Текст книги "За пределами Земли: В поисках нового дома в Солнечной системе"

Но они бывали в космосе. Каждая семья хотя бы раз была на космическом курорте. Детей все эти пристегивание ремнями в пассажирской ракете и многократные перегрузки на взлете волновали, взрослые же во время обратного отсчета дремали или читали, не обращая внимания на дежурный инструктаж по технике безопасности. Для богачей околоземная орбита стала еще одним местом, в которое они попадали, посидев в металлической трубе, – такими же раньше были Гавайи и Лондон.

Жизнь за пределами Земли в герметичном объеме не особо отличалась от жизни в герметичном жилище на Земле. И, возможно, она была более безопасной вдали от пугающих бедняков.

Настоящее

«Если отбросить частности времени и места, то истории свойственны определенные закономерности», – пишет Геерат Вермей, ученый, на протяжении всей своей жизни изучавший историю эволюции по древним морским ракушкам. Он слепой с детства. Взвешивая историю жизни на протяжении земных эпох, он обнаружил одни и те же закономерности в каждой экосистеме: закономерности конкуренции, доступа к ресурсам и их ограниченности – закономерности, «более благоприятные для одних адаптаций и направлений изменения по сравнению с другими, которые тем самым позволяют предсказывать любую историю, в том числе человеческую».

В экосистемах малых, как капля воды, и больших, как Тихий океан, организмы воспроизводятся, обмениваются энергией, растут и умирают, как бы играя в игру по одинаковым правилам. Чтобы следовать этим правилам, организмам не обязательно их знать. Им даже не обязательно быть биологическими: подобные закономерности возникают в компьютерных «экосистемах» при взаимодействии простых программ. Как математика работает независимо от того, кто производит вычисления, так и соревнование индивидов за конечные ресурсы следует одними и теми же путями, независимо от того, из чего эти индивиды состоят и за что соревнуются.

Зная правила, работающие в этих системах, мы можем прогнозировать то, как соревнование ведет к усилению и развитию способностей организмов в их борьбе за преобладание, и то, как доминирующие виды могут исчерпать конечные ресурсы и вымереть. Мы можем численно выразить, когда в экосистеме (любого размера) наступит переломный момент и она перейдет в новое функциональное состояние с новыми взаимоотношениями и численностью, способными изменить прежние балансы сил и доминирования.

Земля – конечная экосистема. Доминирующий вид – наш собственный – потеснил прочие организмы. История, выведанная чувствительными пальцами Вермея у ракушек возрастом в полмиллиарда лет, повторяется вновь. Представляется, что наш вид – на пути к опустошению своей экосистемы. Хотя человек совершил немалые технологические шаги к повышению эффективности использования энергии и прочих ресурсов, наши аппетиты и численность росли куда быстрее. Мы какое-то время черпали ресурсы из биосферы, поддерживающей нас, и в разнообразных экосистемах наступили моменты перелома, они пришли к состоянию необратимо вырожденного функционирования, малому разнообразию и низкой производительности.

Если весь мир – наша экосистема, тогда, возможно, надвигается фазовый переход для всей планеты. Международная команда ученых Земли, в том числе Вермей, предсказали это в журнале Nature в 2012 г. Исследования региональных экосистем и компьютерные модели показывают, что момент планетарного перелома может наступить, когда состояние более половины экосистем Земли будет преобразовано людьми (сейчас мы находимся на отметке в 43 %). По прогнозам, 50 %-ного порога мы достигнем в 2025 г., когда население Земли составит 8,2 млрд человек.

В статье отмечалось, что «хотя итоговое влияние изменяющегося биоразнообразия и видового состава до сих пор неизвестно, если критические пороги убывающей доходности природных ресурсов будут достигнуты на обширной площади и в то же самое время глобальные потребности будут повышаться (что произойдет, если популяция вырастет на 2 млрд человек примерно за 30 лет), то результатами будут общественные волнения, экономическая неустойчивость и потеря человеческих жизней».

