Сэкономит деньги и нервы: ученые пытаются отправить людей в спячку
Ведущие научные институты России изучают возможность гибернации человека — долгий сон упростит межпланетные путешествия, а также пригодится для решения некоторых проблем на Земле. Насколько это реально и почему ученые заинтересовались опытом тибетских монахов — в материале РИА Новости.
Сон длиной в полтора года
Гибернацию, или искусственный гипобиоз, мы пока видели только в научно-фантастических фильмах — от «Космической одиссеи 2001 года» (1968) и «Чужого» (1979) до «Интерстеллара» (2014) и «Пассажиров» (2016). Но эту концепцию предлагал еще Сергей Королев в рамках подготовки полета к Марсу.Во-первых, искусственный сон решит психологическую проблему: путь на Красную планету и обратно займет примерно полтора года, и все это время космонавтам предстоит находиться в тесном пространстве. Лучше им заснуть и очнуться уже перед посадкой.
Во-вторых, резко сократятся размеры корабля. По расчетам Европейского космического агентства (ЕКА), обитаемый модуль уменьшится почти в два раза.
«По предварительным прикидкам, периодическое «выключение» экипажа позволит снизить массу корабля на 50–70 процентов», — отмечает замдиректора по научной работе Института медико-биологических проблем РАН профессор Юрий Бубеев в статье для последнего номера журнала «Русский космос».
Понадобится меньше продуктов и других запасов. Значит, можно больше внимания уделить безопасности экипажа. Одна из главных угроз при межпланетных путешествиях — галактическое космическое излучение (ГКИ). Спальные модули стоит окружить дополнительной защитой — скажем, контейнерами с водой.
Перегрузка в 80 g
Опыты ФМБЦ имени Бурназяна, ИМБП РАН и Объединенного института ядерных исследований с лабораторными крысами продемонстрировали, что животные в состоянии гибернации менее подвержены различным поражающим факторам. Грызунам давали абсолютно смертельную дозу гамма-облучения — 800 рентген. В контрольной группе погибли все, в экспериментальной — 40 процентов.
«На основании полученных данных был проведен анализ, который показал, что при совершении дальних космических полетов в условиях жесткой космической радиации это свойство устойчивости организма к воздействию радиации позволит снизить массу пассивной защиты космического корабля до двух раз во время межпланетных перелетов», — пишут авторы статьи, опубликованной в 2017-м.
Кроме того, искусственная спячка значительно повысила выживаемость грызунов при гипоксии (нехватке кислорода), сильной кровопотере (три процента от веса тела) и высочайших перегрузках. Так, из девяти крыс в состоянии сверхглубокой гибернации при 80 g выжили четыре. Для человека предел — восемь-девять g.
Это результат замедления метаболизма. Чем медленнее обмен веществ, тем более защищен организм.
Самый простой способ затормозить метаболизм — охлаждение. В медицине активно применяется так называемая терапевтическая гипотермия — при остановке сердца, в хирургии, неврологии, кардиологии, при травмах, интенсивной терапии. Это позволяет отсрочить необратимые повреждения мозга, вызванные нехваткой кислорода, объясняют ученые из Военно-медицинской академии имени Кирова.
Терапевтическую гипотермию обеспечивает охлаждающее одеяло или (что эффективнее) введение в вену катетера с охлаждающим раствором.
Но для космических полетов гипотермия не годится. По сути, это «переохлаждение» теплокровного организма, что чревато побочными эффектами и даже холодовой смертью. Поэтому такой метод применяют только в экстренных случаях. А гибернация — это «физиологически адекватное состояние для любого теплокровного организма в форме искусственного аналога естественной спячки», подчеркивают Александр Самойлов из МФБЦ имени Бурназяна и его коллеги.
Спячка для человека — это естественно?
Гибернация характерна для многих примитивных организмов (так, она обеспечивает легендарную выживаемость тихоходок) и холоднокровных животных. Что касается млекопитающих, то в спячку в строгом смысле слова впадают некоторые грызуны (сони, сурки), насекомоядные (ежи) и летучие мыши. При наступлении холодов температура тела у них понижается до одного-двух градусов, метаболизм резко замедляется. Порой это позволяет снизить расход энергии на 98 процентов.
То, что происходит с более крупными животными — медведями и барсуками, — правильнее называть зимней сонливостью. Она перемежается «многочисленными пробуждениями и сопровождается умеренным охлаждением (с 37 до 31 градуса у медведей), не приводит к прерыванию всей физиологической активности, жизненно важные органы сохраняют нормальную температуру, чтобы среагировать в случае опасности», указывают Алексей Ким из Военно-медицинской академии имени Кирова и его коллеги.
