sci_cosmos Марек Корейво На космическом корабле

Для детей среднего и старшего школьного возраста о космических полетах и о подготовке к ним.

ru pl Е. Шпак
Pawel FB Editor v2.0 08 December 2009 http://epizodsspace.airbase.ru 7E7780D0-0A87-4DA7-A8F9-2EE1AB62E5C7 1.0

1.0 — создание файла — Pawel.

Марек Корейво. На космическом корабле Наша Ксенгарня Варшава 1968 Заглавие книги W KOSMICZNYM POJEZDZIE Редактор русского издания В.В. МИХАЙЛОВ COPYRIGHT BY NASZA KSIEGARNIA 1968 PRINTED IN POLAND LODZKIE ZAKtADY GRAFICZNE



Марек Корейво

НА КОСМИЧЕСКОМ КОРАБЛЕ

Иллюстрации МАРИАН СТАХУРСКИЙ

Космическое пространство враждебно человеку и изобилует опасностями. Правда, первые космонавты не пострадали от пребывания в космосе, они прекрасно перенесли чудовищную перегрузку и невесомость, но следует помнить, что они находились там всего лишь несколько дней, притом в той его зоне, где отсутствует опасность облучения, то есть на орбитах, сравнительно близких к земле. Путешествие на Луну будет значительно длительнее и опаснее, может принести множество неожиданностей и будет сопряжено с большим риском. При нынешнем уровне науки и техники пока еще не представляется возможным полностью защитить человека от вредного воздействия длительного пребывания в космическом пространстве. Можно утверждать, что в деле завоевания космоса человечество преодолело технический барьер, но ему еще предстоит преодолеть следующий, биологический барьер.

Впрочем, путешествие на Луну, это всего лишь первый этап в деле завоевания космического пространства. Вслед за экспедицией на Луну должна прийти очередь путешествий на планеты Марс и Венеру и еще дальше — к остальным планетам солнечной системы. Человеческая жажда знаний столь же безгранична, как и сам космос.

Способен ли человек осуществить эти смелые планы? Не окажется ли биологический барьер непреодолимым препятствием? Не вызовет ли эра космических завоеваний бурных преображений в жизни человека? Эти и другие вопросы давно уже не дают покоя многим ученым, философам и инженерам.

В этой книжке мы не стремимся дать ответ на коренные вопросы завоевания космоса. Мы поставили перед собой цель показать, хотя и несколько поверхностно, обширную и сложную задачу биологической подготовки человека к пребыванию в космическом пространстве. Мы хотим, чтобы читатель, даже несведущий в биологии, мог составить себе определенное мнение о том, что уже достигнуто, и о том, чего надо достичь в течение ближайшего будущего.

Опираясь на научные источники по многим отраслям биологии, мы стремимся показать ее нынешние достижения и на их основе определить перспективы будущего развития, но мы не хотим, однако, перегружать и утомлять читателя учеными рассуждениями. Поэтому, мы время от времени будем давать волю фантазии, но в таком объеме, какой поможет лучше понять научные проблемы. Мы считаем, что наука без фантазии мертва и, по всей вероятности, не может развиваться.

ПЕРЕГРУЗКА

Космонавт, одетый в тяжелый и неудобный скафандр, на минутку остановился у люка, ведущего внутрь космического корабля, оглянулся на стоящую внизу толпу провожающих, поднял руку в прощальном приветствии и исчез в темном отверстии своего отсека. Он удобно уселся в кресле из пористого, мягкого, пластического материала, закрепил ремни, подсоединил контакты скафандра к общей сети сигнальной проводки корабля и нажал одну из кнопок на щите управления, давая сигнал готовности к радиоприему. Через минуту он услышал голос командующего полетом:

— Все в порядке, осталось еще несколько минут! — Космонавт включил общую сеть радиовещания и услышал голос радиокомментатора, который сообщал подробности подготовки к старту и красочно описывал предпусковые эмоции и настроения. Космонавт еще раз вспомнил сцены прощания с родными и друзьями, с учеными-руководителями космических исследований.

— Объявляю готовность номер один! — внезапно раздался в гермошлемофоне голос командующего. После этого начался столь знакомый всем космонавтам волнующий отсчет, каждая цифра которого несла с собой все увеличивающуюся напряженность ожидания.

— Внимание, внимание, внимание! Десять… девять… восемь… семь… шесть… пять… четыре… три… два… один… Пуск!

Кабину космонавта пронзила сначала вибрация, приходящая волнами откуда-то снизу; потом раздался приглушенный гром, который быстро превратился в протяжный непрерывный грохот. Из-под дна ракеты показалась длинная струя огненных молний, и ее огромный корпус, среди дыма и грохота, медленно отделился от земли, постепенно увеличивая скорость движения.

В то время как все провожающие на космодроме, стараясь проследить за полетом корабля, все выше поднимали головы, в кабине начались ответственные для космонавта минуты.

— Перегрузка нарастает! — доносил он по радио. — Все в порядке, приборы действуют исправно! — Это были последние слова, которые космонавту удалось произнести без особого труда, потому что вдруг какая-то мощная сила прижала его тело к креслу. Огромная тяжесть навалилась на грудь так, что космонавт не мог сделать ни одного глотка воздуха. Казалось, еще немного, и он будет раздавлен. Ноги и руки отяжелели, стали будто свинцовыми, мускулы лица искривились и подались назад, глаза, словно два шарика, глубоко втиснулись в черепную коробку.

Космонавт пытался еще сказать что-то в микрофон, но — безуспешно. С его губ срывалось только непонятное бормотание. Отказавшись от попыток разговора, космонавт сосредоточился на своих переживаниях, старался оказать сопротивление мощной силе, глотнуть устами воздух.

Внезапно он почувствовал резкое облегчение.

— Конец работы двигателя первой ступени ракеты, — пронеслось в его голове.

Но это был только мгновенный перерыв в работе двигателей. Как только отделилась первая ступень ракеты, включились двигатели второй ступени.

Скорость снова стала нарастать, а с ней увеличилась нагрузка, тело космонавта снова вдавилось в подушки кресла. Через несколько минут иссякло горючее в двигателях второй ступени ракеты, наступил короткий перерыв, после чего заработали двигатели третьей ступени. И хотя тело еще с огромным трудом преодолевало нагрузку, в голове космонавта появилась мысль о скором конце испытания. Он знал, что двигатели третьей ступени должны работать очень короткое время, и через несколько минут — конец перегрузкам!

Так и случилось. Через девяносто секунд двигатели прекратили работу, и наступила внезапная тишина.

Переход был настолько резким и быстрым, что ни тело, ни мысль космонавта не успели к нему подготовиться. Сердце колотилось в груди, грудная клетка быстро вздымалась и опускалась, космонавт хватал воздух открытым ртом и часто, неглубоко дышал. Но вдруг все прошло.

* * *

— Уфф! — глубоко и с чувством облегчения вздохнул космонавт. Первая часть полета — закончена. Он включил микрофон и, четко выделяя слоги, сказал:

— Вышел на орбиту. Все оборудование и приборы работают бесперебойно. Самочувствие хорошее.

КРОВЬ ТЯЖЕЛЕЕ РТУТИ

Мы попытались описать обыкновенный, рядовой старт космонавта в космос, когда задача ограничивается только лишь орбитальным полетом вокруг Земли. Такой старт все же представляет для человеческого организма тяжелое испытание из-за действия силы ускорения.

Что же это за сила?

Как ее измерить?

Представим себе на минуту, что мы поднялись вверх на воздушном шаре, и, выбрав удобный момент, выбросили гирю. В момент выброса скорость гири будет равна нулю, но уже в конце первой секунды полета она составит 9,8 метров в секунду, в конце второй секунды — в два раза больше, то есть 19,6 м/сек, в конце третьей секунды — в три раза больше, то есть 29,4 м/сек и так далее. Скорость полета гири увеличивается с каждой секундой на 9,8 м/сек.

Именно эта величина и есть единицей ускорения. В науке ее принято обозначать латинской буквой «g». Если какое-либо физическое тело поднимается или падает вертикально, сила ускорения зависит от тяжести или, что то же самое, от силы земного притяжения. Однако существуют и другие виды ускорения, например при вращении, когда появляется центробежная сила, или в самолете, когда пилот, выходя из пикирующего полета, переходит к так называемой «горке».

Все эти виды ускорения считаются положительными.

Во время резкого торможения быстро несущегося поезда или автомобиля возникает сила ускорения с обратным знаком — отрицательное ускорение. В этом случае, сила инерции, вызванная торможением, то есть потерей скорости, или если угодно — отрицательным ускорением, бросает пассажира вперед. Во время автомобильных аварий люди чаще всего гибнут от действия отрицательного ускорения.

Было время, когда вопросы ускорения рассматривались только теоретически. После появления самолетов с большой скоростью полета, вопросы ускорения стали изучаться практически. Лет тридцать тому назад, в кругах авиаторов наделал много шума случай, когда пилот при выходе из пикирующего полета потерял управление и разбился. Оказалось, что под воздействием силы ускорения, возникшей при резкой перемене направления движения во время большой скорости полета, пилот потерял сознание и выпустил из рук рычаги управления.

Какова же причина потери сознания? Ведь это был опытный, сильный, отличавшийся железным здоровьем пилот!

В момент выхода из пикирующего полета появилась центробежная сила, которая вызвала отрицательное ускорение порядка двух до трех. По мере роста центробежной силы увеличивался вес тела пилота и его крови. Когда ускорение дошло до величины 4 g, значительная часть крови, под влиянием этой силы, отхлынула от мозга и переместилась в более низкие части тела, вследствие чего пилот стал терять зрение. Несколько мгновений позднее, когда ускорение уменьшилось, пилот ничего не видел, будто с черной повязкой на глазах.

Однако ускорение продолжало нарастать, потому что пилот вел самолет по кривой, в конце которой самолет оказался бы в положении вертикального полета вверх. Все больше крови притекало из мозга к сердцу пилота. Появились грозные симптомы. Пилоту казалось, что сердце резко падает вниз, что оно переместилось в нижнюю часть живота, а печень оказалась еще ниже, где-то около колен. Пилот уже совсем ничего не видел, и ему приходилось напрягать все силы, чтобы не потерять сознания. До сих пор ему еще не приходилось переживать такого состояния, но пилот не хотел отказаться от борьбы, не хотел подчиниться слабости своего собственного организма. Он полагал, что все неприятные ощущения минуют, как только прекратится действие центробежной силы.

Но на этот раз он просчитался. Он не принял во внимание большой начальной скорости в момент выхода из пикирующего полета и, тем самым, значительной величины центробежной силы, которая появилась в это время.

Неудачный полет продолжался. Мозг пилота, лишенный крови, прекратил работу. Когда сила ускорения дошла до 10 g, тело пилота весило уже не 85 кг, как обычно, а 850 кг. Каждый кубический сантиметр крови весил не 1 грамм, а 10, таким образом кровь стала тяжелее железа и весила почти столько же, сколько весит ртуть.

Делая последнее усилие, пилот решился выдержать еще одну секунду, перед тем как взять рычаг управления «от себя», чтобы облегчить чудовищное давление центробежной силы. Однако в то же мгновение он потерял сознание. Перетянул струну, не выдержал и… проиграл.

Самолет потерял управление, сильная и тяжелая машина стала беспорядочно падать и, в конце концов, врезалась в землю. Таков был трагический конец этого полета.

Случай этот длительное время обсуждался в кругах авиаторов, в особенности же среди физиологов, занимающихся проблемами авиационной медицины. Начались всесторонние научные исследования.

Установлено, что при ускорении порядка 5 g, даже хорошо натренированные и стойкие пилоты теряют зрение, способность дышать, в ушах у них появляются сильные боли. Если такое состояние длится не более 30–40 секунд, организм быстро его преодолевает, если же продолжается дольше — могут произойти серьезные расстройства и даже травмы.

После того, как в авиации началась эра реактивных полетов, и скорости самолетов стали превышать 1000 км/час, ученые стали получать много сведений о стойкости организма на перегрузки при наблюдениях за поведением пилотов во время выполнения фигур высшего пилотажа на больших скоростях. Строились на земле и катапульты, с помощью которых выбрасывались в воздух с большой начальной скоростью манекены, снабженные многочисленными исследовательскими приборами. Отмечались и явления, происходящие в организме парашютиста в момент перехода от свободного падения к полету с открытым парашютом.

Но такие исследования были неполными. Необходимо было создать более многосторонние, удобные и точные приборы и установки для изучения явлений, происходящих в организме человека под воздействием перегрузок.

«КАРУСЕЛЬ»

Скоро такая установка была построена. Это центрифуга, которую летчики и космонавты некоторых стран окрестили названием «карусель». Она стала основной установкой по исследованию стойкости организма к перегрузкам. Как же выглядит эта «карусель»?

В обширном круглом зале, на высоте около метра над уровнем пола, виднеется решетчатая консоль из стальных труб, несколько напоминающая строительный кран. С одного конца консоль посажена на вертикальную ось с электроприводом, мощностью 6000 л. с. Длина консоли карусели составляет 17 метров; на другом конце решетки установлена кабина с местом для сидения человека; в кабине сосредоточена разнообразная и сложная исследовательская аппаратура.

Кабина закрывается герметически, что дает возможность устанавливать внутри нее температуру и давление в весьма широких пределах, то есть можно в ней создать условия, весьма близкие к тем, которые могут господствовать в кабине космонавта во время полета в космосе.

Специальный механизм подвески кабины автоматически устанавливает ее во время испытаний в такое положение, чтобы центробежная сила действовала на человека, находящегося внутри кабины по прямой линии, подобно тому, как эта сила действует во время космического полета. Это облегчает расчеты наблюдающим за опытом врачам.

Из всех многочисленных аппаратов, находящихся в кабине, стоит обратить внимание на объектив камеры телевидения, находящийся непосредственно над головой пассажира кабины. Как только пилот займет в кабине свое место, ученые прикрепляют к его телу множество датчиков, соединенных с электронной контрольной аппаратурой. Благодаря этому, все явления, происходящие в организме пилота во время центрифугирования, точно фиксируются на лентах самопишущих приборов.

Как только консоль «карусели» начнет вращаться, в кабине возникает центробежная сила, которая воздействует на тело пилота подобно силе ускорения в кабине космического корабля или самолета. По мере роста количества оборотов эта сила тоже растет и может достичь величины 40 g, при которой вес тела пилота увеличивается до 3200 кг. Такая перегрузка для человека может окончиться смертью, поэтому ее создают только в исключительных случаях при опытах с животными.

Следует, однако, отметить, что на американской авиационной базе в Джонсвилле (центрифугу, установленную там, как раз мы описываем), в свое время получил известность рекорд, установленный одним из пилотов. Несмотря на то, что ускорение превысило опасный предел 5 g, пилот не давал сигнала к прекращению опыта, и на переданное по телефону предложение остановить центрифугу, ответил отказом. Более того, он потребовал увеличения оборотов. Пилот выдержал ускорение 8 g, потом 10 и 12 g. И только тогда, когда сила ускорения дошла до 14 g и держалась на этом уровне две минуты, пилот наконец дал понять, что больше уже выдержать не может.

Способность человеческого организма переносить перегрузки не одинакова у разных лиц и в значительной степени зависит от индивидуальных качеств, степени натренированности, состояния здоровья, возраста человека и прочее. В основном, нормальный человек при перегрузках 5 g, чувствует себя плохо, но натренированные, пользующиеся исключительным здоровьем пилоты могут выдержать перегрузку порядка 10 g в течение 3–5 минут.

Какие же перегрузки приходилось переносить до сих пор космонавтам?

По советским данным, первый в мире человек, совершивший полет в космическое пространство, Юрий Гагарин, во время старта выдержал перегрузку порядка 4 g. Американские исследователи сообщают, что космонавт Гленн выдержал возрастающую перегрузку до 6,7 g с момента старта до момента отделения первой ступени ракеты, то есть на протяжении 2 минут и 10 секунд. После отделения первой ступени ускорение возрастало с 1,4 до 7,7 g в течение 2 минут и 52 секунд.

Так как в этих условиях ускорение, а с ним и перегрузки нарастают постепенно и не длятся долго, сильный натренированный организм космонавтов переносит их без всякого вреда.

РЕАКТИВНЫЕ САНИ

Есть еще один тип установки для исследования реакции человеческого организма на перегрузки. Это реактивные сани, представляющие собой кабину, движущуюся по рельсовому пути значительной протяженности (до 30 километров). Скорость кабины на салазках доходит до 3500 км/час. На этом стенде удобнее исследовать реакции организма на перегрузки, так как на них можно создавать не только положительные, но и отрицательные ускорения. После того, как мощный реактивный двигатель сообщит салазкам через несколько секунд после старта скорость порядка 900 м/сек (то есть скорость ружейной пули), ускорение может достигнуть величины 100 g. При резком торможении, также при помощи реактивных двигателей, отрицательное ускорение может дойти даже до 150 g.

Испытания на реактивных санях пригодны в основном для авиации, а не космонавтики, и, кроме того, установка эта обходится значительно дороже центрифуги.

КАТАПУЛЬТЫ

По тому же принципу, что и реактивные сани, действуют катапульты, имеющие наклонные направляющие, по которым движется кресло с пилотом. Катапульты пригодны в особенности в авиации. На них испытывают реакции организма пилотов, которым быть может в будущем придется при аварии самолета катапультироваться, чтобы спасти свою жизнь. В этом случае, кабина вместе с пилотом выстреливается с потерпевшего аварию реактивного самолета и с помощью парашюта спускаемся на землю. Катапульты способны сообщить ускорение не больше 15 g.

«ЖЕЛЕЗНАЯ СИРЕНА»

В поисках способа предотвратить вредное воздействие перегрузок на организм человека, ученые установили, что большую пользу приносит погружение человека в жидкую среду, плотность которой примерно соответствует средней плотности человеческого тела.

Были построены бассейны, наполненные жидкой суспензией, соответствующей плотности, с устройством для дыхания; в бассейны помещали подопытных животных (мышей и крыс), после чего осуществляли центрифугирование. Оказалось, что стойкость мышей и крыс к перегрузкам возросла в десять раз.

В одном из американских научных институтов были построены бассейны, позволяющее поместить в них человека; (летчики впоследствии прозвали эти бассейны «железными сиренами»). Пилота сажали в ванну, заполненную жидкостью соответствующей плотности, и производили центрифугирование. Результаты превзошли все ожидания — в одном случае перегрузки были доведены до 32 g. Такую перегрузку человек выдержал в течение пяти секунд.

Правда, «железная сирена» с технической точки зрения несовершенна и, в частности, имеются возражения с точки зрения удобств для космонавта. Однако, не следует судить чересчур поспешно. Возможно, в недалеком будущем, ученые найдут способ улучшить условия испытаний на такой установке.

Следует добавить, что стойкость к перегрузкам во многом зависит от положения тела космонавта во время полета. На основе многих испытаний ученые установили, что человек легче переносит перегрузки в полулежачем положении, так как такое положение удобнее для циркуляции крови.

КАК ДОБИТЬСЯ УВЕЛИЧЕНИЯ СТОЙКОСТИ

Мы уже упоминали, что в проведенных космических полетах перегрузки были сравнительно небольшими и продолжались всего несколько минут. Но ведь это только начало космической эры, когда полеты людей в космос происходят по орбитам, сравнительно близким к Земле.

Теперь же мы стоим на пороге полетов на Луну, а при жизни ближайшего поколения — на Марс и Венеру. Возможно придется тогда испытывать значительно большие ускорения, и космонавты будут подвергаться значительно большим перегрузкам.

Существует еще проблема стойкости космонавтов к небольшим, но длительным, постоянным перегрузкам, длящимся в течение всего межпланетного путешествия. Предварительные данные говорят за то, что постоянное ускорение порядка долей, «g» переносится человеком без всякого труда. Уже разработаны проекты таких ракет, двигатели которых будут работать с постоянным ускорением. Не смотря на то что во время самого опыта людям приходилось переносить различные неприятные явления, опыты им не принесли никакого вреда.

Возможно, что в будущем удастся повысить стойкость человеческого организма к перегрузкам другим путем. Интересные опыты были поставлены учеными Кембриджского университета в США. Они подвергли постоянному ускорению порядка 2 g беременных мышей до тех пор, пока не появились мышата, которых держали на центрифуге в течение всей их дальнейшей жизни до самой смерти. Мыши, родившиеся в таких условиях, прекрасно себя чувствовали под воздействием постоянной перегрузки 2 g, и их поведение ничем не отличалось от поведения их собратий, живущих в нормальных условиях.

Мы далеки от мысли поставить аналогичные опыты с людьми, но все же считаем, что явление такой приспособляемости организма к перегрузкам может решить ряд задач, стоящих перед биологами.

Не исключено также, что ученые найдут способ нейтрализации сил ускорения, и человек, оснащенный соответствующей аппаратурой, легко перенесет все явления, сопутствующие перегрузкам. Еще большие надежды связаны с методом замораживания, когда чувствительность человека резко падает (об этом мы пишем ниже).

Прогресс в области повышения стойкости человеческого организма к перегрузкам весьма велик и продолжает развиваться. Уже удалось добиться большого успеха в повышении стойкости путем придания корпусу человека правильного положения во время полета, использования мягкого, устланного губчатой пластмассой кресла и скафандров специальной конструкции. Возможно ближайшее время принесет еще больший успех в этой области.

КОГДА ВСЕ ВОКРУГ ВИБРИРУЕТ

Из многих опасностей, подстерегающих космонавта во время полета, следует указать еще одну, связанную с аэродинамическими особенностями полета и работой реактивных двигателей. Опасность эту, хотя к счастью и не очень большую, несет с собой вибрация.

Во время старта работают мощные двигатели, и вся конструкция ракеты подвергается сильной вибрации. Вибрация передается телу космонавта и может повести за собой весьма неприятные для него последствия.

Вредное влияние вибрации на организм человека известно уже давно. Действительно, рабочие, пользующиеся более или менее длительное время пневматическим молотом или буром, заболевают так называемой вибрационной болезнью, которая проявляется не только сильными болями мышц и суставов верхних конечностей, но и болями в области живота, сердца, головы. Появляется одышка и затрудняется дыхание. Чувствительность организма в значительной степени зависит от того, какой из внутренних органов подвержен больше всего действию вибрации. По-разному реагируют на вибрацию внутренние органы пищеварения, легкие, верхние и нижние конечности, глаза, мозг, горло, бронхи и т. д.

Установлено, что вибрация космического корабля вредно действует на все ткани и органы человеческого организма — причем хуже всего переносится вибрация большой частоты, то есть такая, которую трудно заметить без точных приборов. Во время опытов с животными и людьми установлено, что у них под влиянием вибрации сначала увеличивается сердцебиение, возрастает давление крови, потом появляются изменения в составе крови: уменьшается количество красных кровяных телец, увеличивается количество белых. Нарушается общий обмен веществ, снижается уровень витаминов в тканях, появляются изменения в костях. Интересно, что температура тела во многом зависит от частоты вибрации. При увеличении частоты колебаний растет температура тела, при снижении частоты — температура снижается.

Поэтому ничего удивительного нет в том, что вибрация космического корабля может стать причиной значительных нарушений в жизнедеятельности организма и может отрицательно сказаться на умственной работе космонавта.

Конечно, последствия вибрации могут стать грозными при длительном ее воздействии на человеческий организм. Если бы космонавтам пришлось переносить вибрацию в течение нескольких дней, это привело бы к полному и необратимому расстройству жизнедеятельности, со всеми вытекающими отсюда последствиями.

К счастью, проблема эта не столь велика, как это кажется на первый взгляд. Дело в том, что длительность вибрации во время старта ракеты составляет всего лишь несколько минут, и хотя экипаж космического корабля испытывает при этом некоторые неудобства, но длятся они столь краткое время, что не приносят никакого вреда. Несколько дольше длится вибрация во время прохождения корабля через атмосферу при посадке. Но и это не так уж опасно. Кроме того, специальная конструкция гибкой и эластической подвески кресел, изолирующая космонавтов от корпуса ракеты, а также мягкая, пластмассовая обивка сидений и спинок кресел значительно снижают вибрацию, передающуюся от корпуса ракеты к телу космонавта.

СТОЙКОСТЬ К ДЕЦИБЕЛАМ

Вредное влияние на человеческий организм, подобное влиянию вибрации, оказывают также шумы, в частности, грохот мощных реактивных двигателей и шум, вызванный прохождением ракеты сквозь толщу атмосферы. И в этом случае решающее значение получают такие факторы как: частота звуковых колебаний, сила звука, время воздействия звуковых волн и индивидуальная сопротивляемость человека.

Исследования, проведенные в порядке охраны труда, показали, что даже не очень сильные шумы могут вызвать быструю утомляемость, снижение трудоспособности и нарушения в работе мозга. Под влиянием шума быстро наступают изменения в ритме сердцебиения и дыхания, пищеварительных функциях и в общем обмене веществ. Конечно, эти изменения и ненормальности увеличиваются в меру длительности воздействия шума на организм.

Совершенно ясно, что опасности подвергаются прежде всего органы слуха. Если сила звука доходит до 90 децибелов (децибел — единица звуковой энергии), ухо человека, как правило, не выдерживает. В особенности чувствительно среднее ухо. Появляются боли в ушах, головные боли, наступает общая слабость и возникают трудности при выполнении простейших действий. Если шум увеличивается еще больше, нарушается жизнедеятельность всего человеческого организма. При 120 децибелах уже после 5 минут у человека появляются признаки плохого самочувствия, а если интенсивность шума дойдет до 130 децибелов, появляются острые боли в сердце, желудке и печени. Головная боль становится невыносимой. Кроме того, в мышцах появляется болезненная дрожь, с которой не удается совладать. При шумах такой интенсивности уже через несколько секунд могут произойти значительные повреждения организма, угрожающие жизни.

Какова же интенсивность шумов во время старта ракеты?

Непосредственно около реактивных двигателей сила звука достигает 200 децибелов. Таким образом, если бы здесь очутился человек, он погиб бы на месте. В верхней части ракеты сила звука составляет около 140 децибелов, то есть остается все еще опасной; как раз в этом месте находится кабина космонавтов.

Шумы возникают и во время приземления космического корабля, когда он попадает в плотные слои атмосферы. Эти шумы достигают уровня 145 децибелов, причем длятся дольше, чем во время старта ракеты.

Но пока что с шумами больших хлопот не было. Конструкторам космических кораблей удалось успешно решить задачу звукоизоляции кабины космонавтов путем облицовки ее стен звукопоглощающими материалами и изоляции кабины и ракеты-носителя. Шумы подавляются космическими скафандрами, в частности, шлемами специальной конструкции.

Благодаря всем этим предосторожностям и мероприятиям, космонавты во время старта и приземления не ощущают звуковых перегрузок и даже могут свободно вести переговоры с Землей.

Так представляется вопрос борьбы с шумом.

Теперь полезно познакомиться с другим, совершенно противоположным явлением. Человеческий организм плохо переносит шум, что отнюдь не значит желательность создания для него полной тишины. Абсолютная тишина столь же неприятна и труднопереносима, как и длительный шум. Ведь человек привык к постоянному звуковому общению с окружающим миром, к неустанному шуму смешанных звуков. Это равным образом относится как к жителям шумных городов, так и тихих деревень, где вопреки установившемуся мнению полная тишина бывает весьма редко. В деревне постоянно слышатся голоса животных, птиц, шум листвы деревьев, движимой ветром и т. п.

СУРДОКАМЕРА (СУРДО — ПО-ГРЕЧЕСКИ ГЛУХОЙ, ТИХИЙ)

Для проверки стойкости космонавта к абсолютной тишине, будущих космических путешественников испытывают в специальной камере тишины, сурдокамере. Испытание оказалось весьма тяжелым. Космонавты с трудом переносили длительное пребывание в сурдокамере и только благодаря большим усилиям воли оставались в камере до конца испытаний. При выходе из сурдокамеры космонавты были так нервно истощены, что любой звук воспринимали с такой радостью, как глоток свежего воздуха после пребывания под водой, или глоток воды после длительной жажды.

К счастью, при космических полетах тишина не станет грозной опасностью. Одно лишь оснащение космического корабля, его аппаратура, размещенная в кабине (электронная и механическая) является источником многообразных звуков. Кроме того, космонавты будут постоянно общаться с Землей и другими космическими кораблями по радио, будут пользоваться патефонными пластинками и магнитофонными лентами с записью музыкальных и других произведений и т. п. Вдобавок космонавты смогут беседовать друг с другом.

НЕВЕСОМОСТЬ В ВОЗДУХЕ

…Я повис над креслом, попробовал двинуть правой, потом левой рукой, выпрямил ноги и очутился в горизонтальном положении. В воздухе я лежал удобно, словно в кровати. Я повернулся и лег на живот, потом осторожно повернулся вновь, подтянул колени и нырнул. Вытянул ноги и вот — я повис в воздухе вниз головой. Ничего у меня не болело, я не чувствовал никаких особых ощущений, положение было скорее забавно и постоянно — поражало чем-то новым, неизведанным и неожиданным. Я был готов к любым неприятным ощущениям, но они не появлялись, наоборот, я чувствовал себя приятно и весело…

Так, или почти так, описывал свои впечатления советский космонавт Николаев, рассказывая о своем многодневном пребывании в космосе. Он свободно «плавал» около часа ежедневно, после чего возвращался на кресло и привязывал себя к нему.

… — Уже после нескольких минут плавания в воздухе, — продолжал свой рассказ Николаев, — я понял, что необходимо не только избегать резких движений, а наоборот стараться, чтобы все движения выполнялись плавно и свободно. Достаточно пальцем оттолкнуться от стены, чтобы вызвать полет тела в противоположную сторону, если этот толчок был слишком сильным, можно было больно удариться о стенку.

Труднее всего было вернуться в кресло. Несколько попыток окончилось неудачей, так как я не смог точно попасть в кресло. Наконец способ нашелся. Надо было сначала приплыть и задержаться над креслом, потом поджать ноги и принять в воздухе сидячее положение, проверить точность нахождения над креслом, поднять руку и оттолкнуться от потолка пальцем. На этот раз удалось. Я плавно опустился на кресло и занял в нем правильное положение. Теперь все было в порядке. Оставалось только прикрепить себя ремнями и начать работу по заданной программе.

Похожие приключения переживали и другие советские космонавты, располагавшие обширными кабинами на своих космических кораблях. Они плавали в воздухе, выполняли различные упражнения, не только для того, чтобы насладиться необыкновенными впечатлениями, но и для ежедневной физической зарядки, рекомендованной врачами и физиологами. В общем, впечатления их были приятными, и невесомость не вызывала каких-либо болезненных явлений в организме. Из всех советских космонавтов только Титов несколько раз жаловался на нарушение равновесия; несмотря на это, весь космический полет Титов перенес удовлетворительно как с физической, так и психической стороны. Однако, на этом основании еще нельзя утверждать, что невесомость во время космических полетов перестала быть важной проблемой, что она полностью решена.

НАРУШЕНИЕ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА

Для человеческого организма состояние невесомости является как бы резким нарушением основных законов природы. Мускулы человека приспособлены носить вес тела, поднимать руки, ноги, двигать головой. Многие движения подчинены приказам центральной нервной системы, но многие происходят совершенно автоматически. Человеческие органы — сердце, желудок, вестибулярный аппарат, словом все части тела привыкли работать в условиях тяготения, то есть при наличии силы тяжести.

Поэтому явление невесомости вызывает хаос в слаженной работе множества органов и приводит к разрегулированию многих существенных функций организма. К счастью, человеческий организм может быстро приспособляться к изменившимся условиям существования, мобилизует свои защитные силы, и после начальных нарушений старается по возможности быстро вернуться к нормальной работе.

У космонавтов, находившихся некоторое время в состоянии невесомости, наблюдался ряд функциональных нарушений: падали пульс и давление крови, уменьшалась деятельность органов желудочной секреции, увеличивалось мочеиспускание, росло потребление кислорода и количество удаляемой углекислоты. Наблюдались также изменения в составе крови: увеличивалось содержание кальция, фосфора и серы при одновременном уменьшении количества этих элементов в костях.

Отмечались и психические явления, вызванные в основном тем, что мозг стал получать меньшее количество информации, либо совершенно новую, неизвестную ему ранее информацию. Дело в том, что в нормальных условиях мозг человека привык получать впечатления с учетом повсеместного действия силы тяжести. И вот, внезапно, эти впечатления исчезают, а на их место приходят совершенно другие. Неудивительно, что нарушается нормальный процесс анализа впечатлений, появляется чувство неуверенности, страха, раздражения, угнетения. Начинается головокружение, головная боль, тошнота.

Явления, сопряженные с состоянием невесомости, еще недостаточно изучены, они представляют новый раздел в науке о приспособляемости человеческого организма, появившейся в последнее время, когда человечество подошло вплотную к проблеме завоевания космоса, хотя, следует отметить, что еще до того, как первый человек очутился на борту космического корабля в полете вокруг земного шара, проблема невесомости изучалась в земных условиях.

СИЛА ПРИТЯЖЕНИЯ НА ЛУНЕ В ШЕСТЬ РАЗ МЕНЬШЕ, ЧЕМ НА ЗЕМЛЕ

Напомним сначала, что представляет собой сила тяготения. Согласно преданию, яблоко, упавшее с дерева, позволило Ньютону открыть закон всемирного тяготения (гравитации), что значительно ускорило развитие физики и астрономии. Теперь известно, что сила тяготения существует во всем космосе. Именно эта сила управляет движением всех небесных тел, связывает миллионы планет и звезд, определяет их вращение и движение по орбитам. Одна и та же сила, под влиянием которой яблоко падает по направлению к центру земли, заставляет нашу планету вращаться вокруг Солнца, а Луну вокруг Земли.

Чем больше планета или звезда, тем сильнее притягивает она другие небесные тела. Масса Луны гораздо меньше массы Земли, и притяжение на Луне составляет всего лишь одну шестую часть земного; это означает, что человек на Луне весит в шесть раз меньше, чем на Земле.

На Марсе человек весит в три раза меньше, на Венере разница будет небольшая, так как масса этой планеты весьма близка к массе Земли (81 процент массы Земли). На самой маленькой планете солнечной системы — Меркурии, человеку было бы весьма неудобно передвигаться — его вес был бы в 27 раз меньше, чем на Земле, и любой его шаг превращался бы в огромный прыжок.

Наоборот, если кому-либо из космонавтов удалось бы опуститься на поверхность крупнейшей планеты солнечной системы — Юпитера, он встретился бы с трудностями совершенно обратного порядка: его вес увеличился бы против земного во много раз, и он практически был бы лишен способности передвигаться собственными силами.

Сила притяжения зависит также от расстояния. Железная гиря, весящая на поверхности Земли 1 кг, на высоте 400 км весит только 900 гр, а на высоте 25 000 км — всего лишь 5 гр. Если говорить точно — сила земного притяжения уменьшается пропорционально квадрату расстояния от центра земного шара.

Возникает законный вопрос, почему искусственные спутники Земли при вращении вокруг нее по орбите на высоте 200 или 300 километров не падают?

Чтобы легче уяснить себе характер сил, возникающих во время полета космического корабля по круговой орбите, проделаем следующий опыт.

Привяжем к спиральной пружине с одного ее конца какой-нибудь тяжелый предмет и, придерживая пружину за другой конец, станем ее вращать. Мы заметим, что пружина вытянется под влиянием груза. Если уменьшить обороты, пружина сократится, если, наоборот, увеличить скорость вращения, пружина удлинится. Можно предположить, что при очень быстром вращении пружина лопнет, и груз полетит в пространство.

Здесь играют роль две силы, действующие в противоположных направлениях. Одна из них, сила натяжения пружины, стремится притянуть груз к руке и в нашем опыте представляет собой силу земного притяжения, вторая, центробежная сила, являющаяся следствием вращения груза, аналогична центробежной силе, вызванной вращением спутника вокруг Земли. Это значит, что центробежная сила уменьшает силу притяжения. Если подобрать эти силы так, чтобы они взаимно уравновешивали друг друга, груз потеряет свой вес, очутится — как это принято считать — в состоянии невесомости.

Подобным образом обстоит дело, когда последняя ступень ракеты, сообщит космическому кораблю соответствующую скорость движения.

НЕВЕСОМОСТЬ В ВАННЕ И НАД ОБЛАКАМИ

Начало космической эры поставило перед учеными задачу изучения проблемы невесомости, в частности влияния невесомости на человеческий организм, для чего необходимо было разработать соответствующую методику исследований и необходимое оборудование.

Однако, вопрос оказался значительно труднее, чем предполагалось первоначально. Чтобы получить длительное состояние невесомости, надо было лететь в космическое пространство, а это, как мы знаем, задача не из легких. Правда, можно получить состояние невесомости и на Земле, но в таких условиях, которые значительно разнятся от господствующих в космосе.

Можно, например, добиться невесомости человека в воде, растворив в ней определенные химические вещества, в частности соль, так, чтобы получить раствор такой же плотности, что и человеческое тело. Человек, погруженный в такую суспензию, как бы теряет вес, то есть будет себя чувствовать как и космонавт в условиях невесомости.

Интересный опыт подобного рода поставил американский физиолог др. Э. Гравелин. Он приготовил соответствующий раствор, погрузился в него и устроился там столь же удобно, как в собственной кровати, проведя там 7 суток. Впрочем, он не лежал без всякого движения. Наоборот, он пытался вставать, поворачиваться на бок, делать простые упражнения; он проверял работу зрения, слуха, осязания, быстроту реакции и тому подобное. Одновременно его помощники периодически проверяли состав крови, измеряли пульс, дыхание, проверяли работу сердца, мозга, органов пищеварения.

В результате был получен весьма ценный и обильный научный материал. Оказалось, что др. Гравелин, несмотря на длительное пребывание в столь трудных условиях, чувствовал себя хорошо, хотя в его организме и были отмечены некоторые расстройства. Удивляло то, что доктору во время опытов требовалось совсем мало сна — один час в сутки. Давление крови снизилось, биение сердца ускорилось, усилилась работа почек, в крови изо дня в день увеличивалось содержание фосфора и кальция костного происхождения. Наблюдались нарушения речи.

Кто знает, чем бы окончился опыт, если бы продолжался дольше. Ученый выдержал всего лишь семь дней и вышел из ванны в состоянии крайней усталости. Дальнейшее обследование его организма показало, что возвращение к норме произошло довольно быстро, всего лишь в течение нескольких дней, после чего никаких отрицательных явлений не было установлено.

Само собой разумеется, что результаты этого опыта не могут быть перенесены в космос без их критического разбора и проверки. Во всяком случае, нельзя из них сделать вывод, что пребывание в невесомости полностью безвредно для человека.

Второй способ получения состояния невесомости в земных условиях заключается в выполнении на самолете таких фигур пилотажа, при которых центробежная сила уравновешивает силу земного притяжения, и летчик с пассажирами некоторое время находится в условиях невесомости.

Такой опыт описан двумя советскими журналистами на страницах журнала «Огонек». Они рассказали примерно следующее:

Путь в самолет-лабораторию, на котором в воздухе осуществляются опыты с невесомостью, лежит через кабинет опытного врача, специалиста в области авиационной медицины.

Туда нам и пришлось явиться, чтобы получить разрешение на участие в эксперименте на невесомость.

После недолгого обследования, врач поднял очки на лоб и со снисходительной улыбкой заявил, что в космонавты мы конечно не годимся, что организмы у нас не такие, как у Гагарина или Титова, но полет в кратковременную невесомость он разрешает.

Самолет уже был готов к полету. Достаточно было бросить взгляд во внутрь самолета, чтобы понять, что это не обыкновенный самолет, а скорее летающая лаборатория, до отказа заполненная научными приборами, киноаппаратурой и камерами телевидения. Основную часть обширной кабины занимало помещение, лишенное какой-либо мебели; стены и пол этого помещения, выложенные мягким материалом, напоминали внутренность кареты для перевозки мебели. Это помещение, получившее у космонавтов название «плавательного бассейна», служило для наблюдений над состоянием невесомости. Здесь кандидаты в космонавты осваивались с невесомостью. Здесь проводились также наблюдения за поведением животных. И здесь, наконец, осуществлялись поиски технических решений обеспечения космонавтам лучших условий пребывания в состоянии невесомости.

Как только журналисты очутились на борту самолета, врач, под наблюдением которого они должны были совершить полет, надел им на тела по несколько датчиков, соединенных проводами с электронными аппаратами, фиксирующими во время полета реакцию организма.

Спустя несколько минут после старта, когда самолет очутился в районе проведения опыта, журналистов усадили в удобные кресла, и они прикрепили себя к ним ремнями.

На световом табло они прочли надпись «Внимание!», что означало не только увеличение скорости полета, но и переход самолета к пикирующему полету.

Через несколько секунд на табло появилась надпись: «Перегрузка». Еще самолет дрожал под влиянием двигателей, работавших на самых высоких оборотах, как журналисты почувствовали, будто им на голову, на грудь, на все тело свалилась огромная тяжесть, руки и ноги их стали будто свинцовыми. «Ага, — промелькнуло в их мыслях, — мы выходим из пике, и вот-вот начнется то, самое важное»…

Им стало не хватать воздуха, в ушах стоял несносный шум, к горлу подкатывала тошнота, веки отяжелели так, что трудно было открыть глаза. Когда эти явления дошли до предела и стали просто невыносимы, журналисты почувствовали, что самолет меняет направление, и неприятные ощущения проходят. Не успели они приспособиться к новому положению, как на табло появилась новая надпись: «Невесомость», и одновременно они почувствовали странное чувство необыкновенной легкости. Согласно полученной перед полетом инструкции они ослабили ремни, и оказалось, что они уже не сидят в креслах, а повисли над ними.

Открылась дверь кабины, и в ней появилась рука, сжимающая небольшого котенка. Рука исчезла, а котенок… повис в воздухе. Неуклюже двигая лапами и всем телом, котенок перевернулся на спину, потом очутился в положении вниз головой, несколько раз кувырнулся, и, по-видимому пораженный необыкновенным положением, стал громко и отчаянно мяукать.

Мы полностью расстегнули пояса, — вспоминал потом журналист, — и очутились в странных позах. Мой коллега лежал на боку, беспорядочно махая руками, а я висел вверх ногами. Любое резкое движение немедленно сказывалось на перемене положения; мы переворачивались с боку на бок, вращались вокруг собственной оси, полностью потеряли ориентировку в пространстве и уже не знали, где верх, где низ. Я чувствовал тошноту, и мое самочувствие стало ухудшаться с каждой секундой. Я вдруг вспомнил, как Гагарин восхищался невесомостью, и как ему понравилось приятное чувство, связанное с ней.

Со мной все было совершенно по-другому. Никакого удовольствия я не ощущал. Состояние несомненно удивительное и ошеломляющее. Я ничуть не удивлялся котенку, который продолжал мяукать во все горло. Долго ли это будет продолжаться?

Перед полетом, когда инструктор говорил нам, что состояние невесомости будет длиться всего лишь 28 секунд, я выразил удивление и неудовольствие краткостью опыта. А теперь время тянется невыносимо долго, и мне кажется, что невесомость длится уже несколько минут.

К счастью, опыт подошел к концу. Через мгновение, под влиянием нового изменения направления полета, прекратилось действие центробежной силы, исчезло состояние невесомости, и жизнь в нашей кабине пришла в норму. Мы снова усаживаемся в кресла и привязываемся ремнями.

В кабине появился инструктор и с улыбкой спросил о наших впечатлениях, после чего сообщил нам, что люди по-разному реагируют на невесомость, и с этой точки зрения их можно разделить на три группы: к первой из них относятся те, которые чувствуют себя хорошо и не теряют способности производить определенные действия. Ко второй группе принадлежат те, которые теряют способность ориентировки в пространстве и, хотя чувствуют себя хорошо, не могут работать. И наконец, в третью группу входят те, которые в состоянии невесомости чувствуют себя чрезвычайно плохо, бывают ослаблены, раздражены и страдают нарушениями функций организма.

— Мы проделали первый опыт, — добавил инструктор, — мы были на первой «горке», на которой новички, как правило, переживают самые сильные впечатления. Нас ожидает еще несколько таких «горок», и я думаю, что на каждой последующей вы будете себя лучше чувствовать. Желаю успеха!

И снова мы увидели надпись «Внимание!», потом «Перегрузка» и наконец «Невесомость». Мы опять расстегнули пояса и очутились в воздухе в самых невероятных позах. Но у нас уже был некоторый опыт, и мы старались принимать такое положение, какое нам было нужно. Мы плавали по кабине, пытались передвигаться вдоль стен при помощи прикрепленных к ним шнуров. Мы пробовали писать карандашом на дощечке, причем необходимо было написать фразу: «в состоянии невесомости мы чувствуем себя великолепно».

Оказалось, однако, что эта задача была сверх наших сил. Любая попытка написать хотя бы одну букву сейчас же приводила к изменению положения всего корпуса. Движения были затруднены. Не удавалось даже попасть карандашом в доску. После множества потешных усилий мне удалось наконец нацарапать слово «невесомость», но такими неуклюжими буквами, что они напоминали мои первые каракули в шестилетнем возрасте.

— То же самое было и с нашими космонавтами, — с улыбкой сказал инструктор. — Пока они были прикреплены к креслам, могли писать, и то, что они написали, можно было прочесть. Но стоило им оторваться от кресел — им не удавалось удовлетворительно написать и двух слов.

Во время следующего опыта, — пишет далее журналист, — мы уже чувствовали себя несколько свободнее. Один из товарищей, лежа в воздухе, сумел снять пиджак, а я развязал шнурки и снял туфли. И вот новая неожиданность: пиджак поплыл в сторону, одна туфля очутилась под потолком, вторая — у двери. Смеясь над собственной неловкостью, мы начали гоняться за вещами и в конце концов после многих усилий поймали их и водворили на место.

— Ну, пора закусить, — сказал один из товарищей.

Мы знали, что будем есть гречневую кашу и картофельное пюре, но не представляли себе, какие встретятся затруднения с едой. Оказалось, что попасть ложкой в рот совсем легко и никаких затруднений нет.

Ободренные этим, мы попытались напиться воды. Я как раз поднес стакан с водой ко рту, но движение оказалось слишком сильным, стакан ударил в зубы, вода выплыла вверх, приняла форму шара, собралась около носа и вдруг вместе с воздухом попала в легкие. Я сильно закашлялся и совершил резкое движение. Я пришел в себя в другом конце кабины под потолком, а вода, вылившаяся из стакана, плавала в воздухе в виде шариков.

Так закончился опыт на второй «горке».

Третий опыт был проведен с животными. В первую очередь с голубем. Сначала, когда самолет после пикирующего полета шел вверх, и появилась сила ускорения (или как ее называют — перегрузка), голубь, прижатый к полу, отчаянно бился. Когда же в самолете возникла центробежная сила и состояние невесомости, птица оторвалась от пола и, беспорядочно махая крыльями, повисла в воздухе, совершенно потеряв ориентировку. Мы наблюдали за поведением рыб в герметически закрытом аквариуме. Вот одна из них вертится на хвосте словно прима-балерина, вторая висит вниз головой, третья плавает вверх брюхом.

В большой банке, закрытой сверху сеткой, видны две морские свинки. Одной из них ввели в кровь лекарство, отключающее вестибулярный аппарат. Она вела себя вполне нормально, плавала в воздухе, ориентировалась в пространстве. Ее товарка, которая лекарства не получила, вела себя беспомощно и хаотически кувыркалась.

Мы почувствовали усталость и слабость. Многократные переходы из нормального состояния к перегрузкам и от перегрузок к невесомости обессилили нас. Жим на динамометре был на 6 кг меньше, чем час тому назад на земле.

Наконец последняя «горка». На этот раз объектом опыта были мыши. В нашем «плавательном бассейне» поместили большую центрифугу с двумя мышами внутри. В состоянии невесомости мыши ведут себя плохо, кувыркаются, теряют ориентировку. Но вот начинается центрифугирование, появляется центробежная сила, прижимающая мышей к наружным стенкам центрифуги. Мыши начинают вести себя нормально. Именно это, искусственно созданное притяжение, дало возможность им вернуться в «нормальное» состояние.

Программа полетов выполнена, и мы возвратились на базу, — рассказывают журналисты. Как только мы почувствовали под ногами твердую почву, у нас появилось чувство блаженства. Мы опять находимся на нашей милой планете, в нормальных, привычных от рождения условиях.

Вместе с нами сходит пилот. На руках у него котенок. Он ставит его на землю. Котенок внезапно срывается и, подняв хвост трубой, большими скачками бросается наутек. «Лишь бы подальше от этого чудовища» — думает он вероятно, и совершенно не хочет оглянуться ни на самолет, ни на нас.

КОРОТКИЕ ПОЛЕТЫ — НЕ ПРОБЛЕМА

Теперь, когда состоялись первые полеты на спутниках Земли длительностью около недели, стало известно, что состояние невесомости не столь опасно для организма, как это предполагалось ранее.

Еще до того, как первый человек совершил орбитальный полет, ученые провели множество опытов, чтобы убедиться, не повредит ли состояние невесомости человеку и не повлечет ли за собой вредные последствия.

Первые опыты с невесомостью были проведены в Советском Союзе в 1949–1950 гг., когда в малых ракетах посылались животные на высоту 110, потом 150 и 212 км. Быстрый прогресс в конструкции ракет позволил уже 3 ноября 1957 года выслать сравнительно крупный космический корабль в полет вокруг Земли с собакой на борту. Почти два года спустя, на борту подобного корабля были помещены сразу две собаки. Проведенные потом исследования показали, что полет и состояние невесомости, длившиеся целые сутки, не оказали заметного влияния на жизнедеятельность организма собак. Это было доказательством безопасности орбитального полета и для человека.

И действительно, после еще нескольких опытов с животными, пришла очередь полета в космос человека. Первый в истории человечества космонавт, Юрий Гагарин, после своего исторического полета 12 апреля 1961 года, длившегося 1 час и 15 минут, определил состояние невесомости как приятное. Физиологические исследования показали, что и на этот раз невесомость не оставила никаких неприятных последствий в организме космонавта.

Однако следующий космонавт, Титов, который находился в состоянии невесомости 25 часов, реагировал совершенно иначе. Правда, его физические и психические способности нарушены не были, пульс и дыхание оставались нормальными, но у него появились тошнота и головокружение вследствие нарушения работы вестибулярного аппарата, типичные для морской или воздушной болезни. Эти нарушения у Титова отмечались не в течение всего полета, а только до седьмого витка. Когда космонавт вернулся на Землю, после тщательного физиологического обследования ученые стали задавать себе вопрос: являются ли такие нарушения типичными для всех людей, или они зависят от индивидуальных особенностей каждого. И если они индивидуальны, то является ли это следствием недостаточной тренировки космонавта, его аллергии (повышенной чувствительности), или каких-либо физиологических факторов. Чтобы разрешить сомнения, послали в космос одновременно двух космонавтов, на двух космических кораблях, на несколько дней, но перед полетом провели тщательную тренировку.

В космос полетели Николаев и Попович. Благодаря длительной тренировке перед полетом и соблюдению врачебных советов во время полета (они должны были избегать резких движений головой, пока организм не приспособится к новым условиям), нарушения не появились. Столь же хорошо перенесли невесомость другие космонавты: Валентина Терешкова и Валерий Быковский.

Ученые пришли к выводу, что невесомость не представляет собой физиологической проблемы в течение нескольких дней, при том условии однако, что организм будет предварительно хорошо подготовлен путем длительных тренировок, а во время полета космонавты будут соблюдать осторожность при поворотах головы.

Однако, будет ли невесомость совершенно безопасна во время длительных полетов? Физиологи дают на этот вопрос уклончивый ответ. Они утверждают, что невесомость воздействует на весь организм, и вследствие этого следует ожидать, что влияние невесомости в течение многих недель или месяцев вызовет неприятные последствия. Поэтому необходимо искать соответствующие средства, исключающие их.

ИСКУССТВЕННОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ

Человеческий организм может приспособиться к длительной невесомости, подобно тому, как он приспосабливается к жаре, холоду, влажности и другим условиям, господствующим во внешней среде. Но сколько времени потребуется для такого приспособления? Не вызовет ли вредных последствий сама попытка приспособиться к невесомости? Не произойдут ли изменения в основных тканях организма, в его клетках?

По-видимому надо изыскать средства, способные облегчить космонавтам длительное пребывание в условиях невесомости и увеличить сопротивляемость человеческого организма к ее вредным воздействиям. Такими средствами могут быть медикаменты, вводимые внутрь в виде таблеток или уколов во время полета, снижение температуры тела (гипотермия), даже замораживание и, наконец, гипноз.

Однако, такие средства появятся в отдаленном будущем, а пока что на первый план необходимо выдвинуть технические средства, в основном такие, которые позволят создать на космическом корабле искусственное тяготение.

Мы уже знаем, что ученые проделали опыт с искусственным тяготением на мышах. Теперь все чаще говорится о возможности создания искусственного тяготения на космических кораблях. Над претворением этой идеи в жизнь работают многие инженеры. Речь идет о постройке такого корабля, который во время полета вращался бы с постоянной скоростью, что вызвало бы искусственную силу тяготения, как следствие центробежной силы. Об этом писал 70 лет тому назад теоретик и отец нынешней космонавтики, Константин Эдуардович Циолковский. Теперь его идеи стали осуществляться на практике.

Как будет выглядеть такой космический корабль, как его вывести на орбиту, как обеспечить нормальную его работу?

Основной вопрос: какова сила тяготения, которая должна быть создана на корабле? Должна ли она быть такой же, как на Земле, или может быть меньше? Речь идет об экономии энергии, необходимой для создания тяготения на крупном космическом корабле, экономии в расходовании материалов. Для получения небольшой силы тяготения достаточно малого запаса энергии, да и сам корабль может быть меньше.

Каким будет такой космический корабль? Мы его представляем себе в виде кольца с диаметром порядка 200 метров, вращающегося в одной плоскости наподобие автомобильного колеса. Внутри такой «покрышки» находились бы помещения для людей, научная аппаратура, техническое оборудование и быть может помещения для растений.

Такой корабль можно смонтировать из частей, доставляемых с Земли при помощи ракет. Корабль мог бы постоянно вращаться вокруг Земли по орбите и служить в качестве исследовательской станции или отправной базы для кораблей, уходящих в полет на другие планеты.

Уже проделаны расчеты, определяющие диаметр такого кольца и скорость вращения, которая обеспечила бы соответствующую силу тяготения.

УСКОРЕНИЕ ИЛИ МАГНИТНЫЕ САПОГИ?

Наука знает еще несколько способов получения искусственного тяготения. Например, во время далеких межпланетных путешествий можно создать постоянное ускорение полета путем соответствующего дозирования работы двигателей. Достаточно ускорения 1/10 g, чтобы космонавты уже не ощущали невесомости и чувствовали себя вполне хорошо.

Невесомость можно, до известной степени, преодолевать также с помощью специальных устройств. Чтобы облегчить космонавтам передвижение по кораблю в условиях невесомости, некоторые специалисты предложили применить «магнитные сапоги».

Если стены космического корабля будут выложены полосами листового железа, а космонавты наденут на ноги сильные электромагниты, чтобы пройти по кораблю, достаточно будет ступить на ближайшую железную полосу; благодаря влиянию магнитного притяжения космонавт будет двигаться по ней, как по земле.

