Введение

Авиация и космонавтика - родные сестры, одни из самых молодых отраслей науки и техники. Авиация- летание на аппаратах тяжелее воздуха в околоземном воздушном пространстве. Космонавтика - это полеты в космическом пространстве; совокупность отраслей науки и техники, обеспечивающей освоение космоса и внеземных объектов2. Сейчас авиация и космонавтика при наличии существенных отличий в ряде случаев сближаются: уже созданы и создаются новые воздушно-космические аппараты (ВКА) для различных целей.

Большую и славную роль в развитии авиации и космонавтики сыграли и продолжают играть ученые, конструкторы, инженеры, летчики, космонавты, рабочие, предприниматели, организаторы производства России.

Освоение космоса

1 марта 1921 года, по инициативе Николая Тихомирова и содействии Ленина, в Москве была открыта первая в России научно-исследовательская организация в области ракетной техники «Лаборатория для разработки изобретений Н. И. Тихомирова», которая заинтересовала Артиллерийское управление РККА и в 1927 году была переведена в Ленинград с переименованием в Газодинамическую лабораторию (ГДЛ). Первыми работами лаборатории стали твердотопливные ракеты-снаряды и ускорители для самолетов, а с 1929 г. в ГДЛ, под руководством, В. П. Глушко началась разработка и стендовые испытания первых отечественных жидкостных ракетных двигателей.

15 сентября 1931 года в Москве, энтузиастом космических полётов, преподавателем МАИ, Фридрихом Цандером и молодым инженером авиатором Сергеем Королёвым, при Осоавиахиме была организована научно-экспериментальная группа ГИРД (Группа изучения реактивного движения). Работы группы также заинтересовали военных и в 1932 г. ГИРД получил помещение, производственную и экспериментальную базу. 17 августа 1933 года в 19 часов по московскому времени на инженерном полигоне у пос. Нахабино Красногорского района Московской области была успешно запущена первая в СССР ракета с ЖРД ГИРД-09 созданная по проекту Михаила Тихонравова.

21 сентября 1933 года ГИРД и ГДЛ объединены в Реактивный научно-исследовательский институт РНИИ РККА. За несколько лет в ГИРД и РНИИ были созданы и испытаны ряд экспериментальных баллистических и крылатых ракет различного назначения а также ТТРД, ЖРД и системы управления к ним. В 1937 году, в результате волны репрессий, были арестованы ряд сотрудников РНИИ, в том числе будущие руководители советской космонавтики Глушко и Королёв, а институт был преобразован в НИИ-3 (с 1944 г. НИИ-1), который сосредоточился на разработке реактивных снарядов и, совместно с ОКБ-293 В. Ф. Болховитинова, создавал ракетный перехватчик БИ-1. Великая Отечественная война отбросила работы в области космоса еще на несколько лет но, в результате предвоенного развития, было сформировано ядро специалистов ракетчиков, которые в конце 1940-х возглавили космическую программу СССР - С. П. Королёв, В. П. Глушко, М. К. Тихонравов, А. М. Исаев, В. П. Мишин, Н. А. Пилюгин, Л. А. Воскресенский, Б. Е. Черток и др.

Ракета Фау-2 воплотила в своей конструкции идеи гениев-одиночек - Константина Циолковского, Германа Оберта, Роберта Годдарда. Эта первая в мире управляемая баллистическая ракета имела следующие основные характеристики:

Максимальная дальность стрельбы … 270-300 км

Начальная масса … до 13 500 кг

Масса головной части … 1075 кг

Компоненты топлива … жидкий кислород и этиловый спирт

Тяга двигателя на старте … 27 т

Устойчивый полёт на активном участке обеспечивался автономной системой управления.

13 мая 1946 г. И. В. Сталин подписал постановление о создании в СССР ракетной отрасли науки и промышленности. В августе С. П. Королёв назначен главным конструктором баллистических ракет дальнего действия.

Тогда никто из нас не предвидел, что, работая с Королёвым, мы будем участниками запуска в космос первого в мире ИСЗ, а вскоре после этого - и первого человека.

В 1947 году лётные испытания ракет Фау-2, собранных в Германии, положили начало советским работам по освоению ракетной техники.

В 1948 г. на полигоне Капустин Яр проводились уже испытания ракеты Р-1, которая являлась модифицированным аналогом Фау-2, изготовляемым полностью в СССР. В том же году выходят постановления правительства о разработке и испытаниях ракеты Р-2 с дальностью полёта до 600 км и о проектировании ракеты с дальностью до 3000 км и массой головной части в 3 т. В 1949 г. ракеты Р-1 начали использоваться для проведения серии экспериментов по высотным пускам для исследования космического пространства. Ракеты Р-2 прошли испытания уже в 1950 г., а в 1951 г. были приняты на вооружение.

Создание ракеты Р-5 с дальностью до 1200 км стало первым отрывом от техники Фау-2. Эти ракеты прошли испытания в 1953 г, и сразу же начались исследования использования их как носителя ядерного оружия. Автоматика атомной бомбы была совмещена с ракетой, сама ракета доработана для принципиального повышения её надёжности. Одноступенчатая баллистическая ракета средней дальности получила название Р-5М. 2 февраля 1956 г. произведён первый в мире пуск ракеты с ядерным зарядом.

13 февраля 1953 г. вышло первое постановление, обязывающее начать разработку двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты с дальностью 7-8 тыс. км. Вначале предполагалось, что эта ракета станет носителем атомной бомбы тех же габаритов, что устанавливалась на Р-5М. Сразу после первого испытания термоядерного заряда 12 августа 1953 г. казалось, что создание ракеты-носителя для такой бомбы в ближайшие годы нереально. Но в ноябре того же года Королёв провёл собрание ближайших заместителей, на котором сообщил:

Ко мне неожиданно приезжал министр среднего машиностроения, он же заместитель председателя Совета Министров, Вячеслав Александрович Малышев. В категорической форме предложил «забыть об атомной бомбе для межконтинентальной ракеты». Он сказал, что конструкторы водородной бомбы обещают ему уменьшить её массу и для ракетного варианта довести до 3,5 т.

- (сб. «Первая космическая», с. 15)

В январе 1954 года состоялось совещание главных конструкторов, на котором и были разработаны основные принципы компоновки ракеты и наземного стартового оборудования. Отказ от традиционного стартового стола и использование подвески на отбрасываемых фермах позволили не нагружать нижнюю часть ракеты и уменьшить её массу. Впервые отказались от газоструйных рулей, традиционно применявшихся со времён Фау-2, их заменили двенадцатью рулевыми двигателями, которые одновременно должны были служить и тяговыми - для второй ступени на завершающей стадии активного полёта.

20 мая 1954 г. правительство выдало постановление о разработке двухступенчатой межконтинентальной ракеты Р-7. А уже 27 мая Королёв направил докладную министру оборонной промышленности Д. Ф. Устинову о разработке ИСЗ и возможности его запуска с помощью будущей ракеты Р-7. Теоретическим обоснованием для такого письма была серия научно-исследовательских работ «Исследования по вопросам создания искусственного спутника Земли», которая была проведена в 1950-1953 годах в НИИ-4 Министерства обороны под руководством М. К. Тихонравова.

Разработанный проект ракеты новой компоновки 20 ноября 1954 г. был одобрен Советом министров СССР. Необходимо было в кратчайшие сроки решить множество новых задач, в которые входили, кроме разработок и строительства самой ракеты, выбор места для стартового полигона, постройка стартовых сооружений, ввод в строй всех необходимых служб и оборудование наблюдательными пунктами всей 7000-километровой трассы полёта.

Первый комплекс ракеты Р-7 был построен и испытан в течение 1955-1956 годов на Ленинградском металлическом заводе, одновременно, в соответствии с постановлением правительства от 12 февраля 1955 г. началось строительство НИИП-5 в районе станции Тюра-Там. Когда первая ракета в заводском цехе была уже в сборе, завод посетила делегация основных членов политбюро во главе с Н. С. Хрущёвым. Ракета оказала потрясающее впечатление не только на советское руководство, но и на ведущих учёных.

30 января 1956 г. правительством подписано постановление о создании и выводе на орбиту в 1957-1958 гг. «Объекта „Д“» - спутника массой 1000-1400 кг несущего 200-300 кг научной аппаратуры. Разработка аппаратуры была поручена Академии наук СССР, постройка спутника - ОКБ-1, осуществление пуска - Министерству обороны. К концу 1956 г. стало ясно, что надёжная аппаратура для спутника не может быть создана в требуемые сроки.

14 января 1957 г. Советом Министров СССР утверждена программа лётных испытаний Р-7. Тогда же Королёв направил докладную записку в Совет Министров, где писал, что в апреле - июне 1957 года могут быть подготовлены две ракеты в спутниковом варианте, «и запущены сразу же после первых удачных пусков межконтинентальной ракеты». В феврале всё ещё продолжались строительные работы на полигоне, две ракеты уже были готовы к отправке. Королёв, убедившись в нереальности сроков изготовления орбитальной лаборатории, шлёт правительству неожиданное предложение:

Имеются сообщения о том, что в связи с Международным геофизическим годом США намерены в 1958 году запустить ИСЗ. Мы рискуем потерять приоритет. Предлагаю вместо сложной лаборатории - объекта «Д» вывести в космос простейший спутник.

В начале марта 1957 года первая ракета Р-7 № М1-5 доставлена на техническую позицию полигона, а 5 мая вывезена на стартовую площадку № 1. Подготовка к пуску длилась неделю, на восьмой день началась заправка. Пуск состоялся 15 мая в 19:00 по местному времени. Старт прошёл нормально, но на 98-й секунде полёта произошёл сбой в работе одного из боковых двигателей, ещё через 5 секунд все двигатели автоматически отключились, и ракета упала в 300 км от старта. Причиной аварии было возникновение пожара в результате разгерметизации топливной коммуникации высокого давления. Вторая ракета, Р-7 № 6Л, была подготовлена с учётом полученного опыта, но запустить её вовсе не удалось. 10-11 июня делались многократные попытки пуска, но в последние секунды срабатывала защитная автоматика. Выяснилось, что причиной была неправильная установка клапана азотной продувки и замерзание главного кислородного клапана. 12 июля пуск ракеты Р-7 № М1-7 снова прошёл неудачно, эта ракета пролетела всего 7 километров. Причиной на этот раз стало замыкание на корпус в одном из приборов системы управления, в результате чего прошла ложная команда на рулевые двигатели, ракета значительно отклонилась от курса и была автоматически ликвидирована.

Наконец, 21 августа 1957 года осуществился успешный запуск, ракета № 8Л нормально прошла весь активный участок полёта и достигла заданного района - полигона на Камчатке. Головная часть её полностью сгорела при входе в плотные слои атмосферы, несмотря на это 27 августа ТАСС сообщило о создании в СССР межконтинентальной баллистической ракеты. 7 сентября осуществлён второй полностью успешный полёт ракеты, но головная часть снова не выдержала температурной нагрузки, и Королёв вплотную занялся подготовкой к космическому запуску.

Проектирование простейшего спутника началось в ноябре 1956 года, а в начале сентября 1957 года ПС-1 прошёл окончательные испытания на вибростенде и в термокамере. Спутник был разработан как очень простой аппарат с двумя радиомаяками для проведения траекторных измерений. Диапазоны частот передатчиков простейшего спутника (20 МГц и 40 МГц) были выбран так, чтобы слежение за спутником могли осуществлять радиолюбители.

22 сентября в Тюра-Там прибыла ракета Р-7 № 8К71ПС (изделие М1-ПС «Союз»). По сравнению со штатными, она была значительно облегчена: массивная головная часть заменена переходом под спутник, снята аппаратура системы радиоуправления и одна из систем телеметрии, упрощена автоматика выключения двигателей; масса ракеты в результате была уменьшена на 7 тонн.

2 октября Королёвым был подписан приказ о лётных испытаниях ПС-1 и направлено в Москву уведомление о готовности. Ответных указаний не пришло, и Королёв самостоятельно принял решение о постановке ракеты со спутником на стартовую позицию.

В пятницу, 4 октября, в 22:28:34 по московскому времени (19:28:34 по Гринвичу) был совершён успешный запуск. Через 295 секунд после старта ПС-1 и центральный блок ракеты весом 7,5 тонны были выведены на эллиптическую орбиту высотой в апогее 947 км, в перигее 288 км. Через 314,5 секунд после старта произошло отделение Спутника, и он подал свой голос. «Бип! Бип!» - так звучали его позывные. На полигоне их ловили 2 минуты, потом Спутник ушёл за горизонт. Люди на космодроме выбежали на улицу, кричали «Ура!», качали конструкторов и военных. И ещё на первом витке прозвучало сообщение ТАСС: «…В результате большой напряжённой работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли…»

Только после приёма первых сигналов Спутника поступили результаты обработки телеметрических данных и выяснилось, что лишь доли секунды отделяли от неудачи. Один из двигателей «запаздывал», а время выхода на режим жёстко контролируется, и при его превышении старт автоматически отменяется. Блок вышел на режим менее чем за секунду до контрольного времени. На 16-й секунде полёта отказала система управления подачи топлива, и из-за повышенного расхода керосина центральный двигатель отключился на 1 секунду раньше расчётного времени.

Ещё немного - и первая космическая скорость могла быть не достигнута.

Но победителей не судят!

Великое свершилось!

Б. Е. Черток

Спутник летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 млн км), а его радиопередатчики работали в течение двух недель после старта. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел вследствие трения о воздух.

