Зачем космонавты на мкс перед сном включают вентилятор
Обновлено: 30.04.2024
МОСКВА, 1 марта. На сон космонавтов на орбите влияют те же факторы, что и на Земле - полнолуние, магнитные бури, а также психическое и физическое напряжение.
"Я всегда в космосе сплю плохо - по 4-5 часов (на Земле - на 2-3 часа больше), причем сон прерывистый, но работоспособность при этом не утрачиваю", - сказал АМИ-ТАСС командир первого расширенного экипажа МКС Геннадий Падалка во Всемирный день сна, который отмечается сегодня по инициативе Всемирного фонда психического здоровья. По его мнению, "на орбитальных станциях на сон действуют те же факторы, что и на Земле, - полнолуние, геомагнитная обстановка, а также психическое напряжение".
Как и обычные земляне, космонавты нередко не могут заснуть после напряженной работы. Для соблюдения нормального режима в бортовой аптечке всегда есть запас успокоительных средств и снотворного, к которому экипаж, по словам Падалки, прибегает по рекомендации врачей. Хотя и без напряженной работы сон в невесомости приходит не сразу, поскольку "каюты" на МКС предусматривают отдых только стоя. "Поначалу трудно привыкнуть спать в вертикальном положении, адаптация приходит со временем", - отметил космонавт.
По его мнению, сон в космосе, как и на Земле, зависит от типа нервной системы человека. Так, например, его напарник по экипажу МКС-19/20, японский астронавт Коити Ваката также спал по 4-5 часов, при этом нормально высыпался, а россиянин из экипажа МКС-17 Олег Кононенко спал в космосе, "как убитый".
По наблюдениям ученых, сны в космосе снятся земные. "Исследования показали, что сон на орбите по своей структуре ничем не отличается от земного", - пояснила ведущий научный сотрудник Института медико- биологических проблем РАН Ирина Пономарева, которая стояла у истоков этих исследований. За ночь здоровый человек проходит 4-5 циклов сна, каждый из которых состоит из трех фаз - засыпания, медленного сна и быстрого сна, когда мы видим сновидения.
Проведенные исследования показали, что невесомость, шумы и другие неблагоприятные факторы на орбите не вызывают грубых нарушений структуры сна. Периодически возникавшие у космонавтов трудности со сном связаны с "земными" причинами - физическим и психическим напряжением. На основе полученных данных были разработаны рекомендации по организации сна, которые помогают работающим на МКС космонавтам сохранить здоровье и работоспособность.
Напомним, ранее сканирование мозга впервые показало связь между бессонницей и снижением плотности жизненно важного серого вещества.
В ходе исследования ученые сравнивали мозг пациентов с хронической бессонницей с мозгом людей без проблем со сном. Оказалось, что вне зависимости от продолжительности расстройства, люди с тяжелой бессонницей показывали самое большое снижение плотности серого вещества. Специалисты обследовали только пожилых людей. Последующие исследования планируются провести с участием людей разного возраста. Это позволит прояснить, что является первопричиной данного явления.
Специалисты считают, что практически любое нарушение психики, связанное с серым веществом, сопровождается бессонницей. Это общий симптом психических расстройств или высокого общего уровня стресса. Результаты данного исследования показали, что запущенная бессонница также несет дополнительные риски, такие как пагубное воздействие на микроструктуры мозга.
Идея путешествия в космос кажется притягательной. Многие из нас мечтали стать космонавтами — или даже первыми людьми на Марсе, кто-то в детстве, а кто-то до сих пор. Кто бы не хотел дотянуться до звезд? И все же есть несколько фактов, которые могут заставить нас передумать, ну или хотя бы задуматься. Оказывается, космос это не только сложно и неудобно, это еще и неприятно. Перед вами десять мерзких фактов о космических путешествиях, к которым вам, возможно, придется хорошо подготовиться.
NASA не знает, что делать с астронавтами, погибшими в космосе
У NASA нет четких планов относительно того, что делать с телами космонавтов, которые умирают в космосе. По сути, NASA вообще не ожидает, что астронавты могут умереть в космосе, поэтому не указывает, как им действовать в случае смерти коллеги. Но что произойдет, если астронавт погибнет в космосе? Ведь это вполне возможно, особенно в случае длительной миссии, например, к Марсу.
NASA в настоящее время работает с погребальной компанией Promesse, которая разрабатывает Body Back. Труп будет запечатываться в воздухонепроницаемом спальном мешке и крепиться к внешней стороне космического аппарата, где на него будет воздействовать холод космоса. Тело замерзнет, подвергнется вибрации и расколется на множество мелких частиц по мере движения аппарата через космос. К моменту возвращения на Землю от тела астронавта останутся лишь крошечные пылинки.
