КОСМОНАВТИКА СКВОЗЬ ПРИЗМУ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫНазад
КОСМОНАВТИКА СКВОЗЬ ПРИЗМУ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ
Директор ГНЦ РФ "Институт медико-биологических проблем РАН", академик Анатолий Григорьев
В настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом широко обсуждаются вопросы дальнейшего развития космонавтики, в частности - перспективы пилотируемых космических полетов.
За истекшие 46 лет после полета Ю.А.Гагарина отечественной наукой накоплены уникальные результаты в ходе пилотируемых полетов различной продолжительности на орбитальных станциях типа "Салют" и "Мир". Одним из выдающихся результатов является рекордный 437-суточный полет врача-космонавта В.В.Полякова.
Федеральной космической программой России на 2006-2015 годы определены приоритетные направления космической деятельности. К стратегическим целям программы, в частности, относятся:
- мониторинг окружающей среды и околоземного пространства, контроль чрезвычайных ситуаций и экологических бедствий, исследование природных ресурсов Земли;
- реализация космических проектов в интересах расширения знаний о Земле, Солнечной системе и Вселенной, проведение фундаментальных научных исследований в области астрофизики, планетологии, физики Солнца и солнечно-земных связей, биологии и медицины;
- обеспечение равноправного участия Российской Федерации в международных космических программах и проектах с целью гарантированного доступа к конечным результатам реализации этих программ (проектов);
- осуществление орбитальных пилотируемых полетов в интересах развития экономики, науки, решения прикладных задач;
- отработка технологий производства в космосе новых материалов и высокочистых веществ;
- реализация программы фундаментальных космических исследований, разработанной Российской академией наук на период до 2015 года, с целью изучения астрофизических объектов, планет и Солнца, прогноза и оперативного мониторинга "космической погоды", открытия принципиально новых источников энергии, предупреждения о надвигающихся космических катастрофах, прогноза геофизических явлений, поиска внеземных форм жизни;
- проведение в условиях космоса экспериментов в целях развития техники и технологий обеспечения полета человека к планетам Солнечной системы, изучения физики процессов и организации производства материалов и биопрепаратов со свойствами, не достижимыми в земных условиях, а также выполнение Международных обязательств Российской Федерации в отношении Международной космической станции;
- завершение к 2010 году развертывания российского сегмента Международной космической станции в составе 8 модулей, осуществление его интенсивной эксплуатации, выполнение в полном объеме долгосрочной программы научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте Международной космической станции (по 11 научным направлениям с созданием опережающего аппаратурного задела), создание и использование новых средств транспортно-технического обеспечения и инфраструктуры средств, обслуживаемых с Международной космической станции;
- создание технологий (базовых элементов) российской многоцелевой космической станции, лунной базы и марсианского экспедиционного комплекса;
- создание новых космических комплексов и осуществление углубленных исследований Луны, Венеры и Марса.
Осуществление пилотируемых космических полетов невозможно без решения вопросов медицинского обеспечения сохранения здоровья и работоспособности экипажей космических аппаратов.
Только благодаря проведению системных фундаментальных исследований по изучению влияния гравитации во всем ее диапазоне - от естественной для земных организмов силы тяжести до космической невесомости (микрогравитации) и гипергравитации, возникающей в космическом полете при выполнении динамических операций при выведении и спуске космического аппарата, - представляется возможность раскрытия тайн жизни на Земле.
Космическая биология и медицина - это область биомедицинских исследований и технологий, изучающая взаимодействие живой системы со всеми факторами космического пространства (невесомость, космическое излучение, искусственная среда обитания в гермозамкнутом объеме космического аппарата). Она является самостоятельной областью научных знаний. И важным элементом практики пилотируемой космонавтики, во многом определяющим состояние и перспективы освоения человеком космического пространства.
К настоящему времени в России создана достаточно эффективная система медицинского обеспечения здоровья и высокой работоспособности космонавтов в длительных (более года) пилотируемых космических полетах.
За годы своего развития космическая биология внесла крупный вклад в фундаментальную науку о жизни. В частности, в гравитационную биологию, которая исследует зависимость структуры, функций и поведения живых организмов от величины и направления гравитационных воздействий. Сопоставление реакций биологических объектов, различающихся размерами и средой обитания, на условия микро-, гипо-, нормо - и гипергравитации обогатило науку первыми, но весьма важными сведениями о границах и формах проявления их гравитационной зависимости.
Результаты исследований в области гравитационной биологии позволили оценить физиологические, медицинские и социальные последствия различных гравитационных условий, с которыми сталкивается человек под воздействием побочных эффектов научно-технического прогресса. Эти же данные вооружают медицинскую науку и здравоохранение информацией о перспективных направлениях защиты населения от этих последствий.
Исходя из основных направлений космической деятельности, определенных Федеральной космической программой России на 2006-2015 годы, и в целях решения вопросов медицинского обеспечения здоровья и работоспособности экипажей, в том числе - межпланетных экспедиций, и решения фундаментальных проблем гравитационной физиологии и биологии планируется проведение работ, связанных с:
- медико-техническим сопровождением разработки перспективной пилотируемой космической техники;
- реализацией программ наземных (в модельных экспериментах) и полетных фундаментальных и прикладных медико-биологических исследований по изучению механизмов адаптации живых систем к условиям и факторам космического полета;
- совершенствованием системы медицинского обеспечения на основе новейших технологий и достижений медицинской науки и техники;
- развитием международного сотрудничества при реализации текущих и перспективных проектов по освоению космического пространства;
- внедрением достижений космической медицины и гравитационной физиологии в практику здравоохранения и народное хозяйство.
