Интересный факт — в космосе, невозможно плакать — всё из-за невесомости. Слёзная жидкость скапливается и остаётся в глазах, причиняя дискомфорт.
Жизнь космонавтов на орбите
О том, как космонавты живут на борту космических кораблей, они распространяться не любят. Орбитальный быт достаточно суров, плюс невесомость. А это то, к чему ни одна земная тренировка не приучит.
Даже сейчас, когда опыт околоземных полетов исчисляется годами, обеспечение жизнедеятельности в космосе остается чрезвычайно сложной технической и медицинской задачей. Ее решение возложено на систему обеспечения жизнедеятельности (СОЖ). Иногда также используют термин «системы жизнеобеспечения» (СЖО).
- устройства и запасы для бесперебойного снабжения экипажа воздухом, водой и пищей;
- устройства для очистки воздуха и воды;
- приборы и системы регулирования температуры;
- службы санитарно-гигиенического обеспечения.
СОЖ работает непрерывно, начиная с посадки экипажа в космический корабль на стартовом комплексе и заканчивая приземлением спускаемого аппарата. К системе предъявляются весьма жесткие требования по надежности и комфортности.При этом она должна быть неприхотливой в обслуживании и должна иметь минимально возможные объем, массу и энергопотребление.
Существование в невесомости
Невесомость делает космический быт невыносимым. Пища космонавтов мелко расфасована. Еды – на один укус, чтобы не оставлять крошек. Дело в том, что любая летающая крошка или капля, попав в дыхательные пути кого-нибудь из членов экипажа, может стать причиной его смерти.
Люди переносят невесомость порой очень тяжело. Почти все космонавты подвержены так называемой «космической болезни»: головные боли, потеря ориентации в пространстве и отсутствие нормальной координации. Продолжается это состояние первые несколько дней пребывания в космосе.
Интересный факт — в космосе, невозможно плакать — всё из-за невесомости. Слёзная жидкость скапливается и остаётся в глазах, причиняя дискомфорт.
Соблюдение привычных правил гигиены превращается в проблему. На орбите толком ни помыться, ни в туалет сходить. В свое время над вопросом космических туалетов работало несколько научно-исследовательских институтов.
До сих пор в одном из НИИ сохранен «бронзовый зад» Валентины Терешковой, созданный по индивидуальному слепку. Делалось все это для того, чтобы полностью исключить попадание в кабину мочи и других неприятных вещей. Ведь верх и низ в космическом пространстве равнозначны, летай как хочешь.
Есть у космонавтов и каюты. Это такие ниши шириной и глубиной примерно в полметра.
Обстановка в «апартаментах» тоже не роскошная: висящий на крючке спальник да зеркало. Многие космонавты жалуются, что первое время не могут уснуть из-за отсутствия привычного горизонтального положения и кровати.
В космосе можно вырасти! Из-за отсутствия силы притяжения в космосе позвоночник человека немного удлиняется. В связи с этим рост человека увеличивается в среднем на 4-6 сантиметров. Современные скафандры и индивидуальное оборудование разрабатываются с учетом этих особенностей. Кстати, на заре космонавтики это приводило инженеров-проектировщиков в замешательство: во время полёта космонавту вдруг становилось тесно в своем посадочном месте!
Нелегко проходит и обратное привыкание к условиям жизни на Земле. Помимо появившейся силы тяжести и, соответственно, постоянной нагрузки на организм, космонавты заново привыкают к отсутствию невесомости — к тому, что окружающие предметы больше не парят свободно в воздухе. Поначалу некоторые из них даже пытались, например, оставить чашку висеть поблизости, забыв, что она упадет и разобьётся.
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.
Семена имеют некоторую защиту
Семена обладают несколькими удивительными особенностями. Именно они, как предположили Тепфер и Лич, дают этим «космическим путешественникам» шанс на выживание. Семена как правило, защищают свои важные внутренние области мощным внешним слоем. К тому же они содержат несколько копий важных генов – то, что ученые называют избыточностью. Генетическая избыточность достаточно широко распространена у цветущих растений. Особенно у тех, которые мы используем в пищу. Таких, например, как арбуз и клубника. И если одна генетическая копия повреждена, есть еще одна возможность выполнить нужную работу.
Все семена содержат химические вещества, называемые флавоноидами. Они действуют как солнцезащитные средства, защищая ДНК семян от повреждения ультрафиолетом. К тому же атмосфера нашей планеты отфильтровывает часть вредного ультрафиолетового излучения, прежде чем оно достигнет нас. Но в космосе нет защитной атмосферы.
Будет ли этого достаточно, чтобы позволить семенам выжить? Чтобы узнать это, Тепфер и Лич провели серию экспериментов – как за пределами Международной космической станции, так и на Земле.
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.
Обитатели станции рассказывали, что достаточно одного стакана воды, чтобы вымыться целиком — вся вода прилипает к телу. Голову моют специальным шампунем, который не нужно смывать. «Космическую» зубную пасту космонавтам приходится глотать. Одежду космонавты не стирают — они меняют её каждые несколько дней.