Астронавты пьют переработанную мочу
Доступ к свежей пресной воде в космосе может быть проблемным. Американские астронавты на Международной космической станции получают большую часть воды за счет переработки и восстановления в системе, представленной в 2009 году. Как и следует из названия, система восстановления воды позволяет астронавтам восстанавливать большую часть жидкости, которую они теряют в виде пота и мочи, во время бритья или делая кофе.
Американские астронавты не просто перерабатывают собственную мочу. Они также утилизируют мочу космонавтов, потому что россияне отказались пить такую воду. По словам Лейна Картера, менеджера по водной подсистеме для МКС, переработанная вода по вкусу ничем не отличается от бутилированной.
Астронавты теряют мышечную и костную массу и преждевременно стареют
Условия микрогравитации в космосе приводят астронавтов к преждевременному старению. Кожа стареет быстрее, становится тоньше и суше, начинает зудить. Кости и мышцы также слабеют. Астронавты теряют 1% мышечной массы и 2% костной массы с каждым месяцем, проведенным в космосе. За четыре-шесть месяцев пребывания на Международной космической станции потеря составляет порядка 11% массы бедренной кости.
Даже артерии страдают. Они становятся жестче, что грозит сердечными приступами и инсультами у астронавтов. Канадец Роберт Терск страдал от слабости, хрупких костей и проблем с равновесием, проведя шесть месяцев в космосе. Он сказал, что по возвращении на Землю почувствовал себя стариком. Преждевременное старение сейчас рассматривается как один из побочных эффектов космических путешествий. И от него не скрыться, хотя космонавты могут снизить эффект, упражняясь по несколько часов в день.
Космическое путешествие может сделать бесплодным
Есть предположения, что долгосрочные космические миссии делают космонавтов бесплодными. В одном эксперименте самцов крыс подвешивали над полом на шесть недель, имитируя невесомость космического пространства, в результате чего их семенники уменьшались, как и количество сперматозоидов, эффективным образом диктуя бесплодие. Самки крыс страдали от подобной или даже худшей участи, когда их отправляли в космос. Яичники крыс переставали работать через 15 дней. К моменту возвращения на Землю ген, ответственный за производство эстрогена, работал на износ, а клетки, производящие яйцеклетки, умирали.
Космическое путешествие также связывают с потерей либидо. В одном эксперименте два самца и пять самок мышей, которых отправили в космос, отказались спариваться. Однако некоторые ученые настаивают на том, что космос никак не связан с либидо или бесплодием. Яйцеклетки рыб и лягушек, отправленные в космос, удавалось оплодотворить, хотя потомство лягушек осталось в фазе головастиков. Мужчины-космонавты также зачинали детей своим женам через несколько дней по возвращении на Землю.
С женщинами похожая ситуация. Они также беременели вскоре после возвращения из космических миссий, хотя у них был более высокий шанс выкидыша. Влияние космических путешествий на воспроизводство остается спорным и по очевидным причинам исследуется очень тяжело. NASA отказалось от попыток подсчета количества сперматозоидов у астронавтов, возвращающихся из космоса, в целях конфиденциальности.
Большинство астронавтов болеют в космосе
Все космонавты носят подгузники
NASA кое-что упустило в конструировании первого скафандра. Оказалось, ученые забыли, что астронавтам может потребоваться сходить в туалет в скафандре. Это упущение привело к тому, что Алан Шепард, первый американец в космосе, сходил прямо под себя, пребывая в скафандре. И произошло это только после разрешения, поскольку ученые NASA опасались, что моча может привести к короткому замыканию электрических компонентов скафандра.
Чтобы предотвратить возникновение подобных сценариев в будущих миссиях, в NASA придумали устройство по типу презерватива, который астронавты надевали полностью в скафандре. По очевидным причинам, когда в космос вышли американские женщины в 1970-х годах, у них возникли проблемы, поэтому агентству пришлось разрабатывать систему по распределению мочи и кала под названием DACT. DACT использовали люди обоих полов, хотя делали его специально для женщин.
В 1988 году NASA заменило DACT на MAG — по сути, памперс для взрослых, похожий на шорты. Каждому астронавту выдают три таких MAG на каждую миссию. Один надевается во время выхода в космос, один по возвращении и третий — на всякий случай.
В космосе придется мастурбировать
Астронавты всегда рискуют получить воспаление мочеполовых путей и прочие болезни, находясь в космосе. Мужчины, вероятнее всего, окажутся с простатитом, а женщины получат инфекцию мочевыводящих путей. С 1981 по 1998 год 23 из 508 астронавтов NASA, отправленных в космос, столкнулись с проблемами с мочеиспусканием. Хотя эта статистика свидетельствует о том, что мочеполовые заболевания затрагивают лишь незначительный процент астронавтов, закрывать глаза на эти проблемы не получится, поскольку они могут привести к прекращению космического полета.
Советский Союз выяснил это самым решительным образом, когда в 1985 году космонавту Владимиру Васютину пришлось вернуться на Земля всего через два месяца из запланированных шести. Владимира мучил сильный простатит, который вызывал лихорадку, тошноту и серьезные боли при мочеиспускании.
Марджори Дженкинс, медицинский советник NASA, прояснила, что простатит может быть одним из последствий уменьшения эякуляции. Когда мужчины не эякулируют достаточно часто, бактерии могут накапливаться в предстательной железе и вызывать инфекцию.
Неотложной помощи в космосе не существует
У NASA нет никакого мудреного медицинского оборудования на борту космического корабля или даже МКС. Все, что есть, это лекарства и базовое оборудование первой помощи. Астронавтов не лечат ничем, кроме пластыря и подорожника с обезболивающим. Что же делать, если астронавту станет очень плохо или вообще потребуется хирургия?
Лекарства в космосе менее эффективны
Только что мы упоминали, что медицинская помощь, доступная астронавтам в космосе, квалифицируется как первая помощь. Но даже при всем этом большинство доступных препаратов не так эффективны, как на Земле. В ходе одного исследования ученые укомплектовали первые восемь аптечек 35 разными препаратами, включая снотворное и антибиотики. Четыре аптечки были отправлены на Международную космическую станцию, а другие четыре хранили в специальной камере в Космическом центре им. Джонсона в Хьюстоне.
Спустя 28 месяцев препараты, отправленные на МКС, оказались менее эффективны, чем те, что хранились в космическом центре. Шесть препаратов, как выяснилось, также растаяли или изменили цвет. Ученые считают, что потеря эффективно связана с излишком вибрации и излучения, с которыми препараты сталкиваются в открытом космосе. Сейчас NASA снизило серьезность этой проблемы, поставляя свежие лекарства на МКС каждые шесть месяцев. В будущем же космонавтам будут давать все необходимые ингредиенты для производства лекарств в космосе.
Отравление диоксидом углерода может быть проблемой
Концентрация углекислого газа на МКС повышена. На Земле концентрация CO2составляет около 0,3 мм рт. ст., но может достигать 6 мм рт. ст. на МКС. Неблагоприятные побочные эффекты, такие как головные боли, раздражение и проблемы со сном, ставшие нормой среди космонавтов, — это лишь несколько последствий повышенной концентрации диоксида углерода. По сути, большинство астронавтов жалуются на головные боли в начале своих миссий.
В отличие от Земли, где углекислый газ, покидающий тело, рассеивается в воздухе, выдыхаемый астронавтами газ образует облако над их головами. На борту МКС имеются специальные вентиляторы, которые выдувают эти облака и рассеивают по объекту. Но концентрация газа все равно превышает рекомендованную. Будем надеяться, что к моменту отправки людей на Марс решение будет найдено.
Земное любопытство
Нас, обычных людей, всегда интересовал каждый аспект жизни космонавтов в космосе. Все их действия, от исследовательской работы до личной гигиены, вызывают массу любопытства. Как и многие другие рутинные действия, выполняемые ими в условиях низкой гравитации, сон на МКС значительно отличается от привычного сна на Земле, поэтому нам очень интересно узнать, как спят космонавты.
Напряженный график работы, физические и психологические нагрузки, частые восходы и закаты, радиация и множество других аспектов жизни на орбите Земли влияют на качество отдыха, а также на то, как спят космонавты в космосе. Фото и видео НАСА и других источников демонстрируют непривычные для нас, землян, условия сна.
Неудобно спать на потолке… или нет?
Герметические каюты и отсеки Международной космической станции прекрасно вентилируются, обеспечивая космонавтам такой же воздух, каким мы дышим на Земле на уровне моря. Это очень важно для отдыха, потому что во сне очень просто задохнуться выдыхаемым углекислым газом.
Кроме того, отдых в условиях невесомости не совсем привычен для людей. На МКС невозможно просто положить матрас на пол и лечь спать. Не только спящий космонавт отправится в медленное свободное плавание по космической станции, но и не прикрепленный матрас отправится вслед за ним.
