В марте-апреле 2018 года в Институте медико-биологических проблем РАН проходит эксперимент «Эффективность низкочастотной ЭМС в предотвращении мышечной детренированности, развивающейся в условиях наземного моделирования условий космического полета», или иначе «сухая иммерсия» [1]. Автору этих строк удалось принять участие в этом исследовании добровольцем-испытателем.
Сухая иммерсия — это одна из моделей «космической» невесомости на Земле, разработанных в ИМБП после рекордного по продолжительности автономного полета (без стыковки с орбитальной станцией) пилотируемого корабля «Союз-9» в июне 1970 года.
Репортаж Наталии Деминой об эксперименте в ИМБП РАН
Экипаж в составе Андрияна Николаева и Виталия Севастьянова пробыл в замкнутом объеме корабля 17 суток 16 ч 58 мин 55 с без средств компенсации вредных факторов космического полета (в первую очередь невесомости). Вернувшись на Землю, космонавты не могли самостоятельно передвигаться и попали в госпиталь в тяжелом состоянии. После этого случая космические врачи-исследователи получили задачу смоделировать невесомость на Земле и разработать средства профилактики от ее неблагоприятного воздействия.
Одной из таких моделей стала сухая иммерсия, она позволяет наиболее полно воспроизводить один из основных эффектов невесомости — безопорность. Испытатель погружается в бассейн или ванну на пять суток (бывают еще трех и семисуточные эксперименты) с комфортной температурой (около 33 градусов Цельсия); вода закрыта тонкой пленкой, которая облегает тело со всех сторон, наружу выглядывают только голова и иногда руки. Кожу от пленки защищает простыня, которая меняется каждые сутки. Из одежды: носки, трусы и футболка.
В этом исследовании принимает участие 10 здоровых испытателей-добровольцев (пока только мужчины — из-за ряда бытовых и физиологических причин). Одновременно в двух соседних ваннах стенда сухой иммерсии лаборатории гравитационной физиологии сенсомоторной системы ИМБП РАН находится по одному человеку (раньше в небольшом бассейне лежали по два человека рядом).
Скучать в иммерсии не приходится, один эксперимент сменяется другим, ведь исследователей интересует работа в гипогравитации вестибулярного аппарата, тактильной, болевой, слуховой, кровеносной, зрительной систем организма.
Многие исследования аналогичны тем, что проводятся с космонавтами до и после полета, и на борту Международной космической станции. Так как воздействие сухой иммерсии по ряду параметров очень близко невесомости в космосе, то испытатели на Земле вносят большой вклад в «расширение статистики», учитывая, что экипаж российского сегмента МКС с 2017 года снизился с трех до двух человек [2].
Все пять суток рядом с испытателями находится дежурная бригада, состоящая из врача, лаборанта и техника/инженера, обеспечивающая трехразовое питание, по количеству калорий и составу аналогичное рациону космонавтов, а также круглосуточный контроль здоровья, исправности приборов. Каждый вечер испытателей поднимают из ванны на 15 минут для гигиенических процедур. Но, например, справлять малую нужду в течение суток приходится в утку, что в условиях иммерсии не так-то просто.
Каждые из пяти суток во второй половине дня проводится трехчасовая низкочастотная электромиостимуляция (ЭМС), которая помогает компенсировать вредное воздействие невесомости на космонавтов, а также полезна пожилым и больным людям с ограниченной подвижностью на Земле.
Стимуляция ощущается как точечные ритмичные похлопывания/покалывания по бедрам и голеням. Данные о состоянии испытателей, полученные в эксперименте с ЭМС, сравнят с данными иммерсий, без воздействия низкочастотного электромиостимулятора «Стимул-НЧ», созданного в конструкторском технологическом бюро «Биофизприбор» (Санкт-Петербург) [3].
Эксперименты по сухой иммерсии проводятся обычно не чаще раза в год, так как требуют больших трудозатрат по поиску финансирования, составлению научной программы, и оформлению значительного количества бумаг, ведь в исследовании участвуют люди. Но польза очевидна — коллеги из США признают эффективность российских мер профилактики в длительных космических полетах. Теперь же пришло время активно применять наработки космической медицины в практике на Земле (что, в общем-то, и происходит).
Отдельно отмечу, как испытатель, что пролежать 5 суток в ванне — это не отдых. И хотя есть люди, которые очень быстро и практически без неприятных ощущений проходят адаптацию к необычным условиям, большинство, как и космонавты на орбите, начинают чувствовать боль в спине, иногда метеоризм (вздутие живота и повышенное газообразование в кишечнике) и другие не самые приятные ощущения, в том числе нарушение сна. Но все эти моменты компенсируются вниманием персонала ИМБП и пониманием важности участия в таких исследованиях, где от каждого испытателя зависит успех работы ученых. И просто по-человечески приятно стать частью диссертации молодого исследователя, например, по особенностям периферической гемодинамики (капиллярам).
Несомненно, наступит время, когда в космосе будут собираться громадные пилотируемые комплексы, способные закруткой создавать «искусственную гравитацию», но до тех времен космонавты будут трудиться в невесомости, что подтверждает актуальность исследований в ваннах сухой иммерсии. Интересно, что этой осенью в ИМБП планируется провести рекордную за последнее годы иммерсию — 21 сутки.
Максимальная же длительность иммерсии за всю историю составляла 56 дней (Е. Б. Шульженко, И. Ф. Виль-Вильямс, 1973 год).
Александр Хохлов,
популяризатор космонавтики,
член Северо-Западной организации Федерации космонавтики РФ
Фото Олега Волошина (ИМБП РАН)
1. www.imbp.ru/WebPages/win1251/News/2018/immersion2018.html
2. Хохлов А. Пилотируемая программа МКС: грядут изменения? // ТрВ-Наука № 211, от 23 августа 2016 года.
3. biofizpribor.ru/production/stimul-01/
зачем тогда космонавты нужны в космосе? если достаточно земных экспериментов по «невесомости»
хотя, подозреваю, смысла на сегодняшний день — полвека Космической эры — нет именно в последних
Эксперименты на Земле нужны, чтобы помочь космонавтам в космосе.
А люди в космосе расширяют наш мир.