Спутник имел большое политическое значение. Его полёт увидел весь мир, излучаемый им сигнал мог услышать любой радиолюбитель в любой точке земного шара. Журнал «Радио» заблаговременно опубликовал подробные рекомендации по приёму сигналов из космоса. Это шло вразрез с представлениями о сильной технической отсталости Советского Союза. Запуск первого спутника нанёс по престижу США сильный удар. «Юнайтед пресс» сообщило: «90 процентов разговоров об искусственных спутниках Земли приходилось на долю США. Как оказалось, 100 процентов дела пришлось на Россию…». В американской прессе «Спутник-1» часто упоминается как «Red Moon» (Красная Луна). В США запуск первого искусственного спутника «Эксплорер-1» был осуществлён командой Вернера фон Брауна 1 февраля 1958 года. Хотя спутник нёс 4,5 кг научной аппаратуры, а 4-я ступень являлась частью его конструкции и не отстыковывалась, масса его была в 6 раз меньше ПС-1 - 13,37 кг. Это стало возможным благодаря низкой мощности передатчиков и использованию транзисторов, что позволило значительно уменьшить вес батарей.

Факторы космического полета

Космическая биология и авиакосмическая медицина изучают влияние космических факторов и особенности жизнедеятельности организма человека при действии этих факторов с целью разработки средств и методов сохранения здоровья и работоспособности членов экипажей космических кораблей и станций. Эти науки разрабатывают соответствующие профилактические меры и способы защиты от их вредных влияний; предлагают физиологические и гигиенические обоснования требований к системам жизнеобеспечения, управления и к оборудованию космических летательных аппаратов, а также к средствам спасения экипажей в аварийных ситуациях; разрабатывают клинические и психофизиологические методы и критерии отбора и подготовки космонавтов к полету, контроля за экипажем в полете; изучают профилактику и лечение заболеваний в полете. В связи с этим космическая биология и авиакосмическая медицина являются единым комплексом различных разделов, таких как космическая физиология и психофизиология, космическая гигиена, космическая радиобиология, теоретическая и клиническая медицина, врачебная экспертиза.

Основные космические факторы биологического воздействия.

В космическом полете на организм человека могут влиять три основные группы факторов:

1-я группа - зависит от физического состояния космического пространства. К этой группе факторов следует отнести: крайне низкие степени барометрического давления, отсутствие молекулярного кислорода, необходимого человеку для дыхания, ионизирующие излучения (космическая, ультрафиолетовая, корпускулярная радиация и др.), метеорную опасность, неблагоприятные температурные условия и т.д.

2-я группа -объединяет факторы, которые обусловлены самим полетом на ракетном летательном аппарате (шум, вибрации, ускорение и невесомость)..

3-я группа - составляют факторы, которые связаны с пребыванием человека в герметической кабине космического корабля в полете: искусственная атмосфера корабля, особенности питания в полете, режим труда и отдыха, изоляция, резкое сокращение «раздражителей». К этой же группе факторов относятся особенности хранения продуктов, приготовления и приема пищи, особенности обеспечения личной гигиены (мытье, стирка, отправление естественных потребностей) в малых замкнутых объемах при постоянном действии невесомости.

В космическом полете на организм человека могут влиять три основные группы факторов:

1-я группа - крайне низкие степени барометрического давления, космическое излучение, метеорная опасность, температура, отсутствие атмосферы.
2-я группа - шум, вибрация, ускорение, невесомость.
3-я группа - длительная изоляция, микроклимат кабины, психологическая совместимость членов экипажа, изменение суточной периодики.

Первая группа факторов

космический биологический давление излучение

Первая группа факторов зависит от физического состояния космического пространства. К этой группе факторов следует отнести: крайне низкие степени барометрического давления, отсутствие молекулярного кислорода, необходимого человеку для дыхания, ионизирующие излучения (космическая, ультрафиолетовая, корпускулярная радиация и др.), метеорную опасность, неблагоприятные температурные условия и т.д.

Барометрическое давление

Отечественная и зарубежная наука имеет более чем полувековой опыт изучения влияния на человека пониженного барометрического давления и низкого парциального давления кислорода. На основании научных данных разработаны герметические кабины (вентиляционного и регенерационного типов), кислородные приборы, скафандры и т.д. Хорошо изучено также влияние резких перепадов давления от более высоких степеней давления в герметической кабине до значительного разрежения атмосферного давления вне кабины в условиях полета.

Земная атмосфера обеспечивает человека кислородом для дыхания, поддерживает определенное барометрическое давление, создает условия для регулирования температуры, рассеянного освещения, а также является эффективным средством защиты от потенциально опасных космических излучений, которые значительно ослабевают, изменяются или совершенно поглощаются при прохождении через воздушную оболочку Земли. В земных условиях человек и животные находятся на уровне моря при атмосферном давлении, равном 1 кг/см 2 . Таково же суммарное давление газов, растворенных в тканях и жидких средах организма (в крови, лимфе и др.) или заполняющих полые органы (легкие, желудок, кишечник и т.д.).

При быстром падении барометрического давления с подъемом на высоту происходит резкое расширение газов, заполняющих полые органы и полости тела. Вследствие этого наблюдаются толчкообразное выхождение воздуха из легких, вздутие живота (метеоризм), выпячивание барабанной перепонки среднего уха. Внезапное относительное повышение внутрилегочного давления во время вдоха может вызвать механическое повреждение легочной ткани. Расширение газов в желудочно-кишечном тракте часто сопровождается болевыми ощущениями, а также механическими и рефлекторными нарушениями дыхания и кровообращения, причем степень этих явлений находится в прямой зависимости от скорости и степени падения атмосферного давления.

Газы, растворенные в жидких средах организма, при снижении барометрического давления собираются в более или менее крупные пузырьки, оказывают механическое давление на нервные чувствительные рецепторы тканей, вызывают болевые ощущения - чаще в суставах и мышцах. В результате скопления свободного газа внутри и вокруг кровеносных сосудов иногда возникают нарушения кровоснабжения отдельных участков тела.

Все описанные явления, объединяемые под общим названием «декомпрессионные расстройства», чаще всего обнаруживаются при снижении атмосферного давления до уровня ниже 267 мм рт. ст., что соответствует высоте 8000 м и более над уровнем моря. Эти расстройства могут обнаруживаться не только у разных людей, но и у одного и того же человека при различных степенях разрежения и разном состоянии здоровья.

При действии на организм более низкого барометрического давления (около 40 мм рт. ст.) наблюдается высотная газовая эмфизема, которая проявляется во взрывоподобном образовании подкожных вздутий, резко увеличивающих объем тела. Подобные вздутия могут образоваться и во внутренних органах, особенно в местах скопления рыхлых тканей.

Эти явления возникают в результате интенсивного перехода жидкостей в газообразное состояние. Известно, что при нормальном барометрическом давлении вода кипит при температуре 100 °С; при меньшем давлении вода закипает при более низкой температуре. При атмосферном давлении 47 мм рт.ст. вода кипит при температуре 37 °С. Поскольку нормальная температура тела равна приблизительно 37 °С, можно ожидать, что «кипение» жидких сред организма произойдет при снижении барометрического давления до 47 мм рт. ст. В реальных же условиях это явление наблюдается при несколько меньшем давлении.

Следовательно, расстройства, возникающие у человека при резком падении барометрического давления, могут привести к возникновению сильных, иногда труднопереносимых болей и к резкому нарушению работоспособности, при этом не может быть исключено появление и более тяжелых расстройств с полным нарушением функций организма. Таким образом, падение барометрического давления представляет серьезную опасность для космонавтов и заставляет специалистов разрабатывать соответствующие защитные приспособления. В герметической кабине космического корабля или спутника барометрическое давление воздуха чаще всего поддерживается на уровне 760 мм рт. ст. Однако если по техническим условиям необходимо уменьшить давление, то имеется возможность снизить его до 500-550 мм рт. ст. или до несколько меньшей величины. Недостаток кислорода, возникающий при указанном давлении, легко компенсировать увеличением его процентного содержания в воздухе. При этом следует учитывать неблагоприятное влияние не только недостатка, но и избытка кислорода во вдыхаемом воздухе. Экспериментально подтверждается, что длительное дыхание чистым кислородом иногда может привести к нарушению различных функций организма. В частности, нередко развиваются нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы и повреждения органов дыхания (отек, воспаление легких).

Исследованиями было доказано, что для организма при нормальном барометрическом давлении безвредно содержание кислорода во вдыхаемом воздухе в пределах до 60%. Из этого следует, что, какой бы уровень давления ни был принят для герметической кабины, парциальное давление кислорода в ней не должно превышать 420 мм рт. ст. Таким образом, наиболее серьезным вопросом при полете человека в космос является обеспечение экипажа кислородом, так как при подъеме на высоту одновременно со снижением атмосферного давления уменьшается давление составляющих воздух газов: кислорода, азота, углекислоты.

Снижение поступления кислорода в организм с подъемом на высоту приводит к развитию так называемой высотной болезни, которая проявляется у здоровых людей с 4000-5000 м, а на высотах более 12 000 м уже через 10-15 с наступает потеря сознания. Для предотвращения этих нарушений в космическом полете космонавт должен находиться в тщательно изолированной герметической кабине, которая будет защищать его от кислородного голодания и других вредных факторов окружающей внешней среды. Более или менее нормальные условия для дыхания человека во время полетов в космическом летательном аппарате могут быть созданы только при условии, если в кабине космического корабля будет поддерживаться давление не ниже 300 мм рт.ст. при давлении кислорода не менее 150 мм рт. ст. В связи с этим ученые обосновали необходимость использования кабин регенерационного типа, т. е. кабин для восстановления (регенерации) газовой среды до указанных пределов, при которых происходит поглощение вдыхаемой человеком углекислоты и выделение кислорода.

Большую опасность для космонавта представляет нарушение целостности герметической кабины в случае ее пробоя, к примеру метеором. Если экипаж корабля не будет одет в защитную одежду, то в зависимости от размеров отверстия в кабине космонавты через 15-30 секунд потеряют сознание. Поэтому при полетах в мировое пространство для большей безопасности космонавты должны быть одеты в специальные скафандры. Герметическая кабина должна иметь отдельные отсеки. При разгерметизации отсека космонавты в скафандрах смогут перейти в другой отсек или же устранить повреждение. В скафандре можно выполнять работу вне кабины.

В условиях взрывной декомпрессии, протекающей за доли секунды, возможны, кроме того, разрывы тканей и сосудов внутренних органов со всеми вытекающими последствиями. Так вследствие разгерметизации кабины космического корабля "Союз-11" при спуске его с орбиты в 1971 т. погиб экипаж в составе Г.Т. Добровольского, В.Н. Волкова и В.И. Пацаева.

В космическом полете на организм человека могут влиять три основные группы факторов (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Классификация факторов космического полета

Первая группа таких факторов (правая колонка на рис. 3.8) характеризует космическое пространство как среду обитания: это высокая степень разрежения газовой среды, ионизирующее космическое излучение, особенности теплопроводности, присутствие метеорного вещества и т. д. Высокая биологическая активность различных видов космического излучения определяет их поражающее действие. В связи с этим определяют допустимые дозы лучевого воздействия, разрабатывают средства и методы профилактики и защиты космонавтов от космической радиации.

Важно определить радиочувствительность организма при длительном пребывании в условиях космического полета, оценить реакцию облученного организма на действие других факторов космического полета. Перспектива использования ядерных источников энергии на космических кораблях и орбитальных станциях требует надежной защиты человека в радиационных убежищах, электромагнитной и электростатической защиты, экранирования наиболее чувствительных органов и систем организма и т. д. Специальные исследования посвящены биологическому эффекту радиоизлучений, магнитных и электрических полей, возникающих в среде обитания от бортовой аппаратуры. Обеспечение радиационной безопасности приобретает особое значение с увеличением дальности и продолжительности полетов. Очевидно, что в длительных полетах обеспечить безопасность экипажа с помощью лишь пассивной защиты обитаемых отсеков корабля невозможно. Изыскание биологических методов защиты человека от проникающих излучений является важным направлением исследований в этой области.

Вторая группа (левая колонка на рис. 3.8) объединяет факторы, связанные с динамикой полета летательных аппаратов: ускорение, вибрацию, шум, невесомость и др.

Среди всех факторов космического полета уникальным и практически невоспроизводимым в лабораторных экспериментах являетсяневесомость. Значение невесомости возросло с увеличением продолжительности полетов. Экспериментальные исследования при моделировании некоторых физиологических эффектов невесомости в земных условиях (гипокинезия, водная иммерсия), опыт длительных космических полетов позволили разработать общебиологические представления о генезе изменений в организме, обусловленных влиянием невесомости, и пути их преодоления. Доказано, что человек может существовать и активно функционировать в условиях невесомости. Последствия длительного пребывания в невесомости: детренированность сердечно-сосудистой системы, потеря организмом солей кальция, фосфора, азота, натрия, калия и магния. Эти потери относят за счет уменьшения массы тканей вследствие их атрофии от бездействия и частичной дегидратации организма. Обусловленные невесомостью биофизические и биохимические сдвиги в организме (изменения гемодинамики, водно-солевого обмена, опорно-двигательного аппарата и др.), включая изменения на молекулярном уровне, направлены на приспособление организма к новым экологическим условиям.

Для предупреждения неблагоприятных реакций организма человека в период невесомости и реадаптации применяется широкий комплекс профилактических мероприятий и средств (велоэргометр, бегущая дорожка, тренировочно-нагрузочные костюмы и т. д.). Их эффективность была убедительно продемонстрирована в многосуточных полетах.

Наконец, третью группу (средняя колонка на рис. 3.8) составляют факторы, связанные с пребыванием в герметическом помещении малого объема с искусственной средой обитания: своеобразные газовый состав и температурный режим в помещении, гипокинезия, изоляция, эмоциональное напряжение, изменение биологических ритмов и т. п.

Разработка искусственной газовой атмосферы для обитаемых кабин летательных аппаратов предполагает изучение физиологических эффектов длительного пребывания в атмосфере различного газового состава, как эквивалентной земной атмосфере, так и при замене азота гелием или в моногазовой искусственной атмосфере.

