Nauka

Trudne życie na orbicie

Kosmos pełen niebezpieczeństw

Nieważkość stwarza mnóstwo problemów, których jeszcze nie potrafimy rozwiązać. Nieważkość stwarza mnóstwo problemów, których jeszcze nie potrafimy rozwiązać. NASA
„Chciałem się powiesić. Dobrze, że było to niemożliwe z powodu nieważkości” – zwierzył się Aleksandr Ławiejkin, który pół roku spędził w stacji kosmicznej Mir. W kosmosie najprostsze czynności stają się niesłychanie kłopotliwe.
Aleksandr Ławiejkin w stacji Mir. 1987 r.Forum Aleksandr Ławiejkin w stacji Mir. 1987 r.

Artykuł w wersji audio

Kosmonauta nie tylko musi być odporny na stres i cieszyć się ponadprzeciętnym zdrowiem, mieć mocne kości i nerki bez kamieni, ale również powinien nie chrapać, nie wydzielać nieprzyjemnego potu, nie mieć nieświeżego oddechu. Przydatny może okazać się upośledzony węch oraz pewne cechy charakteru, które japońscy specjaliści zajmujący się rekrutacją astronautów nazywają umiejętnością zachowania balansu. W praktyce oznacza to znalezienie osoby, która z jednej strony będzie podczas podróży kosmicznej udawać posłuszne dziecko, a z drugiej wykaże się samodzielnością i pomysłowością, aby w nieprzewidzianych okolicznościach umieć podejmować niezależne decyzje i móc liczyć na siebie.

O wiele trudniejsze od zapanowania nad fizjologią są w kosmosie problemy natury psychologicznej – przekonuje prof. Jerzy Achimowicz, szef współpracującej z NASA Pracowni Psychofizjologii Wojskowego Instytutu Medycyny Lotniczej w Warszawie. – Chodzi o interakcje między ludźmi, którzy podróżują w niewielkiej grupie i żyją na małej przestrzeni.

Pod Moskwą trwa już symulowana wyprawa na Marsa z udziałem sześciu mężczyzn, którzy na 520 dni zamknęli się w odciętej od świata kapsule. Naukowcy sprawdzają ich reakcje w sytuacjach krytycznych, obserwują, jak walczą ze stresem lub zwykłą nudą. Uciążliwe skutki uwięzienia w sztucznym środowisku to codzienność nie tylko załogowych lotów na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Bogatsze doświadczenie zebrano przy okazji wypraw na bieguny Ziemi. Okazuje się, że największym wyzwaniem podczas rocznego pobytu w stacji arktycznej nie jest aklimatyzacja do surowej pogody, lecz to, jak nieliczna grupa towarzyszy, którzy sami się nie dobierali, radzi sobie w warunkach całkowitej izolacji od świata.

Polecieć i wrócić

Pierwszym testem na kosmonautę nie musi być wcale kosztowny wyjazd na Antarktydę. Wystarczy gruby brulion, sznurek oraz podręcznik origami, czyli japońskiej sztuki składania papieru. Zadanie polega na wykonaniu tysiąca papierowych żurawi i nawleczeniu ich na długą nitkę, aby stworzyły łańcuch obrazujący chronologicznie pracę rąk. Agencja Badań Kosmicznych w Tokio właśnie tak sprawdza, czy kandydaci do podróży na orbitę okołoziemską są sumienni i potrafią sobie radzić z presją czasu. Przy dzisiejszym stanie technologii droga na Marsa zajmie 6–9 miesięcy, zaś opóźnienie transmisji radiowej wyniesie 20 minut.

Nie sztuką będzie wylecieć, lecz wrócić z takiej podróży – podkreśla prof. Mieczysław Wojtkowiak, konsultant w Zakładzie Fizjologii Lotniczej WIML, który przygotowywał do lotu w kosmos Mirosława Hermaszewskiego (rozmowa z polskim kosmonautą – POLITYKA 10). Sprowadzenie do domu ludzi z Marsa może być trudne, bo na razie nie ma technologii potrzebnej do startu rakiety z obcej planety, położonej 200 razy dalej niż Księżyc, na który lot trwa raptem trzy dni. Czy ma to być więc podróż tylko w jedną stronę? Niekoniecznie. Lecz trzeba przygotować się na przynajmniej roczny pobyt na Marsie, bo tyle czasu potrzeba, zanim obie planety ponownie znajdą się w odpowiedniej konfiguracji. Dlatego musimy nauczyć się odzyskiwać wodę, tlen, uprawiać jadalne rośliny, produkować substytuty zwierzęcego białka. – To akurat już potrafimy robić – mówi prof. Achimowicz. – Gorzej z ludzką wytrzymałością na życie w warunkach dalekich od ziemskiej atmosfery.

