Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

Е.П. Гора
Экология человека

Учебное пособие для вузов. – М.: Дрофа, 2007. – 540 с.

Предыдущая

Глава 3. Адаптация человека к экстремальным условиям среды

3.17. Искусственная газовая атмосфера

Нормальная жизнедеятельность и работоспособность человека в условиях космического полета обеспечиваются благодаря использованию герметических кабин регенерационного типа, в которых до полета или во время полета устанавливается, а затем на протяжении всего полета поддерживается искусственная газовая атмосфера (ИГА). ИГА защищает в полете живые организмы от неблагоприятного влияния космического пространства, и в первую очередь от крайне опасного действия низкого барометрического давления. Одновременно ИГА является источником кислорода, необходимого для дыхания.

Использование ИГА в кабинах космических кораблей ставит перед специалистами – биологами, физиологами, врачами и инженерами – вопрос о том, какой она должна быть, т. е. каким физиолого-гигиеническим и техническим требованиям должна прежде всего удовлетворять? Речь идет о рациональном выборе основных параметров ИГА, таких, как величина общего барометрического давления, ее химический состав: выбор газов-разбавителей, допустимый диапазон колебаний в ней парциального давления кислорода (рО2), углекислого газа (рСО2), температуры и других параметров.

Решение этих вопросов и, следовательно, всей проблемы рационального формирования ИГА возможно только при условии учета сложного взаимодействия многих физиологических и технических факторов. В итоге создание рациональной ИГА, по существу, является определенным компромиссом между медико-биологическим и техническим подходом к этой проблеме. Первый определяет стремление к созданию гигиенических условий, близких к комфортным; второй ограничивает это стремление и требует считаться с трудностями конструктивного порядка: с необходимостью ограничивать вес и габариты аппаратуры, опасностью возникновения взрыва и пожара, а также вероятностью возникновения различных аварийных ситуаций. Последнее обстоятельство приводит к необходимости при формировании ИГА оценивать ее и в случаях нарушения герметичности кабины. Важно также при создании ИГА учитывать и то, что в зависимости от задач полета космонавты могут покидать космический корабль – осуществлять операции вне корабля или на поверхности небесных тел, вокруг которых практически отсутствует атмосфера (Луна), или где она крайне разрежена (Марс), или же, наоборот, имеет весьма высокую плотность (Венера). В таких случаях при создании ИГА следует, по-видимому, принимать во внимание конструктивные особенности (в первую очередь величину давления) скафандра, а также герметических отсеков транспортных средств и жилищ, которыми будут пользоваться космонавты (В. Б. Малкин, 1975).

Несмотря на то что отечественные и американские исследователи при создании искусственной газовой атмосферы (ИГА) в космических кораблях руководствовались в значительной степени общими принципами, практически вопрос о формировании ИГА был решен далеко не однозначно.

Отечественные исследователи избрали ИГА, близкую по основным параметрам (давлению и газовому составу) к нормальной земной атмосфере, и тем самым создали для космонавтов при нормальных режимах полета достаточно хорошие условия обитания.

Американские исследователи из-за ряда технических выгод использовали также приемлемую для космонавтов моногазовую ИГА, состоящую из кислорода, под общим давлением 258 мм рт. ст. При этом они, по-видимому, учитывали и удобство использования ее в случаях выхода космонавтов из кабины в скафандрах с низким общим давлением.

Эти ИГА, успешно использованные в полетах, в общем отвечают основным физиологическим принципам формирования ИГА. Они обеспечивают экипажу в полете условия нормального газообмена, не вызывают сколько-нибудь значительного напряжения приспособительных механизмов и поэтому не снижают адаптационного резерва организма.

Как американские, так и российские специалисты продолжают исследовательскую работу по созданию ИГА для космических кораблей. Это свидетельствует о том, что используемые в настоящее время ИГА в свете перспективы полетов большой продолжительности, по-видимому, вряд ли являются оптимальными. В процессе разработки этой проблемы обсуждаются различные варианты ИГА.

Классификация ИГА. Последовательное рассмотрение и оценку различных вариантов ИГА целесообразно провести в соответствии с классификацией ИГА. В ее основу могут быть положены химический состав, физические свойства и основные физиологические характеристики ИГА.

1. С точки зрения физиологической оценки ИГА по условиям газообмена и по величине рО2 и рСО2 во внутренней среде (кровь, альвеолярный воздух) могут быть эквивалентными нормальной земной атмосфере и не полностью эквивалентными, содержащими некоторый избыток О2 и СО2 или дефицит О2.

2. По химическому составу ИГА может состоять только из одного газа (О2), двух газов – О2 и какого-либо биологически индифферентного газа, или, наконец, в ее состав, помимо О2, могут входить несколько индифферентных газов (Н2, Не, Ne, Аг).

3. Физические свойства ИГА, помимо того, что они зависят от ее химического состава, зависят еще и от величины барометрического давления, которое также может широко варьировать.

Из сказанного становится очевидным, что число принципиально возможных для практического использования в космических полетах вариантов ИГА достаточно велико. Однако целесообразно ограничить их рассмотрение лишь теми, которые в настоящее время привлекают наибольшее внимание исследователей и были в связи с этим экспериментально изучены в лабораторных опытах, а некоторые из них были уже использованы в полетах (В. Б. Малкин, 1975).

Анализ ИГА различного газового состава. Сначала рассмотрим ИГА, имитирующие нормальную газовую атмосферу Земли. К ним относятся ИГА, которые в основном состоят тоже из двух газов: О2 и N2; содержание других газов в них невелико – порядка 1 %. Следует сразу же заметить, что когда речь идет об имитации нормальной атмосферы Земли в кабинах космических кораблей, то при этом подразумевается создание комфортных условий, установленных гигиенистами для жилых помещений в географических районах, расположенных на уровне моря. Речь идет о воспроизведении хорошо изученных искусственных условий, которые условно мы обозначим термином «нормальная земная атмосфера» (НЗА).

Как считают многие специалисты, использование в кабинах наших космических кораблей ИГА, близкой к НЗА, было вполне оправданно, прежде всего в связи с тем, что такая ИГА с биологической точки зрения является наиболее адекватной для человека, исторически адаптировавшегося к ней. В принципе ИГА, близкая к НЗА, может быть использована в длительных космических полетах как один из наиболее надежных вариантов ИГА.

Некоторые исследователи полагают, что, несмотря на приемлемость использования НЗА в качестве ИГА в кабинах космических кораблей, все же в большинстве случаев применение ее нерационально. По этому поводу О. Г. Газенко и А. М. Генин пишут: «…копирование земной атмосферы неоправданно ограничивает возможность вариаций ИГА, которые могут оказаться целесообразными с точки зрения техники и защиты человека в аварийной обстановке».

В связи с необходимостью при выборе ИГА считаться с весовыми параметрами (чем выше давление ИГА, тем соответственно толще должны быть стенки кабины и больше ее вес), вероятностью возникновения аварийных ситуаций многие исследователи указывают на теневые стороны использования НЗА. Они отмечают, что в случае нарушения герметичности кабины величина перепада барометрического давления будет значительной, что может привести к серьезному повреждающему действию при взрывной декомпрессии. Переход из НЗА в ИГА с низким давлением, например при переходе из одного корабля в другой или при пользовании скафандрами с низким давлением, чреват серьезной опасностью возникновения высотной декомпрессионной болезни. В случаях использования скафандров с низким давлением это может осложнить не только пребывание космонавтов в аварийной ситуации, но и оказать неблагоприятное влияние на выход их в открытый космос и на поверхность небесных тел, практически лишенных или имеющих крайне разреженную атмосферу. Здесь же следует отметить, что некоторые исследователи указывают на целесообразность использования НЗА в кабинах лишь в ограниченных случаях не только в связи с вероятностью возникновения аварийных ситуаций. Эту точку зрения они аргументируют тем, что сами условия полета большой продолжительности могут приводить к таким функциональным сдвигам в организме (к астенизации – развитию детренированности), при которых комфортные, достаточно стабильные параметры НЗА окажутся уже далеко не оптимальными.

• В связи с вышесказанным исследователи отмечают, что в ряде случаев в кабинах космических кораблей целесообразно использовать двухкомпонентные ИГА, эквивалентные НЗА, но с более низким барометрическим давлением.

Максимально допустимое снижение давления ИГА лимитируется величиной порядка 190 мм рт. ст. При этом для сохранения нормального обеспечения организма О2 в случаях использования столь низких величин давления газовый состав ИГА должен практически состоять только из одного О2, т. е. газовая среда уже не может быть двухкомпонентной. В связи с этим при рассмотрении ИГА, состоящую из О2 и N2, остановимся лишь на четырех диапазонах пониженного давления: 526, 405, 308 и 267 мм рт. ст., соответствующих высотам: 3000, 5000, 7000 и 8000 м.

В работе Д. И. Иванова и др. были последовательно апробированы в условиях лабораторного эксперимента три перечисленные выше ИГА с общим давлением 525, 405 и 308 мм рт. ст. Исследования при меньших величинах давления этими авторами не проводились по двум соображениям: необходимости профилактики высотной деком-прессионной болезни (ВДВ), возникновение которой, уже начиная с высот 7500–8000 м, становится реальностью, а также вследствие увеличения возможности пожара в связи с повышенным содержанием О2 в ИГА.

Результаты этой работы показали, что месячное пребывание испытуемых в условиях ИГА, эквивалентных по О2 НЗА, при давлениях, соответствующих высотам 3000–7000 м, не оказывает какого-либо неблагоприятного влияния на организм. Об этом можно было прежде всего судить по тому, что все три апробированных варианта ИГА с физиологической точки зрения оказались равноценными. Отмеченные у испытуемых в этом исследовании изменения некоторых физиологических параметров: снижение потребления О2 на 10–15 %, повышение частоты сердечных сокращений, особенно отчетливое при проведении ортостатической пробы, изменение суточной периодики частотного спектра ЭЭГ, увеличение числа медленных волн в дневное время – не зависели от газового состава и давления ИГА, а были обусловлены влиянием гиподинамии и изменениями режима труда, отдыха и сна.

В дальнейшем эти исследования были продолжены А. Г. Кузнецовым и др., которые провели исследования с 2-месячным пребыванием испытуемых в ИГА с общим давлением газов 308 мм рт. ст. При этом у испытуемых также были обнаружены функциональные сдвиги, обусловленные в основном только влиянием гиподинамии. Значительное внимание, которое уделяют исследователи созданию ИГА с общим давлением газов порядка 300 мм рт. ст. и менее, не случайно. Некоторые авторы указывают, что давление 300 мм рт. ст. является оптимальным, так как, будучи еще достаточно высоким, практически надежно предохраняет от возникновения декомпрессионных явлений и поэтому не требует проведения десатурации организма от N2 при вхождении в ИГА. Оно также удобно и в случаях необходимости использования скафандров с низким давлением, так как практически исключает вероятность возникновения ВДВ, которая может возникнуть только в крайне редких случаях при аварийной разгерметизации в первые часы полета. Кроме того, с технической точки зрения использование двухкомпонентной ИГА с давлением 300 мм рт. ст. выгодно, поскольку позволяет снизить вес кабины.

• Большинство исследователей полагают, что человек и животные могут нормально жить в ИГА, лишенных N2. Эта точка зрения аргументирована многочисленными экспериментальными данными, свидетельствующими о нормальном развитии беспозвоночных и позвоночных животных в условиях ИГА, в которой азот полностью отсутствует. Виологическая роль N2 для человека сводится к тому, что он заполняет полости тела, и в первую очередь легкие, и тем самым поддерживает их определенный объем, препятствуя развитию ателектазов.

Эту функцию азота могут, по-видимому, выполнять и другие индифферентные газы, в том числе и гелий – Не.

1. ИГА с Не. Для утверждения возможности использования Не в качестве одного из основных компонентов ИГА необходимы доказательства того, что сам по себе этот газ не оказывает какого-либо неблагоприятного влияния на организм.

