27 июня на странице Школы Арины Шараповой во Вконтакте в рамках проекта «Экология. Культура. Общество», реализуемого при поддержке Фонда президентских грантов, космонавт, герой Российской Федерации Фёдор Юрчихин провёл мастер-класс для школьников.
ВОПРОС: Ключевая тема нашей сегодняшней встречи – это космические опыты. Расскажите, пожалуйста, какие эксперименты проводятся в космосе.
ОТВЕТ: Каждый космонавт , участвующий в длительном полете, участвует в порядка 50 и более научных экспериментах непосредственно сам и около 100-150 экспериментов проходят в автоматическом режиме, когда мы только обслуживаем системы, но участия в процессе опытов не принимаем. Направления самые разнообразные: медицинские, биологические, медико -биологические, биотехнологические, технические, технологические, геофизические, астрономические, эксперименты в рамках экологических проблем, которые существуют на Земле.
Из экспериментов именно экологического направления проводятся прежде всего те, которые позволяют изучить последствия влияния на природу, действий самой природы, например: извержения вулканов, тайфуны, ураганы.
Другое направление -это изучение катастрофического влияния самого человека, например, разливы нефти. Можно привести в качестве примера аварию на буровой установке «British Petroleum» в Мексиканском заливе (2010 год), приведшую к разливу огромного количества нефти на поверхности воды, что привело к массовой гибели обитателей моря, особенно вблизи береговой линии. В прибрежной зоне пленка нефти препятствует нормальному терморегулированию водной поверхности и атмосферы.
Разлив нефти в Мексиканском заливе, 2010 год. Снимок из космоса.
Так как в этих районах глубина небольшая, то вода быстро перегревается. В связи с перегревом гибнут мелкие ракообразные, в результате чего уходит рыба. Гибнут водоросли и начинают процветать водоросли- паразиты, нарушается экологический баланс в сообществе. Сам я непосредственно во время аварии не был на станции, но снимал уже чуть позже эти «радужные» поля катастрофических размеров в Мексиканском заливе. Радужность — это признак наличия нефти в воде. Вырубание лесов в бассейне реки Амазонки тоже заметны из космоса и мы время от времени это фотографируем.
Уничтожение и вырубка тропических лесов Амазонки в Бразилии. Из космоса видны «облысения». (Фото Benjamin Grant | Digital Globe)
В 2007 году к нам прилетела радостная весть о том, что город Сочи станет местом проведения олимпиады 2014 года. Я в это время находился на орбите, связался со своими друзьями из Госкомспорта, которое в то время возглавлял Фетисов Вячеслав в Александрович, и попросил его рассказать, где и в каких местах планируется строить олимпийские объекты. После этого начал фотографировать территорию реки Мзымта, Красную поляну и другие близлежащие территории. А с 2008 года для экипажа это уже стало официальной задачей и это осуществляется до сих пор, потому что строительство в горах всегда сопряжено со сложностями. Надо отдать должное нашим ученым, которые активно участвовали в этом проекте, благодаря их стараниям природе нанесен минимальные ущерб при строительстве сооружений.
Сочи из космоса. Олимпийский парк. Фото из аккаунта Роскосмоса в Instagram, instagram.com/roscosmosofficial
Не забывайте, что одним из самых главных объектов космических исследований, является сам человек. Длительность полетов напрямую зависит от нашего здоровья, и врачи не только внимательно следят за ним, но и ставят эксперименты, направленные на то, чтобы мы в будущем могли как можно дольше активно работать на орбите.
ВОПРОС: Каково влияние невесомости на организм человека и как удается справляться с перегрузками?
ОТВЕТ: Начнем с того, что невесомость – это агрессивная среда для человека. Это проявляется прежде всего расстройством вегетативно -сосудистой системы. Кроме того, идет перераспределение крови в организме, так как отсутствует гравитация, то кровь приливает к голове и уходит от ног. Вены и капилляры головного мозга находятся под нагрузкой. Привычный , как на Земле, кровоток нарушается. Из-за того , что скелет в невесомости теряет свою опорную функцию, то организм начинает избавляться от лишнего кальция и он начинает вымываться из костей.