Возможно, особые свойства нашего вида позволят нам остановиться и не разрушить систему нашего жизнеобеспечения. Мы способны выявить угрозу и предпринимать действия по защите, хотя бы в индивидуальном порядке. В отличие от любых других видов природного мира, люди действительно принимают решения ради блага Земли, отказываясь от власти и богатств, которые могли бы потребить: например, когда мы принимаем экономически нецелесообразные решения по экономии энергии, вторичной переработке материалов и защите дикой природы.

Но наш коллективный послужной список не так хорош. В последнее десятилетие средний американец провел за рулем не так много времени, но из-за роста населения и экономического подъема общая протяженность пройденного автомобилями расстояния не уменьшилась. Электромобильные технологии Маска применялись в конструировании спортивных машин – никому на самом деле не нужных. Если я не достану последнюю рыбу из океана, не сделает ли это кто-то другой?

Основной конфликт, с которым сталкивается человечество, – это противоречие между свободой и коллективным действием. Мы не знаем, возможно ли их сочетать. А время попробовать истекает. Войны идут уже непрерывно, в основном на религиозной, этнической и национальной почве. Если к этим столкновениям добавятся катастрофические проблемы с ресурсами, мы утратим способность коллективно выражать наши истинные желания.

Мы говорим «наши истинные желания», поскольку никто в здравом уме не откажется от нашей планеты в пользу полета на Марс. Цена основных шагов по работе с климатическими изменениями будет крохотной (они могут даже оказаться прибыльными) по сравнению с огромными тратами на строительство колонии на другой планете. Сохранив нашу планету пригодной к обитанию, мы спасем всех, а не только тех немногих счастливчиков, которые сядут в ракету и «увезут» свои гены с Земли. На этой планете мы можем спасти всех людей, животных, рыб, деревья, воздух и почву, все воспоминания и смыслы, делающие нас тем, что мы есть.

Мы в кабинете врача, и нас только что напугали: брось курить, питайся правильно, делай зарядку, иначе окажешься здесь вновь и, может быть, уже при смерти, может быть, с последним шансом на сложную операцию на сердце, а потом – на жизнь, зависимую от технологий, навсегда проигравшую в качестве. Кому-то удается поменять образ жизни и обойтись без повторных сердечных приступов. Кому-то не удается, и все заканчивается технологическим решением. Мы пока что на втором пути.

Илон Маск вложился в оба подхода – электромобили и солнечную энергию, а еще в идею о транспорте для марсианской колонии, который послужит ковчегом, доставляющим живую человеческую ДНК на другую планету, подальше от угрозы любых надвигающихся на нас бедствий. Он пытается сделать то, что, возможно, не удалось больше нигде во всей Галактике.

Опять же, Маск смотрит широко – очень широко. Он задается вопросом: где же другие цивилизации, бороздящие космос? Неужели больше никто не дошел до этого? Или их что-то остановило? Эта проблема, известная как парадокс Ферми, заботит многих футуристов.

Идея о том, что жизнь во всей Вселенной есть только на нашей планете, больше не выглядит правдоподобной. Планеты в изобилии обращаются вокруг других солнц, многие – на орбитах, обеспечивающих наличие на их поверхности жидкой воды. Астрономы опубликовали прогнозы о том, что в нашей Галактике есть миллиарды мест, где мог развиться живой мир, подобный нашему. А жидкая вода, быть может, и не обязательный для возникновения жизни ингредиент. Химики нашли способы создания самовоспроизводящихся молекулярных систем, подобных нашей ДНК, из разнообразных материалов.

Вермей полагает, что независимо от места зарождения жизни ее развитие подчиняется тем же самым правилам, что и на Земле. Эволюция происходит потому, что организмы устроены так, чтобы выживать и воспроизводиться; они устроены так, потому что организмы без такой цели вымирают. Жизнь может миллион раз зародиться и уйти в небытие, но в одном случае из миллиона выжившие организмы станут распространяться, соревноваться и эволюционировать. Эти факты не зависят от места и химического состава, эволюционные законы должны быть универсальны.

Инопланетяне могут не быть похожими на нас, но Вермей считает, что, скорее всего, у них будут похожие органы чувств и способности. Эволюция вновь и вновь следует схожими путями, возвращаясь к проверенным решениям разными способами. Зрение эволюционировало на Земле неоднократно. Вермей перечисляет 53 примера форм, эволюционировавших одинаково у видов с разным происхождением – в некоторых случаях десятки видов приходили к одинаковой конструкции раковины или иной особенности устройства. И это не считая тех нередких случаев, когда эволюция отыскивала функционально сходные решения с помощью разных физических форм. Например, покровы тела, дающие преимущество в брачный период, встречаются в форме перьев, шерсти и разнообразных панцирей насекомых.

Разум тоже совершенствовался во многих линиях развития жизни у таких непохожих друг на друга животных, как слон, ворон и осьминог – существ, чьи потребности и среды обитания разнятся почти так же, как если бы они были с разных планет. Разум, вероятно, возникает всегда, если у жизни появляется шанс на процветание. Вермей написал нам в электронном письме: «Разум, как и многие другие черты, – это область притяжения, нечто столь полезное в столь многих обстоятельствах, что почти наверняка в итоге разовьется».

Маск тоже обо всем этом думал и повторяет тревожный вопрос Ферми: почему мы никого не слышим? Если обитаемые планеты – повсюду вокруг нас в Галактике, то где же космические путешественники или хотя бы радиопередачи со всех этих планет? Пригодная для жизни планета, вероятно, находится всего в 9 световых годах от нас, и если они слушают радио, то примерно сейчас они открывают для себя Тейлор Свифт[53]53
  Американская кантри-поп-исполнительница, чей дебютный сингл вышел в 2006 г. – Прим. ред.


[Закрыть].

Вдобавок к загадке множества безмолвных планет в парадоксе Ферми есть фактор времени. Считается, что Вселенной более 13 млрд лет. Человеческой же технологии, благодаря которой мы оказались на пороге распространения за пределы Земли, всего несколько миллионов лет, и она развивается по экспоненте. Мы изобрели обработку металлов 10 000 лет назад, придумали число «0» 1000 лет назад, создали радиоприемники 100 лет назад, а смотреть YouTube и пользоваться айфонами стали всего 10 лет назад. Человек вышел в космос, и, если не случится катастрофы, мы станем по-настоящему космическим видом.

«При нынешнем темпе технологического развития человечество по своим способностям приближается к богу, – сказал Маск в интервью Aeon. – Если развитая цивилизация существовала где-то в Галактике в какой-то момент за прошедшие 13,8 млрд лет, почему не видно ее следов? Даже распространяясь медленно, всего за 0,01 % возраста Вселенной она расселилась бы повсюду. Почему же это не так?»

Линия рассуждений, ведущая к этому вопросу, – экстраполирование уроков экологии и эволюции – дает и ответ. Возможно, кончина любого разумного вида предопределена процессом нашего развития. Возможно, доминирующие в планетарном масштабе виды всегда самоуничтожаются, прежде чем могут совершить скачок к другой планетной экосистеме. Возможно, то, что сегодня кажется нашим бесконечным продвижением и ростом, – лишь восходящая фаза цикла взлетов и падений, аналогичного тому, как кролики заполоняют округу, пока не наступает неизбежное сокращение популяции. Мы просто недостаточно долго существуем и не видим закономерности.

Но ее видела Вселенная.

«С цивилизациями, должно быть, происходит что-то странное, и не в хорошем смысле этого слова, – говорит Маск. – Возможно, во Вселенной полно мертвых цивилизаций, так и не покинувших родной планеты».

