Исследователь на орбите
Казалось бы, чего мы не знаем о Юрии Гагарине? Этому человеку, ставшему символом покорения космоса, посвящены десятки книг, документальных и художественных фильмов. Но до сих пор в биографии первого космонавта находятся белые пятна. Наш постоянный автор Антон Первушин проделал огромную работу и собрал воедино все доступные сведения о Юрии Гагарине в книге, которая в конце ноября 2016 года выходит в издательстве «Пальмира». Предлагаем вашему вниманию одну главу (с сокращениями) из самой полной на сегодняшний день биографии космонавта «Гагарин: один полет и вся жизнь».
...Надо сказать, что до начала ХХ века о природных условиях внеземного пространства и факторах космического полета наука имела весьма противоречивые сведения. Разумеется, было уже известно, что между планетами царит пустота, но при этом, например, считалось, что метеороидов и комет намного больше, чем в действительности, и что именно они будут главной угрозой межпланетным путешествиям. С другой стороны, никто не подозревал о радиационной опасности, которая считается главной проблемой сегодня, а влияние перегрузок и невесомости вообще не учитывалось – достаточно вспомнить фантастическую дилогию Жюля Верна о полете внутри пушечного снаряда вокруг Луны.
Вероятно, первым, кто задумался о том, что перегрузки и невесомость могут усложнить осуществление межпланетных путешествий был основоположник теоретической космонавтики Константин Эдуардович Циолковский. Правда, он был в этом отношении оптимистом и полагал, что перегрузки реально преодолеть, поместив пилотов межпланетного корабля в резервуары с жидкостью, а к невесомости человек привыкнет, как привыкают к плаванию, и она может оказаться даже полезной для здоровья. В целом этот оптимизм сохранили и другие отечественные ученые, занимавшиеся теоретической космонавтикой, хотя они, конечно, не могли игнорировать исследования западных коллег, которые были куда осторожнее в оценках перспектив переносимости факторов космического полета.
Первые опыты по раскрутке насекомых и животных в примитивных центрифугах (Циолковский, Гарсо, Рынин) показали, что те способны выдерживать весьма значительные перегрузки без вреда для здоровья. С появлением авиации, в том числе морского базирования, началось изучение действия перегрузок на летчиков. Например, при одном из экспериментальных полетов американского самолета «F6», совершенном в 1928 году, при резком выходе из пике возникло ускорение 10,5 g – пилот, конечно, выжил, но на месяц попал в больницу с конъюнктивитом глаз и нервным расстройством, вызванным капиллярными кровоизлияниями в мозгу. Причем в других случаях, когда кратковременное ускорение не превышало 9 g, каких-то негативных физиологических эффектов не отмечалось. Позднее появились самолетные катапульты, а затем и специальные центрифуги для тренировки летчиков, поэтому к началу космической эры был накоплен значительный материал по воздействию перегрузок на человеческий организм...
Совсем другое дело – невесомость, ведь ее длительное действие практически невозможно воспроизвести на Земле. Давайте проследим, как менялись представления о невесомости по работам, опубликованным в открытой печати.
В послевоенное время с развитием реактивной авиации появилась возможность изучать динамическую невесомость более предметно, ведь она возникает в самолете, летящем по параболе, а чем выше парабола, тем дольше продолжается состояние невесомости. Однако проведенные эксперименты давали неоднозначный результат. Например, во время пикирования в течение 15-20 секунд пилот «F-80E», совершавший эксперимент, почувствовал нарушение координации движений и был дезориентирован. При этом, правда, он утверждал, что повторные эксперименты давались легче, то есть вырабатывалась своего рода «привычка».
Физиологи Игорь Сергеевич Балаховский и Виктор Борисович Малкин сообщали в статье «Биологические проблемы межпланетных полетов» (журнал «Природа», 1956): «Вопрос о том, какое влияние на человека будет оказывать отсутствие силы земного тяготения, особенно труден в связи с крайней сложностью воспроизведения в эксперименте условий невесомости. Разрешение этого вопроса имеет большое значение, так как вскоре после взлета ракеты, сразу же после выключения двигателей, астронавты окажутся в условиях невесомости, в которых им придется находиться длительное время. Что же может произойти в этих условиях с человеком? Было высказано много предположений. Некоторые физиологи на основании теоретических представлений сомневались в возможности жизни человека в этих условиях. Так, немецкий кардиолог Лангер высказал мнение, что в условиях полного отсутствия силы тяжести жизнь может продолжаться только несколько минут, так как неизбежно возникнут глубокие расстройства кровообращения из-за нарушения его нервной регуляции; кровь потеряет вес и не будет оказывать давление на стенки сосудов, где расположены специальные нервные окончания, чувствительные к изменению кровяного давления (барорецепторы). При этом не будет также давления крови в полостях сердца во время его расслабления, что может привести к нарушению нормальной сердечной деятельности. Большинство исследователей всё же считает, что жизнь в условиях невесомости возможна и что организм сумеет приспособиться к новым условиям существования. Однако в процессе приспособления могут возникнуть нарушения деятельности центральной нервной системы, связанные с тем, что она не будет получать сигналов от нервных окончаний, расположенных в коже и мышцах, а также в специальном органе равновесия – лабиринте (находится во внутреннем ухе), которые в нормальных условиях “сообщают” о положении тела и его отдельных частей. При этом возможно расстройство регуляции мышечного тонуса, нарушение ориентации в пространстве, возникновение синдрома “воздушной болезни” – головокружения и тошноты, а также расстройства сна».