Как все эти изменения компенсировать? На борту это осуществляется аппаратами в основном отечественного производства, так как именно мы является рекордсменами по продолжительности пребывания человека в космосе. Вспомним для примера Валерия Полякова, продолжительность полета которого составила 437 суток! Четыре космонавта, реально пробывшие больше года на орбите – это наши ребята! Первый длительный космический полет прошел более 30 лет назад на станции «Мир», членами экипажа были Владимир Титов и Муса Манаров. Такие рекорды позволили нам научиться справляться с последствиями влияния невесомости.
Для тренировки кровеносной системы существует аппарат «Чибис». Он представляет собой огромные штанины с большим количеством приборов. Космонавт влезает в них и тщательно упаковывается в области живота , для того чтобы воздух вниз не проникал. Дальше начинает работать насос, который откачивает воздух из штанин, таким образом внутри штанин давление снижается и кровь от головы приливает к нижним конечностям. Это уже не только эксперимент, но и тренировка человека, которая проходит под контролем медиков. Снимается кардиограмма, измеряется артериальное давление, частота пульса. Почему такой тщательный контроль? Дело в том, что если переборщить с распределением давления, то можно упасть в обморок. Когда большой объем крови уходит от мозга, то наступает кислородное голодание нервных клеток и человек теряет сознание. Тренировка заключается в том, что космонавт чередует давление в аппарате, то немного повышая, то немного понижая. Кровь при этом соответственно начинает «ходить» по организму то вверх, то вниз и сосуды тренируются.
Все физические упражнения мы делаем с «притягами». Это обеспечивает нагрузку на скелет. На сколько все эти тренировки эффективны? Если в первом длительном полете в 2007 году, потеря кальция в костях составляла около 10% , то в последнем полете за тот же период времени эта потеря уменьшилась в полтора раза.
Комплект «ЧИБИС-М». Продукция АО «НПП «ЗВЕЗДА».
Такие интересные, необычные находки наших ученых и врачей, позволили России быть в этой области в лидерах, начиная с 70 годов и до сегодняшнего времени.
ВОПРОС: Какой из ваших полетов был самым сложным и почему?
ОТВЕТ: Когда мне задают аналогичный вопросы в аудитории: «Какой из полетов самый любимый? Самый сложный? Самый интересный?», — я задумываюсь на секунду и дальше отвечаю так. Первый, потому что он -первый. Второй, потому что это — первый длительный. Третий, потому что я не думал, что полечу в третий раз. Четвертый, также. Пятый, потому что последний. Аналогично мне говорила моя бабушка , когда ей кто-то жаловался, что она какого-то из внуков любит больше, а кого-то меньше. Она показывала свою ладонь и говорила: «У меня пять пальцев на руке, они все разные, но боль чувствуют одинаково! Ты можешь отказаться от какого-то
Федор Юрчихин/РОСКОСМОС
пальца на руке? Нет? Вот и я люблю всех одинаково!» Вот поэтому каждый из моих полетов и по — своему интересен, и по- своему сложен, и по – своему запоминающийся. После каждого полета я приносил с собой какие-то интересные наблюдения и, может быть , мне удастся этим когда-нибудь поделиться. На все это нужно время.
ВОПРОС: Может быть поделись сейчас одним из ваших наблюдений сейчас?
ОТВЕТ: Самое главное, наверное, то, что от полета к полету все больше подтверждается утверждение еще других астронавтов и космонавтов, летавших намного раньше меня. Это ощущение, что «в космос мы улетаем патриотами своих стран, а возвращаемся патриотами Земли». Фраза настолько «вгрызлось» в меня, что когда я делал фотографии, на своих выставках хотелось показать на сколько красива наша Земля. Название всех моих выставок: «Наш дом -Земля!» Какими бы разными мы не были, какие бы границы между нами не проходили -Земля у нас одна всех! Это- наш дом! А в своем доме не принято гадить, извините за такое жесткое слово. Мы должны сохранить дом в чистоте, мы должны увеличить его красоту и передать его нашим детям чистым, аккуратным и красивым.
ВОПРОС: Какие на данный момент биологические опыты проводятся на МКС?
