На что похож обычный день космонавта на орбите?

Добровольцы пытаются жить на Земле как астронавты во время подготовки к пилотируемым миссиям на Марс, но встречаются с изоляцией, ограничениями и ужасной едой. Проведя почти год без свежего воздуха в стесненной среде, в условиях невесомости, на Международной космической станции, американский астронавт Скотт Келли и российский космонавт Михаил Корниенко выглядели отменно хорошо, когда вернулись на Землю прошлой весной. Они завершили 340-дневную миссию на орбите, одну из самых длинных в истории новейшего освоения космоса.

Они входят в чуть более чем двести человек, которые имели счастье посетить МКС, и сотни других, побывавших в космосе. Это небольшие цифры в общей схеме вещей, но множество людей по всему миру вкладывают миллиарды в будущее космических путешествий в надежде, что многие из нас однажды смогут последовать по их стопам.

И да, совсем не обязательно выходить в космос, чтобы испытать, каково это — жить как астронавт. На Земле десятки людей по всему миру тратили месяцы и даже годы, проживая в специально построенных замкнутых жилых средах, которые имитируют условия проживания в космосе. Эти имитационные площадки имеются в Китае, на Гавайях, в России и дают ученым возможность исследовать последствия долговременной изоляции и заточения людей во время подготовки к долговременным космическим путешествиям.

Хотя мы можем почерпнуть много информации из опыта астронавтов на МКС и их предшественников, проблемы, с которыми сталкиваются космонавты, меняются вместе с тем, как космические агентства обращают свое внимание на Красную планету. Миссия на Марс означает, что в космосе придется пробыть примерно три года — шесть-восемь месяцев на путешествие туда, несколько месяцев на поверхности и шесть-восемь месяцев на возвращение. Долгосрочный характер поездки, как полагают, создает ряд психологических проблем для тех, кто на нее отважится.

Чтобы понять, на что это похоже, Тиффани Вен с BBC решила прожить 48 часов в режиме «астронавта» — попыталась соблюдать режим и график занятий членов экипажа на МКС. Как выяснилось, у них очень плотный график. Она просыпалась, выпивала кофе, кушала не самую лучшую еду прямо из пакета, работала, работала и повторяла расписание, пока день не подходил к концу. И еще приходилось сплевывать два раза в полотенце после чистки зубов.

Обычный день на борту МКС начинается с подъема в 6 или 6:30 утра (МКС живет по времени GMT). Американский астронавт и медицинский врач Кьелл Линдгрен провел 141 день на борту МКС в 2015 году, поучаствовав в двух космических прогулках. Он говорит, что его день начинался с прочтения дневной сводки новостей и двухстраничной сводки предыдущего дня, чистки зубов и завтрака. К 7:30 утра все члены экипажа собирались на ежедневную конференцию, на которой планировали грядущий день вместе со своим центром управления и задавали любые вопросы.

«Остальная часть дня очень плотная — запланированы даже пятиминутные виды деятельности», объясняет Линдгрен. «В течение дня мы могли проводить исследования, проводить служебные работы на станции или делать снимки стихийных бедствий. Мы получали час на обед и два с половиной часа на физические упражнения».

Как выглядит расписание астронавта Международной космической станции

• 7:00. Проснуться и надеть повязку для измерений ЭЭГ в рамках эксперимента Bio Rhythms («Биоритмы»)
• 7:05. «Спросонья» (время, когда астронавты занимаются своей утренней гигиеной, завтракают и т. п.)
• 8:30. Утренняя конференция планирования: когда астронавты коротко переговариваются с разными центрами управления по всему миру (NASA, Роскосмос, JAXA, ЕКА, CSA) и обсуждают действия, запланированные на этот день
• 8:45. Утренняя подготовка
• 9:00. Установка компьютерных обновлений
• 9:05. Замена карточек сбора данных на оборудовании Bio Rhythms
• 9:25. Сбор оборудования для предстоящей деятельности по техническому обслуживанию
• 10:25. Беговая дорожка
• 11:25. Сбор данных с персонального монитора углекислого газа
• 12:15. Закрытие оконных затворов
• 12:25. Свободное время (минус — обычно его немного, но в этот раз они переработали на выходных, поэтому время освободилось)
• 13:10. Подключение кабеля Ethernet
• 13:15. Настройка видеокамеры (для записи технических работ для земли)
• 13:25. Заполнение опросника для эксперимента на тему частоты питания
• 13:35. Обед
• 14:35. Свободное время
• 15:05. Упражнение ARED (микрогравитационная версия упражнений со свободными весами)
• 16:35. Создание снимков для эксперимента AMO2 и отправки на Землю
• 16:40. Установка вакуумного порта доступа в Узле 1 для обеспечения вакуумной возможности посещения транспортных средств, которые оказались на причале
• 19:00. Проверка конфигурации компьютера MSRR
• 19:20. Инвентаризация груза транспорта Orbital-6 Cygnus
• 19:35. Еженедельная конференция экипажа и центра
• 19:55. Перед сном (время для вечерней активности, ужина и так далее)
• 20:25. Еженедельная конференция руководителя полетом и экипажа
• 20:45. Вечерняя конференция планирования дня (когда астронавты обсуждают с наземной командой, какую работу проделали в течение дня, и планы на завтра)
• 21:00. Подготовка ко сну
• 22:30. Сон

