Ради космоса: люди-герои или «лабораторные мыши»?

О подготовке людей к полетам в глубокий космос на Yuri’s Night Perm рассказала Анастасия Степанова – член экипажей международных космических проектов Sirius-19 и Mars-160, испытатель, инженер Института медико-биологических проблем РАН, космический журналист, волонтер спасательного отряда «Спасрезерв» и испытатель первого в мире эксперимента «Женская сухая иммерсия».

Перед тем, как отправить что-то в космос, мы проводим эксперименты на земле. То же с планами по освоению Марса и Луны. Самый первый – и очень жесткий, революционный – секретный изоляционный эксперимент состоялся в 1967-68 году у нас в НИИ. Он назывался «Год в звездолете». Трое человек год прожили на 12 квадратных метрах, причем большую часть этого помещения занимало оборудование. Их родным сказали, что они в Антарктиде, тогда как находились они в Москве на станции метро «Полежаевская». Их койки были расположены друг над другом, и испытатели на них чередовались, так как углекислый газ скапливался наверху. В стесненных условиях двое испытателей не ладили, но почему-то тот, кто был между ними и пытался их помирить, вышел из эксперимента с язвой желудка. Но никто не дрался, не было острых конфликтов, и в принципе эксперимент показал, что люди могут жить в таких условиях и лететь к дальним космическим объектам без экстремальных последствий. Была даже романтическая составляющая во всей этой истории: лаборантша, которая снаружи дежурила и голосом отправляла указания одному из испытателей, после эксперимента вышла за него замуж.

Рекордсменом в мире по продолжительности эксперимента является до сих пор «Марс-500», который завершился 10 лет назад. Шестеро человек экипажа справились потрясающе, у них вообще не было конфликтов. Присутствовавший на эксперименте китаец не говорил ни на английском, ни на русском, но как-то смог общаться 520 дней. Когда он вернулся в Китай, то стал героем страны и ему подарили квартиру. Знал, видимо, за что старался. Я спросила у члена экипажа Александра Смолеевского, как можно было выдержать такие условия столь долгое время, и услышала такой ответ: «Я до этого жил в военном закрытом городке, так что для меня практически ничего не изменилось».

В 2016 году стартовал эксперимент американского Марсианского общества (Mars Society) «Марс-160», в котором я приняла участие. Эта некоммерческая организация была основана еще в 1990-х инженером и писателем Робертом Зубриным. В начале 2000-х в их конференциях принимал участие еще Илон Маск, он тогда предлагал просто отправить мышек на Марс и посмотреть, что с ними будет. Целью организации была популяризация идей освоения Марса, в частности — доносить до государства, что нужно в это вкладываться и вообще взращивать поколение, которое будет заниматься освоением Марса.  

Талантливые инженеры организации построили две станции в условиях, имитирующих марсианские: одну в штате Юта, другую на необитаемом острове Девон в канадской части Арктики. Планировалось, что в ходе эксперимента мы проведем по 80 дней на той и другой станции.

Станция в Юте представляет собой большой жилой модуль, оранжерею, имитацию тоннелей, чтобы «космонавты» могли перемещаться между модулями не надевая скафандров, также есть обсерватория (конкретно ее строительство спонсировал Илон Маск) и научная лаборатория. Геология той местности, можно сказать, совпадает с марсианской. Можно найти много интересных минералов и ископаемых.

Условия же на станции Девона гораздо более аскетичны. Там всего один модуль, расположенный на краю ударного кратера, которому 39 млн. лет. На острове больше ничего нет, только много ископаемых, потому что раньше вся эта местность была покрыта океаном. Везде острые камни, передвигаться лучше на квадроциклах, хотя и это опасно. Интересный фактор, что там есть белые медведи, правда, они обычно охотятся на побережье, а станция находится в глубине острова. Но все равно, выходя в экспедиции, один из членов экипажа всегда был в роли bare watcher’а («следящего за медведями») с ружьем. Возвращаясь на станцию, мы радовались: «Как хорошо, что все прошло гладко»! Уже ладно, что у кого-то обморожение, ладно, что ты с тяжелым оборудованием таскался по колено в зыбучей глине (земля на метр прогревается солнцем, так что несколько раз в ней застревали члены экипажа) – главное, что нам медведь не встретился! Кстати, если что-то с вами произойдет и будет плохая погода, то за вами могут не прилететь в этот же день. Полнейшая оторванность от цивилизации, все зависит только от вас – как и будет на Марсе, собственно.