Советские специалисты хоть и проявляли оптимизм, но тоже весьма сдержанный, о чем можно судить по статьям, написанным кандидатами медицинских наук Олегом Георгиевичем Газенко и Виктором Борисовичем Малкиным для журнала «Наука и жизнь» в 1958-1959 годах. Например, в статье озаглавленной «Человек в космосе. Проблема жизни в условиях невесомости» (1959, № 12), они суммировали данные по наблюдению за подопытными собаками, летавшими на баллистических ракетах на космическую высоту (период невесомости составлял до 10 минут) и приходили к выводу, что отсутствие силы тяжести не нарушает фатально кровообращение, как предсказывал Лангер. Всё же, отмечали исследователи, до сих пор нет надежных сведений о влиянии невесомости на «функции пищеварения и выделения», но главное – те же эксперименты с ракетными полетами выявили у животных «существенные изменения двигательной активности и характера движений, что указывало на нарушения деятельности центральной нервной системы».
Разброс мнений по вопросу влияния невесомости среди ученых, занимавшихся космической биологией в «догагаринский» период, рос, как снежный ком, поэтому 1 июля 1960 года в Хоторне (штат Калифорния) прошел симпозиум, по итогам которого в начале следующего года был издан сборник, озаглавленный весьма красноречиво: «Невесомость – физические феномены и биологические эффекты» («Weightlessness – Physical Phenomena and Biological Effects»). Согласно библиографическим спискам, более обширного и полного труда на заявленную тему, доступного всем желающим, в то время попросту не было. В нем подводится промежуточный итог исследованиям, предшествовавшим эре пилотируемой космонавтики, рассматриваются все виды невесомости или ее имитации, которые можно получить в земных условиях: «баллистическая» невесомость, «параболическая» невесомость, «водная» невесомость, кратковременная невесомость свободного падения.
Анализ исследований влияния длительного отсутствия силы тяжести на человека занимают в этом труде не слишком большое место, поскольку, как отмечал Рафаэль Левин из корпорации «Локхид», автор доклада «Симуляция невесомости», продолжительность самых длинных и достоверных экспериментов по ее имитации с участием человека к тому времени не превышала 40 секунд. Если же линейно экстраполировать те изменения в самочувствии, которые испытывали пилоты и ученые при «параболической» невесомости, то получалось, что уже через 20 минут после начала ее действия у части людей может наступить «полное нарушение критически важных функций». Какие же проблемы могут возникнуть? Левин перечислял их списком: тошнота, дезориентация, нарушение биологических ритмов, перебои в работе сердечнососудистой системы и дыхания. Вызывало его опасения и самочувствие астронавтов при возвращении на Землю: после длительного пребывания на орбите у них могут атрофироваться мышцы и деградировать кости настолько, что им придется заново учиться ходить...
Итак, несмотря на большое количество экспериментов (за два предшествующих года американские пилоты, как утверждается в сборнике, совершили свыше двух тысяч полетов с целью изучения «параболической» невесомости), к началу 1961 года всё еще не было твердой уверенности, что человек сможет жить и работать на орбите больше нескольких минут. Становится понятным, почему советские специалисты сократили программу первого полета корабля «Восток» до одного витка вместо суток, а на панель ручного управления поставили логический замок: если бы и впрямь Гагарин во время полета был дезориентирован или утратил бы контроль над собой из-за физиологических нарушений в мозге, то его полет без таких мер предосторожности мог бы завершиться весьма плачевно.
