Цивилизация
Когда в России и в других странах правительство объявило период самоизоляции из-за пандемии коронавируса, в который большинство людей оказались освобождены от работы, многие бросились покупать билеты на курорты, решив, что провести это время где-нибудь у моря — отличная идея. Из-за этого пришлось закрыть гостиницы в популярных туристических местах, а людей обязать оставаться дома под страхом штрафа или административного ареста. Ученые предупреждают: риск подцепить COVID-19 в самолете очень высок, и летать куда-то в период эпидемий без острой необходимости попросту безответственно.
Риск чем-то заразиться в самолете довольно высок — на протяжении нескольких часов люди находятся близко друг к другу, и если среди них есть больной, велика вероятность, что он «поделится» инфекцией с соседями.
Исследования, посвященные перемещению групп людей и животных, показывают: чтобы минимизировать риски заражения, нужно держаться подальше друг от друга и следовать в одном направлении. Это касается и авиаперелетов — многие случаи заражения COVID-19 были связаны с появлением в салонах самолетов носителей коронавируса.
«При посадке авиакомпании используют несколько зон, — поясняет профессор факультета компьютерных наук Университета Западной Флориды Ашок Сринивасан. — Садясь в самолет, люди вынуждены толпиться рядом с теми, кто укладывает багаж на полки, и так они оказываются слишком близко друг к другу. Высадка же происходит быстрее и более плавно, времени на то, чтобы заразиться, меньше».
Много лет ученые полагались на модель SPED, которая рассматривает каждую особь как частицу, аналогичную атому в симуляциях молекулярной динамики. В таких симуляциях движение атомов регулируется притягивающими и отталкивающими силами между ними. В SPED атомы заменяются на людей или животных.
«Модель SPED изменяет значения параметров, управляющих взаимодействиями между атомами так, чтобы они отражали взаимодействия между людьми, сохраняя при этом функциональную форму», — уточняет Сринивасан.
Ранее Сринивасан и его коллеги использовали модель SPED для анализа риска вспышки лихорадки Эбола в 2015 году. Однако
у модели есть ограничения — она медленная, что затрудняет принятие своевременных решений. Но во время пандемий ответы нужно получать как можно скорее.
Поэтому они разработали новую систему, CALM, имитирующую ограниченное линейное перемещение людей в толпе. Она дает схожие со SPED результаты, но работает в 60 раз быстрее. О разработке они рассказали в статье в журнале PLOS ONE.
Для нового исследования ученые использовали пятый в мире по производительности суперкомпьютер Frontera, расположенный в Техасском центре передовых вычислений. Исследователи смоделировали процессы высадки пассажиров в трех разных типах самолетов. Они использовали тысячу различных комбинаций перемещений и сравнили с эмпирическими данными.
«Обычно считается, что распространение инфекции в самолетах происходит на два ряда вперед и назад от зараженного человека, — говорит Сринивасан. — Во время вспышки атипичной пневмонии в 2002 году на нескольких рейсах с распространением инфекции это было в основном так. Однако на одну их вспышку пришлось более половины случаев заболевания, и половина инфицированных сидели на расстоянии более двух рядов в этом самолете».
В случае с COVID-19 считается, что один человек заражает в среднем еще 2,5. Однако известны случаи, когда кто-либо заражал гораздо большее количество людей. Такие события затрудняют прогнозирование, отмечает Сринивасан.
«В нашем подходе мы не стремились точно предсказать реальное число случаев, — обращает он внимание. — Скорее, мы пытались выявить уязвимости в различных процедурах, таких как различные способы посадки в самолет. Мы генерируем большое количество возможных сценариев, которые могут произойти, и изучаем, насколько одни варианты лучше других. В процессе принятия решения, возможно, следует выбирать более надежный вариант, а не полагаться на ожидаемые значения из прогнозов».
Минимизировать риски, находясь в замкнутом пространстве с зараженным человеком, проблематично, считают исследователи.
«Вы все еще в опасности, даже когда находитесь в двух метрах от зараженного, — говорит Сринивасан. — Изучая другие модели, мы выяснили, что в них не учитываются потоки воздуха. Подобно тому, как мяч летит дальше, если бросить его по направлению ветра, и крошечные капли выделений, содержащие вирус, разносятся в направлении воздушного потока».
Этому есть практическое подтверждение — в Сингапуре одна из вспышек COVID-19 оказалась связана с вытяжкой в туалете, которым пользовался зараженный человек.
Воздушный поток разнес вирус, что привело к заражению других людей.
«Модели не учитывают все факторы, которые могут сыграть роль в реальности, — говорит Сринивасан. — Ставки высоки, и лучше быть осторожнее».
Таким образом, от полетов на самолетах в периоды эпидемий лучше вообще отказаться — соблюдать безопасную от других людей дистанцию в них невозможно. И, даже если зараженный человек окажется в другом конце салона, вирус может попасть в систему кондиционирования, которая разнесет его по всему самолету.