В Арктике мы смогли пробыть только месяц из-за погодных условий. Розовым на карте отмечен исхоженный и изъезженный нами маршрут. Причем сначала мы три недели ждали, чтобы могли полететь к острову и приземлиться. Последний раз там люди были 5 лет назад. Часть электропроводки вышла из строя и мы не смогли ее починить, так что целыми днями было серо и тускло (на дворе дождь со снегом), хотя вроде вечный день… Через несколько недель это стало сказываться на психике людей. Все-таки важно, чтобы были станции уютны и имели теплый ламповый свет. Мы, с одной стороны, адаптивные существа, а с другой – весьма чуткие к изменениям.

Экипаж у нас был очень международный и с очень разнообразными навыками (на фото обложки. – Д.Т.). Командир Александр Манжо — аэрокосмический инженер, Юсуке Мураками – архитектор из Японии, специализирующийся именно на космической архитектуре, Джонатан Кларк — геолог из Австралии, Анналея Битти — космический художник и писательница из Австралии, Анушри Шривастава — микробиолог из Индии, Шэннон Руперт — директор станции в Юте, которая непосредственно в эксперименте не участвовала, но постоянно была с нами на связи, Пол Найтли — геолог из Арканзаса, и Клод-Мишель Ларош — инженер из Канады.

Для чего вообще мы полетим на Марс? Естественно, главным интересом является выяснить, есть ли жизнь и была ли. На это были нацелены и наши исследования. Мы искали «экстремофилов» — организмы, которые выживают в экстремальных природных условиях. Лишайники, строматолиты – останки древних бактерий, которые застряли в камне слоями, галофилы (в переводе с греческого «любящие соль») – микроорганизмы, которые застряли в минералах гипса… Еще были гиполиты – такой зеленый налет на камнях, они очень умные, прячутся за камнями, чтобы защититься от солнца, сильных ветров и перепадов температур. Мы брали их образцы, несли в лабораторию, измельчали до порошка, добавляли жидкость и добавляли соль. Через 2 недели микроорганизмы проснулись и начали есть эту соль. В итоге они были отправлены в NASA, где стоит дорогостоящее оборудование, которое определит ДНК этих организмов и их возраст. Когда люди отправятся на Марс, они используют такой же принцип исследования. Там гипса очень много, и из него можно даже добывать воду. 

Работали мы и в Юте, и на Девоне в скафандрах. Конечно, такие скафандры не будут на настоящем Марсе, но их было достаточно, чтобы прочувствовать тяжесть работы: они весят 14 кг, при том, что там даже нет баллона с кислородом, воздух вводится просто в шлем. В течение большей части дня вы не слышите ничего, кроме того, что звучит по рации, не ощущаете дуновения ветра на своей коже – иногда мне начинало казаться, что я действительно нахожусь на Марсе, и только когда видела растения, я понимала, что я все же в симуляции. Мураками привез с собой складной купол – аварийное убежище, которое использовалось для непальцев во время землетрясения 2015 года. Он собирается за 30 мин, а в скафандрах мы собрали эту конструкцию за 3 часа 30 минут: неудобные перчатки, мелкие детали, шлемом постоянно стукаешься об стенки – без помощи робота на Марсе с монтажом жилищ будет явно сложно справляться. Кстати, робот у нас был, его звали Шерпа-ТТ – разработка Немецкого космического агентства. Его ноги выпрямляются так, что он может пройти надо мной, рука-манипулятор вращается на 360 градусов, он может под 45 градусов взбираться на холмы, чтобы сканировать территорию для геологических исследований и микробиологии. Надеюсь, мы скоро увидим его на Марсе.