Na szczęście można już sprawdzić, jak zachowują się organizmy w tak ekstremalnej rzeczywistości. Wystarczy wybrać się na kanadyjską wyspę Devon na dalekiej Północy, w którą ok. 39 mln lat temu uderzył meteoryt. Pozostawił po sobie potężny krater, który dla przyszłych eksploratorów marsjańskiej planety stanowi najlepsze dziś na Ziemi pole treningowe. Wyspę odwiedziła amerykańska dziennikarka Mary Roach (znana z książek „Sztywniak” i „Bzyk”, w których ujawniła fantastyczny talent do opisywania naukowych eksperymentów). Tym razem jej podróż do jednego z centrów badawczych NASA, zlokalizowanych właśnie na wyspie Devon, zaowocowała wydaną również w Polsce książką „Ale kosmos!”, w której znów lekko i przystępnie opisała trudy radzenia sobie człowieka z nieważkością.

Na Marsie grawitacja jest, co prawda, dwa razy większa niż na Księżycu i tylko trzy razy mniejsza niż na Ziemi. Ale i swobodne unoszenie się w eksperymentalnej kapsule bez siły ciążenia było dla autorki jak zażycie heroiny: „Raz spróbujesz, a kiedy jest już po wszystkim, jedyne, o czym jesteś w stanie myśleć, to jak bardzo chcesz spróbować jeszcze raz”. Co innego jednak kilkunastominutowa zabawa, podczas której nagle okazuje się, że nie można robić notatek, a co innego wielodniowe życie bez grawitacji: przywiązywanie się do łóżek podczas snu, praca, jedzenie, mycie, korzystanie z ubikacji.

Dlaczego Roach to interesuje, skoro w kosmos się nie wybiera, gdyż jej na to nie stać (150 mln dol. zapłacił w styczniu 2011 r. anonimowy nabywca za bilet na pierwszy komercyjny lot wokół Księżyca, który już w 2015 r. zamierza zorganizować firma Space Adventures)? Otóż same agencje kosmiczne nie chcą zdradzać, co dzieje się w izolowanych symulatorach, w których przeprowadzają doświadczenia. Zachowują dyskrecję, bo wolą nie przyznawać się do problemów, na jakie wciąż natrafiają – w obawie przed obcięciem dotacji na kontynuację badań.

Ciemne strony nieważkości

Wycofanie się USA z wykorzystywania promów kosmicznych nie oznacza rezygnacji z marzeń o podboju kosmosu. Przeciwnie, prezydent Obama wyznaczył nowe cele: powrót człowieka na Księżyc, a w 2030 r. – wyprawę na Marsa. Ile przeciwności trzeba pokonać, by obie misje urzeczywistnić, dowiadujemy się właśnie od Mary Roach, która postanowiła przebadać laboratoria NASA, Europejskiej Agencji Kosmicznej oraz rosyjskiego Instytutu Problemów Biomedycznych. „Dla naukowców zajmujących się rakietami problemem jesteś ty – konstatuje już na samym początku autorka. – Twój chimeryczny metabolizm, słaba pamięć, twoja budowa i zmienność”. Nie każdy da sobie radę w tym frustrującym i niewdzięcznym środowisku. Rosjanin Aleksandr Ławiejkin, który pół roku spędził w stacji kosmicznej Mir, o swoich trudnych chwilach mówi bez ogródek: „Chciałem się powiesić. Dobrze, że było to niemożliwe z powodu nieważkości”.

Oto jedna z nielicznych zalet braku grawitacji. Bez grawitacji jednak planety i księżyce nie utrzymałyby się na swoich miejscach, woda uleciałaby w przestrzeń, nie powstałoby życie na Ziemi. Na skutek nieważkości organy wewnętrzne przesuwają się w górę klatki piersiowej, zmniejszając obwód pasa w sposób, którego nie zapewni żadna dieta. Włosy stają się bardziej puszyste, piersi mniej obwisłe. Wewnętrzne płyny zaokrąglają twarz i wygładzają rysy, a przy okazji likwidują zmarszczki skuteczniej niż najdoskonalsze kremy. Kosmiczny salon piękności? Niestety, są też komplikacje.

Nieważkość zmienia rozkład krwi w naczyniach, redukuje napięcie mięśni, osłabia kości – wymienia je prof. Jerzy Achimowicz. W obniżonej marsjańskiej grawitacji czulibyśmy się jak nadludzie, wyżej skacząc i podnosząc większe ciężary, ale po powrocie na Ziemię mięśnie zregenerują się dopiero po kilku tygodniach, a kościom zajmie to od 3 do 6 miesięcy (z półrocznych pobytów na stacji kosmicznej astronauci wracają z 15–20 proc. ubytkami masy kostnej). Dlatego powracający z Marsa muszą się liczyć z ryzykiem, że po wejściu kapsuły w strefę ziemskiego przyciągania ich kości połamią się jak zapałki – a jedyną jak na razie profilaktyką tych urazów są po prostu regularne ćwiczenia w statku kosmicznym, mające wzmacniać mięśnie, stawy i szkielet. „Prawdopodobnie w kosmosie lepiej ćwiczyć niż nie ćwiczyć, ale nie wiemy, o ile lepiej, ponieważ jeszcze nigdy nie wykonano takiego eksperymentu” – sumituje się John Charles, który pracuje w NASA nad zabezpieczaniem ciał astronautów.

Oszczędny recykling wapnia (w ekstremalnej atmosferze pozaziemskiej byłby ideałem!) wypracowały sobie tylko brunatne niedźwiedzie, których ciała wyłapują go z krwi podczas 4–6 miesięcy snu. Ale ssaki te nie oddają wtedy moczu, a trudno sobie wyobrazić, by ludzi podróżujących na Marsa pozbawić możliwości korzystania z toalety. Gehennę musieli przeżyć astronauci podczas misji Apolla w 1969 r., gdy NASA nakazała im używać foliowych worków na odchody z samoprzylepną obręczą. Defekacja była trudna bez zabrudzenia siebie, ubrania i kabiny. Jak to plastycznie ujmuje Mary Roach: „Kupę trzeba było przy braku grawitacji po prostu wyjąć ręką z pomiędzy pośladków i zapakować, uważając przy tym, by żadna nieczystość nie wydostała się na zewnątrz”. W środku należało jeszcze umieścić pastylkę bakteriobójczą w celu zniszczenia bakterii kałowych i ochrony przed eksplodowaniem pakunku.

W porównaniu z tą niewygodą obecne toalety na orbicie są cudem techniki, choć wymagają – jak wszystko w statku kosmicznym – odpowiedniego treningu. Kandydatów zaprasza się do Centrum Lotów Kosmicznych im. Lyndona B. Johnsona w Huston i każe im usiąść na niezwykłej muszli klozetowej. Ma ona średnicę zaledwie 10 cm, więc by nauczyć się celować w tę niewielką dziurkę, wszyscy korzystają z kamery. Oddanie moczu nie jest wcale łatwiejsze, bo jak się domyślić, że nadeszła na to pora, skoro bez grawitacji nic nie uciska dołu pęcherza i trzeba czekać, aż się wypełni cały. Aby uniknąć powikłań, warto odwiedzać toaletę regularnie, nawet gdy nic do tego nie przymusza. Najwygodniejsza w tej sytuacji dieta powinna składać się ze steków, ryżu i jajek na twardo, które są doskonale przyswajalne i generują minimalną ilość resztek pokarmowych.

Tęsknota za wygodnym sedesem to nic w porównaniu z nostalgią za światem naturalnym. Za przyrodą, świeżym jedzeniem, zapachami, innymi ludźmi, a także miłością. Eksperci NASA zajmujący się selekcją astronautów wcale nie są przeciwnikami wysyłania w kosmos małżeństw. Pary mogą niwelować napięcie, które narasta podczas długich podróży. Okazuje się jednak, że w Internecie aż roi się od fałszywych wyznań kosmonautów na temat seksu i masturbacji, bo jak powiedział Mary Roach jeden z jej rozmówców: „Ci, co mówią, nie wiedzą; ci, co wiedzą, nie mówią”.

Seks na orbicie

Nikt też nie wie, jakie komplikacje mogą czekać zarodek poczęty w kosmosie. Astronautki powracające z półrocznych misji nie miały kłopotu z zajściem w ciążę, ale im dłużej tam przebywają, tym skutki promieniowania, na które są narażone, mogą być większe. Kosmiczne środowisko może być również szkodliwe dla samych plemników i komórek jajowych. Nasza wiedza na ten temat jest wciąż niepełna i choć nieważkość mogłaby okazać się dobrodziejstwem dla kobiet w ciąży, niekoniecznie ułatwiałaby wędrówkę jaja przez jajowód i mobilność plemników.

O wiele łatwiej fantazjować na temat seksu w statkach kosmicznych, niż wyobrazić sobie tę czynność naprawdę. Weźmy choćby sprawę higieny. Pożądany kandydat do podróży na Marsa nie musi mieć obniżonego libido, ale osłabiony węch byłby nieoceniony. We wnętrzu statków kosmicznych nie ma bowiem powiewu łagodnej bryzy, jest tam zapach potu i nie zawsze szczelnych zbiorników na mocz. Radzieckie załogi na stacji kosmicznej Salut kąpały się raz w miesiącu, ale polegało to po prostu na wycieraniu się mokrymi ręcznikami. Japończycy, gdy wysłali swoich ludzi na międzynarodową stację orbitalną, włożyli im specjalne antybakteryjne majtki z funkcją rozpuszczania nieczystości i eliminowania potu. Ale bieliznę tę zmieniano po 28 dniach.

Trzeba liczyć się z tym, że pobrudzisz się już kilka godzin po starcie, gdyż objawy choroby kosmicznej przytrafiają się 50–75 proc. astronautów (choć wszyscy wstydzą się do tego przyznać). – Czy wie pan, dlaczego podczas pierwszych kilku dni pobytu nowej załogi w stacji kosmicznej nie ma stamtąd transmisji telewizyjnych? – pyta prof. Achimowicz. – Bo większość wymiotuje! Natura zrobiła nam psikusa, umieszczając centrum kontrolujące odruch wymiotny w mózgu tuż obok ośrodka, w którym następuje integracja informacji nadchodzących z różnych zmysłów.

Trudno sobie wyobrazić głuchego kosmonautę, ale to osób z uszkodzonym uchem wewnętrznym (gdzie zlokalizowany jest błędnik) nie dręczyłaby ta przykra dolegliwość (tak jak nie cierpią na chorobę morską i lokomocyjną – w gruncie rzeczy chodzi o to samo schorzenie, będące normalną reakcją organizmu na nienormalną sytuację). Wynika ona z konfliktu sensorycznego, kiedy przy dowolnym ruchu głową do mózgu docierają sprzeczne informacje z oczu i narządu równowagi. Dochodzi wtedy do silnego skurczu przepony, mięśni brzucha, rozluźnienia wpustu żołądka, zamknięcia głośni i otwarcia ust... Jak się ratować? Nie poruszać gwałtownie głową, by nie dezorientować mózgu i nie prowokować konfliktu sensorycznego. Medycyna w radzeniu sobie z tym problemem jest na razie bezsilna; dostępne leki, które można wziąć w podróż, nie sprawią, że uodpornimy się na chorobę kosmiczną, jedynie podwyższą próg wrażliwości.

Zachęcam, by skorzystać wcześniej z biofeedbacku, który nauczy, jak poprzez intuicyjne obniżenie ciśnienia oraz tętna kontrolować odruch wymiotny – proponuje prof. Achimowicz. – Wytrenowanie psychiczne jest nie mniej ważne niż ostry trening fizyczny.

Jeśli więc ktoś planuje podróż na orbitę, powinien wcześniej spędzić sporo czasu w komorach wysokościowych, doświadczyć stanów nieważkości podczas lotów parabolicznych, pokręcić się na wirówkach i stołach wibracyjnych. Czeka go też adaptacja do hałasu, wstrząsów i silnych przeciążeń, które pojawią się podczas startu. To, co wydarzy się potem, poza ziemską atmosferą, wcale nie będzie łatwiejsze.

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Kultura

Wojciech Marczewski o wolności od kina

Moje pokolenie nie sprawdziło się. To, co zaproponowało, jest odrzucane – mówi reżyser filmowy Wojciech Marczewski w przeddzień swojej retrospektywy na łódzkim festiwalu Transatlantyk.

Janusz Wróblewski
07.07.2019
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną