Воздух, как известно, состоит из смеси кислорода, азота, углекислоты и незначительных количеств аргона, гелия, водорода и некоторых других газов. Наиболее важное физиологическое значение имеет кислород. Даже кратковременное лишение живых организмов этого газа может повлечь за собой их гибель. Дыхание чистым кислородом также может вызвать пагубные последствия: кашель, отек легких, боли. В обычных земных условиях при нормальном барометрическом давлении на долю кислорода приходится 21 процент.

Составным элементом естественной атмосферы является также азот. В воздухе его содержится около 78 процентов; вводится он и в искусственную атмосферу герметичной кабины. Известны проекты, в которых предлагалось применять в атмосфере кабины корабля гелий в смеси с кислородом, то есть вместо азота в качестве инертного газа в атмосферу вводится гелий при нормальном или пониженном давлении. Гелий в семь раз легче азота, теплопроводность его в несколько раз больше, поэтому применение его в воздухе позволило бы облегчить вес космического корабля, уменьшить объем и вес теплообменных аппаратов и т. д. Однако вопрос замены азота гелием еще не до конца изучен.

Углекислого газа в атмосфере Земли сравнительно немного — 0,03 процента. Ученые установили, что углекислый газ, находящийся в крови, оказывает стимулирующее действие на кровообращение и дыхание. Он способствует расширению сосудов мозга и сердца, воздействует на обмен энергии. Но большие количества углекислоты вредны; повышение содержания ее до 3 процентов вызывает уже физиологическое напряжение организма — учащаются дыхание и пульс. Концентрация углекислоты в 7–12 процентов может оказаться гибельной. Достаточно экипажу пробыть в герметической кабине некоторое время, как содержание углекислого газа в ее атмосфере резко возрастает. Поэтому его необходимо непрерывно удалять.

Эксперименты показали, что человек выдыхает не только углекислый газ, но и небольшие количества окиси углерода, аммиака, ацетона, альдегидов и углеводородов. Все эти вещества, или, как их называют, вредные примеси, в условиях замкнутого пространства кабины могут накапливаться до концентрации, превышающей предельно допустимую.

В лабораториях проводили такие наблюдения. Несколько человек находились в помещении, где температура воздуха была повышена, постоянно создавался шум, действовали небольшие дозы радиации, но не было лишь одного — герметичности: в помещение все время поступал наружный воздух. И люди чувствовали себя нормально. В другом случае были созданы комфортабельные условия, но помещение герметизировали. И самочувствие тех же людей заметно ухудшалось, снижалась их работоспособность из-за накопления продуктов обмена.

Вот почему космические корабли оборудуются регенерационными установками, которые доставляют в атмосферу их кабин кислород и удаляют излишки углекислого газа и вредные примеси.

Одним из существенных моментов для жизни космонавтов в длительном полете является влажность воздуха кабины. Наиболее благоприятный диапазон относительной влажности, так называемая «зона комфорта», находится в пределах 40–60 процентов. Высокая влажность ухудшает теплоотдачу, что может вызвать перегрев организма. Сухой же воздух вызывает неприятное ощущение сухости во рту и носоглотке, раздражает слизистые оболочки. Совершенно очевидно, что чем атмосфера герметичного помещения будет больше соответствовать обычной, земной, тем комфортабельнее будут условия для пребывания в ней человека.

В «Земном звездолете» комплекс физико-химических систем обеспечивает людей искусственной атмосферой с привычными для них газовым составом, температурой и влажностью. Принцип поддержания в нем нормального состава воздуха заключается в том, что углекислый газ из атмосферы забирается и направляется в блок утилизации. Здесь водород, реагируя с кислородом углекислого газа, образует воду, которая поступает в электролизный блок, где разлагается на водород и кислород. В блоке утилизации водород вновь участвует в образовании воды, а кислород после очистки поступает в кислородный блок и затем в атмосферу гермокамеры.

