У животных и у человека эти явления тщательно изучались только в их начальных стадиях. Во всяком случае, у медиков, находившихся в камере пониженного давления, возникали высотные судороги большей частью в кистях рук, которые вначале становились малоподвижными, а затем принимали типичное судорожное положение. Подергивания лица и судорожное сжатие губ могут также указывать на то, что перейден порог предрасположения к судорогам и нужно быстро дать кислород.

Необходимость особой защиты от холода при высотном полете уже давно доказана практикой. Но температура может возрастать и даже становиться нестерпимой прежде всего при повышении влажности в кабине, что оказывает неблагоприятное действие. В камере был проведен следующий опыт над медиком: температуру быстро повысили с 16 до 40 градусов по Цельсию, и это вызвало особенно сильную нагрузку на сердце, хотя потребление кислорода не увеличилось.

Как уже было сказано, описанные опыты проводили в конце тридцатых годов, то есть когда о космических полетах еще не думали, а ставили перед собой прежде всего военные цели. Все же физиологи изучали и состояние живого организма на исключительно больших высотах, естественно, сначала на животных, в частности на мышах. Поскольку эти опыты дополняют те, что медики производили на себе, мы упомянем о них вкратце, ибо они позволили сделать несколько выводов, которые — хотя и с ограничением — можно было перенести на человека. Так, оказалось, что совсем молодые мыши, в возрасте около одного месяца, очень хорошо переносили высоты более 16 тысяч метров, а если у них и появлялись некоторые изменения деятельности сердца и функций центральной нервной системы, то это было несущественно, так как они быстро проходили при спуске. Их центры, видимо, еще недостаточно развиты. У более старых мышей наблюдалась пониженная выносливость к высоте. То же самое, как уже говорилось, было обнаружено у очень молодых медиков. Впоследствии выносливость мышей улучшалась, но в возрасте двух лет они снова обнаруживали сниженную выносливость к полету.

Применяя камеру пониженного давления, ученые пытались ответить еще на один вопрос. Ведь может случиться, говорили они себе, что кислородный аппарат испортится или вдыхание кислорода по какой-либо иной причине прекратится. Что же произойдет тогда и как скоро скажутся последствия этого прекращения подачи кислорода?

Два врача, которые тогда занимались вопросами авиационной медицины, Руфф и Штругхольд, сообщили об опытах в камере. Вдыхая кислород, они поднимались на известную высоту. Затем, оставаясь на этой высоте, они снимали дыхательную маску. Теперь можно было изучать влияние высоты, как при обычном подъеме. Как уже говорилось, представление о снабжении тканей кислородом проще всего получить, исследовав коленный рефлекс. Оказалось, что качественной разницы между обоими опытами, то есть между обычным подъемом и подъемом в кислородной маске, нет. Но как велик промежуток времени между удалением кислородного прибора и началом расстройств? Как велик этот запас времени у пилота, находящегося в затруднительном положении?

Опыт с записями, проведенный над очень стойким к высотам молодым медиком, который на высоте 9 тысяч метров выключил у себя подачу кислорода, показал весьма ясно, что расстройство наступало через две минуты. Уже через две минуты почерк свидетельствовал, что могут появиться судороги в кистях рук, то есть об опасности положения. Но и здесь наблюдаются весьма значительные индивидуальные колебания. Так, у лица с меньшей выносливостью резерв времени был истрачен на высоте 5–6 тысяч метров, и уже на этой сравнительно небольшой высоте расстройство стало заметным. Если одновременно выполнялась какая-нибудь работа, то картина снова изменялась, становилась более выраженной. Работа сокращает резерв времени.

Для практики эти данные очень важны. Если на высоте от 8 до 9 тысяч метров вдыхание кислорода прервется, нельзя медлить ни минуты. Здесь дело уже в секундах, и пилот должен немедленно спуститься, чтобы достигнуть атмосферного давления, которое человек еще может переносить. Или же пилот должен выпрыгнуть с парашютом. Следует знать, что при нераскрытом парашюте падение происходит очень быстро: для тысячи метров необходимо 18 секунд. Это очень мало. Итак, раскрывать парашют следует скоро или он должен раскрываться автоматически; тогда спуск сильно замедляется: на тысячу метров требуется уже 3 минуты и 20 секунд. Если принять (на основании опытов) резерв времени на высоте 9 тысяч метров равным одной минуте, то ясно, как велика опасность для человека, прыгающего с такой высоты. Поэтому задача врачей изучить, как быстрее использовать имеющееся время, чтобы повысить или укрепить резервы организма и дать летчикам возможность спускаться на землю невредимыми.

Реакция организма на полет в условиях большой высоты отличается от его реакции в период восхождения на гору. Если в первом случае организм должен приспосабливаться к изменениям высоты в течение нескольких минут, то во втором — это происходит в течение дней и даже недель. В условиях полета приспособляемость — это замечательное свойство человеческого организма должна осуществляться мгновенно.

Патологические изменения в организме, наступающие на большой высоте, возникают быстро, однако столь же быстро и исчезают. Очень скоро после окончания эксперимента, проделанного студентами в камере пониженного давления, чтобы изучить поведение организма на большой высоте, их физиологическое состояние приходило в норму. В крови, дыхании и нервной системе не наблюдалось каких-либо остаточных явлений, наступивших на определенной высоте. Иначе обстоит дело у альпинистов, в частности покорителей гималайских вершин. Подъем на вершины длится неделями, организм медленно приспосабливается к высокогорным условиям, столь же медленно наступают болезненные ощущения, о которых говорилось выше. После спуска с вершины и даже достижения высоты уровня моря явления горной болезни исчезают не сразу — нужны недели, чтобы организм избавился от них.

От планеты к планете

С начала второй мировой войны прошло немного лет, однако за этот период развитие авиации проходило очень быстро, подобно взрыву. Человек начал готовиться к полету на другие планеты. И можно с уверенностью утверждать, что в ближайшее время такой полет станет возможным. Ракетный двигатель позволил самолету штурмовать все более далекие высоты, невероятно возросла скорость полета. Все эти успехи были достигнуты в пределах жизни одного поколения. Актуальными стали вопросы: готов ли к полетам в космос человек, а именно его тело, его мозг, его способность приспосабливаться к окружающим условиям, короче — его организм?

Выше уже говорилось о трудностях, которые возникают перед организмом человека по мере увеличения скорости полета самолета или спутника. Врач специалист по авиационной и космической медицине до 1959 года еще не мог ответить на все вопросы, возникающие в этой связи. Не хватало эксперимента с участием человека, и, хотя подобные полеты уже совершили животные — крысы, мыши и обезьяны, нельзя было сделать достоверных выводов о поведении организма человека в условиях космического полета. Однако кое-что о влиянии ускорений, связанных со скоростными полетами, врач мог сказать уже тогда. Дело в том, что путем опытов на себе врачи уже получили некоторые сведения, раскрывающие эту важную часть проблемы авиации будущего.

Еще в 1934 году братья Бернд и Хейнц Дирингсхофены создали большую центрифугу, с помощью которой можно было исследовать влияние ускорения на организм человека. Диаметр центрифуги составлял пять с половиной метров. Молодой врач, по имени Бюрлен, занимавшийся проблемами авиационной медицины (он погиб во время войны), уселся в это сооружение, и центрифуга начала вращаться. Этим опытом врач доказал, что в течение двух минут человек способен переносить ускорения, вызывающие четырнадцатикратную перегрузку (14 «g», как говорят специалисты). Сколь-либо вредных последствий для организма не возникает при одном условии: давление должно быть приложено в направлении грудь — спина. В своем опыте Бюрлен пошел еще дальше и развил семнадцатикратную перегрузку — воистину героический эксперимент на себе, который он выдержал, не потеряв зрения и сознания.