Еще у нас проводился очень интересный эксперимент, в котором было совмещено выращивание растений, инженерия и психология. На нас и на «умных горшках» растений, закрепленных за каждым членом экипада, находились датчики, и система проверяла, как часто подходим к растению и расстраиваемся ли, если с ним что-то не так. На самом деле, в таких условиях действительно привязываешься к ним и начинаешь относиться, как к своим питомцам.

Каюты наши были полтора метра в ширину и 3 в длину, все у них устроено было по принципу тетриса. Спортом находили возможность заниматься в общих помещениях – лаборатории или на кухне. Еду мы ели сублимированную (из всех ингредиентов удалили влагу), не такую, конечно, как на МКС, потому что там она сильно дорогая. У нас даже было что-то в тюбиках, но на самом деле из тюбиков уже никто не ест в космосе, это скорее уже сувениры. Приготовление пищи было для экипажа довольно эмоциональным сближающим занятием, с которым связано много веселых историй. Например, однажды мы попросили индуску сварить суп, возвращаемся с выхода – а в супе реально ложка стоит: она взяла килограмм сыра, расплавила его, добавила туда сырых бобов и думала, что это и есть «сырный суп». В Индии, в общем, супы готовить не принято. Пришлось каким-то образом сообща трансформировать это изделие в пригодное для употребления блюдо.

Должна сказать, по опыту всех моих экипажей, что про лямурные отношения в космосе Голливуд нам врет. Основное здесь профессионализм. Все пришли для чего-то, и понимают, что заниматься амурными делами – это дискредитировать себя как специалиста и в целом подвести всю миссию. Поэтому все были очень сосредоточены; дружелюбны, но не более.

Разгрузиться от всяких переживаний очень помогает спорт: ты выходишь с тренировки и думаешь «да, это уже не проблема, меня это уже не так волнует». Кстати, я считаю, что тут еще роботы для психологической поддержки могут выручить и разгрузить. Вместо того, чтобы сорваться на человека, ты сорвешься на робота. Он-то это все «забудет», а атмосфера в экипаже останется нормальной. Или хороша виртуальная реальность. Вот пока такие способы я вижу выхода из ситуации.

Без юмора в испытаниях – никуда. Однажды мы написали письмо психологу с депрессивным текстом. Я рада, что она поняла, что мы шутим, не подняла панику.

Ну, после этого, казалось бы, Настя, успокойся – а я поняла, что мне это все нравится, нравится быть испытателем, имитировать такой космический полет. И когда начался набор в эксперимент «Сириус-19»совместно с Американским космическим агентством на 4 месяца, я в него отправилась. 4 месяца – это только для начала, потом будет 8 месяцев изоляции, потом год, а потом, может, и на полтора года. Почему NASA решили проводить этот эксперимент у нас в Институте медико-биологических проблем? Оказалось, что в нашем НИИ станция просто уникальна, со своей атмосферой, со своей системой жизнеобеспечения, которая регулируется снаружи – вся она позволяет воссоздать полную изолированность от внешней среды. У нас даже давление было немного другим, чтобы микробы, грязь и пыль не попадали к нам. 

Экипаж испытателей постоянно мониторила дежурнай бригада врачей и инженеров. По всей станции расставлено около 80 камер, они могут детально увидеть все, даже если ты пишешь что-то на листке. Психологи за этим наблюдают. Командиром экипажа был у нас летчик-космонавт Евгений Тарелкин, который летал на МКС в 2014 году, бортинженером Дарья Жидова (она работает в РКК «Энергия»), врачом Стефания Федяй и еще было два инженера от НАСА: Аллен Миркадыров и Райнхольд Повилаитис. Мы все должны были говорить на двух языках. Конфликтных ситуаций мы все избегали, понимая, что нам 4 месяца друг с другом жить, и в токсичной атмосфере никому не хотелось находиться. Ты не можешь выйти, захлопнуть дверь и сказать: «Все, я больше не хочу с вами разговаривать!» Это очень классно тренирует терпимость и понимание друг друга. Мелкие разногласия и споры были разве что по работе.

Вопрос «почему вы жили в бане» – это вопрос к прошлым разработчикам станции внутри. Оказывается, поскольку она полностью герметичная, то должны быть очень экологичные материалы – хотя, конечно,никто не будет отправлять дерево в космос. И психологи говорили, что дерево положительно влиять на психику. Мне кажется, что концепт можно пересмотреть и частично уже смешать, сделать футуристичное пространство как в фильме Стенли Кубрика.

