Где начинается космос

Для незащищенного человека космос, как это ни парадоксально, начинается всего в 5 км от земли. Уже на небольшой, казалось бы, высоте 3,5 км человек не может работать и чувствовать себя так же, как на Земле. Это препятствие на пути человека в космос является первым в ряду многих преград, называемых физиологическими барьерами космического пространства. Они определяются границами областей космического пространства, пребывание в которых вызывает резкое изменение (чаще всего торможение, а затем и прекращение) важных биологических процессов. Эти области, представляющие наибольший интерес для физиолога, показаны на помещенном ниже рисунке. Штругхольд насчитывает четыре зоны, в которых можно обнаружить такие функциональные барьеры:

0-3,6 км - физиологическая зона;

3,6-16 км - зона физиологической неполноценности;

19-224 км - зона, частично эквивалентная космосу;

224-9600 км - зона, полностью эквивалентная космосу.

Рис. 4. Функциональные барьеры на пути человека в космос и уменьшение плотности воздуха с высотой. Слева по вертикали указано число молекул кислорода в 1 см³, справа - высота над уровнем моря.

На высоте 3,6 км низкое парциальное давление кислорода вызывает затруднение дыхания. Таким образом, гипоксия, или кислородная недостаточность,- это первый барьер, который нужно преодолеть человеку на пути в космос. При быстром подъеме к высоте более 5 км наступает кессонная болезнь - декомпрессионные расстройства, которые обычно ассоциируются с работой водолазов. При быстром падении давления окружающей среды происходит внезапное выделение в виде пузырьков растворенного в крови и тканях азота - воздушная эмболия. На высоте 5 км атмосферное давление составляет всего лишь 300 мм рт. ст., в то время как на уровне моря оно равно 760 мм рт. ст.

Следующий функциональный барьер находится на высоте 15 км. На этой высоте наблюдается аноксия, то есть полное кислородное голодание. На первый взгляд это может показаться странным, так как атмосфера в этой зоне содержит достаточное количество кислорода, причем именно в виде необходимых для дыхания двухатомных молекул. Но углекислый газ и водяные пары, содержащиеся в альвеолах, создают в них давление 87 мм рт. ст. Когда атмосферное давление снижается до этого значения, что происходит как раз на высоте 15 км, кислород из-за отсутствия необходимого перепада давлений перестает проникать через стенки альвеол.

На высоте 16 км космонавт сталкивается с последним физиологическим барьером, связанным с атмосферным давлением; оно составляет здесь 47 мм рт. ст. и соответствует давлению паров жидкостей в тканях человека. Это вызывает 'вскипание' содержащихся в тканях жидкостей, переход их в газообразное состояние. Пузырьки газа проникают в сосуды, закупоривают их и выделяются через слизистую оболочку носоглотки, глаз и т.д.

Такова первая группа 'высотных' физиологических барьеров, препятствующих полету человека в космос. Однако эти барьеры можно преодолеть, используя соответствующие способы и средства защиты (см. главу V). Условия космического полета и факторы космического пространства могут оказывать вредное воздействие на многие физиологические системы человека. Влияние отдельных факторов снижается или нейтрализуется сравнительно просто и легко (например, действие света). Однако следует учитывать возможность проявления синергизма, выражающегося в том, что общее воздействие нескольких факторов оказывается значительно большим, чем совокупность воздействий каждого из них.

Рис. 5. Перегрузки, которые испытывает космонавт под действием ускорения, обозначаются направлением смещения при этом внутренних органов человека [показано стрелками]. Здесь же приведена широко используемая система обозначения направления действия ускорений по смещению глазных яблок.
1 - ускорение вперед, глазные яблоки вдавливаются; 2 - ускорение вниз [к ногам], глазные яблоки смещаются вверх; 3 - ускорение вправо, глазные яблоки смещаются влево; 4 - ускорение назад, глазные яблоки выходят из орбит; 5 - ускорение вверх [к голове], глазные яблоки смещаются вниз; 6 - ускорение влево, глазные яблоки смещаются вправо.

Далее: