Главная страница >  Цитатник 

Ориентация человека в космическом пространстве

Впервые на проблему пространственной ориентации человека вне Земли обратил внимание К. Э. Циолковский. Основываясь на общетеоретических исследованиях, он предполагал, что состояние невесомости во время космического полета должно привести к изменению восприятия окружающего пространства. В 1911 г. К. Э. Циолковский писал: «Верха и низа в ракете собственно нет, потому что нет относительной тяжести, и оставленное без опоры тело ни к какой стенке ракеты не стремится, но субъективные ощущения верха и низа все-таки останутся. Мы чувствуем верх и низ, только места их меняются с переменою направления нашего тела в пространстве. В стороне, где наша голова, мы видим верх, а где ноги — низ. Так, если мы обращаемся головой к нашей планете, она нам представляется в высоте; обращаемся к ней ногами, мы погружаем ее в бездну, потому что она кажется нам внизу. Картина грандиозная и на первый раз страшная; потом привыкаешь и на самом деле теряешь понятие о верхе и низе» (1947, стр. 71).

ОРИЕНТАЦИЯ ЧЕЛОВЕКА В КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ Ориентация человека в космическом пространстве

Такая дезориентация объясняется тем, что в условиях невесомости информация от отолитового прибора оказывается искаженной и испытуемые теряют представление о положении своего тела в пространстве по отношению к плоскости Земли. Однако благодаря тактильным и мышечно-суставным ощущениям они хорошо ориентируются по отношению к геометрии кабины самолета.

Для изучения особенностей пространственной ориентации у космонавтов при кратковременной невесомости, воспроизводимой на двухместном реактивном самолете, были осуществлены следующие эксперименты. Испытуемый сидел в задней кабине, пристегнувшись ремнями к креслу. Летчик на участке полета в невесомости создавал правый и левый крен до 60–65°. Перед входом в «горку» (перед наступлением невесомости) космонавт по команде пилота закрывал глаза и по радиопереговорному устройству сообщал свои впечатления о пространственном положении самолета и характере выполняемой эволюции. Если при зрительном контроле в подобной ситуации у испытуемых не было зарегистрировано ни одного случая пространственной дезориентации, то при закрытых глазах у всех отмечалось иллюзорное восприятие пространственных отношений; никто из космонавтов не смог определить действительного характера эволюции самолета. В. М. Комаров, например, так описал свои ощущения: «Пространственная ориентировка затруднялась при выполнении летчиком „горки» с креном; мне казалось, что мы летим вертикально вверх».

Обследованию подверглись 11 мужчин в возрасте 23–45 лет с хорошей переносимостью полетов на невесомость. 3 человека участвовали в эксперименте однократно, 5 — двукратно во время одного полета и 6 — от двух до шести раз за 2–3 полета.

Представляло большой практический интерес решение вопроса о том, изменяются ли в условиях невесомости пороги чувствительности полукружных каналов к ускорениям. При выборе методики для проведения соответствующего исследования мы (К. Л. Хилов, И. А. Колосов, В. И. Лебедев, И. Ф. Чекирда) исходили из ограниченного объема рабочего места в кабине самолета и ограниченного времени эксперимента. Опыты проводились следующим образом. Испытуемый усаживался в кресло Барани, наклонял голову вперед на 30° и закрывал глаза (с наложением плотной повязки). Затем кресло поворачивали на 180° за 20 сек. Если исследуемый не замечал вращения, то делались еще повороты с интервалом 3–5 мин. на 360° в течение 20 и 15 сек. Пороги чувствительности к ускорениям определялись только на начало движения; ощущения же, возникающие у испытуемых при остановке кресла, во внимание не принимались. В момент появления чувства вращения исследуемый говорил об этом врачу, который фиксировал время по секундомеру. В отдельных случаях записывалась электронистагмограмма. В качестве фона использовались данные, полученные в горизонтальном полете. Вращение исследуемого в невесомости начиналось через 5 сек. ее действия и соскоростью, при которой у испытуемого был определен порог чувствительности к ускорению в условиях обычного полета.

Так, у испытуемого В. при скорости вращения один оборот за 20 сек. пороговое ощущение на горизонтальном участке полета возникало через 12 сек., а в невесомости оно к этому моменту еще не наступало. У остальных обследуемых время появления чувства вращения удлинялось на 3–11 сек. (в среднем в 1,7 раза) по сравнению с исходными данными. При этом было отмечено, что величина такого удлинения не изменялась на протяжении одного полета. Однако при повторных полетах появилась тенденция к уменьшению продолжительности вращения, необходимого для возникновения порогового ощущения в невесомости, на 2–3 сек.

