Програмата Аполо - началото на космическата медицина

От 1957г.

Космическата медицина се очертава като област, различаваща се коренно от нейния родоначалник - авиационната. Тази специалност подкрепя и се грижи за здравето на хората, желаещи да изследват космическото пространство. Логично, космическата медицина e обвързана най-вече с лекарската помощ, предоставяна извън земната атмосфера. Тя включва методите за проверка и подготовка на кандидатите, решили да се посветят на космическите пътувания, изследванията на въздействието на микрогравитацията върху човешкото тяло и разработването на утвърдени медицински изисквания за летателните технологии.

Още от първия човешки орбитален полет на Юрий Гагарин през 1961 г. до постоянното човешко присъствие на Международната космическа станция (МКС), към днешна дата човечеството съумява да научи много любопитни факти за нашето здраве. Един от тях е, че телата ни са в състояние да се справят с експозицията на космическото въздействие, без да претърпим постоянни физиологични промени. От друга страна, пътят към това откритие (в известна степен) е възпрепятстван от страха, че хората ще претърпят увреждания на репродуктивната система. Освен това, в допълнение към този страх от неизвестността, пред космическата медицина са поставени и други препятствия за преодоляване. Често пъти инженерите, политиците, дори астронавтите се противопоставят на космическото медицинско развитие. Въпреки това, оцеляването на астронавтите в космоса е приветствано като едно от най-важните медицински открития на 20-ти век.

Именно заради това в нашата статия ще ви разкажем повече за космическата медицина, разгледана през призмата на международните космически програми. Ще обърнем внимание и на това колко ожесточена е борбата й за поддържането на човешкия живот в космоса.

И така, на 30 октомври 2000 г. в космоса е внедрено постоянното човешко присъствие. Руският космически кораб "Союз" ("Съюз") довежда успешно екипа на "Експедиция 1" до МКС. Тя служи като пространство за живеене за първите си 3-ма обитатели За съжаление, това историческо събитие не получава особено внимание. Някои от вас може и да си спомнят двуминутните телевизионни репортажи по темата. Сега, пробвайте да сравните това с вълнението на учените, съпровождащо изстрелването на Аполо 11, кацнал успешно на Луната през 1969 г. Няма база за сравнение, нали?

Едно е сигурно - постепенно обиколките в космоса стават рутинни, защото човечеството се убеждава, че можем успешно да оцелеем и там. Но, ако трябва да се върнем 50 години назад във времето, то ще видим и ще проследим колко са разтревожени пионерите в космическата медицина, които непрекъснато мислят дали микрогравитацията няма да се окаже истинска пагубна заплаха за нормалните физиологични функции на всяка една система в телата ни.

От есна страна е ясно, че немските ракети V2 са в състояние да пресекат бариерата между земната атмосфера и космическото пространство (и то още в края на Втората световна война). За съжаление, заплахата от медицинска катастрофа постепенно става реалност, тъй като мощните космически кораби са конструирани така, че да достигат до все по-големи височини. Тази е и причината, поради която авиационната и аерокосмическата медицина се развиват паралелно, наред с извънатмосферните технологии на полетите. Срещата на професионалистите от "Aeromedical Problems of Space Travel" („Аеромедицинските проблеми при космическите пътувания"), организирана от Военновъздушните сили на Съединените щати през 1948 г., е другият фактор, който окончателно повлиява на отделянето на космическата медицина от авиационната.

На това важно историческо събитие Хуберт Стругълд, придобил по-късно репутацията си като "Баща на космическата медицина", предполага че границата космос-атмосфера трябва да се дефинирана по отношение на перцепцията (възприятието) на пилота, а не спрямо физическите феномени. "Това, което наричаме горна част на атмосферата (слоят над тропосферата - бел. ред.) във физическия смисъл - казва Струголд, "трябва да се разглежда - от гледна точка на биологията - като пространство в неговата цялостна форма". И така, орбитален полет на височина от 160 км се нарича космически, а осигуряването на грижи над тази надморска височина - "космическа медицина".