ОТВЕТ: Таких опытов проводится очень много. Я не могу сказать, что проводится на данный момент, но могу сказать однозначно, что на МКС ведутся постоянно опыты, связанные и с растениями, и с животными. Представьте себе на МКС мы работали, например, с мышами. На сегодняшний день, мыши являются рекордсмена по продолжительности пребывания в невесомости. Почему? Потому что жизненный цикл лабораторной мыши около двух лет. Представьте, что некоторые мыши находились на станции по четыре месяца, то есть примерно пятую часть своей жизни они проводили в космосе! В переводе на человеческую жизнь- это составит около двадцати лет. Поэтому на мышах ученые гораздо быстрее изучают те проблемы , которые могут быть с костным скелетом и другими внутренними органами. Кроме мышей проводились опыты с тритонами, мухами – дрозофилами, червями, улитками.
У растений направление опытов немножко другое, они нацелены на изучение возможности выращивания в космосе растительной пищи. Мы выращивали в специальных оранжереях китайский салат, горох, рожь, пшеницу и многое другое. Есть проблема, что не все растения могутразвиваться в условиях невесомости, поэтому ученые в поиске сейчас больших площадей для оранжерей, для того чтобы будущие длительные космические экспедиции могли себя сами снабжать необходимым питанием.
ВОПРОС: Какие из растений оказались наиболее адаптированы к космосу?
Юрчихин Ф.Н. проводит опыты с растениями на борту МКС.
ОТВЕТ: В свое время, на орбитальной станции «Мир» получили пять подряд урожаев ржи и даже посадили шестой, но дальше уже пошли пустые колосья. Одной из проблем является, как выяснили ученые , атмосфера станции. Как бы мы не говорили , что она естественная, как на Земле, но все равно присутствие всякого рода вредных веществ , в том числе и выделяемых человеком с дыханием или с потом, заметно влияет на растения. Кроме того на станции постоянно работают вентиляторы, гуляет ветер- это обеспечивает нам нормальное дыхание, но вредно для растений. Вот поэтому приходится их выращивать в специальных оранжереях с входными фильтрами для воздуха и с изоляцией от ветра. Вместе с тем, в 1983 году впервые было получено растение Арабидопсис из семейства капустных, прошедшее весь цикл «от семени — до семени» в космосе.
На снимке показано растение Arabidopsis thaliana, растущее в невесомости на борту МКС. (Фото: Национальная медицинская библиотека www.ncbi.nlm.nih.gov)
ВОПРОС: А какие кулинарные эксперименты проводятся в космосе?
ОТВЕТ: Кулинарные эксперименты в космосе не проводятся, они проводятся на Земле и называется это апробация. Безусловно, нет такого понятия ,как постоянное меню, которому бы было 20-30 лет. Нам часто сегодня задают вопрос: «Из каких тюбиков вы едите?» Это легенда первых космических полетов, тогда это было удобно. Сегодня в тюбиках практически ничего нет. В них упаковывают только кетчуп, горчицу и другие приправы. Все остальное- это банки, сублимированное питание в пакетах, в которые мы наливаем горячей воды и получается готовый борщ, например. Все, что новое по питанию- это апробация и ее проводят на Земле. Человеку дается несколько типов питания, он пробует ее, выставляет оценку от 0 до 10 и рекомендацию, взял бы он это в полет или нет. Такая работа проводится ежегодно.
Питание космонавтов в современной упаковке. Фото:РОСКОСМОС/ www.roscosmos.ru
На данный момент в меню космонавтов присутствует более 500 наименований, куда входит пять основных направлений:
- напитки (чай, кофе, соки);
- перекусы (снеки, фруктовые палочки, орешки, печенье);
- завтраки (творог, творог с орехами, творог с облепихой, творог с черносливом, яичница разных сортов, каши, макароны с сосисками);
- вторые блюда с гарнирами (свинина со сладким перцем, бифштексы и многое другое);
- первые блюда (борщ, харчо, рассольник, сорпа, куриный суп с лапшой)
Вы видите, что космонавты от голода не страдают, никто оттуда худым не возвращается.
ВОПРОС: Скажите, пожалуйста, а вкус в космосе изменяется или нет?
