Влияние космических факторов на человека

В целом  же влияние космической погоды на нашу жизнь можно, вероятно, признать существенным, но не катастрофичным. Магнитосфера и ионосфера Земли неплохо  защищают нас от космических угроз. В этом смысле интересно было бы проанализировать историю солнечной  активности, пытаясь уяснить, что  может ждать нас в будущем. Во - первых, в настоящее время  отмечается тенденция к увеличению влияния солнечной активности, связанная  с ослаблением нашего щита -- магнитного поля Земли -- более чем на 10 процентов  за последние полвека и одновременным  удвоением магнитного потока Солнца, служащего основным посредником  при передаче солнечной активности.

Во - вторых, анализ солнечной активности за всё  время наблюдений солнечных пятен (с начала XVII века) показывает, что  солнечный цикл, в среднем равный 11 годам, существовал не всегда. Во второй половине XVII века, во время так называемого  минимума Маундера, солнечных пятен  практически не наблюдалось в  течение нескольких десятилетий, что  косвенно свидетельствует и о  минимуме геомагнитной активности. Однако идеальным для жизни этот период назвать трудно: он совпал с так  называемым малым ледниковым периодом -- годами аномально холодной погоды в Европе. Случайно это совпадение или нет, современной науке доподлинно неизвестно.

В более  ранней истории отмечались и периоды  аномально высокой солнечной  активности. Так, в некоторые годы первого тысячелетия нашей эры  полярные сияния постоянно наблюдались  в Южной Европе, свидетельствуя о  частых магнитных бурях, а Солнце выглядело помутневшим, возможно, из - за наличия на его поверхности  огромного солнечного пятна или  корональной дыры -- ещё одного объекта, вызывающего повышенную геомагнитную активность. Начнись такой период непрерывной солнечной активности сегодня, связь и транспорт, а с ними вся мировая экономика оказались бы в тяжелейшем положении

 

 

Человек в космосе 

Еще несколько  лет назад ученые (медики и биологи), работавшие в области освоения космоса, шли «ощупью», не имели никакого опыта. В настоящее время космическая  биология и медицина уже располагают  определенным научным багажом, который  позволяет правильно готовить и  осуществлять полет человека и животных В космическое пространство. При  этом стало возможным получение  достоверной научной информации о действии на организм необычных  факторов внешней среды. Некоторые  из них – ускорения, вибрации, ультрафиолетовые лучи – присущи и земной поверхности. Но в условиях космических полетов  они приобретают либо отличные от земных условий масштабы (значительные скорости движения, космические излучения), либо изменяются качественно (преобладание коротковолнового ультрафиолетового  спектра).

Кроме того, в полете за пределами земной атмосферы  человек должен неминуемо столкнуться  с неизведанными еще и вследствие этого, возможно, вредоносными воздействиями.

 

Факторы, с действием которых может  столкнуться всякое живое существо, в том числе и человек, в  космическом полете, можно условно  разбить на три группы.

Одна  из них характеризует космическое  пространство как внешнюю среду (крайне низкие степени барометрического давления – практически глубокий вакуум, иной газовый состав, космическая  и другие виды радиации, метеорные  вещества, резкие контрасты температурных  условий). Другая группа характеризуется  динамикой ракетного полета (ускорения, шум, вибрации, невесомость). Последнюю  группу составляют факторы психофизиологического  и гигиенического порядка, связанные  с условием обитания на космических  кораблях . (длительная изоляция в ограниченном пространстве, особенности микроклимата, в частности искусственная газовая  среда, иной ритм жизни космонавта).

В отношении  некоторых из указанных факторов наука располагала данными, накопленными в частности авиационной медициной, создавшей и средства защиты от их вредоносного воздействия.

Однако для космических полетов конструкцию многих защитных приспособлений пришлось радикально изменять. Что же касается ультрафиолетового и корпускулярного излучения Солнца, невесомости, интенсивных ускорений, психологических воздействий, связанных с длительным пребыванием в кабинах малого объема, то влияние их на организм было изучено недостаточно.

Возникла  необходимость дополнительных исследований на животных, чтобы проложить путь в космос человеку.

В начальном  этапе космического пути, от старта до достижения максимальной скорости, и в период посадки корабля  на Землю организм человека и животных подвергается действию весьма значительных перегрузок, предъявляющих суровые требования к работе всех его органов и систем. Под перегрузкой понимается воздействие ускорений, превышающих в несколько раз ускорение силы тяжести свободно падающего тела (это g = 9,81 м/сек2). Непосредственно же в полете влияние на многие жизненные функции оказывает совершенно необычное для всех обитателей Земли состояние невесомости. Невесомость вносит немалые осложнения и в жизненные условия внутри кабины космического корабля. Например, отсутствует конвекционный обмен воздуха, так как нет разницы между весом нагретого во время пребывания в легких выдыхаемого воздуха и весом его в кабине. По тем же причинам резко изменяются и условия теплообмена между человеком и атмосферой внутри кабины, между кабиной и окружающим космическим пространством, в котором практически отсутствуют какие-либо материальные частицы.