Перегреется ли человек на Солнце в вакууме?
В продолжении темы выше подтвердим, что материальное тело, выброшенное в космический вакуум на близком расстоянии от звезды, реально имеет все шансы, наоборот, изжариться, нежели замерзнуть.
Но все будет зависеть от удаленности объекта от светила. К примеру, наши космонавты, выходящие на плановые работы в открытый космос из МКС, больше рискуют именно получить перегрев, чем переохлаждение.
В любом случае, если тело будет постоянно вращаться, поворачиваясь к светилу то одной стороной, то другой, переохлаждения, равно как и перенагрева, можно и не получить. Все будет зависеть от параметров вращения и дальности нахождения от звездного светила. Ведь ясно, что тело, находящееся на большем расстоянии от Солнца, будет нагреваться меньше, чем то, что находится в непосредственной его близи.
Посему выходит, что если происшествие будет иметь место на большом расстоянии от светила или вовсе за пределами Солнечной системы, перегрев это не то, от чего человек умрет в первую очередь.
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.
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.
Космическая энергетика: солнечная или ядерная?
Все это энергоемкие процедуры, отсюда вопрос – откуда брать энергию? Он делит теоретиков космической экспансии на два лагеря.
Один из них ратует за солнечную энергию, и пока это базовый вариант: США, Китай и Россия планируют строить базы на Луне близко к полюсам, освещаемым почти 100% времени («пикам вечного света»). А японское космическое агентство предложило обнести экватор Луны замкнутой цепью солнечных батарей, тогда выработка энергии будет бесперебойной. Самый грандиозный план «солнечников»: окружить Солнце массивом гигантских электростанций (сфера Дайсона), транслирующих ее энергию во все уголки звездной системы.
По другой точке зрения, космическая экспансия невозможна без мирного атома. Небольшие ядерные реакторы испытывались в космосе во времена холодной войны. Сейчас изотопные источники энергии устанавливаются на исследовательских аппаратах, направляющихся в сверхдальний полет. В течение 10 лет НАСА собирается построить реактор мощностью 40 кВт для работы на Луне (его хватит для обеспечения электричеством 30 лунных «домохозяйств» в течение нескольких лет). Китай запланировал свой реактор, в десятки раз более мощный, чем у США (по слухам, уже готов его прототип).
«До сих пор основу космонавтики составляют технологии, созданные в 50–60-х годах прошлого века, – ракеты и орбитальные спутники, – объясняет «Профилю» член-корреспондент Российской академии космонавтики им. Циолковского Андрей Ионин. – Чтобы сделать следующий шаг, человеку нужно взять биотехнологический барьер – научиться жить и размножаться в космосе».
«Сколько на это уйдет времени, сказать трудно, – добавляет популяризатор космонавтики, главный редактор медиа «Pro Космос» Александр Баулин. – Искусственные аппараты «выживают» на Марсе давно и успешно, а до пилотируемого полета может пройти еще много времени. Теоретические подходы к организации колонии есть, но, чтобы довести их до ума, нужно вложить много денег. Их не вкладывают, потому что неясно, пригодятся ли результаты этих разработок».
Терраформирование – благоустройство отдельной взятой планеты
Может ли изменить ситуацию SpaceX – крупнейшая частная космическая компания? В 2016 году ее глава Илон Маск рассказал о планах переселить на Марс 1 млн человек к середине XXI века. При этом он поставил вопрос шире, чем руководители космических агентств: чтобы закрепиться на новом месте, недостаточно обустроить базу – нужно менять климат всей планеты.
Теория о возможности рукотворного влияния на климат небесных тел и приближения его к земным стандартам (терраформирование) родилась в научной фантастике и долго не воспринималась всерьез специалистами. По мнению Маска, нужно взрывать над полюсами Марса ядерные бомбы, чтобы растопить содержащийся в грунте углекислый газ, выделившись в атмосферу, он создаст парниковый эффект, планета потеплеет, и на ней образуются водоемы, как было в далеком прошлом. С тех пор, правда, вышло немало расчетов, согласно которым даже тысячи ядерных взрывов не смогут запустить цепную реакцию, на которую рассчитывает бизнесмен.
Важно, что глава SpaceX запустил эту дискуссию, говорит футуролог, сооснователь венчурного фонда Orbita Capital Partners Евгений Кузнецов.
«Порой кажется, что Маск сказал что-то для привлечения внимания, в качестве троллинга. А потом глядишь, и его идею обсуждают ученые. Скоро терраформирование будет актуально для нашей планеты, когда последствия изменения климата сделают непригодными для жизни некоторые ее регионы и придется осваивать другие. Но на Земле мы не имеем права на ошибку. Почему бы не потренироваться на мертвых планетах, астероидах? Не знаю насчет бомб, но повесить в солнечно-марсианской точке Лагранжа электростанцию, производящую электромагнитное поле, и защитить Марс «зонтиком» от радиации было бы кстати», – отмечает футуролог.
О том, как космонавты живут на борту космических кораблей, они распространяться не любят. Орбитальный быт достаточно суров, плюс невесомость. А это то, к чему ни одна земная тренировка не приучит.
Космическая уборная
У вопроса о том, как устроить туалет в отсутствие земного притяжения, долгая история. Она началась с первыми длительными полетами в космос и не окончена до сих пор. Сегодня на МКС действуют два туалета, оба – отечественного производства (второй NASA купило у Роскосмоса для своего сегмента станции в 2007 году).
Твердые отходы собираются в двадцатилитровый алюминиевый контейнер и через вакуумную систему выводятся на временное хранение. Их вместе с другим мусором и грязной одеждой забирает космический грузовик и сгорает в атмосфере.
А вот выбрасывать мочу космонавты себе позволить не могут: ведь это – источник воды, доставка которой на орбиту обходится очень дорого. За год из мочи космонавтов выделяют более 700 литров чистой воды, пригодной для питья, умывания и приготовления пищи.
Чтобы собирать мочу, у космонавтов есть особые приспособления – приемники с длинными гофрированными трубками, разные по конструкции для женщин и мужчин. По трубе жидкость направляется на первичную (вакуумную) дистилляцию. Туда попадает не только моча, но и конденсированная в системе вентиляции влага из других источников – дыхания космонавтов, лабораторных животных и растений и человеческий пот.
Воду очищают в три этапа: сначала удаляют пыль и крупные частицы загрязнителей и испаряют, отделяя твердый осадок солей, затем пропускают жидкость через полупроницаемые мембраны, обеззараживают специально подобранным коктейлем реагентов и снова фильтруют через мембрану. Систем очистки жидкости на станции две – российская и американская. Космонавты утверждают, что вода, которая получается на выходе, на вкус ничем не отличается от бутилированной воды на Земле.
Отбой на станции не строгий, но и Хьюстон, и Москва рекомендуют соблюдать режим, поэтому, как правило, космонавты отходят ко сну в половине десятого по Гринвичу. Спят в одежде, спальных мешках и наушниках с шумоподавлением: вентиляция сильно шумит, поэтому без наушников спать здесь не только сложно, но и вредно для ушей. Так же, как и на Земле, космонавты видят сны, в том числе страшные; многие жалуются на недосып.
Жизнь на МКС – не сахар, а постоянная борьба с отсутствием силы тяжести, неудобствами и неловкостью. На станции тесно, шумно и всегда душно. Нужно экономить еду и воду, каждый день изнурять себя упражнениями, много работать. Развлечений немного: медленный Интернет, привезенные с собой книги, фильмы и музыка, иногда – самодеятельность. Но нет ни одного интервью или видео, в котором человек, побывавший на МКС, жалуется на бытовые неудобства. Космос искупает все.
Все парфюмерные и косметические средства здесь такие же, как земные, в земной же таре. Мужская часть экипажа бреется и станками, и электробритвами. Делают это возле вытяжки, чтобы срезанные волосы не разлетелись по всему отсеку, а потом вытяжку чистят пылесосом. Так же, с пылесосом, стригут ногти.
Как обстоят дела с поддержанием психического здоровья?
С физическим поддержанием здоровья костей и мышц мы разобрались, но как обстоят дела со здоровьем душевным? Коулман рассказала, что разговаривала через радиосвязь с психологами каждые две недели во время ее экспедиции, однако ей предлагали проводить такие беседы гораздо чаще, если она сама того желает. Кроме того, «оставаться человеком в бескрайнем мраке космоса» позволяет связь с родными и родственниками, с которыми можно поделиться «о наболевшем».
«Важность всей миссии становится особенно ясной, когда ты уже находишься на борту МКС. Это, в свою очередь, и помогает ладить с людьми, с которыми ты работаешь. Это гораздо легче делать там, чем на Земле, потому что там проще увидеть общую цель, к которой ты движешься с остальными людьми на станции», — комментирует Коулман.
Жители станции вообще спят?
С таким плотным графиком работы с научными данными, проведением многочисленных экспериментов, слежением за правильной работой всех систем станции, физическими упражнениями и многим другим может показаться, что эти люди вообще никогда не спят. Однако это не так. Жителям станции разрешается спать даже в момент, когда они по ней «плавают». Тем не менее каждому члену экипажа, как и обычному человеку, требуется некоторое личное пространство, поэтому чаще всего люди спят в небольших «каморках» в вертикально расположенных спальных мешках, которые удерживают их в момент отдыха. Время сна может составлять до восьми с половиной часов в сутки, однако большинство жителей станции полностью высыпаются чуть более чем за шесть часов. Дело в том, что в условиях микрогравитации ваше тело не так устает, как при обычной гравитации.