ОТВЕТ: Вкусовые рецепторы и вкусовые предпочтения меняются однозначно. Это происходит, во – первых, по той причине, о которой мы говорили –перераспределение крови. Во – вторых, мы проводим эксперименты по анализу слюны при приеме пищи в космосе и он отличается. Одно время считалась, что человек не дополучает соли на орбите и поэтому питание должно быть чуть более соленым, чем на Земле, но сейчас мы от этого ушли. Еще один момент. Первые несколько суток организм испытывает период острой адаптации и человек постоянно ощущает предтошнотное состояние, шум в ушах, трудности с ориентацией и прочее. Поэтому острую пищу, еду с сильным запахом (чесночным, луковым) в эти дни не едим, принимаем какие-то мягкие блюда, например, каши.
То, что вкусовые качества меняются, могу вам привести собственный пример. В детстве, несмотря на то , что мой дядя держал свою пасеку, я никогда не ел мед и терпеть его не мог. В 2010 году на орбите мой коллега Миша Корниенко достает из своего бонусного контейнера с питанием (каждому космонавту разрешается взять в него любимые разрешенные блюда) мед, причем он целиком загрузил свой контейнер этим продуктом. И он так аппетитно поливал свой творожок и ел, рассказывая какой это полезно, что я попробовал и полюбил есть мед. Сейчас я ем мед с большим удовольствием и всегда из своих поездок (Башкирия, Алтай и т.д.) стараюсь привезти несколько банок хорошего меда.
ВОПРОС: Скажите, пожалуйста, есть ли какие-то рекомендации по питанию перед выходом в открытый космос.
ОТВЕТ: Да, конечно, есть. Представьте себе, что на станции мы испытываем давление в одну атмосферу, а в скафандре 0, 4 атмосферы. Поэтому существует такая сложная процедура по выведению из крови азота, для того , чтобы он не «вскипал» в сосудах. А теперь представьте, что во время выхода в космос у вас началась газация желудка. Отсюда запрет на употребление продуктов, увеличивающих газообразование в желудочно-кишечном тракте. Мы едим легкие каши перед выходом. Во время самой работы в космосе, которая может продолжаться по 8 часов, в скафандре есть бутылочка с водой и космонавт пьет ее через трубочку. Я любил воду, чуть подкисленную лимоном, но в один из выходов даже забыл про нее, так как была очень напряженная работа.
ВОПРОС: Наиболее популярный вопрос у школьников: что вы почувствовали, когда в первый раз вышли в открытый космос, какие это ощущения?
ОТВЕТ: Я бы передал это ощущение фразой: «Увидеть космос широко открытыми глазами». Эмоции самые разные. Самые острые, конечно, были в первом полете. Здесь еще нужно понимать, что какие бы тренировки мы на Земле не проводили, в скафандре невесомость ведет себя немножко по- другому. Даже гиролаборатория не дает ощущение полноты невесомости и более того, когда ты там работаешь, то все равно ощущаешь сопротивление воды. Поэтому инструктора нам всегда говорили: «Ребята, не старайтесь сразу смотреть на красоты космоса, смотрите на поручень, руки, страховку, чтобы это было уже инстинктивно и где-то через час начинайте смотреть вокруг». Это потому, что есть такое понятие, как «бездна космоса»: перед тобой открывается огромное пространство и появляется эффект переворачивания. В этом мы соблюдаем осторожность. Я выходил впервые в открытый космос с Олегом Котовым, для него это тоже был первый выход. Где- то через 50 минут я первый раз посмотрел на Землю, это было предрассветное состояние. Под нами находился Байкал, его поверхность казалась розовой. Этот вид , конечно , сумасшедшей нереальной красоты. Потом резко вышло солнце и мы опустили золотые светоотражающие забрала, чтобы можно было продолжить работу. Ощущение непередаваемые. Это восторг, потому что даже на станции смотреть на космос мы можем лишь в небольшие иллюминаторы, диаметром где-то 30 сантиметров. Да сейчас появился на итальянском сегменте специальный купол, где можно выйти наполовину, оттуда получаются красивые фотографии. И вот ты выходишь в космос, видишь все эти красоты: под твоими ногами плывет Земля, видишь звезды, Луну, когда мы уходим в тень. Ощущения очень интересные. Когда у нас был третий выход в 2007 году
Ссылка на Роскосмос https://www.roscosmos.ru/29917/
Национальная медицинская библиотека https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/
Фото: Федор Юрчихин/РОСКОСМОС
с американским коллегой Клейтоном Андресоном, основная программа была рассчитана на 6 часов, но нам дали дополнительные задачи и ушли более, чем на 7 часов. Так вот Олег Котов на это пошутил: «Вы как те собаки, которых выпустили погулять, а обратно их не загонишь в дом, потому что все им интересно». Вот еще раз повторю, что выйти в открытый космос- это увидеть мир широко открытыми глазами.
ВОПРОС: Чей организм быстрее адаптируется в организме: мужской или женский?
ОТВЕТ: Что мужской, что женский организм — они сугубо индивидуальны. Кто- то адаптируется достаточно быстро, кто-то медленно. Мне повезло, уже в первом полете на 15 часу появился аппетит, а это один из признаков того, что организм привык к невесомости. Это очень быстрая адаптация. Есть ребята, которые адаптируются 2-3 дня и даже 5 дней- это все индивидуально. Аналогично происходит и у женщин. Да женский организм ведет себя немножко по-другому и это нормально. Например, перед выходом в открытый космос освобождение крови от азота у женщин и у мужчин проходит по разным протоколам, так как у женщин этот процесс происходит несколько медленнее. Но, ребята, недавно на МКС две женщины выходили в открытый космос. Это был первый выход полностью женского экипажа. По этому нет ничего невозможного для человека, все зависит от вашего желания, физической готовности. Ваша судьба, ребята, в ваших руках!
Фото: Федор Юрчихин/РОСКОСМОС
Для примера могу привести американку Пегги Уитсон, с которой мне довелось быть на станции. Ей принадлежат до сих пор три мировых рекорда в космосе! Надо было видеть, как она работала над собой в том же тренажерном космическом зале, для того чтобы длительные полеты свои завершить достойно.
ВОПРОС: Скажите, пожалуйста, за какими планетами вы наблюдаете со станции?
ОТВЕТ: Как вы думаете, какая планета номер один, за которой мы наблюдаем? Земля, конечно! Я в таких случаях спрашиваю у детей: «Как вы думаете, Луна (спутник), Марс и другие планеты откуда лучше видятся, с орбиты или с поверхности Земли?» Человек видит такие же размеры, ведь мы находимся всего на высоте 400 км, а до наших планет сотни миллионов километров. Поэтому такие исследования с борта МКС обеспечивают автоматические телескопы, которые установлены на поверхности станции. Благодаря им проводятся радиофизические и астрофизические эксперименты, астрономические исследования. Но мне было интересно самому делать фотографии. Они не несут такой научной ценности, но это мое увлечение и у меня есть фотографии Марса, Венеры, Юпитера с его знаменитым пятном на поверхности, Сатурна с кольцами.
ВОПРОС: Почему сейчас разворачиваются довольно активно исследования Марса, а не Луны, несмотря на ее близость? С чем это связано?
ОТВЕТ: Это связано с тем, что человечество мечтает освоить планеы солнечной системы, а Луна –это спутник. Но , ребята, если быть не мечтателями, а прагматиками, то на сегодняшний день предмет, который «примарсианился» на его поверхность чуть больше одной тонны. Для того , чтобы человек сел на поверхность Марса, а затем благополучно вернулся (помните, я говорил, что Земля- наш дом, и поэтому рассматриваю полеты только с возвращением) необходимо несколько десятков тонн вместе с топливом и оборудованием. Позволить сесть такому большому аппарату на неподготовленной почве большой риск. Необходима подготовленная посадочная площадка. Это должны быть аппараты гораздо большего веса, чем те, которые могут сесть на Луну, потому что на Марсе 0,6 гравитации Земли. Сложность и в том , что это очень дальний перелет, не забываем про жесткое космическое излучение.