В данном эксперименте, в отличие от моего предыдущего, если мы и выходили на поверхность Луны по легенде, то это было совмещено с виртуальной реальностью. «Легенда» была такая: мы стыкуемся к орбитальному модулю на орбите Земли, дальше с ним летим к Луне, находимся на орбите Луны и на третий месяц четверо членов экипажа отсоединяются, переходят в спускаемый модуль и высаживаются на поверхность Луны, где неделю осуществляют ВКД (внекорабельную деятельность), проводят какие-то исследования. Я рада, что жила на «орбитальной станции», потому что она просторнее!

Разнообразных исследований проводилось в этом эксперименте более 80: физиология, метаболизм, психолгия, иммунология… Весь акцент сместился, таким образом, на человека, а не на микроорганизмы. Нам по 16 часов нужно было ходить в электродах, спать в них, есть. Белая коробочка социомэппинг: как часто мы др к др приближаемся и с кем чаще всего общаемся. Мы даже сами научились делать узи, хотя для неспециалиста это очень сложно, все органы выглядят одинаково. Часто брали кровь и разные выделения, вплоть до волос. Мы смеялись, что будет дальше – наши слезы? 

Самые интересные и жесткие эксперименты были от мнемцев. Я даже шутила: «может, они мстят нам за что-то?» Надевают шапочку, вводят в отверстия специальный гель, чтоб проводимость сигналов была лучше. У вас берут кровь, каждые два часа вы сдаете слюну на гормон кортизол. Сидите спокойно с открытыми глазами, потом с закрытыми, потом регшаете уравнения, затем издается какой-то звуковой сигнал, и вы на него должны отреагировать. Потом показывают 80 фотографий, половина из них классные (дети, парочки, море, еда), а половина убийства, расчлененка, кого-то тошнит… Изучали, насколько каждое изображение на вас эмоционально подействовало и подействовало негативно или позитивно. Этот эксперимент проходил раз в месяц и два дня подряд, так что фото мы уже все выучили. Проверялось, как у человека меняется восприятие положительного и негативного по мере нахождения в изоляции.

Другой эксперимент, Хоффмана, призван был узнать, растет или наоборот снижается у людей в изоляции выносливость. Проводился он на беговой дорожке, которая работала как в активном, так и в пассивном режиме. Мы на ней еще отрабатывали «лунную» и «марсианскую» походку – изучали, какие группы мышц как реагируют на изменение гравитации (на Луне, например, сила притяжения в 6 раз меньше, чем на Земле). На пассивной бег дорожке – вы сами приводите ее в движение, и это похоже, как будто бежишь по песку, в тяжелых ботинках да еще и с рюкзаком за спиной. Все пробовали разную музыку, чтобы было легче с этим справляться, от классической до «Раммштайна». Подобие такой беговой дорожки стоит на МКС, потому что у космонавтов атрофируются мышцы ног и сильно вымывается кальций.

Так вот, как выглядел второй немецкий эксперимент. Вам надевают маску, которая анализирует выдыхаемый воздух, 5 раз берут кровь из пальца, пока вы бегаете, и параллельно на определенных скоростях вы должны взять джойстики и решать определенные задачи – не сложные, просто все это во время ходьбы или бега, еще и у вас идет кровь из пальца. С 9 км/ч у вас повышается скорость каждые 30 секунд. У одного члена нашего экипажа рекорд был 21 км\ч. При этом медики смотрят, чтобы не зашкаливала ЧСС (частота сердечных сокращений). Эксперимент проводился раз в месяц. Результаты на первом и четвертом месяцах изоляции существенно отличались: у всех выносливость улучшилась, потому что мы по 6 дней в неделю в обычной жизни не бегаем. 