Космическая биология и авиакосмическая медицина изучают также влияние перепадов барометрического давления, изменений р 0 в атмосфере. Представляют интерес исследования по использованию искусственной газовой атмосферы для стимуляции адаптивных реакций организма на различные неблагоприятные условия полета. Такая атмосфера получила название активной.

Формирование газовой среды кабин летательных аппаратов в процессе полета непосредственно связано с вопросами ее загрязнения. Источниками загрязнения могут быть конструкционные материалы, технологические процессы, а также продукты жизнедеятельности человека. В этой связи изучение биологического воздействия загрязнений атмосферы космического корабля представляет важное звено в общем комплексе физиологических и гигиенических исследований. Полученные данные позволяют установить предельно допустимые концентрации (ПДК) ряда загрязняющих (токсических) веществ, изыскать технические решения очистки от них атмосферы летательного аппарата.

Перечисленные факторы оказывают комплексное влияние на организм человека (рис. 3.9), в связи с чем несомненный теоретический и практический интерес представляет изучение модифицирующего влияния каждого из них.

Рис. 3.9. Влияние космического полета на организм (по: Н. А. Агаджанян и др., 1994)

Медико-биологическое обеспечение полетов. Обеспечение пилотируемых полетов базируется на результатах предварительных исследований в наземных условиях (стендовые и модельные исследования на животных, эксперименты с участием человека в макетах космических объектов).

Решающее значение имеют исследования непосредственно на космических летательных аппаратах. Жизнедеятельность человека на пилотируемых космических кораблях и орбитальных станциях обеспечивает комплекс оборудования и бортовых запасов для поддержания постоянного состава газовой среды, снабжения человека питьевой водой, продуктами питания, санитарно-техническими средствами. Так, система регенерации и кондиционирования воздуха на космических кораблях предполагает запасы химически связанного кислорода на борту в виде надперекиси щелочных металлов и сорбентов, поглощающих водяные пары и углекислый газ.

Для обеспечения жизнедеятельности экипажа в случае аварийного приземления спускаемого аппарата в безлюдной местности в носимом аварийном запасе (НАЗ) предусмотрены продукты питания с максимальной энергетической и биологической ценностью при минимальных массе и объеме.

Увеличение продолжительности пилотируемых космических полетов требует надежного обеспечения санитарно-гигиенических условий в кабине корабля, личной гигиены космонавта, тщательного контроля за состоянием кожных покровов, их микрофлорой, загрязнением, а также совершенствования полной и локальной обработки покровов тела. Особое внимание уделяется одежде космонавтов (полетный костюм, нательное белье, теплозащитный костюм, головной убор, обувь).

Специальное значение имеют сбор, хранение и удаление отбросов жизнедеятельности человека и отходов от бортового оборудования и аппаратуры.

Особое место занимают исследования условий и характера взаимообмена микроорганизмами между членами экипажа путем возможных аутоинфекций и инфекций, что особенно важно в условиях герметических кабин ограниченного объема в сочетании со снижением иммунорезистентности в космическом полете.

Важное значение для разработки перспективных систем жизнеобеспечения имеют длительные медико-технические эксперименты. В них определяют возможность длительного поддержания нормальной работоспособности человека при изоляции в герметической камере ограниченного объема с использованием воды и кислорода, регенерируемых из отходов, и практически полностью обезвоженных продуктов питания. Изучают взаимодействие человека и окружающей среды в этих условиях, методы медицинского контроля, технологические режимы конструкций, отдельных блоков и другие вопросы. Эксперименты подтверждают возможность длительного существования и работы экипажа в системах с замкнутыми циклами, необходимыми для поддержания жизнедеятельности человека.

Для обеспечения работ вне корабля в открытом космосе или на поверхности планет, а также для сохранения жизни в случае разгерметизации кабины космического корабля предназначены космические скафандры – индивидуальные средства обеспечения жизнедеятельности космонавтов.

Деятельность космонавта при подготовке и осуществлении полета сопровождается выраженным нервно-эмоциональным напряжением. Считают, что космические полеты практически всегда будут содержать элементы риска и вероятность непредвиденных ситуаций. В связи с этим динамический контроль за состоянием человека, профилактика и устранение неблагоприятных влияний являются предметом космической психофизиологии. Исследования в этой области охватывают влияние факторов космического полета на нервно-эмоциональную сферу космонавтов, психофизиологические механизмы эмоционального напряжения и их влияние на профессиональную деятельность, психологическую совместимость членов экипажа, особенно в длительных космических полетах.

Увеличение продолжительности полетов связано со смещением времени и его влиянием на биологические ритмы. Изучение процессов адаптации к этому неблагоприятному воздействию приводит к разработке режимов труда и отдыха в космических полетах. При этом исходят из представления, что изменения суточных режимов могут привести к десинхронизации физиологических процессов.

Медико-биологическое обеспечение полетов человека в космос непременно включает в себя отбор и подготовку космонавтов. Опыт космических полетов свидетельствует о том, что отбор космонавтов, основанный на врачебной экспертизе летного состава, полностью себя оправдывает. Требования к физическому состоянию и здоровью наиболее высоки у кандидатов для длительных космических полетов, что обусловлено весьма длительным действием факторов полета на организм, расширением обязанностей членов экипажа и взаимозаменяемостью в полете. Отбор членов экипажа в соответствии с результатами медицинского контроля продолжается во время тренировок и подготовки к полету. При формировании специальных программ подготовки принимаются во внимание цели и задачи космических экспериментов, а также исходное состояние членов экипажа. Требования к состоянию здоровья космонавтов-исследователей несколько снизились. Более широкое привлечение специалистов различных профессий (геофизиков, астрономов, врачей, биологов и др.) к космическим полетам требует новых медицинских и психологических критериев отбора.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Экология человека

Введение.. экология человека это междисциплинарная наука о взаимодействии человека со.. иными словами экология человека рассматривает адаптацию человека к изменениям окружающей среды через призму..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Факторы воздействия окружающей среды
Человек постоянно испытывает на себе влияние факторов окружающей среды. Их многообразие условно можно подразделить на две большие группы: природные и социальные. Пр

Физиологическая адаптация
Адаптация есть, несомненно, одно из фундаментальных качеств живой материи. Оно присуще всем известным формам жизни и настолько всеобъемлюще, что нередко отождествляется с самим понятием жизни.

Генотипическая и фенотипическая адаптация. Пределы адаптивных возможностей (норма реакции)
В основе индивидуальной адаптации лежит генотип – комплекс видовых признаков, закрепленных генетически и передающихся по наследству. В результате генот

Адаптивные формы поведения
При воздействии нового фактора первой включается в реакцию психофизиологическая сфера. Речь идет об адаптивных формах поведения, которые выработались в ходе эволюции и направлены на экономизацию за

Неспецифические и специфические компоненты адаптации. Перекрестная адаптация
По мере развития адаптации наблюдается определенная последовательность изменений в организме: сначала возникают неспецифические адаптационные изменения, затем – специфические. Между тем среди учены

При продолжительном действии стрессора она переходит в стадию истощения
Современная модель общего адаптационного синдрома.Исследования последних лет несколько дополнили классическую модель Г. Селье.Современная модель общего адаптационного синдро

Фазовый характер адаптации. Нервные и гуморальные механизмы. Цена адаптации
Процесс адаптации носит фазовый характер. Первая фаза – начальная, характеризуется тем, что при первичном воздействии внешнего, необычного по силе или длительности фактора

Признаки достижения адаптации
По своей физиологической и биохимической сути адаптация – это качественно новое состояние, характеризующееся повышенной устойчивостью организма к экстремальным воз

Экологические аспекты заболеваний
Здоровье – естественное состояние организма, характеризующееся его уравновешенностью с окружающей средой и отсутствием каких-либо болезненных изменений. По мнению И. Р. Петрова, А. Д. А

Оценка эффективности адаптационных процессов
С целью определения эффективности адаптационных процессов биокибернетиками были разработаны определенные критерии и методы диагностики функциональных состояний организма. Р.М. Баевским

Методы увеличения эффективности адаптации
Они могут быть неспецифическими и специфическими. Неспецифические методы увеличения эффективности адаптации:активный отдых, закаливание, оптимальные (средние) физические н

Зависимость адаптационных процессов от длительности проживания в измененных условиях среды
Большинство исследований, посвященных проблеме адаптации, касаются в основном механизмов приспособления людей, недавно попавших в измененные условия среды. Данных об особенностях адаптационных проц

Аборигены. Физиологические механизмы их приспособления к среде. Адаптивные типы и среда
Наиболее приспособленными к жизни в регионах с неблагоприятной окружающей средой являются коренные жители – аборигены. В результате длительной истории приспособления у них сформировался целый компл

Природная радиация. Магнитные поля
Физические факторы внешней среды, послужившие основой возникновения жизни на Земле и оказывающие, как правило, комплексное воздействие на живые организмы, достаточно разнообразны. Комплекс этих фак

Метеорологические факторы и их влияние на организм
Человек, находясь в условиях естественной внешней среды, подвергается влиянию различных метеорологических факторов: температура, влажность и движение воздуха, атмосферное давление, осадки, солнечно

Метеопатология
Большинство здоровых людей практически не чувствительны к изменениям погоды. Вместе с тем довольно часто встречаются люди, которые проявляют повышенную чувствительность к колебаниям метеопогодных у

Экологические аспекты хронобиологии
«Все жизненные отправления нашего организма – дыхание, кровообращение, деятельность нервных клеток – совершаются с определенной периодичностью и ритмичностью. Вся наша жизнь вообще представляет пос

Биологические ритмы
Это свойство живых организмов обеспечивает их готовность встретить как предсказуемое, так и непредсказуемое воздействие. Биологические ритмы должны, с одной стороны, быть достаточно устойчивыми и п

Характеристики биоритмов
В основе всякой ритмики лежит периодический волновой процесс. Для характеристики биоритма важны следующие показатели: период, уровень (мезор), амплитуда, фаза, частота и др. (рис. 2.2).

Количество циклов, совершающихся в единицу времени, называют частотой
6. Помимо этих показателей, каждый биологический ритм характеризуется формой кривой, которую анализируют при графическом изображении динамики ритмически меняющихся

Циркадианные ритмы
Ведущую роль во временной организации деятельности живого организма играют суточные и сезонные биоритмы. При этом главным ритмом, стержнем является околосуточный и

Сезонные (циркануальные) ритмы
Биологические ритмы с периодом, равным одному году (циркануальные), традиционно называют сезонными ритмами. Несмотря на прогресс в разработке средств защиты от резких перепадов параметров окружающе

Сезонные колебания в характере поведенческих реакций человека
В процессе питания общая калорийность пищи возрастает в осенне-зимний период. Причем летом увеличивается потребление углеводов, а зимой – жиров. Последнее приводит к возрастанию в крови общих лип

Влияние гелиогеофизических факторов на биоритмы человека
Под термином «гелиогеофизические факторы» понимают комплекс физических факторов, влияющих на организм человека и связанных с солнечной активностью, вращением Земли, флуктуациями геомагнитных полей,

Адаптационная перестройка биологических ритмов
При резком изменении ритмов внешней среды (геофизических или социальных) происходит рассогласование эндогенно обусловленных колебаний физиологических функций человека. Такое нарушение сопряженно

Адаптация человека к условиям Арктики и Антарктики
Факторы среды.В условиях Арктики и Антарктики на человека действует комплекс факторов, таких как низкая температура, колебания геомагнитного и электрического полей, атмосферного да

Фазы адаптации человека к условиям Арктики и Антарктики
Продолжительность каждой фазы обусловлена объективными и субъективными факторами, такими как климатогеографические и социальные условия, индивидуальные особенности организма и т. п. Нача

Формы реакций организма на комплекс факторов высоких широт
Различают неспецифическую и специфическую реакции. В основе неспецифических приспособительных реакций лежат нервные и гуморальные механизмы. Наиболее общей неспецифическ

Нервная система
Реакции организма, направленные на поддержание гомеостаза в экстремальных и субэкстремальных условиях существования в Арктике и Антарктике, регулируются прежде всего центральной нервной системой. Д

Эндокринная система
Холодный климат высоких широт является одним из наиболее неблагоприятных факторов, действующих на человека в этих районах. Стойкое повышение тонуса симпатоадреналовой системы, высокая активность щи

Система крови
Сведения о состоянии красной крови у приезжего населения Арктики и Антарктики чрезвычайно противоречивы. В Антарктиде в условиях высокогорья у полярников, как правило, наблюдается активация эритроп

Сердечно-сосудистая система
Адаптация сердечно-сосудистой системы людей к комплексу природных факторов, характерных для высоких широт, носит фазовый характер. Непродолжительное пребывание в условиях Заполярья (2–2,5 года) при

Система дыхания
Наиболее частой реакцией дыхательной системы у новоселов Крайнего Севера является своеобразное затруднение дыхания, которое получило название «полярная одышка». Полагают, что основной причиной поля

Питание, метаболизм, терморегуляция
Питание является одним из ведущих факторов, адаптации человека к условиям Арктики и Антарктики. Жизнедеятельность организма при низких температурах требует высокого энергообеспечения. В связи с эти

Адаптация человека к пустынной (аридной) зоне
Аридная зона характеризуется сочетанием таких факторов, как высокая температура, малая относительная влажность воздуха, повышенные ультрафиолетовое и тепловое излучения, отсутствие воды, ветер с пы

Адаптация человека к условиям тропической (юмидной) зоны
Климат тропической зоны характеризуется следующими особенностями. Среднемесячные температуры составляют +24…29 °C, причем колебания их в течение года не превышают 1–6 °C. Годовая сумма солнечной

Адаптация человека к условиям высокогорья
Поиск новых энергетических ресурсов, разведка и промышленное освоение районов, богатых полезными ископаемыми, создание спортивных комплексов и курортов – вот далеко не полный перечень социальных пр

