Kosmonauci trenują przed lotem w kosmos, trenują w kosmosie – a i tak wracają na ziemię słabi i wymizerowani
NIEZNOŚNA LEKKOŚĆ LOTU
Kusząca wizja życia bez obciążeń w praktyce okazuje się poważnym wyzwaniem dla organizmu. – Pierwszy problem to przepływ krwi do górnej części ciała – tłumaczy doktor Krzysztof Kowalczuk, prowadzący w Wojskowym Instytucie Medycyny Lotniczej badania dla kandydatów na pilotów myśliwskich. – Ludzki organizm jest wyposażony w zastawki w żyłach kończyn dolnych, tak zwaną pompę żylno-mięśniową, która pomaga przy każdym skurczu mięśni przepychać krew do góry. Tymczasem w warunkach nieważkości nic nie ciągnie krwi do dołu, a pompa działa dalej. Efekt jest taki, że kosmonauci mają za dużo krwi w górnej połowie ciała. Dlatego dzień po starcie wydają się tacy zapuchnięci. Potem ten efekt ustępuje, bo zwiększone jest wydzielanie wazopresyny, czyli hormonu odpowiadającego za utrzymywanie ciśnienia przez wydzielanie wody z moczem. Czyli astronauta sobie trochę więcej przez pierwsze dni posiusia, pozbywając się nadmiaru wody – tłumaczy Krzysztof Kowalczuk.
W organizmie na orbicie krąży mniej krwi, bo nie występuje zjawisko jej zalegania w kończynach dolnych. Po powrocie z kosmosu człowiek jest pozbawiony tego „zapasu”, więc gdyby wstał, natychmiast straciłby przytomność. Na dodatek w kosmosie układ krwionośny pracuje pod dużo mniejszym obciążeniem niż na Ziemi. Serce nie musi specjalnie się wysilać, by pompować krew i – jak każdy nieużywany mięsień – trochę zanika.
Druga sprawa to skutki nieważkości w układzie kostno-mięśniowym. – Mniejsze obciążenie kości powoduje coś w rodzaju osteoporozy. Po drugie, jak w przypadku serca, zanikają mniej używane mięśnie – mówi Krzysztof Kowalczuk. Nie ma żartów; im dłużej ma trwać lot orbitalny, tym lepiej trzeba się do niego przygotować.
GŁOWĄ W DÓŁ
Kto czytał trzecią księgę przygód Tytusa, Romka i A’tomka, pamięta pewnie, jak druh zastępowy zalecał Tytusowi – kandydatowi do lotu kosmicznego – spanie na okruszkach, ponieważ „przyszły astronauta musi być odporny na wszelkie niewygody”.
Jedyny polski kosmonauta Mirosław Hermaszewski co prawda nie spał na okruszkach, ale przez półtora roku pobytu w Gwiezdnym Miasteczku pod Moskwą musiał kilka godzin dziennie ostro zasuwać, a do tego znosić wszelkiego rodzaju niewygody.
– Od pierwszego dnia dbano, by podnieść moją wydolność fizyczną, inaczej mówiąc – krzepę. To były typowe ćwiczenia wytrzymałościowe, sala gimnastyczna, biegi, jazda na rowerze, na nartach biegówkach – opowiada „Focusowi” generał Hermaszewski.
Choć taki trening ogólnorozwojowy nie ma specjalnego wpływu na to, co się dzieje z człowiekiem w nieważkości, to dzięki większej masie mięśniowej i wzmocnionemu sercu człowiek niejako spada z niższego konia, dzięki czemu w organizmie nie dochodzi do poważnych zmian.
– Potem był trening aparatu równowagi, czyli błędnika – opowiada Hermaszewski. – Różnego rodzaju krzesła obrotowe, huśtawki, bębny, koła reńskie. Chodziło o to, by wywołać u delikwenta jak najmniej sympatyczne wrażenia, dyskomfort, aby nabył odporności na chorobę lokomocyjną. Wymagano, byśmy na krześle obrotowym wytrzymali 15 minut kręcenia. Początkowo było trudno wytrzymać nawet trzy minuty, bo to jest wbrew naturze człowieka.
