Международные экипажи в космосе

Чехословацкие медики предложили два эксперимента — «Кислород» и «Теплообмен»; эксперимент «Кислород» выполнили три международных экипажа (СССР-ЧССР, СССР-ПНР, СССР-ВНР), эксперимент «Теплообмен» проводился двумя международными экипажами (СССР-ЧССР, СССР-ПНР).

Для эксперимента «Кислород», который проводился с целью изучения кислородного режима в тканях человека, находящегося в условиях невесомости, чехословацкие специалисты создали прибор «Оксиметр». Эксперимент проводился следующим образом.

У человека и животных для сохранения и поддержания достаточного количества энергии непрерывно должны протекать процессы окисления, требующие постоянного притока кислорода. Длинный и сложный путь поступления кислорода в ткани организма определяется согласованной функцией легочного дыхания и кровообращения. И если динамика поступления кислорода в легкие и его перенос кровью изучены достаточно хороша, то паука мало что знает о том, где и как происходит «стыковка» кислорода с тканями живого организма и как используется кислород тканевыми ферментами. Важнейшим показателем взаимодействия этих двух процессов является так называемый уровень напряжения в ткапях организма.

В условиях невесомости наступает перераспределение крови из нижних участков тела в верхние, возникает переполнение кровью сосудов головы и верхней части тела. Это может сказаться на кислородном снабжении различных участков тела и изменении кислородного насыщения крови, а следовательно, и тканей организма. В эксперименте «Кислород» и выяснялось с помощью прибора «Оксиметр», как изменяется уровень напряжения кислорода в тканях во время космического полета и изменяется ли в процессе полета доставка кислорода в ткани организма. Кроме того, изучался характер потребления кислорода тканями в полете.

В ходе этого эксперимента была получена информация, позволяющая оценить интенсивность окислительных процессов в тканях космонавта в условиях невесомости, т. е. тех процессов, которые являются показателем интенсивности энергетического обмена в организме. Эти данные, в свою очередь, имеют существенное значение для оценки эффективности профилактических мероприятий, проводимых на борту пилотируемых космических аппаратов.

Эксперимент «Теплообмен» был посвящен изучению охлаждающих свойств среды, в которой обитают в полете экипажи космических кораблей и орбитальных станций. Проблема эта возникает в связи с тем, что в условиях невесомости процесс охлаждения тел претерпевает значительные изменения, вызванные «выпадением» из процесса теплообмена важнейшего компонента — теплоотдачи за счет естественной конвекции. Поэтому отсутствие естественной конвекции в условиях невесомости компенсируется созданием принудительных потоков воздуха с помощью вентиляторов. Однако такой метод не может считаться идеальным, поскольку теплоотдача при естественной конвекции является процессом саморегулируемым.

В условиях космического полета в обитаемых отсеках космических аппаратов, где состав и давление воздуха могут отличаться от земных параметров, а также в условиях интенсивной искусственной конвекции необходимо учитывать значительное количество различных характеристик среды, иными словами, в комплексе оценивать охлаждающие свойства воздушной среды. Чехословацкие специалисты для такой комплексной оценки предложили специальный прибор — электрический динамический кататермометр.

Первые исследования в этом направлении были начаты на биологическом спутнике «Космос-936», имевшем на своем борту автоматический кататермометр, также изготовленный в ЧССР. Результаты этого эксперимента подтвердили целесообразность расширенных исследований с участием космонавтов.

Основным элементом кататермометра является датчик, температура которого с помощью протекающего через него электрического тока доводится строго до 37 °C. При этом чем выше охлаждающие свойства среды, тем большая мощность электрического тока требуется для сохранения заданной температуры прибора. Замеряя потребляемую датчиком мощность, можно получить комплексный показатель охлаждающих свойств среды, учитывающий все ее основные характеристики. Прибор позволяет также производить объективную оценку теплового состояния космонавта прямым измерением температуры его кожного покрова в шести точках тела.

В процессе эксперимента изучалась степень корреляции между показаниями обычного термометра и кататермометра, а также между объективным и субъективным тепловыми состояниями космонавта. При положительных результатах эксперимента, т. е. если бы подтвердилось предположение о лучшей степени корреляции тепловых ощущений и состояния космонавта с показаниями кататермометра, этот, прибор можно было бы рекомендовать для использования в системе терморегулирования пилотируемых космических аппаратов вместо традиционных термометров.

Результаты эксперимента «Теплообмен» показали, что существует хорошее согласие между средними значениями температуры кожи, полученными различными приборами. В контрольных экспериментах на Земле и на 5-й день полета в невесомости эти значения были заключены в пределах 33–34 °C, а это свидетельствует о нормальном тепловом режиме. Однако достижение таких показателей по оптимальному тепловому режиму в условиях космического полета требует большего охлаждающего воздействия среды, чем на Земле.

Три интересных эксперимента были подготовлены совместно учеными ГДР и СССР и выполнены несколькими международными экипажами (СССР-ГДР, СССР-ВНР и СССР-МНР); это — «Аудио», «Время» и «Речь».

В эксперименте «Аудио» выяснялось влияние невесомости на порог слухового восприятия космонавта. Как оказалось, шумы на начальной стадии полета воспринимаются сильнее и интенсивнее, нежели на Земле. Для того чтобы ответить на вопрос, какую роль при этом играют объективные факторы, а какую — субъективные, космонавты измеряли порог слухового восприятия в предельные моменты времени с помощью ручного аудиометра «Эльба», разработанного народным предприятием «Прецитроник» в Дрездене. Прибор позволял точно измерять шум в диапазоне частот 500 Гц—6 кГц.

Одновременно проводились опыты с использованием прецизионного измерителя уровня импульсных шумов. Прибор, изготовленный народным предприятием измерительной техники «Отто Шен» (Дрезден), был самым миниатюрным в мире прибором подобного класса и обладал высокими эксплуатационными характеристиками. С его помощью исследовались рабочие шумы в различных местах станции, а также регистрировался уровень шумов во время записи аудиограмм для того, чтобы можно было провести более точную научную обработку данных.

В наземных условиях слух человека исследуется в специальных звуконепроницаемых кабинах. На орбитальной станции таких условий для исследований слуха пока получить нельзя. Поэтому в эксперименте «Аудио» применялись наушники, разработанные специально для использования в космосе и имеющие особо высокую звукоизоляцию. Полученные аудиограммы каждого из членов трех международных экипажей сопоставлялись с данными измерений, проведенных в наземных условиях. Предварительная обработка результатов эксперимента «Аудио» указывает на изменяемость акустических характеристик, однако для окончательных выводов эксперименты подобного рода следует продолжить.