Задача Маска – «мальчика, спасающего мир», – не просто пересадить нас на автомобили иного типа и дать стабильный поток солнечной энергии. Он добивается того, чего, по его мнению, не смог достичь никто в истории Галактики: помочь нашему виду – единственному! – покинуть родную планету и расселиться среди звезд.

Но все говорит о том, что если мы хотим запустить ковчег вовремя, то нам лучше поторопиться с его строительством. И в то же время сделать все возможное, чтобы отсрочить «потоп».

5. Здоровье как препятствие на пути в космос

Настоящее

К середине сентября 2008 г., во время наводнения в городе, Хезер Арчулетта пролежала на койке в больнице Галвестона уже семь недель. Ее тело было наклонено под углом 6°, ноги выше головы; это было необходимо для имитации воздействия невесомости. Ее лицо распухло, нос был постоянно забит, из глаз неожиданно проливались слезы. Острая боль в спине прошла, но шея была постоянно напряжена, а руки ослабли – подолгу делать записи было трудно. Сознание было нечетким. Она держалась с трудом, ей было сложно сосредоточиться на чтении.

В начале эксперимента, когда Хезер только начала вести блог пиллонавта[54]54
  От англ. pillow – «подушка» и astronaut – «астронавт». – Прим. пер.


[Закрыть], она стала известна в интернете и давала интервью новостным изданиям со всего света. Хезер – энтузиаст космоса, типичная поклонница «Звездного пути» – была оптимистична, как настоящий астронавт. Она рассказала Fox News, что вместе с другими испытуемыми собирается провести 90 дней вниз головой в больнице, пользоваться уткой вместо туалета и принимать душ, лежа за занавеской на специальной каталке тоже вниз головой, и это будет для нее единственным подобием уединения на протяжении всего проекта. NASA обещало заплатить каждому участнику около $17 000.

Хезер подшучивала над своим «бездельем», но, подобно марафонцу, пожертвовала частью своей жизни. Она обрекла себя на неподвижность и страдания, поставила под угрозу собственное здоровье. Полученное внимание не компенсировало потраченного времени. СМИ вскоре забыли о Хезер: это был год Сары Пейлин, финансового кризиса, войны между Россией и Грузией и т. д. Дни тянулись еле-еле, она переписывалась со своими подругами о профессиональном хоккее и подшучивала над другим участником эксперимента, которого прозвала Сарказмо. Проведенные в постели три месяца имели смысл только потому, что могли помочь отправить людей на Марс.

А потом ее мечты разрушил (быть может, лишь на время) ураган Айк, показав, насколько невесомость делает человеческое тело неприспособленным к Земле. Мы существа прямоходящие, наша система кровообращения постоянно трудится, качая кровь от ног к голове, а функции костей и мышц сохраняются тогда, когда они испытывают сопротивление. Составленный NASA план исследования отводил на подъем испытуемых с постели три дня и еще две недели – на их реабилитацию, восстановление прежних способностей. Под угрозой урагана у Хезер и ее новых друзей, с которыми она лежала два месяца, на возвращение к вертикальному образу жизни было всего три часа.

Во время эвакуации госпиталя пиллонавты с трудом пытались встать, боролись с головокружением и слабостью, их отекшие ступни и голени простреливала режущая боль. В столовой Хезер упала в обморок. Ее кровяное давление подскочило до опасного уровня. Машины скорой помощи перевезли тех троих, что оставались в постели дольше всех, в больницу в Остине; боли, слабость и напряжение продолжались у них несколько дней. Их мозг разучился оценивать расстояние – при ходьбе они врезались в стены. Зрение Хезер так окончательно и не восстановилось, она стала постоянно носить очки (хотя это может быть и совпадением – ей было 38 лет). Пятью неделями позже, уже дома, ее все еще мучили боли по утрам, и она не могла вернуться к привычным утренним пробежкам.