В семь вечера или чуть позже каждый член экипажа выходит на вечернюю конференцию, чтобы подвести итоги дня. «После этого день принадлежит нам», говорит Линдгрен. «Мы ужинаем, можем посмотреть телевизор вместе, ответить на почту, сделать снимки Земли. Затем наступает время готовиться ко сну». Во время своей миссии Линдгрен и остальные члены экипажа получили счастливую возможность посмотреть фильм «Марсианин» Ридли Скотта еще до того, как он был показан на Земле.

Далее от первого лица — Тиффани.

Во время моего дня астронавта я занималась интервьюированием ученых, чтением научных статей, написанием заметок и просмотром последних видео, сделанных на МКС. Одна из самых сложных и лучших частей курса заключалась в двухчасовых тренировках (я разделила их на две часовые тренировки кардио и тяжелой атлетики).

Конечно, астронавты должны заниматься не менее двух часов день, чтобы противостоять физическим эффектам пребывания в условиях микрогравитации, которые, как известно, уменьшают плотность костной ткани, мышечную массу и функции сердечно-сосудистой системы. Упражнения в условиях микрогравитации должны быть творческими — астронавты могут прицепить себя к тренажеру или создать собственные аппараты для упора, чтобы иметь возможность поднимать веса.

«Мы разработали довольно хорошую систему контрмер для борьбы с последствиями невесомости, поэтому сохраняем свою аэробную способность, плотность костной ткани и мышечную силу», говорит Линдгрен. «Но это не панацея для отсутствия гравитации. Некоторые мышцы просто невозможно задействовать. Даже просто стоя, вы задействуете мышцы позвоночника, которые нельзя задействовать точно так же, если приседать или делать становую тягу».

Японская космонавтка Наоко Ямазаки, которая провела 15 дней в миссии по сборке и монтажу на МКС в 2010 году, говорит, что была поражена силой тяжести, когда вернулась на Землю. «Я помню, что моя голова была настолько тяжелой, будто на ней лежал камень. Даже кусочек бумаги кажется тяжелым», говорит она. Хотя Ямазаки смогла ходить уже через час после возвращения на Землю, те, кто проводит в невесомости больше времени, обычно адаптируются неделями и даже месяцами, чтобы просто вернуться в гравитацию Земли.

В последние годы ученые обратили внимание на то, как микрогравитация может приводить к потере остроты зрения у астронавтов. «Члены экипажа возвращаются домой и понимают, что их зрение каким-то образом изменилось», говорит Линдгрен. «Это важная проблема, но мы пока не понимаем ее причин».

Поскольку невесомость приводит к тому, что жидкости тела поднимаются вверх, эксперты подозревают, что на зрение может влиять увеличение давления вокруг глаз. Смещение жидкости может даже приводить к изменениям вкусовых ощущений.

Космическая еда

Для меня еда была одной из самых трудных частей домашнего заключения.

Есть три типа еды на МКС — пакеты приготовленной влажной пищи, которые нагреваются, обезвоженная еда, которая заливается кипятком, и продукты длительного хранения, которые герметично упакованы и поедаются как есть. Астронавты также успешно выращивают растения в условиях микрогравитации, но до выращивания крупномасштабных культур в космосе нам еще далеко.