Анализ полученных материалов показал, что у всех испытуемых пороговая чувствительность горизонтальных полукружных каналов к угловым ускорениям изменялась в условиях динамической невесомости. Это выражалось в увеличении продолжительности необходимого для определения такой чувствительности вращения. Иными словами, возбудимость рецеиторных образований полукружных каналов снижалась.

Для изучения роли полукружных каналов в пространственной ориентации человека при невесомости нами (В. И. Лебедев, И. Ф. Чекирда) были проведены также следующие опыты. В самолете-лаборатории имелось вращающееся кресло, в которое усаживался испытуемый с повязкой на глазах. Врач-экспериментатор поворачивал кресло на определенный угол с постоянной скоростью (1 оборот за 5 сек.). В задачу обследуемого входило оценить угол поворота не меняя позы тела (на Земле, в горизонтальном полете и в невесомости). Вращение кресла в невесомости начиналось через 5 сек. ее действия (при общей ее продолжительности в каждой горке 24–26 сек.).

Согласно теории В. И. Воячека и К. Л. Хилова, при обычном воздействии силы земного притяжения отолиты постоянно оказывают активизирующее влияние на сенсорные и вегетативные рефлексы с полукружных каналов. «Потеря веса» отолитов в невесомости приводит, по нашему мнению, к уменьшению такого влияния. Это и вызывает повышение порогов чувствительности горизонтальных полукружных каналов к угловым ускорениям в состоянии невесомости.

В результате экспериментов выяснилось, что ошибки при определении угла поворота на Земле и в горизонтальном полете одинаковы. Они составляли ±10–20° в первой серии опытов и ±15–25° во второй серии. В условиях же невесомости у всех без

В первой серии экспериментов определялась возможность и точность ориентации при поворотах от 0 до 360°. Во второй серии такое определение проводилось в том же диапазоне изменения углов поворота кресла, но на четвертом обороте. В исследованиях по первому варианту за один режим невесомости удавалось осуществить три измерения. При этом второе и третье измерения выполнялись без обратного возвращения кресла в исходное положение. По второму варианту в каждом режиме невесомости проводилось одно определение. Половине испытуемых сообщались сделанные ими ошибки. Всего было обследовано 6 мужчин с опытом полетов на невесомость и хорошей ее переносимостью.

Ошибки у испытуемых, которым не сообщались данные истинного угла поворота кресла, при повторных полетах не уменьшались. У тех же испытуемых, которые получали подобные данные, точность определения угла поворота от полета к полету увеличивалась, причем довольно существенно.

исключения обследуемых величины ошибок в определении угла поворота кресла резко возрастали. В первой серии экспериментов они при повороте на 90° равнялись минус 20–30°, а при повороте от 180 до 360° доходили до минус 35–70°. Во второй серии недооценка действительного угла поворота возрастала в отдельных случаях даже до 270°!

В. И. Воячек установил, что ощущение вращения зависит не только от величины ускорения, но и от времени его действия (по формуле b · t, где b — ускорение, t — время воздействия). В наших опытах поворот кресла на определенный угол происходил с одинаковым ускорением при начале движения и при остановке; время поворота тоже не изменялось. Но в связи с увеличением при невесомости порога чувствительности полукружных каналов испытуемые ощущали начало вращения несколько позже, чем в горизонтальном полете. Таким образом, для обследуемых промежуток времени вращения субъективно сокращался, и им казалось, что поворот кресла произошел на меньший угол, чем было в действительности. Это еще более усиливало эффект от уменьшения силы раздражений, поступающих в мозг от рецепторов полукружных каналов.

В чем причина всех этих явлений? Как уже указывалось, при невесомости повышается порог чувствительности полукружных каналов к угловым ускорениям. Это приводит к тому, что при вращении испытуемого на такой же угол, как и в горизонтальном полете, центральная нервная система получает от соответствующих рецепторов меньшее раздражение. В результате и возникает недооценка угла поворота.

