Для Юрия Гагарина переход к невесомости прошел легко. Но уже второй космонавт, Герман Титов, добавил к впечатлениям Гагарина новые ощущения: «Примерно с четвертого витка самочувствие несколько ухудшилось. Возникла тяжесть в голове и неприятные ощущения при движении глазами. Несколько позднее появились неприятные ощущения при резких движениях головой, а также при наблюдении в иллюминатор за быстро движущейся поверхностью Земли и облаками. Явления эти ослабевают, если закрыть глаза или ограничить движения». Это показала себя космическая болезнь движения – нарушение функций вестибулярного аппарата в условиях невесомости. Сопровождается она (в разной степени, в зависимости от природных качеств организма и тренированности) тошнотой, иногда рвотой, спазмами в желудке, головокружением, потливостью и другими неприятными реакциями. Из-за перераспределения крови в организме в невесомости космическая болезнь движения переносится тяжелее своего земного аналога – «морской болезни». А кровь приливает к голове настолько явно, что лица краснеют и становятся одутловатыми.
Космонавтов тренировали, они летали «на невесомость», испытывали ее кратковременно на самолетных горках, в параболических полетах, но никто не может сказать с уверенностью, как примет космонавта настоящая невесомость. Это покажет только космический полет. Даже некоторые известные опытные космонавты, выполнившие по нескольку полетов, каждый раз тяжело переносят встречу с невесомостью. Период адаптации длится от 10 дней до двух недель. Потом все нормализуется. А бывает, человек с первого раза легко переносит невесомость и быстро адаптируется. Вот сейчас в корабле по-настоящему и выяснится, приняла ли человека невесомость. Это в основном зависит от того, какие гены он унаследовал от предков.
Чтобы ослабить космическую болезнь движения, надо реже менять положение тела, не вертеть головой, прислониться затылком к твердой поверхности. Если тошнит, закрыть глаза. Поменьше есть, а лучше всего – поспать. Поспать надо обязательно, как бы ни тянуло глядеть в иллюминатор на удивительные, непривычные виды Земли. Сон – лучшее средство против космической болезни движения.
В корабле слишком мало места, чтобы космонавты могли ощутить приятные стороны невесомости. Пока они только привыкали к ней, а некоторые могли испытать признаки болезни движения. Переход из корабля на станцию космонавт воспринимает как резкое расширение пространства чуть ли не до безграничных размеров. Станция кажется огромной, хотя на самом деле там теснота. Станцию можно сравнить с железнодорожным вагоном, в котором вы оказались, подъехав к нему на легковой машине. В первые секунды в условиях невесомости такое увеличение объема может даже вызвать неприятные ощущения. Но затем космонавт начинает осваивать невесомость, как ребенок учится ходить.
Пожалуй, невесомость – самая романтичная сторона космонавтики (для тех, кто смотрит на нее со стороны). Когда по телевизору показывают орбитальную станцию и экипаж, видно, как космонавты «плавают» внутри космического дома, перелетают из отсека в отсек, отталкиваясь от стенок. Но это не значит, что гравитационное притяжение исчезло. На космической станции, летающей на высоте 350 км, ускорение свободного падения всего лишь на 10 % меньше, чем на поверхности Земли, и составляет 8,8 м/с². На орбите притяжение Земли складывается со скоростью полета станции, это приводит к тому, что любое тело беспрерывно падает, но никак не может упасть. И получается, что веса нет. А значит, корабли, орбитальные комплексы, спутники, вся аппаратура и предметы, расположенные в них, и, конечно, люди перестают что-либо весить. Научно говоря, весомость становится равной нулю.
Невесомость можно назвать свободой от всяких сил. Но за всякую свободу приходится платить. Эта плата – космическая болезнь движения, о которой мы уже говорили. Частично свободу от силы тяжести можно ощутить в бассейне. Если лечь на воду и закрыть глаза, можно представить себя парящим в невесомости. Кстати, именно в бассейне космонавты привыкают к силе тяжести после невесомости.