Нервная система
Изучение условнорефлекторной деятельности позволило многим исследователям высказать мнение о том, что в процессе развития гипоксии возникают фазовые изменения функционального состояния ЦНС. В начал

Эндокринная система
В начале гипоксического воздействия происходит несбалансированная активация эндокринной регуляции. Однако постепенно развивается экономизация функций. Исследования показали, что умеренная кислородн

Система крови
Кратковременная высокогорная адаптация сопровождается рядом адаптивных изменений со стороны крови. Прежде всего происходит ее перераспределение в организме – мобилизация из депо (селезенки, печени

Сердечно-сосудистая система
Наиболее существенными приспособительными реакциями, способствующими повышению транспорта кислорода к тканям при развитии острой кислородной недостаточности, являются увеличение минутного объема кр

Система дыхания
При развитии кислородного голодания, возникающего в результате снижения парциального давления рО2 во вдыхаемом воздухе, происходят существенные сдвиги всех основных параметров дых

Адаптация человека к условиям морского климата
Морской климат характеризуется относительно малой изменчивостью температуры воздуха в течение года и суток, определенными ветровыми и влагообразующими режимами, а также влиянием химических свойств

Экстремальное состояние
В последние годы в литературе по физиологическим наукам отчетливо выявилась тенденция к толкованию такого понятия, как экстремальное состояние. Появление подобного состояния у человека обычно связы

Этапы адаптации
Начальный этап развития рассматриваемого состояния связан со стресс-реакцией, обозначенной Гансом Селье как общий адаптационный синдром, основной смысл которого состоит в мобилизации энергет

Психофизиологическая адаптация
При значительном количестве работ в области авиационной, космической, морской и полярной психологии в них пока нет достаточно четкой характеристики экстремальных условий с позиций психического восп

Гравитация
Вся эволюция животного мира на Земле является историей активного преодоления организмом силы тяжести. «Тяжесть – самое неизбежное и постоянное поле, от которого ни одно существо никогда на Земле не

Механизмы действия ускорений (перегрузок)
Длительно действующие ускорения.Одним из важных динамических факторов при космических полетах, воздействующих на организм человека, является ускорение. Как известно, ускорение возн

Нервная система
Изучение функционального состояния центральной нервной системы, особенно ее высших отделов под действием перегрузок, приобрело особую актуальность в связи с необходимостью оценки работоспособности

Дыхательная система
Влияние перегрузок на функцию внешнего дыхания определяется не только величиной и временем действия перегрузок, но и ее направлением по отношению к вертикальной оси человеческого тела. При этом наи

Сердечно-сосудистая система
Изучение действия перегрузок на сердечно-сосудистую систему было предметом многих исследований. В настоящее время накоплен большой материал, характеризующий изменения в системе кровообращения при в

Реакции организма на невесомость
Первые научно-теоретические разработки вопросов, связанных с оценкой возможного влияния на организм человека отсутствия силы тяжести, были проведены К. Э. Циолковским (1883, 1911, 1919). В т

Влияние вибраций
Вибрация – механические колебания материальных точек или тел. Простейшим видом вибрации является гармоническое колебание, графически изображаемое синусоидой. Виброускорение, или виброперег

Влияние длительных и интенсивных звуковых нагрузок
Шум – это беспорядочная совокупность звуковых волн различных частот и амплитуд, распространяющихся в воздухе и воспринимаемых ухом человека. Диапазон по частоте слышимых звуков для человека простир

Острая гипоксия
Гипоксия в переводе с греческого означает «понижение содержания кислорода в тканях организма». Синоним этого термина в русском языке – кислородное голодание или кислородная недостаточность.

Направления и перспективы исследований проблемы гипоксии в связи с развитием авиации и космонавтики
1. Не вызывает каких-либо сомнений целесообразность использования острой гипоксии (подъемов в барокамере) в качестве теста для медицинского отбора лиц, поступающих на службу в авиа

Высотная болезнь
В 1918 году было предложено объединить патологические состояния, возникающие в результате развития острой гипоксии у людей в полете и при подъемах на высоту, в единую нозологическую форму, названну

Высотные декомпрессионные расстройства
Высотный полет совершается в условиях изменяющегося атмосферного давления, давления в кабине или в высотном снаряжении. Изменение давления в кабине происходит вследствие изменения барометрического

Физиологические реакции организма на избыток кислорода
В последнее время в связи с широким применением кислорода в авиации, космических полетах, в водолазном деле, при освоении морских глубин и, наконец, в лечебной практике резко возрос интерес к изуче

Гиперкапния
Гиперкапния – повышенное напряжение углекислого газа в артериальной крови и тканях организма. Она может развиваться в космическом полете при повышении концентра

Адаптация к условиям высоких и низких температур
Оптимальное тепловое состояние человека обеспечивается условиями теплового комфорта, не ограничиваемого по времени пребывания и не требующего включения дополнительных приспособительных механизмов о

Влияние электромагнитных излучений
Электромагнитное поле (ЭМП) – физическое поле движущихся электрических зарядов, в котором осуществляется взаимодействие между ними. Частные проявления ЭМП – электрическое и магнитное поля. Поскольк

Действие ионизирующих излучений
Ионизирующие излучения – это любые излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков, т. е. ионизации атомов и молекул в облуча

Острая лучевая реакция
Наиболее легкая степень тяжести острого лучевого поражения организма. Она наблюдается при небольших дозах облучения (порядка нескольких десятых долей грэй). Самочувствие остается удовлетворительным

Адаптация человека к последствиям чрезвычайных ситуаций (катастроф)
Чрезвычайной называют внезапно возникшую ситуацию, которая характеризуется значительным социально-экологическим и экономическим ущербом, необходимостью защиты населения от в

Глобальная проблема – кровопотери и их последствия при катастрофах
Травмы, кровопотери и, как следствие, – уменьшение объема циркулирующей крови наиболее характерны для различных катастроф. Борьба с последствиями кровопотерь является важнейшей задачей неотложной м

Механизм действия холода, нарушающего физиологические функции
Согласно теории П. Хочачка (1986), в основе действия холода на клетку так же, как и при недостатке кислорода, лежит повышение концентрации ионов кальция в цитозоле, что дезорганизует биох

Механизмы и пределы физиологической адаптации к острому охлаждению
В соответствии с современными данными при внешнем охлаждении организма сигналы от холодовых терморецепторов кожи и от термочувствительных нейронов разных отделов центральной нервной системы конве

Космическая биология и авиакосмическая медицина
К. Э. Циолковский, размышляя о перспективах межпланетных полетов: «Техника будущего даст нам возможность одолеть земную тяжесть и путешествовать по всей Солнечной системе», – пришел к

Адаптация к космическим полетам
До последнего времени в космической физиологии адаптация человека рассматривалась лишь в онтогенетическом аспекте. Между тем физиологическая адаптация – понятие более широкое. Оно включает изучение

Фенотипическая адаптация
Адаптация, приобретаемая в ходе индивидуальной жизни организма при его взаимодействии с окружающей средой, определяется какфенотипическая адаптация. Именно она явля

Подводная биология и медицина
К настоящему времени сформировалась новая область естественных наук – подводная биология и медицина, изучающая функциональное состояние организма человека при воздействии комплекса факторов, возник

Биологические проблемы погружения
Наиболее сложными биологическими проблемами, препятствующими в настоящее время погружению человека на большие глубины, являются проблемы преодоления нарушения функции дыхания и неврологических расс

Методы оптимизации реакций организма
1. Рациональный подбор газовой среды. Как показал В. П. Николаев, важнейшие требования, предъявляемые к искусственной дыхательной среде при различных давлениях, – обеспечени

Искусственная газовая атмосфера
Нормальная жизнедеятельность и работоспособность человека в условиях космического полета обеспечиваются благодаря использованиюгерметических кабин регенерационного типа, в которых

Недостатки моногазовой ИГА
В то же время моногазовая ИГА имеет ряд серьезных теневых сторон. К ним следует отнести повышение пожарной опасности, которая резко возрастает в моногазовой ИГА. Последнее обусловлено прежде всего

Адаптация к антропогенным факторам среды
С развитием науки и техники, ускорением процессов индустриализации и урбанизации влияние человека на окружающую среду многократно возросло. Будучи неотъемлемой частью этой среды, человек подвергает

Адаптация к городским и сельским условиям
Городская среда.Рост численности населения, развитие промышленности, науки и техники привели к значительной концентрации населения на отдельных территориях. Многие когда-то незначи

Современные представления о механизмах стресса
Концепцию стресса (и само это понятие) разработал и ввел в науку Г. Селье , он же отразил и двоякую природу этого феномена: «Стресс – это аромат и вкус жизни, и избежать

Стрессовая устойчивость
Наличие стрессора может и не привести к развитию стрессовой реакции (острой, хронической). У многих людей к некоторым стрессорам существует стойкий психосоматический «иммунитет», д

Адаптация к стрессовым условиям
Изучению адаптации человека к стрессорам в последнее десятилетие уделяется большое внимание. Это связано, в частности, с увеличением числа экстремальных ситуаций как природного, так и социального п

Способы предотвращения и снятия состояния стресса
Основными направлениями устранения состояния стресса являются медикаментозное (фармакологическое) воздействие, немедикаментозное и комплексное. I. Фармакологический подход.

Отрицательные эффекты фармакологического метода
Таким образом, в итоговой оценке эффективности фармакологической коррекции по всем трем направлениям должны учитываться не только положительные моменты повышения активности, но и негативные отклоне

Недостатки рефлексотерапии
К недостаткам рефлексотерапии можно отнести то, что хотя ее применение и дает положительный эффект, но он временный. Вылеченные пациенты, радостные поначалу, со временем сталкиваются с тем фактом,

Демографические процессы
Гигантский прирост населения планеты, связанный с совершенствованием техники, ростом благосостояния людей, увеличением их социальных запросов и потребностей, – одна из главных причин углубления гло

Адаптация к различным видам трудовой деятельности. Характеристика основных типов работы
В социальном аспекте под работой понимают любую деятельность человека, осуществляемую в рамках определенной профессии, при этом работа выступает как основа существования человеческого общества.

Физическая работа
Типы рабочей деятельности. Как уже упоминалось, физическая работа представляет собой сочетание статической и динамическойработы. Статическая работ

Умственная работа
Умственный труд сопряжен с работой корковых структур полушарий головного мозга. В интеллектуальном труде преобладает информационный компонент. Важна и психическая составляющая. Для такого рода труд

Утомление
Интенсивная или длительная работа ведет к развитию утомления, причина которого – недостаточность процессов восстановления физиологических затрат. Утомление – совоку

Рациональная организация учебного и трудового процессов
Оптимизация трудового процесса должна быть направлена на сохранение высокого уровня работоспособности человека и устранение хронической нервно-эмоциональной напряженности. Поэтому трудовой и учебны

Профессиональный отбор
Профессиональный отбор – комплекс мероприятий, направленных на выявление лиц, наиболее пригодных к обучению и последующей трудовой деятельности по своим моральным, психофизи

Адаптация студентов к условиям обучения в вузе
Деятельность студентов относят к умственному труду. У студентов он имеет свои особенности, связан с процессом обучения и заключается в усвоении все возрастающего объема учебного материала, т. е. в

Адаптация к различным видам профессиональной деятельности
Профессиональная адаптация – процесс приспособления к различным аспектам трудовой деятельности человека, включая условия, в которых деятельность протекает. Этот процесс сост

Адаптация к профессиональной деятельности учителя
Кто не помнит свою первую учительницу, особенно если она была доброй и справедливой, как вторая мама. Такое призвание бывает только у неисправимых романтиков. Эти люди работают не за материальные б

Адаптация к профессиональной деятельности врача
«Сапожник без сапог» – эта пословица как нельзя более подходит к специальности врача. Медицинская профессия является едва ли не самой опасной для здоровья и жизни из всех «интеллигентных» профессий

Адаптация к профессиональной деятельности предпринимателя
В современном российском обществе активно формируется новая социальная группа, определяемая в общественном сознании такими терминами, как «деловые люди», «бизнесмены», «предприниматели». П

Психологические аспекты адаптации
Психическая адаптация – это процесс установления оптимального соответствия личности и окружающей среды в ходе осуществления свойственной человеку деятельности, который позво

Подготовительный этап
В том случае, когда человек предполагает или знает с определенной степенью вероятности о предстоящих изменениях, наблюдается подготовительный этап. Содержание подготовительного этапа с точ

Этап стартового психического напряжения
Данный этап можно считать пусковым моментом приведения в действие механизма переадаптации. Состояние человека на этом этапе сравнимо с переживаниями перед спортивными соревнованиями, выходом на сце

Этап острых психических реакций входа
Другое название этапа – первичная дезадаптация. Является стадией адаптационного процесса, на котором личность начинает испытывать на себе влияние психогенных факторов измененных условий существован

Этап завершающего психического напряжения
Данный этап наступает при развитии адаптационного процесса в благоприятном направлении. Характерное содержание этого этапа – своеобразная подготовка психики человека к возвращению в определенной ст

Этап острых психических реакций выхода
По своему функциональному значению он в какой-то степени аналогичен этапу реакций входа, так как любые изменения условий жизни, деятельности, окружающей среды предполагают перестройку комплекса пси

Адаптация к новой культуре
При рассмотрении проблемы психологической адаптации определенный интерес представляет информация об адаптации человека к новой для него культуре. Проблема межкультурной адаптации дискутируется в ми

О механизмах адаптации детского организма
Комплекс факторов окружающей среды начинает действовать на человеческий организм еще во внутриутробном периоде развития и продолжает оказывать свое влияние на протяжении всего онтогенеза.

Фазовый характер адаптации
В соответствии с учением об адаптационном синдроме в последнем, как известно, выделяют три фазы. Первая – фаза тревоги, «аварийная фаза». Она содержит в себе призыв к мо

Особенности адаптивных процессов у детей
Вместе с тем смена внешних воздействий временно нарушает формирование адаптивных реакций, складывающихся у ребенка в привычных для него условиях. У подростков реакции адаптации сопровождаются слишк

Влияние природных факторов на развивающийся организм
Космогеофизические факторы.Особое значение в эволюции живого вещества и формировании свойств развивающихся организмов принадлежит физическим факторам биосферы Земли, которые завися

Биологические ритмы растущего организма
Биологическим ритмам подвержены все без исключения процессы, происходящие в растущем организме. С одной стороны, они являются одним из важных механизмов приспособления ребенка к окружающей среде, а

Адаптация ребенка к условиям высоких широт
Климатические условия Севера – одни из самых тяжелых для проживания и адаптации детского организма. Дискомфортные температурные, световые условия, недостаточность ультрафиолета, сильные ветры, резк

Дыхательная система
Функция дыхания у детей в районе высоких широт осложнена, поскольку слизистая оболочка верхних дыхательных путей в зимнее время года почти постоянно подвергается раздражающему воздействию холодного

Сердечно-сосудистая система
Адаптация организма к северным условиям проявляется также некоторым увеличением МОК и сердечного индекса. Тенденция к такому гиперкинетическому типу кровообращения позволяет транспортировать больше

Пищеварение и питание
Дети коренных национальностей Севера в грудном и раннем возрасте мало отличаются по показателям физического развития от своих сверстников средней полосы. В дальнейшем намечается их отставание в рос

Адаптация детей к пустынной зоне
Пустынная (аридная) зона, как известно, характеризуется сухим климатом с высокими температурами воздуха (+55…+57 °C летом и +10…-15 °C зимой) и малым количеством атмосферных осадков. В пустынях на

Сердечно-сосудистая система
Высокая температура воздуха, действующая на не адаптированного к жаре ребенка, вызывает фазные изменения артериального давления. Уже при небольшом увеличении температуры тела (первая фаза) с

Адаптация детского организма к условиям тропиков
Терморегуляция. Попадая в тропики, ребенок подвергается действию высокой температуры и влажности. Афферентное звено – терморецепторы в коже получают раздражение и сообщают об это

Сердечно-сосудистая система
Интенсивному потению в детском организме способствует кровообращение. При повышении температуры и влажности кровь начинает выполнять одну из главных функций переноса тепла от внутренних органов к п

Желудочно-кишечный тракт
Одним из следствий увеличения тока крови по периферическим сосудам и соответственно ее оттока от внутренних органов является угнетение функции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Оно сопровождается у

Вегетативная нервная система
Существенное место в процессе адаптации принадлежит вегетативной нервной системе, которая является основным регулятором функций внутренних органов. Во многом успех адаптации детского организма к тр

Сердечно-сосудистая система
Системы кровообращения и крови в тропиках имеют ряд приспособительных особенностей. Кровь детей-аборигенов содержит большое количество гамма-глобулинов, что может быть объяснено двумя причинами.

Потоотделение
При рассмотрении физиологии детей-аборигенов тропиков нельзя обойти стороной один из самых важных терморегуляционных процессов – потоотделение. Его особенностью в данных условиях является то, что д

Дыхательная система
Большую роль в адаптации ребенка к гипоксическим условиям играет система дыхания. У детей дошкольного возраста МОД и альвеолярная вентиляция увеличиваются на высотах 1000–3000 м незначител

Сердечно-сосудистая система
Недостаток кислорода у детей и подростков сказывается на сердечно-сосудистой системе учащением сердечных сокращений и повышением систолического давления. На высоте 2000 м (на второй день пребывания

Влияние антропогенных факторов на функциональное состояние организма ребенка
В последние десятилетия в связи с ростом напряжения экологической обстановки на детский организм ложится дополнительная нагрузка. Это обусловлено тем, что ребенок должен адаптироваться помимо приро

Влияние шума
Шум, как физическое явление, представляет собой механические колебания упругой среды в диапазоне слышимых частот. Ухо человека может слышать только те колебания, частота которых составляет от 16 до

Электромагнитные излучения
Широкое развитие компьютеров, телевидения, радиосвязи, радиолокации, расширение сети высоковольтных линий электропередачи, применение высокочастотной энергии в различных сферах хозяйства и в быту п

Действие радиации на ребенка
Радиация по своей природе вредна для жизни. Малые дозы облучения могут «запустить» не до конца еще установленную цепь событий, приводящую к генетическим повреждениям или раку. При больших дозах рад

Химическое загрязнение окружающей среды и его воздействие на растущий организм
Загрязнение окружающей среды химическими отходами прогрессирует с каждым годом. Поступая в воздух, воду и почву, в результате круговорота веществ в природе, эти отходы попадают в организм ребенка,

Урбанизация и детский организм
Развитие индустриального общества сопровождалось интенсивными процессами урбанизации. Значительно усилилась миграция населения из сельской местности в города. Города начали разрастаться, превращаяс

Адаптация детей к социальным факторам
Для понимания общих закономерностей адаптации важное значение имеют исследования приспособительных реакций организма детей и подростков в процессе их социализации. Приспособление организма ребенка

Детский организм и стресс
Условия обитания предъявляют к детскому организму все возрастающее количество стрессогенных факторов. Происходят глобальные изменения окружающей среды. Увеличивается темп жизни. Растет экологическо

Социальные факторы, негативно влияющие на детский организм
Различные социальные факторы, негативно влияющие на организм, – употребление родителями алкоголя, конфликты в семье, неполная семья (или наличие мачехи или отчима) и т. п. – вызывают у детей невроп

Изучение адаптивных возможностей детского организма к мышечной деятельности позволяет определить характер текущих изменений, происходящих в организме под влиянием мышечной деятельности, прогнозиров

Кровеносная система
Известно, что состав крови детей – в достаточной степени чувствительный и точный показатель протекающих в организме физиологических процессов. Показано, что у большинства учащихся 8-12 лет к концу

Дыхательная система
С возрастом существенно изменяется ритм дыхания, длительность дыхательного цикла, соотношение между фазами вдоха и выдоха, дыхательной паузой. Частый, не очень стабильный ритм дыхания, относительно

Терморегуляция
Под влиянием учебного процесса происходят сдвиги терморегуляции, повышение от начала к концу учебного дня температуры открытых поверхностей тела. В период подготовки и сдачи экзаменов, когда умстве

Воздействие телевизора и компьютера
В настоящее время телевидение стало обыденным явлением повседневной жизни. Телевидению, как средству массовой информации, отводится ряд функций: образовательная, развлекательная, воспитате

Психологические аспекты адаптации детей к школе
Психологическая адаптация является важнейшим компонентом адаптации в целом. Поступление в школу – переломный момент в жизни ребенка, переход к новому образу жизни и условиям деятельности,

Рациональная организация учебного процесса
Работоспособность учащихся во время учебного года зависит от того, насколько рационально построен учебный процесс. Это означает, что размеры учебной нагрузки на протяжении дня, недели и года, черед

Профессиональная ориентация подростков
Отношение к профессиональному выбору можно рассматривать как фрагмент целостной организационной системы отношений индивида к окружающей среде, составляющих основу личности. В профессиональном труде

4) Низкая влажность воздуха в салоне самолета

При заболеваниях глаз могут возникнуть осложнения из-за низкой влажности воздуха в самолете. Ее уровень обычно составляет примерно 20%, а иногда и меньше, тогда как комфортное для человека значение – 30%. При более низкой влажности начинают высыхать слизистые оболочки глаз и носа, что мы и ощущаем при авиаперелетах во всей полноте. Немало неприятных моментов это доставляет прежде всего тем, кто носит контактные линзы. Врачи-офтальмологи рекомендуют брать в полет капли «искусственная слеза», чтобы периодически орошать слизистую. Это особенно важно в рейсах, длящихся более 4 часов. Альтернативный вариант – отправляться в полет не в линзах, а в очках. Снимать линзы непосредственно в самолете не стоит, так как обстановка в любом транспорте недостаточно гигиенична. Прекрасному полу врачи советуют минимально пользоваться косметикой при длительных перелетах, так как чувствительность глаз повышается, и тушь или тени могут вызвать раздражение.

Чтобы восполнить недостаток влаги, в полете рекомендуется пить больше соков или простой негазированной воды. А вот чай, кофе и алкоголь водный баланс организма не восстанавливают. Напротив, они выводят влагу из организма.

Космические полёты

При полете в космическое пространство живые организмы сталкиваются с целым рядом условий и факторов, резко отличных по своим свойствам от условий и факторов биосферы Земли. Факторы космического полета, которые способны оказать влияние на живые организмы, делят на три группы.

К первой относятся факторы, связанные с динамикой полета космического корабля: перегрузки, вибрации, шумы, невесомость. Изучение воздействия их на живые организмы - важная задача космической биологии.

Ко второй группе относятся факторы космического пространства. Космическое пространство характеризуется многими особенностями и свойствами, которые не совместимы с требованиями земных организмов к условиям окружающей среды. Это прежде всего почти полное отсутствие газов, входящих в состав атмосферы, в том числе молекулярного кислорода, высокая интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучения, ослепляющая яркость видимого света Солнца, губительные дозы ионизирующих (проникающих) излучений (космические лучи и гамма-кванты, рентгеновское излучение и др.), своеобразие теплового режима в условиях космоса и т. д. Космическая биология изучает влияние всех этих факторов, их комплексное воздействие на живые организмы и способы защиты от них.

К третьей группе относятся факторы, связанные с изоляцией организмов в искусственных условиях космического корабля. Полет в космическое пространство неизбежно связан с более или менее длительной изоляцией организмов в сравнительно небольших герметизированных кабинах космических кораблей. Ограниченность пространства и свободы движения, монотонность и однообразие обстановки, отсутствие многих привычных для жизни на Земле раздражителей создают совершенно особые условия. Поэтому необходимы специальные исследования физиологии высшей нервной деятельности, устойчивости высокоорганизованных существ, в том числе и человека, к длительной изоляции, сохранения в этих условиях работоспособности.

Иммунитет при космическом полёте

После длительных полётов у космонавтов происходит снижение общей иммунологической реактивности организма, что проявляется: - уменьшением содержания в крови и реактивности Т-лимфоцитов;

Снижением функциональной активности Т-хелперов и натуральных киллеров; - ослаблением синтеза важнейших биорегуляторов: ИЛ-2, а- и р-интерферона и др.; - увеличением микробной обсеменённости кожных покровов и слизистых оболочек; - развитием дисбактериальных сдвигов; - повышением устойчивости ряда микроорганизмов к антибиотикам, появлением и усилением признаков их патогенности.

Значение выявленных изменений иммунологической реактивности и аутомикрофлоры организма космонавта, находящегося как в космическом полете, так и после него состоит в том, что эти изменения могут способствовать повышению вероятности развития аутоиммунных заболеваний, а также заболеваний бактериальной, вирусной и аллергической природы. Все это необходимо учитывать при планировании и медицинском обеспечении длительных космических полётов.

Влияние невесомости

Состояние невесомости возникает, когда к телу, находящемуся в пространстве, не приложены никакие внешние силы, кроме силы притяжения. Если космический аппарат находится в центральном поле тяготения и не вращается вокруг своего центра масс, он испытывает невесомость, характерным признаком которой является то, что ускорения всех элементов конструкции, деталей приборов и частиц человеческого тела равны ускорению силы тяжести.

Положительное свойство невесомости - возможность применения в космосе ажурных, тонких и очень легких конструкций (в том числе надувных) при создании крупномасштабных сооружений на орбите (например, гигантских антенн радиотелескопов, панелей солнечных батарей орбитальных электростанций и т. п.).

Полет в невесомости требует закрепления на своих местах аппаратуры и оборудования, а также оснащения обитаемого космического аппарата средствами фиксации космонавтов, предметов их труда и быта.

Первичными эффектами невесомости являются снятие гидростатического давления крови и тканевой жидкости, весовой нагрузки на костно-мышечный аппарат, а также отсутствие гравитационных стимулов специфических гравирецепторов афферентных систем. Реакции организма, обусловленные длительным пребыванием в невесомости, выражают, по существу, его приспособление к новым условиям внешней среды и протекают по типу «неупотребления» или «атрофии от бездействия».

Состояние невесомости в начальный период часто вызывает нарушения пространственной ориентации, иллюзорные ощущения и симптомы болезни движения (головокружение, дискомфорт в желудке, тошнота и рвота), что связывают главным образом с реакциями вестибулярного аппарата и приливом крови к голове. Наблюдаются также изменения субъективного восприятия нагрузок и некоторые другие изменения, вызываемые реакциями чувствительных органов, которые настроены на земную силу тяжести. В течение первых десяти дней пребывания в невесомости в зависимости от индивидуальной чувствительности человека, как правило, происходит адаптация к указанным проявлениям невесомости и самочувствие восстанавливается.

В условиях невесомости происходит перестройка координации движений, развивается детренированность сердечно-сосудистой системы.

Невесомость влияет на баланс жидкости в организме, обмен белков, жиров, углеводов, минеральный обмен, а также на некоторые эндокринные функции. Наблюдаются потери воды, электролитов (в частности, калия, натрия), хлоридов и другие изменения в обмене веществ.

Ослабление действия внешних сил на структуры, несущие весовую нагрузку, приводит к потере кальция и других веществ, важных для поддержания прочности костей. После длительного воздействия невесомости возможны явления легкой мышечной атрофии, некоторая слабость мускулатуры конечностей и т. д.