Второй способ заключается в применении специальных ковров, поверхность которых покрыта нейлоновыми петлями, и сапог с густой сетью крючков. При ходьбе по такому ковру человек может сохранить нормальное положение по отношению к плоскости пола. Испытания таких ковров уже проведены в американских лабораториях, причем ковер помещался на потолке, и человек ходил по нему.

Конечно, это только полумеры. Чтобы космонавты могли находиться на космическом корабле в течение месяцев или даже нескольких лет, проблема должна быть решена радикально.

ГРАВИТОГЕН

Известные надежды в этом отношении дает идея одного из американских ученых, который использовал довольно еще спорное предположение о существовании «гравитационных волн».

Этот ученый, профессор Вебер, создал прибор, способный воспринимать эти волны, и в настоящее время работает над конструкцией аппарата для искусственного создания «гравитационных волн». Пока что его усилия не дали сколько-нибудь удовлетворительных результатов, и многие специалисты относятся к самой идее создания такого аппарата с большим сомнением.

Идея создания аппарата, излучающего волны тяготения, то есть гравитогена, положена в основу также и других проектов. Действительно, если удастся искусственно создавать тяготение, то почему бы не создать аппаратуру, уничтожающую силу тяготения, что может повести за собой полный переворот в жизни человечества?

Подумайте, что за блестящие открылись бы перспективы!

Ведь человек мог бы по своему желанию лишать себя веса, или, наоборот, искусственно его увеличивать. Самолеты, ракеты, космические корабли перестали бы расходовать огромную энергию на подъем с Земли и на полет в пространстве. Они стали бы гораздо экономичнее, удобнее и легче. По всей вероятности они стали бы похожи на пресловутые «летающие блюдца», способные подниматься и спускаться вертикально, притом с огромной скоростью в момент старта.

Возможность ликвидации силы тяготения — вопрос далекого будущего; пока что инженерам приходится серьезно заниматься значительно менее сложной проблемой, но также актуальной, решить которую необходимо уже сегодня, а именно проблемой выхода космонавта из космического корабля в космическое пространство.

ТРУДНОСТИ СНАРУЖИ КАБИНЫ

Представим себе, что космический корабль во время полета встретился на своем пути с роем метеоритов и что некоторые из них повредили наружную обшивку корабля. Устранить повреждение изнутри корабля не всегда возможно, и капитан корабля отдал приказание произвести наружный ремонт. Чтобы выполнить приказание, одному или нескольким космонавтам, одетым в специальные дополнительные скафандры, необходимо выйти наружу через особый шлюз. Понятие «выйти» следует принять с некоторой оговоркой, так как космонавт, сам находясь в состоянии невесомости, очутится в космической пустоте. Таким образом, как только он выйдет из кабины корабля, любое, даже самое малое движение, может повлечь за собой неожиданные последствия, а попытка космонавта приблизиться к кораблю и совершить какую-либо ремонтную операцию, окажется сложной и трудной проблемой. Конечно, космонавту нет надобности сохранять нормальное положение «головой вверх» — ведь в космосе нет понятия верха и низа, и нормальное положение там совсем иное, чем на Земле. Первая операция, которую должен будет проделать космонавт — это прикрепление фала к стенке корабля. Находясь на другом конце фала, космонавт может быть уверен, что сможет вернуться на корабль и не останется навсегда в космосе, что могло бы случиться, если бы ему не удалось вернуться на борт корабля.

Но как двигаться вне корабля?

За спиной и у пояса космонавта прикреплены батареи небольших ракет; нажимая кнопки на щитке, находящемся на груди, космонавт может запускать различные ракеты и, пользуясь их отдачей, передвигаться в нужном направлении.

При обследовании корабля космонавт обнаружил два отверстия, пробитые в обшивке метеоритами, и приступает к ремонту. Сначала ему необходимо просверлить несколько небольших отверстий в обшивке, сделать внутри этих отверстий винтовую нарезку, приложить к стене заплату и закрепить ее болтами. Перед тем, как начать работу, космонавту необходимо приставить к обшивке корабля ручку с магнитной присоской, чтобы держаться за нее во время работы, после чего надо вытянуть из-за пояса электродрель, напоминающую по внешнему виду пистолет. Постановка заплаты на обшивке корабля, в этих условиях, осуществляется легко и просто, все действия и операции проводятся быстро и уверенно.

Однако тот, кто думает, что космонавт может работать обыкновенной дрелью, хорошо знакомой всем механикам на Земле, глубоко ошибется. Достаточно было бы пустить в ход такую дрель, чтобы увидеть совершенно неожиданные последствия. Дело в том, что космонавт стал бы вращаться вокруг дрели наподобие пропеллера. Ведь масса космического корабля значительно больше находящегося в вакууме тела космонавта.

К счастью, ныне космонавты располагают электродрелями специальной конструкции, и опасность такого забавного положения теперь уже сведена к минимуму.

Космические электродрели изготовлены и опробованы в условиях, близких к господствующим в космическом пространстве. Эти электродрели поступили на вооружение американского космического корабля, который должен полететь на Луну с экипажем в три человека.

ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ КИПЯЩЕЙ ВОДЫ

Человек не может выдержать слишком низкую или слишком высокую температуру. Лучше всего он себя чувствует при температуре около 20 по Цельсию. Если принять во внимание индивидуальные различия и учесть силу привычки, то можно сказать, что лучшая температура для жизнедеятельности человека находится в пределах 16–25 градусов. Достаточно, чтобы температура внешней среды отклонилась всего лишь на несколько градусов в ту, или другую сторону, и человек начинает чувствовать себя плохо, теряет физическую и умственную силу. Длительное пребывание в неблагоприятной температуре может повлечь за собой печальные последствия, вплоть до тяжелого заболевания.

Все же, человеческий организм прекрасно справляется с небольшими отклонениями от нормальной температуры, благодаря природной приспособляемости, которая к сожалению при больших перепадах температур перестает действовать.

Правда, чувствительность к холоду или жаре можно до некоторой степени регулировать при помощи одежды, но в небольших пределах.

Что же происходит в организме под воздействием возрастающей внешней температуры?

Во-первых, начинает сильнее биться сердце, происходят изменения во всей кровеносной системе; внутри тела сосуды сокращаются, а периферийные, находящиеся под кожей, наоборот, расширяются. Из тканей в кровь проникает вода, из крови вода поступает к коже, происходит выделение пота — защитная реакция организма против повышенной температуры.

Если такое состояние продолжается длительное время, в особенности, если температура постоянно повышается, потение приводит к значительной потере воды в организме. Вместе с водой выделяются минеральные соли, что приводит к ухудшению обмена веществ и к поражению многих органов. Способность человека к физическому и умственному труду резко падает, время реакции на внешние раздражения увеличивается, значительно снижается способность к сосредоточению внимания. Одновременно появляются слабость, головная боль, бессонница, подавленное состояние.

Длительное пребывание при повышенной температуре вызывает симптомы неврастении, сгущение крови, уменьшение количества кровяных телец, нарушение работы сердца и многих желез внутренней секреции.

Конечно, в таких условиях и говорить не приходится о нормальном выполнении задач.

Чувствительность к высокой температуре в значительной степени зависит от влажности внешней среды; чем суше воздух, тем выше температура, которую может выдержать человеческий организм. Каковы же пределы выносливости организма против высоких или низких температур?

Предел высокой температуры, которую может выдержать человеческий организм в течение нескольких минут без одежды, составляет 120 градусов; нижний предел в подобных условиях не превышает минус 55 градусов.

Мы уже упоминали о том, что здоровый и натренированный человек может с успехом вынести значительную внешнюю температуру, но в течение сравнительно короткого отрезка времени. Во время опытов, проводимых в специальных термокамерах, установлено, что легко одетый человек выдерживает температуру воздуха плюс 70 градусов в течение 70 минут, 80 градусов — 55 минут, 90 градусов — 40 минут и 115 градусов всего лишь — 20 минут. При дальнейшем повышении температуры человек терял сознание, в основном вследствие прекращения дыхания.

Как предохранить космонавтов от воздействия больших температурных колебаний?

Конструкторы в первую очередь обратили внимание на возможность изоляции кабины космического корабля. Внутри кабины можно поддержать постоянную температуру порядка 20 градусов и соответствующую влажность воздуха с помощью известных и применяемых в жилищном строительстве кондиционеров. Таким образом, с этой стороны особых затруднений не было.

Хуже обстоит дело с защитой космонавта от воздействия высоких температур, возникающих при прохождении корабля через плотные слои атмосферы непосредственно после старта или перед приземлением. После старта космический корабль пролетает через атмосферу со скоростью около 8 км в секунду, то есть восемь раз быстрее, чем пуля, выстрелянная из винтовки. Внешняя оболочка корабля сильно нагревается от трения о воздух и раскаляется, причем температура поверхности металла может дойти до нескольких тысяч градусов. К счастью время прохождения корабля через атмосферу слишком коротко (5–7 минут), и экипажу корабля в общем не угрожает значительное повышение внутренней температуры в кабине.

Дело усложняется при возвращении корабля на Землю, когда время его прохождения через атмосферу значительно удлиняется, и внешняя оболочка корабля нагревается сильнее. Однако удалось найти удовлетворительное решение путем придания кораблю обтекаемой формы для снижения трения и путем применения защитных экранов из огнестойких материалов.

В настоящее время перед конструкторами стоит серьезная задача защиты корабля от перегрева солнечными лучами во время длительного полета в космосе, и от холода во время нахождения корабля в тени.

МЫ ДЫШИМ ЧИСТЫМ КИСЛОРОДОМ

Воздух, которым мы дышим и к которому мы привыкли на Земле, состоит из смеси газов примерно следующего состава: 78 процентов азота, 20 процентов кислорода, 1 процент аргона и небольшое количество других газов.

Мы знаем, что в этой смеси кислород — наиболее важный и необходимый для поддержания жизни компонент. При дыхании человек потребляет кислород и выдыхает углекислый газ, возникший в организме в процессе обмена веществ. Это значит, что состав окружающего воздуха меняется с каждым вдохом и выдохом.

На открытом месте воздух быстро освежается, и его состав остается в норме. Иначе обстоит дело в закрытом помещении, например в кабине космического корабля.

Если бы у космонавтов не было соответствующего оборудования для освежения воздуха, они погибли бы в течение нескольких часов от кислородного голодания, при котором недостаток кислорода порождает различные болезненные явления и даже смерть, если в воздухе кабины останется только 7 процентов кислорода. Второй вредный фактор — излишек углекислого газа — тоже приводит к значительным осложнениям.

Отсюда следует, что воздух в кабине космического корабля должен постоянно освежаться. Но как? В этом и состоит главная проблема.

Проще всего было бы иметь баллоны, как у аквалангистов, но в этом случае пришлось бы загружать корабль большим количеством громоздких и тяжелых баллонов.

При коротких орбитальных полетах, или даже при путешествии на Луну это конечно возможно, но совершенно неприемлемо при длительных космических полетах.

Для человека, находящегося в полулежачем положении и не выполняющего тяжелой физической работы, требуется около 1 килограмма кислорода в сутки. Таким образом, планируя путешествие на Марс, пребывание на этой планете и возвращение на Землю, следовало бы предусмотреть багаж в количестве около 550 килограммов кислорода на одного космического путешественника.

ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА (УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ)

Но запас кислорода — это еще не все, надо подумать о веществе, необходимом для поглощения из атмосферы кабины накапливающегося в ней углекислого газа. Если воздух не очищать, количество двуокиси углерода будет нарастать, что вызовет нарушение жизнедеятельности организма космонавтов, а при концентрации 20–30 процентов, может стать причиной их смерти.

Чтобы предотвратить вредное влияние углекислоты, чаще всего помещают в кабине двуокись калия, которая превосходно поглощает углекислоту и удобна в употреблении. Но и этот способ не лишен недостатка. Дело в том, что двуокись калия весьма быстро насыщается так, что необходим запас этого вещества в размере около 1,5 килограмма в сутки на одного человека. Это значит, что для двух путешественников, отправившихся на Марс, потребуется запас около 1650 килограммов двуокиси калия. Суммируя это количество с запасом кислорода, нужным для дыхания, мы получим вес 2,8 тонны, что для космического корабля, в котором каждый грамм веса на счету, совершенно неприемлемо.

Трудности, возникающие при химическом поглощении двуокиси углерода, вынуждают нас к поискам других решений этой проблемы.

ВОДОРОСЛИ

Известно, что растения в процессе своей жизнедеятельности превосходно поглощают углекислоту и выделяют кислород. Кажется просто: достаточно взять с собой в кабину корабля нужное количество живых растений. Однако, условия в кабине таковы, что решить эту проблему не так уж просто.

Чтобы снабдить одного космонавта нужным количеством воздуха, годного для дыхания, необходимо разместить в кабине целое поле площадью 100 м2 со слоем почвы в 10 см, что конечно практически неприемлемо. Большие надежды на удовлетворительное решение проблемы дают опыты, проведенные с водорослями.

Оказалось, что один из видов водорослей семейства хлорелл может стать прекрасным средством для освежения воздуха в кабинах космических кораблей и одновременно может служить источником снабжения космонавтов свежими овощами и питанием, о чем мы пишем подробнее ниже.

Одноклеточные водоросли семейства хлорелл, если обеспечить им надлежащий уход, растут с такой быстротой, что за сутки масса увеличивается в 5, 7 и даже в 10 раз. Небольшой аквариум с водой и водорослями, емкостью 65 литров, вполне достаточен для снабжения одного человека воздухом и питанием в течение многих дней.

Хлорелла уже несколько лет подвергается всесторонним опытам во многих странах. В одной из лабораторий хлорелла выдержала уже первый экзамен, поставляя воздух двум мышам, в течение 17 дней находившимся в герметически замкнутом помещении.

В другой лаборатории американский ученый провел опыт с хлореллой в условиях, близких к космическому путешествию. Он заперся в герметической кабине, в которой был установлен сосуд с водой и водорослями, и находился там в течение 26 часов, потребляя для дыхания исключительно кислород, выделяемый водорослями. После опыта ученый сказал, что «воздух был постоянно свежим и приятно пахнул влажным сеном».

Водоросли в общем весьма нетребовательны. Для жизни им необходимы только вода, свет, двуокись углерода и небольшое количество некоторых химических веществ. Но кроме достоинств у водорослей есть и недостатки. Культивировать их весьма трудно и уход за ними нужен тщательный — они весьма нежны и чувствительны ко всяким внешним влияниям, подвержены вирусным и бактериальным болезням, легко погибают. Поэтому трудно надеяться, что водоросли станут единственным источником снабжения обитателей космического корабля воздухом.

Но успехи, достигнутые учеными в деле выращивания водорослей, позволяют питать надежду, что многие из указанных недостатков могут быть преодолены. Уже удалось вырастить сорта водорослей, устойчивые против тяжелых условий космического полета, быстрее размножающиеся, дающие больше кислорода и поглощающие больше углекислоты.

ВОДЯНОЙ ПАР

Удалить водяной пар из кабины космического корабля сравнительно легко. Мы знаем, что слишком влажный воздух затрудняет дыхание человека, снижает его выносливость к высокой температуре, уменьшает трудоспособность, приводит к нарушениям жизнедеятельности организма.

Для очистки воздуха космической кабины от водяного пара достаточно его пропустить через специальный фильтр, содержащий двуокись кремния. Когда фильтр полностью будет насыщен водой, его можно заменить свежим, а прежний вставить в аппарат для извлечения скопившейся воды. Такие фильтры можно употреблять многократно.

ВОЗДУХ ДОЛЖЕН БЫТЬ ЧИСТ

Очистка воздуха от углекислоты и водяного пара — это еще не все. В кабине космического корабля могут быть и другие газы, которые, хотя их и немного, могут затруднить экипажу пребывание в ней, повлечь за собой неудобства и даже заболевания. Речь идет об озоне, выделяющемся во время работы электронной аппаратуры, о пахучих веществах, улетучивающихся из смазочных масел, жидкостей, заполняющих гидравлические сети, электроизоляции, резиновых изделий, продуктов питания, химических соединений, человеческих испарений и пр.

Чтобы устранить эти загрязнения или, как их называют, вредности, необходимы дополнительные фильтрующие установки, что приводит к дополнительной нагрузке корабля поглощающими веществами.

КАК ЖИТЬ В ПУСТОТЕ?

Человек приспособился к нормальному давлению, которое составляет около 1 атмосферы, но может жить и при меньшем давлении, при условии, что будет к этому подготовлен.

Вопрос давления для космонавта — дело первостепенной важности. Ему необходимо создать в кабине определенное давление и предохранить его от резкого падения при разгерметизации кабины, обеспечить возможность выхода в космическую пустоту и пребывание на поверхности планеты, лишенной атмосферы.

Можно задать себе вопрос, какое же давление удобнее всего поддерживать в кабине космического корабля? Ответить на этот вопрос не так легко, как кажется. По многим причинам земное давление на борту космического корабля нежелательно. Специалисты считают, что давление может быть значительно ниже, что принесет немалую выгоду, а именно: космонавтам будет легче дышать, уменьшится опасность разгерметизации кабины, увеличится экономия в весе корабля.

Почему будет легче дышать?

Обыкновенно, на Земле, человек дышит смесью различных газов, в основном азотом с небольшим (сравнительно) количеством кислорода. Хотя азот для дыхания не нужен, организм все же привык к его наличию и плохо реагирует на его отсутствие в смеси.

Если поместить человека в барокамеру, заполненную чистым кислородом, дышать ему будет тяжело, а спустя некоторое время у него появятся признаки значительного нарушения жизнедеятельности и даже отравления. Оказалось однако, что по мере снижения давления организм человека переносит наличие большого количества кислорода, а при давлении 0,2 атмосферы камера может быть без всякого вреда для ее обитателя заполнена чистым кислородом. Поэтому, если бы удалось использовать в кабине космического корабля для дыхания экипажа чистый кислород, можно было бы применить упрощенную аппаратуру для дыхания, отказаться от лишнего балласта в виде азота, увеличить степень безопасности полета и получить много других выгод технического порядка.

Ученые начали опыты с людьми, с целью убедиться, как повлияет на организм дыхание чистым кислородом при сниженном давлении.

Опыты производились с пилотами реактивных самолетов, в группах по два человека. Их помещали в барокамеру, из которой выкачивали воздух, создавая вакуум. Все это время люди дышали через кислородные маски.

После серии опытов, длительностью в несколько часов и даже дней, выяснилось, что человеческий организм в общем удовлетворительно переносит «подъем» в барокамере.

Люди находились в барокамере в течение 17 суток при давлении около 1/5 нормального, то есть при таком, которое господствует на высоте около 11 километров. Все пилоты, подвергавшиеся опытам (в количестве 8 в двух группах), несмотря на весьма необыкновенные условия, выдержали опыт до конца, причем врачи, тщательно обследовавшие организмы пилотов, не обнаружили каких-либо неблагоприятных отклонений от нормы. Все же без неприятных ощущений не обошлось. Почти все пилоты, проходившие опыт, страдали расстройствами, типичными для кислородного отравления, ощущали боль в груди, ушах, зубах, мускулах. Они ощущали усталость, тошноту, нарушение зрительных восприятий. Однако, все эти симптомы полностью исчезали в течение 7—10 дней после выхода из барокамеры.

Какие же выводы можно сделать из этого? Во время короткого космического путешествия, например на Луну и обратно, экипаж космического корабля может спокойно находиться в условиях низкого давления и дышать чистым кислородом. Если при этом члены экипажа пройдут специальную подготовку, то они смогут избежать неприятных последствий пребывания в условиях космического полета. Снижение давления в кабине космического корабля даст немалую техническую выгоду, так как позволит уменьшить толщину стальных стенок корабля и тем самым значительно снизить его вес. Однако, нам представляется, что следует искать другое решение. Длительное пребывание в кабине космического корабля и без усложнений, связанных с уменьшением давления и снабжением кислородом, создает множество трудностей для человеческого организма и вряд ли стоит их усугублять.

Будущим космонавтам необходимо создать все условия для нормального, длительного пребывания в кабине корабля, которые облегчили бы сохранение психического и физического здоровья на самом высоком уровне. Проблема давления внутри кабины корабля должна решаться с учетом создания космонавтам максимальных удобств.

Пока же, учитывая краткость путешествия на Луну, усилия конструкторов и физиологов направлены на создание наиболее совершенного скафандра для защиты космонавтов от всех враждебных человеку факторов, встречающихся в космическом пространстве.

ПОД НЕПРЕРЫВНЫМ ОБСТРЕЛОМ

— Ты принял антирадиационные таблетки? — спросил профессор Янчар, повернувшись к своему восемнадцатилетнему сыну, Збигневу. — Мы уже прошли внутренний пояс радиации, причем прошли вполне благополучно, и через несколько минут войдем в наружный пояс. Там нас подстерегает большая опасность.

— Да, папа! Я принял все таблетки точно по рецепту три раза в день: сначала розовые, потом белые и наконец оранжевые. Думаю, что я уже прекрасно защищен. Да, ты ведь обещал мне рассказать подробно об опасностях космического излучения. Есть у тебя немного времени?

— Хорошо. Подожди, пока я передам вахту товарищу, тогда мы побеседуем спокойно.

После того, как второй космонавт занял кресло у пульта управления, профессор Янчар, присев рядом с сыном, снял очки и после небольшого отдыха начал свой рассказ.

— Я полагаю, что перед полетом ты проштудировал необходимые материалы, находящиеся в нашей библиотеке, поэтому я сразу перейду к существу вопроса. Мы знаем, что космическое излучение непрерывным потоком заливает нашу планету. Ручьи, реки, вернее целые океаны космических лучей несутся к Земле от Солнца и других звезд нашей Галактики. Мы постоянно находимся как бы под обстрелом из космоса. Хотя мы называем этот обстрел излучением, но оно значительно отличается от светового. Космические лучи — это поток частиц, несущихся с фантастической скоростью, в десять тысяч раз большей, чем скорость нашего межпланетного космического корабля. Частицы эти — не что иное, как атомные ядра (или их части) легчайших газов, водорода и гелия. Именно из них состоит основная масса потока, то есть 85–90 процентов; остальные — это атомные ядра более тяжелых элементов.

— Каковы размеры этих частиц?

— Если бы я стал приводить цифры, какие-нибудь миллиардные, или триллионные части микрона, это ничего не дало бы твоему воображению. Я попытаюсь показать размеры космических частичек более наглядно. Представим себе, что частичка космического излучения увеличилась до размеров зернышка песка. Так вот, если бы все, находящееся на земле, увеличилось в той же пропорции, то настоящая песчинка увеличилась бы до размеров земного шара. Скорость, с какой несутся частички космического излучения в пространстве, придает им колоссальную энергию; чтобы ее представить, необходимо опять-таки обратиться к сравнению. Ученые строят гигантские ускорители, в которых частички разгоняются до очень больших скоростей. Уже несколько лет в Дубне под Москвой работает огромный ускоритель, сообщающий энергию 10 миллиардов электрон-вольт; второй ускоритель — в Швейцарии — дает 29 миллиардов, третий — в Брукхейвене (США) — 23 миллиарда. Кроме того в Америке проектируется еще более мощный ускоритель.[1]

Однако, существующие на Земле ускорители и даже те, которые намечено построить в ближайшем будущем, не могут идти ни в какое сравнение с мощностью естественного космического ускорителя. В природе космические частички обладают энергией в несколько сот миллионов раз большей. Может быть ты перемножишь несколько десятков миллиардов на несколько сот миллионов? Нет? Я так и думал. Можно надеяться, что в будущем эту колоссальную энергию удастся приручить, что даст нам, по всей вероятности, источник такой мощности, который превысит самые фантастические надежды человечества, связанные с овладением термоядерной реакции.

— Прости, пожалуйста, папа, но ты снова перенесся в будущее.

— Да, извини, пожалуйста, меня всегда интересовало будущее. Вернемся к нашей теме. Дело в том, что космическое излучение — весьма серьезная проблема космических путешествий. Космическое излучение по своей природе весьма близко к радиоактивному излучению, которое, как известно, весьма опасно для человеческого организма. Слишком сильная доза облучения вызывает у человека серьезную лучевую болезнь, которая нередко приводит к смерти.

— Ты говорил, что космические лучи постоянно обстреливают Землю, однако же человечество существует.

— Это другое дело. Я говорил тебе, что Земля непрерывно заливается потоком космических лучей. К счастью, Земля укутана надежным защитным экраном в виде слоя атмосферы толщиной в 100 километров, и, кроме того, еще и магнитным экраном. Частицы, несущиеся к Земле из космического пространства, отнюдь не одинаковы по своей природе. Некоторые из них — назовем их «медленными», — находясь еще на очень большом расстоянии от Земли, отклоняются от траектории своего полета и попадают в так называемую ловушку магнитного поля Земли. Другие частицы, обладающие достаточно большой энергией, проникают в атмосферу, где сталкиваются с атомами кислорода, азота и прочих газов, превращая их в ионы. Одновременно, частицы эти теряют часть энергии и рассеиваются в атмосфере. Есть еще частицы, обладающие поистине колоссальной энергией, скорость которых близка к скорости света — эти не задерживаются, не изменяют своей траектории даже в том случае, если по пути разбивают атомы. При этом атомы взрываются, их частицы с огромной энергией разлетаются во все стороны, ударяют в соседние атомы и вызывают новые взрывы, хотя и не столь мощные. Это называется каскадным процессом. Возникшие в результате этого процесса осколки атомов падают на Землю в виде вторичного космического излучения. По всей вероятности ты, во время спокойной прогулки по Земле, совершенно не ощущаешь, что твое тело ежесекундно пронизывают тысячи этих космических частиц. За период многих миллионов лет, то есть с того времени, как на Земле зародилась жизнь, растения, животные и люди приспособились к этому непрерывному, невидимому космическому дождю и переносят его без всякого ущерба для себя. Это — на Земле. На других планетах, где защитный экран атмосферы отсутствует, или если он и есть, то весьма разреженный, человек будет подвержен облучению в опасных дозах. Ты наверное хотел бы кое-что узнать о поясах Ван-Аллена? Как ты знаешь, Земля окружена магнитным полем, которое состоит как бы из двух слоев, имеющих характерную форму яблока, то есть с углублением на полюсах. Толщина поясов больше всего над экватором Земли, она постепенно уменьшается и становится наименьшей над полюсами. По дороге на Землю космические лучи должны пройти через магнитное поле, которое действует вроде ловушки, так как улавливает частицы и задерживает их. Частицы эти начинают длительное путешествие внутри слоев магнитного поля, передвигаясь от одного полюса Земли к другому; только небольшая часть излучения прорывается через первый пояс, но сразу же попадает в другую ловушку — второй пояс. Эти магнитные зоны, улавливающие космические лучи, получили название поясов Ван Аллена по имени американского ученого, который открыл их при помощи радиозондов и разработал их карту.[2]

— Из этого вытекает, что орбитальные полеты вокруг Земли таят в себе большую опасность. А ведь, насколько помню, советские космонавты, находившиеся в полете по несколько суток, нисколько не пострадали, а приборы отметили только минимальные дозы облучения.

