Жизнь под углом: 60 дней в постели ради науки

  • 26 мая 2015
Эксперименты в подземной лаборатории

Двенадцать добровольцев готовятся провести в подземных помещениях немецкого научного центра два месяца, не вставая с постели. Эксперимент позволит ученым изучить воздействие длительных космических перелетов на человеческий организм, рассказывает корреспондент BBC Future.

Центр предполетной подготовки астронавтов и космических туристов Envihab, недавно открытый под Кельном немецким космическим агентством DLR, выглядит как здание будущего. Антиутопичного будущего, в котором внешне все благостно, но внутри творятся тревожные вещи.

Зловещее ощущение усиливается еще и от того, что большинство помещений в этом здании - ниже уровня земли.

В сравнении с окружающими его высокими зданиями исследовательских лабораторий и офисами функционального вида Envihab скорее напоминает белую приземистую прямоугольную плиту - как будто кто-то положил на землю гигантскую деталь от конструктора Lego.

(Похожие статьи из раздела "Журнал")

Мы приближаемся к зданию по бетонной дорожке, прорезающей расположенный по периметру травяной газон. Охранник на входе открывает стеклянные двери, и мы спускаемся по лестнице в лабиринт коридоров с белыми стенами, полами и потолками. Здесь нет ни окон, ни картин на стенах, ни мягкой мебели — и никаких цветов кроме белого. А на дверях отсутствуют ручки.

Внутри возникает ощущение, что это место может находиться в любом уголке Земли. Или космоса. Возможно, вы на борту космической станции, обращающейся вокруг далекой планеты. Или на съемочной площадке научно-фантастического фильма.

В интересах космических исследований

Это ощущение не случайно. Envihab намерено спроектирован таким образом, чтобы напоминать изнутри космическую станцию. Ученые, медики и инженеры имитируют здесь условия жизни вне Земли.

Правообладатель иллюстрации Science Photo Library
Image caption Космонавтам и астронавтам приходится приспосабливаться к необходимости спать в невесомости

"Мы можем регулировать все — уровень шума и освещения, температуру, даже состав воздуха, - говорит Ульрих Лимпер, кардиолог из Института авиакосмической медицины DLR, который показывает мне Envihab. - Это дает нам возможность проводить в контролируемых условиях эксперименты, важные как для космических исследований, так и для земной науки".

Лимпер открывает двойные двери при помощи ключа-брелока. Они распахиваются с едва слышным механическим жужжанием. Мы проходим еще через одни двери и попадаем в больничное отделение. По обеим сторонам белого коридора расположены двери в 12 комнат без окон, в каждой из которых стоит по больничной койке.

"Находясь внутри, нельзя определить, день на дворе или ночь, - говорит Лимпер. - Здесь нет часов, так что невозможно сказать, который сейчас час. И даже какое время года".

От этих слов становится не по себе, но мой экскурсовод спешит подчеркнуть, что все, кто будет находиться в этих палатах, - добровольцы, которым к тому же и заплатят за участие в эксперименте: "Все они проходят тщательный отбор и знают, что их ждет".

Имитация невесомости

В рамках первого масштабного исследования, которое пройдет в Envihab этим летом, 12 участников проведут 60 дней в постели, чтобы дать ученым возможность изучить воздействие длительных космических перелетов на человеческий организм. Команда медиков сейчас как раз занимается отбором добровольцев.

"Цель эксперимента - имитация эффекта продолжительного нахождения в невесомости", - объясняет Лимпер.

Правообладатель иллюстрации ESA
Image caption Опускание головы на шесть градусов относительно горизонтальной поверхности имитирует условия невесомости

Понимание того, как организм адаптируется к жизни в невесомости, крайне важно для организации полетов в космос продолжительностью свыше нескольких месяцев. Так, пилотируемая экспедиция на Марс (с приземлением на поверхности Красной планеты) займет по крайней мере два года, причем 18 месяцев экипажу доведется провести в условиях невесомости.

Исследования, проводимые на астронавтах, показывают, что длительное пребывание в невесомости приводит к потере костной массы и атрофии мышц; кроме того, биологические жидкости приливают к голове, "раздувая" ее (действительно, у летавших в космос головы увеличиваются в размерах). Экипажи Международной космической станции (МКС) часто жалуются на симптомы, схожие с простудными.

Американский астронавт Скотт Келли и российский космонавт Михаил Корниенко недавно отправились на МКС в годичную экспедицию с целью изучения эффектов продолжительного пребывания в космосе. А "лежачие" эксперименты в Envihab помогут врачам исследовать большое число испытуемых в абсолютно контролируемых условиях, и не стоит думать, что испытуемым на Земле будет легче и комфортнее.

