Гравитация – сила, которая притягивает два объекта друг к другу. Независимо от того, где вы находитесь в космосе, существует, по крайней мере, ничтожный уровень тяготения (микрогравитация). Кроме того, эта сила удерживает все планеты на орбитах вокруг Солнца, и здесь, на Земле, именно она удерживает вас на поверхности планеты и заставляет предметы падать. Микрогравитация, подобная тому, что мы испытываем на космической станции, – состояние практической невесомости или непрерывного свободного падения, что всегда казалось мне таким загадочным. Мне нравится думать об этом, представляя себе бросок бейсбольного мяча. Если вы бросите его с небольшой силой, мяч упадет прямо перед вами, но стоит вложить в бросок все силы как он улетит очень далеко и только потом снова упадет на землю. То же самое происходит с нами на космической станции, поскольку мы по сути находимся в непрерывном падении, вращаясь вокруг планеты. Мы вложили достаточно сил в то, чтобы вывести космическую станцию на околоземную орбиту, так что просто продолжаем падать, но не отвесно вниз, а двигаясь вокруг нее. Аналогичная ситуация происходит в тот миг, когда вы оказываетесь в высшей точке американских горок, вот только в космосе мы не падаем, а плаваем или парим.

Возможность плавать, парить и летать – одна из уникальных особенностей жизни в космосе, и это очень весело, однако это также вызывает кое-какие серьезные проблемы. Когда я впервые попала в космос, я была немного неуклюжа, стараясь приноровиться к существованию в трех измерениях: я слишком сильно хваталась за все вокруг, слишком сильно отталкивалась и пыталась как-то сообразить, где верх, а где низ, а ведь их больше попросту не было. Но наш мозг и тело – это нечто невероятное. Мы очень быстро умеем адаптироваться к новым, даже экстремальным условиям. В некоторых отношениях эта способность очень полезна, но в других она не так хороша. Тело учится грациозно передвигаться в трех измерениях: как плавать, парить и двигаться плавно, едва отталкиваясь, как сохранять положение, удерживаясь одним пальцем ноги, а некрепко хвататься рукой, как в полной мере наслаждаться освобождающим ощущением полета. В результате пребывания в невесомости позвоночник удлиняется; я «подросла» почти на 4 см, пока находилась в космосе. (К огорчению невысоких астронавтов, мы обнаружили, что по возвращении на Землю тело укорачивается, и рост становится прежним). Это что касается положительных сторон.

К числу отрицательных последствий относится тот факт, что, поскольку мозг и тело понимают, что для выживания в условиях микрогравитации нам не нужна одинаковая плотность костей или мышечная масса, они тратят меньше энергии на их поддержание. Результат – быстрая потеря костной и мышечной массы (включая сердечную мышцу). Еще одна физическая сложность состоит в смещении жидкостей тела в сторону головы; вы наверняка замечали, что в космосе лица астронавтов кажутся полнее, чем на земле. В то время как пребывание в условиях невесомости дарит общую «подтяжку» всему телу, оно влечет и неприятные физиологические последствия. Например, медицинское сообщество считает, что повышенное внутричерепное давление может быть причиной ухудшения зрения, с которым сталкиваются многие астронавты во время пребывания в космосе; у некоторых нормальное для них зрение не восстанавливается и после возвращения домой[10].

Другую опасность, имеющую потенциально серьезные последствия космических полетов для человека, обнаружили в 2019 году во время ультразвукового исследования, проведенного на борту МКС: кровоток в яремных венах 11 астронавтов измеряли до полета, затем разные интервалы во время полета и после возвращения на землю. Полученные на борту результаты показали удивительное изменение кровотока у шести из 11 исследуемых и образование небольшого тромба у одного, что вызвало особое беспокойство. В космосе, как и на Земле, тромб увеличивает риск остановки сердца и инсульта. Этот член экипажа проходил лечение антикоагулянтами в течение оставшейся части полета, перед возвращением на Землю тромб стал меньше, а после приземления рассосался в течение десяти дней. Чтобы сохранить в тайне личность участвовавших в этом проекте астронавтов, конкретные даты проведения исследования на борту не указывались, но обобщенные результаты были опубликованы в 2019 году[11]. Среди других негативных побочных эффектов, вызванных микрогравитацией, ослабление иммунной системы, нагрузка на почки из-за потери костной массы, изменения в клетках и замедление заживления ран. По мере того как мы проводим все больше времени в космосе, появляются новые данные о влиянии невесомости на тело.

Важно понимать эти последствия и научиться противодействовать как можно большему их числу, чтобы к моменту завершения полета можно было продолжать вести здоровый образ жизни на Земле. В космосе мы устраняем подобные эффекты с помощью контрмер, таких как ежедневные двухчасовые тренировки с сочетанием резистивных и аэробных тренировок, чтобы компенсировать потерю костной и мышечной массы. Между прочим, в условиях микрогравитации потеря костной массы происходит со скоростью от 1 до 1,5 процентов в месяц, что примерно в двенадцать раз превышает скорость потери костной массы у пожилых мужчин и женщин на земле, так что это ускоряет проявление возрастных изменений вроде остеопороза[12]. Итак, живя на МКС, в дополнение к тому, что мы учимся противостоять потере костной массы у астронавтов в космосе, мы можем многое узнать об этом процессе и разработать способы профилактики и лечения остеопороза здесь, на Земле.

Исследования, проводимые в условиях микрогравитации на космической станции, важны, поскольку позволяют не учитывать в уравнении влияние реальной гравитации, тем самым предоставляя нам возможность узнавать все новые факты о том, что, как считалось, и так было нам хорошо известно. В невесомости практически все ведет себя иначе. Пламя имеет иную форму – его языки более округлые, и это помогает понять, какие топливные смеси будут сгорать чище или эффективнее. Протеиновые кристаллы, которые ученые используют для изучения структуры белка в медицинских целях, там легче изучать, потому что при микрогравитации они увеличиваются в размерах и получаются более совершенными. Мы постоянно узнаем больше о влиянии жизни в невесомости на наши тела, но с точки зрения человека, находящегося в космосе, способность летать и парить (и даже рисовать акварели) – чудесная составляющая космического приключения.

Поскольку у меня была возможность долгое время жить и работать в космосе в качестве астронавта, теперь я с огромным увлечением слежу за ходом других миссий при помощи телестанции NASA, сайта и соцсетей, наблюдая, как другие астронавты выполняют свои миссии и работают на МКС. Я всегда буду помнить, как смотрела на астронавтов в космосе перед своим первым полетом и как задавалась вопросом, каково это – парить и летать в трех измерениях. А теперь я смотрю на своих друзей в космосе с полным пониманием происходящего. Теперь все кажется нормальным и естественным. Я также люблю следить за различными видами проводимых исследований. Меня изумляет, что члены экипажа теперь больше похожи на лаборантов, которые заняты практической работой и реальной наукой. И я по-прежнему испытываю благоговейный трепет, думая об успешном международном сотрудничестве, благодаря которому все это возможно и которое продолжается на благо жизни на Земле.

Особенно увлекательно смотреть, как впервые в космосе оказывается кто-то из моих знакомых. В 2018 году моя подруга доктор Серена Ауньон-Чанселлор провела на МКС 197 дней.

Мы с Сереной познакомились, когда я находилась в Звездном городке в России и готовилась к первому полету в космос, а она работала летным врачом-хирургом в ходе подготовки астронавтов NASA там же. (Летный врач-хирург – доктор, специализирующийся в области аэрокосмической медицины.) Подготовка астронавтов к длительному пребыванию на космической станции включает несколько лет специального обучения перед полетом, и как минимум 50 % времени мы проводим за пределами Соединенных Штатов на объектах наших партнеров по всему миру. За пределами Хьюстона в штате Техас, а именно в Звездном городке, примерно в 50 км от Москвы, американские астронавты находятся большую часть времени. Расположенный там Центр подготовки космонавтов имени Юрия Гагарина (ЦПК) назван в честь первого человека, совершившего полет в космос. (12 апреля 1961 года советский космонавт Гагарин впервые облетел вокруг Земли.) Там проходят подготовку все «космонавты» (как называют астронавтов на русском), отправляющиеся на МКС. Некоторые из инструкторов, тренировавшие Гагарина, до сих пор трудятся в ЦПК в 2020 году. Это историческое место, где скульптуры, статуи, витражи, металлические украшения и другие художественные произведения напоминают о происходивших там на протяжении многих лет значимых событиях в истории полетов в космос. Для меня было честью тренироваться там вместе с товарищами по экипажу, космонавтами и астронавтами со всего мира, а также познакомиться с людьми, которые там живут и работают. Многие из них стали мне друзьями на всю оставшуюся жизнь.