— По-видимому, ты не очень внимательно читал сообщения. Действительно, у космонавтов доза облучения оказалась небольшой. После их приземления контрольные приборы, так называемые дозиметры, показали столь малые дозы облучения, что они не могли оказать сколько-нибудь заметное влияние на организм. Итак, к примеру, советский космонавт Попович, который находился в космическом пространстве 71 час, получил дозу облучения всего лишь 50 миллиардов, а Николаев, находясь на орбите в течение 94 часов — 65 миллиардов. Но необходимо помнить, что Попович и Николаев, как и все другие космонавты, летали на небольших высотах, примерно 150–330 километров над Землей, то есть там, где космические лучи весьма слабы. Пояса Ван Аллена начинаются на высоте 700 километров. Это значит, что космонавты летали в безопасной зоне. Где же наибольшая интенсивность космических лучей? Я уже говорил, что опасная зона начинается на высоте около 700 километров и простирается очень далеко. Первый пояс, утолщенный в районе земного экватора, на высоте около 3200 километров, обладает самой высокой интенсивностью излучения. Несколько выше интенсивность уменьшается, а потом, переходя во второй пояс Ван Аллена, снова возрастает. Наибольшая интенсивность космического излучения отмечена здесь на высоте около 20 000 километров над экватором земного шара. А теперь вернемся к нашему полету. Мы уже прошли первый пояс, и я как раз тогда спрашивал тебя об антирадиационных таблетках. Второй пояс много опаснее первого, и нам еще предстоит его пройти. Когда на Солнце возникают возмущения и появляются протуберанцы, космонавты могут быть уверены, что они скоро попадут в поток, или, как его иногда называют, ливень усиленного излучения, обладающего необыкновенной пробивной силой. В начале эры космических полетов люди длительное время не могли решить проблему защиты от столь сильной радиации.

— Как же была решена эта проблема?

— Первоначально пытались применять особые оболочки из твердой стали с примесью других металлов. Космические корабли сооружали из двух стальных оболочек с изолирующим слоем некоторых химических веществ; дополнительно защищали космонавтов с помощью стальных щитов, установленных вокруг кресел. Но эти методы оказались несовершенными. Броневые плиты были слишком тяжелы и слабо защищали от сильного потока излучения, в особенности во время появления протуберанцев на Солнце. Частицы, обладающие большой энергией, легко проникали через стальные плиты и поражали тело космонавта, вызывая к тому же вторичное излучение всех металлических частей, находящихся в кабине корабля, в том числе и щитов. Поэтому пришлось искать другие методы защиты. Чтобы найти медикаменты против вредного действия космического излучения, за работу взялись тысячи химиков и биохимиков.

— Расскажи об этом подробнее.

— Давай сначала рассмотрим последствия облучения. В биологии в качестве единицы облучения принята величина «рад», обозначающая интенсивность излучения в 100 эргов на 1 грамм тканей человеческого организма. По принятым в промышленности нормам при работах с рентгеновскими аппаратами или изотопами различных радиоактивных веществ безвредное для человека излучение находится в переделах до 25 радов.

Увеличение дозы облучения до 100 радов вызывает у человека ряд болезненных явлений — тошноту, головную боль и рвоту; облучение в 800 радов вызывает повреждение кровяных телец, нарушает работу желудка и спинного мозга; при облучении порядка 1000–1200 радов, человек погибает. По современным данным суточное облучение в размере 1/25 000 смертельной дозы безопасно для человека, даже если он будет длительное время находиться в зоне излучения. Правда, даже и такая минимальная доза приводит к повреждению некоторых клеток организма, но защитные силы легко с ними справляются, и поврежденные клетки заменяются новыми. Следует однако помнить, что вопрос еще недостаточно исследован, и взгляды ученых в этой области расходятся. Установлено, что приспособляемость отдельных людей к облучению различна. Доза в 1000 радов, которая для одного космонавта может оказаться смертельной, у другого вызовет только болезнь. Кроме того, по-разному воздействует на организм и само излучение. Много зависит от того, из каких частиц — альфа, бета, или гамма состоят космические лучи, являются ли они потоком нейтронов или протонов. Одни из этих лучей, относительно безвредные, называются «мягкими», другие — «жесткими».

— Как же столь маленькие частицы поражают организм?

— Трудно объяснить это во всех подробностях. Но достаточно сказать, что ионное излучение приводит к химическим изменениям в частицах живой материи, то есть в молекулах белка, нуклеиновых кислот и углеводных соединений. Мы уже давно знаем, что если клетки организма ощущают недостаток кислорода, то космическое излучение повреждает их в меньшей степени. При обилии кислорода в клетках последствия облучения могут быть опасными. Во время одного опыта крыса получила дозу облучения в 800 радов при дыхании обедненной смесью (только 5 процентов кислорода вместо 21 процента в нормальном воздухе). Крыса прожила 30 дней, тогда как другие крысы, получившие такую же дозу, но дышавшие нормальным воздухом, погибли сразу. Известно также, что существуют химические соединения, снижающие содержание кислорода в тканях организма. Отсюда, казалось бы, можно сделать простой вывод: надо найти лекарство, которое уменьшало бы количество кислорода в организме и увеличивало бы его стойкость к облучению. Но сделать это оказалось не так просто, как кажется. Ведь кислород необходим для жизнедеятельности организма, и любое уменьшение питания организма кислородом приводит к весьма тяжелым последствиям. Ученые испытали свыше 1800 химических соединений, из которых выбрали несколько пригодных. К ним принадлежат цианид, серотонин, пирогаллон, триптамин, цистеин и другие с весьма трудными для запоминания названиями. Но долгое время не удавалось решить проблему побочного вредного влияния этих лекарств на организм. Опыты на животных и людях показали, что эти средства прекрасно действовали против облучения, но сами оказывали нежелательное, вредное воздействие. И только лишь совсем недавно удалось создать сложное химическое соединение, которое оказалось безвредным и превосходно действовало против большой дозы облучения. Именно таблетки, изготовленные на основе упомянутого соединения, ты и принимал сегодня и несколько дней до начала нашего путешествия. Благодаря этому средству мы превосходно защищены от вредного влияния космических лучей.

Я должен еще добавить, что во время поисков действенного средства против облучения ученые случайно открыли превосходное средство против раковой болезни.

* * *

Читатель, по-видимому, уже догадался, что беседа отца с сыном на борту космического корабля выдумана автором. Дело в том, что автору хотелось наглядно показать опасность космической радиации и возможность противодействия ее последствиям с помощью химических средств защиты, поиски которых ведутся во всем мире. Уже испытано свыше 2000 различных химических соединений, и получены обнадеживающие результаты. Но до сих пор не удалось найти безопасных и действенных таблеток против облучения; еще не найдено лекарство и против бича человечества — рака.

КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ В ДАЛЕКОМ КОСМОСЕ

Защита от космического излучения стала главной проблемой космонавтики, космобиологии и космомедицины. Уже теперь приходится заботиться о защите экипажей космических кораблей от действия космического излучения. А в недалеком будущем, надо полагать, опасность со стороны космического излучения при полетах в далекий космос будет больше, чем теперь. Наиболее опасным следует считать солнечные протуберанцы — источник весьма интенсивного излучения, столь мощного, что в космосе оно свободно сможет проникнуть сквозь стенки космического корабля и поразить находящихся на его борту космонавтов.

Не исключено, что в космосе существуют зоны или облака космических частиц, захваченных магнитными полями. Можно опасаться, что такие облака вдали от Земли будут опаснее поясов Ван-Аллена.

Возможно, что подобные пояса окружают не только Землю. Мы точно знаем, что их нет вокруг Луны, но что касается других планет, то никакой уверенности в отсутствии опасных поясов вокруг них у нас нет.

Трудно даже питать надежду, что будет найден материал, способный защитить космонавтов от проникающих внутрь корабля или скафандра вредоносных космических лучей. По-видимому, более реальным является получение медикаментов, способных предотвратить последствия облучения, тем более, что космонавты не всегда будут находиться в кабине корабля. Ведь во время длительного космического полета всегда может появиться необходимость выхода наружу для производства ремонта корабля в открытом космосе. При наличии мощного излучения космонавт подвергся бы большой опасности.

Похоже будет обстоять дело на поверхности Луны, где отсутствует атмосфера и нет магнитных поясов. Космические лучи беспрепятственно попадают на Луну, так как не встречают здесь никаких помех. А ведь трудно себе представить, что после «прилунения» космонавты будут передвигаться по Луне на неуклюжих бронированных машинах. Им же придется выполнять множество сложных операций и работ, для чего нужна определенная свобода движений.

Вся проблема защиты человека от космического излучения требует еще многих усилий со стороны исследователей, требует раскрытия множества тайн, решения крупных задач. Мы знаем, что человечество находится на пороге путешествия на Луну, и что такое путешествие можно осуществить уже при нынешнем уровне техники. Но вот биологические проблемы все еще очень далеки от удовлетворительного разрешения.

СОЛНЕЧНЫЕ ПРОТУБЕРАНЦЫ

Астрономические исследования показали, что активность Солнца периодически меняется, и что цикл изменений составляет примерно 11,2 лет. Как правило, симптомом роста активности Солнца являются пятна, появляющиеся на солнечном диске. Пятна эти наблюдаются уже сотни лет, но только в последнее время были раскрыты связанные с ними некоторые закономерности.

Если рассматривать ближайшее прошлое, то максимальная солнечная активность наблюдалась в 1958 году, когда на Солнце было отмечено 250 пятен. После весьма бурного периода пятна на Солнце стали постепенно исчезать, и их минимальное число наблюдалось в июне 1964 года.

Связано ли появление протуберанцев на Солнце с появлением пятен — еще неизвестно. Мнения ученых на этот счет расходятся. Известно, однако, что не все протуберанцы одинаково опасны для космических путешествий. В течение 1955–1959 годов на Солнце наблюдалось около 30 крупных извержений, из которых только 6 были источником опасного для космонавтики излучения. Остальные 24, хотя и были причиной появления потоков космических частиц (в основном протонов), но уже при нынешнем уровне защитных средств опасность их была сравнительно невелика.

После периода увеличенной активности на Солнце наступает период относительного спокойствия. Точное изучение этих периодов весьма важно для космонавтики, так как дает возможность устанавливать такие сроки полетов, которые гарантировали бы их максимальную безопасность. Когда писалась эта книга (1964–1965), мы находились в периоде «спокойного Солнца». Ученые интенсивно работали над изучением солнечной активности, чтобы полученные данные использовать потом для космических полетов. В деле такого изучения огромное значение приобретает международное сотрудничество — ведь объем заданий превышает возможности одной какой-либо страны. К счастью, сотрудничество развивается успешно. По примеру исследований, проведенных во время Международного геофизического года, когда ученые нескольких десятков стран, одновременно и общими силами, исследовали явления жизни нашей планеты, многие ученые сотрудничают теперь в исследованиях по программе «года спокойного Солнца».

Эти исследования проходят успешно. Советские специалисты из Крымской обсерватории установили, что появление протуберанцев на Солнце сопровождается характерным изменением солнечных пятен. Оказалось, что на основе изучения этих изменений можно заранее, с большой степенью точности, предвидеть радиоактивную «погоду» в космосе, что дает возможность сознательно выбирать время старта космических кораблей.

Вероятно, уже в недалеком будущем можно будет организовать Международное бюро космического излучения (по образцу действующих теперь метеорологических станций), от предсказаний которого будет зависеть срок старта космических кораблей.

СРЕДНЕВЕКОВОЕ СНАРЯЖЕНИЕ В КОСМИЧЕСКОМ ИСПОЛНЕНИИ

Что же следует в конце концов предпринять для защиты космонавтов от опасностей, подстерегающих их во время межпланетных путешествий?

В первую очередь их должна защищать сама конструкция космического корабля. При необходимости выхода космонавтов в открытый космос придется надевать скафандр.

Изготовить скафандр, отвечающий требованиям, — дело весьма сложное и трудное. Задача эта до сих пор еще полностью не решена. В открытом космосе тело человека подвергается множеству различных опасностей: вакуум, отсутствие кислорода, высокая, или, наоборот, низкая температура, космическое излучение, и скафандр должен надежно защищать человека от них. Таким образом, в скафандре надо предусмотреть множество аппаратов и приборов, необходимых для создания условий, благоприятных для жизнедеятельности организма. Нужны емкости с запасом кислорода и продуктов питания, оборудование для производства различных операций. Притом скафандр должен быть легким и давать полную свободу движениям.

Как можно решить столь сложную задачу?

Современный скафандр состоит из двух оболочек. Первая из них изготовлена из очень прочной и одновременно легкой ткани, которая надевается на тело космонавта подобно трико танцоров. Вторая, наружная оболочка состоит из металлических и пластмассовых частей, похожих на доспехи средневекового рыцаря, причем в отличие от них она весьма плотна и хорошо изолирует космонавта от враждебного ему космического вакуума.

Пространство между обеими оболочками заполнено уплотняющим слоем из пористого пластика и воздухом при нормальном давлении.

Поверхность наружной оболочки должна блестеть как зеркало — только в этом случае она может отражать солнечные лучи теплового спектра. Но внутри скафандра температура повышается за счет тепла, выделяемого телом космонавта. Если бы это тепло не отводилось наружу, его накопилось бы столько, что космонавт не выдержал бы жары, и его постиг бы тепловой удар. Поэтому в скафандре необходимо предусмотреть специальное устройство для отвода внутреннего тепла. Это устройство несколько напоминает крылья, так как состоит из металлических пластинок, расположенных веером. Как только космонавт почувствует, что температура внутри его космического панциря повышается, он может при помощи рычага раскрыть свои крылья-веера. Между двумя оболочками скафандра проложена сеть проводов, по которым пропускается электрический ток, охлаждая или обогревая космонавта по его желанию. Это устройство может также работать автоматически, независимо от воли человека.

Несомненно, важнейшее устройство скафандра — это дыхательный аппарат. Кислород поступает к устам космонавта из специального баллона, находящегося за его спиной. Специальный аппарат для дыхания одновременно поглощает продукт дыхания — углекислоту, которая в поглотителе снова превращается в кислород. Скафандр должен быть оборудован и устройством для регулировки влажности: специальная аппаратура собирает водяной пар, выделяемый через кожу и при дыхании, конденсирует его и направляет конденсат в специальный водосборник.

Кроме того, работает специальное устройство, поддерживающее внутри скафандра постоянное давление.

Скафандр оборудован радиотелефоном, обеспечивающим связь космонавта с кораблем и товарищами.

Построенный так скафандр дает возможность космонавту пребывать некоторое время в открытом космосе, вне кабины корабля. Для более длительного пребывания в космосе скафандр должен быть оборудован дополнительными устройствами: резервуарами для питьевой воды и продуктов питания, сборниками отходов жизнедеятельности организма, рабочим инструментом, карманами для хранения образцов найденных минералов и тому подобное.

Конечно, на Луне и на других планетах космонавты будут пользоваться специальными машинами (планетоходами) для передвижения по их поверхности. Машины эти будут передвигаться на колесах, гусеницах или на специальных стальных лапах и будут снабжены устройствами, необходимыми для выполнения определенных видов работ.

ПИТАНИЕ КОСМОНАВТА

Вам уже наверное приходилось читать в газетах и журналах, чем и как питались первые космонавты во время своих орбитальных полетов. И советские и американские космонавты брали с собой в путешествие пищу в жидком, полужидком или желеобразном состоянии в тюбиках, похожих на те, которые употребляют для зубной пасты.

Тюбики с соответствующими надписями хранят на специальных стеллажах так, что космонавту достаточно протянуть руку, чтобы взять требуемый тюбик. Перед тем, как поесть, космонавт вкладывает тюбик в электрический подогреватель. Во время первых полетов, когда голова космонавта была плотно закрыта шлемом, пообедать было довольно трудно. Необходимость полной изоляции не позволяла космонавту снимать или даже приоткрывать шлем, поэтому ему приходилось приставлять тюбик с пищей к патрубку, выступающему из шлема и сосать пищу через другой его конец, находящийся внутри, рядом с губами. Достаточно было нажать тюбик, чтобы пища поступила прямо в рот.

Таким образом, космонавт мог по желанию выпить черного кофе, кофе с молоком, какао, чаю или осушить бутылку фруктовой воды, пообедать супом, полужидкими или желеобразными блюдами.

Если космонавт почувствует жажду, он может достать трубку, ведущую к резервуару с водой, прикрепить ее к наружному патрубку и сосать воду досыта.

Потом кабины космических кораблей были настолько усовершенствованы, что космонавты могли уже на время снимать шлемы, чтобы позавтракать бутербродами с ветчиной или сыром. Но при этом следовало соблюдать большую осторожность: нельзя уронить хотя бы крошки. В условиях невесомости частицы продуктов питания свободно повисают в воздухе и при малейшей неосторожности вместе с воздухом попадают в дыхательные пути пассажиров корабля.

Во всяком случае, питание космонавтов во время полета не представляло особых трудностей. Советские космонавты: Николаев, Попович, Быковский и Терешкова, хотя находились в космосе несколько дней, не жаловались на трудности с едой. В определенное время они ели то, что им нравилось, словом питались так же, как и на Земле. Еще удобнее обедали другие космонавты: Комаров, Егоров и Феоктистов, которые в кабине своего корабля находились совсем без всяких скафандров, а были одеты в мягкие шерстяные костюмы, похожие на спортивные.

Как утверждают специалисты, питание космонавтов во время полета не будет отличаться от применяемого на современных рейсовых самолетах.

Хотя с точки зрения удобства и сохранности продуктов тюбики с пищей превосходно отвечают условиям космических полетов — ведь они занимают совсем мало места — космонавты их недолюбливают, принимают их только как неизбежное зло. Любой из них предпочитает бутерброды или готовые блюда.

Однако питание — это только часть проблемы.

Значительные трудности появятся во время путешествий на Луну и другие планеты, когда путешествие будет длиться несколько дней или даже недель.

Человек не может длительное время питаться одними жидкими и полужидкими блюдами, даже очень питательными и вкусными. Чтобы обеспечить нормальную работу всех органов пищеварения, процессов обмена веществ в организме человека, необходимо такое же питание, как на Земле.

Таким образом надо решить довольно сложную задачу хранения продуктов питания и приготовления пищи во время длительного полета.

Вполне понятно, что нельзя снабдить космонавтов на все время полета большим запасом бутербродов, ведь даже в самом лучшем холодильнике они быстро утратят свежесть и вкус, а через некоторое время вообще совершенно испортятся.

Техника консервирования продуктов еще несовершенна. И герметически закрытые консервные коробки, и мясо, завернутое в пластмассовую оболочку, стерилизованное с помощью ионизирующего облучения, не решают дела. Все консервированные продукты оставляют желать лучшего с точки зрения вкуса и усвояемости их организмом человека.

Не пригоден и метод сушки продуктов и превращения их в питательные порошки. Сушеные продукты лишены естественного вкуса, и в них часто отсутствуют нужные человеку витамины.

Но пока что, при нынешнем уровне техники консервирования продуктов, космонавтам придется питаться в полетах сушеными, консервированными, облученными продуктами. Из них они будут сами готовить себе блюда на специальных электроплитках. Это значит, что кроме физической и научной подготовки, космонавтам придется пройти и курс кулинарного дела.

Хранение продуктов питания и приготовление пищи во время полетов — дело довольно сложное. Во время изнурительного космического полета хорошее питание может способствовать хорошему самочувствию космонавтов, тогда как плохое, наоборот, может стать источником угнетенности, причиной снижения трудоспособности и нервных потрясений.

Поэтому ученые придают вопросам питания космонавтов в полете очень большое значение и ведут упорные поиски правильного решения.

МНОГИЕ ТОННЫ ПРОДУКТОВ?

Немалые трудности возникают вследствие необходимости создавать крупные запасы продовольствия. Простой подсчет количества продуктов, которые должны будут взять с собой космонавты во время полета на Марс и обратно, включая трехдневное пребывание на этой планете (всего 550 дней) дает следующие результаты.

Космонавт ежедневно должен получать специально подобранную пищу, дающую 3000 калорий. Суточная норма питания должна состоять из белка — 100 гр, жиров — 150 гр и углеводов — 350 гр, плюс к этому небольшое количество минеральных солей и витаминов. Это значит, что при суточном рационе в 600 гр сухого питательного вещества запас продуктов на все путешествие для двух космонавтов составит 330 килограммов.

Но ведь это только часть продуктов питания. Ведь необходима еще и вода. Человек потребляет около 2,5 килограммов воды в сутки, в том числе около 1,3 килограмма непосредственно и около 1 килограмма вместе с пищей. Если это количество перемножить на число дней путешествия, получится — 1375 кг. Запас этот можно значительно уменьшить, если принять во внимание возможность многократного потребления одной и той же воды.

Человеческий организм не только поглощает, но и выделяет воду, причем тоже в количестве около 2,5 кг в сутки и, кроме того, дополнительно около 0,2 килограмма за счет химических реакций, происходящих в организме в процессе обмена веществ. Вода в организме человека выделяется при дыхании, испаряется вместе с потом, удаляется с мочой и экскрементами.

Конечно, было бы легкомысленностью не воспользоваться этой водой. Поэтому ученые предусматривают возможность ее полной очистки и вторичного потребления.

Таким образом, на космическом корабле будет осуществлен замкнутый круговорот воды, а именно: из резервуара чистой воды в организм человека, оттуда в резервуар «грязной» воды, из этого резервуара в очистные устройства и обратно в резервуар чистой воды. Этим путем можно полностью решить проблему снабжения водой пассажиров космического корабля, можно отказаться от большого, идущего в сотни килограммов и занимающего много места запаса чистой воды.

ВОДОРОСЛИ

Во время длительных космических полетов однообразная пища, приготавливаемая из сухих продуктов, быстро надоест космонавтам, что несомненно окажет пагубное влияние на их самочувствие и работоспособность. Правда, можно надеяться, что ученым удастся создать синтетические продукты питания и придать им аппетитный вид, но следует ожидать, что во время космического путешествия космонавты будут тосковать по привычной земной пище, к которой человеческий организм приспособился во время жизни многих поколений людей.

Каким образом можно будет удовлетворить их желания?

Одним из способов можно считать приготовление блюд из стеблей свежих водорослей, которые снабжают космонавтов свежим кислородом. Эти водоросли изобилуют полезными человеку питательными веществами: белком, жирами и углеводами; кроме того в них содержится много минеральных солей и витаминов.

Таким образом, если удастся получить водоросли, отличающиеся способностью быстро расти в тяжелых условиях космического корабля, задачу можно будет считать решенной.

Некоторые ученые сумели выпечь довольно вкусные и питательные булочки из молотых сушеных водорослей со вкусовыми добавками.

Из такой же муки приготовляли супы, соусы, каши и другие блюда. Прекрасные результаты были получены при приготовлении блюд из свежих водорослей.

ВЫРАЩИВАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ

Каковы бы не были результаты приготовления пищи из водорослей, космонавты непрочь будут полакомиться хорошим мясным блюдом, приготовленным из свежего мяса. Можно ли будет удовлетворить это естественное желание в условиях длительного космического полета?

В одном из научных институтов США ученые уже много лет работают над проблемой выращивания тканей вне организма. Ученые пытаются вынудить ткани растения или животного разрастаться, увеличиваться в объеме в искусственной среде.

Они например хотят, чтобы кусок мяса разрастался и давал все новые и новые его порции; из окорока хотят получить много окороков, из куска помидора — много аналогичных кусков.

Сколь бы фантастической не казалась такая идея, следует помнить, что возможности науки безграничны.

Американским ученым удалось уже получить первые, хотя еще скромные, результаты, и можно ожидать, что через несколько лет их работа получит вполне практическое применение.

Если это удастся, на космических кораблях будут установлены настоящие фабрики продуктов питания, и космонавты во время длительных полетов ни в чем не будут себе отказывать. Возможно также строительство фабрик продуктов питания на инопланетных базах.

ПИЛЮЛИ И ТАБЛЕТКИ

Иной раз приходится слышать или читать о синтетическом питании. Будто бы человек будущего будет питаться пилюлями — будет, дескать, достаточно, вместо нормальной еды принять один раз в день питательные пилюли или таблетки, чтобы быть вполне сытым.

Действительно, современная химия в состоянии приготовить такие пилюли. Химики утверждают даже, что пищевая промышленность в состоянии производить в промышленных масштабах некоторые виды пищевого сырья, из которого можно будет готовить пищевые концентраты.

Однако, следует иметь в виду, что человеческий организм прошел миллионы лет развития и не сможет в течение жизни одного или нескольких поколений приспособиться к новому способу питания. Ведь правильное питание предполагает, что человек должен получить продукты определенного качества, содержащие белки, углеводы и жиры в определенном (совсем немалом) количестве. Желудок, да и весь аппарат пищеварения должны получать определенный объем пищевых продуктов.

С этой точки зрения питательные таблетки или пилюли оставляют желать много лучшего. Они могут служить только дополнением к основному питанию человека. Таблетки помогут поддержать на должном уровне работу организма и устранить чувство голода только на несколько дней; длительное питание таблетками несомненно повлечет за собой расстройство пищеварения.

ОТ РАСТЕНИЯ К ЧЕЛОВЕКУ И ОБРАТНО

Как решить проблему питания космонавтов? Мы по собственному опыту знаем, что даже самые лучшие консервы или концентраты уже через несколько дней систематического употребления теряют вкус и привлекательность, и человек начинает тосковать по свежим овощам, фруктам и сочному мясу.

Может быть решение проблемы заключается в организации на космических или инопланетных базах огородов, садов и животноводческих ферм?

Конечно, такая возможность не исключена. Ученые уже давно оперируют понятием «замкнутая экологическая система», заключающимся в том, что животные питаются растениями, а эти последние растут благодаря выделениям животных. Это происходит так: животные потребляют кислород и выдыхают углекислый газ; растения же наоборот — потребляют углекислый газ и выделяют кислород. Животные питаются растениями, а своими выделениями и телами после смерти обогащают почву, питающую растения. Константин Эдуардович Циолковский, родоначальник современной космонавтики, указал на возможность применения такого процесса на космических кораблях и инопланетных базах.

Первые попытки применения такой системы были проделаны с водорослями, после чего в ход пошли другие растения и даже рыбы, в частности малая рыбешка из вида Тилапия, напоминающая по величине и внешнему виду обыкновенного карася. Рыбешка эта отличается отменным вкусом, быстрым приростом веса и неприхотливостью при разведении. Основным продуктом питания этой рыбы являются как раз водоросли.

Таким образом, космонавты могли бы устроить на борту космического корабля огородно-рыбное «подсобное хозяйство», правда без земли, но вполне пригодное для снабжения продуктами нескольких человек. В специальных аквариумах они разводили бы водоросли, кормили бы ими рыбу, которую поедали бы в свою очередь в жареном или вареном виде. Одновременно космонавты за счет собственных выделений, переработанных в специальных аппаратах, и выдыхаемой двуокиси углерода подкармливали бы водоросли.

Авторы фантастических романов уже «взяли на вооружение» подобную идею и украшают орбитальные и инопланетные базы райскими садами, изобилующими животными и полезными растениями. Такие сады не только обеспечили бы постоянный приток свежего воздуха для дыхания людей, не только служили бы источником продуктов питания для них же, но положительно действовали бы на психику космонавтов, вынужденных годами находиться вдали от привычных земных условий.

СЪЕДОБНАЯ МЕБЕЛЬ

Ученые, занимающиеся вопросами космических путешествий в поисках правильного решения проблемы питания космонавтов, обратили внимание на рассказы полярных путешественников, которым приходилось во время голода использовать в пищу ездовых собак.

Одному из американских ученых пришла в голову идея создать съедобную мебель. Он разработал состав питательного вещества из молочного порошка, банановой муки, овсяных хлопьев, кукурузной крупы, вкусовых добавок и воды. Из этой смеси он выпекал при температуре 150 градусов и под давлением около 1,5 тонн твердые плиты, из которых делали мебель для установки на космическом корабле.

Во время демонстрации своего изобретения, в присутствии ученой комиссии и журналистов, изобретатель отломал довольно большой кусок крышки стола, разбил его на части и смолол в небольшой мельнице. Полученный при помоле порошок он смешал с водой, подождал, пока масса «подросла», и попотчевал присутствующих.

Блюдо, приготовленное из стола, очень всем понравилось.

Автор идеи утверждает, что съедобная мебель в кабине космического корабля может служить прекрасным резервом продуктов питания на «черный день» и сможет спасти космонавтов при возможных авариях и непредвиденных задержках в полете.

