Лунное равновесие
Гаррисон Шмитт на Луне. Фото: NASA

Гаррисон Шмитт на Луне. Фото: NASA

Медики выяснили, почему человеку трудно ориентироваться на поверхности спутника Земли

Периодические падения и проблемы с ориентацией в пространстве, которые испытывали члены экипажей «Аполлонов», были связаны с тем, что силы притяжения Луны не хватает для нормальной работы вестибулярного аппарата во внутреннем ухе человека. К такому выводу пришли медики, проследившие за движениями и поведением добровольцев при разных уровнях гравитации в тренировочных центрифугах Европейского космического агентства. Результаты исследования были опубликованы в журнале PLoS One.

В ходе экспедиции «Аполлон-17» в декабре 1972 года, ставшей последней, на поверхность Луны высадился геолог Гаррисон Шмитт. Это был единственный в рамках американской лунной программы шанс получить прямые данные о свойствах недр Луны и образцы пород. Ученый-астронавт принялся энергично исполнять эти и прочие исследовательские задачи, которые поставили перед ним в НАСА.

В тот момент, когда Шмитт поднял пакет с породами и начал двигаться к одной из интересующих его точек на поверхности Луны, он резко потерял равновесие, упал и долго не мог подняться. Это происшествие записали на видео другие члены экипажа, впоследствии этот ролик был выложен на сайте НАСА, откуда попал и на YouTube.

«Неправильное понимание того, где находится "верх", может привести к появлению серьезных ошибок в восприятии и к проблемам с балансом в том случае, если человек использует несуществующий или неправильный ориентир для стабилизации положения», — рассказывает один из авторов статьи Лоуренс Харрис из университета Йорка в Торонто.

Как отмечает канадский ученый, инцидент с Шмиттом не был единичным в лунной программе США; несколько других астронавтов, участвовавших в экспедициях «Аполлон-15» и «Аполлон-16», тоже стали жертвами коварной лунной гравитации. Харрис, его коллеги по университету и инженеры Райнер Херперс и Томас Хофхаммер из Университета прикладных наук в Санкт-Августине (Германия), решили проверить экспериментальным путем, был ли виновен в этих падениях вестибулярный аппарат человека.

Конечно, повторная высадка на Луну сегодня невозможна и вряд ли будет осуществлена до начала следующего десятилетия, когда НАСА и Европейское космическое агентство завершат разработку космического корабля Orion.

Но Харрис и его коллеги нашли замену для астронавтов — они провели свои опыты в тренировочной центрифуге SAHC, построенной ЕКА в Центре авиационной и космической медицины Германии в Кельне. Этот аппарат позволяет не только имитировать перегрузки, возникающие при взлете и посадке космических кораблей, но и создавать зоны с пониженной силой притяжения.

Для «космических полетов» в этой центрифуге авторы статьи отобрали десять добровольцев из числа летчиков Бундесвера, которые гарантированно не страдали от нарушений системы ориентации в пространстве. Во время опытов медики пристегивали участников эксперимента к кушетке, над которой был прикреплен монитор. После включения центрифуги на экране под необычным углом появлялась картинка. Главная задача добровольцев заключалась в поиске ответа на простой вопрос — был ли отображенный на экране символ буквой p или d. На решение этой загадки бундесверовцам давалось всего 500 миллисекунд.

Каждый из добровольцев совершил серию «посадок» на несколько планет с разным уровнем гравитации, который разнился от почти невесомости (0g) до околоземного уровня (1g). Сравнив результаты всех этих виртуальных экспедиций между собой, Харрис и его коллеги обнаружили любопытную вещь — при низком уровне гравитации, соответствующем 15% и меньше от силы притяжения Земли (0.15g), участники эксперимента резко начали сталкиваться с проблемами при распознавании символа.

При достижении этой отметки, как считают авторы статьи, вестибулярный аппарат во внутреннем ухе полностью отключается и человеку приходится ориентироваться только при помощи глаз и положения тела по отношению к окружающим объектам. Эти органы чувств поставляют лишь половину необходимой для ориентации информации в мозг, из-за чего в его работе возникают ошибки и несостыковки.

Данный феномен полностью объясняет то, почему Шмитт и другие астронавты испытывали проблемы с балансом тела и ориентацией на Луне — сила притяжения единственного спутника нашей планеты примерно в шесть раз меньше земной и составляет 0,17g, что близко к лимиту работы вестибулярного аппарата. Поэтому авторы статьи ожидают, что новые лунные экспедиции и жители лунных баз, о постройке которых часто заявляют Россия, США и другие космические державы, могут постоянно испытывать такие проблемы.

«Если мозг не чувствует достаточной силы притяжения для определения того, с какой стороны находится "верх", астронавты могут быть дезориентированы. Это может привести к тому, что они начнут переключать рубильники в неправильную сторону или двигаться не в том направлении во время аварий и внештатных ситуаций. Нам крайне важно понять, как человек определяет для себя направление "верха" и насколько сильно на это влияет гравитация, прежде чем мы отправимся на другие планеты и небесные тела, чье притяжение отличается от земного», — добавляет коллега Харриса по университету Майкл Дженкин.

Эта проблема, как подчеркивают авторы статьи, касается только освоения Луны и других малых небесных тел с низкой гравитацией. Сила притяжения Марса, второй планетарной цели НАСА и других космических агентств мира, всего в три раза меньше земной и составляет 0,38g. Благодаря этому астронавты, высаживающиеся на поверхности красной планеты, и будущие колонисты не будут терять равновесие или ориентацию в любых обстоятельствах.

«Где ваше милосердие?» Далее в рубрике «Где ваше милосердие?»Семья журналиста Стивена Сотлоффа, убитого боевиками, обратилась к его палачам Читайте в рубрике «Наука и технологии» Казань выбрала лучшие стартапыИнвесторы на Kazan Startup Weekend в ИТ-парке начали сотрудничество с несколькими стартапами Казань выбрала лучшие стартапы

Комментарии

04 сентября 2014, 22:20
Медики выяснили?? Но я об этом читал еще лет 20 назад в детской космической энциклопедии про потерю в пространстве на Луне и проблемы вестибулярного аппарата из-за несоответствия притяжений
05 сентября 2014, 09:22
Ура,,теперь мы знаем что бояться нечего астронавтам, собравшимся на Марс...
05 сентября 2014, 09:25
Все таки вопрос остается открытым - почему американцы, якобы совершившие столько удачных высадок на Луну, сейчас не могут соорудить даже корабль для просто выхода на околоземную орбиту? Может, и не было на самом деле никаких Аполлонов:?
05 сентября 2014, 16:05
видимо потому, что полет на Луну, соорудили прямиком в павильонах Голливуда, а чтобы еще раз слетать новый павильон нужен
05 сентября 2014, 16:10
Я брал интервью у пары советских космонавтов, они говорили что все было по чесноку, просто слишком дорогая программа и в дальнейших высадках человека на Луну нет экономического смысла, политически американцы выиграли войну за Луну, проиграв войну за выход в космос
05 сентября 2014, 11:36
Опять "британские ученые доказали"))) О проблемах человека на Луне еще в лохмато-бородатые годы Лем писал. "Мир на земле" называется.
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Не пропустите лучшие материалы!
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»