К концу третьего месяца мы перестали получать удовлетворение от еды, оно все стало на один вкус. Хотя вроде бы меню было расписано на 7 дней, но даже оно приелось. А представьте если мы отправимся на Марс – как сделать, чтобы люди не перестали есть и не начали терять массу? Ну и чисто психологически же однообразие очень сильно влияет. Помню, как на вопрос, «что вы сделаете первым делом, когда закончится эксперимент?» я ответила, ради приличия, что «ну конечно, первым делом я обниму своих родных и близких». А второе, а на самом деле первое – «я хочу съесть большой стейк». Потому что когда у вас забирают все, вы в жестком ограничении, то вы скатываетесь до базовых инстинктов: чтобы было не холодно, безопасно, чтобы можно было поспать, ну и вкусно поесть.

В целом это экстремальные условия, хотя мы находились на безопасной станции, но ограничения испытывали социальные, по ресурсам и по внешним раздражителям. Монотонность начинает давить, и люди впадают в состояние режима ожидания. Поэтому очень важно быть занятым делом: чем больше работы, экспериментов, тем лучше, – ну и важна ваша личная мотивация, настрой. Сила духа многое определяет и решает. А также умение находить себе занятия, которые вам помогут выйти из дурного настроения – хорошая музыка или книга, например. Как только вы чувствуете себя не в очень хорошем настроении, не надо себя раскручивать дальше, а нужно быстренько переключиться на другое! 

Казалось бы, что следующее? А вот нашелся для меня новый эксперимент, который имитирует негативное влияние микрогравитации на организм человека. Нужно лежать в ванне, наполненной водой, где всегда регулируется температура, сверху водонепроницаемая пленка, на ней специальная простынь, и твое тело немножко утапливают под воду. Всего несколько дней нахождения в такой ванне показывает все негативные эффекты, которые возникают на МКС: это безопорность и перераспределение жидкостей в организме, давление… Дольше всего 56 суток испытатель находился в этой ванне, это было в 1970-х. С тех пор проходили более короткие испытания, последнее продолжалось 21 день. Но во всех них участвовали мужчины, и лишь в октябре 2020 года была начата женская «сухая иммерсия», где 6 испытательниц проверили на себе, чем мы отличаемся от мужчин, кроме чисто гигиенических моментов. 

Первый этап — трое суток — был самый жесткий, поскольку за трое суток только проходила адаптация, а тебя уже вынимали из воды. Только организм начал адаптироваться к невесомости, а тебе уже надо обратно адаптироваться к земным условиям! На нас провели более 20 исследований. В день из ванны вынимали только на 15 минут, чтобы сходить в туалет по-большому и принять душ. Причем душ вы принимаете тоже лежа (серая подстилка на фото), что очень неудобно и долго. По-маленькому ходили прямо в ванне, на месте испытания — для этого специальный насос изобрела для женщин сотрудница нашего НИИ Светлана Лебедева (мужчины до этого ходили в утку). Представьте: за ширмой вас ждут ученые, у вас по циклограмме следующее испытание, а эта штука еще громко звучит и вам надо расслабиться, а вы не можете, и вот уже прошло 20 минут, и вы полностью сбиваете ученым циклограмму! В общем, это была отличная тренировка, как отключить все свои зажимы и страхи и повелевать своим организмом. Ну и чувство юмора – я к нему всегда возвращаюсь, испытателям без него никуда. 

По итогу мы выяснили, что у мужчин болела спина в этих экспериментах, а у женщин нет. Вообще я считаю, что надо проводить больше модельных экспериментов на Земле, чтобы ускорить наш путь в космос, а то мы уже здесь на Земле как-то засиделись. Хочется верить, что наша работа хоть какой-то вклад внесет в освоение космоса человеком. 

Полечу ли я на Марс, если мне предложат? Однозначно да! Но, конечно, если меня подготовят еще и всему обучат, потому что там надо быть просто человеком-оркестром… У кандидатов же в испытатели, если кому интересно, приветствуется рвение и хорошее здоровье без хронических завоеваний. Помимо этого, желательно, чтобы ваш род деятельности был связан с наукой, с космосом. Потому что нам важно, чтобы у испытателя была высокая мотивация. Буду рада вам способствовать, если хотите побыть «лабораторной мышкой» – в хорошем смысле!

Читайте также: Космическая психология в дни Гагарина и сегодня