О возможных проблемах писал в 1957 году вышеупомянутый Алан Э. Слейтер: «Наибольшая продолжительность невесомости, достигнутая до настоящего времени, была получена летчиками ракетных самолетов, в частности Чарльзом Егером. <…> По заявлению Х. Хабера, Егер „не использовал все 32 секунды невесомости, которые способен дать тот тип самолета, на котором он совершал полеты. Через 8–10 секунд он почувствовал, что его голова становится тяжелой, и начались первые нарушения ориентировки. На 13-й секунде невесомости у него появилось ощущение медленного вращения в неопределенном направлении. После 15 секунд он потерял ориентировку в пространстве и вышел из параболы“. По заявлению самого Егера: „На какое-то время, которое кажется целым часом, вы оказываетесь в состоянии, когда не можете определить свое положение относительно какого-либо предмета“. С тех пор в США был осуществлен на реактивных самолетах ряд испытаний такого рода, описанных Гератоволем. В этих испытаниях 16 человек были подвергнуты действию невесомости в течение времени от 10 до 30 сек, причем некоторые полеты совершались по параболической кривой вверх и вниз, а часть – только вдоль нисходящей ветви такой кривой. Довольно неожиданным оказалось то, что в действительности восьмерым из испытуемых ощущение показалось приятным, для троих оно было безразличным, и у пятерых появились симптомы воздушной болезни. Таким образом, в настоящее время мы знаем, что некоторые люди могут переносить невесомость в течение целых полминуты, тогда как другие перестают ее переносить уже после первой четверти минуты. Но что случится в длительном межпланетном путешествии? В настоящее время мы можем только догадываться об этом…»
Советские специалисты хоть и проявляли оптимизм, но тоже весьма сдержанный, о чем можно судить по статьям, написанным кандидатами медицинских наук Олегом Георгиевичем Газенко и Виктором Борисовичем Малкиным для журнала «Наука и жизнь» в 1958–1959 годах. Например, в статье, озаглавленной «Человек в космосе. Проблема жизни в условиях невесомости» (1959, № 12), они суммировали данные по наблюдению за подопытными собаками, летавшими с полигона Капустин Яр на космическую высоту (период невесомости составлял до десяти минут), и приходили к выводу, что отсутствие силы тяжести не нарушает фатально кровообращение, как предсказывал Лангер. Все же, отмечали исследователи, до сих пор нет надежных сведений о влиянии невесомости на «функции пищеварения и выделения», но главное – те же эксперименты с ракетными полетами выявили у животных «существенные изменения двигательной активности и характера движений, что указывало на нарушения деятельности центральной нервной системы».
Свидетельства летчиков-испытателей, совершавших параболические полеты, которые приводили исследователи в своей статье, тоже не позволяли сделать однозначный вывод о действии невесомости на нервную систему: «Ферри отметил, что в период невесомости у него появлялось ощущение слабости в ногах и нарушалась способность управлять самолетом. Диринсгофен при многократном повторении параболического полета пришел к убеждению, что расстройства координации движения при пилотировании, возникающие в первых полетах во время невесомости, постепенно исчезают, а новые ощущения он считал приятными». Кроме того, исход экспериментов с «параболической» невесомостью оказался сильно зависим от величины перегрузок, которые предшествовали переходу к состоянию с нулевой силой тяжести, что, конечно, выглядело закономерным, но требовало новых исследований.
Разброс мнений по вопросу влияния невесомости среди ученых, занимавшихся космической биологией в «догагаринский» период, рос как снежный ком, поэтому в Хоторне (штат Калифорния) прошел симпозиум, по итогам которого был издан сборник, озаглавленный весьма красноречиво: «Невесомость – физические феномены и биологические эффекты» (1961). Согласно библиографическим спискам, более обширного и полного труда на заявленную тему, доступного всем желающим, в то время попросту не было. В нем подводится промежуточный итог исследованиям, предшествовавшим эре пилотируемой космонавтики, рассматриваются все виды невесомости или ее имитации, которые можно получить в земных условиях: «баллистическая» невесомость, «параболическая» невесомость, «водная» невесомость, кратковременная невесомость свободного падения.
Анализ исследований влияния длительного отсутствия силы тяжести на человека занимает в этом труде не слишком большое место, поскольку, как отмечал Рафаэль Левин из корпорации «Локхид», автор доклада «Симуляция невесомости», продолжительность самых длинных и достоверных экспериментов по ее имитации с участием человека к тому времени не превышала 40 секунд. Если же линейно экстраполировать те изменения в самочувствии, которые испытывали пилоты и ученые при «параболической» невесомости, то получалось, что уже через 20 минут после начала ее действия у части людей может наступить «полное нарушение критически важных функций». Какие же проблемы могут возникнуть? Левин перечислял их списком: тошнота, дезориентация, нарушение биологических ритмов, перебои в работе сердечно-сосудистой системы и дыхания. Вызывало его опасения и самочувствие астронавтов при возвращении на Землю: после длительного пребывания на орбите у них могут атрофироваться мышцы и деградировать кости настолько, что им придется заново учиться ходить. Для более серьезного исследования эффектов, возникающих при невесомости, инженеры «Локхида» построили большой вращающийся резервуар, который перед началом испытаний заполнялся соленой водой повышенной плотности: жидкость должна была имитировать состояние безопорного парения, а вращение компенсировало восприятие гравитационного вектора. Левин сообщал, что первые эксперименты с использованием хитроумного резервуара начнутся в июне 1961 года, верил в их большую перспективу, хотя и отмечал, что в нем все равно не получится полноценно воссоздать условия космического корабля, поэтому окончательные ответы на тревожащие вопросы можно получить только на орбите.
Итак, несмотря на большое количество экспериментов (за два предшествующих года американские пилоты, как утверждается в сборнике, совершили свыше двух тысяч полетов с целью изучения «параболической» невесомости), к концу 1960 года у специалистов все еще не было твердой уверенности, что человек сможет жить и работать в космосе больше нескольких минут.
Испытатели ставят рекорды
Специалисты в области авиационной медицины прекрасно понимали, что перед тем, как запустить человека на орбиту, требуется хотя бы «вчерне» подготовить его к условиям, в которых придется жить и работать. Поэтому задолго до того момента, когда всерьез встал вопрос о наборе первых космонавтов, было принято решение о формировании группы добровольцев, которые могли бы опробовать факторы космического полета в буквальном смысле на себе.
Поводом стало правительственное постановление от 24 октября 1952 года, предписывающее «создать специальную команду испытателей для испытания костюмов, скафандров, одежды и разработки других вопросов, связанных с обеспечением жизнедеятельности и работоспособности экипажей самолетов с большими скоростями и высотами». 30 июня 1953 года маршал Павел Федорович Жигарев, занимавший в то время должность главкома ВВС, издал соответствующий приказ, а менее чем через месяц, 14 июля, в Государственном научно-исследовательском испытательном институте (ГНИИИ) авиационной медицины был сформирован отдел № 7, который возглавил подполковник медицинской службы Евгений Анатольевич Карпов.
