Освоение космоса с первых шагов было связано с медициной. Пребывание человека в условиях, на него не рассчитанных, вызвало ряд фундаментальных вопросов, в первую очередь медико-биологического характера. C целью проведения исследований по данному направлению в 1963 году по инициативе Мстислава Келдыша и Сергея Королева был создан Институт медико-биологических проблем. О путях космической медицины, об уникальных орбитальных экспериментах и смелых планах отечественных ученых рассказывает директор ИМБП академик РАН Олег Орлов.
– Одна из важнейших задач для освоения космоса – это создание искусственной гравитации. С этой целью была разработана центрифуга короткого радиуса действия. Ее собирались установить на орбитальной станции ？Мир？ еще в 80-х годах прошлого века, сегодня 2020-й. Почему такая задержка? От чего или от кого зависит решение этой задачи?
– На обозримую перспективу центрифуга короткого радиуса остается единственным стендом, позволяющим воссоздавать действие гравитации на организм. Эффективность искусственной гравитации была доказана в ИМБП в 70-х годах как в наземных модельных исследованиях, так и в полетах по программе ？Бион？. Надо отметить, что исследования в этом направлении шли очень активно. Полученные еще в те годы данные легли в основу нового перспективного метода лечения – гравитационной терапии, которая в наши дни находит широкое применение.
“ В настоящее время никаких определенных научных данных для генетического отбора в профессию космонавта нет, хотя продолжать заниматься этим направлением надо ” Однако затем возобладала точка зрения, что созданная к тому времени система профилактики достаточно эффективна для обеспечения орбитальных полетов и соответственно создание искусственной гравитации избыточно. Второе дыхание проблема искусственной гравитации получила с началом обсуждения в практическом плане межпланетных пилотируемых программ. Сейчас этим активно занимаются во многих космических центрах – в США, Европе, Китае, Японии. Вернулись к этому вопросу и в ИМБП. В настоящее время наши исследования направлены на создание методики наиболее эффективного применения вращения на центрифуге короткого радиуса в составе комплекса средств профилактики. Мы подготовили обоснование создания бортовой центрифуги в составе трансформируемого модуля, разрабатываемого НПО ？Энергия？. Это предложение утверждено. Модуль должен стать составным элементом Российской орбитальной станции. Дело за малым – принять стратегическое решение о создании станции и начать опытно-конструкторские работы.
– Есть точка зрения: отсутствие магнитного поля Земли для человека настолько губительно, что межпланетные путешествия невозможны. Насколько изучен этот вопрос?
– У людей, в силу профессии длительное время находящихся в условиях сниженного в два – десять раз естественного магнитного поля, могут возникать различные нарушения со стороны сердечно-сосудистой, иммунной, нервной и других систем. Поэтому время пребывания в таких условиях для них ограничено требованиями санитарно-эпидемиологических правил и нормативов.
В межпланетном пространстве поле снижено до 10 тысяч раз. Мы знаем, что в таких условиях у биологических объектов нарушаются процессы онтогенеза, происходят изменения во внутренних органах. Есть наблюдения, когда подопытные животные утрачивали навыки социального поведения, испытывали проблемы с памятью. Но все это исследования на биологических моделях. В наших экспериментах с участием человека длительностью несколько часов мы не обнаружили каких-либо драматических изменений состояния основных функциональных систем, что, в общем-то, вполне ожидаемо. Необходимы дальнейшие исследования большей продолжительности: с участием человека, желательно экипажа, и эксперименты на биологических моделях. Причем надо иметь в виду, что гипомагнитная среда может воздействовать на любые биологические объекты, в том числе входящие в состав системы жизнеобеспечения.
– А может, оставить космонавта в покое и дать организму возможность адаптироваться к условиям космоса самостоятельно? Отобрать наиболее генетически приспособленных к этому людей или целенаправленно сформировать такие свойства у будущих космонавтов методами генной инженерии?
– Можно было бы оставить космонавта в покое, если бы у него не возникала необходимость возвращаться на Землю или работать на поверхности планет с тем или иным уровнем гравитации. На самом деле мы не знаем, как далеко могут зайти процессы, которые сегодня описаны как эффекты влияния факторов космического полета на организм человека при условии полного отказа от какой-либо профилактики. Наступят ли необратимые изменения, несовместимые с существованием нас как представителей гравитационно-зависимого биологического вида? Или человек адаптируется к новым условиям существования и приведет свои физиологические системы к другому уровню функционирования, востребованному в этих новых условиях?
Система профилактики в настоящее время тоже построена на необходимости поддержания готовности экипажа к внештатной посадке. В межпланетном полете такой задачи, вероятно, к сожалению, нет. Мы должны научиться управлять состоянием человека, чтобы он был достаточно адаптирован к длительному пребыванию в невесомости, мог выполнять внекорабельную деятельность и готовиться к работе на поверхности планет с различным уровнем гравитации, а в какой-то момент начать подготовку к возвращению на Землю. Это должно быть более рационально, чем изо всех сил стараться удержать космонавта на уровне земной тренированности в течение всей межпланетной экспедиции. Перспектива отбора космонавтов по генетическим признакам давно волнует ученых. Что касается целенаправленного воздействия на генетический аппарат – это задача, созвучная стремлению создать идеального солдата. Научный инструментарий развивается очень быстро, часто опережая возможность осмыслить получаемые с его помощью результаты. Повернуть ？генетический винтик？ уже можно, знать бы, какой именно и в какую сторону, а при этом еще и быть уверенным в полученном результате. И еще важно осмыслить нравственно-этическую сторону вопроса.
– ИМБП ведет изоляционные эксперименты начиная с 1968 года. Какие главные выводы и открытия этих экспериментов, каково их научное значение? Насколько они будут способствовать межпланетным путешествиям?
Директор ИМБП академик РАН Олег Орлов – Самым крупным международным проектом по изоляции стала серия экспериментов ？Марс-500？ (2007 – 2011 годы), получившая широкое международное признание и ？Лавровую ветвь？ Международной академии астронавтики как выдающееся достижение международной группы ученых и специалистов. В рамках проекта ？Марс-500？ экипажи выполняли интенсивную научную программу, составленную РАН, ЕКА, Китайским ЦПК, NSBRI (США) и другими российскими и иностранными партнерами, которая включала более ста исследовательских проектов. Опыт экспериментальной работы, заинтересованность иностранных партнеров и понимание взаимных преимуществ от объединения усилий при проведении комплексных исследований позволили нам сформировать концепцию создания на базе ИМБП Международного центра по разработке технологий медицинского обеспечения межпланетных полетов. Такой подход встречает общую поддержку, и мы подтверждаем его целесообразность конкретными делами. В настоящее время институтом в тесном сотрудничестве с подразделением HRP (Human Research Program) NASA, при участии широкой международной кооперации, представленной сегодня ЕКА, а также космическими агентствами Германии, Франции, рядом университетов и организаций Бельгии, Италии, Чехии, Беларуси реализуется проект ？Сириус？, предусматривающий серию экспериментов по изоляции продолжительностью до года и более и направленный на решение психологических и физиологических проблем перспективных межпланетных полетов.
– Глава космического государства Асгардия Игорь Ашурбейли в 2019 году объявил главной целью государства рождение ребенка в космосе. Голландская компания SpaceBorn United проводит исследования в этой области и создает научно-техническую базу для обеспечения воспроизводства человечества в космосе. Существует версия, что подобные закрытые эксперименты могут проводиться в Китае. Ведутся или планируются исследования по репродукции человека в космосе Институтом медико-биологических проблем?
– Рождение живых организмов в условиях невесомости наблюдалось неоднократно. Это и плодовые мушки дрозофилы, и птенцы перепела. Однако возможность безопасного развития и рождения человека в условиях космического полета оценить еще трудно. На большинство вопросов пока нет исчерпывающих ответов. Например, как происходит созревание половых клеток – как мужских, так и женских, сам процесс оплодотворения и имплантации. Допустим, на начальных этапах (это, конечно, не решение проблемы репродукции человечества в космосе) возможные риски можно попытаться обойти применением процедуры ЭКО, предварительно получив здоровые клетки в земных условиях. Как протекает беременность в условиях космического полета? В экспериментах на крысах, которых мы отправляли в космос на разных этапах беременности, показано появление потомства без критичных для дальнейшего развития изменений. В то же время клеточные зародыши мышей, отправленные в космос нашими американскими коллегами, не выжили, хотя причина окончательно и не установлена. Как протекает процесс родов? Кто это видел – я имею в виду специалистов немедицинского профиля, тот поймет, насколько непросто обеспечить сопровождение родов в условиях космического полета. А как будет развиваться дальше ребенок, рожденный в этих условиях? Вопросов много. Если не сводить проблему к сексу в космосе и разовой пиар-акции с непредсказуемым результатом и сомнительной юридической и нравственной основой, то это серьезная фундаментальная и научно-прикладная задача, которую можно и нужно решить во имя мечты человечества об освоении других миров.
Полностью материал читайте в ближайшем номере журнала ？ВКС？. Фото предоставлены ИМБП.
Кирилл Плетнер,
главный редактор журнала ？Воздушно-космическая сфера？
Опубликовано в выпуске № 26 (839) за 14 июля 2020 года