Спальные места
Большинство членов экипажа на МКС спят в личных каютах или модулях отдыха. Также там есть специально оборудованные кабинки для сна, похожие на душевые, где спальный мешок крепится к стене специальными ремнями. Отличия этих кабинок для сна от личных кают в том, что они оснащены звукоизоляцией.
Проблемы со сном
Поскольку МКС облетает вокруг Земли несколько раз в сутки, космонавты могут наблюдать закат и восход солнца целых 16 раз за 24 часа. Это уникальное зрелище захватывает дух и сбивает привычный циркадный ритм, к которому привыкают тело и мозг на Земле. Нарушения этого ритма могут привести к проблемам со сном, поэтому космонавты строго придерживаются распорядка дня и стараются спать по 8 часов в сутки.
Недостаток сна может негативно сказаться не только на когнитивных функциях, но и на состоянии здоровья в целом. Плохой отдых может привести к усталости и перепадам настроения, а также нарушениям обмена веществ, болезни сердца и нарушениям работы желудочно-кишечного тракта, не говоря уже о невнимательности и плохой концентрации, которые, в свою очередь, влекут за собой несчастные случаи на работе.
Космонавты пользуются рядом тактик, для того чтобы обеспечить себе максимально эффективный отдых. Интересно, что некоторые из этих приемов могут взять на заметку и обычные земляне, сталкивающиеся с бессонницей.
Правильный подход
Знание – сила! Изучение того, какие факторы оказывают влияние на здоровый сон, может во многом облегчить процесс приспособления к новым условиям окружающей среды, даже таким радикальным, как невесомость и 16 восходов и закатов в сутки.
Космонавты обязательно получают необходимое количество физических нагрузок (на МКС есть несколько спортивных тренажеров), стараются ограничить взаимодействие с электронными приборами за несколько часов до сна, получают необходимое количество питательных веществ и стараются соблюдать привычный земной циркадный ритм.
Сон по графику
Синхронизирование графика сна с циркадным ритмом тела помогает космонавтам предотвратить бессонницу и усталость. На Земле, где тело естественно акклиматизировано к 24-часовому дню, это удается намного легче, чем в космосе, где солнце встает 15-16 раз в сутки. Первые несколько дней или даже недель космонавты должны прилагать усилия, чтобы придерживаться привычного графика сна. Это непросто, особенно учитывая то, что, помимо сбитого циркадного ритма, им нужно привыкать и к другим осложнениям.
У каждого космонавта есть собственный график работы, в котором четко прописаны время отдыха, советы относительно диеты и количества необходимых физических нагрузок.
Соблюдение оптимальных условий для сна
Разработчики МКС прилагали и продолжают прилагать максимум усилий, чтобы обеспечить космонавтам комфортное пребывание на космической станции, каким бы продолжительным оно ни было. Это касается и обеспечения здорового, непрерывного сна.
Личные каюты космонавтов позволяют им максимально отгородиться от остального экипажа, что обеспечивает эффективную работу по сменам.
Другие контролируемые факторы окружающей среды, которые влияют на сон членов экипажа на борту станции, включают в себя температуру, освещение, вентиляцию, шум и специальные ремни, которые позволяют космонавтам закрепить свой спальный мешок и спать в одном положении.
Природный и искусственный свет
Международная космическая станция вращается вокруг Земли каждые 92 минуты. Таким образом, члены экипажа наблюдают около 16 восходов и закатов солнца в день. Эта постоянная смена дня и ночи негативно сказывается на циркадном ритме тела космонавтов. Чтобы минимизировать это негативное влияние, на МКС используется эффективное искусственное освещение.
Терапия и лекарственные препараты
Всего за сутки экипаж МКС встречает 16 рассветов — Солнце встаёт и садится каждые полтора часа. Из-за этого спать космонавтам становится некомфортно. Поэтому специально для команды был разработан свой собственный часовой пояс, усредненный по времени между Москвой и Хьюстоном — двумя главными земными центрами управления полётами. Специальные защитные шторки на иллюминаторах погружают МКС в определённые часы во тьму, создавая иллюзию ночи.
Процесс сна в космосе проходит не так комфортно, как может показаться на первый взгляд. Даже искусственно созданная иллюзия ночи не может компенсировать отсутствие гравитации: космонавтам приходится спать пристёгнутыми, чтобы не парить во время сна в невесомости. Кроме этого, на МКС очень шумно из-за большого количества оборудования, всевозможных насосов, вентиляторов и фильтров. Но несмотря на все нюансы, в невесомости сон более спокойный, чем на Земле. А в некоторых случаях во время сна в невесомости космонавты даже избавляются от храпа.