Към днешна дата, макар и отделни като специалности, космическата медицина все още е съчетана с авиационната. Доктор Патрик Макгинис пък е авиационен хирург в космическия център "Джонсън" в САЩ. Той твърди, че "също както педиатрията не е медицина за възрастни, практикувана върху деца, така и космическата медицина не е авиационна (по своята същност), практикувана на по-голяма надморска височина". В този случай, ситуацията се отнася до медицинската помощ, предоставяна извън земната атмосфера. Важно е да се разбере къде се поставя началото на космическата медицина в основната наука, за да се открие как се практикува дисциплината днес. Първоначално целите на космическата медицина са прости: да се определи дали хората могат да оцелеят в космоса и ако да - да се открие колко дълго. Днес космическата медицина включва подбора и подготовката на кандидатите, решили да участват в космически пътувания. Тя разследва ефектите от микрогравитацията върху здравето и накрая разработва медицинските изисквания за полетните технологии.

Нека сега разгледаме развитието на тази специалност през призмата на международните космически програми. Ще започнем с програмата "Мъркюри".

Програма "Мъркюри"

Това е първата американска програма за пилотирани космически полети. Името и е заимствано от римския бог Меркурий, символизиращ скоростта като ценност (той е вестителят на боговете и разполага с крила на краката, които му позволяват да се придвижва изключително бързо - бел. ред). Това е и името на малката планета от Слънчевата система, движеща се най-бързо от всички останали). На римския бог са кръстени и космическите кораби на САЩ – първото поколение, ползвани в програмата.

И така, през октомври 1957 г. Съветският съюз изстрелва първия сателит в света. Месец по-късно на борда на летателна капсула е качено и кучето Лайка. Президентът на САЩ Айзенхауер е информиран от американското разузнаване, че руснаците се готвят да изстрелят в орбита около Земята и човек . Това го подтиква да подкрепи програмата "Мъркюри" на "Лангли център", чиято цел напълно съвпада с тази на руснаците.

Въпреки че предизвикателствата на космическите полети са неизвестни, НАСА смята, че средата може да се окаже подходяща за най-пригодните за мисията американски астронавти. Оригиналното съобщение на НАСА призовава младите астронавти, които се стремят към екстремните преживявания – да се включат в мисията. Въпреки това, поради опасения от масово желание за участие на психически нестабилни хора, президентът Айзенхауер ограничава подбора на професионалистите. Спира се на военните пилоти на реактивни самолети, които имат отлична физическа подготовка, натрупали са най-малко 1500 летателни часа, имат инженерни познания, трябва да са на възраст под 40 години, да са с ръст до 1,85 см, и най-вече: "да са физически и психологически подходящи за полет".

Целите на програмата са ясни - да се реализира пилотиран от хора полет на ниска околоземна орбита, щателно да се проследят функциите на организма при условията на безтегловност (микрогравитация), да се тества взаимодействието "човек – машина", да се направи опит за ръчно пилотиране на летателния апарат.

Общо 32-ма кандидати преминават медицинските прегледи в клиниката "Lovelace Clinic" в канадския щат Албъкърки и по-късно във Военновъздушната база "Wright Patterson Air Force Base" в щата Охайо. Пилотите са подложени на нелекото влияние на атмосферното налягане, на висока и ниска температура, на сензорни лишения и вибрационни камери. Целта на това изследване е да се разкрият евентуалните медицински проблеми на пилотите. Веднъж отсети, седемте астронавти на борда на "Мъркюри" преминават и редица вестибуларни, психологически и физически тестове. Точно по това време, астронавтите започват да имат известни резерви спрямо медицинската професия. Лекарите подлагат астронавтите на варварски тестове, само за да ги лишат по-късно от удоволствието да полетят.

Междувременно, четиридесет шимпанзета също са подложени на мъчения. Учените от Комитета по биоастронавтика към Националния съвет за научни изследвания възлагат провеждането на полети с животни, предупреждавайки, че влиянието на микрогравитацията е несъвместимо с живота. На среща от 1958 г. те набелязват потенциалните медицински проблеми, които може да сполетят астронавтите - еуфория, халюцинации, сънливост, безсъние, дезориентация, невъзможност за преглъщане на храната и задържане на урина. Поради всички тези притеснения, логично, маймуната е първият американец в космоса.

По-късно в руския космическия кораб "Восток 1" излита космонавтът Юрий Гагарин, който извършва пълна орбитална обиколка около Земята на 12 април 1962 г. Подвигът му е последван от Алън Шепърд (месец по-късно) и от Джон Глен (през февруари 1962 г.).

