Как подчеркивают эксперты, подобная технология может стать огромным подспорьем для длительных пилотируемых миссий. И прежде всего на Луну и Марс. Известно, что без влияния гравитации у тех, кто работает на орбите, постепенно ослабевают мышцы, становятся менее плотными кости. В организме нарушаются процессы обмена веществ и кроветворения, меняется работа вестибулярного аппарата и органов чувств. Короче, проблема. И волнует она все страны, входящие в мировой космический клуб.
Есть медицинский факт: в условиях микрогравитации человек теряет от одного до полутора процентов костной массы в месяц. Но, как говорят специалисты, еще опаснее перераспределение жидкостей организма в верхнюю часть тела: отсюда повышение внутричерепного давления и неприятности со зрением. Десятилетиями главной защитой экипажей от разрушительного воздействия невесомости были тренировки. Для этого на космической станции есть, кажется, все: беговые дорожки, силовые тренажеры, эспандеры.
Кстати, как человек может пережить экстрим на орбите, отлично показал российский космонавт-врач Валерий Поляков. Стартовав 8 января 1994 года в экипаже на корабле "Союз ТМ-18", он проработал на станции "Мир" 437 суток 18 часов! Именно проработал, а не просто жил. Прошло более тридцати лет. И до сих пор это абсолютный рекорд продолжительности работы в космосе за один полет. Дольше не летал пока больше никто.
В интервью "Российской газете" Валерий Владимирович рассказывал: основной его целью как доктора было доказать, что при качественном медицинском обеспечении и должной физической подготовке человек сможет работать в невесомости и противостоять всем негативным факторам даже на протяжении внушительного срока.
И он доказал! Главное - каждый день несколько часов активной физической нагрузки. Есть четкий показатель: выдал за день 1,5 литра пота - значит работал как надо. Кроме того, Поляков носил специальные костюмы "Пингвин" и "Чибис" (они создают тяги для скелета и провоцируют отток крови к ногам), соблюдал специальный рацион питания. В течение всего полета космонавт-врач следил за изменениями иммунной системы и активностью головного мозга. В общей сложности он провел около 600 экспериментов.
По некоторым данным, за полтора года на орбите Валерий Поляков получил облучение в 15 рентген. И высказал уверенность, что в экспедиции до Марса и обратно доза получилась бы такой же.
Но самое главное! После приземления от спускаемого аппарата он сам, без какой-либо поддержки (!) дошел до палатки спасателей. Это сразило скептиков наповал, - делился один из встречающих.
Сейчас, как говорят эксперты, на Международной космической станции экипаж тратит до 2,5 часов в день на бег и силовые упражнения. Но даже это не решает полностью проблему.
Итак, на что РКК "Энергия" официально закрепила за собой все права? На новую архитектуру космической системы, которая способна генерировать искусственную гравитацию. Патентная заявка, поданная в Федеральную службу по интеллектуальной собственности, как сообщали СМИ, описывает не просто экспериментальный стенд, а полноценную конструкцию из жилых модулей, создающую силу тяжести, эквивалентную 0,5 земной (G). Проще говоря, половине от земной гравитации.
В документации - иллюстрации концептуальной структуры станции. В ее центре - осевой модуль, который включает как статичные, так и вращающиеся компоненты. К нему через герметичное гибкое соединение крепятся обитаемые модули. Впрочем, отмечается и недостаток системы: необходимость вращения и сложность стыковки с ней транспортных кораблей, которые должны синхронизировать свое движение.
Надо сказать, что у НАСА есть схожие по идее разработки - например, вращающаяся космическая станция Nautilus-X. О своих амбициях в искусственной гравитации заявляют и частные компании. Россия, как подчеркивают аналитики, не обозначила сроки реализации своего проекта и не назвала ресурсы, которые могут быть направлены на его разработку. Однако сам факт получения патента указывает на интерес к концепции. Реализация такого амбициозного проекта сопряжена с серьезными инженерными вызовами.
Еще в 2016 году российские ученые говорили о космическом прорыве: впервые в истории они создадут искусственную гравитацию на борту космической станции. Имитировать "земное притяжение" над Землей будет центрифуга малого радиуса, которая разместится в новом трансформируемом модуле МКС. Тогда речь шла о надувном отсеке российского сегмента станции, который разрабатывала РКК "Энергия".
- Искусственную гравитацию можно создать двумя путями, - рассказывал "РГ" директор Института медико-биологических проблем РАН академик Олег Орлов. - Первый: закрутить корабль или заставить вращаться его часть. Внутри вращающегося объекта за счет центробежных сил создается гравитация. Реально ли это? При нынешнем уровне технологий - да, и инженеры работают.
Но есть и нюанс: вестибулярный аппарат человека обязательно ответит на постоянное длительное вращение. И его реакция может быть столь "бурной", что о работоспособности космонавта впору забыть. Когда-то в ИМБП была так называемая вращающаяся комната. По многу дней исследователи не просто жили в ней, а работали. Испытание оказалось еще то.
- Мы знаем примерно те параметры вращения, которые человек может вынести. Но в целом это сложная задача, - отметил Олег Игоревич. - Еще одна возможность создать искусственную гравитацию - с помощью центрифуги короткого радиуса на борту станции. Космонавт помещается в нее лишь на какое-то время - для восстановления кровообращения и функций других физиологических систем.
В момент ее вращения за счет все тех же центробежных сил происходит перераспределение крови в направлении ног. Возникает "тяжесть" - эффект гравитации. Ученые считают, что такая центрифуга может стать очень серьезным элементом комплексной системы профилактики в межпланетных полетах. С прицелом на Луну и Марс подобные работы активно ведут и американцы, и европейцы. Причем сразу на нескольких базах в разных странах. Не отстают японцы и китайцы.
По словам академика Орлова, у наших ученых очень хороший задел. Экспериментальный стенд, который был когда-то в ИМБП, передали клиницистам, и он стал основой того, что теперь называется "гравитационная медицина". А ученые создали новый, на котором отрабатывают методику применения искусственной гравитации. Сформулированы требования к бортовому варианту центрифуги: чтобы инженеры могли планировать ее размещение на перспективных космических модулях и аппаратах.
- Программу нужно развивать, еще больше нацелить на межпланетную проблематику, и программа таких полетов должна быть еще более тесно увязана с наземными испытаниями, - подчеркивает Олег Орлов.