После длительной миссии медицинская команда помогает экипажу выбраться из спускаемого аппарата и оценивает состояние каждого человека. Самостоятельно встать и уверенно идти сразу удаётся не всем: организм должен заново приспособиться к земной гравитации. Это сочетание физиологической адаптации к микрогравитации и снижения тренированности, а не одинаковый для всех сценарий.
Что происходит с организмом в микрогравитации
Микрогравитация — не только ощущение невесомости. В этой среде многие системы организма перестраиваются, поскольку привычная механическая нагрузка резко уменьшается.
Опорно-двигательная система. Кости адаптируются к нагрузке. Когда нагрузки нет, клетки, разрушающие старую костную ткань, продолжают работу в прежнем ритме, а клетки, строящие новую, замедляются. По данным NASA, в несущих костях во время полётов продолжительностью четыре-шесть месяцев средняя потеря минеральной плотности может составлять около 1–1,5% в месяц. Однако эффект существенно различается у разных людей и частично компенсируется физическими упражнениями на борту. После возвращения плотность постепенно восстанавливается, хотя темп и полнота восстановления также индивидуальны.
Мышцы без привычной нагрузки слабеют быстрее, чем на Земле. Атрофии подвержены прежде всего мышцы ног, спины и кора — те, что в норме постоянно противостоят гравитации. Именно поэтому на МКС предусмотрены около двух часов ежедневных тренировок с применением беговых дорожек, велотренажёров и устройства ARED, имитирующего силовые упражнения.
Сердечно-сосудистая система. В микрогравитации жидкости перераспределяются вверх: кровь и тканевая жидкость смещаются к голове и туловищу. Сердце адаптируется к изменённому притоку крови, а чувствительность сосудистых рефлексов, обеспечивающих поддержание давления при вертикальном положении, снижается.
Сенсомоторная система. Внутреннее ухо, зрительная система и проприоцепция — ощущение положения тела — настраиваются на новую среду. После многомесячного полёта этим системам требуется время, чтобы перестроиться обратно.
Первые часы и дни после посадки
Сразу после приземления у многих астронавтов наблюдается ортостатическая непереносимость: при попытке встать давление не успевает перераспределиться должным образом, и человек может почувствовать головокружение или предобморочное состояние. Именно поэтому выход из капсулы занимает значительно больше времени, чем посадка в неё.
Равновесие нарушается заметно. Сенсомоторная система, откалиброванная под отсутствие гравитации, поначалу неточно интерпретирует сигналы о положении тела. Координация движений, привычные задачи вроде ходьбы по прямой — всё это требует осознанного усилия в первые часы и дни.
NASA требует, чтобы индивидуальная программа реадаптации начиналась с момента выхода экипажа после посадки. Первые медицинские оценки — кардиологические, неврологические, опорно-двигательные — проводятся немедленно.
Поэтапное восстановление
Реабилитация после длительного полёта строится поэтапно и всегда индивидуальна. Не существует единого «расписания» возврата к норме: сроки зависят от продолжительности миссии, исходного физического состояния, того, насколько строго выполнялась программа тренировок на борту, и от того, какие именно показатели восстанавливаются.
В первые дни особое внимание уделяют вестибулярной реадаптации, равновесию и реакции сердечно-сосудистой системы на вертикальное положение. Силовые упражнения и работу над выносливостью добавляют постепенно, ориентируясь на медицинские оценки и функциональные тесты, а не на единый календарь для всех участников полёта.
Мышечная сила у большинства астронавтов восстанавливается быстрее, чем костная плотность. Функциональные задачи — пройти определённое расстояние, выполнить двигательный тест — используются для оценки прогресса. Инструмент NASA под названием Functional Task Test позволяет отслеживать восстановление равновесия и двигательного контроля после приземления.
Костная ткань меняется медленнее мышц, и по одному календарному сроку нельзя предсказать полноту восстановления. NASA рассматривает снижение минеральной плотности как фактор риска переломов и отслеживает его с помощью обследований до и после полёта. Физические упражнения остаются основной контрмерой; бисфосфонаты исследовались как возможное дополнение, но это не универсальная схема для самостоятельного применения.
Интегрированный подход
Программа CIPHER, которую NASA использует для комплексного изучения физиологических и психологических изменений во время миссий разной продолжительности, позволяет отслеживать, как меняются показатели по мере увеличения времени в космосе. Данные нужны в том числе для подготовки к будущим длительным экспедициям — на Луну и к Марсу, где при прилёте экипаж окажется в условиях частичной гравитации после месяцев невесомости.
Многие функциональные изменения после полёта уменьшаются по мере реадаптации, однако скорость и полнота восстановления различаются. Поэтому результат оценивают по измеряемым показателям, не обещая полного возврата каждого параметра к исходному уровню за заранее заданный срок.
Что влияет на сроки восстановления
Продолжительность миссии — один из главных, но не единственный фактор. Годовые полёты проводились как отдельные исследовательские миссии, а не стали обычным режимом для каждого экипажа. Даже после сходной продолжительности пребывания на орбите сила, выносливость, равновесие и показатели костной ткани могут восстанавливаться с разной скоростью.
На результат влияют исходное здоровье, возраст, индивидуальная реакция на микрогравитацию и выполнение бортовой программы тренировок. Однако по этим факторам нельзя заранее вычислить срок реабилитации конкретного человека: программу корректируют по результатам осмотров и тестов после посадки.
Зачем это изучают
Данные о реадаптации имеют значение не только для МКС, но и для будущих долгосрочных миссий. Полёт к Марсу при нынешних технологиях займёт около шести месяцев в одну сторону. Сразу после прилёта, в условиях марсианской гравитации (около 38% земной), экипажу потребуется выполнять физически сложные задачи — выходить в скафандрах, разворачивать оборудование, реагировать на нештатные ситуации. Понимание того, как тело адаптируется и реадаптируется, напрямую влияет на планирование таких миссий.
Программа CIPHER сопоставляет изменения при миссиях разной продолжительности — от нескольких недель до года. Эти данные помогают оценивать риски более дальних полётов и разрабатывать контрмеры, но сами по себе не дают точного прогноза состояния экипажа в трёхлетней экспедиции.
Читайте также: Почему астронавты становятся выше в невесомости и что это означает практически