Поскольку я не смогла получить настоящую космическую еду, я пошла в местный магазин и запаслась сухим пайком. Однако определиться с питанием заранее оказалось на удивление трудно. Я не знала, как разработать меню, которое было бы удовлетворительным в течение двух дней, или спрогнозировать, что я буду чувствовать в процессе поглощения пищи. Уже после первого дня я начала мечтать о свежих продуктах. Представьте, что было бы спустя несколько месяцев.

Оказывается, этой серьезной проблемой озадачены и ученые. Эксперты не только пытаются обеспечить астронавтов достаточным количеством пищи во время миссии на Марс — предлагают даже отправлять груз до или после прибытия пилотируемого аппарата — но и постараться, чтобы астронавты были довольны тем, что едят.

«Предпочтения в плане питания становятся очень важными, когда вы оказываетесь в заточении», говорит Гро Сандал, профессор психологии Университета Бергена, главный исследователь «Марс-500» — 520-дневной симуляции пребывания на Марсе, проведенной в России совместно с Китаем и Европейским космическим агентством. Она говорит, что некоторые члены экипажа так сильно возненавидели их пищу, что чуть ли не устроили голодовку, поэтому пришлось вмешиваться и предлагать новые варианты.

Брайан Колдуэлл, менеджер проекта Hi-Seas, говорит, что пищевые предпочтения и вкусы астронавтов часто меняются, когда они находятся в космосе. Эксперты подозревают, что это связано с тем, как смещается жидкость в телах в условиях микрогравитации, поэтому исследовали эффекты этих изменений в рамках 70-дневного эксперимента, участники которого полулежали в кровати, чтобы имитировать невесомость.

«Мы хотим знать, как заложенность носа в невесомости может повлиять на вкус и запах», говорит он. «Мы пока работаем над этим, но похоже на то, что перераспределение жидкостей тела в постели не так сильно влияет на обоняние, но довольно сильно — на пищевой вкус».

На МКС еда стала одним из видов социальной валюты и способом связи с людьми других культур. «Когда вы туда отправляетесь, там смесь различных культур и национальностей», говорит Ямазаки. «Мы проходим совместное обучение заранее, но помогает больше то, что мы каждый день ужинаем вместе. Мы обмениваемся космической едой, и это помогает нам общаться друг с другом».

И это хорошие новости для путешественников на Марс. Хотя на пути туда вариантов пищи наверняка будет немного, люди смогут нормально готовить, когда окажутся на поверхности, и создавать рецепты, исходя из того, что есть на данный момент, что прислали заранее и что еще пришлют. Группа участников 8-месячного заключения Hi-Seas даже составляет поваренную книгу, описывая интересные рецепты, которые создали вместе в изоляции.

Всего лишь еще одна звезда в небе

Хотя члены экипажа на борту МКС могут радоваться шикарным видам Земли и практическому отсутствию задержки связи с семьей и группой поддержки на Земле, постоянному обновлению экипажа, а также регулярным поставкам с родной планеты, астронавты, которые отправятся на Марс, должны быть готовы к более серьезной изоляции.

Помимо более длительного срока миссии, их ждет 20-минутная задержка связи с Землей в каждую сторону. То есть ответ на сообщение придется ждать минимум 40 минут. Эту задержку включали в миссии на Hi-Seas и «Марс-500».

Джоселин Данн провела восемь месяцев в качестве одного из шести членов экипажа, живущих под куполом в рамках миссии Hi-Seas на Гавайях. Двухэтажное здание включало 300 квадратных метров жилой площади с небольшими частными уголками, а по эксперименту требовалось «работать на Марсе» на окружающих лавовых полях. Участники надевали скафандры, когда нужно было выходить на улицу и проводили геологические работы в командах.

«Лично для меня, неожиданно сложным оказалось общение», говорит Данн. «Не только из-за задержки по времени, но и потому что оно происходило только через электронную почту. Мы стали очень зависимы от быстрых переписок. И особенно тяжело это потому, что ваша социальная сеть оказывает влияние на вашу личность».

С Марса Земля будет выглядеть как еще одна звезда. И это может привести к эффекту, когда не видно Земли, который еще больше усиливает чувство изоляции. Опросы космонавты показали, насколько важен опыт понимания красоты и хрупкости Земли из космоса; побывав в космосе, люди начинают меньше ценить индивидуализм и больше — универсализм и духовность.