КРУГОВОРОТ ВОДЫ

Мы уже писали о «замкнутой экологической системе», в которой происходит замкнутый обмен веществ между человеком и его окружением. Теперь полезно обратить внимание на подробности установки, обеспечивающей замкнутый круговорот воды.

Как нам уже известно, человек выделяет в сутки около 2,5 кг воды, в основном в виде мочи и несколько меньше — с выдыхаемым воздухом и потом. Опыт показал, что в лабораторных условиях почти всю эту воду можно восстановить и сделать ее пригодной для вторичного употребления.

Американские ученые после нескольких попыток освежения воды различными методами сосредоточили все внимание на методе дистилляции воды в вакууме. Они разработали установку небольших размеров, состоящую из резервуара, вакуум-насоса, подогревателя и дистиллятора.

Они помещали в резервуар отходы всякого рода, содержащие то или иное количество воды, а именно человеческие экскременты, мочу, тампоны, использованные для умывания, поглотители из аппаратов для дыхания, после чего плотно закрывали резервуар и нагревали его. Водяной пар из резервуара поступал в небольшую камеру, где, проходя через фильтр из металлических плиток специального состава, терял неприятный запах. После этого пар, уже лишенный пахучих веществ, поступал в конденсатор, а полученный конденсат — в специальный резервуар чистой воды. Эту воду можно было с успехом употреблять для питья, приготовления пищи и мытья, после чего можно было снова повторить описанный процесс очистки.

Метод уже опробован, причем первым человеком, который отважился попробовать очищенную воду, был директор лаборатории, в которой был поставлен опыт. В течение шести дней он употреблял воду только из собственных отходов. Директор утверждает, что не чувствовал ничего, что бы напоминало ему происхождение воды.

Во время коротких космических путешествий описанный метод не имеет практического значения, ввиду небольшого запаса воды, которую необходимо взять с собой в дорогу. Другое дело — во время длительных космических полетов или пребывания например на Луне. В этом случае метод питания космонавтов водой в замкнутом цикле может оказаться весьма полезным, тем более, что попутно решается вопрос утилизации отходов.

ВНИМАНИЕ, МЕТЕОРИТЫ!

— Внимание, внимание! На нашем курсе рой метеоритов! Встреча произойдет через 70 секунд! Опасности нет, курс остается прежний — загремело в громкоговорителях главного отсека корабля.

Самый младший член экипажа, Збигнев Янчар, впервые проходящий практику космических полетов под руководством своего отца, выдающегося космонавта и астронома, начал обеспокоено листать страницы учебника космонавтики.

— Неужели рой метеоритов не опасен для нашего корабля? Ведь если наша скорость составляет 45 километров в секунду, а метеориты по-видимому летят с неменьшей скоростью, то…

Не успел он закончить фразу, как вдруг, в тишину кабины корабля ворвался неприятный шум, доносившийся снаружи. Это был тихий шелест, похожий на звук бесчисленного количества песчинок, сыплющихся на стальную оболочку корабля. Иногда среди равномерного шелеста можно было различить звуки ударов, как если бы в струе песка оказались камешки.

Профессор с улыбкой взглянул на сына.

— Вот мы и очутились в рое метеоритов, — сказал он. — Через минуту выйдем из него без всякого вреда.

Збигнев успокоился, но решил подробнее расспросить отца о метеоритах.

— Хорошо, но ведь наша скорость плюс скорость метеоритов составляет вместе около 90 километров в секунду. Ведь в этом случае удары даже очень мелких частиц должны повреждать стальную оболочку корабля. Ведь при такой скорости, при ударах об оболочку должна возникнуть температура в несколько миллионов градусов и давление порядка нескольких миллионов атмосфер, значит сталь должна мгновенно превратиться в газ и испариться. Так сказано в учебнике.

— Ты прав, но в учебнике говорится о метеоритах, диаметр которых равен примерно зернышку гравия; такие метеориты могут конечно повредить оболочку корабля. Но рой, с которым мы только что встретились, состоит из очень мелкой космической пыли, и называем мы эту пыль метеоритами только по аналогии, потому что так мы называем любые частицы материи, вращающиеся вокруг Солнца, Земли и других планет. Один из физиков (американец Гримингер) рассчитал прочность стальной оболочки в предположении, что суммарная скорость корабля и метеоритов равна 76 км/сек. Оказалось, что метеорит величиной с зернышко песка (то есть около 0,5 мм в диаметре) способен при ударе вызывать в оболочке космического корабля углубление не больше одного миллиметра. А поскольку толщина оболочки, как правило, превышает 3–5 мм, такой удар не представляет опасности. Конечно лучше с такими метеоритами не встречаться, но и особо опасаться тоже не следует. Другое дело, если произойдет встреча с метеоритом большого размера. Такой метеорит способен пробить оболочку корабля насквозь, разбить аппаратуру и убить людей, находящихся внутри.

— Ты, как будто, не очень боишься этого.

— Да. Но это не легкомысленность и не пустая бравада, а трезвая оценка степени опасности. К счастью, метеориты встречаются на пути космического корабля чрезвычайно редко, и тем реже, чем они больше по размерам. Если рой метеоритов или облако космической пыли попадаются на нашем пути довольно часто, то метеориты величиной, к примеру, с лесной орех весьма редки и в определенной точке космического пространства появляются не чаще, чем раз на несколько тысячелетий.

— Значит существует все-таки некоторый риск? Известно ли космонавтам, что надо делать для предотвращения таких нежелательных встреч?

— Ну, следует принять во внимание, что не все встречные метеориты движутся с большой скоростью по отношению к нашему кораблю. Рассуждая о таких встречах, мы предполагали худший случай, когда корабль летит прямо навстречу метеоритному рою. Однако, это случается весьма редко. Корабль в большинстве случаев встречается с метеоритами под некоторым углом, иногда идет в одинаковом с ними направлении, иногда метеориты ударяют в обшивку корабля под острым углом и скользят по ней. Кроме того, нам известно, что на протяжении года есть периоды, когда опасность встречи с метеоритами увеличивается. Уже изучены их пути, рассчитаны их орбиты. Астрономы разработали подробные карты метеорных потоков. Наконец, на всех космических кораблях есть радарные установки, которые заранее предупреждают о приближении к метеоритам, что позволяет своевременно уклониться от неприятной встречи.

— Я представляю себе, что метеоритная пыль, хотя и не сможет пробить обшивку нашего корабля, но может ее поцарапать и повредить. Если таких встреч будет много на нашем пути, обшивка может оказаться очень серьезно поврежденной.

— Это верно, но и такая возможность нами предусмотрена. Наш корабль располагает дополнительной защитой, похожей на щиты, которые находятся на расстоянии нескольких сантиметров от обшивки. Противометеоритный обтекатель может выйти из строя, но его легко заменить новым. Испытания обтекателей, которыми оборудованы искусственные спутники, показали, что стальная их конструкция повреждается микрометеоритами очень мало, около 30 миллимикронов в сутки (то есть на 30 миллионных частей миллиметра). Таким образом, износ обтекателя по всей его толщине может произойти только через несколько тысяч лет. Значит опасаться нечего.

— Да, но эти расчеты верны только по отношению к микрометеоритам.

— Конечно, но я уже говорил тебе раньше, что крупные метеориты, даже те, величиной с песчинку, встречаются в космосе весьма редко, и существуют способы их обнаружения и уклонения от встречи с ними. Должен добавить, что в период первоначальных попыток завоевания космоса ученые запускали множество зондов, чтобы определить размеры опасности. Измерительная аппаратура, установленная на первой советской космической ракете, отметила, что корабль, с общей площадью оболочки 50 квадратных метров, воспринимал удары микрочастиц размером 0,04 мм один раз на 200 секунд, причем царапины и углубления в оболочке не превышали 0,25 мм. Меньшие по размерам метеориты вызывали еще меньшие повреждения. Первоначально опасность со стороны метеоритов значительно переоценивалась. Некоторые считали опасность встречи с метеоритами столь большой, что предсказывали невозможность вообще каких-либо полетов в космос. Но результаты, полученные американскими учеными при помощи серии спутников Эксплорер 16, вращавшихся вокруг Земли в течение семи с половиной месяцев (с середины декабря 1962 года до конца июля 1963 года), показали, что опасность встречи с метеоритами в 10 000 раз меньше, чем предполагалось. Правда, Эксплорер 16, когда его выловили из океана, оказался пробитым в 64 местах, но пробоины были в очень тонких (тоньше человеческого волоса), металлических противометеоритных обтекателях, сделанных из полутвердого металла и установленных специально для исследования пробойной силы метеоритов. О том, насколько напрасными были первоначальные опасения, свидетельствуют и полеты советских космонавтов Титова, Поповича и Николаева, состоявшиеся в августе, то есть в месяце наибольшей плотности (в году) метеоритных роев. И несмотря на это ни корабль Титова, который 17 раз облетел вокруг Земли, ни корабли Поповича и Николаева, которые сделали соответственно 33 и 32 оборота, не были повреждены метеоритами. Следовательно, бояться нам нечего. Для нашего корабля никакие метеориты не страшны.

— Я вспомнил еще одно, — заметил сын. — У нашего корабля есть стальные обтекатели и прочная обшивка, но космонавт, которому придется выйти в открытый космос в одном скафандре, лишен такой защиты, и удары даже совсем маленьких микрометеоритов могут быть смертельно опасны для него.

— Браво, ты совершенно здраво рассуждаешь. Действительно, это слабая сторона нашей защиты против метеоритов. Например, может случиться, что несмотря на всю нашу предусмотрительность и осторожность, крупный метеорит пробьет обтекатель и повредит оболочку корабля. После постановки временной заплаты изнутри корабля, надо будет приняться за ремонт обшивки снаружи, или хотя бы произвести осмотр корабля, чтобы определить размеры и опасность повреждений. Один из нас должен будет выйти в открытый космос, и, привязав себя фалом к кораблю, осмотреть его обшивку. В этом случае один или несколько метеоритов, размером не больше песчинки или спичечной головки, легко могут пробить скафандр, и… несчастье налицо. Ведь скафандр изготовлен из ткани с легкой алюминиевой или пластмассовой оболочкой, и его очень легко повредить. Метеорит не только может насквозь пробить тело космонавта, но и вызвать взрыв кислорода, находящегося между слоями ткани, повредить обогревательную сеть и проводку сжатого воздуха. Но мы уже знаем, что вероятность встречи с метеоритами чрезвычайно незначительна. Таким образом, если бы подобная авария произошла во время встречи с роем метеоритов, можно будет несколько уклониться с курса, выйти из соприкосновения с роем и только после этого приступить к осмотру и ремонту корабля. Следует помнить, что рой — это совсем не группа метеоритов, летящих плотным потоком на расстоянии нескольких метров один от другого. Эти расстояния часто превышают десятки километров. Но, чтобы обезопасить себя на всякий, как говорится, пожарный случай, космонавты применяют защитную броню из очень твердой стали. Перед выходом наружу космонавт, если конечно существует реальная опасность встречи с метеоритами, прикрепляет эту броню к скафандру и делается похожим на рыцаря в средневековых доспехах. Такая броня есть и на нашем корабле. По секрету скажу тебе, что мы ее употребляли только один раз. Она так неудобна и громоздка, что космонавты очень неохотно пользуются ею.

ТЯЖЕСТЬ ОДИНОЧЕСТВА

— Случалось ли тебе, — продолжал профессор, — находиться в одиночестве в тесном помещении на протяжении нескольких дней, сознавая, что нет никакой надежды на скорое окончание этого состояния? Не случалось? Но ты наверное читал о людях, потерпевших кораблекрушение в море, которым приходилось в полном одиночестве, или в обществе нескольких товарищей блуждать по морю в течение многих дней? Или о полярных исследователях, которым приходилось в одиночестве или небольшой группой людей проводить долгие полярные ночи.

Но все это не может идти ни в какое сравнение с тем, к чему должен быть готов человек в космосе во время длительных, многомесячных и даже многолетних экспедиций на другие планеты, во время пребывания на орбитальной космической станции или на Луне.

— Ученые уже давно, — продолжал после минутного молчания отец Збигнева, — отдавали себе отчет в том, что из многих трудностей, с которыми встретится человек в космосе, проблема одиночества будет, пожалуй, одной из самых трудных. В этом они убедились во время экспериментов в специальных кабинах-тренажерах на Земле, и во время сравнительно кратких космических полетов. Уже на высоте 10 000 метров у пилотов самолетов появляется странное чувство оторванности, перехода в иной мир, полностью отличный от земного. Пилоту кажется, что Земля находится где-то в стороне, на огромном расстоянии, а если, кроме того, она закрыта облаками, чувство это доходит до предела. Ему кажется тогда, что он совершенно оторвался от Земли, потерял с ней связь, и остался один во всем мире. Есть пилоты, которым в это время начинает казаться, что они превратились в великанов. Такие мысли, как правило, появляются совершенно неожиданно. Среди летчиков этот момент получил название «рубежа». Чтобы вернуть себе психическое равновесие и избежать серьезной аварии, летчику приходится употреблять огромное усилие воли, а если это не удастся, ему грозит серьезное нервное расстройство.

Бывает, например, что летчик внезапно почувствует страх перед неизвестностью и не может сделать ни одного движения. Характерно, что «рубеж» бывает не только у малоопытных пилотов, впервые поднявшихся на большую высоту, но и у таких, которые многократно переживали это явление…

— Иногда, — продолжал профессор, — такого рода явления проходят сами по себе, но чаще летчику приходится спуститься вниз к Земле, чтобы почувствовать связь с нею. Во всяком случае, это психологическое явление удается преодолеть довольно быстро.

Во время первых полетов на Луну космонавты страдали бессонницей и переживали приступы необъяснимого страха. Это были первые симптомы «космической болезни». Правда, симптомы эти почти полностью исчезали при сближении с планетой, когда надо было заняться «прилунением», но через некоторое время, при длительном пребывании на поверхности Сребролицей Селены, симптомы эти возвращались с новой силой. Еще хуже обстояло дело на космических кораблях, летевших на Марс или Венеру. «Космическая болезнь» получила свое дальнейшее развитие. У космонавтов появлялась бессонница, чувство апатии и угнетения, нежелание двигаться, пропадал аппетит, но хуже всего, что у них появлялось равнодушное отношение к выполнению своих обязанностей. Если космонавт не умел вовремя взять себя в руки, или если его товарищи не помогли ему в этом, болезнь продолжала развиваться. Из состояния апатии космонавт внезапно переходил к сильному возбуждению; в припадке истерии он кричал, смеялся, плакал и даже силился уничтожить все, что ему попадалось под руку. А когда он на время успокаивался, появлялись галлюцинации. Перед его глазами возникали фантастические картины, ему казалось, что он попадает в страшные ситуации.

— Неужели против этой болезни нет лекарства?

— На борту всех космических кораблей находятся успокаивающие и снотворные средства, и космонавты хорошо знают их действие. Но бывают тяжелые случаи, когда средства эти не действуют, или действуют слабо. Не всегда можно давать большие дозы этих лекарств или применять их слишком часто — в большинстве случаев средства эти в крупных дозах ядовиты. Ты, конечно, знаешь, что медикаменты, особенно воздействующие на психику человека, иной раз приносят осложнения, поэтому при их дозировании нужна особая осторожность.

— А другие средства?

— Самое лучшее средство, применявшееся ранее и применяемое теперь — это правильный подбор кандидатов, обладающих определенной психической стойкостью. Прежде на это обращали меньше внимания, теперь же психическая стойкость кандидата в космонавты считается основным качеством. Любой кандидат должен отличаться стальными нервами, обладать сильным характером, железной волей, умением держать себя в руках в любых обстоятельствах. Физиологические качества космонавта, например здоровый организм и отсутствие каких-либо физических недостатков, хотя и имеют важное значение, однако отходят на второй план.

— Я хорошо помню свои переживания на Станции психологических испытаний, когда меня несколько раз гипнотизировали и вытягивали из меня все мои самые сокровенные мысли.

— Вот видишь. Всех кандидатов в члены космических экипажей просеивают сначала через частое сито неврологических и психических исследований. При этом обращают большое внимание на покладистость характера кандидата, на его умение жить в дружбе с людьми. Ведь часто бывает, что нервная система у человека находится в должном порядке, а жить в коллективе он не способен. Ведь умение жить в мире и согласии с товарищами, находясь длительное время в тесной кабине космического корабля, имеет решающее значение для успеха всей экспедиции. Что касается поведения космонавтов во время путешествия, то злейшим их врагом является безделье. Проблема безделья не существует при краткосрочных полетах, ибо космонавту приходится много работать. А вот во время длительных путешествий, или при пребывании на других планетах бездеятельность превращается в сложную проблему. К счастью, жизнь столь богата и интересна, в ней еще столько неисследованных сторон, что всегда можно найти себе занятие по душе, в особенности по углублению своих знаний. Поэтому космонавты, как правило, посвящают много времени различным областям знания. Кроме того, на космическом корабле, или на станции, всегда есть хорошая библиотека. Конечно, это не собрание тяжелых фолиантов — взять их с собой в космос нет возможности, — а коллекция микрофильмов. Есть также богатая фильмотека, позволяющая устраивать кинематографические сеансы, ну и, как правило, большая коллекция магнитофонных записей лучших музыкальных и вокальных произведений. Наконец, есть еще связь с Землей, на которой у каждого из нас осталась семья, близкие, и мы можем вести с ними беседу с расстояния многих миллионов километров. Иногда беседа по видеофону с кем-нибудь из близких оказывается лучшим лекарством против космической болезни.

НАДО ОБЛАДАТЬ ХОРОШИМ ЗДОРОВЬЕМ

— Зачем эта гимнастика? — спросил Збигнев у отца, увидев в его руках гантели.

— Чтобы дать работу мускулам, которым явно вредит мой сидячий образ жизни, — ответил профессор. — Человеческий организм нуждается в движении. Мускулы должны работать, в противном случае они ослабевают, и тогда снижаются физические и психические силы организма, чего мы, в условиях космического путешествия не можем допустить…

Профессор Янчар взглянул на большой хронометр, висящий над щитом управления, и убедившись, что гимнастика продолжалась положенные 10 минут, вытер ватой пот с лица и обратился к сыну:

— Вот теперь я чувствую себя лучше. Кровь быстрее циркулирует по сосудам, поставляя всем клеткам нужное количество питательных веществ и кислорода, уменьшилась опасность преждевременного одряхления и ослабления организма. Хочешь, я расскажу тебе, как один немецкий ученый физиолог изучал влияние бездеятельности на молодой, здоровый организм мужчины. Он выбрал одного из спортсменов и дал ему задание в течение четырех недель проводить регулярную тренировку, в основном бег на большую дистанцию. Потом вдруг положил его в кровать, приказал лежать и запретил ему вставать. Спортсмен находился все время под наблюдением, ему давали лучшую пищу, позволили заниматься умственным трудом и развлекаться, но категорически запретили какие-либо физические занятия. В таком положении спортсмен находился две недели. Каков же был результат? Спортсмен пополнел (его вес увеличился на 2 килограмма), но потерял прежнюю физическую выносливость. Сила его мускулов снизилась на 20 процентов. Несмотря на полноценное питание, в его организме уменьшилось количество белка, изменился химический состав крови, костей и мягких тканей, хуже стали работать все внутренние органы. Потребовалось несколько десятков дней, чтобы наш спортсмен вернулся в свою прежнюю форму, хотя излишний вес остался у него еще несколько месяцев.

Этот пример прекрасно иллюстрирует опасность нарушения общего равновесия организма в результате ослабления работы мускулов. В данном случае подтвердился основной закон физиологии, согласно которому всякий бездействующий орган вырождается. Впрочем, потеря работоспособности данного органа — это еще не все, надо упомянуть еще и другие последствия, значительно худшие. Установлено, что длительное бездействие, даже совсем здоровых людей, ведет к потере кальция в организме и, как следствие этого, к ослаблению костной системы, ухудшению работы сердца, мозга, легких, желудка, печени, почек и желез внутренней секреции. Как видишь, даже на космическом корабле нельзя длительное время находиться без всякого движения. Я по собственному опыту знаю, что если кто-нибудь из участников космического полета начинает лениться, отказываться от ежедневной физической зарядки, то быстро теряет хорошее самочувствие, у него появляется плохое настроение, уменьшается работоспособность.

КТО МОЖЕТ СТАТЬ КОСМОНАВТОМ?

Надо сразу сказать, что путь в кресло космонавта на космическом корабле изобилует трудностями. Об этом кресле мечтают тысячи молодых людей, но только некоторым из них удается добиться осуществления своей сокровенной мечты.

Требования, предъявляемые к кандидатам, желающим занять место за пультом управления космическим кораблем, все еще весьма и весьма высоки. Попасть в число немногих избранных могут только люди, обладающие здоровым организмом и многими необходимыми чертами характера.

Для наглядности мы покажем, как в Америке подбирали кандидатов для полетов по программе «Меркурий», которая предусматривала орбитальный полет одного человека в небольшой кабине спутника, в течение суток с последующим «приводнением» в океане.

Первоначально среди опытных летчиков была расписана анкета, в результате которой отобрано 508 подходящих кандидатов. После того, как эти анкеты были тщательно изучены, значительному числу кандидатов было отказано, так что осталось всего лишь 110 человек. Относительно этих 110 человек были собраны сведения от их начальников, инструкторов и товарищей, после чего пришлось отсеять еще 41 человека. Остальных 69 кандидатов пригласили для бесед с участием специалистов психологов, физиологов и врачей. В результате оставлено только 32 человека, которые были подвергнуты специальному экзамену, с проверкой их физического и умственного развития, при помощи тренажеров, имитирующих условия, существующие в космической кабине во время старта, полета и приземления. Это был чрезвычайно трудный экзамен, но позволил из 32 человек выбрать 18 наиболее пригодных. Однако и многие из 18 в процессе дальнейших испытаний отсеялись, так что в конце концов осталось всего лишь 7 кандидатов, отвечавших всем требуемым условиям.

Таким образом, из 508 человек успешно прошли все испытания всего лишь 7 человек (неполных 1,5 процента). Следует при этом помнить, что упомянутые 508 человек отличались не такими уж обычными чертами, если смотреть с точки зрения среднего любителя космических полетов.

Согласно американской анкете кандидаты в космонавты должны отвечать следующим требованиям:

1. Возраст — до 40 лет

2. Вес — меньше 82 килограммов

3. Рост — ниже 180 сантиметров

4. Физическое здоровье — отличное

5. Образование — диплом высшего учебного заведения

6. Профессия — летчик-испытатель

7. Стаж — не меньше 1500 летных часов

Отобранные 7 кандидатов начали интенсивную подготовку, которая потребовала от них максимальных физических и психических усилий; им пришлось отказаться от многих удовольствий, сопутствующих повседневной жизни обыкновенного человека. Кандидатов поместили в специальный учебный лагерь, где они должны были пройти сложную и обширную программу упражнений и испытаний. Кроме того, кандидаты должны были пройти теоретический курс, во время которого они детально ознакомились с тайнами астрономии, астрофизики, научились рассчитывать траектории полетов, ориентироваться по звездам; они решали сложные математические задачи, знакомились с последними достижениями в области ядерной физики и ионного излучения, обучались технике связи. Им пришлось затратить немало усилий на ознакомление с тайнами физиологии собственного организма и явлениями во время старта, полета и приземления. Они изучали теорию перегрузок, влияние невесомости, жары и холода, вибрации, шумов, потери ориентации; они знакомились с основными явлениями обмена веществ в организме человека.

Мало того. Будущим космонавтам пришлось изучить ракетную технику, материальную часть космического корабля, основы электроники, радиосвязи и многое другое.

Лекции и упражнения по теории дополнялись физической тренировкой, необходимой для поддержания всего организма на должном уровне. Космонавтам пришлось вести весьма строгий образ жизни, держаться твердой, специально для них разработанной диеты, ежедневно упражняться в беге, велосипедной езде, плавании, катании на лыжах, заниматься всеми видами гимнастики, в том числе на снарядах.

После этого их ожидали еще более тяжелые задачи.

Им пришлось выдерживать труднейшие условия, созданные на различных аппаратах, имитирующих космический полет. Их нагревали в термокамерах с сухим воздухом до 70 градусов жары, где по их телам струями катился пот, затем держали при температуре 50 градусов во влажной среде, их закрывали в камерах холода, где температура снижалась до минус 70 градусов. В барокамерах будущие космонавты «поднимались» на высоту 14 000 метров, где давление воздуха составляло дробную часть нормального, существующего на поверхности Земли. Их вынуждали переносить кислородное голодание, дышать воздухом с большим содержанием углекислоты.

Будущих космонавтов помещали в плотные сурдокамеры, где они находились безвыходно в течение многих дней в абсолютном одиночестве и тишине, подвергаясь опасности психического расстройства. Испытания этого рода были самыми тяжелыми для многих космонавтов. Неоднократно космонавты должны были выдерживать несносный шум, от которого болела голова и уши. Их испытывали в условиях сильной вибрации, когда тело, казалось, распадается на части.

После того, как космонавты успешно выдержали целую серию таких испытаний, их погрузили в самолет и перебросили в пустыню, без всяких запасов пищи и воды. Там их предоставили самим себе, и они, не зная длительности испытания, должны были в течение нескольких дней выдержать труднейшие условия существования. Во время всех этих испытаний будущие космонавты подвергались непрерывному контролю со стороны врачей и физиологов, которые следили за всеми реакциями организма.

Одновременно, кандидаты в космонавты не могли забывать искусство вождения самолетов, что, впрочем, они всегда приветствовали с радостью, ибо полет был их стихией. Но в воздухе им оставляли мало времени на удовольствия. Надо было постоянно упражняться в радиосвязи, выполнять фигуры высшего пилотажа, подвергать организм крайним перегрузкам, многократно прыгать с парашютом, притом в любое время дня и ночи, при всякой погоде, приземляться в трудных условиях, садиться на воду.

Не успел кандидат как следует отдохнуть, как ему приходилось начинать новую серию упражнений. Вот, к примеру, вращающийся стол. Кандидат вступал на его круглую крышку, а врач, ведущий испытание, нажимал кнопку, приводящую стол в движение. Как только кандидат начинал быстрее переступать с ноги на ногу, врач вызывал колебания стола во многих плоскостях. В этих условиях удержать равновесие весьма трудно. Крышка стола уходит из-под ног и резко наклоняется в самых неожиданных направлениях. Это вызывает расстройство весьма нежного вестибулярного аппарата, находящегося во внутреннем ухе. Врач совершенно безжалостен: как только он заметит, что кандидат превосходно себя чувствует на этой дьявольской карусели, он увеличивает количество оборотов крышки стола и ее колебаний.

Но это еще далеко не все в области тренировки чувства равновесия. Конструкторы совместно с физиологами придумали еще одно сложное устройство. Одним из них является МАСТИФ, конструкция из стальных труб, похожая по форме на шар, вращающийся на оси. Внутри ее находится еще одна такая же конструкция, которая вращается на другой оси; внутри этой конструкции находится еще одна, вращающаяся на третьей оси, и к ней подвешено кресло испытуемого кандидата. Таким образом вся конструкция этого «чертова колеса» может вращаться одновременно в трех плоскостях. Когда вся установка приходит в движение, кандидат чувствует себя так, будто он не только кувыркается в воздухе, но и производит одновременно сто других движений. При этом ему отнюдь нельзя терять ориентировку и, как предусматривает программа испытаний, необходимо несколько раз дать сигнал остановки движения в точно определенном положении по отношению к окружающим предметам.

Дело в том, что похожие испытания придется космонавту переносить во время космического полета, в особенности во время приземления и в случае аварии с кабиной.

После того, как все эти испытания были успешно пройдены, вся группа будущих космонавтов отправилась на самолете в мастерскую, где шили космическую одежду. Здесь все кандидаты были точно измерены, чтобы позднее построить манекен — верную копию тела космонавта — и пошить хорошо пригнанный космический скафандр. В соседней мастерской подобным образом изготовили индивидуальные шлемы.

После того, как космонавтам пошили костюмы и сделали шлемы, пришла очередь еще более трудных, требующих железной стойкости, испытаний.

ПО РЕЛЬСАМ СО СКОРОСТЬЮ РЕАКТИВНОГО САМОЛЕТА

На рельсовом пути стоит небольшая ракета с кабиной впереди. Стоит занять место в кабине и запустить реактивный двигатель, как ракета, легко двигаясь по рельсовому пути, быстро развивает скорость реактивного самолета (и даже большую), после чего резко тормозит движение. Весь ход испытаний снимается на кинопленку при помощи камер, расставленных на некотором расстоянии друг от друга вдоль всего пути, и может контролироваться при помощи камер телевидения, направленных на грудь и лицо космонавта, сидящего внутри кабины.

После проявления кинопленки, вначале на экране можно было видеть спокойное лицо космонавта за минуту до старта. Позже, по мере нарастания перегрузок, лицо его начинает искажаться, становятся заметны усилия человека, ведущего борьбу с необыкновенной и враждебной силой. Кажется, что борьба идет не на жизнь, а на смерть — все мускулы лица крайне напряжены, в глазах появляется какое-то неестественное выражение, рот открыт, на лице образуются толстые складки, словно из ткани. Через несколько мгновений, по мере уменьшения перегрузки, лицо опять сглаживается и возвращается в нормальное состояние. Потом, опять приходит минута драматического напряжения в момент резкой остановки машины, когда появляется отрицательная сила торможения.

НА «КАРУСЕЛИ»

Кандидатам в космонавты уже неоднократно приходилось слышать рассказы о «карусели». Опытные пилоты, которым приходилось не раз садиться в кресло центрифуги, рассказывали о ней всякие страхи.

Те, кто в молодости катались на обыкновенной карусели в Луна-парке, или Веселом местечке, быть может помнят свои переживания во время катания — приступы тошноты, головокружение, боль в ушах. После остановки карусели, сойдя на твердую землю, трудно было удержаться на ногах, во рту ощущался неприятный привкус, а в желудке — тяжесть.

Но в сравнении с центрифугой для пилотов, все это — чепуха.

Плечо центрифуги, на конце которого находится кабина для летчика, весьма длинное (до 17 метров), поэтому во время вращения возникает большая центробежная сила и столь же большие перегрузки. Когда центрифуга начнет вращаться со скоростью 100 оборотов в минуту, космонавт, сидящий в кабине, переживает немалые трудности. Все тело его прижимается к креслу, глаза застилает кровавый туман, в голове — словно молоты стучат по наковальне, в ушах — невыносимая боль, губы искривляет гримаса. Когда все это начинает превышать предел стойкости человека, космонавт может нажать кнопку, после чего обороты уменьшатся. Но в этих условиях совсем нелегко сделать даже обыкновенное усилие, требуемое для того, чтобы нажать кнопку. Испытания на центрифугах, весьма широко поставленные в Соединенных Штатах Америки и в Советском Союзе, дали много нового и позволили изучить влияние перегрузок на человеческий организм. Установлено, что стойкость человека к перегрузкам во многом зависит от положения его тела по отношению к направлению воздействия сил. Оказалось, что находясь в полулежачем положении, с ногами, слегка согнутыми в коленях, и лицом по направлению полета, человек может выдержать большую перегрузку, чем в другом положении корпуса. Таким образом, во время старта, космонавт должен лежать по возможности на спине, а во время приземления, или при посадке на поверхность другой планеты, космонавт должен находиться лицом к направлению места посадки.

Кроме того установлено, что форма кресла космонавта должна напоминать ванну, выложенную пористым мягким и упругим материалом, повторяющим форму корпуса космонавта так, чтобы амортизировались перегрузки.

ТРЕНАЖЕРЫ

Тренировки на реактивных санях и на центрифуге — это только часть сложной программы испытаний и обучения будущих космонавтов. Все они должны пройти еще и тренировку на катапульте, при помощи которой находящийся внутри кабины человек выстреливается на высоту около ста метров.

Кроме того, космонавтам приходится много тренироваться на тренажерах, то есть на различных установках, в которых создаются условия, близкие к полетам, и внутреннее оборудование которых имитирует кабину космического корабля.

Космонавты вынуждены терпеливо учиться управлять полетом корабля, ремонтировать приборы и оборудование.

После тренажеров космонавты переходят в кабину настоящего космического корабля. Космонавт должен добиться полной автоматичности своих действий по управлению кораблем, дойти, до такого совершенства, при котором может управлять движением корабля в полной темноте, притом точно и быстро. Ведь в космическом полете даже доля секунды приобретает необыкновенную важность — многие действия должны совершаться почти мгновенно.

В заключение будущих космонавтов ожидает еще серия тренировок, имитирующих приземление. Задача безопасной посадки значительно труднее, чем кажется на первый взгляд. Космонавт должен быть готов встретить во всеоружии все опасности в случае непредвиденного приземления вдали от места, предусмотренного планом полета.

Американцы, как правило, применяют посадку космических кораблей на воду, русские — на твердую землю. В случае падения в воду космонавт должен по возможности быстро выйти наружу корабля, предпринять меры против возможного его затопления, затем постараться предотвратить возможную опасность, грозящую ему самому, и немедленно связаться с базой спасательных судов.

В случае приземления космонавт должен быть готов ко многим опасностям. Он может, например, приземлиться на безлюдной территории, в горах, в пустыне или джунглях. В этих условиях он должен уметь продержаться несколько дней до прихода помощи. Поэтому космонавты проходят курс, похожий на подготовку к туристским походам. Они учатся ставить палатки, разводить костер, добывать себе пищу охотой и рыбной ловлей.

Все космонавты должны уметь пользоваться многими приборами, необходимыми во время космического полета, например навигационными аппаратами, фотокамерами, съемочными киноаппаратами; им необходимо научиться исправлять мелкие повреждения кабины и наружной обшивки корабля, а также скафандров.

После успешного окончания обучения и тренировок перед будущим космонавтом открывается путь к осуществлению мечты о полете в космос.

Весь курс обучения космонавта длится от 12 до 15 месяцев; кандидату приходится очень много работать над собой, углублять свои знания, отказываться от многих удовольствий нормальной жизни, что в конце концов позволяет ему занять место в кабине, помещенной в переднем отсеке космического корабля.

Необходимо добавить, что большинство космонавтов — люди семейные. Таковы требования, которые предъявляют кандидатам физиологи и психологи. Оказывается, что семейные люди отличаются большей психической стойкостью и уравновешенностью, чем несемейные, и они лучше и увереннее решают трудные задачи, возникающие во время космических полетов.

Возможно, что кое-кто из Читателей, мечтающий о том, чтобы самому стать космонавтом, задаст себе вопрос, не слишком ли суровы требования, предъявляемые участникам космических путешествий. Ведь людей, отличающихся великолепным здоровьем, обладающих многолетним опытом управления современными самолетами, железными нервами и большим объемом разнообразных знаний, не так уж много. Разве не суждено исполниться мечтам многих молодых людей, желающих стать космонавтами и принимать участие в увлекательных и трудных путешествиях?

К счастью, это не так. Человечество находится только лишь в самом начале космической эры и делает первые шаги по новому, неизведанному пути. Нет ничего удивительного, что располагая техникой, которая (можно быть в этом уверенным) — через несколько десятилетий будет считаться совершенно примитивной, приходится подбирать людей, обладающих исключительными данными. Но, пожалуй, младенческий период в деле завоевания космоса уже остался позади. Космические корабли, в особенности советские пятитонные великаны «Восток» или еще более тяжелые — типа «Восход», оказались прочнее и безопаснее, чем это предполагалось раньше; они очень удобны, а высокая степень автоматизации облегчает управление ими.

Не только мужчина может стать космонавтом. Это вполне доказано успешным орбитальным полетом Валентины Терешковой, которая в июне 1963 года сделала 48 витков вокруг земного шара, пролетев 3,3 миллиона километров за 71 час. Подвиг Терешковой не только доказал пригодность женщин к космическим полетам, но и вызвал перелом в суждениях о методах отбора кандидатов в космонавты.

У Терешковой отсутствовал длительный опыт управления самолетами, она не была летчиком, не управляла реактивными самолетами. Организм ее был безусловно слабее, чем у космонавтов-мужчин. Терешкова начала подготовку к космическим полетам, имея за собой всего лишь небольшой опыт в прыжках с парашютом.

Еще более убедительное доказательство возможности космических полетов для людей, не обладающих исключительными свойствами, предоставил полет в октябре 1964 года первого корабля с групповым экипажем из трех советских космонавтов: Комарова, Егорова и Феоктистова. Из них только Комаров был летчиком с большим летным стажем, организм которого был хорошо натренирован в трудных условиях полетов. Остальные два члена экипажа были — можно сказать — обыкновенными людьми. Ни молодой врач Егоров, ни ученый Феоктистов не отличались выдающимися физическими данными, не проходили ни летной, ни космической подготовки. Несмотря на это, они превосходно выдержали суточный полет вокруг Земного шара.

Таким образом, можно считать доказанным, что быстрый технический прогресс создает благоприятные условия для полетов в удобной кабине космического корабля и делает возможным участие в полетах людей, обладающих рядовым здоровьем, притом без специальных тренировок.

Но, пока что, делать такой вывод несколько преждевременно. В краткосрочных орбитальных полетах, длящихся несколько дней, пребывание в космосе оказалось безвредным для людей. Однако, когда на Земле были поставлены опыты длительного пребывания космонавтов в кабинах, имитирующих условия полета, оказалось, что в человеческом организме происходят серьезные изменения, о чем нельзя было предположить на основании практики кратковременных полетов.

Чрезвычайно ценные научные результаты были получены советскими учеными, которые изучали реакцию человеческого организма на пребывание в плотно закрытой кабине в течение нескольких десятков, и даже сотен дней. Установлено, что в течение первых дней никаких вредных явлений не отмечается, но уже по истечении десяти (у некоторых летчиков — 15) дней, появляются перебои в работе сердца, расстройство кровообращения и дыхания, бессонница, упадок сил и снижение трудоспособности. После пятнадцатидневного пребывания в кабине организм человека настолько ослабевал, что для полного восстановления сил потребовался длительный отдых — около месяца.

У людей, находившихся в кабине дольше, наблюдалось медленное приспособление организма к новым условиям, но слишком медленное и неполное. После 12 дней пребывания в кабине космонавты жаловались на сильную усталость, и несмотря на возврат к нормальным жизненным условиям, страдали мучительной бессонницей, снижением жизненного тонуса, отвращением к физическим и умственным усилиям. Потребовался двухмесячный отдых под наблюдением врачей, чтобы организмы космонавтов пришли в норму. В условиях жизни в кабине космического корабля труднейшей проблемой оказалось нормальное дыхание. Несмотря на то, что воздухоочистные сооружения работали прекрасно, в тканях человеческого тела постепенно накоплялась углекислота, количество которой в кабине доходило до 0,5 процента, то есть в десять и даже в двадцать раз превышало норму. Другие расстройства жизнедеятельности организма возникали вследствие изменений в жизни микроорганизмов на коже, что вызвало не только кожные заболевания, но и нарушало обмен веществ.

Длительное пребывание в закрытой кабине двух или нескольких человек создало проблему психологического порядка, а именно сохранение гармонии в совместной жизни. Ученые пришли к выводу, что сохранение гармонии между членами экипажа во время длительных полетов станет одной из труднейших проблем в деле завоевания космоса.

Это значит, что трудности полетов к другим мирам Вселенной, если учесть последствия длительной невесомости, требуют создания на космических кораблях комфортабельных условий, для чего надо будет проделать большую научную работу, внедрить много технических усовершенствований.

Я БЫЛ ЗАМОРОЖЕН В ТЕЧЕНИЕ 40 ЛЕТ

Через прозрачный купол здания ГДУКП (Главная диспетчерская управления космических путешествий) хорошо видна высокая, высотой в несколько десятков метров, ракета, готовая к полету. Ничего необыкновенного в этом не было — работники диспетчерской за многие десятилетия ежедневной отправки в космос ракет давно привыкли к такому зрелищу.

Но сегодня, старт новой ракеты возбудил необыкновенный интерес, потому что впервые космический корабль отправлялся в весьма отдаленные районы Вселенной, и впервые путешествие было рассчитано на длительный срок, и также впервые экипаж корабля улетал в состоянии анабиоза. Этот удивительный эксперимент не был неожиданностью. Ученые уже много лет исследовали, изучали, спорили, ставили сотни опытов с полетами в космос животных в замороженном состоянии. Уже много лет ученые бились над решением проблемы замораживания живого организма с последующим оттаиванием и оживлением. Им пришлось пережить множество неудач, проверить множество ошибочных гипотез. Им часто приходилось отказываться от продолжения испытаний, доведенных почти до конца, из-за мелких неполадок, и тем самым сводить на нет многолетний, упорный труд.

Наконец правильное решение было найдено. Несомненно, легче было применять метод замораживания к животным, особенно к простейшим их видам, чем к людям. Животные впадали в состояние анабиоза при температуре минус 10 градусов, и выходили из этого состояния после двухлетней спячки, притом без всякого для них вреда. Труднее было добиться успеха при замораживании людей. Опыты с людьми были проведены только после того, как метод замораживания и оживления был хорошо освоен, причем температура тела у людей снижалась до минус 5 градусов на целую неделю. Опыты удались — люди выдержали серьезное испытание без всякого вреда.

Позднее, в этой области удалось добиться выдающихся успехов: применялись все более низкие температуры, удлинялось время нахождения в анабиозе. Были успешно решены многие технические и физиологические проблемы, найдены новые методы, что позволило начать эксперименты с космическими полетами людей в состоянии анабиоза.

Первоначально в орбитальный полет, длившийся три недели, был отправлен человек, тело которого хранилось в специальной камере при температуре минус 20 градусов. После успешного возвращения на Землю, тело космонавта было разморожено, и ему была возвращена жизнь. Организм космонавта не потерпел никакого вреда.

Сегодняшний космический полет был новым, идущим значительно вперед, экспериментом с отправкой в космос людей в анабиозе. На борту космического корабля поместили три большие камеры из прозрачного материала, через стенки которых можно было видеть космонавтов, погруженных в глубокий, подобный смерти, сон. Внутри камер поддерживалась температура минус 35 градусов. Перед космонавтами поставлена небывалая по своей сложности задача: они должны лететь к ближайшей к нам звезде Альфа в созвездии Центавра, провести в космосе 20 лет и вернуться на Землю. Почти весь полет они должны совершить в состоянии анабиоза. Все летные операции будут выполнять автоматы, самостоятельно или по командам с Земли. И только лишь перед самым возвращением на Землю, вернее за год до приземления, космонавты будут «разбужены», возьмут управление кораблем в свои руки и проведут наблюдения в зоне полета, которую ученые Земли считают особо важной для будущего развития науки о космосе.

Ученые ожидали многого от успешного завершения этого полета. Они надеялись полностью решить проблему многолетних космических путешествий. Опыт показал, что в путешествиях, длившихся несколько лет, труднее всего было решить проблему сохранения психического равновесия участников экспедиции. Многие люди не выдерживали психической нагрузки, и психические расстройства становились грозной опасностью, мешавшей успеху полетов.

Метод, лишающий космонавтов сознания на определенное время, оказался весьма перспективным. Но решение проблемы длительного анабиоза космонавтов было сопряжено с огромными трудностями. И только лишь после того, как биохимики раскрыли тайну поведения органических тканей в условиях замораживания, удалось разработать метод введения людей в анабиоз. Было это в 2015 году. Первый успех окрылил ученых, и, продолжая совершенствовать метод, они теперь приступили к осуществлению широко задуманного плана космического полета длительностью 20 земных лет.

Однако нам пора вернуться из этой фантастической поездки в будущее и ознакомиться с современным состоянием знаний об анабиозе и возможности применения анабиоза в космонавтике.

ЗИМНЯЯ СПЯЧКА

Естествоиспытатели давно знакомы с явлением зимней (и летней) спячки животных. С приходом холодной, или засушливой поры, некоторые млекопитающие забираются в свои норы и логова, находящиеся часто глубоко под землей и впадают в состояние оцепенения.

Температура тела животного, впавшего в спячку, снижается, уменьшается у него темп работы сердца, слабеет дыхание, замедляются все процессы обмена веществ.

Явление зимней спячки интересно проследить на примере американского суслика. Во время спячки число биений его сердца вместо нормальных 100–113 в минуту, сокращается до 20–42; бывает даже, что при очень низкой температуре наружного воздуха, количество биений сердца уменьшается до 5 в минуту. Дыхание становится редким. Вместо 100–200 вдохов в минуту суслик делает только 1–4, а иногда сокращает дыхание до одного раза в две минуты. Температура тела снижается с нормальных 32–41 до 3 и даже 1 градуса (выше нуля).

В таком состоянии все жизненные процессы замедляются, и животное может обходиться несколько месяцев без всякой пищи. Поскольку жизнедеятельность организма не прекращается полностью, а для ее поддержания необходима определенная энергия, происходит усвоение жира, накопленного животным в летний период. Чем длительнее сон животного, тем больше теряет оно в весе, и когда наступает весна, выходит из своей норы в состоянии значительного истощения. У некоторых видов животных потеря в весе за время спячки доходит иногда до 40 процентов.

Явление зимней спячки, или как его называют ученые — гибернации, оказалось в центре внимания ученых, занимающихся проблемами космических полетов.

Почему?

Для экономии энергии, необходимой для запуска космического корабля, надо до минимума уменьшить вес корабля. Поэтому экономия в весе за счет уменьшения запасов пищи и воды на корабле приобретает большое значение.

Если предвидится длительное космическое путешествие, на корабле приходится выделять много места для размещения запасов кислорода, воды, продовольствия и многих других веществ, необходимых для нормальной работы космонавтов во время путешествия. Можно ли отказаться от этих запасов? На основе наблюдений за поведением животных во время спячки, ученые отвечают на этот вопрос утвердительно. Если бы удалось снизить температуру человеческого тела до плюс 5 градусов и тем самым погрузить человека в спячку, его жизненные процессы замедлились бы настолько, что жизнедеятельность организма могла быть полностью обеспечена за счет подачи минимального количества кислорода и продуктов питания, например путем инъекции непосредственно в кровь.

Испытать действие столь низкой температуры на человеческий организм пока что не удалось, но эксперименты, поставленные на животных, убедительно свидетельствуют о том, что в их организме процесс обмена веществ замедляется примерно в двадцать раз против нормального состояния. Таким образом, если бы удалось понизить температуру тела у космонавтов до плюс 5 градусов и погрузить их в состояние анабиоза, то при путешествии на Марс и обратно троих космонавтов на борт корабля можно было бы погрузить не 7 тонн продуктов, а всего лишь 180 килограммов, в том числе кислорода и воды потребовалось бы 160 килограммов, а продовольствия в виде жидкости, инъектируемой непосредственно в кровь — всего лишь несколько килограммов.

Мы говорим о непосредственном питании космонавтов путем инъекции питательных веществ в кровь потому, что, по-видимому, это лучший способ питания людей, погруженных в глубокий сон. «Уколы» можно было бы осуществлять с помощью специальных автоматов, однако проще применять систему дежурства. Один из космонавтов, в качестве дежурного следил бы за здоровьем своих товарищей, наблюдал бы за правильной работой аппаратов для дыхания, своевременно подавал бы им воду и питание.

Но выгода в весе — не единственная польза от применения метода гипотермии (искусственное понижение температуры живого организма). Чрезвычайно важно то, что при замедлении процесса обмена веществ уменьшается чувствительность организма к отрицательному влиянию внешней среды: повышению или понижению внешней температуры, снижению давления, перегрузкам, облучению, невесомости, вибрациям и шумам.

Особое значение приобретает снижение чувствительности к облучению. Ведь пояса усиленного космического излучения над Землей представляют грозную опасность для экипажа корабля. Американские ученые поставили соответствующие эксперименты на мышах и убедились, что эти животные, находясь в состоянии гипотермии, прекрасно переносят дозы облучения в несколько раз большие, чем смертельные дозы в нормальном состоянии, то есть когда организм находится при нормальной температуре.

Кроме того, космонавты, погруженные в сон, были бы в течение всего путешествия защищены от вредного воздействия длительного космического полета на психику человека.

Выдающийся специалист по гипотермии, Доу, выступая на конференции в Чикаго, заявил, что по его наблюдениям летучие мыши, периодически погружающиеся в зимнюю спячку, живут в двадцать раз дольше, чем млекопитающие того же веса, но не подверженные спячке. Это значит, что зимняя спячка у человека могла бы продлить его жизнь по крайней мере до 1400 лет.

В медицине метод понижения температуры у человека применяется уже несколько лет и оказывает ценнейшие услуги при операциях сердца и мозга. Когда температура тела искусственно снижается у пациента до плюс 20 градусов, сердцебиение замедляется, частота дыхания уменьшается до одного раза на несколько минут, все процессы обмена веществ замедляются во много раз. Если же метод гипотермии объединить с искусственным кровообращением при помощи соответствующей аппаратуры, то появляется возможность в течение около 45 минут оперировать отключенное от системы кровообращения сердце больного. Столь длительный срок вполне достаточен для проведения самой сложной операции на сердце.

В настоящее время широко применяют так называемую неглубокую гипотермию, во время которой температура тела снижается до 30–31 градуса, но в некоторых медицинских учреждениях применяют и более глубокую гипотермию, при которой доводят температуру тела больного до 24 градусов.

До какого предела можно снижать температуру тела у человека, не рискуя вызвать его смерть? Эксперименты, поставленные на животных и частично подтвержденные опытами с людьми, свидетельствуют о том, что снижение температуры ниже плюс 20 градусов всегда рискованно из-за весьма частых случаев смертельного исхода. Иногда, в индивидуальном порядке, удавалось снижать температуру у человека до плюс десяти или даже пяти градусов.

Проблема гипотермии, в особенности очень глубокой, все еще изобилует многими загадками. Над их решением работают многочисленные кадры ученых. Они достигли уже некоторых успехов, но о практическом применении их достижений говорить пока не приходится. Некоторые специалисты считают, что ученым-биохимикам удастся в ближайшее время раскрыть существо явлений, происходящих в организме человека в состоянии гипотермии и разработать правильный метод безопасного снижения температуры человеческого тела. Быть может удастся даже найти вещества, введение которых в организм внутривенно или через рот, будет приводить человека по желанию в состояние анабиоза, или выводить из него.

ЗАМОРАЖИВАНИЕ

Как известно, по мере снижения температуры замедляется процесс обмена веществ в организме. При нулевой температуре невозможно обнаружить проявления жизнедеятельности организма — дыхание прекращается, сердце перестает биться, кровь застывает, желудок перестает переваривать пищу, прекращаются все другие жизненные функции. Одним словом отсутствуют симптомы, определяющие на языке медицины клинические проявления жизни, однако утверждать, что наступила смерть — нельзя.

Обмен веществ в таком охлажденном организме, хотя и незаметен, но продолжается, и убедиться в этом можно при помощи точного лабораторного анализа. Поскольку речь идет о межпланетных путешествиях длительностью многих земных лет, лучше всего было бы прекратить и эти незначительные проявления жизни, но в таком случае надо было бы космонавта заморозить. После многих лет пребывания в состоянии мнимой смерти его можно разбудить, и он почувствует себя так же хорошо, как и до замораживания.

Не есть ли это пустая фантазия?

До сих пор, правда, не удавалось замораживать животных на период больше одного часа, но в природе известны примеры необыкновенной стойкости низших организмов, например, одного вида червей, которые переносят длительное замораживание при температуре минус 80 и даже минус 100 градусов.

Несколько лет тому назад представители научного мира были поражены результатами экспериментов, проделанных двумя английскими учеными из Лондонского университета. Доктор А. Смит понизил температуру тела морской свинки до минус 6 градусов, (по показаниям термометра, помещенного во внутренностях животного), продержал животное при этой температуре целый час, после чего возвратил морскую свинку к жизни. Животное оказалось вполне здоровым и вело себя совершенно нормально. Но к сожалению, это удалось проделать только один раз. Во всех остальных случаях животные не выдерживали операции с замораживанием и либо совсем не пробуждались, либо погибали вскоре после пробуждения. Лучшие результаты получены с замораживанием отдельных тканей и даже органов. Удалось, например, заморозить кусок кожи собаки при температуре минус 45 градусов и сохранить ее в течение 4 лет в неизмененном состоянии. Роговица глаз кролика после 22 недель хранения при подобной температуре была пересажена другому кролику и прекрасно прижилась.

Уже организованы так называемые банки тканей, в которых хирурги могут подобрать себе нужный кусок человеческой кожи, кости, кровеносных сосудов, кровь, роговицу глаз и прочие препараты для пересадки их в организм больного. Эти препараты, как правило, хранятся при температуре от минус 10 до минус 40 градусов долгие месяцы и даже годы.

Проблема замораживания отдельных органов человеческого тела оказалась значительно труднее, но и здесь отмечается непрерывный прогресс.

Замораживание повсеместно применяется как средство консервирования крови. Кровь хранят длительное время при температуре минус 10–20 градусов, а в последнее время начали применять еще более низкие температуры. В одном из американских институтов уже в течение 4 лет кровь хранится при температуре от минус 80 до минус 120 градусов. Ученые периодически производят анализ образцов замороженной крови. Получены столь обнадеживающие результаты, что метод глубокого замораживания крови может применяться везде, где необходимо длительное хранение крови. Выгоды и удобства, которые сулит этот метод, столь велики, что вопрос применения низких температур в медицине и биологии стоит теперь в центре внимания многих ученых во всем мире.

Прогресс в этой области во многом зависит от уяснения процессов, которые происходят в замораживаемой живой ткани. Установлено, например, что неудача прежних попыток замораживания происходила из-за слишком медленных темпов замораживания. Кроме того, сильно мешало разрушительное действие замораживания на жидкостное содержимое организма, в частности на жидкость, находящуюся в тканях. Как установлено, это разрушительное действие зависит от степени влажности организма и от увеличения объема кристаллов льда.

В результате последних исследований удалось установить, что разрушительное действие кристаллов льда можно приостановить или его не вызвать. Чем медленнее охлаждается организм, тем кристаллы больше и тем сильнее их разрушительное действие. Если же охлаждать организм быстро и резко, кристаллы льда вовсе не возникают.

Однако, одного лишь быстрого замораживания недостаточно, необходимо осуществить подготовку тканей путем введения в них определенных веществ (например глюкозы).

Современное состояние научных знаний еще не позволяет осуществлять безопасное замораживание человека. Однако имеются данные, которые позволяют питать надежду, что это будет сделано в ближайшем будущем.

В доказательство можно привести здесь слова выдающегося итальянского хирурга, профессора А. Долиотти, известного своими трудами по хирургии сердца и специалиста по глубокой гипотермии:

«Настанет день, когда установка для глубокой гипотермии войдет в состав нормального оборудования любой станции скорой помощи. Врачи будут замораживать тяжело раненых, чтобы облегчить хирургические операции и обеспечить быстрое выздоровление. Что касается межпланетных путешествий, то, по-видимому, идеи авторов фантастических романов о замораживании космонавтов отнюдь не так уж далеки от осуществления, и в будущем метод замораживания найдет самое широкое применение в этой области».

КОСМИЧЕСКИЕ ПРИКЛЮЧЕНИЯ, КОТОРЫХ… НЕ БЫЛО

Управление космических сообщений поместило однажды в печати, объявило по радио и телевидению сообщение о приеме на работу лиц, желающих принять участие в межпланетных путешествиях. Одним из первых на приемный пункт явился молодой инженер-электроник Кшиштоф Барвич.

Его направили в институт, где ему предложили надеть белый халат и пройти в кабинет, который получил среди космонавтов шуточное название «кабинет промывания мозгов». Здесь его принял пожилой человек с седой, как лунь, головой, с проницательным взглядом внимательных глаз, одетый в белый халат. Единственное окно было плотно закрыто, и кабинет освещался электрическим светом. Обстановка кабинета поражала своей простотой: несколько стульев, диван и большой магнитофон.

Кшиштофу предложили прилечь на диван, хозяин кабинета занял место рядом, мягко охватил пальцами запястье руки Кшиштофа и стал внимательно смотреть ему в глаза. Сначала Кшиштоф пытался мобилизовать все свои психические силы, чтобы противостоять гипнотизирующей силе взгляда врача, но затем, вспомнив, что испытание так или иначе надо пройти, он сдался. Кшиштоф почувствовал, что его сильно клонит ко сну, тело тяжелеет, мысли путаются и затуманиваются. Действительность стала перемешиваться с неопределенными картинами, которые быстро проносились в сознании и закрыли собой фигуру наклонившегося к нему гипнотизера.

Пожилой врач-гипнотизер нажал кнопку магнитофона. Диски его стали медленно вращаться с легким потрескиванием.

— Ты находишься в кабине космического корабля, — услышал Кшиштоф. — На борту корабля кроме тебя находятся еще три человека. Вы летите на Марс. За вами осталась уже значительная часть пути, миллионы километров, вы летите уже полгода. Внезапно вы почувствовали, что температура воздуха внутри кабины резко повысилась. Термометр показывает 40 градусов, и температура продолжает расти. Очевидно отказала отопительно-охладительная система корабля. Один из вас уже занялся ремонтом установки, но повреждение серьезно, и быстро устранить его невозможно. Тем временем жара стала невыносимой, на лице у тебя появился пот, ты рас стегнул скафандр, но это ничего не помогает…

На лице погруженного в сон Кшиштофа появляется страдальческое выражение. Его лицо покрыто потом, он делает движения, как будто хочет освободиться от несуществующего скафандра, он неспокойно ворочается на диване, с трудом хватая воздух полуоткрытым ртом.

— Ты слышишь голос командира. Он приказывает тебе немедленно прийти на помощь товарищу, ремонтирующему установку. Тебе и ему угрожает серьезная опасность. Если повреждение не будет немедленно устранено, то… Но твое тело парализовано жарой, ты испытываешь панический страх. Ты думаешь, что пришел твой конец. Ты не увидишь больше Земли, не увидишь мать, превратишься в ничто.

— Нет, — голос гипнотизера окреп, — тебе нельзя умереть, нельзя отказаться от борьбы, ты обязан преодолеть немощность тела и немедленно помочь товарищу. Повреждение должно быть устранено! Немедленно!

Последние слова перешли в крик. Они словно подстегнули Кшиштофа.

Он собрал все силы и, преодолевая страшную усталость, встал с дивана и поплелся, шатаясь, в угол. Таким образом, он оказался способным сделать колоссальное психическое усилие над собой, преодолеть инерцию, страх и начать работу.

Кшиштоф выдержал первое трудное испытание.

— Конец, это был всего лишь сон! — жестко сказал гипнотизер. — Ты находишься в Космическом институте, проснись и возвращайся на диван.

Так закончилось испытание номер один.

После этого Кшиштоф три часа безмятежно спал в комфортабельно обстав ленной комнате, а когда проснулся, не мог, несмотря на все старания, вспомнить, что с ним происходило в кабинете гипнотизера. В памяти зиял провал. Часы испытания полностью и бесследно исчезли из его памяти. Кшиштоф чувство вал только необыкновенную усталость.

Проведенные испытания, записанные на кинопленку, дали обильный материал.

Во время десяти последующих испытаний Кшиштофу пришлось пережить в кабинете гипнотизера минуты ужаса, паники, сомнений, скуки, физической боли, тоски, отчаяния. Ему приходилось злиться на самого себя, на товарищей, его терзала зависть, ложная амбиция, эгоизм, желание навязать свою волю другим, к нему приходила жажда славы, поклонений за всякую цену. Его космический корабль то и дело попадал в различные аварии: портилась внутренняя аппаратура, пропадали продукты питания, не хватало воды и воздуха, отказывало навигационное оборудование, прекращалась связь с Землей по радио и телевидению. Космический корабль попадал в рой метеоритов и дрожал от их ударов.

Однажды, один из крупных метеоритов пробил стенку корабля, влетел во внутренние помещения, разрушил радарную установку, а через отверстие в стене размером с крупную монету стал с шипением выходить воздух. Достаточно было нескольких секунд промедления, и из кабины воздух исчезнет полностью, а давление упадет до нуля. Правда, у космонавтов были скафандры, но как раз у Кшиштофа скафандр был поврежден осколком метеорита. Весь экипаж корабля обречен на гибель!

Гипнотизер был жесток. Он создавал в сознании Кшиштофа ситуации одну грознее другой. Кшиштофу приходилось многократно выбирать между инстинктом самосохранения и чувством общности с товарищами, между паническим страхом и голосом рассудка, между ленью и чувством долга, между эмоцией и хладнокровным расчетом. Гипнотизер старался добраться до самого дна психических сил молодого человека, чтобы определить его силу воли, способности и моральные качества.

Самым трудным и тяжелым было испытание одиночеством. Событие, которое Кшиштофу пришлось пережить в гипнотическом сне, заключалось в следующем: космический корабль, на борту которого находился Кшиштоф со своими друзьями, потерпел аварию от столкновения с крупным метеоритом. Кому-то из экипажа надо было выйти наружу, тщательно обследовать обшивку корабля и в случае надобности произвести необходимый ремонт. Командир поручил это Кшиштофу. Надев пояс с реактивными двигателями, Кшиштоф вышел из кабины в открытый космос и начал осмотр обшивки корабля. Он обнаружил небольшие вмятины и повреждения и решил вернуться в кабину, чтобы взять необходимый инструмент для ремонта. В этот момент произошла катастрофа. Какая-то сила отбросила Кшиштофа от корабля, и он, кувыркаясь, отлетел несколько метров в сторону. То, что он увидел спустя мгновение, потрясло его до глубины души. Корабль перестал существовать, вместо него в космосе неслись отдельные обломки. Взрыв, или удар крупного метеорита полностью уничтожил корабль.

Уцелел один Кшиштоф, но как раз это и было самым ужасным. Он стал одиноким, совершенно одиноким, приговоренный к медленной смерти, и без всякой надежды на помощь со стороны. Проходили часы, долгие как века. Кшиштоф начал поддаваться отчаянию, им овладевал панический страх.

Но он призвал на помощь всю силу воли, приказал самому себе успокоиться и стал искать пути к спасению. Именно это усилие воли и стало доказательством успеха испытания. Через несколько минут гипнотизер вы вел его сознание из космического бытия и вернул в земную Действительность.

Тем самым первый цикл испытаний оказался успешно законченным. Кшиштоф отдохнул, ему разрешили пойти домой, а в Институте началась тщательная обработка результатов его экзамена. Во многих лабораториях прослушивали магнитофонные записи, просматривали заснятые фильмы, подводили итоги испытаний и давали заключения. *

Обработка результатов была закончена в два дня. Установлено, что Кшиштоф с честью выдержал трудный экзамен. Правда, некоторые моменты вышли не очень хорошо, но общий результат оказался вполне приличным.

Испытания, тяжелые для Кшиштофа и для тех, кто их проводил, были дорогостоящими и длительными. В испытаниях участвовали многие выдающиеся ученые. Нужны ли такие испытания вообще? Не преувеличивали ли ученые мужи опасности космических полетов? Не достаточно ли тех испытаний, которые повсеместно применяют в авиации?

Нет, не достаточно.

Прежде, чем послать человека в длительный межпланетный полет, надо хорошо изучить его психические способности. Физиологические исследования, даже самые тщательные, дают только ответ на вопрос, как работают органы будущего космонавта: сердце, мозг и другие. На основе только лишь физиологических исследований невозможно определить, как поведет себя человек в раз личных трудных условиях, в неожиданной ситуации, в случае необходимости принять немедленное решение, перед лицом грозной опасности.

На борту космического корабля нет места людям со слабой волей, халатно относящихся к своим обязанностям, лишенным чувства солидарности и товарищества, трусам и эгоистам. Благодаря гипнозу можно без труда создать мнимую действительность, можно следить за поведением человека в такой «действительности», за его психологическими и физиологическими реакциями.

Но это еще не все. Есть в космонавтике область, в которой гипноз может принести существенную пользу. Во время длительного космического путешествия, перед лицом многочисленных опасностей и при монотонной жизни на борту космического корабля, психические силы человека подвергаются суровому испытанию: человек может иногда не выдержать приступов страха, или сознания одиночества.

Появление такого состояния духа может быть предотвращено, если не полностью, то хотя бы частично. С этой целью экипаж корабля перед полетом на другую планету должен пройти специальную подготовку с применением гипноза. Еще на Земле, в гипнотическом сне, каждому из космонавтов будет внушено, что он могуществен, не знает страха, что нет ничего в мире, что бы было способно нарушить его душевное равновесие. Такой гипнотический сеанс будет подобен инъекции вакцины против психического расстройства.

Возможно ли это?

Медицина уже располагает доказательствами возможности такой психической подготовки. Оказалось, что пациенты, оперируемые в гипнотическом сне, легче и менее болезненно переносят послеоперационный период, требуют меньше болеутоляющих средств, чем больные, перенесшие операцию под обыкновенным наркозом. Происходит так потому, что им была внушена мысль о безболезненности предстоящей операции.

Подобно тому, как пациенту можно внушить мысль о безболезненности операции, космонавту можно внушить понятие о скоротечности времени. Дело в том, что время в космонавтике может стать союзником человека и может быть его злейшим врагом, может тянуться очень медленно, вызывая психические и физические страдания, способствовать проявлению нетерпимости и озлобления.

Гипнотизер в силах повернуть мысли космонавта в обратную сторону, и время из врага станет союзником. Космонавту можно внушить, что время течет молниеносно, что его жизнь наполнена интересными переживаниями.

С помощью гипноза у космонавтов можно сохранить оперативность действий при минимальном расходовании энергии. Многочисленные эксперименты подтверждают, что при помощи гипноза можно уменьшить частоту биения сердца, дыхания и тем самым снизить скорость протекания процесса обмена веществ.

Вместо гипноза можно применять снотворные средства. Однако, космонавты не должны ими пользоваться, так как во время космического полета могут в любой момент произойти события, которые потребуют немедленной мобилизации всех физических и психических сил членов экипажа космического корабля. А ведь известно, что торможение, вызванное снотворными средствами, проходит весьма медленно, и к человеку не сразу возвращается трудоспособность.

А из гипнотического сна человека можно вывести в одно мгновение, и он, проснувшись, сразу же может начать работу. Кроме того, гипноз выгоден еще и потому, что в гипнотическом состоянии человек легче переносит вынужденное бездействие. Правда, в кабине корабля предусмотрены все удобства: космонавт сидит, или вернее полулежит в мягком кресле-диване. Но ведь никто не в состоянии длительное время находиться в одном и том же положении, даже если он покоится на пуховом ложе. Конечно, можно заниматься гимнастикой, однако гимнастика сама по себе не решает вопроса.

Из опыта медицины известно, что пациенты, перенесшие операцию верхних конечностей, могут длительное время выдержать неудобное положение рук, если пациенты подвергнуты гипнозу. В медицинской литературе есть описания случаев, когда под влиянием гипноза пациенты держали руки в вытянутом положении 10 и даже 12 недель, не жалуясь на какие-либо неудобства.

Из сказанного можно сделать вывод, что гипноз — это превосходный и не заменимый способ, позволяющий решить многие проблемы подготовки космонавтов к космическим путешествиям. К сожалению, это далеко не так.

В медицине гипноз применяют уже свыше 200 лет. В гипнотическом состоянии можно осуществлять безболезненные операции; возможны безболезненные роды у женщин; с помощью гипноза можно отучить человека от курения, избавить его от других вредных привычек; гипноз помогает излечить ожирение, многие другие физические и психические болезни. Относительно существа гипноза и гипнотического состояния мнения ученых расходятся. Научные исследования гипноза ведутся во многих странах, в частности в Советском Союзе, Соединенных Штатах Америки и во Франции. В кругах специалистов считают, что возникла уже новая отрасль психиатрии — «гипнология».

Но этого мало. Отдельные успехи не могут служить основанием для широкого и повсеместного внедрения гипноза в практику космических полетов.

По-видимому правы противники гипноза, которые утверждают, что применять гипноз по отношению к человеку следует весьма осторожно, что он не безразличен для психики человека. Медицинская практика свидетельствует, что гипноз, подобно некоторым лекарствам, вызывает неожиданные последствия (психические и физиологические расстройства в организме человека). Поэтому надо считать, что возможная область применения гипноза в космонавтике будет установлена только после многих лет изучения тайн человеческой психики и после многих опытов и экспериментов. Однако, уже теперь можно считать, что гипноз окажется незаменимым средством в одной, по край ней мере, области, то есть в психологическом обследовании кандидатов в космонавты, наподобие тех испытаний, о которых мы попытались рассказать выше.

КИБОРГ — ИЛИ КИБЕРНЕТИЧЕСКИЙ ОРГАНИЗМ

Что за странные фигуры снуют там, между скал лунного пейзажа? На первый взгляд они очень похожи на людей, но у них нет космических скафандров, совершенно необходимых здесь, на Сребролицей Селене. Они едва прикрыты какой-то блестящей тканью, плотно прилегающей к телу, и похожи скорее на танцовщиков или цирковых артистов; у них за плечами нет кислородных аппаратов, виднеются только какие-то небольшие коробочки.

Двигаются они странно; движения медленные, пульсирующие и вместе с тем плавные, будто сонные, но все же видно, что они работают разумно — все их действия вполне целесообразны. Сейчас они монтируют небольшое сооружение из сборных элементов, возводят куполообразную конструкцию, подсоединяют проводку, крепят отдельные детали.

Как же они могут находиться здесь без скафандров? Чем они защищены от вакуума, отсутствия кислорода, и как могут выдержать мороз в 150 градусов ниже нуля?

А может быть это не земляне?

Приглядевшись внимательнее, мы все же приходим к выводу, что это люди с Земли, но как бы улучшенные и дополненные, приспособленные к условиям, господствующим на Луне. Это — киборги.

Название «киборг» происходит от первых слогов выражения Кибернетический Организм. Это значит, что киборг представляет собой соединение нормального человеческого организма с кибернетическими приборами.

Киборг не дышит, ему совсем не нужен кислородный аппарат. Киборг не ест и не пьет — ему не нужен желудок и все органы пищеварения.

Каким же образом действует его «усовершенствованный» организм? Напомним сначала принцип работы нормального человеческого организма. При дыхании организм получает кислород и выдыхает углекислый газ. Кислород из легочных пузырьков поступает в кровь, а углекислота выделяется из крови в легкие. У киборга дело обстоит иначе: газообмен происходит без посредства легких, потому что артериальная кровь поступает в небольшой аппарат, в ко тором углекислота разлагается на углерод и кислород. Углерод по мере накопления удаляется в специальный сборник отходов, а кислород снова поступает в кровь. Таким образом, возникает замкнутая система кровообращения, требующая только время от времени добавления небольшого количества кислорода, чтобы возместить неизбежные потери.

Иначе, чем у нормальных людей, происходит и питание организма. У киборгов на спине помещены небольшие резервуарчики, содержащие специально препарированные питательные вещества. Эти последние периодически поступают в кровь, и, таким образом, организм киборга получает питание для поддержания жизни.

В нормальном человеческом организме непрерывно происходит обмен веществ. Питательные вещества расходуются на построение новых клеток и на выработку необходимой энергии, а продукты обмена веществ отбрасываются как ненужные отходы. Обмен веществ у киборгов видоизменен. У них отключены органы пищеварения, включая печень и поджелудочную железу, поэтому нет проблемы удаления отходов питания кроме продуктов, вырабатываемых почками. Но у киборгов моча не удаляется наружу, а собирается в небольшом, находящемся на спине, резервуаре, в котором происходит химическая реакция распада мочи на чистую воду и небольшое количество твердых веществ. Вода поступает обратно в кровь, а твердые частицы распадаются на составляющие их элементы, то есть углекислоту и аммиак. Из углекислоты известным уже нам способом получается кислород и углерод, аммиак же собирается и периодически удаляется из резервуара и используется для приготовления питательных веществ.

Таким образом, кибернетический организм действует по принципу замкнутой циркуляции веществ. Но это еще не все. Ведь тело киборга должно быть приспособлено к условиям, господствующим на Луне: огромному интервалу температур, отсутствию кислорода, наличию радиации и вакуума.

Известно, что чувствительность организма к трудным условиям внешней среды тем меньше, чем медленнее происходит в нем процесс обмена веществ. Температура у киборгов снижена весьма значительно, но не одинаково во всех органах. Важнейший орган — центральная нервная система — мозг должен работать с полной отдачей, поэтому температура его должна быть нормаль ной, как у всех людей, а температура других органов тела может быть значительно ниже. На первый взгляд, такое стабильное разделение температуры различных органов невозможно, однако при помощи инъекции в кровь специальных энзимов, или как их иногда называют — ферментов, сделать это можно. Организм киборга должен обладать большой стойкостью к неблагоприятным условиям внешней среды, поэтому его необходимо снабжать непрерывно или периодически специальными защитными веществами, автоматически поступающими в кровь. С этой целью все киборги снабжены миниатюрными электронными устройствами, которые по мере надобности пускают в ход специальные инъекторы, подающие в кровь нужные вещества. Под влиянием этих веществ снижается температура отдельных частей тела, замедляется процесс обмена веществ, тормозится работа сердца, нейтрализуются вредные воз действия космической радиации. Резервуарчики с ферментами прикреплены у киборга к телу снаружи, а некоторые из них вживлены внутрь отдельных органов.

Само собой разумеется, что киборг — плод нашей фантазии, но в основе идеи киборга лежит научное предвидение. Сама идея создания кибернетического организма возникла в умах двух американских ученых: психиатра док тора Натана Клайна и специалиста по электромедицине, физика, доктора Манфреда Клинза. Они считают, что быстрый научный прогресс даст в руки человечества необыкновенные возможности. Идея этих ученых вызвала оживленную дискуссию на нескольких научных конференциях; одни ее хвалили и признавали возможность осуществления, другие возражали, считая эту идею совершенно фантастической. Но оба ученые — известные специалисты — продолжают исследования и не намерены отказаться от своего замысла.

В связи с этим полезно ознакомиться с высказыванием выдающегося советского биолога профессора В. Парина, который выступил со статьей на интересующую нас тему на страницах журнала «Наука и жизнь».

Профессор Парин считает, что некоторые аспекты идеи создания киборга имеют под собой твердую почву. Ведь уже существуют миниатюрные электронные аппараты, которые вживляются под кожу человека с целью стимулирования работы сердца. Существует аппарат, заменяющий в организме человека легкие и сердце, который применяют во время сложных хирургических операций, отключая природные органы на время операции. Существует также аппарат, с успехом заменяющий человеческую почку.

Правда, эти аппараты применяют только во время болезни, когда необходимо отключение больных органов на некоторое время. Вместе с тем профессор Парин считает, что существуют более реальные и легкие способы подготовки человеческого организма к пребыванию в трудных условиях. К таким способам принадлежит в частности длительная тренировка организма.

Повсеместно известно, что благодаря упорной тренировке многие спортсмены добиваются высоких результатов, намного превышающих возможности среднего человека, и неоднократно ставят рекорды, которые еще несколько лет тому назад считались совершенно недостижимыми. Это означает, что можно путем длительной тренировки добиться такого увеличения стой-кости организма к воздействию внешней среды, которая (стойкость) позволит человеку длительное время находиться в условиях космоса без вреда для себя. Существуют, кроме того, силы естественной приспособляемости человеческого организма к трудным условиям существования. Например, в Арктике люди часто работают при температуре минус 50 градусов и чувствуют себя сравнительно хорошо именно благодаря естественной приспособляемости. В заключение профессор Парин приходит к выводу, что вместо создания фантастических киборгов разумнее искать решение проблемы в усовершенствовании техники, облегчающей человеку существование в условиях космоса, а не идти на риск, связанный с «усовершенствованием» организма и нарушением его нормальной жизнедеятельности.

ЖИЗНЬ НА ДРУГИХ ПЛАНЕТАХ

Есть ли жизнь на других планетах, или разумные существа обитают только на Земле? Ныне, накануне полетов человека в Далекий космос, вопрос этот интересует всех обитателей нашей планеты.

Мы не в состоянии широко осветить эту проблему и ограничимся только основными данными.

Попытаемся сначала представить себе размеры Вселенной.

Мы знаем, что космос состоит из неисчислимого количества звездных систем, собранных в отдельные Галактики. Наша солнечная система, а с ней и Земля входит в состав одной из таких Галактик. Только лишь в одной нашей Галактике находится около ста миллиардов звездных систем, подобных на шей солнечной системе, а дальше, в других Галактиках, собраны миллионы, миллиарды, триллионы различных небесных тел.

Можно ли считать, что жизнь существует только на нашей скромной планете? Разумнее, пожалуй, судить, что органическая жизнь существует на миллионах других планет. К сожалению, до сих пор это только предположение, и если ученые и располагают кое-какими данными, то весьма недостаточными.

Расстояние от Земли до других планет столь велико, что непосредственное наблюдение, даже при помощи мощнейших телескопов, не может дать ответ на вопрос, есть ли жизнь на других планетах.

Каково же расстояние от нас до ближайших планет, звезд и Галактик?

Чтобы наглядно представить себе это, вообразим, что Земной шар, диаметр которого равен 12 740 километров, в принятом нами масштабе получил размер едва заметной точки, не большей, чем след от укола шпильки. Это значит, что масштаб нашего чертежа составит примерно 1.25 000 000 000 (то есть одному сантиметру на чертеже будет соответствовать расстояние в 250 тысяч километров). В этом масштабе расстояние от Земли до Луны составит 16 миллиметров, до Солнца — 6 метров, до ближайшей к нашей солнечной системе звезды — 1600 километров. Диаметр нашей Галактики в принятом нами масштабе составил бы 40 000 000 километров, а расстояние до Большой Галактики Андромеды — 750 миллионов километров. Следует учесть, что Андромеда — это ближайшая к нам Галактика, а ведь существуют еще миллиарды других, значительно более отдаленных.

Интересующую нас тему затронул в своих трудах советский биолог профессор А. Опарин, создатель гипотезы о возникновении жизни на Земле. Этот ученый считает, что было три фазы развития, которые привели к нынешнему состоянию органической жизни на Земле. Первоначально возникли простейшие органические вещества: соединения углерода и водорода, углерода и азота, а также простейшие производные этих соединений. В процессе дальнейшего раз вития указанные соединения постепенно усложнялись, частицы их объединялись в крупные молекулы. Этот процесс происходил в водах первозданных морей и океанов. Постепенно эти воды превращались в раствор весьма сложных органических веществ, подобных тем, которые встречаются в живых организмах. В то время не существовали высокоорганизованные формы жизни, не было ничего, кроме «органического бульона». И только в третьей фазе эволюции возникли первые, примитивные, живые существа. Их эволюция, взаимодействие с окружающей средой и естественный отбор привели к возникновению первичных организмов, из которых в течение миллионов последующих лет образовалось все разнообразие живых существ, бытующих на нашей планете, включая человека.

Сколько же времени продолжался этот сложный процесс?

Возраст Земли составляет примерно 5 миллиардов лет, но жизнь на Земле возникла гораздо позже, около 2,5 миллиардов лет тому назад. В течение первых 2 миллиардов лет возникла атмосфера и вода; происходили все более сложные химические реакции, создавалась условия, в которых могла зародиться и развиваться жизнь. Но Земля — не самая старая планета в нашей Галактике. Есть планеты, возраст которых составляет 9, 10 и даже 15 миллиардов лет. Таким об разом, если принять за основу пример Земли, которой потребовалось 2,5 миллиардов лет, чтобы могли возникнуть мыслящие существа, то можно предположить существование на старших планетах нашей Галактики значительно более развитых, чем мы, существ. Возможно даже, что они настолько превышают нас в своем развитии, насколько мы сами превышаем примитивных рыб или земноводных, живших на Земле много миллионов лет тому назад.

Косвенным доказательством существования жизни на других планетах могут служить данные, собранные астрономами с помощью чувствительнейших приборов. Стало известно, например, что углеродные соединения, ставшие основой первой фазы эволюции жизни на Земле, отнюдь нередки в космическом пространстве. Соединения углерода с водородом или азотом находятся почти на всех небесных телах — они обнаружены в их спектре, встречаются в космической пыли, входят в состав метеоритов, отмечены в спектре комет.

Необходимо сказать, что при оценке возможности жизни на других планетах часто делают одну крупную ошибку. Заключается она в том, что условия, господствующие на той или иной планете, сравнивают с земными, и если они чем-то отличаются, делают вывод, что жизнь на такой планете невозможна, как будто бы органическая жизнь может существовать и развиваться только в условиях, похожих на земные, то есть при температуре выше нуля, в присутствии кислорода, воды, определенного давления и тому подобное.

Но ведь живые организмы отличаются огромной степенью приспособляемости к условиям среды, и совсем не исключено наличие жизни при отсутствии атмосферы, кислорода и воды.

Исследование «даров космоса», то есть метеоритов, упавших на Землю, проливает некоторый свет на вопрос о существовании органической жизни в космосе. В последние годы в журналах и газетах много писали о сделанном якобы открытии одноклеточных организмов на метеоритах, хотя появлялись и сом нения на этот счет. Американские ученые вызвали в 1961 году немалую сенсацию, опубликовав результаты своих исследований метеорита Орквейл, упавшего во Франции в 1894 году. Метеорит принадлежит к весьма распространенному типу так называемых «карбонатных хондритов». Этого рода хондриты считаются старейшими из известных нам минералов и, как предполагают ученые, они и суть первичным материалом, из которого образовалось Солнце. При помощи изотопов установлено, что на протяжении 5 миллиардов лет хондриты не подвергались сколько-нибудь заметным химическим изменениям.

Американские ученые, рассматривая плитки хондритов под микроскопом, обнаружили странные «частицы», отличные от всех известных нам минеральных образований, но зато чрезвычайно похожие на современные морские водоросли. Рисунки и фотографии этих «частиц», получивших название «организированных элементов», обошли страницы большинства научных журналов. Исследованиями карбонатных хондритов занимались многие ученые, и литера тура об этих гостях из космоса насчитывает много томов. Эти исследования позволили обнаружить не меньше двадцати различных видов «организированных элементов» внеземного происхождения.

Однако, до сих пор не удалось обнаружить на метеоритах ни одного «элемента», который бы отличался известными нам всем особенностями, присущими живому существу, то есть способностью двигаться и размножаться. Все же, несмотря на это, большинство ученых предполагает, что «организированные элементы» представляют собой действительно окаменелости живых организмов, возникших вне Земли.

БЛИЖАЙШИЕ ЦЕЛИ КОСМИЧЕСКИХ ПУТЕШЕСТВИЙ

Говорить о путешествиях на планеты других звездных систем пока не приходится из-за полной нереальности таких путешествий при нынешнем состоянии техники. Но путешествия на планеты нашей солнечной системы вполне вероятны уже теперь, что позволяет надеяться на близкое их осуществление.

Солнечная система насчитывает девять планет, а именно (начиная от ближайшей к Солнцу планеты): Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Кроме этих планет вокруг Солнца вращается еще множество малых небесных тел. Это так называемые планетоиды, или астероиды — малые планеты, крупнейшая из которых, Церера, имеет в диаметре всего лишь 770 километров; другие планетоиды — и того меньше: Паллада — 490 километров, Веста — 390 километров, Юнона — 200 километров. Кроме того, есть около 2000 еще меньших по размерам. Но это конечно не все планетоиды. По мере совершенствования телескопов и других средств наблюдения астрономы непрерывно открывают новые небесные тела. Большинство планетоид обращается по своим орбитам, расположенным между орбитами Марса и Юпитера, но есть и такие, орбита которых больше орбиты Юпитера.

У некоторых планет есть свои спутники, наподобие спутника Земли — Луны. При планировании межпланетных путешествий их тоже следует принимать во внимание. Наш спутник, Луна, будет, пожалуй, целью экспедиции № 1, которая по всей вероятности будет организована в течение ближайшего десятилетия. Первый и самый жгучий вопрос, на который должны будут ответить межпланетные путешественники, относится к возможности встречи с живыми существами, обитателями других миров. Есть ли они на ближайших к нам планетах? Существуют ли там условия, благоприятные для возникновения и развития жизни? Похожи ли формы живой природы на других планетах на земные, или они в корне отличны от них? Встретим ли мы там разумные существа, возможно умнее и развитее нас?

Попытаемся дать предварительные соображения о том, какие ответы привезут нам будущие путешественники на другие миры.

ЛУНА

Если бы человек наблюдал Землю с поверхности Марса, то ему показалось бы, что планета, на которой мы живем — двойная. Он увидел бы (в телескоп) рядом с диском Земли второй, несколько меньший диск — спутника Земли.

Среднее расстояние Луны от Земли составляет 381 000 километров (минимум 356 000, максимум — 406 000 километров), то есть по космическим масштабам совсем близко, что называется «рукой подать». Диаметр Луны в четыре раза меньше диаметра Земли и составляет 3476 километров, а масса — в 81 раз меньше. Средняя плотность лунного вещества меньше земного и составляет 3,34 г/см3, против плотности Земли — 5,52 г/см3. Будучи значительно меньше Земли, Луна обладает меньшей силой притяжения. Поэтому все предметы и существа, попавшие туда с Земли, будут весить в 6 раз меньше, чем на Земле. Космонавт, одетый в тяжелый скафандр, будет весить на Луне не больше 20 килограммов.

Что же увидит космонавт на Луне?

Из наблюдений и фотографий, полученных при помощи советских и американских автоматических станций, мягко опустившихся на поверхность Луны(!), мы знаем, что лунный пейзаж значительно отличается от земного, но не столь странный, как это многие себе представляют. На Луне есть широкие равнины, называемые иногда «морями», есть горные цепи, отдельные вершины которых возвышаются на 10 и больше тысяч метров над окружающей поверхностью. Однако горы не отличаются резким рельефом, не напоминают острыми гранями даже Карпатских гор, сравнить их можно, пожалуй, с Уральскими. На равнине там и сям виднеются кратеры — наиболее характерная особенность лунного рельефа. Среди кратеров есть очень большие — диаметр их доходит до не скольких сот километров, есть кратеры средней величины и малые, вплоть до самых маленьких, диаметр которых не превышает нескольких сантиметров, По-видимому, лунный пейзаж напоминает поле боя, усеянное воронками от снарядов и бомб.

Поверхность Луны, по всей вероятности, значительно тверже, чем это предполагалось раньше, а плотность верхних слоев лунного вещества не меньше плотности земного грунта, или снега в горных местностях (так называемого фирна), поэтому космонавты будут без особых трудностей передвигаться по поверхности нашего спутника пешком или на вездеходах. Правда, кроме кратеров и горных цепей, на Луне есть много трещин, которые могут стать серьезным препятствием для космонавтов. Эти трещины особенно заметны вблизи некоторых больших кратеров. Длина трещин превышает иногда несколько километров, ширина — насчитывает сотни, а глубина — десятки метров. По всей вероятности в этих трещинах будет удобно строить помещения для будущих исследовательских станций и баз на Луне. Вертикальные стены трещин, возможно, испещрены пещерами, которые легко будет использовать под строительство укрытий для технического оборудования станций.

Из-за отсутствия атмосферы люди будут носить на Луне скафандры, или будут скрываться в хорошо изолированных помещениях. Правда, кое-какая атмосфера на Луне есть, но она настолько разрежена, что соответствует земной атмосфере на высоте 75 километров.

Кроме отсутствия атмосферы, человека подстерегают на Луне и другие опасности, главным образом со стороны солнечной радиации, в особенности во время появления на Солнце протуберанцев. Существует и непосредственная опасность со стороны метеоритов, беспрепятственно падающих на поверхность Луны. Метеориты эти бывают разной величины и обладают различной скоростью. Правда, крупные метеоры падают на Луну чрезвычайно редко (один раз в несколько десятков тысяч лет), но малые (величиной с кулак или орех), могут разбиваться о лунную поверхность чуть ли не ежедневно. Если такой метеорит попадает в человека со скоростью, в двадцать раз превышающей скорость ружейной пули, то можно себе представить, что из это го получится.

Климат на Луне необыкновенно суров, что еще больше усугубляет трудности, с которыми встретятся космонавты на поверхности нашего спутника. В течение лунного дня, который длится 14 наших дней, 18 часов и 22 минуты, солнечные лучи нагревают поверхность планеты до температуры плюс 120 градусов, а в течение столь же длинной ночи Луна охлаждается до минус 160 градусов.

Как из этого можно заключить, спутник наш не отличается гостеприимностью, и космонавты встретятся на Луне с большими трудностями и опасностями. Нет сомнения, что прежде, чем люди высадятся на поверхность Луны, то есть «прилунятся», необходимо будет провести многочисленные исследования при помощи автоматических станций с мягкой посадкой. Результаты этих исследований позволят изучить условия, господствующие на Луне, и подготовить высадку людей. Но следует учитывать, что даже самые точные сведения, доставленные с помощью автоматов, не могут заменить непосредственных наблюдений человека. Космонавты будут тщательно подготовлены и защищены от грозящих опасностей, но неожиданности всегда возможны.

Суровые климатические условия, господствующие на Луне, дают право сделать заключение о невозможности существования на поверхности нашего спутника живых существ. Не исключено, однако, что космонавты найдут на Луне примитивные органические вещества и даже существа, обитающие в глубинных слоях лунной почвы или в скрытых под поверхностью Луны пещерах.

МАРС

Несомненно, что после Луны ближайшей целью космических экспедиций станет «Красная планета» — Марс, носящая имя бога войны, которая, впрочем, изучена людьми лучше, чем какая-либо другая планета солнечной системы.

Марс обращается вокруг Солнца значительно длительнее, чем Земля. Марсианский год длится 687 земных суток, и орбита этой планеты значительно отличается от земной. Приблизительно раз в два года Земля догоняет Марс и сближается с ним. В этот момент обе планеты находятся друг от друга на расстоянии всего лишь 78 миллионов километров. Раз в 16 лет это расстояние становится еще меньше, то есть 56 миллионов километров (так называемое великое противостояние); именно в это время астрономы получают возможность наблюдать Марс с самого малого расстояния. Ближайшее противостояние должно иметь место в 1971 году.

Марс намного меньше Земли — его диаметр равен примерно половине земного (6780 километров), ускорение силы тяжести на поверхности Марса почти в три раза меньше, чем на Земле; атмосферное давление в десять раз меньше. Атмосфера на Марсе, хотя и значительно плотнее, чем на Луне, все же не может сравниться с земной. «Воздух» на Марсе состоит из азота, аргона, углекислоты, небольшого количества кислорода и водяного пара.

Марс отстоит от Солнца значительно дальше, чем Земля, и получает меньше солнечного тепла, поэтому и климат на Марсе суровее земного. Среднегодовая температура на поверхности Марса в районе экватора составляет минус 50 градусов, причем колебания температуры, в зависимости от времен года, столь значительны, что температура на экваторе в местах, освещенных солнцем, — может доходить до плюс 30 градусов.

Возможность жизни на Марсе, несмотря на отсутствие благоприятных условий, по-видимому существует. Правда Марс — сухая и пустынная планета с очень суровым климатом, но в теплое время года на Марсе возможны про явления примитивной жизни. Некоторые астрономы утверждают, что на Марсе есть растительность (похожая на растительность земных пустынь), которая покрывает до 25 процентов поверхности Марса. При нынешних средствах наблюдения на Марсе не обнаружены следы каких-либо животных, но это конечно не значит, что там вообще нет проявлений жизни. Есть ли на Марсе разумные существа? Многие годы знаменитые «каналы» занимали умы астрономов, видевших в них доказательство наличия на Марсе разумной цивилизации, но впоследствии оказалось, что «каналы» были только оптической иллюзией.

ВЕНЕРА

Венера — ярчайшая звезда на нашем небе; во всяком случае по яркости света она стоит на третьем месте после Солнца и Луны; плотность вещества, из которого состоит Венера, и размеры этой планеты столь близки к плотности и размерам Земли, что это дает право назвать Венеру родной сестрой нашей планеты. Характерная особенность Венеры — густой облачный покров, сквозь который не видна ее поверхность. По этой причине все наблюдения Венеры с Земли относятся только к верхнему слою ее облаков.

Наличие облаков доказывает существование на Венере плотной атмосферы, а это, в свою очередь, может служить основанием к суждению о наличии жизни на этой планете.

Атмосфера Венеры значительно отличается от нашей. В ней преобладает углекислый газ; кислород и водяной пар в атмосфере Венеры не обнаружены.[3] По мнению астронома Р. Уилдта поверхность планеты раньше была покрыта водой, которая вошла в химическое соединение с углекислотой, образуя формальдегид и свободный кислород, который, в свою очередь, образовал с минералами планеты окиси и полностью исчез из атмосферы. Альдегид с остатками воды и возможно с другими химическими соединениями образовал пластические массы, подобные известным на Земле. По мнению Уилдта эти массы играют на Венере ту же роль, что и вода на Земле: совершают круговращение в атмосфере планеты и образуют моря и океаны на ее поверхности. Возможно, что эти массы служат основой распространения каких-то отличных от земных форм жизни.

Американская космическая станция «Маринер-2» пролетела мимо Венеры в декабре 1962 года на расстоянии всего лишь 35 тысяч километров от поверхности планеты. Приборы этой станции показали в частности, что температура на поверхности планеты составляет 426 градусов, то есть превышает темпера туру плавления свинца; в нижнем слое облаков Венеры господствует темпера тура порядка 92 градусов, а в верхнем — минус 52. Однако, большинство ученых восприняло эти данные с недоверием, ибо в показаниях приборов возможны ошибки из-за их технического несовершенства.

Что же собой представляет поверхность Венеры? Об этом можно только догадываться. Один из ученых так представляет себе пейзаж Венеры:

«Жара и мрак, который время от времени разъясняется мощными разрядами молний и изредка бледными лучами Солнца, пробивающимися сквозь толщу облаков в местах случайного их разрыва; ураганы, вздымающие волны странных морей, быть может активная деятельность вулканов».

О том, какие условия господствуют на Венере, мы узнаем только тогда, когда автоматические станции мягко опустятся на поверхность планеты и пере шлют нам по радиоволнам сигналы с необходимыми данными.

Во всяком случае, в планах завоевания космоса путешествие на Венеру стоит на третьем месте после Луны и Марса.

МЕРКУРИЙ

Меркурий — самая близкая к Солнцу планета и с трудом поддается астрономическим наблюдениям. От Меркурия до Солнца всего лишь 58 миллионов кило метров. Меркурий постоянно обращен одной стороной к Солнцу, и там господствует температура до 410 градусов. На второй, темной стороне, куда не попадают солнечные лучи, господствует немыслимый мороз — температура там, по-видимому, близка к абсолютному нулю (минус 273 градуса по Цель сию).

Таким образом, Меркурий одновременно самая холодная и самая горячая планета из всех планет солнечной системы. Масса Меркурия составляет всего лишь 0,054 массы Земли, а ускорение силы тяжести на поверхности планеты в три раза меньше, чем на Земле. Атмосфера на Меркурии разрежена так, что плотность ее в 300 раз меньше плотности земной атмосферы. Состав атмосферы Меркурия — легкие частицы водорода и тяжелые пары металлов. Диаметр планеты — 5 тысяч километров.

ЮПИТЕР И САТУРН

Крупнейшая планета солнечной системы — Юпитер. Диаметр Юпитера — 140 тысяч километров, то есть в 11 раз больше земного. Масса планеты в 318 раз больше массы Земли. Несмотря на колоссальные размеры, планета вращается вокруг своей оси сравнительно быстро, совершая полный оборот всего за 10 земных часов, причем скорость вращения на экваторе достигает 12 км/сек.

На Юпитере есть атмосфера, в составе которой преобладают соединения водорода, аммиака, метана и свободный водород. Скорость вращения планеты вызывает мощные вихри в ее атмосфере. Температура на поверхности планеты составляет минус 140 градусов.

У Юпитера, не в пример другим планетам, больше всего спутников, а имен но — 12. Диаметр их не превышает нескольких десятков километров. О строении спутников Юпитера пока ничего неизвестно.

Что касается жизни на Юпитере, то вероятность ее столь мала, что, пожалуй, серьезных на это надежд питать не приходится, хотя и возможны фор мы жизни, совершенно отличные от земных.

Подобным образом обстоит дело и с Сатурном, который находится от Солнца еще дальше Юпитера (в 1,8 раз дальше).

В атмосфере Сатурна также есть аммиак и метан. Диаметр этой планеты составляет 115 тысяч километров, средняя плотность — 0,71 г/см3, то есть меньше плотности воды. Температура наружного слоя атмосферы — 153 градуса.

УРАН, НЕПТУН И ПЛУТОН

Атмосфера этих планет состоит главным образом из аммиака и метана, и температура на них еще ниже, чем на Сатурне и Юпитере, в среднем минус 200 градусов по Цельсию. Таким образом и в этом случае говорить о возможности жизни на этих планетах не приходится.

* * *

Так обстоит дело с нашими знаниями о жизни на планетах солнечной системы. А что происходит дальше, в глубинах Галактики? Расстояние до ближайших к нам звезд столь велико, что при нынешнем уровне развития техники получить какие-либо данные об условиях, существующих на планетах других звездных систем, невозможно. Чтобы исследовать поверхность планет, отдаленных от солнечной системы, надо выслать туда людей, а это пока совершенно нереально. Ближайшая к нам звезда Альфа из созвездия Центавра находится от нас на расстоянии 4 световых лет (напоминаем, что скорость света составляет 300 000 километров в секунду.) Да и неизвестно, есть ли какие-нибудь планеты у этой звезды. Возможно, что планеты есть у звезд Ипсилон Эридана и Тау из созвездия Кита, находящихся от нас на расстоянии 10,7 (Эридан) и 10,9 (Кит) световых лет.

Это значит, что при нынешних скоростях космических кораблей путешествие на одну из этих звездных систем заняло бы около четверти миллиона лет. Можно смело утверждать, что при нынешнем, и даже завтрашнем состоянии техники космических полетов, путешествие к звездам следует отнести к сфере чистой фантазии.

В ближайшее время осуществимы только полеты на Луну, Марс и возможно на Венеру. Вполне реально изучение планет, входящих в состав соседних звездных систем, с помощью радиоволн. Если на этих планетах существуют высокоорганизованные формы жизни, то можно надеяться получить ответ на наши сигналы.

Дело в том, что в радиусе ста световых лет от Земли насчитывается свыше тысячи звезд, подобных нашему Солнцу, с планетами, на которых, возможно, обитают разумные вещества. Но при этом следует помнить, что ответ на радиосигналы, посланные на такое расстояние, может быть получен только через 200 лет.

Оставим поэтому осуществление межзвездных путешествий будущим поколениям космонавтов, — они наверное будут располагать несравненно более совершенной техникой, чем мы. Давайте займемся путешествиями на Луну и ближайшие к нам планеты. Такие путешествия вполне реальны, и хотя еще много проблем остается нерешенными уже разработаны планы, которые можно назвать «расписанием космических путешествий».

Американцы уже несколько лет занимаются проблемой высадки человека на поверхность Луны. По их предположениям, такая высадка должна произойти в 1970 году. Потом придет очередь полетов на Марс и Венеру; первую экспедицию на эти планеты можно ожидать до 1980 года. Что касается Советского Союза, то его детальные планы еще не опубликованы.

Необходимо заметить, что осуществление планов космических полетов требует колоссальных, поистине «космических» затрат. Достаточно сказать, что по самым скромным подсчетам первая попытка высадки на Луну человека потребует расходов около 20 миллиардов долларов.

В широких кругах мировой общественности нередко задается вопрос, стоит ли производить такие колоссальные затраты только лишь из-за чисто спортивного азарта, ибо какие же практические результаты может принести высадка человека на безжизненную планету? Не лучше ли, дескать, направить эту сумму на удовлетворение текущих нужд, которых так много на Земле?

Ответить на этот вопрос не так уж просто. Непрерывная жажда знаний, стремление вперед, желание открывать новое, находить неизведанные пути, ставить и решать все новые и новые задачи, присущи человеческой натуре. Впрочем, при завоевании космоса преследуются и чисто практические цели.

Даже теперь, в самом начале космической эры, мы можем утверждать, что первые орбитальные полеты спутников и соревнование между Соединенными Штатами и Советским Союзом привели к развитию техники вообще, и таких ее отраслей как электроника, металлургия, химия в частности. Такое же развитие наблюдается в метеорологии, связи (в особенности в телевидении). Немаловажное значение имеет и то, что завоевание космического пространства привело к значительному перевороту в мировоззрении широких человеческих масс, в их отношении к науке и технике, что внесло много нового во все области человеческой жизни.

УГРОЗА СО СТОРОНЫ КОСМИЧЕСКИХ БАКТЕРИЙ

Недавно в Соединенных Штатах Северной Америки на экраны кинотеатров выпущен фильм под названием «Безопасность в космосе» о подготовке космических полетов так, чтобы не перенести бактерий с Земли и на Землю, то есть о стерильности в космосе. Вот краткое содержание фильма.

Космический корабль «прилунился» на поверхности нашего спутника. Один из космонавтов надевает специальный скафандр из блестящей ткани, входит в камеру шлюза, запирает за собой дверь и нажимает рычаг. Со всех сторон одновременно его обдают струи газа, и он на время совсем исчезает в тумане. Это ядовитый газ — окись этилена, уничтожающий все известные виды бактерий, находящиеся на поверхности скафандра. Космонавт в скафандре полностью изолирован от окружающей среды, и газ для него безвреден.

После такой стерилизации космонавт отворяет наружную дверь шлюза, выходит, закрывает за собой дверь, спускается на поверхность планеты и приступает к выполнению своего задания. Он собирает образцы лунного грунта, обломки скал, помещает их в герметически замкнутые коробки, определяет степень радиации, пользуясь специальным счетчиком, и возвращается на корабль, который, подобно огромному пауку, покоится на нескольких стальных ногах. Перед тем, как войти в кабину корабля, космонавт повторяет операцию со стерилизацией скафандра, чтобы уничтожить возможные лунные бактерии, оказавшиеся на его одежде. После того, как космонавт займет свое место в кабине корабля, его товарищ нажимает пусковую кнопку, корабль взлетает вверх и возвращается на Землю. После приземления космонавты не сразу выходят наружу. Они ждут, пока специальная санитарная команда, вооруженная шлангами и баллонами с газом, не обеззаразит весь корабль снаружи. Только после этой операции космонавты отворяют дверь кабины своего корабля и сходят на Землю, неся в руках ценный для науки материал — образцы грунта с Луны.

Таково содержание фильма.

Почему же приходится соблюдать такую осторожность с Луной, планетой, казалось бы, совершенно лишенной жизни?

Наблюдения над Луной дали обильный материал для суждений о фактах и явлениях, происходящих на поверхности нашего спутника, и хотя наше знакомство с этой планетой уже достаточно хорошо, то все же на Земле нет ученых, которые могли бы с полной уверенностью сказать, что на Луне нет абсолютно никакой жизни.

Известно, что отсутствие атмосферы, воды, большие колебания температуры, наличие радиации — факторы, враждебные всякой форме органической жизни. Но можно ли сказать, что в глубинных слоях лунного материка нет вообще жизни? Не следует ли считаться с возможностью встречи с живыми существами, скрывающимися, например, в глубоких пещерах?

Пока что на эти вопросы нет ответа, и необходимо проявить максимальную осторожность во время непосредственного контакта с Луной. Ведь космонавты могут, сами того не зная, внести на борт корабля, а потом — с корабля на Землю лунные бактерии. А кто знает, как поведут себя эти бактерии, попав в земные условия.

В последние годы, в связи с реальными разработками проектов экспедиций на Луну и Марс, возникла и получила развитие новая отрасль науки — космическая стерилизация. В многочисленных лабораториях Советского Союза, Соединенных Штатов и Англии работают сотни ученых, которые пытаются решить проблему надежной защиты Земли и других планет от опасности распространения нежелательных и болезнетворных бактерий.

Испытываются различные методы стерилизации, определяются возможности и пути проникновения бактерий в различных условиях. Уже выполнены конкретные работы по стерилизации автоматических станций, высылаемых с Земли по направлению к Марсу. Все американские космические станции типа Рейнджер прошли тщательную стерилизацию, и две из них, как раз по этой причине, подверглись аварии и не выполнили своих задач. Оказалось, что вследствие высокой температуры во время стерилизации, не выдержали транзисторы, ряд электронных приборов самовыключился, и нарушилось управление станциями.

Таким образом, космическая стерилизация ставит перед конструкторами космических кораблей новые задачи, решить которые весьма трудно.

Рассмотрим сначала проблему стерилизации космических кораблей, на борту которых могут находиться бактерии и другие микроорганизмы (например, плесени, грибы), попавшие туда во время нахождения корабля на Земле. Не которые из них — болезнетворны, другие — неопасны, прочие — нейтральны.

Если эти микроорганизмы окажутся в измененных условиях на другой планете, они возможно погибнут, но могут в короткий срок приспособиться к новым условиям и размножиться. Мы, правда, не знаем, есть ли на других планетах разумные существа, и может ли им принести вред распространение неизвестных им ранее видов бактерий, но можем предполагать, что инопланетные жители встретятся со значительными неприятностями.

Еще большую опасность представляет распространение на Земле чужих бактерий, например с Марса. Люди на Земле живут уже многие тысячелетия в известной гармонии с окружением, и человеческой организм выработал иммунитет против многих видов бактерий. Появление же не известных ранее на нашей планете бактерий может вызвать самые печальные последствия. Микроорганизмы способны быстро приспособиться к земным условиям и повсеместно размножиться. Они могут вызвать эпидемии неизвестных прежде болезней, лечение которых, в начальной стадии распространения, было бы затруднено.

Одни микроорганизмы могли бы, например, уничтожить земную растительность, другие заразили бы воду, уничтожили бы уголь, бетон и даже железо. Можно себе представить размеры катастрофы, с которой пришлось бы бороться населению Земли.

СПОСОБЫ СТЕРИЛИЗАЦИИ

Из многих способов стерилизации космических кораблей можно указать на три наиболее действенные: высокие температуры, облучение (ультрафиолетовые и ионизирующие лучи), воздействие химическими веществами (газами, жидкостями или твердыми соединениями).

К сожалению, до сих пор нет совершенных средств стерилизации. Ни один из методов не дает стопроцентной гарантии полной стерилизации. Микро организмы отличаются большой жизнестойкостью и способностью приспособления к неблагоприятным условиям существования. Есть, например, такие микроорганизмы, которые могут выдерживать температуру жидкого кисло рода, азота, водорода и даже гелия, то есть близкую абсолютному нулю (минус 273 градусов по Цельсию). Многие бактерии прекрасно выдерживают длительное и мощное облучение, выходят живыми после обработки при температуре кипящей воды, способны обходиться без кислорода, проходить через самые плотные фильтры.

Кроме того, как мы уже упомянули, не все способы стерилизации годятся для человека и безвредны для приборов, находящихся на борту космического корабля. Ведь многие приборы, отличаются сложностью и чувствительностью к высоким и низким температурам, радиации, воздействию химических препаратов. Чувствительны ко многим веществам и материалы, из которых шьют одежду космонавтов.

В ходе испытаний установлено, что лучший способ стерилизации состоит в обработке стерилизуемых предметов газами, в частности окисью этилена. Однако этот газ отличается крайней токсичностью, и его не всегда можно применить, в особенности при обработке самих космонавтов.

Таким образом, идеального метода — нет. Еще труднее проблема защиты Земли от проникновения микроорганизмов из космоса. Ведь может оказаться, что методы, пригодные в земных условиях, для земных микроорганизмов, совершенно непригодны для микроорганизмов, привезенных в кабине корабля с Марса или Венеры. И в этом случае следует считаться с риском бедствия, последствия которого трудно даже предвидеть.

Поэтому нет ничего удивительного, что ученые упорно занимаются этой проблемой и обсуждают ее на симпозиумах, посвященных исследованию космического пространства. Угроза со стороны космических микроорганизмов стала также благодарной темой многих фантастических романов и кинофильмов.

Ученые обращают особое внимание на Марс, на котором существуют благоприятные условия для жизни микроорганизмов. Прежде, чем ступить на поверхность этой планеты, людям придется решить проблему стерилизации, притом в такой степени, которая полностью гарантировала бы безопасность всем, живущим как на одной, так и другой планете.

Что касается Луны, то здесь угроза заражения значительно меньше, так как по нашим представлениям возможность жизни на Луне весьма сомнительна. Но особые меры предосторожности потребуются при непосредственном контакте с Венерой.

Перед тем, как человек достигнет поверхности Луны, Марса или Венеры, необходимо будет собрать множество сведений, раскрыть многие тайны жизни на этих планетах. Надо будет послать туда большое количество автоматических станций, которые после посадки на планетах передадут на Землю необходимые сведения.

КОГДА ПОЛЕТИМ?

Многие люди, особенно молодежь, жаждущие приключений и сильных впечатлений, задают себе вопрос: «Могу ли я принять участие в космических полетах?»

Нам, пожалуй, уже ясно, что космос не предназначен для беззаботных туристов, использующих отпуск, чтобы набраться сил после года повседневного труда. Мы с вами знаем, что кандидатам в космонавты предъявляют высокие требования физической и психической стойкости. Пока что места на борту космических кораблей могут занимать только немногие избранные. Но падать духом нет никаких оснований.

Научный и технический прогресс непрерывно растет. По-видимому уже в недалеком будущем будет решена проблема дешевой энергии для реактивных двигателей. Ракеты с атомными двигателями помогут запустить в космос сверхтяжелые космические объекты. На них можно будет установить оборудование, которое создаст комфортабельные условия для пассажиров корабля. Тогда космические путешествия станут доступны не только людям, обладающим особыми физическими и психическими качествами, но и нам с вами. Пожалуй, только одно условие будет неукоснительно соблюдаться — космические путешественники должны быть высокообразованными людьми. В космический полет не могут быть допущены случайные пассажиры, жаждущие эмоций, связанных с посещением Луны или других планет. Все члены экипажа и все пассажиры космического корабля должны быть хорошими специалистами с большим опытом и хорошей теоретической подготовкой.

Примечания

1

К моменту выхода этой книги на русском языке в СССР начал работать ускоритель, сообщающий энергию 70 миллиардов электрон-вольт.

2

Эти пояса открыты одновременно и советским ученым Верновым, так что их правильнее называть поясами Ван-Алпена-Вернова. По последним сведениям этих поясов не два, а три.

3

Измерения, проведенные советской космической станцией, «Венера-4», достигшей планеты Венеры 18 октября 1967 года, показали, что атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа; кислород и пары воды составляют около полутора процента; заметных следов азота не обнаружено. На протяжении участка измерения (25 километров) температура атмосферы колебалась от 40 до 280 градусов по Цельсию, а давление вблизи поверхности составляло 15 земных атмосфер. (Прим. ред.).