На що схожий звичайний день космонавта на орбіті?

Добровольці намагаються жити на Землі як астронавти під час підготовки до пілотованих місій на Марс, але зустрічаються з ізоляцією, обмеженнями і жахливої їжею. Провівши майже рік без свіжого повітря в обмеженої середовищі, в умовах невагомості, на Міжнародній космічній станції, виглядали чудово добре, коли повернулися на Землю минулої весни. Вони завершили 340-денну місію на орбіті, одну з найдовших в історії новітнього освоєння космосу.

Вони входять у трохи більше ніж двісті чоловік, які мали щастя відвідати МКС, і сотні інших, що побували в космосі. Це невеликі цифри в загальній схемі речей, але безліч людей по всьому світу вкладають мільярди у майбутнє космічних подорожей в надії, що багато хто з нас одного разу зможуть піти по їх стопах.

І так, зовсім не обов'язково виходити в космос, щоб випробувати, як це — жити як астронавт. На Землю десятки людей по всьому світу витрачали місяці і навіть роки, проживаючи в спеціально побудованих замкнутих житлових середовищах, які імітують умови проживання в космосі. Ці імітаційні майданчики є в Китаї, на Гаваях, в Росії і дають вченим можливість дослідити наслідки довготривалої ізоляції і ув'язнення людей під час підготовки до довготривалих космічних подорожей.

Хоча ми можемо почерпнути багато інформації з досвіду астронавтів на МКС і їх попередників, проблеми, з якими стикаються космонавти, змінюються разом з тим, як космічні агентства звертають свою увагу на Червону планету. Місія на Марс означає, що в космосі доведеться пробути приблизно три роки — шість-вісім місяців на подорож туди, кілька місяців на поверхні і шість-вісім місяців на повернення. Довгостроковий характер поїздки, як вважають, створює ряд психологічних проблем для тих, хто на неї наважиться.

Щоб зрозуміти, на що це схоже, Тіффані Вен з BBC вирішила прожити 48 годин у режимі «астронавта», — спробувала дотримувати режим і графік занять членів екіпажу на МКС. Як з'ясувалося, у них дуже щільний графік. Вона прокидалася, випивала кави, їла не найкращу їжу прямо з пакета, працювала, працювала і повторювала розклад, поки день не підходив до кінця. І ще доводилося спльовувати два рази в рушник після чищення зубів.

Звичайний день на борту МКС починається з підйому в 6 або 6:30 ранку (МКС живе в часі GMT). Американський астронавт і медичний лікар К'єлл Ліндгрен провів 141 день на борту МКС в 2015 році, взявши участь у двох космічних прогулянках. Він каже, що його день починався з прочитання денний зведення новин і двох сторінках зведення попереднього дня, чищення зубів і сніданку. До 7:30 ранку всі члени екіпажу, що збиралися на щоденну конференцію, на якій планували прийдешній день разом зі своїм центром управління та задавали будь-які питання.

«Інша частина дня дуже щільна — заплановані навіть п'ятихвилинні види діяльності», пояснює Ліндгрен. «Протягом дня ми могли проводити дослідження, проводити службові роботи на станції або робити знімки стихійних лих. Ми отримували годину на обід і дві з половиною години на фізичні вправи».

Як виглядає розклад астронавта Міжнародної космічної станції

• 7:00. Прокинутися і надягти пов'язку для вимірювань ЕЕГ в рамках експерименту Bio Rhythms («Біоритми»)
• 7:05. «Спросоння» (час, коли астронавти займаються своєї ранкової гігієною, снідають і т. п.)
• 8:30. Ранкова конференція планування: коли астронавти коротко перемовляються з різними центрами управління по всьому світу (NASA, Роскосмос, JAXA, ЄКА, CSA) і обговорюють дії, заплановані на цей день
• 8:45. Ранкова підготовка
• 9:00. Установка комп'ютерних оновлень
• 9:05. Заміна карток збору даних на обладнанні Bio Rhythms
• 9:25. Збір обладнання для майбутньої діяльності по технічному обслуговуванню
• 10:25. Бігова доріжка
• 11:25. Збір даних з монітора персонального вуглекислого газу
• 12:15. Закриття віконних затворів
• 12:25. Вільний час (мінус — зазвичай його трохи, але в цей раз вони переробили на вихідних, тому час звільнилося)
• 13:10. Підключення кабелю Ethernet
• 13:15. Налаштування відеокамери (для запису технічних робіт для землі)
• 13:25. Заповнення опитувальника для експерименту на тему частоти живлення
• 13:35. Обід
• 14:35. Вільний час
• 15:05. Вправа анг. ared (микрогравитационная версія вправ з вільними вагами)
• 16:35. Створення знімків для експерименту AMO2 і відправки на Землю
• 16:40. Установка вакуумного порту доступу в Вузлі 1 для забезпечення вакуумної можливості відвідування транспортних засобів, які опинилися на причалі
• 19:00. Перевірка конфігурації комп'ютера MSRR
• 19:20. Інвентаризація вантажу транспорту Orbital-6 Cygnus
• 19:35. Щотижнева конференція екіпажу і центру
• 19:55. Перед сном (час для вечірньої активності, вечері і так далі)
• 20:25. Щотижнева конференція керівника польотом і екіпажу
• 20:45. Вечірня конференція планування дня (коли астронавти обговорюють з наземної командою, яку роботу виконали протягом дня, і плани на завтра)
• 21:00. Підготовка до сну
• 22:30. Сон