Основните медицински проблеми на пилотите от програмата "Мъркюри" са свързани с лекото сърдечно-съдово декондициониране. Става ясно, че като цяло, хората могат да оцелеят в космоса.

Програма Джемини

Програмата "Джемини" разширява медицинските и инженерни цели на проекта Мъркюри. Техническата му цел е да се конструира по-функционален и усъвършенстван космически кораб, способен да изпълнява сложни маневри в околоземна орбита, който, на всичко отгоре, да бъде с екипаж от двама души.

Освен това, совалката трябва да съумее да се скачи с друг космически летателен апарат в околоземна орбита, астронавтите да излязат в открития космос извън защитата на космическия кораб, да се оцени способността им да изпълняват задачи там, да се натрупа опит при среща и скачване с други обекти, както и да се извърши определена работа в открития космос, важна за създаването на програмата Аполо.

Основната цел на "Джемини", обаче, е медицинска: да се определи дали хората могат да оцелеят при очакваната продължителност на лунната мисия, равняваща се на четиринадесет дни.

Доктор Чарлз Бери, тогавашен директор на отдела "Life Sciences" в НАСА, описва как разработва плана за грижата за здравето на астронавтите, който да подаде да НАСА. Състоянието на кръвта и хипотензията след летателния път по време на програмата "Меркюри" тревожат истински д-р Бери. Той планира да оцени биологичните функции на екипажа по време на мисия, която трае 4, 8 и 14 дни. Планът е приложен, но д-р Бари получава загрижени телефонни обаждания от лекари и физиолози, които предупреждават, че изпраща на смърт екипажа си в космоса.

Лекарят е напрегнат и разочарован и от факта, че трябва да задоволи желанията и на политиците, и на астронавтите. Ненапълно убедени, че хората могат безопасно да се подвизават вкосмоса, Конгресът на САЩ изисква медицински доказателства от лекаря. Въпреки това, астронавтите смятат медицинските тестове за неудобство и отказват да бъдат третирани като лабораторни плъхове. За щастие, на 4 декември 1965 г., "Джемини 7" е изстрелян в орбита.

След 14 дни астронавтите Франк Борман и Джим Ловел се завръщат безпроблемно и в задоволителна кондиция. Десетте пилотирани от хора мисии на Джемини доказват, че човек може да живее в Космоса достатъчно дълго, за да завърши дадена лунна мисия. От медицинска гледна точка Луната става достъпна.

Програма Аполо

На 25 май 1961 г. президентът на САЩ Джон Кенеди обявява пред американската общественост, че предстои приземяването на американски астронавт на Луната. Мисията ще бъде факт преди края на десетилетието. Именно това съобщение на Кенеди прави оперативната космическа медицина реалност.

По време на програмата "Аполо" проучванията на начините за лечение и превенция са поставени на втори план. Наред с това, ако някой астронавт се разболее по време на орбитална мисия и е бил част от екипажа на програмата "Мъркюри" или "Джемини", той би могъл сравнително бързо да бъде евакуиран на Земята, за да получи помощ и адекватно лечение. Но времето за реакция при експедиция до Луната прави тази задача невъзможна. Вместо това, по време на полета, трябва да се направи всичко възможно да се избегне заболяването на някой от астронавтите, а плановете за лечение следва да са изрядни и предварително подготвени.

Евентуалната контаминация (замърсяване, заразяване с микроорганизми, химични, радиоактивни вещества) е сред другите основни притеснения на медиците. Учените от "Аполо" са загрижени дали хората на Земята не са застрашени от заболяване с неизвестни патогени от Луната. Има и опасения дали организмите от Земята няма да контаминират Луната. За да предотвратят евентуалните неблагоприятни ситуации, астронавтите са поставени под карантина преди и след полета в лабораторията "Lunar Receiving Laboratory" в Хюстън. За щастие, в лунните скали, донесени на Земята, не са открити никакви организми. Въпреки това, човечеството така и не предприема друг опит за изследване на Луната след успешната експедиция на Аполо 17 през 1972 г.

Американската космическа програма в известна степен губи инерция и посока след поредицата мисии "Аполо". Програмата "Скайлаб" ("Skylab") стартира, за да се съживи обществения интерес и да се изследват дългосрочните ефекти на  микрогравитацията върху човешкото тяло. "Скайлаб", както подсказва и името й (Skylab – небесна лаборатория), е първата американска космическа станция, която се занимава с космически изследвания. По време на трите мисии на Скайлаб (най-дългата е 84 дни) е изследвано влиянието на космическите заболявания и неразположения на астронавтите по време на движение. Проучвания на вестибуларния им апарат показват, че болестите, вследствие на космическото пътуване, се различават от тези на Земята (все пак, човек може да бъде неразположен на Земята, но да се чувства удобно в космическото пространство или обратното). Други медицински наблюдения на програмата Скайлаб проследяват загубата на течности в кръвоносните съдове, ортостатичната непоносимост, деминерализацията на костите и мускулната атрофия. Нито един от тези ефекти не се счита за животозастрашаващ.

Совалките "International Space Station" и "American Space Shuttle" потвърждават констатираното при медицинските изследвания на "Скайлаб". Освен това, изборът и обучението на астронавтите се развиват бързо и са доста по-хуманни, отколкото преди. Всеки американски гражданин вече може да кандидатства за позицията "астронавт". Най-добрите среди за подбор са студентските и действат безотказно. Освен това, съвременното обучение вече преминава с доста по-лека физическа подготовка. Включват се повече ментални обучения, астронавтите посещават семинари и участват в симулации на космически ситуации и мисии.

Честотата на полетите с космически кораби, пилотирани от хора, създава необходимост от разработване на сложни стратегии за лечение. Въпросите относно лечението в космоса са сред темите, подлагани на дебати. По-малко от 10% от астронавтите са лекари  (няма изискване медиците да бъдат членове на екипажите на совалки и космически програми). Когато сред екипажа няма лекар, астронавтите сами трябва да си осигурят медицински грижи. Те преминават 70 часово медицинско обучение (от два месеца до две години преди полета).

Когато сред екипажа липсва лекар, екипът на "Crew Medical Officer" осигурява медицинските грижи. Той или тя е преминал/а 70 часово медицинско обучение (провежда се от 2 месеца до 2 години преди полет). Повечето от професионалистите на НАСА, работещи като хирурзи, искат сред членовете на екипажа да присъстват и медици, но често пъти е трудно да се определи дали интересът на тези лекари е професионален, или те също имат желание да се изявят като астронавти. Освен това, налице е известна съпротива срещу тази тенденция, особено от страна на инженерите. Например Робърт Зубрин, инженер на НАСА и президент на организацията "Mars Society", казва: "идеята да имаш на борда обучен лекар, който прекарва времето си, четейки медицински текстове и усъвършенства уменията си на практика с оборудване и виртуални симулатори на реални медицински ситуации ... е тромава и ненужна."

С или без лекар на борда, всички екипажи получават съдействие от летателните хирурзи от отдел "Mssion Control". Освен осигуряването на медицинска грижа по време на полета, професионалистите третират астронавтите и техните семейства, разработват протоколи за летателно лечение и представят нови предложения относно изискванията за медицинско оборудване. Очевидно е, че ролята на полетните хирурзи към днешна дата е доста по-функционална и не се ограничава само до основните научни изследвания.

Ролята на космическата медицина в усилията за изследване на космоса също търпи развитие. В миналото инженерните и политическите постижения в космическите пътувания в известна степан засенчват медицинските. Реализацията на медицинските цели на програмите "Мъркюри", "Джемини", "Аполо" и "Шатъл", обаче, е също толкова важнa, колкото и тaзи на инженерните.

Именно инженерите и политиците към днешна дата третират космическата медицина като неразделна част от усилията за изследване на космоса. Това до голяма степен се дължи на факта, че те са наясно, че една евентуална медицинска катастрофа би унищожила цяла космическа програма. Освен това, изследванията в областта на космическата медицина поддържат обществения интерес към човешките полети в космоса. Пространството и тайните, които крие, днес не е толкова любопитно, защото вече не изглежда така опасно. Установявайки своите канони и теории, космическата медицина ограничава усилията си до изследването на космоса. Медиците преодоляват страховете си от въздействието на космоса върху пациентите само, стигайки до констатацията, че космическото пътуване не е осакатяващо.

Следващото предизвикателство е да се убеди обществеността, че въпреки сигурността на космическите пътувания, тези изследвания все още си заслужават.