Космическая болезнь
Адаптация к гравитации
Нелегко проходит и обратное привыкание к условиям жизни на Земле. Помимо появившейся силы тяжести и, соответственно, постоянной нагрузки на организм, космонавты заново привыкают к отсутствию невесомости — к тому, что окружающие предметы больше не парят свободно в воздухе. Поначалу некоторые из них даже пытались, например, оставить чашку висеть поблизости, забыв, что она упадет и разобьётся.
Учебник Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута соответствует требованиям ФГОС и предназначен для изучения астрономии на базовом уровне. В нем сохранена классическая структура изложения учебного материала, большое внимание уделено современному состоянию науки. За последние десятилетия астрономия достигла огромных успехов. Сегодня она принадлежит к числу наиболее быстро развивающихся областей естествознания. Новые устоявшиеся данные по исследованию небесных тел с космических аппаратов и современных крупных наземных и космических телескопов нашли свое место в учебнике.
Со своей будущей женой Екатериной российский космонавт Юрий Маланченко познакомился в Хьюстоне, где готовился к очередному полёту в космос. Молодые люди решили сыграть свадьбу после возвращения жениха из космической экспедиции. Однако, уже находясь в космосе, Юрий узнал, что его полёт продлили ещё на три месяца. И недолго думая, пара решила пожениться заочно: он в космосе, она на Земле. Клятву верности они произнесли по видеосвязи.
Ни слезинки
А ещё на МКС, как и в космосе, невозможно плакать — всё из-за невесомости. Слёзная жидкость скапливается и остаётся в глазах, причиняя дискомфорт.
Увлекательно и доступно знаменитый английский физик Стивен Хокинг рассказывает о происхождении Вселенной и ее возможной судьбе, о природе пространства и времени.
В космосе можно вырасти!
Из-за отсутствия силы притяжения в космосе позвоночник человека немного удлиняется. В связи с этим рост человека увеличивается в среднем на 4-6 сантиметров. Современные скафандры и индивидуальное оборудование разрабатываются с учетом этих особенностей. Кстати, на заре космонавтики это приводило инженеров-проектировщиков в замешательство: во время полёта космонавту вдруг становилось тесно в своем посадочном месте!
Космическая кухня
Гигиена в космосе
аспирант кафедры истории и теории исторической науки РГГУ, научный сотрудник Центрального музея Вооруженных Сил Российской Федерации.
Специалисты Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) разработали и испытали два малошумных вентилятора системы жизнеобеспечения Международной космической станции (МКС).
Созданная учеными ЦАГИ конструкция вентиляторов позволяет снизить уровень шума на 5,5 и на 8 децибел при сохранении заданных аэродинамических параметров. При этом исследователи отмечают, что снижение даже на 1,5--2 децибела стало бы существенной величиной.
Для снижения уровня шума вентиляторов специалисты провели расчеты по оптимизации акустических параметров и выполнили аэродинамическое проектирование. После разработки конструкции они изготовили и испытали образцы вентиляторов.
Малошумные вентиляторы создают высокое давление воздуха при малых скоростях его потока.
Известно, что проблема повышенного шума на МКС появилась с самого начала ее работы. Космонавты рассказывают, что на МКС постоянно шумят вентиляторы, которые помогают все время перемешивать воздух и распределять его по станции. Находящиеся на МКС космонавты и астронавты вынуждены использовать беруши для сна. Также они рассказывают, что для отдыха от шума часто предпочитают находиться во временно состыкованных с МКС космических кораблях.
Также известно, что уровень шумов на МКС превышает нормы, при этом в американском сегменте тише, чем в российском.
Периодически на МКС проводятся измерения уровня шума и поиск наиболее сильных его источников. В апреле этого года первый корейский космонавт Йи Сойон для этих целей использовала специально разработанный в Южной Корее шумомер, который не только определяет расположение источника шума и его силу, но выдает графическое отображение шума на экран. В результате была составлена карта шумов МКС, которая по соглашению между южнокорейской и российской сторонами будет использоваться для снижения уровня шума на станции.
В ЦАГИ исследования по авиационной акустике начались еще в конце 1950-х годов в связи с необходимостью снижения шума пассажирских самолетов. Уровень шума по мере роста мощности двигателей становился невыносим для пассажиров. Параллельно с этим решалась проблема возникающих вибраций, которые сказывались на прочности летательных аппаратов и работоспособности бортовой аппаратуры. На основе этого сложилось целое направление аэроакустики, занимающееся обеспечением допустимых уровней шума, а также снижением акустических нагрузок на конструкцию аппаратов.
Для этого потребовалось разрабатывать методы снижения уровня акустических нагрузок и увеличения эффективности звукоизоляции и звукопоглощения конструкций.
Читайте также: