ГЛАВА II Обережно: космос!
На шляху до Місяця, Марсу або іншим планетам людина повинна подолати ряд бар'єрів. З точки зору фізіолога космос найбільш точно охарактеризував у своїй книзі «Людина і космос» X. Штругхольд: «Космос як фізичне середовище є, по суті, середовищем радіаційної з дуже малою щільністю речовини. На противагу цьому земна атмосфера має високу щільність, і радіація в ній помітно ослаблена. Вакуум, метеоритний пил і різного виду випромінювання, мінливі в широких межах, - ось що чекає на людину в космосі ». Від небезпечного впливу цих факторів людини необхідно захистити. Можливо, що наведена характеристика космічного простору здасться фахівцям-фізикам недостатньо точної і не строго наукової - адже вони, вивчаючи космос і атмосферу, описують їх цілком певними фізичними параметрами і поняттями. Наприклад, для них космос - це віддалене на кілька тисяч кілометрів від Землі простір, в якому внаслідок сильного розрідження нехтує мала ймовірність зіткнення молекул.
Де починається космос
Для незахищеної людини космос, як це не парадоксально, починається все в 5 км від землі. Вже на невеликий, здавалося б, висоті 3,5 км людина не може працювати і відчувати себе так само, як на Землі. Це перешкода на шляху людини в космос є першим в ряду багатьох перешкод, які називаються фізіологічними бар'єрами космічного простору. Вони визначаються межами областей космічного простору, перебування в яких викликає різку зміну (найчастіше гальмування, а потім і припинення) важливих біологічних процесів. Ці області, що представляють найбільший інтерес для фізіолога, показані на вміщеному нижче малюнку. Штругхольд налічує чотири зони, в яких можна виявити такі функціональні бар'єри: 0-3,6 км - фізіологічна зона; 3,6-16 км - зона фізіологічної неповноцінності; 19-224 км - зона, частково еквівалентна космосу; 224-9600 км - зона, повністю еквівалентна космосу.
3. праворуч - висота над рівнем моря. "Width =" 400 "height =" 437 ">
Мал. 4. Функціональні бар'єри на шляху людини в космос і зменшення щільності повітря з висотою. Зліва по вертикалі зазначено число молекул кисню в 1 см 3. праворуч - висота над рівнем моря.
На висоті 3,6 км низьке парціальний тиск кисню викликає утруднення дихання. Таким чином, гіпоксія, або киснева недостатність, - це перший бар'єр, який потрібно подолати людині на шляху в космос. При швидкому підйомі до висоти понад 5 км настає кесонна хвороба - декомпрессионниє розлади, які зазвичай асоціюються з роботою водолазів. При швидкому падінні тиску навколишнього середовища відбувається раптове виділення у вигляді бульбашок розчиненого в крові і тканинах азоту - повітряна емболія. На висоті 5 км атмосферний тиск становить всього лише 300 мм рт. ст. в той час як на рівні моря воно дорівнює 760 мм рт. ст. Наступний функціональний бар'єр знаходиться на висоті 15 км. На цій висоті спостерігається аноксия, тобто повне кисневе голодування. На перший погляд це може здатися дивним, так як атмосфера в цій зоні містить достатню кількість кисню, причому саме в вигляді необхідних для дихання двоатомних молекул. Але вуглекислий газ і водяну пару, що містяться в альвеолах, створюють в них тиск 87 мм рт. ст. Коли атмосферний тиск знижується до цього значення, що відбувається як раз на висоті 15 км, кисень через відсутність необхідного перепаду тисків перестає проникати через стінки альвеол. На висоті 16 км космонавт стикається з останнім фізіологічним бар'єром, пов'язаних з атмосферним тиском; воно становить тут 47 мм рт. ст. і відповідає тиску пари рідин в тканинах людини. Це викликає «закипання» містяться в тканинах рідин, перехід їх в газоподібний стан. Бульбашки газу проникають в судини, закупорюють їх і виділяються через слизову оболонку носоглотки, очей і т.д. Такою є перша група «висотних» фізіологічних бар'єрів, що перешкоджають польоту людини в космос. Однак ці бар'єри можна подолати, використовуючи відповідні способи і засоби захисту (див. Розділ V). Умови космічного польоту і фактори космічного простору можуть мати шкідливий вплив на багато фізіологічні системи людини. Вплив окремих факторів знижується або нейтралізується порівняно просто і легко (наприклад, дія світла). Однак слід враховувати можливість прояву синергізму, що виражається в тому, що загальний вплив декількох факторів виявляється значно більшим, ніж сукупність впливів кожного з них.
1 - прискорення вперед, очні яблука вдавлюються; 2 - прискорення вниз [до ніг], очні яблука зміщуються вгору; 3 - прискорення вправо, очні яблука зміщуються вліво; 4 - прискорення назад, очні яблука виходять з орбіт; 5 - прискорення вгору [до голови], очні яблука зміщуються вниз; 6 - прискорення вліво, очні яблука зміщуються вправо. "Width =" 400 "height =" 334 ">
Мал. 5. Перевантаження, яких зазнає космонавт під дією прискорення, позначаються напрямком зсуву при цьому внутрішніх органів людини [показано стрілками]. Тут же наведена широко використовувана система позначення напрямку дії прискорень по зсуву очних яблук.
1 - прискорення вперед, очні яблука вдавлюються; 2 - прискорення вниз [до ніг], очні яблука зміщуються вгору; 3 - прискорення вправо, очні яблука зміщуються вліво; 4 - прискорення назад, очні яблука виходять з орбіт; 5 - прискорення вгору [до голови], очні яблука зміщуються вниз; 6 - прискорення вліво, очні яблука зміщуються вправо.