В рамках программы "Движение в условиях низкой гравитации" (MoLo) ученые имитируют лунные условия, чтобы исследовать, как человеческие тела адаптируются к гипогравитации. Группа экспертов по космической медицине из Европейского центра астронавтов в Кельне, Германия, исследует, как "лунные скачки" могут помочь сохранить и даже укрепить кости и мышцы.

"Мы хотим получать и расширять знания о том, как человеческое тело реагирует и адаптируется к гипогравитации, чтобы подготовить астронавтов к будущим миссиям по исследованию планет", — объясняет Нолан Херссенс, научный сотрудник и руководитель проекта.

Скачок в сторону баланса

Но как можно имитировать пониженную гравитацию на Земле? В программе несколько этапов, первый из которых задействует переделанную вентиляционную шахту в миланском комплексе Европейского космического агентства, носящем название "Передвижение на других планетах" (Locomotion On Other Planets). 17-метровый шест оснастили банджи-веревкой, благодаря чему испытуемый получил возможность совершать вертикальные прыжки на высоту до шести метров, а команда ученых смогла исследовать его движение и биомеханику.

На втором этапе использовался параболический полет, то есть специальный маневр самолета, который имитирует лунную и марсианскую гравитацию, что позволяет команде изучать влияние гипогравитации на равновесие человека.

"По сравнению с прыжковыми упражнениями в Милане, полет "Hypo-G" воздействует на все части нашего тела в равной степени, так же как и условия на Луне. Мы проведем стандартизированные тесты, чтобы изучить различия в физиологических системах, которые помогают нам сохранять равновесие, — объясняет Тобиас Вебер, инженер по научным операциям и со-руководитель.

Если исследование покажет, что равновесие нарушается из-за снижения уровня гравитации, результаты помогут определить контрмеры, направленные на предотвращение падений и проблем с балансом на лунных, а затем и на марсианских поверхностях.

Один маленький прыжок для космонавта

На следующем этапе исследователи проверят, можно ли выполнять прыжки с низким уровнем нагрузки на Международной космической станции, что в долгосрочной перспективе может способствовать укреплению костей и мышц.

"Кости очень чувствительны к механическим воздействиям, и на Земле мы каждый день генерируем эти нагрузки при ходьбе, чего достаточно для поддержания целостности скелета и мышц. В условиях микрогравитации все это исчезает, и мы пока не знаем, достаточно ли лунной гравитации для поддержания опорно-двигательного аппарата, — объясняет Вебер. — Прыжки станут очень эффективным и простым упражнением, которое поможет астронавтам смягчить или даже предотвратить физиологическое ухудшение состояния. Членам экипажа также может потребоваться более короткая реабилитация после миссии, чем тем, кто подвергается воздействию постоянной микрогравитации".

По словам ученых, вполне вероятно, что дополнительное оборудование для упражнений не понадобится, если астронавты будут жить на лунной базе. "В отличие от космической станции, астронавты на Луне могут ходить по поверхности. То есть у них уже есть какая-то физическая нагрузка связанная с внекорабельной деятельностью или ежедневными задачами. Контролируемый максимальный прыжок может быть способом дополнить этот выход в открытый космос, не требуя дополнительного оборудования", — говорит Дэвид Грин, соруководитель Европейского центра астронавтов и Королевского колледжа Лондона.

Луна впереди

Для дальнейших испытаний на Земле команда занимается разработкой системы разгрузки для объекта LUNA, включающей в себя систему вертикальной подвески, которая может имитировать выход в открытый космос на лунной поверхности одновременно для двух человек.

С помощью этого новаторского проекта команда расширяет и объединяет знания в исследовательских институтах по всей Европе, изучающих влияние гипогравитации на организм человека.

"Это малоизученная область и действительно прикладная наука. Все, что мы узнаем, скорее всего, повлияет на разработку мер противодействия и адаптации к космической среде обитания. Я особенно рад видеть переход от низкой околоземной орбиты к исследованию дальнего космоса", — говорит Вебер.

"Предстоит проделать большую работу, чтобы подготовиться к долговременной жизни на лунной поверхности — не в последнюю очередь это касается эргономики. Экипажи "Аполлона" входили и выходили из посадочных модулей в костюмах для выхода в открытый космос. Ходьба и перемещение в условиях лунной гравитации без скафандра для выхода в открытый космос — это то, чего человечество никогда не делало, поэтому мы не знаем, что такое "нормальное" лунное движение. Это имеет решающее значение для оптимизации скафандров для выхода в открытый космос, а также для определения высоты потолка и мест хранения и даже таких для вещей, как лунные лестницы которые понадобятся, когда мы начинаем строить "дома" на поверхности", — добавляет Грин.

Нолан Херссенс, который имеет опыт работы в области физиотерапии и нейрореабилитации рад видеть преимущества для земной медицины: "Результаты исследований будут иметь прямое влияние на космические путешествия, и любые достижения, которые мы делаем для продвижения человечества в космос, также потенциально могут применяться в медицине на Земле. Например, системы разгрузки веса тела могут быть использованы для реабилитационных процессов после инсульта или операции".