"Авиация и космонавтика" 1962 №7, с.29-34
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА «ВОСТОКЕ-2»


О. ГАЗЕНКО, А. ГЕНИН,
доктора биологических наук;
В. ЯЗДОВСКИЙ,
доктор медицинских наук



З

амечательный полет Ю. А. Гагарина на первом космическом корабле-спутнике «Восток» в значительной мере был шагом в неизвестное. Правда, перед этим полетом были получены положительные результаты разносторонних испытаний, собран обширный экспериментальный материал при полетах животных на высотных ракетах и искусственных спутниках Земли. В экспериментах на животных доказано, что жизненной опасности для человека невесомость не представляет. Однако нельзя было точно сказать, каким образом длительная невесомость отразится на пространственной ориентировке человека, на координации движении и самочувствии космонавта.

Майору Ю. А. Гагарину предстояло первым испытать на себе весь комплекс факторов космического полета, увидеть и прочувствовать то, к чему затем должен быть подготовлен каждый космонавт. Основной научный итог полета корабля «Восток-1» — доказательство того, что человек хорошо переносит все этапы кратковременного космического полета, сохраняя при этом высокую работоспособность и способность к целенаправленной и активной деятельности.

Было доказано также, что условия полета не вызвали в функциональном состоянии внутренних органов каких-либо изменений, которые выходили бы за рамки реакции человека на обычные сильные воздействия, связанные с риском и опасностью.


Г. С. Титов перед стартом (6 августа 1961 г.).

Этот полет, естественно, не мог решить всех вопросов освоения человеком космического пространства. Он пробил брешь, но не разрушил стену.

Следующий решительный шаг вперед — суточный космический полет майора Г. С. Титова на корабле-спутнике «Восток-2». Так же, как и полет Ю. А. Гагарина, космический рейс Г. С. Титова носил экспериментальный характер. Основные задачи этого эксперимента состояли в получении научных данных о состоянии организма человека в условиях суточного орбитального полета.

Г. С. Титов прошел длительную всестороннюю подготовку к полету, которая включала в себя общефизическую тренировку, специальные тренажи на стендах, имитирующих некоторые факторы космического полета, летную и парашютную подготовки, курс теоретических занятий, а также обучение управлению космическим кораблем и его агрегатами.

Во время подготовительного периода проводились обширные исследования, имевшие целью изучить исходные фоновые данные и возможные физиологические отклонения в ответ на действие факторов космического полета, имитируемых в лабораторных условиях.

Специально исследовались нервно-психические особенности космонавта, адекватность его реакций в условиях нагрузок, сохранение работоспособности при действии различных помех, близких по характеру к полезному сигналу.

Результаты наблюдений и разнообразных испытаний позволили сделать вывод о готовности космонавта к полету. Особый интерес представляли физиологические наблюдения, проведенные непосредственно перед стартом.

Пятого августа, накануне дня полета, космонавт был спокоен, реакции его были адекватны обстановке. В зарегистрированных физиологических показателях не отмечалось каких-либо отклонений от обычных значений.

Г. С. Титов спокойно провел ночь: сон был достаточно глубоким, без сновидений. Космонавт-Два проснулся вполне отдохнувшим, в хорошем и бодром настроении.


Рис. 1. Динамика частоты сердечных сокращений Г. С. Титова во время космического полета 6-7 августа.

В период, непосредственно предшествовавший старту, космонавт выполнял многочисленные элементы предстартовой подготовки, действия его были точны и четки. Обстоятельства, не имеющие прямого отношения к предстоящему полету, не фиксировали его внимание.

В течение четырех часов предстартового периода частота сердцебиений последовательно возрастала от 70 до 120 ударов в минуту (рис. 1), что свидетельствовало о нарастающем эмоциональном напряжении, вполне естественном в предстартовом периоде. Частота дыхательных движений в это время колебалась от 12 до 30.

Интересно заметить, что динамика изменений частоты пульса и дыхания у Г. С. Титова близко совпадала с изменением тех же показателей в предстартовом периоде у Ю. А. Гагарина.

После завершения всех предстартовых операций, в выполнении которых космонавт принимал активное участие, состоялся старт космического корабля-спутника.

Перегрузки на активном участке соответствовали расчетным величинам. Шум и вибрации, сопровождавшие работу двигателей, не создавали дискомфортных условий. Барометрическое давление в кабине равнялось земному; температура, влажность и газовый состав атмосферы соответствовали предстартовым значениям. Учащение пульса и дыхания, отмеченное еще в предстартовом периоде, продолжалось в течение первой минуты полета, достигнув максимальной величины соответственно 130 и 20 в минуту.

Амплитуда дыхательных движений возросла в два с половиной раза. Изменения показателей электрокардиограммы соответствовали увеличению частоты сердечных сокращений.

Несмотря на нарастание перегрузок частота сердечных сокращений после первой минуты активного участка полета стала снижаться, и к моменту выведения корабля на орбиту составляла уже 110 в минуту.

Активный участок полета космонавт перенес хорошо. Он поддерживал постоянный радиообмен с пунктом управления полетом, своевременно и точно информировал Землю о работе агрегатов и систем корабля.


Рис. 2. Электрокардиограмма и кинетокардиограмма Г. С. Титова, снятые за две минуты до старта (верхние кривые) и во время орбитального полета (нижние кривые).

Когда выключился двигатель последней ступени и корабль отделился от ракеты-носителя, наступило состояние невесомости. При переходе к такому состоянию у Г. С. Титова появились иллюзии перевернутого положения. Ему показалось, что приборная доска переместилась вверх, а он как бы совершал полет в положении вниз головой. Это ощущение сохранялось около минуты. Затем пространственная ориентировка восстановилась.

В условиях невесомости частота сердечных сокращений продолжала последовательно снижаться, достигнув через 6 часов полета в среднем 80 ударов в минуту, что незначительно превышало обычные значения этого показателя. Обращали на себя внимание выраженные колебания частоты сердцебиений (от 70 до 105 ударов в минуту).

Частота дыхания существенно не менялась, однако примерно через 7 часов полета отмечалась ясная тенденция к урежению дыхательных движений до 12—15 в минуту. Со стороны элементов электрокардиограммы каких-либо существенных сдвигов не отмечалось (рис. 2). Некоторые изменения были обнаружены в кинетокардиограмме, характеризующей сократительную функцию сердечной мышцы. Эти изменения в настоящее время не нашли достаточно удовлетворительного объяснения, однако нет данных, которые вынуждали бы толковать их как неблагоприятные.

Особое внимание привлекали развившиеся в период орбитального полета неприятные ощущения, которые были охарактеризованы космонавтом, как состояние, близкое к укачиванию.

Эти ощущения выражались в легком головокружении и поташнивании. Они становились заметными при резких движениях головой и наблюдении за быстро перемещающимися предметами. С течением времени эти явления все более обращали на себя внимание космонавта и создавали некоторый дискомфорт. Вместе с тем следует отметить, что работоспособность космонавта не была нарушена.



Рис. 3. Страница из бортжурнала Г. С. Титова.

В строгом соответствии с программой он проводил необходимые операции по ориентации и управлению кораблем, осуществлял четкую радиосвязь, проводил киносъемку и наблюдение, фиксировал в бортжурнале показания приборов, данные самонаблюдения, а также результаты выполненных операций и физиологических проб.

Некоторые из этих проб были рассчитаны на изучение координации движений в невесомости и исследование функционального состояния вестибулярного аппарата.

На рис. 3 приведена страница бортового журнала с записями космонавта во время невесомости. Почерк Г. С. Титова и нарисованные им фигуры (спираль и звезда) заметно не отличались от контрольных записей и рисунков, выполненных в земных условиях.

Весьма существенно то обстоятельство, что удовлетворение основных физиологических потребностей человека оказалось вполне возможным в условиях невесомости.

Акт глотания не был нарушен и проходил так же, как и в условиях земной гравитации. Опорожнение мочевого пузыря не встретило каких-либо затруднений. Космонавт спал, и, хотя сон не был все время глубоким, продолжительность его не отличалась от обычной. Во время сна частота сердечных сокращений снизилась до 56—64 в минуту.

После отдыха самочувствие космонавта несколько улучшилось, а во время спуска с орбиты головокружение и поташнивание полностью прошли.

В течение всего полета в кабине поддерживались гигиенические условия, близкие к комфортным. Температура воздуха не превышала 22°, влажность составляла 54 — 75%, барометрическое давление устойчиво держалось на уровне 760 мм рт. столба. Концентрация углекислого газа не поднималась более 0,4%, а кислорода колебалась в пределах 24—27%. Неприятных теплоощущений космонавт не испытывал, а незначительные отклонения газового состава воздуха кабины от обычного атмосферного воздуха не могли сказаться на его ощущениях или явиться источником заметных отклонений в регистрируемых и физиологических функциях. После завершения 17-го оборота вокруг Земли был включен тормозной двигатель и начался спуск космического корабля с орбиты. Во время торможения возникли значительные перегрузки, вызвавшие появление «серой пелены» в глазах. Это иногда отмечалось и при тренировках на центрифуге при имитации аналогичной перегрузки. Субъективно участок торможения космонавт перенес удовлетворительно, данные регистрации физиологических функций принципиально не отличались от показателей, полученных на центрифуге.

Космонавта после полета подвергли всестороннему и тщательному медицинскому обследованию, во время которого не было обнаружено каких-либо изменений в состоянии его здоровья.

Анализ объективных материалов, полученных во время полета, и сопоставление их с данными субъективной оценки космонавтом своего состояния свидетельствуют прежде всего о том, что условия относительно продолжительного космического полета не нарушают работоспособности, что специально подготовленному и тренированному человеку (особенно летчику) можно доверить выполнение сложных и ответственных операций по управлению космическим кораблем и его агрегатами и по проведению специальных исследований и наблюдений.

Очень важно то обстоятельство, что суточный цикл жизни, включающий такие элементы, как активная деятельность, отдых и сон, прием пищи и отправление естественных надобностей в условиях космического полета существенно не нарушаются. При этом не отмечается каких-либо нарушений в функционировании основных физиологических систем организма.
Выступая на пресс-конференции, посвященной итогам полета «Востока-2», Герман Титов говорил: «Около 12.30 я пообедал, а на шестом обороте ужинал... Обед мой состоял из специально приготовленной пищи, которая была заключена в тубы. Ее надо было выдавливать и глотать. В этом вся операция по приему пищи». На фото показаны тубы с «космической пищей», которой питался космонавт во время 25-часового полета.

СРЕДНИЕ ЗНАЧЕНИЯ
ЧАСТОТЫ ПУЛЬСА КОСМОНАВТА
НА РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ ПОЛЕТА

Участок полетаЧастота пульса уд/минУчасток полетаЧастота пульса уд/мин
Предстартовый периодОрбитальный полет
До посадки в корабль
За 5 мин. до старта
69
106
На 10-й минуте орбитальн. полета
На 3-м витке
100
95
Участок выведенияНа 7-м витке82
В начале
В конце
119
104
14-м витке
Участок торможения


76
104

Эти факты свидетельствуют о принципиальной возможности жизни в условиях невесомости. В то же время определенного внимания заслуживает симптомо-комплекс укачивания, развившийся у Г. С. Титова во время полета. Пока мы еще не располагаем достоверными данными, раскрывающими механизмы возникновения этих расстройств.

На основании некоторых теоретических соображений можно предположить, что в условиях невесомости при отсутствии гравитационных и органически зрительных пространственных ориентиров создается благоприятная почва для появления разнообразных иллюзорных представлений о положении тела в пространстве, что в свою очередь приводит к головокружению и тошноте.

Вполне возможно также, что при невесомости повышается чувствительность вестибулярного аппарата к ускорениям, которые в обычных условиях никаких ощущений не вызывают. Не исключено, что индивидуальные особенности космонавта сыграли известную роль в возникновении этих неприятных явлений и в последующих полетах они не повторятся.

Полет Г. С. Титова разрешил многие сомнения, но в то же время поставил перед космической физиологией и космической медициной новые вопросы. Однако тот факт, что этот исторический полет открыл возможность для более смелого и уверенного вторжения человека в космическое пространство не оставляет никаких сомнений.