Теперь заглянем в опубликованный текст доклада Юрия Гагарина, с которым он выступил на заседании Госкомиссии 13 апреля 1961 года. Космонавт сообщал: «Произвел прием воды и пищи. Воду и пищу принял нормально, принимать можно. Никаких физиологических затруднений при этом я не ощущал. Чувство невесомости несколько непривычное по сравнению с земными условиями. Здесь возникает такое ощущение, как будто висишь в горизонтальном положении на ремнях, как бы находишься в подвешенном состоянии. Видимо, подогнанная плотно подвесная система оказывает давление на грудную клетку, и поэтому создается такое впечатление, что висишь. Потом привыкаешь, приспосабливаешься к этому. Никаких плохих ощущений не было. <...> Координация движения полностью сохранилась. Я кушал, пил воду, писал, вел доклад, работал телеграфным ключом. Так что, по-моему, на координацию движения, на работоспособность та продолжительность невесомости, которую я испытал, не оказывает влияния, не затрудняет».
Сколько же времени провел Гагарин в состоянии невесомости? Из восстановленного хронометража полета следует, что не менее 1 часа 19 минут (то есть 79 минут). Поскольку никаких негативных ощущений он при этом не испытал, а, наоборот, сохранял ясность сознания, работоспособность, мог вести наблюдения и управлять оборудованием корабля, принимать воду и пищу, то по итогам его полета можно было сделать однозначный вывод, что мрачные прогнозы теоретиков не оправдались: землянин может жить в невесомости довольно продолжительное время.
Поскольку Юрий Гагарин внимательно наблюдал не только за кораблем, выступая в качестве пилота-испытателя космической техники, но и за собой, поверяя теорию практикой как настоящий ученый, вполне можно зафиксировать за ним приоритет в фундаментальном научном открытии – в установлении влияния истинной (а не имитируемой) динамической невесомости на организм человека. Его ответы на серьезные вопросы оказались обнадеживающими, что в один момент убирало массу сложностей и сомнений на пути к дальнейшему продвижению землян в космос.
Самое интересное, что современники вполне понимали научный вклад Юрия Гагарина. После полета инициативу в обсуждении его медико-биологических аспектов взяли на себя академики Норайр Мартиросович Сисакян и Василий Васильевич Парин. В числе других участников они выступили 15 апреля на пресс-конференции в Московском Доме ученых. Первый рассказал некоторые подробности о подготовке космонавта, второй – о работе биотелеметрических систем, дистанционно контролировавших физиологические параметры Гагарина, находившегося на орбите. Академик Парин завершил свое выступление пафосным, но в то же время весьма значимым заявлением: «Первый в истории космический полет дал чрезвычайно ценные данные о состоянии человека в космосе, подтвердил прогноз советских ученых не только о возможности полета человека в космосе, но и о возможности сохранения человеком его творческих сил и разнообразной трудовой деятельности. Велика в этом роль коллектива ученых, рабочих, велика и героична в этом роль замечательного советского человека Юрия Гагарина».
В том же духе писали и другие ученые, комментировавшие научные достижения первого космического полета. Все сходились на том, что именно с Гагарина нужно вести отсчет истории новых научных дисциплин, основы которых были заложены в 1960-1961 годах: космической медицины и космической психологии. Однако, после того, как на орбите побывал и провел там целые сутки Герман Титов, интонации начали меняться. Переход хорошо заметен в книге научных сотрудников Марии Александровны Герд и Николая Николаевича Гуровского «Первые космонавты и первые разведчики космоса» (1962), фрагменты из которой также публиковались в журнале «Наука и жизнь». Там мы находим следующий пассаж: «Еще недавно не было известно, как действует на организм состояние невесомости. Замечательный полет Ю.А. Гагарина по орбите вокруг Земли впервые показал миру, что чувствует человек в условиях невесомости. Но Гагарин пробыл в космосе более полутора часов. Как будет чувствовать себя человек в условиях длительной невесомости, осталось загадкой и после полета Гагарина. Хорошее состояние Гагарина было своеобразной “путевкой”, разрешающей более длительный полет. И этот полет состоялся. Двадцатипятичасовой космический полет Германа Степановича Титова превзошел самые смелые научные ожидания». То есть полету «Востока-2» начали приписывать не только взятие новой планки технического рекорда, но и научный приоритет...
Вроде бы в этом нет никакой крамолы, если только не вспомнить, что «качественно новый этап» открыл именно полет Юрия Гагарина, а вот полет Германа Титова, при всём уважении к очередному рекорду и подвигу космонавта, может расцениваться лишь как количественное достижение. Если искать исторические аналогии, то для космической биологии Юрий Гагарин был как Николай Коперник для космологии, то есть его открытия были еще далеки от мировоззренческой полноты, но зато позволяли совершенно по-иному взглянуть на Вселенную и место человека в ней.
