ГЛАВА VI Связь с космонавтом

Биотелеметрия в космосе

Биотелеметрия является средством информации и контроля за состоянием космонавтов. Биотелеметрическая система в принципе не отличается от описанной выше телеметрической системы, разница состоит лишь в размерах и степени сложности их компонентов. Датчики для измерения температуры тела космонавта работают точно так же, как и датчики для измерения температуры особо важных электронных компонентов в системе наведения и управления космическим кораблем.

Когда пациент находится на Луне, врач не может пощупать его пульс, посмотреть на цвет кожи, ощутить запах, свидетельствующий о нарушении работы почек, или услышать тоны сердца, предупреждающие об отклонениях от нормы. Но биотелеметрия позволяет судить о физиологическом состоянии космонавта в каждый момент времени, сообщая необходимую для этого информацию о работе его регуляторных механизмов в условиях космического полета. Даже такая обычная процедура, как измерение температуры тела, в условиях космического полета должна производиться телеметрическими способами, как показано на снимке, помещенном на рис. 75.

Вполне понятно, что на борту космического корабля можно разместить лишь ограниченное количество телеметрического оборудования, поэтому необходимо особо рассмотреть вопрос о выборе подлежащих оценке физиологических параметров. На первых этапах космического полета биотелеметрия является только средством непосредственного контроля за состоянием космонавта, поэтому очевидно, что специалист-медик заинтересован в гораздо большем количестве биотелеметрических датчиков, чем конструктор космического корабля. В связи с этим был предложен определенный порядок очередности сбора информации для передачи ее на Землю, учитывающий важность тех или иных данных. Первостепенное значение имеют сведения на каждый момент времени о жизненно важных функциональных способностях космонавта, о его сознании и работоспособности. Следующими по степени важности являются данные, которые позволяют обнаружить и оценить условия, угрожающие непрерывному успешному функционированию и жизни космонавта. Данные третьестепенной важности касаются вероятных причин тех или иных нарушений, если таковые имеют место.

Рис. 75. Космонавт Д.Ловелл перед 14-дневным полетом на корабле «Джеминай-7» измеряет температуру тела оральным способом с помощью термодатчика

Сведения первостепенной важности можно получить из беседы с космонавтом по радио, а также принимая его электрокардиограмму. Второстепенную информацию прогнозирующего характера можно получать только с помощью датчиков телеметрии, которые необходимо иметь в кабине корабля и на самих космонавтах. Информацию третьестепенной важности, которая носит ретроспективный характер, невозможно получить без помощи большого количества приборов и, по всей вероятности, в любом случае она будет весьма ограниченной.

Поскольку почти за всеми физиологическими функциями, которые интересуют медиков, наблюдающих за состоянием человека, можно следить по изменениям электрических потенциалов или по преобразованию последних в электрические сигналы, для системы биотелеметрии разработан целый ряд различных датчиков. Используя их, а также обычные датчики для измерения различных физических параметров в кабине космического корабля, специалисты-медики могут собрать достаточное количество сведений, относящихся к наиболее важным.

До какой степени космонавты могут быть «оснащены» биодатчиками без ущерба для их работоспособности и комфорта, видно из приведенной ниже таблицы, в которой перечислены физиологические параметры, измерявшиеся во время космических полетов по программам «Меркурий», «Восток», «Джеминай» и «Восход». Из этой таблицы видно также как усложнялась система биотелеметрии на протяжении первых семи лет пилотируемых полетов в космос.

БИОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ, ПОСТУПАВШАЯ С БОРТА СОВЕТСКИХ И АМЕРИКАНСКИХ ПИЛОТИРУЕМЫХ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ

«Меркурий»	«Восток»
Электрокардиограмма 1	Электрокардиограмма в отведении D-S (датчики на боках грудины под мышками)
Электрокардиограмма 2	Электрокардиограмма в отведении М-Х (датчики на медианной линии грудины)
Дыхание (термистор или импедансная система)	Дыхание (датчик с переменным сопротивлением)
Кровяное давление	-
Температура тела (оральная либо ректальная)	-
-	Сейсмокардиограмма (вибрация стенки грудины)
-	Электроэнцефалограмма (запись биотоков мозга)
-	Электроокулограмма (движение глазных яблок)
-	Гальваническая реакция кожи (изменение ее электрического сопротивления)
«Джеминай»	«Восход»
Электрокардиограмма 1	Электрокардиограмма
Электрокардиограмма 2	-
Дыхание	Дыхание
Кровяное давление (измерялось вручную)	Кровяное давление
Температура тела (оральный термистор)	Температура тела (подмышечная впадина)
Фонокардиограмма (тоны сердца)	Сейсмокардиограмма
Электроэнцефалограмма	Электроэнцефалограмма
-	Электроокулограмма
-	Динамограмма (мышечная сила)
-	Тест по координации движений

В этом плане представляет интерес полет корабля «Восход-1», поскольку это был первый полет в космос с врачом на борту корабля — космонавтом Б. Б. Егоровым. В этом полете были использованы два новых вида биотелеметрической аппаратуры. На каждом члене экипажа корабля, в том числе и на самом Б. Б. Егорове, на протяжении всего полета были установлены биодатчики трех типов: для электрокардиографии, сейсмокардиографии и пневмографии (измерение частоты дыхания).

Рис. 76. Система биодатчиков на теле космонавта. На груди находятся четыре биодатчика ЭКГ, на левой руке – прибор для измерения кровяного давления и микрофон. Согласующие устройства для биодатчиков размещены в карманах костюма космонавта

Кроме того, для сбора данных по электроэнцефалографии, электроокулографии, динамографии и моторной координации Б.Б. Егоров в определенные моменты времени использовал имевшиеся в его распоряжении соответствующие приборы.

Динамографические данные получали с помощью динамометра и расположенных на плече и предплечье датчиков, которые обнаруживали биопотенциалы мышц. Обычный ручной динамометр был связан с потенциометром. Его показания в момент, соответствующий усилию 23 кг, сопоставлялись с данными о биопотенциале мышц руки, что позволяло судить о степени мышечного напряжения и усталости.

Моторную координацию оценивали с помощью специально разработанного датчика, который фактически определял скорость движения карандаша и угол, образуемый при его перемещении, относительно опорной плоскости. Этот прибор помогает проводить более объективные исследования, чем визуальный анализ почерка космонавта в бортовом журнале.

И советские и американские космонавты носят на теле специальную «сбрую» из ремней, к которым крепятся биодатчики. При этом усилительные и преобразующие устройства помещаются в специальных карманах нижнего белья, как это показано на рис. 76. Биодатчики приклеиваются непосредственно к коже специальной пастой, которая постепенно высыхает, поэтому в снаряжение космонавтов входит небольшой набор, содержащий кожный крем, пасту, лейкопластырь и запасные биодатчики, предназначенные для замены вышедших из строя.

Далее…