Цивилизация
— Виктор Михайлович, МКС для медиков или медики для МКС? За 40 лет космических полетов российские специалисты, наверное, накопили уже достаточный опыт медико-биологических исследований в условиях космоса. Может быть, все давно ясно и теперь ученым остается только поддерживать безопасность полетов людей в космос?
— Действительно, многие вещи, интересные для медиков с точки зрения действия на человека невесомости, космического полета, радиации, достаточно хорошо изучали еще на предыдущих станциях – «Салюте-4», «Салюте-6», «Салюте-7». Особенно эффективно и интенсивно работы велись на станции «Мир». В частности, когда там работал наш космонавт Валерий Поляков (он провел там 438 суток). Эти исследования позволили решить очень многие вопросы, которые стояли перед специалистами в области космической медицины. Но надо сказать, когда проводятся любые исследования, одни проблемы решаются, а другие – нет. Наоборот, возникают новые вопросы и на них снова надо искать ответ.
Так что фундаментальные и прикладные исследования в области медико-биологических наук с самого начала пилотируемых полетов шли параллельно с текущей работой – работой по медицинскому обеспечению полетов. Но только первая часть этой работы нацелена на то, чтобы улучшить пребывание в космосе космонавтов и человечества вообще. Вторая же – рутинная работа – обеспечивает безопасный полет космонавтов сейчас.
— И какие медико-биологические проблемы должны решить космонавты МКС?
— Связанные с межпланетными полетами, прежде всего. Программа медико-биологических исследований, рассчитанная на весь период эксплуатации станции, предусматривает около 60 экспериментов. Сейчас ведется 18 из них. Во многом все эти эксперименты так или иначе касаются отработки новых методик, новой аппаратуры, которая могла бы быть использована для пилотируемого полета к Марсу. Или для создания лунных и марсианских баз. Так что МКС – своеобразный полигон для отработки медицинских задач, решение которых необходимо для будущих межпланетных полетов.
— Например? Какие эксперименты особенно важные?
— Мы ведем исследования по четырем направлениям: биология, физиология, радиобиология (условно) и медицина. Биологические эксперименты помогают изучить закономерности развития живого организма и его существования в условиях космоса. Очень активно сейчас идут эксперименты с условным названием «Растения» --выращиваем пшеницу, салаты, пекинскую капусту и другие высшие растения. Для этого на борту МКС есть небольшая оранжерея – «Лада». Такие эксперименты решают и фундаментальные задачи, и задачи построения замкнутой системы жизнеобеспечения.
Биологические эксперименты проводятся с птицами – в частности, с японским перепелом. Правда, на МКС есть определенные ограничения: эксперименты с животными — это дополнительная нагрузка на системы жизнеобеспечения, неблагоприятное влияние на космонавтов, поэтому там мы их стараемся не проводить.
Эти исследования наши специалисты ведут при помощи биологических спутников. Так, с 70-го года (прошлого века. – «Газета.Ru») было запущено 11 таких спутников. Можно сказать, не очень много, особенно в последнее время, но работы продолжаются. Готовится двенадцатый биологический спутник. Работаем над тем, чтобы сделать эти полеты более продолжительными (обычно они бывают до 14 суток).
Кстати, последние шесть биологических спутников летали с обезьянами на борту. При помощи биологических спутников проводилась масса исследований, связанных с репродуктивной функцией, в частности крыс (у них можно достаточно быстро получить потомство). Результаты этих исследований есть, они опубликованы.
— Ну а как же эксперименты по физиологии? В них участие человека все-таки необходимо?
— Естественно. В ходе исследований по физиологии наши специалисты работают с космонавтами и до, и после, и во время полета. После полета, например, оценивают, как космонавт использовал средства профилактики неблагоприятных последствий невесомости, насколько вообще эти средства эффективны. Интенсивно исследуется сенсомоторная система – возможность поддержания человеком устойчивого состояния... Ортостатическая устойчивость – способность человека длительное время удерживать вертикальное положение, когда кровь притекает к ногам и работа сердца осложняется...
С самого начала космических полетов особое внимание уделялось исследованию сердечно-сосудистой системы. Она одна из тех, что в первую очередь оповещает о неблагоприятном воздействии невесомости на организм человека. Серьезные исследования ведутся в области биохимии: изучаются как обмен веществ во время космического полета, так и гормональные изменения. Особые исследования — по обмену кальция. Ведь в условиях невесомости организм кальций теряет, в результате снижается плотность костной ткани. При возвращении космонавтов на Землю во время дополнительных перегрузок это может привести к переломам костей.