«Хуже всего была усталость, – писала она в блоге. – “Усталость” – это даже не то слово… Такого истощения я никогда раньше не испытывала, даже когда болела гриппом. Я крепко сплю, ложусь подремать (наконец-то получается!), но время от времени накатывает сонливость и мышечная усталость, я просто лишаюсь сил. Иногда это происходит внезапно, и мне нужно срочно сесть или лечь. Моя цель – стать еще сильнее, чем я была, и умом, и телом, но порой усталость отбивает всякую мотивацию… Я просто стараюсь не давать этому длиться больше нескольких часов подряд!»

Невесомость приводит к снижению объема содержащейся в теле жидкости, анемии, неврологическим изменениям, атрофии мышц и снижению кислородного обмена и плотности костной ткани. Большинство астронавтов после приземления чувствуют себя, как желе, и испытывают трудности с равновесием и передвижением, как и пиллонавты. Возвращение тяготения сбивает мозг с толку. Подобное иногда испытывают моряки после долгого плавания, когда поначалу кажется, что улица раскачивается, будто палуба корабля. Ощущения астронавтов сходны, но они интенсивнее и продолжаются несколько дней. Некоторых астронавтов приступы головокружения и дезориентации преследуют неделями.

Возвращение из космоса сопровождается крайней жаждой. Астронавты обычно быстро выпивают много воды, восстанавливая объем жидкости. Преодоление анемии, т. е. производство новых красных кровяных клеток, занимает от 1 месяца до 6 недель. Восстановление мышечной силы может длиться дольше. Плотность костей восстанавливается еще медленнее. На Земле кости постоянно сопротивляются тяготению и крепнут от нагрузок, например от бега. В невесомости кости теряют 1 % массы в месяц. После периода невесомости кости восстанавливаются на Земле вдвое дольше, т. е. после шестимесячного полета требуется год восстановления. Кое-кто из людей, проведших значительное время в космосе, так и не восстановил плотность костей и мышечную массу в полном объеме.

Астронавт и авиационный врач Майк Барратт рассказывает, что, приземлившись после шести месяцев в космосе, он чувствовал себя магнитиком на холодильнике. Но, как и все астронавты, он хотел вернуться в космос. И даже пиллонавт Арчулетта сохранила положительный настрой и вернулась к участию в исследовании постельного образа жизни после своего выздоровления и восстановления Галвестона.

Госпиталь Медицинского отделения Техасского университета, в котором она лежала, затопило во время урагана, и он открылся лишь через год. Чиновники подумывали переместить его в более безопасное место, подальше от воды, но все кончилось его отстройкой на прежнем месте (стоимостью $1 млрд) и попыткой сделать здание более устойчивым к наводнениям: двери и стены первого этажа были выполнены из водонепроницаемых материалов. Вот так люди приспосабливаются к новой среде. Мы можем жить где угодно на Земле. Мы можем строить больницы на барьерных рифах, приспосабливая их к поднимающемуся уровню моря, по крайней мере пока у нас есть деньги.

Но адаптация – это дорога в один конец. Когда дело доходит до приспособления к космосу, куда легче отправиться туда, чем вернуться обратно.

Барратт рассказал, что его больше всего поразила по прибытии на МКС адаптация к невесомости. Несколько дней продолжались тошнота и головные боли – как у Арчулетты, когда она легла в постель, – а потом начались изменения. В космосе повышается проницаемость вен и артерий, и сердечно-сосудистая система заливает ткани жидкостью. Селезенка расщепляет красные кровяные тельца, сокращая объем крови. Тело изменяет форму благодаря снижению нагрузки на суставы и подъему органов в грудной полости. Астронавты становятся выше, их талия сужается, а грудная клетка становится шире. Но гибче всего мозг: он перепрограммируется, создавая собственную систему отсчета в трехмерном мире без верха и низа.

«Мы как бы превращаемся во внеземлян, – говорит Майк. – Проведя там 6–8 недель, начинаешь чувствовать себя сверхчеловеком. Ты меняешься физиологически, адаптируешься к нулевой силе тяжести, начинаешь ориентироваться в трех измерениях и вообще эффективно работаешь в новых условиях. Кто бы мог подумать, что мы на это способны? Знаете, до того, как первых людей запустили в невесомость, всерьез рассматривался вопрос о том, смогут ли они там дышать, переваривать пищу, попросту ходить в туалет и т. д. И это только верхушка айсберга, но мы со всем отлично справляемся. И тот факт, что в нашем теле происходят все эти изменения и что благодаря этим изменениям оно становится даже функциональнее при 0 g, просто удивителен».

Все астронавты умны, но Барратт больше похож на обычного человека, чем некоторые из осознающих собственное совершенство существ, работающих на американских космических кораблях. Он не выбрал эту карьеру в пятилетнем возрасте. Поначалу Майк был увлечен морем и до сих пор проводит редкое свободное время за починкой парусников, на которых катается на северо-западе, хотя из-за работы в NASA вынужден жить в Хьюстоне; его жена работает там педиатром. Будучи студентом-медиком, он выбрал авиационную медицину, когда ему в руки попал увлекательный журнал. Решение попробовать стать астронавтом посетило его ближе к среднему возрасту, уже после того, как он стал заниматься сохранением здоровья астронавтов во время долгих полетов. Так что он – и подопытный кролик, и ученый, проводящий исследования, в одном лице.

МКС стала в первую очередь лабораторным полигоном для исследований последствий длительного пребывания в космосе. Одним из главных успехов, достигнутых за годы исследований методом проб и ошибок, стало решение многих проблем, связанных с потерей физической формы, из-за которых астронавты оказываются совершенно не приспособленными к нормальной деятельности после возвращения на Землю. Сейчас все американские астронавты интенсивно тренируются два часа в день на беговой дорожке, велотренажере и тренажере для резистивных упражнений. Этот распорядок обеспечивает нагрузку на кости и мышцы, необходимую для сохранения формы. Восстановление костей идет с той же скоростью, с какой они разрушаются. Тренировки отнимают много времени и сил, но астронавты неизменно демонстрируют согласие и остаются жизнерадостными. Барратт соглашается с тем, что космические туристы никогда не станут соблюдать такой режим упражнений: ведь он превосходит по объему тренировку атлета, готовящегося к марафону.

Команда исследователей постельного режима в Галвестоне проводила испытания устройств, призванных повысить эффективность космических тренажеров, а также уменьшить их размеры – речь шла о беговых дорожках и машинах для приседаний, которыми испытуемые могли пользоваться, лежа на спине. Ронита Кромвель, руководитель программы, говорит, что для полета на Луну или Марс нужно более компактное оборудование, иначе оно не поместится на корабль. Пиллонавты вроде Арчулетты и испытуемые в подобных учреждениях в других странах принимали участие в каждом этапе решения этих задач. В Германии есть гигантская центрифуга с изменяемым тяготением. В России испытуемых заворачивают в нечто, похожее на водяную кровать, для полной сенсорной депривации.

Но эти проекты касаются лишь нескольких из 32 рисков, связанных с пребыванием в космосе, которыми занимается Программа исследования человека NASA. Диапазон этих рисков – от утраты слуха после полета на ракете до воздействия токсичной лунной пыли, проникающей в посадочные лунные модули, от проблем с иммунной системой (возможно, связанных с частыми высыпаниями на коже астронавтов) до камней в почках, формирующихся в невесомости отчасти из-за вымывания кальция из костей. Для некоторых пунктов списка пока нет готовых решений. Это самые трудные задачи на пути к отправке людей на другую планету.

Барратт перечисляет пять самых главных пунктов так, как будто он все время про них думает. Истончение костей и мышц. Радиация. Психологические трудности. Автономная медицинская помощь. Нарушение зрения. Ни одна из них не решена до конца, а некоторые в результате исследования оказались даже более серьезными. Вопрос касательно зрения возник в 2009 г., отчасти в связи с глазами самого Майка.

Когда Майк был на МКС, он заметил, что его зрение слабеет – явление это настолько обычно, что NASA давным-давно начало посылать очки и тем астронавтам, которым они были не нужны на Земле. Эта проблема почти не исследовалась; большинство астронавтов летают в космос в том возрасте, когда им и так становятся нужны очки.

«Мы с Бобом Тёрском заметили, что нам нужно немного большее увеличение для выполнения работы. Будучи врачами, мы осмотрели глаза друг друга с помощью офтальмоскопов, и нам показалось, что мы видим небольшие отеки диска зрительного нерва». Иначе говоря, то место, где глазной нерв входит в глаз, оказалось немного припухшим и у Барратта, и у канадского астронавта Тёрска. NASA доставило дополнительное оборудование для съемки, чтобы прояснить вопрос, и с его помощью астронавты сделали крупнейшее открытие за десятилетия медицинских исследований в космосе.

«Настоящее открытие произошло, когда мы сделали друг другу УЗИ, – говорит Майк. – В моей голове определенно происходило что-то важное».

На изображениях было видно, что зрительный нерв распух вдвое против нормального размера, а глаз Майка стал более плоским. В дальнейшем другие ученые провели исследования многих астронавтов, и у каждого из них обнаружились проблемы с глазным давлением – уникальные метки побывавших в космосе. Отека диска у многих не было, и на Земле припухлость всегда пропадала, но 60 % астронавтов, отработавших длительную экспедицию в космосе, жаловались на снижение остроты зрения и на слепые пятна. Согласно статье Томаса Мейдера 2011 г., у некоторых трудности со зрением не прошли на Земле даже годы спустя.

Это непростая проблема, и ее истоки не вполне понятны. Кажется, основная причина в постоянно повышенном давлении жидкости в мозге из-за невесомости, а также в высокой концентрации углекислого газа в космических аппаратах (CO2 расслабляет кровеносные сосуды). Кристиан Отто, космический врач, объясняет, что на Земле, если ничего не делать с избыточным давлением, у пациента в конце концов истончается ткань глазного нерва, а опухание препятствует питанию клеток глюкозой и кислородом. Но Кристиан говорит, что при том уровне опухания, что наблюдается в космосе, время гибели нервных клеток превышает шесть месяцев. Большинство астронавтов МКС проводят в космосе не более шесть месяцев подряд. В полете продолжительностью в год риск выше, а трехлетний полет на Марс может привести к частичной слепоте.

В связи с ухудшением зрения возник вопрос о том, что еще может происходить с мозгом из-за влияния невесомости на циркуляцию жидкостей. Кристиан говорит, что без тяготения нарушается циркуляция спинномозговой жидкости. На Земле эта жидкость выводит продукты жизнедеятельности мозга, и считается, что недостаточная ее циркуляция приводит к слабоумию. NASA еще не исследовало этот вопрос, но врачи хотят заняться анализом спинномозговой жидкости после полетов, чтобы проверить ее на маркеры заболеваний, приводящих к слабоумию, а также провести когнитивные испытания астронавтов, чтобы узнать, снижается ли их интеллект (хотя этого вроде бы не происходит).

Даже не вполне понимая проблему, NASA ищет решения, называя их «контрмерами». Астронавт Скотт Келли вернулся после года на МКС в марте 2016 г., надеясь на то, что проблемы со зрением можно предотвратить с помощью пары российских вакуумных штанов[55]55
  Ирония состоит в том, что изначально это было американское изобретение, опробованное в 1973–1974 гг. в трех продолжительных экспедициях на станции Skylab. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Это хитроумное изобретение заставляет кровь перемещаться в нижнюю половину тела. Но в долгосрочной перспективе такое решение непрактично. Чтобы путешествовать сквозь космос годами, людям, вероятно, понадобится искусственная тяжесть.

Будучи главой Программы исследования человека[56]56
  С годовым бюджетом свыше $150 млн. – Прим. науч. ред.


[Закрыть], Барратт созвал конференцию с целью возобновить исследования на тему создания центробежной силы, действующей подобно силе тяготения, с помощью вращения космического аппарата. Тема непростая, и за последние 15 лет исследований она не особо продвинулась.

Майк считает, что даже слабая тяжесть окажется достаточной для того, чтобы защитить зрительный нерв, так что после посадки на Луну или Марс повреждение приостановится. Но мы не знаем этого наверняка. Проблемы со зрением, возникающие на МКС, никогда не проявлялись во время исследований постельного режима. Группа Кромвель в Галвестоне начала опыты по исследованию воздействия малой тяжести, укладывая испытуемых в постели под углом – так, чтобы их ступни были расположены чуть ниже головы. Тем самым научная команда воссоздала нагрузку лунного тяготения (1/6 от земного) на мышцы и кости. Но ученые не были уверены в том, что подобрали правильную степень смещения жидкостей, и нельзя было проверить это без сравнения с Луной или иной обстановкой с малой тяжестью. Когда Обама отменил лунную миссию, работа была остановлена.

Все это показывает, как мало мы знаем о жизни в космосе. То, что мы продолжаем обнаруживать новые опасности космических полетов, – нехороший признак. Если бы не любопытство Барратта и Тёрска на МКС, мы могли бы узнать о повреждении зрительного нерва лишь тогда, когда астронавты начали бы терять зрение в миллионах километров от Земли на пути к Марсу.

«Мы не знаем о долгосрочных последствиях, ведь происходят достаточно серьезные физиологические изменения, затрагивающие мозг и зрительный нерв, – говорит Майк. – Мы не знаем механизма происходящего, и трудно найти то, чего мы не ищем. Возможны ли долгосрочные изменения зрения, вырождение белого вещества мозга или когнитивные проблемы? Нам это не известно, потому что мы не искали ответов.

Возможно, мы не замечаем многое из того, что у нас прямо под носом. Пять лет назад никто не знал об этом синдроме. Сейчас он – один из основных рисков. Мы знаем о нем только потому, что накопили достаточный опыт полетов, а на борту МКС были инструменты, позволяющие его обнаружить. А что мы еще не обнаружили?»

* * *

Взрыв сверхновой выбрасывает материю во Вселенную со скоростью, близкой к скорости света. Небольшую часть этих галактических космических лучей составляют тяжелые элементы, формирующиеся в глубине звезд; их называют тяжелыми заряженными частицами (ТЗЧ) высоких энергий, и это в основном углерод, кислород, кремний и железо. Ядро атома железа без электронной оболочки – суперионизатор с положительным зарядом 26, притягивающий электроны атомов, мимо которых оно пролетает. Оно способно разрушить молекулы в живых клетках и других материалах. На такой скорости тяжелый ион также наносит незаурядный физический удар, сталкиваясь с другой материей. Наблюдались ТЗЧ – отдельные атомные ядра! – с энергией, эквивалентной энергии бейсбольного мяча, брошенного профессионалом.

Эти частицы – те космические чудища, из-за которых Земля оказывается островом, с которого непросто уплыть. Нас защищает атмосфера – над нашей головой содержится эквивалент десяти метров воды, которых достаточно для того, чтобы поглотить удар. Количество материала, необходимого, чтобы остановить эти тяжелые частицы, четко определяется физикой, и более простого пути нет. Лучше всего подходит водород, по этому так эффективны H2O и полиэтиленовый пластик, в котором на каждый атом углерода приходится два атома водорода. Но необходимые объемы защиты исключают практичность любого космического аппарата в обозримом будущем. Два метра воды блокируют около половины галактических космических лучей, а кубический метр воды весит 1000 кг.