Результаты исследований, проведенных на животных, а также с участием человека, в которых азот в условиях нормального и пониженного давления был в ИГА замещен гелием, дают основания считать, что последний не оказывает токсического влияния на организм и так же, как и N2, является биологически индифферентным газом. Следует лишь упомянуть, что некоторые функциональные сдвиги – увеличение потребления кислорода, снижение количества эритроцитов и гемоглобина и связанное с этим повышение суточного потребления железа, – которые были обнаружены в гелиокислородной среде у кроликов Гамильтоном и др., как и изменения устойчивости животных к гипоксии, отмеченные А. Г. Диановым, обусловлены, вероятно, теплофизическими свойствами Не (В. Б. Малкин,1975).

После того как принципиальная возможность использования Не вместо N2 в ИГА доказана, следует ответить на второй вопрос: насколько целесообразна такая замена?

Авторы, которые указывают на целесообразность использования Не вместо N2 в ИГА, аргументируют свою точку зрения следующими соображениями. Так, согласно данным М. И. Якобсона, А. Г. Дианова и А. Г. Кузнецова, при использовании Не несколько уменьшается вероятность возникновения ВДВ и особенно ее тяжелых форм, которые могут иметь место у космонавтов после перехода их в условия низкого барометрического давления. Это мнение основано, по-видимому, на том, что бунзеновский коэффициент растворимости в жире N2 примерно в 4 раза выше, чем Не. В работах американских исследователей Берда и др. было, наоборот, установлено несколько более частое проявление «bends» – мышечно-суставной формы ВДВ у людей, находившихся в ИГА, в которой использовался Не. Вопрос же о частоте проявления тяжелых форм ВДВ при использовании ИГА, содержащей Не, остается открытым.

Малая растворимость гелия в тканях и высокий коэффициент его диффузии лежат в основе того, как указывают А. Г. Дианов и др., что при дыхании кислородом время практически полной десатурации организма от Не значительно меньше, чем от N2. Это уже существенное и бесспорное преимущество использования Не в ИГА. В случаях повышения температуры в кабине благодаря высокой теплопроводности Не космонавты гораздо лучше будут переносить это воздействие в ИГА, в которой N2 заменен Не.

В такой среде должна также повыситься устойчивость к гиперкапнии, интенсивным физическим нагрузкам и другим воздействиям, приводящим к значительному росту вентиляции. Этот эффект обусловлен тем, что при форсированном дыхании гелиокислородной смесью сопротивление воздухоносных путей в связи с низкой плотностью Не сказывается меньше, чем при дыхании воздухом. При нормальном, спокойном дыхании этот эффект практически не проявляется, так как сопротивление воздухоносных путей определяется уже не плотностью, а в основном вязкостью вдыхаемого газа. Вязкость Не существенно не отличается от N2.

Одним из доводов, обосновывающих целесообразность замены азота в ИГА гелием, является высокая устойчивость атома Не к действию различных видов радиации. Это выгодно отличает Не от N2. Относительно большой вес N2 определяет его слабые защитные свойства по отношению к космическому излучению как с точки зрения поглощения первичных нуклонов, так и в отношении образования вторичных частиц. Согласно данным М. Г. Дмитриева, под действием ионизирующего излучения в воздухе образуются «возбужденные» атомы и ионы азота. Они вступают в химические реакции с О2, в результате чего образуются такие токсические соединения, как окись, закись и двуокись азота. Помимо перечисленных соображений, целесообразность замены азота в ИГА гелием обусловлена и с технической точки зрения. Плотность Не приблизительно в 7 раз меньше плотности N2, в связи с чем использование гелиокислородной атмосферы в космических кораблях приводит к снижению стартового веса, а также веса запасов газа, необходимых для восполнения атмосферы корабля. Данное преимущество гелиокислородной ИГА не всегда может в полной мере проявляться в связи с высокой текучестью Не. Это является причиной сокращения резервного времени при утечке газов из кабины в случаях замены азота в ИГА гелием, что, несомненно, следует считать отрицательной стороной такой замены. К сказанному следует добавить, что замена азота в ИГА гелием должна также привести к снижению энергии, необходимой для вентиляции кабины. Несмотря на определенные выгоды использования Не в ИГА, экспериментальных исследований с участием человека, в которых бы изучался этот вопрос, сравнительно немного. В работах отечественных исследователей была экспериментально изучена ИГА, состоящая из О2 и Не при нормальном барометрическом давлении (1 атм).

Результаты работ этих авторов показали, что пребывание в гелиокислородной среде не вызывает у испытуемых сколько-нибудь существенных изменений самочувствия, поведения и работоспособности. Однако замена азота в ИГА гелием все же сопровождалась некоторыми функциональными сдвигами. Наиболее важными из них были изменения теплообмена, речи и дыхания. Так, пребывание в гелиокислородной ИГА при температурах, являющихся комфортными в условиях обычной воздушной атмосферы (18–24 °C), сопровождалось заметным охлаждением испытуемых. Например, при температуре 21 °C у испытуемых быстро появлялись неприятные теплоощущения. При этом средневзвешенная температура кожи за 2 ч снижалась почти на 2 °C. В гелиокислородной ИГА зона теплового комфорта оказалась заметно сдвинутой в сторону более высоких температур и находилась в дневное время в пределах 24,5-27,5 °C, а ночью в пределах 26–29 °C. При оценке этих данных обращает на себя внимание значительное сужение (на 3 °C) зоны теплового комфорта в гелиокислородной среде по сравнению с аналогичной зоной в воздухе. Как уже отмечалось, этот эффект гелиокислородной атмосферы связан с высокой теплопроводностью Не.

Замена азота воздуха гелием привела и к изменению речи испытуемых: в гелиокислородной ИГА спектр речи сдвигался в сторону высоких частот на величину порядка 0,7 октавы. Разборчивость речи при этом несколько ухудшалась, но еще сохранялась на уровне допустимых величин (90–95 %). Сразу после перехода на дыхание обычным воздухом речевая функция восстанавливалась. Согласно расчетным данным, скорость распространения звука в гелиокислородной среде при давлении в 1 атм и температуре 27 °C в 1,85 раза выше, чем в воздухе. Это и является причиной искажения речи после замены азота воздуха гелием.

Функциональные изменения дыхания в гелиокислородной среде проявлялись в увеличении максимально возможной вентиляции легких, что было обусловлено снижением сопротивления воздухоносных путей. Таким образом, результаты исследований, в которых азот воздуха замещался гелием, показали практическую возможность использования такой ИГА (В. Б.Малкин, 1975).

Американские исследователи провели изучение гелиокислородной ИГА с общим давлением 380 мм рт. ст., 360 мм рт. ст. и 258 мм рт. ст.

Анализ результатов этих работ позволяет считать, что длительное (до 56 дней) пребывание в гелиокислородной среде не оказывает неблагоприятного влияния на обмен веществ, дыхание, кровообращение и центральную нервную систему. Отмеченные в этих исследованиях некоторые патологические сдвиги были обусловлены влиянием различных факторов, не связанных непосредственно с заменой азота в ИГА гелием. Так, например, в опытах, проведенных Цефтом и сотрудниками, возникновение раздражения слизистой оболочки век – развитие конъюнктивита – было обусловлено низкой влажностью ИГА (давление 380 мм рт. ст.); при повышении влажности эти нарушения исчезали. Снижение ортостатической устойчивости у одного из испытуемых, как и в большинстве исследований в имитаторах кабин, было обусловлено, по-видимому, развитием гиподинамии.

Сухость слизистых оболочек, развитие конъюнктивита, отмеченные у испытуемых при 56-суточном пребывании в гелиокислородной ИГА с общим давлением 258 мм рт. ст. (рО2 – 175; pHe – 74; сN2 – 2), также были связаны с низкой влажностью. Жалобы испытуемых на боли в животе и повышенный метеоризм нельзя связывать с наличием Не в ИГА. Они были обусловлены, очевидно, другими причинами, возможно неудачным рационом питания. С наличием Не в ИГА были связаны в этих исследованиях лишь незначительные искажения речи и изменения температуры кожи при выполнении физических упражнений. Однако эти изменения существенного значения не имеют, так как искажения речи могут быть устранены с помощью соответствующих технических средств, равно как и все неприятные теплоощущения в гелиокислородных средах легко устранимы путем повышения температуры ИГА.

При сравнительной оценке гелиокислородных ИГА с низким давлением следует принимать во внимание, что при медленной утечке газов из кабины резервное время (то время, в течение которого давление снизится до критической величины, определяющей развитие острой гипоксии) у членов экипажа будет тем меньше сравнительно с ИГА, содержащими N2, чем выше процент содержания Не в ИГА. Следовательно, при наиболее низком общем давлении (258 мм рт. ст.) это различие между гелио– и азотно-кислородными ИГА будет уже относительно небольшим.

В заключение следует сказать, что если при подводных погружениях в ряде случаев целесообразность использования Не в ИГА доказана, то для ИГА кабин космических летательных аппаратов этот вопрос еще находится в стадии изучения (В. Б. Малкин, 1975).

2. Моногазовая (кислородная) ИГА. Вопрос о целесообразности использования чистого кислорода в кабинах высотных летательных аппаратов обсуждался еще до начала Второй мировой войны В. А. Спасским. Он полагал, что в гермокабинах высотных самолетов, возможно, будет целесообразно использовать О2 при давлении порядка 230 мм рт. ст. Спасский считал, что до более низких величин давление не стоит снижать, так как при этом, с одной стороны, значительно возрастает вероятность возникновения ВДВ и высотного метеоризма, с другой – практически будет отсутствовать даже небольшой резерв О2 в случаях повышенной утечки газа из кабины.

Возможность длительного пребывания животных в моногазовой ИГА, эквивалентной по газообмену НЗА и составленной практически из одного только кислорода (pN2 < 10 мм рт. ст.) с давлением 190–200 мм рт. ст., была доказана работами американских и российских ученых.

В этих работах было установлено, что в условиях моногазовой среды, эквивалентной по О2 НЗА, у некоторых подопытных животных может развиваться ателектаз легких. Согласно данным В. Макхаттла и С. Рана, возникновение у мышей ателектаза легких в первые 48 ч пребывания в моногазовой атмосфере явилось причиной гибели некоторых из них, хотя большинство животных без видимых нарушений поведения и каких-либо повреждений пробыли весь срок эксперимента – 59 дней. В дальнейшем в опытах на крысах Н. А. Агаджанян и др., А. М. Генин, С. Г. Жаров и др. также наблюдали в первые дни пребывания в такой ИГА у некоторых животных развитие ателектазов, которые вскоре исчезали, после чего животные продолжительное время – до 100 суток – сохраняли нормальное физиологическое состояние. Этими авторами было отмечено у животных развитие лишь умеренной дегидратации, которая была обусловлена повышенным испарением жидкости в условиях пониженного (до 200 мм рт. ст.) давления в ИГА.

В работах Е. П. Хиатта и др., проведенных на молодых растущих крысах, не было выявлено развития ателектазов и какого-либо другого неблагоприятного влияния моногазовой ИГА (рО2 – 196 мм рт. ст.). Пребывание в ней в течение 24 дней вызывало у подопытных животных лишь некоторое снижение выделения мочи. Авторы связали этот эффект с повышенной потерей жидкости, обусловленной ростом ее испарения в условиях разреженной атмосферы.

Наиболее обстоятельное изучение возможности длительного пребывания животных в условиях моногазовой среды проведено в США А. Пепелько, который для суждения о влиянии моногазовой среды использовал биологический критерий: способность к репродукции. Эксперимент продолжался 11 месяцев. Если учесть, что срок жизни крыс ограничен примерно 2,5 годами, то следует признать длительность этого эксперимента весьма большой. Согласно данным этого автора, моногазовая среда не оказывает какого-либо неблагоприятного влияния на физиологическое состояние и биологию белой крысы. В такой среде у животных нормально протекает беременность и нормально растет и развивается потомство. Единственный загадочный результат этой работы – гибель некоторых рожденных в условиях моногазовой ИГА животных после перевода их через 21 день после рождения в условия НЗА. Можно предположить, что смерть животных в условиях НЗА была обусловлена какими-то побочными факторами, не связанными непосредственно с моногазовой ИГА, в которой они ранее находились.

Оценивая результаты экспериментов на животных, можно сделать заключение о том, что моногазовая среда является биологически приемлемой, хотя пребывание в ней и связано с определенным риском развития ВДВ и ателектаза легких.

Исследования влияния на организм человека ИГА, состоящей в основном из О2 с общим давлением порядка 190–200 мм рт. ст., проведенные в США С. Велчем и сотрудниками, Д. Морганом и сотрудниками, а в нашей стране А. М. Гениным и С. Г. Жаровым, позволили установить, с одной стороны, возможность в случаях необходимости использования такой ИГА, с другой – были отмечены определенные неблагоприятные эффекты, которые могут возникнуть в таких условиях обитания. Так, в работе Велча и сотрудников у одного из испытуемых в среде рО2 – 176 мм рт. ст. возникли загрудинные боли, которые, возможно, были связаны с развитием ателектазов легких. Воли исчезали при повышении давления ИГА. У некоторых развивался ушной ателектаз, и у всех были отмечены признаки дегидратации.

В исследованиях Д. Моргана и сотрудников у шести испытуемых обнаружены хрипы в легких, у одного – боль в суставе и у двух – небольшое снижение (до 90 %) насыщения артериальной крови кислородом.

В исследованиях, проведенных А. М. Гениным и др., длительное (30-суточное) пребывание в моногазовой атмосфере (содержание N2 в ИГА от 5 до 10 %) испытуемые перенесли хорошо, сохранив на высоком уровне физическую и интеллектуальную работоспособность. У них не было обнаружено ателектазов ни в легких, ни в полости среднего уха. Это, возможно, было обусловлено тем, что испытуемые при исследованиях периодически выполняли физические упражнения. 0пределенное значение могло иметь и то обстоятельство, что содержание N2 в ИГА было несколько выше, чем в опытах С. Велча и Д. Моргана. Авторы указали на некоторые отрицательные стороны испытанной ими ИГА. Прежде всего они отметили необходимость длительной десатурации организма от N2перед началом эксперимента. Почти во всех случаях, когда время десатурации было меньше 3 ч, переход испытуемых в моногазовую ИГА приводил к появлению у них симптомов.

Исследования с участием людей показали, что при соблюдении определенных условий (предварительной десатурации, профилактики ателектазов легких посредством физических упражнений) моногазовая ИГА с общим давлением 200 мм рт. ст. может быть, по-видимому, использована и в полетах (В. Б. Малкин, 1975).

Преимущества моногазовой ИГА

Выгоды определяются с технической стороны тем, что создается возможность упростить и сделать более надежной регуляцию систем жизнеобеспечения, уменьшить вес самой ИГА и кабины. Преимуществом такой ИГА является и то, что низкое давление снижает вероятность повреждений организма в случае взрывной декомпрессии; значительно упрощается и проблема использования скафандров с низким давлением.

Недостатки моногазовой ИГА

В то же время моногазовая ИГА имеет ряд серьезных теневых сторон. К ним следует отнести повышение пожарной опасности, которая резко возрастает в моногазовой ИГА. Последнее обусловлено прежде всего отсутствием в ИГА газов-разбавителей (N2, Не, Ne), снижающих скорость горения различных материалов. Большая опасность возникновения пожара определяет необходимость ограничить использование некоторых материалов в кабине и предъявляет высокие требования к пожарной безопасности. Вторым серьезным недостатком моногазовой ИГА с давлением 200 мм рт. ст. является почти полное отсутствие «резерва времени» в случаях повышенной утечки газов из кабины. Падение давления на 70–80 мм рт. ст. представляет уже большую опасность для членов экипажа. К недостаткам рассматриваемой ИГА следует отнести также необходимость длительной десатурации от N2 на старте и, наконец, возможность развития ателектазов легких, среднего уха, а также быстрое развитие дегидратации организма в случаях снижения содержания влаги в ИГА.

Детально исследованная американскими специалистами моногазовая ИГА с общим давлением 258 мм рт. ст. успешно апробирована в полетах длительностью до 2 недель. Перспектива ее дальнейшего использования в полетах большей продолжительности является предметом дискуссии (В. Б. Малкин, 1975).

Предыдущая