точных, координированных движений. В земных условиях подобные движения не представляют собой трудности. А в космосе?
Вот какой опыт проводился при изучении воздействия кратковременной невесомости. Ставилась довольно простая задача — нужно было попасть острием карандаша в цель — обычную мишень для стрельбы из винтовки. В нормальных условиях мишень, расположенная на расстоянии вытянутой руки, поражалась легко. В невесомости же точность выполнения этой несложной операции резко снижалась. Правда, впоследствии, потренировавшись, человек становился более метким, и число попаданий возрастало.
В чем же причина этого нарушения координации движений? Как известно, на Земле, поднимая руку или ногу, с помощью мышечного усилия приходится преодолевать определенный вес и инерцию массы. При невесомости же вес «исчезает», и достаточно незначительного усилия, чтобы привести в движение конечности. Однако в соответствии с выработанными на Земле навыками нервные «центры» с самого начала посылают более сильные импульсы мышцам. В результате реальные движения перестают соответствовать задуманным и начинают превосходить их. В частности, рука, поражающая мишень, смещается вверх.
Координацию движений изучали также с помощью специального прибора — координографа. Опыты ставились на Земле — во время горизонтального полета и в условиях невесомости. Исследования показали, что в невесомости у большинства космонавтов скорость движений замедлялась. Попович, например, отметил в отчете: «При выполнении упражнения на координографе очень легко попадать в гнезда при условии, если движения делать плавно. При резких движениях получаются промахи, и тело меняет свое положение».
Чтобы успешно управлять кораблем и его системами, важно сохранить стойкие навыки воспроизведения определенных мышечных усилий. И здесь тоже выявились трудности. Так, в одной серии экспериментов у космонавтов был выработан стойкий навык воспроизведения заданного мышечного усилия в 750 граммов (с точностью плюс — минус 10). В отчетах они отмечали, что не почувствовали какой-либо разницы, преодолевая соответствующее сопротивление рычага дозиметра на Земле и в невесомости. Однако киносъемка объективно засвидетельствовала, что точность работы при «исчезновении» веса существенно нарушилась: космонавты превышали заданное усилие на 250–1125 граммов. Только у Быковского разница между усилиями составляла всего лишь около 50 граммов. В последующих полетах амплитуда ошибок постепенно снижалась, и, как правило, уже ко 2–5-му полету все вставало на свои места.
Специальные тренировки помогли довольно быстро привыкнуть к «исчезновению» веса. Уже во время самого первого запуска у космонавта, которому приходилось делать немало движений, никаких нарушений координации не замечалось, хотя он и испытывал некоторое неудобство из-за отсутствия привычного давления спинки и сиденья кресла на тело.
Труд космонавтов усложнялся от полета к полету. Они вели наблюдения за звездным небом, полярным сиянием, спутниками, поверхностью Земли, измеряли высоту стояния звезд над видимым горизонтом, проверяли устойчивость газового пузыря в жидкости и водного пузыря в газовой среде, вели киносъемку, осуществляли разнообразные медицинские исследования и другие эксперименты. При этом обычные рабочие операции (переключение тумблеров, работа на телеграфном ключе, ориентация корабля и пр.), по их словам, производились легко и достаточно координированно.
Но как обстоит дело с более тонкой двигательной координацией? Например, когда приходится иметь дело не с кнопками, а с карандашом?
Записи, сделанные космонавтами во время полетов, говорят о том, что привычная координация движений при письме нарушалась. Об этом можно судить по неровности линий и букв, по неравномерности движений пишущего. Эти изменения почерка связаны с недостаточной согласованностью движений предплечья, плеча и всей кисти с более мелкими движениями кисти и пальцев. Кроме того, изломы извилистых штрихов, угловатость овальных и других элементов указывают на снижение точности движений, выполняемых кистью и пальцами.
Наибольшие изменения в координации движений при письме наблюдались в самом начале полета. На последующих витках координация улучшалась и сложное сочетание движений восстанавливалось, хотя и никогда не достигало того уровня, который был характерен для земных условий.