О сьомій вечора або трохи пізніше кожен член екіпажу виходить на вечірню конференцію, щоб підвести підсумки дня. «Після цього день належить нам», говорить Ліндгрен. «Ми вечеряємо, можемо подивитися телевізор разом, відповісти на пошту, зробити знімки Землі. Потім настає час готуватися до сну». Під час своєї місії Ліндгрен та інші члени екіпажу отримали щасливу можливість подивитисяфільм «Марсіанин» Рідлі Скотта ще до того, як він був показаний на Землі.

Далі від першої особи — Тіффані.

Під час мого дня астронавта я займалася интервьюированием вчених, читанням наукових статей, написанні заміток і переглядом останніх відео, зроблених на МКС. Одна з найбільш складних і кращих частин курсу полягала в двогодинних тренуваннях (я розділила їх на дві годинні тренування кардіо і важкої атлетики).

Звичайно, астронавти повинні займатися не менше двох годин на день, щоб протистояти фізичним ефектів перебування в умовах мікрогравітації, які, як відомо, зменшують щільність кісткової тканини, м'язову масу і функції серцево-судинної системи. Вправи в умовах мікрогравітації повинні бути творчими астронавти можуть причепити себе до тренажера або створити власні апарати для упору, щоб мати можливість піднімати ваги.

«Ми розробили досить хорошу систему контрзаходів для боротьби з наслідками невагомості, тому зберігаємо свою аеробну здатність, щільність кісткової тканини і м'язову силу», говорить Ліндгрен. «Але це не панацея для відсутності гравітації. Деякі м'язи просто неможливо задіяти. Навіть просто стоячи, ви задіюєте м'язи хребта, які можна задіяти точно так само, якщо присідати або робити станову тягу».

Японська космонавтка Наоко Ямазакі, яка провела 15 днів у місії по збірці і монтажу на МКС у 2010 році, каже, що була вражена силою тяжіння, коли повернулася на Землю. «Я пам'ятаю, що моя голова була настільки важкою, ніби на ній лежав камінь. Навіть шматочок паперу здається важким», говорить вона. Хоча Ямазакі змогла ходити вже через годину після повернення на Землю, ті, хто проводить в невагомості більше часу, зазвичай адаптуються тижнями і навіть місяцями, щоб просто повернутися в гравітацію Землі.

В останні роки вчені звернули увагу на те, як микрогравитация може призводити до втрати гостроти зору у астронавтів. «Члени екіпажу повертаються додому і розуміють, що їх зір якимось чином змінилося», говорить Ліндгрен. «Це важлива проблема, але ми поки не розуміємо її причин».

Оскільки невагомість призводить до того, що рідини тіла піднімаються вгору, експерти підозрюють, що на зір може впливати збільшення тиску навколо очей. Зміщення рідини може навіть призводити до змін смакових відчуттів.

Космічна їжа

Для мене їжа була однією з найважчих частин домашнього ув'язнення.

Є три типи їжі на МКС — пакети приготовленої вологою їжі, які нагріваються, зневоднена їжа, яка заливається окропом, і продукти тривалого зберігання, які герметично упаковані і з'їдаються як є. Астронавти також успішно вирощують рослини в умовах мікрогравітації, але до вирощування великомасштабних культур в космосі нам ще далеко.