Końcowy etap przewidywał treningi na morzu. Przyszłych kosmonautów wyrzucano w kapsule na wzburzone fale, tak żeby działały przypadkowe siły we wszystkich osiach ze zmiennym przyspieszeniem.
Jednocześnie badano możliwości organizmu w pozycji pionowej głową do dołu. – To było bardzo męczące, na przykład kilkadziesiąt skłonów w górę za każdym razem. Ale faktycznie podnosiło odporność błędnika, układu sercowo-naczyniowego, no i kondycję – opowiada Hermaszewski.
Na dwa tygodnie przed startem, już na kosmodromie, Hermaszewski z Klimiukiem spali bez poduszek na łóżkach nachylonych o cztery stopnie w kierunku głowy. Potem nachylenie zwiększono do siedmiu stopni. – Proszę spróbować. Człowiek budzi się cały obrzęknięty.
CHŁODZENIE ODKURZACZEM
Do nieważkości niezbędne jest też przygotowanie psychiczne. Wrażenie braku grawitacji jest dziwne, człowiekowi wciąż wydaje się, że wisi głową do dołu.
– Nieważkości nie da się symulować na Ziemi, więc do ćwiczeń wykorzystuje się specjalne samoloty-laboratoria – mówi polski kosmonauta. – Taka maszyna wznosi się na pięć, sześć tysięcy metrów, nurkuje i wznosi raptownie do góry. W czasie wykonywania takiej paraboli przez jakieś 25 sekund panowały warunki nieważkości. Robiono tak dziesięć, dwanaście razy podczas lotu. O dziwo, dobrze to znosiłem.
Półtora roku treningu, by spędzić raptem osiem dni na orbicie – tyle trwał lot Hermaszewskiego w 1978 roku.
Podczas tak krótkiego lotu kosmonauci mogli odrobinę odsapnąć, ale mieszkańcy stacji kosmicznych, którzy w warunkach nieważkości spędzają nawet kilkaset dni, muszą ostro trenować. Dwie, trzy godziny dziennie truchtu na bieżni, rozciąganie sprężyn, symulator wioślarski, ćwiczenia w spodniach próżniowych pompujące krew do dolnych partii ciała. Ciągle chodzi się w kombinezonie wypełnionym różnymi gumami, aby każdemu ruchowi ręki czy nogi towarzyszył wysiłek. A najciekawsze są treningi na cykloergometrze. To mała wirówka do trenowania dwóch osób naraz: jedna pedałuje, kręcąc kolegą, który jest tym samym poddany czemuś zbliżonemu do grawitacji.
Trening nie jest jednak taki sam jak na Ziemi, bo pojawiają się problemy z chłodzeniem. – Można się mocno przegrzać. Na Ziemi sprawę załatwia konwekcja: powietrze przy skórze się nagrzewa, leci do góry, a na jego miejsce napływa następne. Jesteśmy chłodzeni, nawet o tym nie wiedząc – tłumaczy doktor Kowalczuk. Ale gdy nie ma grawitacji, nie ma różnicy ciężarów powietrza. – Gdy się delikwent za mocno spoci, krople potu zaczną latać w powietrzu i może być nieciekawie, bo to świetnie przewodzi prąd. Amerykanie swego czasu wymyślili coś w rodzaju odkurzacza do potu, ale teraz ćwiczenia po prostu prowadzi się spokojniej, żeby człowiek się nie pocił.
ZAWROTY NA KREMLU
Mimo tych wysiłków na Ziemię wraca człowiek lekko spaczony przez nieważkość. – To nie jest żaden chory wrak – zaznacza doktor Kowalczuk. – On jest w pełni sprawny, ale niedostosowany do działania w warunkach grawitacji. Gdyby został na orbicie, dalej świetnie by sobie radził.
Dochodzenie do siebie może trwać nawet kilka miesięcy. Mirosław Hermaszewski po ośmiu dniach był tylko lekko „przetrącony”. – Readaptacja trwała kilkanaście dni. Jednak już na drugi dzień po lądowaniu musieliśmy być na Kremlu. Stałem na nogach i przemawiałem, choć huczało mi w głowie. Nie mogłem też ruszać gwałtownie głową, bo równowagę miałem lekko zachwianą. Ale już po tygodniu byłem zdrów.
Jak się wychodzi z traumy nieważkości? Najpierw trzeba człowieka nawodnić. Przez picie, ale i zastrzyki, czasem leki podnoszące ciśnienie krwi. – Wygląda to jak rehabilitacja po długiej chorobie – mówi doktor Kowalczuk. – Wzmacnia się mięśnie, układ sercowo- naczyniowy.
Oprócz długotrwałego przebywania w nieważkości kosmonauta musi umieć znosić przeciążenia, które towarzyszą startowi i lądowaniu. Nie trwają one długo, ale są nieprzyjemne i mogą skończyć się nawet utratą przytomności. Ponieważ kosmonautów wyselekcjonowuje się spośród ludzi doświadczonych w lotnictwie, każdy ma trening przeciążeniowy za sobą. Jak on wygląda? – Do podwyższenia tolerancji przeciążeń najlepsze są krótkotrwałe wysiłki beztlenowe, czyli podnoszenie ciężarów, sprinty – mówi doktor Kowalczuk. Przeciwwskazane są wysiłki długotrwałe – maratończycy mają z reguły kiepską tolerancję przyspieszeń. Do tego trzeba opanować technikę manewrów przeciwprzeciążeniowych, czyli odpowiedniej kolejności napinania mięśni kończyn dolnych, pośladków, dolnej części brzucha i przepony. Chodzi o to, by mięśniami wypychać sobie krew do góry. Zdaniem Kowalczuka, żeby to dobrze opanować, trzeba mieć dobrego nauczyciela i parę tygodni spędzić na wirówce.
NAJSZYBSZA BRYKA
Wirówka w Wojskowym Instytucie Medycyny Lotniczej powstała jeszcze w 1958 roku. Pracownicy instytutu żartują, że to najszybsza bryka w mieście. Prędkość liniowa kapsuły obracającej się na 10-metrowym ramieniu może wynieść nawet 400 km/godz.
Miałem okazję obserwować trening kandydatów na pilotów ze szkoły w Dęblinie. Doktor Kowalczuk rozpędzał ich tak, by przez 25–30 sekund poddani byli przeciążeniom rzędu 7–8 g. Twarz badanego, podłączonego do aparatury monitorującej pracę serca, widoczna była na ekranie. Gdy wirówka rozpędzała się do żądanej prędkości, piloci zaczynali manewr, napinając mięśnie i mocno oddychając. Twarze mieli przy tym wykrzywione grymasem podobnym do tego, jaki widać było u Rogera Moore’a w jednym z odcinków przygód agenta 007. – Ostre karpie tam strzelam? – zapytał jeden z pilotów. – Nie przejmuj się, nikt przy tym seksownie nie wygląda – usłyszał od doktora Kowalczuka. Kursanci, co do jednego, wysiadali z kapsuły mocno zmęczeni, choć ich cały „lot” w wirówce trwał nie dłużej niż dwie minuty.
– Hermaszewski leciał na starym typie rakiety, która generowała duże przeciążenia podczas startu – tłumaczy Kowalczuk. – W tej chwili wahadłowce robią 3–3,5 g, a to przeciętnie zdrowy człowiek może wytrzymać.
Zdaniem Kowalczuka u kandydatów na kosmonautów coraz mniej ważne jest zdrowie fizyczne, coraz istotniejsza forma psychiczna: dziś naczelne zadanie agencji kosmicznych to przygotowanie psychiczne kandydatów do lotu na Marsa. – To będzie kilka osób, które polecą na trzy lata we własnym towarzystwie, z którego nie będą mogli zrezygnować. Dlatego selekcja psychologiczna będzie wyjątkowo ostra. Kiedyś, żeby być kosmonautą, trzeba było być bardzo zdrowym. Teraz wystarczy być przeciętnie zdrowym. Gdy Europejska Agencja Kosmiczna ogłosiła nabór na kosmonautów, w ogłoszeniu napisano, że jak ktoś nosi okulary, to w niczym to nie przeszkadza.