Улучшение тонкой координации движений письма во время полета свидетельствует о приспособлении к необычным условиям. В почерке появлялись признаки, говорившие о том, что в координации возникают новые связи. Взаимодействие различных движений изменяется: строение букв упрощается, нажим карандаша на бумагу усиливается, знаки и буквы, которые писались в обычных условиях отрывисто, соединяются теперь тонкими, еле заметными штрихами. Длительное пребывание в невесомости сопровождается, следовательно, приспособлением двигательных навыков письма к новым условиям, и выражается это в основном в упрощении движений и возрастании силового компонента.
По мере освоения космоса люди будут сталкиваться не только с невесомостью, но и с необычной для них силой тяжести. Скажем, на Луне человек весом в 70 килограммов будет весить всего 11,6 килограмма, хотя мышечная сила его останется неизменной. Правда, космонавты будут одеты в скафандры, которые, вероятно, окажутся достаточно тяжелыми. Но если эту одежду не принимать в расчет, то на Луне люди смогут прыгать в 6 раз выше и дальше, чем на Земле. Соответственно и сила удара о лунную поверхность значительно уменьшится. Вот как представлял себе К. Э. Циолковский движения первых космонавтов на Луне: «Русский побежал, делая громадные прыжки — метра 3 в высоту и 12 в длину… Брошенные кверху камни поднимались в шесть раз выше, чем на Земле, и прилетали обратно очень не скоро, так что скучно было ждать». И далее: «Я чувствую, что стою особенно легко, словно погруженный по шею в воду: ноги едва касаются пола… Не могу противиться искушению — прыгаю… Мне показалось, что я довольно медленно поднялся и столь же медленно опустился». В связи со всем этим возникает вопрос, смогут ли на самом деле космонавты с первых шагов так хорошо координировать свои движения на «лунных тропинках», как представлял себе К. Э. Циолковский?
Интересные исследования были проведены на специальных стендах, имитирующих условия лунной гравитации. И выяснилось, что медленная ходьба не вызывает больших трудностей, тогда как быстрые передвижения приводят к потере равновесия и часто заканчиваются падением. В то же время люди могли проделать такие упражнения, как прямой и обратный переворот (сальто), которые на Земле в состоянии выполнить лишь опытные гимнасты и акробаты.
Об ощущениях, возникающих при подобных исследованиях, рассказал один из испытуемых:
«Первый шаг. Наверное, я вложил в него слишком много сил. С удивительной легкостью взмываю вверх и, беспомощно перебирая ногами, опускаюсь в нескольких метрах от места „старта“. Но совсем не там, где я предполагал. Еще один толчок, и все повторяется снова… Пытаюсь бежать — не получается. Резко и энергично отталкиваюсь ногами и… „падаю“. Ощущение такое, словно я внезапно попал на лед: чем быстрее пытаюсь перебирать ногами, тем труднее сохранять равновесие… Стараюсь передвигаться короткими прыжками, чуть боком. Так легче сохранить равновесие. Как это ни странно, но скорость передвижения на Луне вряд ли превысит полтора километра в час — 20 шагов в минуту. И все это потому, что, отталкиваясь от поверхности Луны, человек будет опускаться медленнее, чем на Земле… Еще раз пытаюсь прыгнуть на „лунный камень“ (так воображению испытателя представлялась скамейка). Одной ногой удалось ощутить опору. Но только одной. Я переваливаюсь через преграду и останавливаюсь в метре за ней. Причем не сразу, а пропарив некоторое время в воздухе в очень замысловатой позе».
Конечно, при имитации лунной гравитации движения ограничиваются тренажером, что искажает подлинную картину. Но даже на основании проведенных, пока еще несовершенных, экспериментов можно сделать предварительный вывод о том, что координация движений у человека на Луне будет отличаться от координации на Земле и в условиях невесомости.
При подготовке экспедиции на Луну потребуется проводить особые тренировки на специальных стендах, а также в самолетах, создавая пониженную весомость, равную 1/6. Это поможет космонавтам быстрее освоиться на лунной поверхности.