Поэтому на мой взгляд, освоение планет, нашего спутника, станет возможным, когда у нас будет хорошее подспорье в виде роботизированных систем. Также ведутся сейчас разработки скафандров на основе экзоскелета, который бы помогал человеку совершать движения в суставах. Пока это вопрос не сегодняшнего, а завтрашнего дня. Надо добиться того, чтобы мы , например, могли послать технику, которая бы подготовила сама в автоматическом режиме посадочную площадку. Тогда уже можно отправлять и космонавтов. Ведь Нил Армстронг, например, визуально искал площадку для прилунения, находил ее и на этом месте опять же визуально садился. Опасность была всегда и на принятие решения о посадке у него было всего 120 секунд! Если за это время он не находил площадки, то он обязан был вернуться на орбиту, иначе у него заканчивалось топливо. Подводя итог: я за то, чтобы роботы построили нам сначала там космодромы, на которые мы потом прибудем.
ВОПРОС: Как в космосе решается вопрос с мусором?
ОТВЕТ: К сожалению, на сегодняшний день утилизация мусора происходит следующим образом. К нам приходят грузовые корабли, они привозят воду, топливо, продукты питания, инструменты и многое другое. Когда мы, освобождаем полностью наш грузовой корабль, мы его забиваем тем мусором, которые у нас есть. По международному договору есть район в Тихом океане, который равноудален от всех участков суши и именно там заканчивают свою жизнь вот эти непилотируемые корабли. Большая часть при этом сгорает в атмосфере. Этот район океана называется «кладбищем космических аппаратов».
К сожалению, пока технология такая. Американцы имеют возвращаемые космические аппараты, поэтому у них уже сейчас есть возможность привозить на Землю мусор с орбиты, где уже сортировать и отдавать на переработку. Можем ли мы построить такой корабль? Да, это можно построить по технологиям «Союза», но на данный момент мы обходимся кораблями типа «Прогресс».
ВОПРОС: Болеют ли космонавты, находясь на МКС?
ОТВЕТ: На МКС есть и аптечка и огромное количество медицинских инструментов, которые позволяют делать даже простейшие операции. Есть дефибриллятор, который может запустить сердце. Огромное количество тренировок у нас проходит на Земле, чтобы мы могли все уметь пользоваться всей этой аппаратурой для оказания медицинской помощи. В космосе не вызовешь скорую помощь или врача. Каждый из нас является врачом. Не один кто-то из команды, а именно все, потому что врач тоже может заболеть. Из того, что я знаю, это у ребят лечили зубы, нужно было заменить пломбы. В космосе есть специальные пасты, которые обладают бактерицидным свойством и быстро кристаллизуются после закладывания в лунку зуба. У некоторых космонавтов, бывает, поднимается температура. У меня проблем со здоровьем на орбите не было.
ВОПРОС: Откуда красивее смотреть на северное сияние: с Земли или из космоса?
ОТВЕТ: Впервые северное сияние увидел в 1978 году, когда был в стройотряде в Норильске. Нас оставили там на сентябрь месяц и вот в конце месяца я увидел это чудо природы. В различных местах оно по разному выглядит, но любование им с Земли – это одно, а из космоса немножко другое. Там по — другому видится масштаб. Если с Земли ты смотришь снизу вверх и видишь вертикальные столбы полярного сияния, то на орбите ты видишь его широту, ты видишь под ногами насколько далеко оно простирается. Это то, что с Земли увидеть невозможно. И еще, яркость и цветность сияния зависит от времени года. Наиболее характерны они зимой. Мои длительные полеты выпадали в основном на весну-осень , поэтому я чаще видел южное полярное сияние (там в этот период зима), чем северное.
Фото: Федор Юрчихин/РОСКОСМОС
В заключение хочу пожелать ребятам, мечтайте! Дерзайте! Идите к своей цели! Не бойтесь делать свои первые шаги, все получается у тех, кто что-то делает и не бойтесь, что будут какие-то ошибки. На ошибках вы набираетесь опыта. С каждым шагом цель становится все ближе, даже если она по началу казалась очень высокой. Все в ваших руках, все в вашей смелости! Когда вы достигните своей цели, вы и ваши родители будете самыми счастливыми, я это знаю по себе. А потом, жизнь не заканчивается, появляются новые цели! Поэтому: «От цели к цели!» — должен быть девиз вашей жизни.
Федор Николаевич Юрчихин- летчик-космонавт РФ, Герой России, президент «Центра Космонавтика и авиация» на ВДНХ