Жизнь под углом

"Чтобы создать условия, напоминающие невесомость, мы опускаем голову испытуемого на шесть градусов по отношению к корпусу, - говорит Лимпер. - Очень важно, чтобы голова находилась ниже туловища".

В таком необычном положении добровольцы будут принимать пищу со строго контролируемым составом питательных веществ, а справлять нужду придется в судно и бутылку для мочи. За испытуемыми будет вестись круглосуточное видеонаблюдение. Даже душ они будут принимать на специальных лежанках — опять же, с головой ниже туловища.

Правообладатель иллюстрации Science Photo Library
Image caption Астронавты говорят, что пребывание в невесомости приводит к симптомам, напоминающим простуду

DLR уже провело несколько подобных экспериментов в партнерстве с Европейским космическим агентством. Результаты этих исследований используются и на Земле - в изучении костных заболеваний и при организации ухода за лежачими больничными пациентами.

В запланированном на лето эксперименте будут участвовать физически довольно крепкие мужчины в возрасте от 18 до 40 лет. "Вариативность параметров участников группы представляет для нас большую проблему. - говорит Лимпер. - По крайней мере мы можем отбирать их по половому признаку, что имеет большое значение для результатов исследования, хотя в других подобных исследованиях, возможно, будут принимать участие и женщины".

Лежа головой вниз, добровольцы будут читать, спать, смотреть фильмы или играть в компьютерные игры. Им также предстоит принять участие в ряде экспериментов. В течение трех недель испытуемые будут постоянно подвергаться медицинским тестам, анализам и исследованиям крови, костной и мышечной ткани.

Впрочем, исследователи намерены внести некоторое разнообразие в монотонную лежачую жизнь своих подопечных. Поскольку одной из целей эксперимента является опробование методов противостояния деструктивному воздействию микрогравитации, участники будут выполнять ряд физических упражнений, которые, как ожидается, благотворно скажутся на их мышечном тонусе и состоянии здоровья.

Правообладатель иллюстрации Felix Barsnick
Image caption Добровольцы проведут в подземных комнатах 60 дней

В дальнейшем подобные эксперименты будут проходить с использованием центрифуги, установленной внутри белого цилиндра в самом центре здания Envihab. Центрифуга представляет собой горизонтальную крестовину, каждое из четырех плеч которой достигает примерно трех метров в длину. На одном плече установлена койка. Медики смогут раскручивать добровольцев, варьируя угловую скорость.

Диаметр центрифуги меньше, чем у прочих подобных аппаратов, и неспроста. "Мы полагаем, что она достаточно компактна для установки на космической станции", - поясняет Лимпер.

Трудности реабилитации

Ученые хотели бы видеть подобную центрифугу на орбитальной станции будущего или на борту межпланетного корабля, чтобы экипаж имел возможность поддерживать себя в тонусе, проводя какое-то время в условиях искусственной гравитации.

Добровольцы, которые согласятся провести два месяца в постели, постоянно подвергаясь различным медицинским процедурам, под конец эксперимента неизбежно будут чувствовать себя дезориентированными. Чтобы помочь им безболезненно вернуться к нормальной жизни, в центре имеется так называемый жилой модуль - в нем испытуемые проведут вместе некоторое время после окончания "лежачего" этапа.

Но даже жилой модуль выглядит почти стерильным. Хотя в нем имеются комфортабельные кресла (можно только догадываться, каким наслаждением станет для добровольцев возможность для разнообразия присесть) и огромный телевизионный экран, в помещении с голыми стенами отсутствуют окна. Единственные две вещи, разнообразящие интерьер, - это эмблема DLR на стене и красный огнетушитель в углу.

Правообладатель иллюстрации Getty
Image caption Пребывание на орбите не всегда выглядит так же романтично или увлекательно, как в фильмах о космосе

Кто бы мог подумать, что ничегонеделание может оказаться таким трудным занятием? Участникам предстоит пережить не самые простые несколько недель. Однако, по словам Лимпера, благодаря тщательному отбору мало кто из участников подобных исследований сходит с дистанции.

Проведя лишь полтора часа под землей, я полностью потерял чувство времени. Когда мы выходим наружу, я спрашиваю Лимпера, согласился бы он принять участие в таком эксперименте в качестве испытуемого.

"Ни за что на свете", - отвечает он.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Новости по теме