Исчезновение силы притяжения в первые дни создавало ощущение некоторой внутренней неустойчивости, а затем – большей свободы. «Центр устойчивости», который был где-то вне, переместился внутрь моего «Я».
У человека есть совершенно удивительный «прибор», с помощью сигналов которого о весомости мозг управляет мышцами и конечностями тела, то есть координацией движений. Этот «прибор» – вестибулярный аппарат. В то время, когда мы идем по улице, вертя головой, он дает сигналы для ходьбы, и мы даже не задумываемся об этом. Более сложный случай – гимнаст, исполняющий свою программу на брусьях либо на перекладине. Вестибулярный аппарат легко справляется и с этим. Отолитовые шарики в полукружных каналах внутреннего уха, которые на Земле мягко скатываются к самой нижней точке, подсказывая организму, где низ. На участке выведения на орбиту космонавт чувствует «сверхвесомость», то есть перегрузку. А вот когда он оказался на орбите, вестибулярный аппарат попадает в совершенно непривычные для него условия: в невесомости отолитовые шарики начинают плавать, беспорядочно стукаясь в стенки каналов, показывая, что низ то тут, то там. Вестибулярный аппарат начинает возмущаться, что выражается в тошноте, но и тут он привыкает, настраивается и продолжает надежно служить человеку. Однако на адаптацию требуется время. Она у всех проходит по-разному. У кого-то очень быстро, кому-то она не нужна, а кто-то тратит на нее пару недель. К жизни и работе в космосе нужно привыкнуть.
Еще в 1911 г. (за полвека до полета Юрия Гагарина) К. Э. Циолковский писал о том, что в условиях космического пространства человек будет иначе смотреть на окружающие вещи, по-другому двигаться, ощущать время и пространство.
Когда Ньютон, глядя на падающее яблоко, открыл закон всемирного тяготения, он думал и о яблоке, и о Земле, и о других неодушевленных телах. Даже в задачах, где одним из тел был человек, он для ученого считался всего лишь «падающим объектом», таким же, как остальные. Ньютоновская механика не занимается внутренним состоянием свободно падающего космонавта. А это состояние как раз и описывается понятием «невесомость», которая не только необычна для человека, но и неестественна. И вот уже космонавт перестает быть просто механическим объектом ньютоновской механики, но становится и сложным организмом, реагирующим на исчезновение весомости как весьма приятными, так и малоприятными ощущениями.
На Земле благодаря гравитации мы знаем, что такое вертикаль. Но вот изменился всего один параметр: не чувствует больше организм выделенного направления к центру Земли, которое заставляет нас ходить вертикально, лежать горизонтально и присаживаться, когда устаешь. Наступила невесомость, и ты оказался в ином мире, жить и работать в котором нужно по-другому. А для этого необходимо вырабатывать в себе абсолютно новые навыки. Эти навыки на Земле не могли понадобиться, значит, нужно заново учиться передвигаться, есть, пить, спать, работать по-другому. Даже думать начинаешь по-другому. Когда ты оказываешься в другом мире, иногда привычные для тебя алгоритмы, которые выработаны жизнью на Земле, отказывают. Поэтому мысль уже просто вынуждена двигаться какими-то иными путями.
Сердце не знает, что ему, качая кровь, больше не надо преодолевать силу тяжести, и работает, как на Земле. И нагнетает кровь в верхнюю половину тела, в основном в голову. Это тоже неприятно: голова тяжелеет. (Кстати, по возвращении на Землю начинается противоположный процесс – кровь отливает от головы, можешь упасть в обморок.) К хорошему быстро привыкаешь. Мышцы уже не напрягаются, как Земле, и начинают атрофироваться. Сердечная мышца тоже. Поэтому спортивные тренажеры обязательны.
Другой реакцией оказывается нарушение координации движений. Любое наше действие контролирует мозг. Именно мозг дает сигнал ногам при ходьбе, он управляет нашими мышцами, ему подчиняется все тело. Для каждого движения существует свой сигнал, который и регулирует это движение, то есть заставляет наше тело двигаться именно так, как мы хотим. В первые дни полета координация движения у космонавта нарушается. Это сказывается прежде всего на мелких движениях, которые требуют больше усилий от мозга и меньших усилий от мышц. Чтобы осознать, как надо действовать, приходится пробовать и ошибаться. В космосе не нужно прикладывать много силы, и к этому надо привыкнуть.
Однажды на станции «Мир» проводили эксперимент, в котором участвовал цыпленок. Птенца выпустили «поплавать» по орбитальному комплексу и наблюдали за тем, как он себя поведет. Малыш начал забавно кувыркаться в воздухе, махать крылышками, перебирать лапками и от этого постоянно крутился. Если человека, который только что оказался на космической станции, взять за пояс и оставить посреди модуля, чтобы он не мог дотянуться ни до одной панели, он будет барахтаться точно так же. Но человек почти мгновенно находит самый подходящий способ передвижения по станции – перелеты от одной точки, где можно зафиксироваться, к другой. Такие перелеты требуют формирования некоторого навыка, который приходит с опытом. Отталкиваться нужно кончиками пальцев и очень легко. Сильный толчок дает большую скорость перемещения и требует дополнительных усилий для остановки (хорошо еще, если не получишь травму, ударившись о твердый предмет или фрагмент конструкции). Но при слишком слабом отталкивании космонавт может не достигнуть точки назначения и зависнуть в большом объеме, где не от чего оттолкнуться.
В условиях невесомости, когда понятия «верх» и «низ» теряют смысл, чтобы помочь космонавту чувствовать себя как в привычной среде, панели внутри модуля выполняются в разных, но стандартных для Земли цветах – «потолок» белый, «пол» коричневый, «стены» зеленоватые. Светильники расположены на «потолке», реже – на боковых панелях и никогда на «полу». Психологически это облегчает привыкание к новому миру, но в реальности космонавты двигаются и работают, принимая самые необычные позы, не из желания покрасоваться друг перед другом или запечатлеть себя на видео на память (хотя это тоже бывает), а в поисках удобных для работы положений в безопорном пространстве, притом что аппаратура, компьютеры, научные приборы закреплены как на боковых панелях, так и на «полу». Часто оказывается, что космонавт все время видит привычную обстановку под разными и необычными углами зрения, и требуется несколько секунд, чтобы мозг правильно сориентировался. Такого явления в земной жизни нет, поскольку возможности необычных поз ограничены гравитацией. Чтобы уменьшить дискомфорт от переключения «картинок» обстановки, космонавты предпочитают перелетать от точки к точке, из модуля в модуль лицом к «полу».
Иногда невесомость обманывает человека, словно играет с ним. Мы привыкли жить в мире, где все зависит от притяжения. Подбрось вверх любой предмет, он обязательно упадет на землю. Мы точно знаем: там, где небо, – там верх, а где земля – низ. И наше тело обычно расположено таким образом, что ноги внизу, а голова вверху. Но даже если встать с ног на голову, все равно можно точно определить, где низ, где верх. А вот в условиях невесомости могут возникать разные иллюзии, привыкнуть к которым удается не сразу.
Один из самых распространенных сюрпризов – человек видит вещи перевернутыми «вверх ногами». Однажды из-за такой иллюзии не удалась стыковка.
В 1968 г. была поставлена задача состыковать два корабля «Союз». Один из них летел в беспилотном варианте, другой пилотировал космонавт. Система автоматического сближения вывела пилотируемый корабль на расстояние 200 м до беспилотного. В этот момент космонавту показалось неправильным положение космических аппаратов по отношению друг к другу. У него возникла иллюзия, будто он оказался вниз головой, и космонавт попытался перевернуть свой корабль. Это было следствием невесомости. Автоматика вновь и вновь включала двигатели, чтобы вернуть корабль в правильное положение, а космонавт верил себе, а не приборам. В результате топливо было израсходовано почти полностью. По указанию Земли дальнейшие попытки стыковки были прекращены, и оба корабля возвратились на Землю.