Невесомость живых организмов удается получить и во время полетов на скоростных самолетах по так называемой траектории Кеплера, когда самолет совершает  «горки» с крутыми подъемами  и спусками. По своей длительности (несколько десятков секунд) данное состояние невесомости не идет, однако, ни в какое сравнение с тем, что имеет место в условиях космических полетов. Единственным опытом с длительным состоянием невесомости  животных были биологические эксперименты на втором советском искусственном  спутнике Земли и на серии советских  космических кораблей.

Поставленные  вопросы по космической биологии решались советскими учеными шаг  за шагом.

 

аже в  закрытом помещении человек подвержен  действию внешнего барометрического давления, он дышит воздухом, который непрерывно обновляется, перемешиваясь с наружным, получает извне пищу, воду, солнечный  свет и тепло. Поэтому жилище человека не является изолированным в полном смысле этого слова. Даже в герметических  кабинах современных самолетов, летающих на большой высоте, используется наружный воздух, который специальными компрессорами нагнетается в кабину, создавая в ней приемлемое для человека барометрическое давление.

Иначе выглядит «жилище» космонавта. Ведь космический  полет протекает главным образом в безвоздушном пространстве, в среде, лишенной всех материальных средств, необходимых для поддержания жизни. Там нет ничего, кроме электромагнитных волн, космических лучей и ничтожного количества газообразного и метеорного вещества. Из всего этого в настоящее время может быть использована только световая и тепловая энергия Солнца.

Поэтому для сохранения жизни и здоровья космонавтов необходимо так устроить его космическую «квартиру», чтобы  она была полностью изолирована от внешней среды и содержала все необходимое – воздух, пищу и воду – в количествах, достаточных для выполнения полета заданной продолжительности. Космическое жилище – это своеобразная крепость, рассчитанная на длительную осаду пустоты межзвездного пространства. Задача заключается в том, чтобы оборудовать эту крепость наиболее разумным образом, учитывая все особенности космического полета.

Самой большой  проблемой для космонавтов являются проблемы с костями и мышечной массой.

Когда человек стоит, он напрягает более 100 мускулов. В космосе у мышц нет нагрузки, и они начинают деградировать. Потери объема мышечной и костной массы можно немного остановить постоянной тренировкой, поэтому минимум 2 часа в день космонавты тратят на физические упражнения на тренажерах. Однако, полностью избавиться от проблем потери мышечной массы невозможно. Есть мышцы, которые работают только в условиях гравитации, и никакими искусственными нагрузками их заставить работать нельзя.

С костями  и суставами также начинаются проблемы. Если их не подвергают нагрузке, они истончаются и развивается остеопороз, приводящий к повышенной хрупкости костей. Медики понимают всю опасность и очень осторожно относятся к состоянию костной структуры космонавтов. К сожалению, полностью остановить процессостеопороза пока не удается. Меры, направленные на предотвращение этой болезни, могут принести лишь временное облегчение. Вернуться к состоянию здоровья костей до полета очень сложно, и не у всех это получается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.2. Антропогенное воздействие на  космос

В современную  эпоху взаимодействие космоса и  человека не ограничивается односторонним  воздействием. Человек сам стал мощной силой, действующей на космическое  пространство.

Рассмотрим  электромагнитное излучение Земли. Она излучает в трех спектральных диапазонах: в видимой области - это  отраженное излучение Солнца, в инфракрасной области с  lmax   10 мкм - это тепловое излучение и в радиодиапазоне, где излучение обеспечивается работой многочисленных радио - и теле вещательных станций. В Солнечной системе Земля стоит на третьем месте по мощности радиоизлучения после Сатурна и Юпитера.

Околоземное пространство заполнено большим  количеством деталей и фрагментов искусственных спутников Земли  и ракет-носителей, что уже сейчас создает опасность для полета космических аппаратов. Проблема космического мусора в околоземном пространстве является очень актуальной. Человеческая цивилизация, как уже говорилось, существенно влияет на параметры  земной атмосферы, что касается в  первую очередь парникового эффекта  и озоновых дыр.

Наиболее  мощным и перспективным средством  воздействия человечества на окружающее космическое пространство является космонавтика. Космонавтика - это совокупность отраслей науки и техники, занимающихся теорией космических полетов, космической  техникой, условиями жизнеобеспечения космических кораблей и жизнедеятельности  космонавтов. Однако роль космонавтики заключается не только в научно-техническом  обеспечении космических полетов, но в использовании новых активных методов познания мира. Начиная со второй половины XX века человек медленно, но неуклонно, пользуясь базой космонавтики, ракетной техникой, соответствующими науками, обеспечивающими космические  полеты - ракетодинамикой, динамикой  космического полета, техническими науками, начинает осваивать околоземное  и межпланетное пространство. Общая  стратегия освоения космоса была заложена К.Э. Циолковским в конце XIX - начале XX веков. Первые работы, заложившие основы космонавтики, были выполнены в Рязани. К.Э. Циолковский разработал план завоевания космического пространства, включающий в себя освоение околоземного пространства, создания искусственных спутников Земли, пилотируемых космических кораблей, орбитальных станций, исследование Луны, запуска межпланетных станций. Многие пункты его плана выполнены. Вокруг Земли движутся многочисленные искусственные спутники самого различного назначения: научные, экологические, метеорологические, навигационные, связные и т.д. Без ИСЗ уже не возможно функционирование народного хозяйства и современной науки. С первого полета в космос Ю.А. Гагарина в 1961 года начинается отчет пилотируемых полетов, точнее полетов космических кораблей с космонавтами на борту. Космическая техника с человеком дает несравненно больше научной продукции. Как говорилось в разделе I, космические автоматические аппараты побывали на Луне, Марсе, Венере и получили много научной информации, недоступной при исследовании этих тел с Земли. Общий вывод из космических исследований тел Солнечной системы заключается в том, что они очень разнообразны; нет двух одинаковых планет, нет двух одинаковых спутников. Но самый любопытный факт, выявленный космическими аппаратами, - это не обнаружение на космических телах не только высокоразвитых форм жизни в Солнечной системе, но и жизни вообще в любой форме. Даже Марс, который по некоторым параметрам был наиболее вероятным кандидатом на носителя жизни, оказался полностью безжизненным. На других планетах и спутниках в силу физических условий жизнь тем более не возможна.

Космонавтика  будет развиваться, и человек  рано или поздно освоит все околоземное  пространство. Что же дальше? Полеты к звездам - это тоже цель человечества, хотя технически и экономически невероятно сложная задача. Трудно представить, когда человечество будет готово полететь даже к ближайшим звездам. Да и такие полеты будут продолжаться десятки и сотни лет и, следовательно, должны быть рассчитаны на несколько  поколений космонавтов. Будут ли космические исследования приоритетным направлением развития человеческой культуры? Или приоритеты человечества сменятся, и оно займется собственным совершенствованием на родной планете? В связи с выходом  человека в космос актуальным становится вопрос о существовании разумных внеземных существ и их стратегии  освоения космоса. Вопрос о внеземных  цивилизациях, обсуждавшийся человечеством  на протяжении тысячелетий, пусть даже в фантастической форме, в последние  десятилетия обрел форму научной  проблемы. Поиском свидетельств существования  внеземных цивилизаций в далеком  космосе посвящено много исследований и дискуссий.

Эйфория первых десятилетий космонавтики сменилась  обоснованным пессимизмом. Никаких  сигналов из космоса, носящих искусственный  характер, никаких искусственных  изменений в космической среде  не обнаружено. Похоже, что, по крайней  мере, в Галактике мы одиноки. Факты  указывают на единственность существования  землян как технологичной высокоразвитой цивилизации. Однако это заключение входит в противоречие с фактом однородности и изотропности мегамира. Если свойства пространства в любом месте Метагалактики  и по любым направлениям одинаковы, то возникновение жизни, в том  числе и разумной, не может быть прерогативой данной области пространства.

Очевидно, налицо противоречие - парадокс. Появление  парадоксов в науке говорит о  несовершенстве знаний, об экстраполяции  старых теорий на новые факты. Парадоксы  со временем разрешатся. Может быть:

технологическая фаза цивилизации только кратковременный  этап ее существования;

цивилизаций много, но мы их не слышим, так как  используем не те технические методы, которые необходимы;

жизнь во Вселенной имеет другое содержание, чем на Земле, где жизнь - форма  существования белковых тел;

цивилизация очень редкое явление;

уровень развития земной цивилизации существенно  ниже уровня развития космических цивилизаций  и поэтому нет "общего предмета для разговора".

Перечисленные пункты показали сложные проблемы поиска и связи с внеземными цивилизациями, но в XXI веке эта проблема может стать  основной в естествознании. Без сравнительного анализа невозможна современная  наука. Без сравнения человечества, его культуры, с ему подобными, невозможно истинное познание судьбы человечества.