. Что, надо признать, не просто неприятно, но еще и вредно, и даже опасно…

На заре космонавтики, когда полеты были короткими и выполнялись, как правило, в скафандрах, первые устройства для сбора твердых и жидких отходов представляли собой эластичные трусы со сменными гигроскопическими прокладками — предтечами всем известных памперсов. Современное космическое ассенизационное устройство внешне напоминает туалет самолета или поезда, но имеет гораздо более сложное устройство. Этот туалет снабжен фиксаторами для ног и держателями для бедер (что делать — невесомость). Специальный вентилятор засасывает отходы в предназначенную для них емкость.

Мочу, собираемую в 20-литровые канистры, консервируют — с помощью раствора серной кислоты — и позднее перекачивают в освободившиеся баки для воды корабля «Прогресс». Твердые отходы размещаются в индивидуальных пакетах, хранящихся в алюминиевых контейнерах, которые также помещают в очередной «Прогресс», предварительно освобожденный от грузов. Отделившийся от станции корабль сжигает «продукт вторичный» в атмосфере, когда сходит с орбиты. Раньше на станциях «Салют» и «Мир» гермоконтейнеры с отходами просто периодически выбрасывались в космос через шлюз и сгорали в атмосфере самостоятельно.

Ассенизационное устройство капризно, особенно если использовать его слишком часто. К примеру, на МКС пока установлен единственный туалет — на российском модуле «Звезда». И когда в мае 2008 года он вышел из строя, экипажу пришлось пользоваться ассенизационным устройством корабля «Союз». К счастью, челнок «Дискавери» доставил в июне специальные контейнеры, а экипаж, исполнив роль «космических сантехников», смог починить туалет. Но полностью проблема будет решена только после монтажа на МКС еще одного туалета, изготовленного в России по заказу NASA за 19 миллионов долларов.

Давление воздуха

Если мерой критичности СЖО считать время, которое при их отказе остается в запасе у экипажа, то на первое место выходит, конечно, обеспечение воздухом. Он не только нужен для дыхания, но и обеспечивает необходимое внешнее давление, а также служит для отвода тепла, непрерывно выделяемого человеческим телом. Неудивительно, что одной из самых серьезных опасностей в космосе является разгерметизация, приводящая к потере воздуха.

Крупная пробоина или внезапно открывшийся в полете люк — страшный сон любого космонавта. Экипаж почти мгновенно оказывается в космическом вакууме, и если он не находится в спасательных скафандрах , то падение давления вызывает вскипание растворенных в крови газов, а воздух в альвеолах легких резко расширяется, приводя к их разрыву. Человек получает тяжелую баротравму, теряет сознание, и уже через минуту спасти его невозможно. Именно из-за этой угрозы для выхода в открытый космос приходится использовать специальные шлюзовые камеры с двумя люками — внешним и внутренним, которые нельзя открывать одновременно.

Прививка от радиации

Одним из направлений исследований в борьбе с радиацией является повышение радиорезистентности самих космонавтов. Например, за счет изменения их ДНК. Все люди по-разному подвержены раку и другим заболеваниям, связанным с облучением. Ученые ищут способ выделить эти отличия и с помощью современных методов генной инженерии «привить» их космонавтам.

Есть несколько вариантов, какие гены нужно внести, чтобы повысить радиорезистентность. Во-первых, гены антиоксидантов помогут защитить клетки от активных форм кислорода, появляющихся в результате облучения. Несколько экспериментальных групп уже успешно попробовало снизить чувствительность к радиации с помощью таких трансгенов. Однако от прямого воздействия облучения этот способ не спасет, только от опосредованного.

Более перспективный метод ― это использование радиозащитных трансгенов. Многие организмы (например, тихоходки) обладают высокой степенью радиорезистентности, и если выяснить, какие гены и молекулярные механизмы за этим стоят, их можно перевести на людей с помощью генной терапии. Чтобы убить 50% тихоходок, нужна доза облучения в 1000 раз больше, чем смертельная для человека. Недавно был обнаружен белок, который предположительно является одним из факторов такой выносливости – так называемый супрессор повреждений Dsup. В эксперименте с клеточной линией человека оказалось, что введение гена Dsup уменьшает повреждения на 40%. Это делает ген перспективным кандидатом в защитники человека от радиации.

К вопросу о «вскипающей крови»

Из уроков физики мы знаем, что чем меньше давление, тем ниже температура кипения. А когда давление отсутствует, кипеть вода сможет и при 10 градусах, и ниже. Именно с этим и связано предубеждение некоторых «знатоков» о том, что кровь у человека в жилах вскипит, окажись его тело в вакууме без скафандра.

Может быть так он и было бы, если бы внутри кровеносной системы человека кровь постоянно не находилась под своим собственным давлением. Мы знаем, что кровяное давление у человека в нормальной обстановке находится в пределах 120/70. Тот или иной показатель может несколько лавироваться, но в среднем даже между пиками, то есть – сердечными сокращениями, давление в кровеносной системе поддерживается на уровне 100 мбар. Чтобы было понятнее, переведем миллибары в миллиметры ртутного столба и получим 75 мм. рт. ст., то есть давление, как ни крути – далекое от нуля, при котором вода кипит только при 50 градусах. Температура же тела, как вы знаете, 36.6. Выводы ясны.

Стоит, также, обратить внимание и на тот факт, что в моменты стрессовых ситуаций, когда надпочечниками производится вброс адреналина в кровь, кровяное давление еще более подскакивает. Поэтому смерть от кипящей крови, как таковой, человеку уж точно не грозит

Будем ли мы когда-нибудь колонизировать Космос?

Будут ли наши дети посещать другие планеты? Чтобы ответит на эти вопросы нам нужно понимать одну важную вещь: сможем ли мы прокормить себя в длительных путешествиях вдали от Земли?

Полет на Марс займет несколько месяцев. Но исследовать глубины Галактики придется несоизмеримо дольше. И обеспечение питанием путешественников будет серьезной проблемой. Брать запасы еды с собой и хранить их на борту космического корабля очень неэффективно. Как с точки зрения ограничений по весу и пространству, так и с точки зрения их сроков хранения

Важное значение для решения этой проблемы будет иметь пища, растущая непосредственно на борту космического корабля

Однако все не просто так. Условия, существующие в вакууме, довольно суровы по сравнению с земными. Семена в космосе должны выдерживать большие дозы ультрафиолетового и космического излучения. А так же низкого давления и невесомости.

Интересно, что первыми космическими путешественниками были семена. В 1946 году американцы запустили ракету V-2 с семенами кукурузы, чтобы изучить, что произойдет при воздействии на них радиации. С тех пор научному сообществу стало известно многое о влиянии космической среды на всхожесть, обмен веществ, генетику, биохимию и даже производство семян.

Астробиологи Дэвид Тепфер и Сидней Лич провели работу на очень интересную тему. Они изучали то, как изменились семена после возвращаться на Землю после продолжительных периодов пребывания на МКС. Эксперименты, которые они проводили в рамках миссии EXPOSE, были намного длиннее, чем многие другие эксперименты с семенами, проводившимися в космосе. И, к тому же, семена находились снаружи станции, а не внутри ее. Цель эксперимента заключалась в том, чтобы понять не только последствия длительного радиационного облучения. Но и природу молекулярных механизмов этих эффектов.

Для будущего человечества

Эти открытия могут дать полезную информацию для будущих исследований в области космической агрономии. Ученые и дальше будут исследовать генетически модифицированные семена, чтобы обеспечить дополнительную защиту клеточного механизма, необходимого для синтеза белков, таких как рибосомы. Дальнейшие исследования также будут направлены на то, как семена, хранящиеся в космосе, прорастают в условиях невесомости, а не в условиях Земли.

Исследователи постоянно расширяют знания того, как пространство влияет на растения и их семена. И мы будем продолжать делать шаги, необходимые для организации производства пищи в космосе. Это будет решающим шагом к появлению устойчивых колоний на других планетах. Которые смогут выжить за пределами комфортных границ биосферы нашей родной планеты.

Радиационная защита

Кроме обеспечения относительного комфорта для космонавтов создатели орбитальных станций и кораблей озабочены защитой экипажа от космического излучения. Оно состоит из заряженных частиц, в основном протонов и электронов, а также высокочастотных электромагнитных квантов. Часть из них приходит от Солнца, часть — из глубокого космоса. Проходя через тело человека, это излучение вызывает ионизацию вещества, нарушая работу облученных клеток, тканей и организма в целом.

Землю от космического излучения защищают атмосфера и магнитное поле. На орбите радиационный фон в сотни раз больше, чем на поверхности Земли. Каждые сутки космонавт получает дозу облучения 0,3–0,8 миллизиверта — примерно в пять раз больше, чем при рентгене грудной клетки. При работе в открытом космосе воздействие радиации оказывается еще на порядок выше. А в моменты мощных солнечных вспышек можно за один день на станции схватить 50-суточную норму. Не дай бог в такое время работать за бортом — за один выход можно выбрать допустимую за всю карьеру дозу, составляющую 1000 миллизивертов. В обычных условиях ее хватило бы года на четыре — столько еще никто не налетал. Причем ущерб здоровью от такого однократного облучения будет значительно выше, чем от растянутого на годы.

И все же низкие околоземные орбиты еще относительно безопасны. Магнитное поле Земли захватывает заряженные частицы солнечного ветра, образуя радиационные пояса. Они имеют форму широкого бублика, окружающего Землю по экватору на высоте от 1000 до 50 000 километров. Максимальная плотность частиц достигается на высотах около 4000 и 16 000 километров. Сколько-нибудь длительная задержка корабля в радиационных поясах представляет серьезную угрозу жизни экипажа. Пересекая их на пути к Луне, американские астронавты за несколько часов рисковали получить дозу 10–20 миллизивертов — как за месяц работы на орбите.

Как ученые пытаются вызвать искусственную гибернацию

Проект «Технологии искусственного гипобиоза»

«Технологии искусственного гипобиоза» — совместный проект Фонда перспективных исследований и Института биофизики клетки РАН. Целью исследований было создать препарат, который погружал бы человека в искусственную спячку.

Проект завершился в 2018 году: ученые разработали сложную фармацевтическую композицию, включающую также инертный газ ксенон. Препарат тестировали на кроликах и крысах, у которых после укола на 7℃ понижалась температура и на 70% замедлялся метаболизм. Через 10–15 часов животные возвращались к нормальному состоянию.

По словам заведующего лабораторией механизмов природных гипометаболических состояний ИБК РАН, кандидата биологических наук Надежды Захаровой, с помощью инъекций удавалось поддерживать крыс в гибернации на протяжении семи суток. После того как препарат пройдет доклинические испытания на токсичность, начнется разработка технологии для людей. Но одним из препятствий для широкого применения может стать высокая цена ксенона: объем газа, необходимый для поддержания анестезии человека в течение двух часов, стоит порядка $300.

Эксперимент с сероводородом

В 2005 году ученые из Онкологического исследовательского центра в Сиэтле обнаружили, что сероводород вызывает состояние гибернации у мышей, в естественных условиях не впадающих в спячку. Когда животные поглощали газ, их метаболизм постепенно замедлялся на 90%. Также после этого они могли провести около семи часов, дыша воздухом с содержанием кислорода 3–5%, — обычно в таких условиях мыши умирают через 20 минут. Нормальная концентрация кислорода в атмосфере — 20%.

Эксперимент попытались повторить на овцах, но выяснилось, что крупных животных погрузить в спячку с помощью сероводорода невозможно. Маленькие дозы на них не действуют, а большие слишком токсичны и приводят к смерти.

Активация определенных нейронов

В 2020 году две группы ученых — из Гарвардской медицинской школы и Цукубского университета — независимо друг от друга обнаружили у мышей нейроны, регулирующие состояние гибернации. Исследователи воздействовали на определенную часть мозга животных с помощью химических веществ. После стимуляции нейронов температура тела у мышей снижалась, метаболизм замедлялся.

Как объяснили результат ученые, даже у млекопитающих, не впадающих в сезонную спячку, есть защитный механизм гибернации. Он активируется при недостатке калорий — главном признаке неблагоприятных условий. Было показано, что стимуляция определенных нейронов погружает мышей в гибернацию даже при достаточном количестве пищи. На людях похожие эксперименты пока не проводили, но ученые считают, что это открытие станет основой для будущих исследований.

Снижение температуры

В спячке температура тела животных снижается, поэтому возможно, что так же получится вызвать гибернацию у человека. Краткосрочную искусственную гипотермию (снижение температуры) уже сейчас применяют в медицине, например во время реанимации при остановке сердца.

Через катетер в вену вводят охлаждающий раствор, который циркулирует в организме и замедляет метаболизм. Это позволяет отложить наступление необратимых повреждений мозга, вызванных нехваткой кислорода. У врачей появляется больше времени на реанимацию. Главная проблема при гипотермии — купировать нарушение функций различных органов, вызванное избыточным переохлаждением.

Радиация вокруг нас

Открытие радиации изменило мир и ускорило прогресс. «Приручив» цепную ядерную реакцию, люди научились получать из нее энергию. Сегодня радиационные технологии используют в медицине, науке, промышленности, криминалистике, археологии и даже в сельском хозяйстве. Но везде, где люди сталкиваются с радиоактивным излучением, им необходимо защищаться от его воздействия.

Вообще, радиацией принято называть любое излучение. Но для человека опасность представляет ионизирующее ― поток частиц, летящий со скоростями близкими к скорости света, который, проходя через вещество, вызывает ионизацию его атомов. То есть выбивает один или несколько электронов, меняя заряд атома на положительный. При этом молекула, в состав которой входит атом, начинает вступать в агрессивное взаимодействие с другими молекулами вокруг. Например, в организме человека вода под воздействием радиации распадется на два радикала: H и OH. Они в свою очередь вступают в реакции с молекулами ДНК, белками, жирами и другими клетками, в результате чего они разрушаются и погибают. 

Бомбардировка энергией

Эксперимент EXPOSE-E начался на Международной космической станции ​(МКС) в 2008 году. Он продолжался 558 дней. То есть в целом чуть менее двух лет.

Семена находились снаружи МКС за специальным стеклом. Оно пропускает ультрафиолетовое излучение только на длинах волн от 110 до 400 нанометров. ДНК легко поглощает УФ-излучение в этом диапазоне. Второй, идентичный набор семян был внутри МКС. И он был полностью защищен от УФ-излучения. Цель этого эксперимента состояла в том, чтобы наблюдать эффекты от УФ-излучения отдельно от воздействия других видов излучения. Таких, например, как космические лучи, которые находятся в космосе повсеместно.

Тепфер и Лич выбрали семена табака и растения Arabidopsis для эксперимента EXPOSE-E. Потому что у них есть избыточный геном. И, следовательно, хорошие шансы на выживание. Также они добавляли в генетически модифицированный табак с избыточным геном устойчивости антибиотики. Замысел заключался в том, чтобы позже проверить этот ген у и определить, был ли нанесен какой-либо ущерб. В дополнение к нормальному Arapidopsis ученые отправили на МКС два генетически модифицированных штамма растения. Они содержали низкие и отсутствующие УФ-защитные химикаты в их семенах. Также в космос были отправлены очищенная ДНК и очищенные флавоноиды. Это дало исследователям широкий спектр сценариев, позволяющих понять влияние космоса на семена.

Второй эксперимент на МКС под названием EXPOSE-R включал изучение только трех типов семян Arabidopsis. Они получили более двойной дозы ультрафиолетового излучения из-за более длительной продолжительности эксперимента – 682 дня. Также исследователи провели наземный эксперимент в лаборатории на Земле. В ходе него Arabidopsis, табак и семена Ипомеи облучались очень высокими дозами ультрафиолетового света в течение месяца.

Проведение экспериментов в различных условиях воздействия позволило ученым выяснить, насколько хорошо семена сохранили свои свойства.

Радиационный щит для космонавтов

Однако, если на Земле мы находимся под защитой кокона из атмосферы и магнитного поля планеты, то космонавты подвержены ей гораздо сильнее. Существует длинный список мер по обеспечению безопасной жизни космонавтов. Поддержание давления воздуха, переработка и удаление углекислого газа, пополнение запаса кислорода и пищи, космический туалет – для всего этого создается отдельная сложнейшая система. Также и радиационная защита строится из комплекса мер. На МКС, например, защита космонавтов в первую очередь обеспечивается за счет экранирования модулей, а также применения специальных сплавов алюминия и полиэтиленовых материалов. Помимо этого, оборудование, запасы кислорода, баки с топливом и водой располагаются вокруг отсеков, создавая дополнительную защиту для поглощения внешнего излучения.

Критика идеи о гибернации человека

Некоторые ученые считают, что погрузить человека в состояние, похожее на спячку, получится только на короткое время — например, для операции. Нейробиолог Крейг Хеллер из Стэнфордского университета утверждает, что длительная гибернация космонавтов невозможна. Во время полета астронавты активно занимаются спортом, но их мышцы все равно теряют массу — по словам ученого, несколько месяцев во сне без движения просто разрушат организм.

Также Хеллер считает, что, в отличие от животных, человек не способен приспособиться к снижению температуры и замедлению метаболизма. Большинство ферментов и биохимических соединений работают в теплой среде, и без них организм не сможет функционировать.

Евгений Фесенко:

«Среди известных видов гибернации человеку теоретически наиболее подошел бы аналог спячки медведя со снижением температуры не более чем на 5–7℃ и замедлением метаболизма в четыре раза. Но достижение близких показателей у человека с помощью, например, фармакологических препаратов — не единственная задача, которую требуется решить в рамках разработки технологии искусственной гибернации. У медведя существуют механизмы, препятствующие атрофии мышц во время спячки. Далеко не факт, что эти механизмы удастся воспроизвести.

Кроме того, сроки гибернации медведей составляют 3–6 месяцев, тогда как продолжительность путешествия, например, к Марсу оценивают в 7–10 месяцев. Вероятно, подобный срок потребует смены периодов гибернации и бодрствования, что также осложняет ситуацию».

Зачем космонавтам спать в полете

Экономия ресурсов и пространства

В гибернации космонавтам не потребуется питание в привычном виде — необходимые организму вещества будут поставляться через систему жизнеобеспечения. За счет сокращения запасов пищи и воды на борту вес шаттла уменьшится, и для полета понадобится меньше топлива.

Космические корабли станут компактнее, так как астронавты будут лежать в капсулах сна, не передвигаясь по салону. Агентство NASA рассчитало, что для экипажа из 4–6 человек объем жилого модуля сократится в шесть раз, а суммарная масса снаряжения, продуктов питания и личных вещей — на 52–68%.

Защита от радиации

В космосе человек за сутки получает в 200 раз больше радиации, чем на Земле. Этот уровень зафиксировали на поверхности Луны. Из-за отсутствия атмосферы земной спутник не защищен от радиации, поэтому показатели соответствуют излучению в открытом космосе. Это равносильно тому, как если бы астронавт ежедневно по 5–6 раз проходил рентгенографию грудной клетки. Повышенное радиоактивное излучение сокращает продолжительность жизни и может вызывать онкологические заболевания.

В состоянии гибернации организм лучше защищен от радиации, чем при бодрствовании. Это выяснили ученые из Болонского университета: они искусственно ввели крыс в спячку и подвергли их рентгеновскому излучению. Анализ тканей органов показал, что для животных в гибернации радиация была менее опасной по сравнению с крысами, которых облучали в состоянии активности.

Помимо физиологического аспекта есть и технический. По словам Джейсона Дерлета, инженера и руководителя Института передовых концепций NASA, когда все космонавты находятся в одной части корабля и не передвигаются, ее проще и дешевле защитить от радиации, чем весь шаттл.

Сохранение психического здоровья экипажа

Полет в космос — тяжелое испытание для человеческой психики. Во-первых, члены экипажа долгое время находятся друг с другом в ограниченном пространстве, вдали от семьи и друзей. Главные психологические факторы, по которым отбирают космонавтов, — высокая терпимость к окружающим, неконфликтность и умение работать в коллективе. Но в течение полета взаимоотношения между членами экипажа все равно могут ухудшаться, что влияет на успех программы.

Во-вторых, у астронавтов нарушаются циркадные ритмы, которые регулируют периоды отдыха и активности. Но когда космонавты кружат по орбите, «закаты» или «восходы» Солнца происходят каждые 45 минут, поэтому суточный цикл не делится на день и ночь, как на Земле. Из-за этого организм не понимает, когда нужно спать, а когда бодрствовать, может возникать чувство постоянной усталости и раздражительность. Если космонавты будут находиться в состоянии гибернации, негативных последствий для их психики, связанных с длительной изоляцией и нарушением сна, удастся избежать.

Евгений Фесенко, кандидат биологических наук, заместитель директора по научной работе, заведующий лабораторией криобиологии Института биофизики клетки ФИЦ ПНЦБИ РАН:

«Помимо экономии кислорода, воды, продуктов питания к потенциальным преимуществам гибернации можно отнести защиту от космической радиации, а также сохранение психического здоровья во время полета».