Факторы космического полета

Введение

К. Э. Циолковский, размышляя о перспективах межпланетных полетов: «Техника будущего даст нам возможность одолеть земную тяжесть и путешествовать по всей Солнечной системе», - пришел к выводу о возможном неблагоприятном воздействии на космонавтов таких факторов, как измененная гравитация (перегрузки и невесомость), дефицит кислорода, пищевых веществ, воды и т. п., и о необходимости изучения влияния факторов полета на организм. Примечательно, что рассуждения российского ученого носили не только умозрительный характер. Они побудили его к проведению исследований на самом себе: «Подверг и себя экспериментам: по нескольку дней ничего не ел и не пил. Лишение воды мог вытерпеть только в течение двух дней. По истечении их я на несколько минут потерял зрение».

В области космической биологии и медицины в связи с перспективой полета человека на Марс вновь остро встает проблема адаптации. Изучение этой проблемы, в том числе ее общетеоретических аспектов, можно считать традиционным. Какие же аспекты адаптации важны для космической биологии и медицины? Прежде чем ответить на этот вопрос, надо остановиться на том, чем занимаются эти научные направления.

Основные космические факторы биологического воздействия.

В космическом полете на организм человека могут влиять три основные группы факторов:

Первая группа факторов

Первая группа факторов зависит от физического состояния космического пространства. К этой группе факторов следует отнести: крайне низкие степени барометрического давления, отсутствие молекулярного кислорода, необходимого человеку для дыхания, ионизирующие излучения (космическая, ультрафиолетовая, корпускулярная радиация и др.), метеорную опасность, неблагоприятные температурные условия и т.д.

Барометрическое давление. Отечественная и зарубежная наука имеет более чем полувековой опыт изучения влияния на человека пониженного барометрического давления и низкого парциального давления кислорода. На основании научных данных разработаны герметические кабины (вентиляционного и регенерационного типов), кислородные приборы, скафандры и т.д. Хорошо изучено также влияние резких перепадов давления от более высоких степеней давления в герметической кабине до значительного разрежения атмосферного давления вне кабины в условиях полета.

Космическое излучение. Верхние слои атмосферы нашей планеты непрерывно бомбардируются потоками атомных ядер, движущимися с огромными скоростями и носящими название космического излучения. Абсолютное количество таких частиц невелико, но они обладают большими энергиями, измеряемыми миллиардами электрон-вольт.

Большинство несущихся из мирового пространства ядер не достигают поверхности Земли. Они, сталкиваясь с ядрами атомов газов атмосферы, образуют так называемое вторичное космическое излучение. До поверхности Земли доходит только вторичное космическое излучение, интенсивность которого почти в 50 раз меньше первичного. Космическая радиация, как и всякая другая радиация, проникая в вещество, отщепляет от атомов вещества электроны; в результате этого образуются положительные и отрицательные ионы.

Поэтому космическое излучение, как и рентгеновское, относится к ионизирующим излучениям. Клеточные структуры, ткани живого организма повреждаются при действии радиации, так как происходит образование ионов, нарушающих нормальное течение биохимических реакций живого организма.

Космическое излучение почти на три четверти состоит из ядер водорода - протонов. Ядра гелия, или альфа-частицы, составляют около одной четверти, а на остальные ядра химических элементов приходится около одного процента всех космических частиц.

Первичная космическая радиация при действии на организм может вызвать ионизацию, эквивалентную рентгеновскому излучению 0,005 Р в сутки. Если же принять, что относительная биологическая эффективность космической радиации в 10 раз выше обычной радиации (рентгеновской), то действие ее будет эквивалентно 0,05 Р в сутки, или 0,35 Р в неделю, что превышает допустимые нормы и, естественно, должно насторожить врачей. Во всяком случае, при длительных полетах в мировое пространство эти явления необходимо строго учитывать, а биологическое действие космического излучения - самым тщательным образом изучать.

При обеспечении полетов спутников интенсивность облучения можно значительно снизить путем правильного выбора трассы и времени полета. Космические частицы, как и все другие движущиеся заряженные тела, могут отклоняться магнитным полем Земли.

Магнитные силовые линии земного магнитного поля в экваториальных широтах располагаются примерно параллельно земной поверхности, а в полярных широтах - перпендикулярно ей. В результате космические частицы в зоне экватора, пересекая магнитные силовые линии, значительно отклоняются, тогда как идущие к северному и южному магнитным полюсам движутся вдоль этих линий в большом количестве и достигают поверхности Земли.

С незапамятных времен человечество знало, что Солнце излучает свет и тепло, но только в XX веке ученым удалось получить первые сведения о более коротковолновых излучениях Солнца - ультрафиолетовом и корпускулярном. Большая часть этого излучения с длиной волны от 10 до 300 миллимикрон не в состоянии проникать через толстые слои вещества, например через стекла иллюминаторов, и поэтому совершенно безвредна для людей, находящихся в кабине. Однако указанная радиация, интенсивно действуя на поверхностные слои вещества в условиях глубокого вакуума мирового пространства, может разрушать молекулы ткани и материала, из которых изготовлены скафандр и кабина. Эти обстоятельства необходимо учитывать и делать скафандры из ткани, наиболее устойчивой к действию ультрафиолетовых лучей, ограничивать срок службы скафандров, а кабины изготавливать из самых прочных материалов.

Помимо описанной радиации от Солнца исходят лучи с длиной волны менее 10 миллимикрон, и они мало чем отличаются от самых мягких рентгеновских лучей, образуя так называемое корпускулярное излучение Солнца. При длительном действии корпускулярная радиация может повредить ткань скафандра, а проникая в подскафандровое пространство, может вызвать образование озона, вредного для человека. Чтобы снизить влияние на человека ультрафиолетового, рентгеновского и корпускулярного излучений Солнца, вероятно, потребуется делать скафандры из более плотной ткани, чем это необходимо по соображениям прочности, и ограничивать время пребывания космонавтов вне гермокабины ракеты.

Для предотвращения воздействия на космонавтов данного фактора осуществляется прогнозирование радиационной обстановки. При этом учитываются продолжительность полета транспортного пилотируемого корабля, характер орбиты, характе-ристики конструкции космического аппарата, наличие средств защиты экипажа. С учетом результатов прогноза выбирается дата старта транспортного пилотируемого корабля.

На основании экспериментальных и клинических данных для экипа-жей космических кораблей установлены три категории дозы ионизирующего излучения, по-зволяющие выполнить космический полет без серьезных лучевых повреж-дений организма: допустимая доза, доза оправданного риска и критическая доза.

Из приведенных данных следует, что влияние на человека ионизирующего излучения, особенно космической радиации, изучено недостаточно. Для обеспечения безопасности длительных космических полетов необходимо изучить влияние космической радиации сначала на простейшие живые организмы (микробы, дрожжевые клетки), растения, насекомых и животных. Только при получении результатов научных исследований на животных, особенно при длительных космических полетах, можно дать научно обоснованный ответ о радиационной опасности и обеспечить космические полеты человека.

Метеорные тела. В безоблачные ночи нередко можно наблюдать «падающие звезды» - метеоры, которые быстро проносятся по темному небосводу. Это происходит вследствие их проникновения в пределы атмосферы. Из-за большой скорости движения, достигающей 70 км/с и более, метеорные тела, нагреваясь до нескольких тысяч градусов, начинают ярко светиться и сгорают. Вслед за метеором тянется след - поток ионизированного газа.

Встреча с метеорными телами может представлять определенную опасность и для космического корабля. В самом деле, скорость движения метеора в 20-70 раз превышает скорость движения пули, а потому для защиты от него потребуется куда более мощная броня, чем для защиты от пули. Достаточно сказать, что метеорное тело массой всего 1 г, движущееся со скоростью 30 км/с, способно выбить из корпуса ракеты значительное количество металлического покрытия. Однако, к нашему счастью, средняя плотность метеорного вещества в межпланетном пространстве ничтожно мала и для тел массой 1 г составляет 1,4.10 -24 г/см 3 , что соответствует примерно одной частице в объеме куба с ребром, равным 100 км. Пространственная плотность более мелких метеорных частиц (массой в десятки миллиграммов) несколько выше. В целом же пространственная плотность метеорного вещества в районе орбиты Земли равна 0,5.10 -22 г/см 3 . Следовательно, вероятность встречи космического корабля с метеорным телом тем больше, чем меньше размеры метеорного тела.

Опыт полетов советских спутников Земли показал, что метеорная опасность не так велика, как можно было бы предположить на основании теоретических расчетов. Вместе с тем и недооценивать ее нельзя. Поэтому данные об интенсивности метеорных потоков представляют особую важность при конструировании космических кораблей и выборе их орбиты.

Опасность столкновения с аппаратом представляет и большое количество находящихся в космосе космических объектов искусственного происхождения. Характер объектов, находящихся на орбитах, следующий: 5% составляют работающие спутники, 12% - неработающие спутники, 18% - последние ступени ракет-носителей, болты, кабели и др. Остальные 65% - в большинстве своем осколки взорвавшихся ракет или намеренно подорванных спутников. Ежемесячно около Международной космической станции в настоящее время пролетает 2-3 фрагмента искусст-венных объектов.

Защита космического корабля от небольших метеорных частиц может быть обеспечена достаточно прочной оболочкой. Если же встреча корабля с метеорным телом произойдет и целостность обшивки будет нарушена, это может повлечь за собой разгерметизацию кабины. Учитывая это, необходимо предусмотреть защиту экипажа от резкого изменения барометрического давления и недостатка кислорода.

Температура. Влиянию на человека низких и высоких температур посвящено много исследований в нашей стране и за рубежом. При умеренных колебаниях температуры внешней среды организм человека автоматически поддерживает внутреннюю температуру на постоянном уровне. Однако резкие изменения температуры (ее повышение или понижение) отрицательно сказываются на состоянии человека. Тем-пература может оказаться высокой или низкой не только внутри транспортного корабля, но и на месте приземления или приводнения экипажа. Одной из причин повышения температуры внутри космического аппарата может быть пожар. Необходимо учитывать не только непосредственные причины пожара, но и потенциальную опасность его возникновения, которая может возрастать в результате выбора состава атмосферы кабины космического аппарата с большим содержанием кислорода или в связи с использованием легковоспламеняющихся материалов.

Воздействие на человека высокой температуры приводит, прежде всего, к функциональным нарушениям системы терморегулирования орга-низма. При температуре наружного воздуха 30-33 °С теплообмен с окру-жающей средой практически прекращается, и тепловое равновесие под-держивается только благодаря интенсивному потоотделению, но оно при ограниченных запасах воды чревато угрозой дегидратации (обезвожива-ния) организма.

Если температура воздуха и окружающих стен превышает 60 °С, организм человека не способен сохранять тепловой баланс даже за счет обильного потоотделения, вследствие чего начинается процесс накопления тепла в организме.

Существуют допустимые значения продолжительности воздействия высоких температур, а также пребывания человека в воде без спецодежды в зависимости от температуры воды, по истечении которых с высокой вероятностью наступает потеря сознания или смерть.

Наиболее действенной мерой при резких изменениях внешней температуры является использование одежды, которая должна иметь как можно больше слоев и быть плотнее прижата к телу.

Из этого следует, что если неблагоприятный температурный фактор действует продолжительное время, то у человека резко снижается переносимость всего комплекса факторов космического полета. Следовательно, для человека в кабине космического аппарата необходимо поддерживать оптимальные температурные условия.

Приведенные данные о физическом состоянии космического пространства свидетельствуют о том, что оно является средой, непригодной для обитания человека и животных без защитных мероприятий.

Вторая группа факторов

Вторая группа объединяет факторы, которые обусловлены самим полетом на ракетном летательном аппарате (шум, вибрации, ускорение и невесомость).

Шум и вибрации. О влиянии на человека шумов имеется достаточное количество научных данных, которые позволяют надеяться, что при разработке космического корабля можно будет провести тщательную звукоизоляцию и снизить уровень шума в кабинах. При этом необходимо учитывать, что шумы будут наиболее интенсивными на активном участке полета, т. е. на участке разгона космического корабля до конца выведения его на орбиту. Влияние вибрации на космонавтов на активном участке выведения космического корабля на орбиту изучено достаточно хорошо. Имеется целый ряд конструктивных предложений амортизаторов, снижающих действие вибраций на человеческий организм.

Практически так же, как ускорение, вибрация и шум связаны главным образом с фазами запуска двигателей космического корабля или их работы во время полета. Их источниками являются работа ракетных двигателей, их сотрясение, перемещение топлива в цистернах-баках, атмосферные потоки и турбулентность атмосферы, а также аэродинамические удары при преодолении космическим кораблем звукового барьера. При полете с выключенными двигателями шум и вибрация почти исчезают, так как в этом случае их порождают лишь импульсные двигатели управления ориентацией космического корабля в пространстве, различные электромоторы и система радиосвязи.

Шум и вибрация вызывают ощущение дискомфорта, раздражение, тошноту и другие неприятные ощущения. Характерно появление чувства тревоги и страха, удушья, болей в области живота и позвоночника, общего утомления, затрудненного дыхания, головной боли, зуда и глухоты. Вредное действие вибрации на организм человека имеет механическую природу, по крайней мере, в диапазоне тех частот колебаний, которые возникают во время космического полета. Очевидно, нарушается нормальное протекание процессов как в отдельных клетках, так и в органах в целом. В частности, вибрация влияет на анафазу, т. е. на ту стадию деления клеток, во время которой начинается расхождение половинок хромосом. Советские биологи в своих экспериментах подвергали вибрации, характерной для работы ракетного двигателя, мышей и установили значительное возрастание количества анафазных формаций в спинном мозгу уже через день после опыта. Процент анафазных формаций достиг максимальной величины 9,79, в то время как у контрольной группы животных он составлял 2,61.

Если бы механические повреждения на клеточном уровне происходили в большем масштабе, то вибрация во время космического полета стала бы серьезной проблемой. Дело в том, что человеческое тело и его отдельные органы имеют, к сожалению, собственные резонансные частоты, лежащие в том же диапазоне, что и частоты ракетоносителей. Так, космический корабль «Аполлон» с ракетоносителем «Сатурн-5» имеет основную резонансную частоту около 4,5 гц. После отделения двигателей первой ступени резонансная частота космического корабля с двигателями второй и третьей ступеней составляет примерно 6 гц, а частота третьей ступени ракетоносителя с космическим кораблем будет уже около 9 гц. Это очень важно, так как резонансная частота тела человека в зависимости от его положения и способа фиксации лежит в диапазоне от 3 до 12 гц. А отдельные органы имеют более высокие собственные резонансные частоты. Когда космический корабль вибрирует на какой-либо из этих частот, вибрация соответствующих органов человека резонансно увеличивается, эти органы деформируются, смещаются или теряют фиксацию, то есть происходит их механическое повреждение. Однако до этого в большинстве случаев возникает ощущение дискомфорта. Пилоты космического корабля «Джемини» при частоте колебаний 50 гц не могли считывать показания приборов, так как именно при этой частоте начинают вибрировать глазные яблоки и глаза словно застилает пеленой.

О колоссальных уровнях шумов, генерируемых крупными космическими ракетами, дают представление некоторые цифры. Так, ракета «Сатурн-5» при тяге около 3 млн кг на уровне моря в течение 2 мин генерирует почти 200 млн Вт звуковой энергии. Вообще в звук обычно переходит 0,3-0,8% общей мощности ракеты. Показательно, что количество звуковой энергии, генерируемой реактивным самолетом «Боинг-707», в четыре с лишним тысячи раз меньше. Когда ракета набирает скорость, это вызывает дополнительный шум. После 60 сек полета основную часть шума снаружи корабля вызывает обтекающий его воздушный поток. При максимальном динамическом давлении, когда давление воздуха на носовую часть ракеты «Сатурн» достигает 3593 кг/м 2 , возникают дополнительные шум и вибрация. Это происходит на 78-й секунде полета на высоте около 13 км.

Шум в 160 дБ может вызывать механические повреждения и необратимую глухоту в результате разрыва барабанной перепонки и смещения слуховых косточек в среднем ухе. При 140 дБ человек ощущает сильную боль, а продолжительное воздействие шума в 90-120 дБ может привести к повреждению слухового нерва.

Физиологическое воздействие на человека низкочастотных шумов изучают на специальных установках. Одна из таких установок сооружена в Исследовательском центре НАСА Лэнгли в Хэмптоне (штат Вирджиния). Основная ее часть — цилиндрическая камера диаметром 7,3 м и длиной 6,4 м. Один конец камеры оборудован поршнем диаметром 4,3 м, его приводит в движение гидравлический силовой привод, управляемый электронно-вычислительной машиной. Другой конец камеры закрывает подвижная стенка, с помощью которой осуществляют акустическую настройку камеры. В камере можно создавать шум с уровнем до 160 дБ при частоте ниже 3 Гц.

В пилотируемом космическом корабле шумы опасны не только тем, что воздействуют на органы слуха космонавта. При уровне шума 120 дБ наступают серьезные ухудшения в речевой связи и радиосвязи. Эксперименты показывают, что речь говорящего становится значительно менее разборчивой, если к вибрации в диапазоне 10-30 Гц добавляются хаотические шумы. Кроме того, шум в 60 дБ и свыше вызывает торможение нормальных сокращений желудка и кишечника, а также уменьшает выделение желудочного сока и слюны. Поэтому при создании космического корабля «Аполлон» стремились снизить шумы настолько, чтобы максимальный их уровень после окончания фазы полета с выключенными двигателями не превышал 55 дБ в диапазоне частот 300-3800 Гц. В лунном отсеке «Аполлона» уровень шума составляет 80 дБ, а в диапазоне частот 600-4800 Гц снижен до 55 дБ.

Шумы иной интенсивности и частотной характеристики также оказывают нежелательное физиологическое воздействие на человека, значительно снижая его работоспособность и мешая сосредоточиться. Например, советская женщина-космонавт В.В. Терешкова во время полета на космическом корабле «Восток-6» установила, что ее внимание особенно отвлекал шум вентилятора с интенсивностью 76 дБ и частотой 2000 Гц. Уровень шума в командном отсеке корабля «Аполлон» на 62-й секунде полета составляет 125 дБ. Уровень внешних шумов при прохождении их сквозь обшивку космического корабля снижается до 20-30 дБ. Кроме того, они глушатся шлемом скафандра. Интенсивность шумов снаружи и внутри космического корабля в первые две минуты после запуска показана на приведенном здесь графике. Уровень шума сразу после запуска советских кораблей «Восток-5» и «Восток-6» достигал 128 дБ, но гасился шлемом космонавта до 18 дБ. Принимая во внимание все эти факты, можно сделать вывод, что вибрация и шум не составляют основных проблем при разработке программ пилотируемых космических кораблей. Влияние шума, генерируемого ракетоносителем, невелико, так как корабль быстро отделяется от ступеней с работающими двигателями, и шумы глушатся не только окружающим воздухом, но и обшивкой корабля. Аналогично этому вибрация велика лишь в первые минуты полета корабля с ускорением и во время входа его в плотные слои атмосферы. В эти короткие промежутки времени вибрация не вызывает у человека значительных функциональных сдвигов.

Ускорение. В течение очень длительного времени считалось, что большие скорости передвижения оказывают вредное влияние на человека, а скорость в 500 км/ч является чуть ли не предельно переносимой человеком. По мере накопления научных данных эти опасения рассеялись. Каждый человек перемещается с огромной скоростью вместе с Землей и этого не ощущает. Люди, живущие на широте Москвы, вращаются вокруг земной оси со скоростью около 940 км/ч, и это никоим образом не влияет на них. Скорость движения Земли, а следовательно, и всех ее обитателей вокруг Солнца составляет примерно 108 000 км/ч, но это не оказывает вредного влияния на организм животных и человека. Не ощущает человек и своего перемещения вместе с Солнечной системой в мировом пространстве, происходящего со скоростью 70 000 км/ч.

Таким образом, на организм человека влияет не сама скорость, а ее изменение. Изменение скорости по величине или направлению в единицу времени называют ускорением. При ускорении все тела, в том числе тело человека, испытывают влияние механических сил. Между силой и ускорением имеется прямая зависимость: действующая на тело сила равна произведению массы тела на ускорение. Поэтому принято говорить о влиянии на организм человека ускорений, понимая под этим действие механических сил, изменяющих скорость или направление движения.

Изучая функциональные изменения, происходящие у животных и человека под влиянием ускорения, обычно измеряют те силы, с которыми человек действует на свою опору. Эти силы действуют в направлении, противоположном ускорению, и равны по своей величине силе, которая приложена к телу человека. Поэтому, рассматривая условия старта космического корабля, необходимо, прежде всего, рассчитать или определить величину силы, с которой космонавт будет давить на кресло, пол кабины и т. д. Это создает дополнительную нагрузку для организма человека, вызывая те или иные деформации. Отношение силы, с которой тело давит на опору, к весу данного тела принято называть перегрузкой и говорить о действии перегрузок.

В зависимости от направления действия перегрузок различают перегрузки, направленные вдоль тела (продольные), перпендикулярно продольной оси тела - от груди к спине или от спины к груди (поперечные), а также справа налево или слева направо (боковые). Иногда продольные перегрузки делят на положительные, когда перегрузки действуют в направлении от головы к ногам, и отрицательные, когда они направлены от ног к голове. В зависимости от времени действия принято различать перегрузки ударные и длительные. При старте космического корабля до момента его выхода на орбиту на человека действуют перегрузки продолжительностью несколько минут. Чтобы преодолеть силу земного тяготения и выйти в межпланетное пространство Солнечной системы, космический корабль должен развить конечную скорость более 11,2 км/с. Исходя из этого, если он будет двигаться от Земли с ускорением 20 м/с, то достигнет указанной скорости лишь через 9,5 мин. При таких условиях, чтобы удалиться от Земли на расстояние 3136 км, необходимо иметь большие запасы топлива на борту, что скажется на размерах ракеты и уменьшит ее полезный груз, т. е. массу научной аппаратуры и оборудования для экипажа. Конечно, этого можно избежать путем сокращения периода разгона ракетной системы и увеличения его скорости. Таким образом, известную экономию полезных размеров и массы космического корабля можно получить путем уменьшения времени разгона с 9,5 до 4,5 мин. Тогда действующие на космонавтов перегрузки увеличатся в 3,5-4,5 раза. С целью экономии расхода горючего было бы желательно дальнейшее увеличение ускорения космического корабля на участке разгона ракетной системы. Однако увеличивать ускорение корабля безгранично нельзя, так как это связано с определенной устойчивостью человеческого организма к действию перегрузок.

Живые существа обладают различной устойчивостью к перегрузкам. Подобный факт был отмечен еще К.Э. Циолковским, установившим, например, что тараканы-пруссаки легко выдерживают даже 300-кратное увеличение своего веса, а цыплята - 10-кратное и более. Исследования на собаках показали, что эти животные выживают даже при 5-минутном воздействии 80-кратных поперечных перегрузок. Физиологические пределы переносимости перегрузок для человека несравненно ниже.

Действие перегрузок тем значительнее, чем больше их абсолютная величина и продолжительность. Если при старте ракеты человек будет размещаться так, что его голова и туловище будут обращены в сторону движения, он испытает воздействие продольной перегрузки, направленной от головы к ногам. Переносимость человеком длительных перегрузок в направлении от головы к ногам ограничена. Человек обладает известной приспособленностью к действию подобных перегрузок, однако их чрезмерная длительность грозит неприятными для него последствиями. Если, например, четырех-, пятикратная перегрузка длится 20-25 с, то она может вызвать неприятные ощущения и некоторые функциональные изменения в организме человека. При этом человека сильно прижимает к сиденью, у него смещаются мягкие ткани лица, нижняя челюсть отвисает, голова с трудом удерживается в обычном положении; движения становятся неточными, требуют много времени для выполнения; появляются чувство тяжести и болезненность в икрах ног; возникают нарушения дыхания и сердечной деятельности.

Продолжительное действие таких перегрузок приводит к нарушениям в системе кровообращения. При действии перегрузок в направлении от головы к ногам затрудняется приток крови от сердца к головному мозгу, тогда как отток ее от мозга облегчается. Это обусловливает появление у человека потемнения в глазах, ощущения серой или черной пелены перед глазами и даже временной потери сознания. При продолжении действия перегрузки в этих условиях у человека может наступить частичная или полная потеря сознания.

Помимо этого, действие подобных перегрузок может вызвать смещение и деформацию внутренних органов, что, в свою очередь, вызовет нарушение их нормальной деятельности. В этих условиях от деформированных тканей и органов начинает поступать в кору головного мозга поток необычных нервных импульсов. В результате могут наступить изменения высшей нервной деятельности, временная дезорганизация психических процессов: понижение сообразительности, внимания и т. д.

Исследования показали, что перегрузки, действующие в направлении от ног к голове, переносятся человеком хуже. Состояние, подобное действию однократной отрицательной перегрузки, человек испытывает, когда висит на турнике вниз головой. При действии трехкратной перегрузки в направлении от ног к голове наблюдаются отек лица, пульсация в висках, затруднение дыхания, а иногда и усиленное слезотечение. Здоровый человек может переносить без вреда 3-кратную перегрузку в течение лишь 5-6 с. При 4- или 5-кратной перегрузке состояние человека резко ухудшается: возникают режущая боль в висках, резкое покраснение лица вследствие прилива крови к голове, кровотечение из носа, нарушение зрения, выражающиеся в появлении красной пелены перед глазами, а затем спутанность и потеря сознания. Таким образом, переносимость перегрузок рассмотренных направлений относительно тела человека невелика, поэтому их следует избегать в космических полетах.

Действие поперечных перегрузок человек переносит лучше, чем действие продольных, как по величине, так и по продолжительности. Перегрузки, действующие в поперечном направлении, не вызывают нарушения кровоснабжения органов и тканей, так как при этом не происходит существенных перемещений крови и деформации органов. Это объясняется, в частности, тем, что поперечные перегрузки действуют перпендикулярно или почти под прямым углом к основным кровеносным сосудам. Вследствие этого возможность перемещения крови в верхнюю или нижнюю половину тела минимальна. Подобное положение тела облегчает приток крови от сердца к голове, так как величина гидростатического давления столба крови уменьшается. Это обстоятельство было учтено, в частности, при подготовке и проведении запуска Второго искусственного спутника Земли. Находившееся на борту спутника животное (собака Лайка) было расположено так, что направление действия перегрузки было поперечным.

Влияние поперечных перегрузок большой длительности изучено недостаточно, однако экспериментальные данные, полученные при запуске Второго искусственного спутника Земли, в последующих полетах животных, а также в полетах космонавтов, подтвердили, что только при таком положении тела космонавты могут выдерживать многократные продолжительные перегрузки.

В наземных экспериментальных исследованиях установлено, что 12-кратные поперечные перегрузки, действующие на человека в течение 2 мин, не вызывают каких-либо существенных изменений кровообращения, а 15-кратные поперечные перегрузки длительностью 5 с создают лишь умеренное затруднение дыхания, но не влекут за собой каких-либо неблагоприятных последствий. Имеются данные о том, что 10-кратные поперечные перегрузки могут без вреда переноситься человеком в течение 3 мин, а 3-кратные -— в течение 6 мин. Из этого следует необходимость размещения человека в космическом корабле таким образом (особенно на участке выведения космического корабля на орбиту и при входе в плотные слои атмосферы с целью возвращения на Землю), чтобы действие перегрузок было направлено перпендикулярно к продольной оси человека или под небольшим углом, т. е. человек должен находиться в положении полулежа.

Человек при действии перегрузок в направлении «спина-грудь» или «грудь-спина» может переносить значительные по величине перегрузки в течение длительного времени. После окончания действия ускорений, т. е. после того, как космический корабль будет выведен на орбиту, человек будет находиться в условиях невесомости. Это необычное состояние, почти не встречающееся в условиях Земли, будет действовать в течение всего полета космического корабля по орбите. Изучение физиологического действия состояния невесомости представляет исключительный научно-практический и теоретический интерес. Необходимо отметить, что этот вопрос малоизучен, так как состояние невесомости в земных условиях невозможно создать в течение продолжительного времени. Кроме того, практика жизни на Земле до настоящего времени не ставила этого вопроса перед наукой. Иное дело сейчас. Как отразится на состоянии нервной системы человека выключение сигнализации с обширной зоны нервных рецепторов, функционирование которых связано с гравитационным полем Земли? Как повлияет на функционирование других органов чувств человека и их взаимодействие то необычное состояние вестибулярного анализатора в условиях невесомости, когда будет отсутствовать влияние гравитационных сил Земли. И поэтому вполне понятно, что среди медико-биологических проблем, возникающих в связи с космическими полетами, в настоящее время первостепенное значение придается проблеме невесомости.

Невесомость. Теоретически в межзвездном пространстве нет точки, где бы не сказывалась сила притяжения. Поэтому даже в условиях космического полета на тела будут действовать гравитационные поля, но их влияние окажется ничтожно малым. Останется, например, взаимное притяжение предметов внутри кабины ракетного корабля, однако оно так же будет чрезвычайно малым в силу относительно небольших масс этих тел. Однако удаленность тел от Земли не единственная причина уменьшения или «потери веса» тела. Не менее важным фактором возникновения невесомости может оказаться действие центробежных сил при движении космического корабля вокруг планеты. Эта сила «уменьшает вес» тела, так как ее действие направлено в сторону, противоположную действию земного притяжения. Величина этой силы зависит от линейной скорости вращения тела по окружности. Скорость же вращения земной поверхности неодинакова для разных точек земного шара. На широте Москвы она равна 260 м/с, а у экватора - 465 м/с. Ввиду этого величина центробежной силы в районе экватора оказывается наибольшей, а «вес» тела наименьшим.

С ростом линейной скорости тела, двигающегося в сторону вращения Земли, центробежная сила увеличивается, «вес» тела «уменьшается». К.Э. Циолковский отмечал, что «при секундной скорости» больше одного километра начинает обнаруживаться центробежная сила, «облегчающая вес» ракеты. По этой же причине при движении искусственных спутников вокруг Земли со скоростью около 8 км/с центробежная сила полностью уравновешивает силу притяжения и «вес» спутника становится равным нулю. Потеря «веса» в этом случае зависит от скорости движения корабля и называется поэтому динамической невесомостью.

Теоретические исследования и экспериментальные работы показывают, что состояние невесомости может отразиться как на физических, так и на биологических явлениях и процессах. Изменение характера физических явлений при невесомости вызовет, естественно, значительные изменения быта и физиологического состояния обитателей космического корабля.

В условиях невесомости невозможно сказать «я выше», «вы ниже», «я поднимаюсь», «вы опускаетесь»; нельзя определить, стоит человек или лежит. Поскольку в этих условиях нет падения, человек не нуждается в опоре. По этой причине становятся непригодными и многие обычные предметы обихода. Их придется делать в значительно измененном виде. В условиях невесомости безразлично, в каком положении по отношению к оси корабля мы располагаемся, - необходимо лишь предусмотреть приспособление для закрепления тела, так как в отсутствие фиксации малейшее движение человека будет бросать его в ту или иную сторону. В таком же положении окажутся и все другие тела. Все неприкрепленные к ракетному кораблю предметы будут срываться с мест при малейшем движении воздуха в связи с перемещением человека и даже его дыханием. Потеря «веса» при невесомости не означает, однако, потерю массы. Инертность тел полностью сохранится. Поэтому столкновение со стенками корабля, предметами в кабине может кончиться для человека ушибами и другими досадными последствиями.

В условиях невесомости окажутся бесполезными многие измерительные приборы и аппараты (гиревые часы, весы, динамометры и т.д.). К.Э.Циолковский писал: «Вода не льется из графина, маятник не качается и висит боком. Громадная масса, привешенная на крючок пружинных весов, не производит натяжение пружины, и они всегда показывают нуль. Рычажные весы тоже оказываются бесполезны: коромысло принимает всякое положение, безразлично и независимо от равенства или неравенства грузов на чашках. Золото нельзя продавать на вес. Нельзя обычными, земными способами определить массу. Ртутный барометр поднялся до верху, и ртуть наполнила всю трубку. Двухколенный сифон «не переливает воду». В условиях невесомости иного обращения и способов хранения потребуют жидкости и газы, без которых, как известно, невозможно существование человека. Не соприкасаясь с твердыми и жидкими телами иной природы, любая жидкость будет принимать под действием сил поверхностного натяжения сферическую форму. Закрыв глаза, человек может вообще потерять ориентировку в пространстве. При этом возможно появление головокружения, ощущения падения. Условия невесомости могут вызвать и такие общие расстройства, как чувство непомерной усталости, мышечной слабости и т. д.

Возникновение необычных ощущений при невесомости связано с нарушением функций отолитового аппарата, или органа равновесия, расположенного во внутреннем ухе, и проприорецепторов, т. е. воспринимающих «приборов», заложенных в мышцах, связках и сухожилиях.

В настоящее время сделаны лишь первые шаги по пути изучения влияния невесомости на организм животного; в некоторой мере определены характер и степень воздействия кратковременного состояния невесомости на человека. Исследователям предстоит решить ряд важнейших вопросов и, прежде всего, изучить влияние на организм человека невесомости, продолжающейся многие дни, месяцы и даже годы. Нет сомнения в том, что эта сложная и важная проблема космической медицины будет успешно решена уже в недалеком будущем.

К этой же группе факторов относится и то состояние, в которое попадет живой организм после возвращения из космического полета. После длительного влияния невесомости организм попадает в условия, когда на него будут действовать ускорения различной направленности. Уровень развития техники не дает достаточной возможности стабилизировать падающее тело, возвращающееся из космического полета, поэтому ускорения при возвращении тела на Землю будут действовать в разных направлениях. Ускорения при возвращении экспериментального объекта бывают довольно значительными. Кроме этого, важно учитывать и принимать необходимые меры к уменьшению неблагоприятного влияния режима реадаптации живого организма при переходе от невесомости к действию гравитационных сил Земли на ее поверхности.

Третья группа факторов

Третью группу составляют факторы, которые связаны с пребыванием человека в герметической кабине космического корабля в полете: искусственная атмосфера корабля, особенности питания в полете, режим труда и отдыха, изоляция, резкое сокращение «раздражителей». К этой же группе факторов относятся особенности хранения продуктов, приготовления и приема пищи, особенности обеспечения личной гигиены (мытье, стирка, отправление естественных потребностей) в малых замкнутых объемах при постоянном действии невесомости.

В космическом полете, особенно на старте, в начале полета и при возвращении на Землю, человек подвержен значительным нервно-психическим нагрузкам (эмоциям). Нервно-психическая напряженность, в свою очередь, вызывает ряд физиологических изменений у экипажа космического корабля. Помимо этого, пребывание в защитных средствах затрудняет личную гигиену и отправление естественных потребностей организма. Пребывание человека в течение продолжительного времени в изолированной кабине ограниченного объема будет, несомненно, связано со значительными трудностями психологического порядка и потребует серьезного изучения и разработки рациональных мероприятий по снижению отрицательного влияния указанного фактора. Можно полагать, что в условиях длительного космического полета человек будет лишен большинства привычных раздражителей. Космонавт будет лишен привычной социальной среды, большинства экстрарецептивных раздражителей: слуховых, зрительных - чернота окружающего пространства, усеянного звездами, не дающего ощущения глубины пространства. В сочетании с условиями невесомости резкое ограничение обычных раздражителей при нарушении привычного ритма жизни (например, смены дня и ночи, труда и отдыха) и изоляция могут привести к серьезным психическим и вегетативным расстройствам у человека, если не будут разработаны соответствующие мероприятия, в частности методы физических упражнений и нагрузок. В условиях космического полета человек отрывается от обычной социальной среды, что вызывает снижение и изменение нагрузки на органы чувств, характерной и естественной для его повседневной жизни на Земле. Все это, в конечном счете, влияет на функционирование физиологических систем организма.

Человек в длительном космическом полете должен быть функционально совместим со средой корабля, его оборудованием, а также биологически и психологически совместим с другими членами экипажа. Любые отклонения в функциональной, особенно в биологической и психологической совместимости членов экипажа могут вызвать излишнюю напряженность в организме человека, привести к физиологическим сдвигам в состоянии его здоровья и даже к глубокому нервно-психологическому срыву. Подобные нежелательные изменения не могут не сказаться на здоровье экипажа, снизят его работоспособность, что может привести к невыполнению программы полета. Наконец, необходимо учитывать особенности работы и деятельности в невесомости. Обычные земные предметы, инструменты и оборудование, нормальная, работа которых зависит от земного тяготения, совершенно не пригодны в космическом полете. Особенности работы экипажа в невесомости, в конечном счете, влияют на их состояние и вызывают напряжение в ряде физиологических систем.

Заболевания экипажа в процессе полета могут быть вызваны как воздействием неблагоприятных факторов космического полета, так и предполетным инфицированием экипажа. Недостаток пищи и воды может возникнуть из-за задержки возвращения экипажа на Землю. Вода и пища могут попасть в аварийную зону космического аппарата, вследствие чего доступ к ним будет исключен. В длительных полетах возможны случаи порчи воды и пищи из-за больших сроков хранения. Серьезная опасность может возникнуть после посадки на Землю, если экипаж не будет своевременно обнаружен и эвакуирован. Несвоевременное обнаружение пилотируемого космического аппарата после посадки может произойти в результате отказа бортовых средств пеленгации, отсутствия на нем средств для визуального обнаружения космического аппарата в ночное и дневное время на суше и на воде, неправильного целеуказания места посадки космического аппарата наземными средствами.

В специальной литературе после проведения исследований указаны времена сохранения жизни человека при отсутствии пищи или воды (в зависимости от условий внешней среды).

Длительное развитие и существование человека на Земле выработало у него сложные и устойчивые стереотипы физиологических и пси-хических функций. У человека сформировались ритмы жизнедеятельности, связанные с колебаниями некоторых факторов внешней среды. Их условно называют "датчиками" времени.

Некоторые виды работ в космосе требуется проводить в период, предназначенный для сна. Может также сложиться обстановка, при которой необходимо функционирование экипажа в течение нескольких суток без сна и отдыха, например, при возникновении на борту пилотируемого космического аппарата аварийной ситуации, требующей немедленной ее ликвидации. Указанные воздействия могут привести экипаж к болезненному состоянию десинхронозу.

Как нынешние, так и особенно будущие космические полеты осуществляются и будут осуществляться преимущественно не отдельными космонавтами, а группами космонавтов, экипажами. Сам факт наличия малой человеческой группы в особых условиях космического полета вынуждает разрабатывать ряд важных проблем, определяющих эффективность деятельности этой человеческой группы, решать вопросы улучшения взаимодействия между людьми в полете, максимального снижения напряжений стрессового характера, которые возникают в условиях полета. Экипаж пилотируемого космического аппарата - это сложный коллектив, на который возложено решение ответственных задач. Его нельзя рассматривать как механическую сумму индивидуумов. В экипаж входят люди разных возрастов и профессий, разных национальностей, имеющие свой индивидуальный жизненный опыт.

Существующие подходы к определению психологической совместимости людей лишь в незначительной степени смягчают остроту проблемы. Большая продолжительность полета, эмоциональные потрясения в сложных и опасных ситуациях способны полностью расшатать коллектив, который на Земле казался гармоничным по составу и монолитным. Психологический конфликт между членами экипажа может возникнуть в любое время, и вчерашние друзья могут почувствовать вражду друг к другу. Поэтому мотивационная основа поведения человека в конечном итоге является решающей для стабильности функционирования экипажа и в нормальных, и в аварийных режимах полета. При возникновении психологического конфликта особенно велика роль командира космического корабля. Командир должен обладать не только отличными знаниями дела, но и способностью быстро и глубоко оценивать сложившуюся обстановку для принятия правильного решения. Не менее существенны его морально-волевые качества. Слабовольный командир не сумеет в трудные часы поддержать строгость субординации в системе "Земля-командир-экипаж", не найдет правильного подхода к членам экипажа, может пол-ностью выпустить управление из рук.

Помимо естественной реакции на опасность участники космических полетов переживают чувство настороженности, неизбежно возникающее при столкновении человека с новыми, неизвестными по прежнему опыту ситуациями, предметами и явлениями. Эмоции, возникающие в новых и даже опасных ситуациях, проявляются у каждого по-разному. Некоторые люди в таких случаях испытывают чувство острого страха, иногда превращающегося в панику и отказ от деятельности (эмоциональный шок, эмоциональный стресс). Люди другого типа в такой же обстановке не утрачивают способности поступать разумно, целесообразно, хотя продуктивность их деятельности всегда оказывается более низкой, чем в обычных условиях (замедленная реакция, ошибочные действия). Есть люди, которые отвечают на опасность высокой мобилизованностью, собранностью, находчивостью, в результате чего их продуктивность по сравнению с привычными условиями жизни значительно повышается.

Итак, существенным отличием профессии космонавта от других профессий является наличие комплекса факторов космического полета. Эти факторы, будучи отличными от земных, действуют соответственно негативно на организм человека, заставляя его (и тех, кто осуществляет его подготовку) предпринимать специальные меры (технические, психологические, медицинские) для обеспечения выполнения полетного задания при условии сохранения здоровья космонавта, как на период полета, так и в последующее время.