Косми́ческая медици́на, область медицины, изучающая особенности жизнедеятельности человека при действии факторов космического полёта с целью разработки средств и методов сохранения здоровья и работоспособности экипажей космических кораблей и станций.
История возникновения
Космическая медицина возникла на основе авиационной медицины, а её развитие обусловлено созданием ракетной техники и достижениями космонавтики. Биологические и физиологические исследования на животных с использованием суборбитальных ракет и кораблей-спутников позволили в 1950-х гг. протестировать системы жизнеобеспечения, изучить физиологические эффекты факторов космического полёта и обосновать его возможность и безопасность для человека.
Деятельность российских учёных позволила решить ряд фундаментальных и прикладных проблем космической медицины, в том числе по созданию эффективной системы медицинского обеспечения здоровья и активной деятельности человека в пилотируемых космических полётах. Этому способствовал большой объём выполненных в СССР и России исследований в 1960–1990-х гг. – как в наземных модельных условиях, так и в космических полётах на кораблях «Восток», «Восход», «Союз», орбитальных станциях серий «Салют», «Мир» и автоматических аппаратах (биологических спутниках) серии «Бион».
Основные задачи и направления
Основными задачами космической медицины являются: изучение влияния на организм человека факторов космического полёта; разработка средств профилактики и защиты от неблагоприятных последствий их воздействия; физиологическое и санитарно-гигиеническое обоснование требований к системе жизнеобеспечения пилотируемых летательных аппаратов, а также к скафандрам и средствам спасения экипажей при возникновении чрезвычайных ситуаций. Важные направления космической медицины: разработка клинических и психофизиологических методов и критериев отбора и подготовки космонавтов к полёту; разработка средств и методов медицинского контроля на всех этапах полёта; решение вопросов профилактики и лечения заболеваний в полёте, устранения неблагоприятных последствий длительных космических полётов и решение проблем профессионального долголетия. Космическая медицина тесно связана с космической биологией, гравитационной физиологией, психофизиологией, радиобиологией и другими медико-биологическими направлениями.
Строительство и запуск Международной космической станции (МКС) на околоземной орбите потребовало разработки и внедрения общей системы медицинского обеспечения космического полёта, т. е. системы организационных, медицинских, санитарно-гигиенических и медико-технических мероприятий, направленных на сохранение и поддержание здоровья и работоспособности космонавтов на всех этапах их деятельности. Комплекс мероприятий включает отбор и освидетельствование космонавтов; медико-биологическую подготовку экипажей; медико-санитарное сопровождение разработки пилотируемых космических аппаратов; разработку бортовых средств медико-биологического обеспечения; обеспечение здоровья и работоспособности космонавтов; мониторинг здоровья экипажа и среды обитания в жилых отсеках орбитальных станций (санитарно-гигиенический и радиационный контроль); профилактику неблагоприятного воздействия на организм факторов космического полёта, медицинскую помощь по показаниям; медицинское обеспечение здоровья членов экипажей в послеполётный период, в том числе проведение мероприятий по медицинской реабилитации. В рамках проекта МКС организованы международные рабочие группы по медицинскому обеспечению и научной медико-биологической программе исследований во время космического полёта, которые на регулярной основе координируют деятельность международных космических экипажей.
Основные факторы космического полёта и профилактические мероприятия
В космическом полёте на организм человека воздействуют факторы, связанные с динамикой полёта (ускорение, шум, вибрация, невесомость и др.); факторы, связанные с пребыванием в гермозамкнутом помещении малого объёма с искусственной средой обитания, включая психологические проблемы в условиях автономности и хронический стресс. Комплексное воздействие этих факторов во время космического полёта не всегда позволяет установить строгие причинно-следственные связи регистрируемых отклонений физиологических показателей у человека на разных этапах полёта. Физиологическое действие отдельных факторов изучают при моделировании их эффектов в лабораторных условиях на специальных установках и стендах (центрифуги, вибростенды, барокамеры, иммерсионные стенды и др.).
Среди всех факторов космического полёта уникальным и практически не воспроизводимым в лабораторных условиях является невесомость (микрогравитация). Из-за снятия гидростатического давления в организме человека происходит смещение жидких сред в краниальном (к голове) направлении, изменяющее функциональное состояние сосудистого русла. Одновременно в первые дни полёта наблюдаются нарушения координации движений и широкий спектр признаков «болезни движения» вследствие рассогласования в деятельности сенсорных систем, в том числе вестибулярного аппарата. Медико-биологические исследования показали, что развитие приспособительных реакций практически всех физиологических систем организма к пребыванию в условиях длительной невесомости может привести к неблагоприятным последствиям – сердечно-сосудистой декомпенсации, ортостатической неустойчивости, атрофии мышц, остеопорозу и др. Это приобретает особое значение при возвращении космонавтов на Землю и реадаптации к условиям нормальной гравитации.
Высокая биологическая активность различных видов космического излучения определяет важность мер по созданию средств дозиметрии, определению допустимых доз во время космического полёта, разработке средств и методов профилактики и защиты от поражающего действия космического излучения. Обеспечение радиационной безопасности приобретает особое значение при увеличении дальности и продолжительности космических полётов, особенно межпланетных.
Тренировка на беговой дорожке в российском сегменте Международной космической станции. 26 декабря 2013 г. Личный фотоархив космонавта Олега Котова.Космическая медицина изучает также механизмы развития и методы предупреждения декомпрессионной болезни; эффекты пониженного (гипоксия) и повышенного (гипероксия) содержания кислорода; изменение суточных режимов труда и отдыха; психологию совместимости членов экипажей. Обеспечение безопасной жизнедеятельности человека на пилотируемых космических кораблях и орбитальных станциях создаётся комплексом оборудования, результативность работы которого мониторируется регулярными санитарно-гигиеническими и микробиологическими исследованиями атмосферы, воды и поверхностей интерьера. Для обеспечения выполнения работ в открытом космосе или на поверхностях планет, а также для сохранения жизни в случае разгерметизации корабля или станции используют космические скафандры с автономной системой жизнеобеспечения.
Для предупреждения неблагоприятных реакций организма человека на разных этапах космического полёта (включая послеполётный период реабилитации) применяют комплекс профилактических мероприятий и средств: беговая дорожка (см. фото); велоэргометр; вакуумный костюм, создающий отрицательное давление на нижнюю половину тела; силовые тренажёры; водно-солевые добавки; фармакологические средства и др. Основная цель профилактических мероприятий – противодействие неблагоприятным эффектам невесомости, что достигается созданием осевой нагрузки на тело, физическими тренировками, имитацией эффекта гидростатического давления крови, сбалансированным питанием с возможной его коррекцией. Эффективность этих мероприятий подтверждена длительными космическими полётами российских экипажей.
Ключевые организации
Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос» возглавляет космическую деятельность в Российской Федерации, включая медицинское обеспечение космических полётов. Институт медико-биологических проблем РАН (ИМБП РАН) является государственным научным центром, изучающим фундаментальные и прикладные проблемы космической биологии и медицины, и отвечает за здоровье космонавтов в космическом полёте. Центр подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина – головная организация на этапах отбора и медико-биологической подготовки к космическому полёту, а также послеполётной реабилитации. В составе научного совета РАН по космосу работает секция по космической биологии и медицине. Медико-биологическим проблемам космических полётов посвящён журнал «Авиакосмическая и экологическая медицина». Специальные курсы по космической физиологии и медицине включены в учебные программы факультетов космических исследований и фундаментальной медицины МГУ, а также ИМБП РАН и Военно-медицинской академии имени С. М. Кирова.
В зарубежных странах вопросы космической медицины и медико-биологических исследований находятся в ведении соответствующих структурных подразделений национальных координирующих центров по космической деятельности. В США координацией работ занимается Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NАSА); в Европе – национальные космические агентства при поддержке Европейского космического агентства (ESA); в Японии – Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA); в Китае – Китайское национальное космическое управление (CNSA). Наиболее крупные международные общественные организации – Комитет по космическим исследованиям (COSPAR) и Международная астронавтическая федерация (IAF).