В ближайшие годы (до 2015-2020 гг.) планирование исследований в области космической биологии и медицины будет проводится в соответствии с состоянием работ по развертыванию и эксплуатации МКС. Основными задачами экипажей в рамках международной кооперации будут совершенствование аспектов медицинской безопасности, включая проведение исследований по снижению прогнозируемых медицинских рисков, и реализация фундаментальных исследований и экспериментов в области гравитационной биологии.
В рамках исследований, связанных с совершенствованием аспектов медицинской безопасности экипажей, планируется модернизация методов контроля, диагностики и прогнозирования состояния здоровья и работоспособности космонавтов в полете в части повышения их информативности.
При этом предусматривается увеличение эффективности медицинских мероприятий по управлению состоянием и работоспособностью членов экипажа, профилактике возникающих изменений, обеспечению внекорабельной деятельности, оптимизации режимов труда и отдыха, разработке новых методов и средств оказания медицинской помощи при заболеваниях, травмах и послеполетных восстановительных мероприятиях, совершенствование компьютерных средств анализа и обработки медицинской информации.
Актуальным является продолжение фундаментальных и прикладных биомедицинских исследований на автоматических космических аппаратах ("Фотон", "Бион") с использованием организмов (грызуны, рептилии и амфибии, рыбы, насекомые, микроорганизмы, клетки и культуры тканей), стоящих на различных уровнях эволюционного развития.
Долгосрочная перспектива развития пилотируемых средств (после 2025 г.) будет связана с освоением дальнего космического пространства, изучением и освоением планет, в первую очередь Луны и Марса. Создание космических комплексов для перелета и посадки на Луне и Марсе потребует разработки принципиально новых медико-биологических технологий, которые позволят обеспечить, в первую очередь, надежность и безопасность полета пилотируемой экспедиции, а также высокую эффективность проводимых исследований.
Возможность полетов человека на другие планеты является мощным стимулятором дальнейшего развития науки и техники, в том числе - космической медицины и биологии. Перед учеными ставятся сверхинтересные задачи на дальнюю перспективу.
Это и решение проблем медицинского обеспечения межпланетных полетов и пребывания человека на планетах, это и поиски следов жизни, это и проблемы межпланетарного карантина.
При решении медикобиологических проблем пилотируемых полетов к Луне и Марсу, естественно, будет использован опыт, накопленный при обеспечении длительных околоземных полетов и полетов американских астронавтов на Луну, а также полученный в наземных модельных экспериментах. Оценка воздействия на экипаж некоторых факторов марсианской экспедиции будет осуществлена в рамках 500-суточного наземного эксперимента по моделированию полета к Марсу ("Марс-500").
В рамках этого эксперимента будут проводиться испытания новых средств и методов медицинской помощи в полете, в том числе - с использованием методов телемедицины, усовершенствованных средств и методов профилактики неблагоприятного воздействия невесомости и других факторов космического полета, отработка перспективных средств и методов медицинского контроля состояния здоровья членов экипажа.
Предполагается отработка технологий так называемых биологических систем жизнеобеспечения и контроля параметров среды обитания, оценка влияния физико-химических факторов в изолированных условиях среды обитания на основные системы организма, исследование динамики и паттерны взаимодействия человек - биологические системы жизнеобеспечения.
Большой объем исследований посвящен решению психофизиологических проблем. В частности, отработке перспективных средств и методов контроля деятельности операторов и их психофизиологического состояния, оптимизации системы отбора и подготовки экипажей, групповому взаимодействию в экипаже с учетом культуральных особенностей участников.
На сегодняшний день остаются актуальными вопросы использования возможностей космической медицины в здравоохранении и национальной экономике. А также проведение исследований в рамках международного сотрудничества. К настоящему времени наработки, полученные при решении задач космической биологии и медицины нашли применение в системе охраны здоровья граждан.
Например, в МЧС используются в качестве передвижных госпиталей медико-эвакуационные комплексы, разработанные для поиска и спасания космонавтов на месте их приземления. В клиниках нашли применение методы лечения легочных заболеваний с использованием подогреваемых кислородно-гелиевых смесей. Для лечения и реабилитации в неврологии и травматологии используются такие изделия, как лечебно-нагрузочный костюм "Регент", "Тонус", "Миостим", "Подвеска", "Иммерсия", "Медицинская обувь". При диагностике нарушений кардио-респираторной системы применяются приборы "Аргумент", "Тонус", "Оксиметр", "Варикард", "Космокард", "Полином", "Ингалит" и др.
Телемедицинские технологии, используемые при обеспечении пилотируемых космических полетов, усилиями специалистов в области космической медицины нашли широкое применение в практическом здравоохранении. Сейчас фактически создается система телемедицинских услуг в стране.
В области международного сотрудничества путем объединения усилий ученых разных стран в целях получения новых данных по медицине и биологии применительно к задачам космонавтики значительно повышается эффективность научных исследований в космосе, обеспечивается координация и обмен научно-технической информацией и знаниями, необходимый для совершенствования научных основ понимания процессов, связанных с жизнью, здоровьем и болезнью.
Перспективные космические программы предполагают решение сложнейшего комплекса медико-биологических проблем, преимущественно - на стыке научных направлений, а также широкое внедрение современных информационных технологий в обеспечение пилотируемых полетов.
Успехи космической медицины во многом обязаны прочному союзу медиков и биологов с конструкторами и инженерами. По мере освоения космического пространства этот союз будет крепнуть и развиваться, поскольку развитие отечественной космонавтики было бы невозможно без труда инженеров и техников, участвующих вместе с учеными в претворении в реальность идей и замыслов по раскрытию тайн Вселенной.