Оскільки я не змогла отримати справжню космічну їжу, я пішла в місцевий магазин і запаслася сухим пайком. Однак визначитися з харчуванням заздалегідь виявилося напрочуд важко. Я не знала, як розробити меню, яке було б задовільним протягом двох днів, або спрогнозувати, що я буду відчувати в процесі поглинання їжі. Вже після першого дня я почала мріяти про свіжих продуктах. Уявіть, що було б через кілька місяців.

Виявляється, цією серйозною проблемою спантеличені і вчені. Експерти не тільки намагаються забезпечити астронавтів достатньою кількістю їжі під час місії на Марс — пропонують навіть відправляти вантаж до або після прибуття пілотованого апарату — але і постаратися, щоб астронавти були задоволені тим, що їдять.

«Уподобання в плані харчування стають дуже важливими, коли ви опиняєтеся в ув'язненні», говорить Гро Сандал, професор психології Університету Бергена, головний дослідник «Марс-500» — , проведеної в Росії спільно з Китаєм і Європейським космічним агентством. Вона каже, що деякі члени екіпажу так сильно зненавиділи їх їжу, що мало не влаштували голодування, тому довелося втручатися і пропонувати нові варіанти.

Брайан Колдуелл, менеджер проекту Hi-Seas, каже, що харчові уподобання і смаки астронавтів часто змінюються, коли вони знаходяться в космосі. Експерти підозрюють, що це пов'язано з тим, як зміщується рідина в тілах в умовах мікрогравітації, тому досліджували ефекти цих змін у рамках 70-денного експерименту, учасники якого напівлежали в ліжку, щоб імітувати невагомість.

«Ми хочемо знати, як закладеність носа в невагомості може вплинути на смак і запах», - говорить він. «Ми поки працюємо над цим, але схоже на те, що перерозподіл рідин тіла в ліжку не так сильно впливає на нюх, але досить сильно — на харчовій смак».

На МКС їжа стала одним з видів соціальної валюти і спосіб зв'язку з людьми інших культур. «Коли ви відправляєтеся туди, там суміш різних культур і національностей», говорить Ямазакі. «Ми проходимо спільне навчання заздалегідь, але допомагає більше те, що ми кожен день вечеряємо разом. Ми обмінюємося космічної їжею, і це допомагає нам спілкуватися один з одним».

І це хороші новини для мандрівників на Марс. Хоча на шляху туди варіантів їжі напевно буде трохи, люди зможуть нормально готувати, коли опиняться на поверхні, і створювати рецепти, виходячи з того, що є на даний момент, що надіслали заздалегідь і що ще пришлють. Група учасників 8-місячного ув'язнення Hi-Seas навіть становить куховарську книгу, описуючицікаві рецепти, які створили разом в ізоляції.

Всього лише ще одна зірка в небі

Хоча члени екіпажу на борту МКС можуть радіти шикарним видами Землі і практичному відсутності затримки зв'язку з родиною та групою підтримки на Землі, постійного оновлення екіпажу, а також регулярних поставок з рідної планети, астронавти, які відправляться на Марс, повинні бути готові до більш серйозної ізоляції.

Крім більш тривалого терміну місії, їх чекає 20-хвилинна затримка зв'язку з Землею в кожну сторону. Тобто відповідь на повідомлення доведеться чекати мінімум 40 хвилин. Цю затримку включали в місії на Hi-Seas і «Марс-500».

Джоселін Данн провела вісім місяців в якості одного з шести членів екіпажу, які живуть під куполом в рамках місії Hi-Seas на Гаваях. Двоповерхова будівля включало 300 квадратних метрів житлової площі з невеликими приватними куточками, а по експерименту було потрібно «працювати на Марсі» на оточуючих лавових полях. Учасники одягали скафандри, коли потрібно було виходити на вулицю і проводили геологічні роботи в командах.

«Особисто для мене, несподівано складним виявилося спілкування», говорить Данн. «Не тільки з-за затримки в часі, але і тому, що воно відбувалося тільки через електронну пошту. Ми стали дуже залежними від швидких листувань. І особливо важко це тому, що ваша соціальна мережа впливає на вашу особистість».

З Марса Земля буде виглядати як ще одна зірка. І це може призвести до ефекту, коли не видно Землі, який ще більше підсилює відчуття ізоляції. Опитування космонавти показали, наскільки важливий досвід розуміння краси і крихкості Землі з космосу; побувавши в космосі, люди починають менше цінувати індивідуалізм і більше — універсалізм і духовність.

«Вид на Землю з цієї точки зору є доленосним для всіх, хто туди йде», говорить Ліндгрен. «Ви отримуєте можливість побачити, що ми знаходимося на абсолютно неймовірною планеті, яка унікальна в порівнянні з усім, що ви можете бачити. І хоча ви спостерігаєте космос і від нього відчуваєте себе маленьким, немає нічого, що могло б зрівнятися з Землею».

Він говорить, що цей досвід змусив його зрозуміти, що Земля — це космічний корабель людства, а люди — його екіпаж. «Я витратив 30% свого часу на підтримку космічної станції, яка забезпечує нас киснем, їжею і захистом від радіації», пояснює він. «І коли ви дивитеся на Землю, то розумієте, що це космічний корабель людства. І члени екіпажу, і людство — всі ми повинні піклуватися один про одного».

Проблема обмежень

Для мене, вже на другий день новизна ув'язнення в будинку на сухому пайку остаточно вивітрилася, і чоловік повернувся додому до розлюченої дружини. І точно так само нудно, як звучить мій домашній експеримент, монотонне висновок може бути особливо великою проблемою для людей у місії на Марс.

Данн, яка збирала біологічні зразки, щоб відстежувати рівень стресу під час свого перебування в експерименті Hi-Seas, каже, що недооцінила ефекти висновки на власному досвіді.

«Люди думають, що в обмеженні немає нічого особливого», говорить вона. «Вони думають, що ізоляція — це коли у вас просто немає всіх тих речей, які у вас звичайно є, але ізоляція та обмеження особливо важкі через соціального аспекту. Ви не можете поїхати на вихідних, не можете змінити ландшафт, людей. Мені не вистачало можливості прогулятися по вулиці або зробити щось спонтанне, що-небудь нове».

З тих пір Данн вступила в дослідну групу в якості головного дослідника для наступних 12 місяців у Hi-Seas, який завершився в серпні минулого року, і в даний час аналізує, як змінився за час життя під куполом рівень стресу учасників. «Люди приходять з досить високим рівнем стресу, оскільки приходять вперше і їм весело, але це стихає, коли вони пристосовуються до навколишнього середовища», говорить вона. «З часом, напруга знову починає наростати, хоча це залежить від людини».

Збільшення стресу може також сприяти соціального конфлікту, оскільки астронавти живуть разом довгий час. Аналіз журналів астронавтів NASA в 2010 році, наприклад, показав, що вони виявляють особисті проблеми у другій половині місії на 20% частіше.

Хоча це і не завжди так, деякі вчені спостерігали «феномен третьої чверті» — підвищення агресії і сплеск емоцій у певний момент після половини шляху космічного польоту.

«Марс-500», який проходив з липня 2010 року по листопад 2011 року і який є найдовшим експериментом по моделюванню марсіанських умов, показав, що учасники поступово втратили доброзичливість з плином часу, а деякі відмовилися спілкуватися з іншими. Особливо це проявлялося між травнем і серпнем, тобто в «третій чверті», оскільки учасники повинні були покинути свої камери в листопаді.

«Ми виявили, що коли люди перебувають у замкнутому просторі тривалий час, певний час утримання виявляється критичним з точки зору психології, особливо якщо ви перебуваєте в умовах крайньої обмеження», говорить Сандал. «Через деякий час ви стаєте дратівливим і будь-який звук або зовнішній подразник може обернутися вибухом. Вам буде незручно. Ми спостерігали це «Марс-500». Деякі учасники відмовилися від взаємодії з іншими, що особисто я інтерпретую як спосіб захисту».

Вони також відзначили психологічний феномен«роз'єднання» у деяких членів екіпажу, які немов покинули оточення і пішли у свій внутрішній світ. «Таким чином вони захищають себе і йдуть у внутрішній світ», пояснює Сандар. «Ми бачимо це й на прикладі дослідження ізоляції в Антарктиді».

Незважаючи на всі проблеми, космічні агентства навряд чи зіткнуться з браком добровольців на перші місії на Марс. Навіть дослідники, які вивчають ізоляцію на Землі, отримують сотні заяв від добровольців, охочих спробувати на смак довгу місію в космосі.

Недержавні проекти теж висловлюють впевненість у тому, що й звичайні люди захочуть відправитися на Марс. Елон Маск і SpaceX планує відправляти туристів на Червону планету, а данська некомерційна організація Mars One, теж сподівається заснувати постійну колонію людей на Марсі.

А як щодо вас?