Испытание «максимальной нагрузкой» проходит не только уникальный комплекс систем, испытывается и сам человек. Ученым необходимо знать, как будут чувствовать себя люди в искусственной атмосфере — в похожей на земную, обычную, но все же в искусственной…

Уже запотели иллюминаторы, вода сконденсировалась на стальных решетках вентиляции и системы охлаждения в оранжерейном отсеке. Мы выходим на аварийный режим. Сидим мокрые, как в парной. Можно ли нормально спать в таких условиях?..

Не покидает мысль о Виолетте. Может быть, не посылать ей письмо? Подождать конца «путешествия»? Но это так еще не скоро! А время совсем остановилось. Как же его подогнать?! Нет. Нужно скорей отправить письмо — ведь во время аварийных ситуаций это будет невозможно. Не слышал ее голоса уже два дня. Сегодня она должна работать в ночную смену. Если все будет в порядке, ровно в 23 часа она скажет нам: «Добрый вечер!» Но я не смогу передать ей письмо — будет поздно, и шлюзования не будет. Значит, придется ждать следующего ее прихода, когда она будет работать днем.

Борис крутит педали велоэргометра, с лица его градом течет пот, во рту резиновый загубник, через который по специальному шлангу уходит выдыхаемый воздух. Над приборами, установленными по другую сторону камеры, склонились врачи. Они определяют состав выдыхаемого воздуха и одновременно физическую работоспособность. Борис в хорошей спортивной форме, несмотря на то, что много месяцев подряд находится в гермообъекте с весьма ограниченной площадью. Нет места для пробежек: два-три шага в бытовом отсеке и чуть больше в оранжерейном. Возможность двигаться ограничена до предела, поэтому существует угроза, что сердце должно работать с недогрузкой, а мышцы слабеть…

Неподвижность, даже относительная, — тихий, коварный враг — сразу вступает в сражение с нашими организмами. Инфаркт, инсульт, атеросклероз, всевозможные другие заболевания — вот далеко не весь перечень опасных последствий гиподинамии — неподвижного образа жизни. Если человека совсем лишить движения, он заболевает уже через несколько дней. Учеными были поставлены десяти-, тридцати-, шестидесяти-, стодвадцатисуточные эксперименты. На кушетку укладывался совершенно здоровый человек, и за несколько дней такого «отдыха» у него ослабевало сердце, нарушались пищеварение и обмен веществ, уменьшалась полезная мышечная ткань, а вместо нее увеличивалась жировая прослойка. И чем дольше шел эксперимент, тем серьезнее становились последствия такого пагубного «отдыха»: человек терял силу, выносливость, способность быстро реагировать на различные сигналы…

Окончился 120-суточный эксперимент. Тяжело было смотреть на испытуемых. Сразу после эксперимента им пришлось заново учиться ходить, они едва передвигались, и то с посторонней помощью. Они были здоровы, но сильно ослабли и потому ходили с тростью. Одного из них навестила жена. Когда она увидела его, то в лице изменилась: он был похож на человека, только что перенесшего тяжелую болезнь.

Эксперимент позволил обнаружить серьезные изменения в работе сердечно-сосудистой системы. В частности, сосуды потеряли эластичность из-за нарушенного их питания. А питание нарушается из-за отсутствия мышечной деятельности.

Мышцы человека, составляющие примерно сорок процентов массы тела, в условиях гиподинамии оказываются недогруженными. Между тем согласно современным представлениям нет ни одного внутреннего органа, который безучастно относился бы к работе или, наоборот, к бездействию мышц. Они прямо или косвенно оказывают влияние на кровообращение, дыхание, пищеварение, на обмен веществ и продуцирование гормонов. Да это и понятно, ведь свою многотысячную историю человек жил и развивался в движении…

В результате еще и еще раз было подтверждено положение о том, что физическая нагрузка нужна людям как хлеб, как вода, как воздух. Вот почему одна из проблем, которая с каждым годом все больше волнует ученых, — как быть с экипажем космонавтов? Ведь когда-нибудь стартует корабль с землянами и устремится к одной из планет! И что же станет с людьми, ведущими его, которые будут год, два или даже больше жить бок о бок с гиподинамией?..