Не менее важный раздел исследований связан с действием радиации. Это радиобиология. Изучение того, какое действие космическое излучение оказывает на биологический объект. Вот эта тема, безусловно, касается марсианского полета, ведь радиация – одна из главных проблем путешествия к другой планете. Сейчас мы проводим очень тщательные исследования, пытаясь составить точный и правильный прогноз тех доза облучения, которые получит космонавт в течение межпланетного перелета. И, конечно, разрабатываем методику защиты от этой радиации. По этой проблеме идет эксперимент «Матрешка» и эксперимент, связанный с облучением семян в специальном контейнере с детекторами.
— Виктор Михайлович, а расскажите о медицинских эспериментах.
— Тоже нужное направление исследований. Один из самых важных экспериментов в этой области – «Фарма». Дело в том, что в условиях космического полета функции организма изменяются: организм адаптируется к новым условиям. В результате изменения обмена веществ, перераспределения жидких сред происходит изменение и эффекта лекарственных препаратов. Исследования, которые проводят наши специалисты, показывают, что в условиях невесомости диапазон терапевтического эффекта лекарств сужается. То есть, космонавту надо дать больше препарата, чтобы эффект был, но не так много, чтобы препарат нанес вред. Как раз сейчас на МКС экспериментируют над разными лекарствами. В частности, с парацетамолом – он очень хорошо тестируется в биологических пробах – в слюне, в крови.
Все это делается не только для того, чтобы обеспечить безопасность экипажа, но и выяснить: а что надо взять в бортовую аптечку при полете на Марс. Сейчас ведь такая позиция: если что-то серьезное на станции случается, то космонавт должен быть эвакуирован. И два раза по медицинским показаниям полеты прекращались. А когда полетим на Марс, на Землю вернуться будет невозможно.
— Может быть, есть какие-то особенно интересные исследования?
— Очень интересный эксперимент – «Биориск». Он связан с изучением жизни в космосе земных микробов. Кстати, именно микробы — космические долгожители. Например, когда в 1986 году запустили станцию «Мир», в космос естественным путем оказались и земные микроорганизмы. И вот перед тем, как станцию затопили (в 2001 году), мы получили с нее образцы микробов, которые оказались генетическими потомками микробов образца 1986 года. Эти ребята жили на станции и, наверное, думали, что она для них и создана. Что интересно, у них изменилась ферментативная активность, они стали более агрессивными: очень активно жили и размножались на всевозможных кабелях, обшивке станции, повреждали металлы. Причем удалось проследить, что их активность была связана с активностью Солнца.
На МКС изучение микробов решили продолжить по-научному. Для этого на станцию отправили образцы определенных материалов, засеяли их микроорганизмами, и теперь смотрим, как они растут. Эксперимент рассчитан на десять лет, но каждые полгода часть образцов забирается, другие – остаются. Готовим аппаратуру с такими образцами, чтобы поставить ее вовне. Кстати, эти эксперименты очень близки к экспериментам по экзобиологии – по поиску жизни вне Земли и вопросам карантина планет.
— Неужели космонавты широкого профиля со всей этой научно-исследовательской программой справляются? Может быть, эту работу лучше доверить узкому специалисту – медику или биологу?
— Космонавты – люди очень умные, специально отобранные, причем не только по показателям здоровья, но и по интеллекту. К тому же, чтобы отработать по экспериментам на станции, они еще на Земле проходят длительный этап подготовки. Затем на орбите космонавты работают по бортовой документации: есть методическая записка, где все очень точно написано. К тому же эксперимент часто сопровождает специалист на Земле, который и поможет в случае чего.
Хотя, конечно, космонавт-медик или биолог все-таки более заинтересован. И дополнительные исследования проведет, может программу изменить в ходе самого эксперимента, как это делал Валерий Поляков. Поэтому мы, безусловно, хотели бы, чтобы на МКС поработали специалисты из отряда ИМБП. Поэтому очень ждем, когда на МКС смогут работать не три человека, а шесть.
— В последнее время о полетах на Марс говорят все больше. Возможно, основная тому причина — работа американских марсоходов и амбициозные планы Джорджа Буша о пилотируемом полете к этой планете. Тем не менее стало известно и о том, что Институт медико-биологических проблем готовится к собственной «марсианской экспедиции»?
— Да. В 2006 году мы планируем начать свой эксперимент, но только по моделированию полета на Марс. Эксперимент направлен на то, чтобы отработать принципы медико-биологического и санитарно-гигиенического обеспечения полета на Марс. Правда, условия его проведения только уточняются, идут консультации, ученые советы, семинары… Могу сказать только в общих чертах.
Есть разные сценарии полета к Марсу – от 458 суток с недельным пребыванием до 1000 дней с продолжительным пребыванием – фактически три года. Мы уже проводили эксперименты по изоляции – 366 дней (1967 год), а затем и 240 суток (эксперимент СФИНКСС 1999–2000 год). Теперь в планах 500-дневная изолляция. При этом изменится не только время, но и подход к проведению эксперимента. Появится автономность. Испытатели будут самостоятельно принимать решения, самостоятельно управлять системой жизнеобеспечения, хотя и под наблюдением специалистов института. Смоделируем задержку связи, планируем вывести испытателей на поверхность Марса. Для этого один из модулей переделаем для автономного пребывания в течение месяца. Три человека перейдут туда где-то через половину полета, будут периодически выходить на поверхность Марса (ее смоделировать будет не так сложно).
— А испытатели уже есть?
— Пока мы даже не сформулировали до конца требования к кандидатам. Кстати, к нам уже приходят письма от добровольцев, хотя официально мы еще набор не объявляли. Чуть позже для участия в эксперименте мы планируем отобрать 4–6 человек. Что уже известно точно – это обязательно люди с высшим образованием, знанием английского языка, компьютера. А дальше… биолог, врач, безусловно, инженер-программист, инженер систем жизнеобеспечения. Думаю, к октябрю список требований подготовим. Конечно, они пройдут отбор по здоровью, хотя требования будут и не такие суровые, как при подготовке космонавтов. Будет психологическое тестирование, обучение поведению в конфликтных ситуациях, которые, безусловно, возникнут…
— Но все же. Это будут российские испытатели или «экипаж» может быть интернациональным?
— Мы, конечно, хотели бы, чтобы экипаж был интернациональным. Конкурс открытый, заявку можно будет подать человеку из любой страны, но как получится, пока неизвестно. Будут ли это два иностранца и четыре российских, или вообще все иностранцы... Думаю, здесь все-таки одним из основных критериев будет знание систем жизнеобеспечения. В нашем институте работает много ребят из авиационного института, проходят дипломную практику и остаются у нас в аспирантуре. Может быть, кто-то из них изъявит желание поучаствовать в этом эксперименте. То есть, в любом случае отбор будет идти не по национальному признаку, а по профессиональному.
— А если профессионалы окажутся представительницами женского пола?
— Наверняка. Но мы приняли решение, что экипаж должен быть одногендерным. Эксперимент и так очень сложный, а ведь в смешанном экипаже возникает масса проблем. Поэтому пока участвовать в моделирования полета на Марс лучше или чисто мужскому, или чисто женскому экипажу, но так как женщины все-таки больше обременены семьей… Поэтому здесь мы достаточно однозначно можем сказать, что экипаж будет состоять только из мужчин. А что среди женщин найдутся высококвалифицированные специалисты, в этом мы не сомневаемся.
— И как же тогда испытатели будут обходиться без женщин? Может быть, медики будут применять какое-то химическое воздействие на организм, чтобы у экипажа не возникал ни физический, ни психологический дискомфорт…
— Обходятся. Обходятся без женщин. И никаких лекарственных препаратов. Это категорически запрещено биомедицинской этикой. Мы этот вопрос не поднимаем, хотя есть, так скажем, предложения, как эту проблему решать. Но… Космонавты длительное время летают, в Арктике ученые зимуют… Мы проводили исследования, связанные с гормональными вопросами. Они есть. Более того, опубликованы. Но сейчас перед нами эта проблема не стоит.
— Кстати, недавно ФКА «намекнуло» NASA, что из-за трудностей с финансированием октябрьскому экипажу, скорее всего, придется лететь на МКС на годовую вахту. Мол, собрались лететь на Марс – опыт длительных полетов пригодится…
— С точки зрения наших специалистов, оптимальный срок полетов – 120 суток. Полгода мы летаем. Да, летать год можно, но это требует особо тщательного медицинского обеспечения. А особой разницы, сколько летать – 9 дней или 900 – нет. На самом деле, все зависит от настроя и от того, чем все это время заниматься.
Что касается отсутствия опыта длительных полетов американцев, я бы так не говорил. Во-первых, напомню, что американцы еще в 70-е годы очень долгое время летали на своей орбитальной станции SkyLab – до 80 суток. Потом они летали в рамках совместного проекта «Мир»-NASA. Сейчас МКС. Так что я не могу сказать, что опыта длительных полетов у них нет. Во-вторых, у NASA есть опыт полета и высадки на Луну. Это очень важно, что старт межпланетным полетам дан.
Конечно, у американских медиков свои подходы, своя система оценки состояния здоровья и так далее, хотя сейчас и виден процесс взаимопроникновения. А потом, ведь времени на подготовку к полету на Марс еще достаточно: можно на МКС отработать, проверить все, и не один раз. Кстати, американские специалисты сейчас выступили инициаторами проекта «Центрифуга короткого радиуса действия как средство профилактики». Наши специалисты в свое время уже работали над этим направлением, теперь в этом большом проекте участвуют три стороны – США, Германия и Россия. Вопрос идет о том, чтобы лет через 10, это был бы специальный модуль МКС, который бы позволил провести испытания центрифуги.
Так что при всем том, что Россия действительно имеет приоритет и сохраняет приоритет в медико-биологических исследованиях, у нас тоже есть немало вопросов, которые еще надо решать.