«Вид на Землю с этой точки зрения является судьбоносным для всех, кто туда уходит», говорит Линдгрен. «Вы получаете возможность увидеть, что мы находимся на абсолютно невероятной планете, которая уникальна по сравнению со всем, что вы можете видеть. И хотя вы наблюдаете космос и от него чувствуете себя маленьким, нет ничего, что могло бы сравниться с Землей».

Он говорит, что этот опыт заставил его понять, что Земля — это космический корабль человечества, а люди — его экипаж. «Я потратил 30% своего времени на поддержание космической станции, которая обеспечивает нас кислородом, едой и защитой от радиации», объясняет он. «И когда вы смотрите на Землю, то понимаете, что это космический корабль человечества. И члены экипажа, и человечество — все мы должны заботиться друг о друге».

Проблема ограничений

Для меня, уже на второй день новизна заточения в доме на сухом пайке окончательно выветрилась, и муж вернулся домой к обозленной жене. И точно так же скучно, как звучит мой домашний эксперимент, монотонное заключение может быть особенно большой проблемой для людей в миссии на Марс.

Данн, которая собирала биологические образцы, чтобы отслеживать уровень стресса во время своего собственного пребывания в эксперименте Hi-Seas, говорит, что недооценила эффекты заключения на своем собственном опыте.

«Люди думают, что в ограничении нет ничего особенного», говорит она. «Они думают, что изоляция — это когда у вас просто нет всех тех вещей, которые у вас обычно есть, но изоляция и ограничение особенно трудны из-за социального аспекта. Вы не можете уехать на выходных, не можете поменять ландшафт, людей. Мне не хватало возможности прогуляться по улице или сделать что-нибудь спонтанное, что-нибудь новое».

С тех пор Данн вступила в исследовательскую группу в качестве главного исследователя для последующих 12 месяцев в Hi-Seas, который завершился в августе прошлого года, и в настоящее время анализирует, как изменился за время жизни под куполом уровень стресса участников. «Люди приходят с довольно высоким уровнем стресса, поскольку приходят впервые и им весело, но это стихает, когда они приспосабливаются к окружающей среде», говорит она. «Со временем, напряжение снова начинает нарастать, хотя это и зависит от человека».

Увеличение стресса может также способствовать социальному конфликту, поскольку астронавты живут вместе длительное время. Анализ журналов астронавтов NASA в 2010 году, например, показал, что они проявляют личные проблемы во второй половине миссии на 20% чаще.

Хотя это и не всегда так, некоторые ученые наблюдали «феномен третьей четверти» — повышение агрессии и всплеск эмоций в определенный момент после половины пути космического полета.

«Марс-500», который проходил с июля 2010 года по ноябрь 2011 года и который является самым длинным экспериментом по моделированию марсианских условий, показал, что участники постепенно потеряли доброжелательность с течением времени, а некоторые отказались общаться с другими. Особенно это проявлялось между маем и августом, то есть в «третьей четверти», поскольку участники должны были покинуть свои камеры в ноябре.

«Мы обнаружили, что когда люди находятся в замкнутом пространстве длительное время, определенное время удержания оказывается критичным с точки зрения психологии, особенно если вы находитесь в условиях крайнего ограничения», говорит Сандал. «Через некоторое время вы становитесь раздражительным и любой звук или внешний раздражитель может обернуться взрывом. Вам будет неудобно. Мы наблюдали это в «Марсе-500». Некоторые участники отказались от взаимодействия с другими, что лично я интерпретирую как способ защиты».

Они также отметили психологический феномен «разъединения» у некоторых членов экипажа, которые словно покинули окружение и ушли в свой внутренний мир. «Таким образом они защищают себя и уходят во внутренний мир», объясняет Сандар. «Мы видим это и на примере исследования изоляции в Антарктиде».

Несмотря на все проблемы, космические агентства вряд ли столкнутся с нехваткой добровольцев на первые миссии на Марс. Даже исследователи, изучающие изоляцию на Земле, получают сотни заявлений от добровольцев, желающих попробовать на вкус длинную миссию в космосе.

Негосударственные проекты тоже выражают уверенность в том, что и обычные люди захотят отправиться на Марс. Элон Маск и SpaceX планируют отправлять туристов на Красную планету, а датская некоммерческая организация Mars One тоже надеется основать постоянную колонию людей на Марсе.

А как насчет вас?