Пуканье в космосе
В космосе нет верха и низа — а значит, нет надёжного разделения газа и жидкости в пищеварительном тракте. То, что на Земле — тривиальное биологическое событие, становится серьёзной инженерной и медицинской проблемой внутри герметично закрытой капсулы с ограниченной циркуляцией воздуха и горючей атмосферой. NASA уделяло человеческим кишечным газам куда больше внимания, чем большинство людей могло бы вообразить.
Проблема невесомости: газ не разделяется
На Земле гравитация обеспечивает естественное разделение газа и жидкости в желудочно-кишечном тракте: газ поднимается, жидкость остаётся внизу. В микрогравитации этот принцип не действует. Газ и жидкость равномерно перемешиваются по всему пищеварительному тракту. У этого два практических следствия: во-первых, отрыжка становится значительно труднее, потому что нет разделения для целенаправленного выпуска газа — есть риск срыгнуть жидкое содержимое желудка при попытке отрыгнуть. Во-вторых, кишечный газ распределяется иначе и обычно выходит более неконтролируемо и чаще через анальный сфинктер, что создаёт логистические сложности в крошечной капсуле, разделяемой с шестью членами экипажа.
Пожароопасность: метан и водород в капсуле
Атмосфера ранних кораблей NASA — особенно в программе «Аполлон» — состояла из чистого кислорода под повышенным давлением, чтобы минимизировать вес систем жизнеобеспечения. В такой среде почти все горючие вещества крайне пожароопасны — включая водород и метан, главные компоненты человеческого кишечного газа. После пожара «Аполлона-1» в 1967 году, в котором погибли три астронавта, атмосферу капсулы сменили на азотно-кислородную смесь. Тем не менее кишечные газы по-прежнему рассматриваются как контролируемый параметр в современных кораблях: NASA непрерывно следит за составом воздуха кабины и устанавливает пределы концентраций водорода и метана.
Диета астронавта: метеоризм как критерий миссии
Перед пилотируемыми миссиями астронавты получают особые диетические планы, призванные минимизировать газообразование. Продукты с высоким содержанием FODMAP — бобы, капуста, лук, газированные напитки — стоят высоко в списке избегаемого. Астронавтская еда ранних миссий «Аполлон» была печально известна своими газообразующими эффектами: в бортовом журнале «Аполлона-11» есть упоминания о пищеварительных проблемах, отчасти приписываемых диете. На МКС, где члены экипажа остаются на шесть месяцев и дольше, здоровье кишечника рассматривают как серьёзную переменную медицинского планирования.
МКС и современное управление
На Международной космической станции сложные системы вентиляции и фильтрации непрерывно очищают воздух кабины. Фильтры с активированным углём удаляют органические соединения, включая серосодержащие компоненты человеческого кишечного газа. Циркуляция воздуха спроектирована так, чтобы не образовывались зоны концентрации. Тем не менее астронавты регулярно открыто говорят в интервью о социальных последствиях совместной жизни в крайне тесном пространстве: неожиданный пук в плохо проветриваемой спальной каюте на высоте 400 километров едва ли управляемее, чем в долгом перелёте эконом-классом — разве что выйти нельзя.
А вы знали?
- В невесомости газ и жидкость не разделяются в желудке — из-за чего отрыжка рискованна.
- Ранняя чисто кислородная атмосфера «Аполлона» делала метан и водород из кишечных газов особенно горючими.
- Астронавты получают специальные «низкометеоризмные» диетические планы в рамках подготовки к миссии.
- Воздух МКС непрерывно фильтруется активированным углём, который также удаляет соединения серы из кишечных газов.
Интересный факт
Астронавт Джон Янг тайно пронёс сэндвич с солониной на борт миссии Gemini 3 в 1965 году. Крошение сэндвича в кабине вызвало небольшой скандал — а вот газообразующие эффекты солонины в герметичной двухместной капсуле за пять часов в отчётах NASA дипломатично обошли.
Источники
- Bourland, C.T. & Vogt, G.L. (2010). The Astronaut's Cookbook: Tales, Recipes, and More. Springer.
- Sauer, R.L. et al. (1988). Medical care issues for space station. Acta Astronautica, 17(2), 221–225.
- Lane, H.W. & Schoeller, D.A. (2000). Nutrition in Spaceflight and Weightlessness Models. CRC Press.
- NASA (2015). Human Integration Design Handbook (HIDH). NASA/SP-2010-3407.