Особенно интересные данные о пространственной ориентации были получены при орбитальных полетах. Так, в момент перехода от перегрузок к невесомости у Г. С. Титова возникло иллюзорное представление о перемещении тела вниз головой. Приборная доска, как ему показалось, сместилась и заняла место над головой космонавта. Через некоторое время иллюзия исчезла. Аналогичные ложные ощущения испытал американский космонавт Г. Купер. Ему показалось, что сумка с инструментами около правой руки повернулась на 90°. Иллюзию переворачивания при наступлении невесомости переживали и другие космонавты. Ф. Д. Горбов связывает это с продолжением мышечной реакции опоры в новых условиях. В момент, предшествующий невесомости, внешние силы (перегрузки) прижимают человека к креслу, и создается мышечная противоопора кресельной спинке. Если в следующий момент напряжение этих мышц не будет ослаблено, то возникает закономерное, но вместе с тем ложное представление полета на спине или вниз головой. При равномерном же мышечном расслаблении такого представления не появляется.

Сказанное свидетельствует, помимо всего прочего, о взаимосвязи восприятия пространства с восприятием времени и об изменении обоих восприятий в необычных условиях невесомости. К этому мы еще вернемся дальше. Сейчас лишь отметим еще один факт, говорящий о том, что в недооценке угла поворота кресла играет определенную роль не только повышение порога чувствительности полукружных каналов, но и субъективное убыстрение течения времени (недооценка заданного временного интервала). Если во второй серии экспериментов разность в ошибках по сравнению с первой составляла в горизонтальном полете в среднем 5–10°, то в невесомости она увеличивалась до 50–90°. Это можно объяснить тем, что увеличение во второй серии опытов общего времени вращения при невесомости до 15–20 сек. приводило к значительному субъективному преуменьшению действительно прошедшего временного интервала. Испытуемый, полагая, что прошло, допустим, не 15 (как было на самом деле), а только 12 сек., соответственно и недооценивал угол поворота кресла.

У большинства космонавтов психологическое представление о «верхе» и «низе» соответствовало геометрии кабины корабля и при открытых глазах нарушалось только в том случае, если они видели в иллюминаторе звездное небо «внизу», а поверхность нашей планеты — «вверху». Эта закономерность была проверена одним из авторов (В. И. Лебедев) в следующем эксперименте. В самолете-лаборатории на стенке укрепили дорожку из специального материала, по которой можно ходить в состоянии невесомости. Тогда быстро создается впечатление, что это не стенка, а пол и что «низ» находится под ногами. Но достаточно, оказывается, взглянуть в иллюминатор самолета и увидеть поверхность Земли, идущую параллельно телу, как такое впечатление разрушается.

В состоянии невесомости у большинства летавших космонавтов создавалось, особенно когда иллюминаторы были закрыты шторками, психологическое представление о «верхе» и «низе», которое выработалось еще во время тренировок на учебном космическом корабле. Это представление позволяло им свободно ориентироваться как с открытыми, так и с закрытыми глазами. В кабине космического корабля человек не только зрительно «опирается» на окружающие его приборы и предметы, но и получает большое количество информации посредством тактильной чувствительности от кресла, привязной системы и т.д. При работе с органами управления корабля и его системами значительный информационный поток идет в мозг от рецепторов кожи и мышц. Все это дает возможность высшим регулирующим механизмам головного мозга «справиться» с извращенной информацией от отолитового прибора и осуществить правильную ориентировку в окружающей обстановке. Если же такие возможности не реализуются, иллюзии положения тела в пространстве могут сохраняться длительное время. Например, в ходе орбитального полета иллюзорные ощущения подобного рода возникали у космонавтов Б. Б. Егорова и К. П. Феоктистова. Одному из них казалось, что он находится в полусогнутом положении лицом вниз, а другому представлялось, что он перевернут вниз головой. Космонавты отметили, что иллюзии появлялись у них как при закрытых, так и при открытых глазах, не отличаясь при этом по своему характеру. Однако такое состояние не было тягостным, серьезно не мешало выполнению запланированной работы.

Перед космонавтами ставилась задача: начав перемещение по «бассейну невесомости», на некоторое время (5–10 сек.) закрыть глаза и при «выключенном» зрении продолжать определять свое положение в пространстве; затем открыть глаза и сопоставить свои субъективные пространственные представления в связи с геометрией «бассейна» с действительной ситуацией. Оказалось, что в первые 2–5 сек. движения с закрытыми глазами испытуемые, учитывая скорость перемещения и ощущения собственного вращения, еще могут дать себе отчет о происходящем, правда, иногда с большими ошибками. В дальнейшем им это оказывается уже трудно.

Чтобы сориентировать корабль, космонавту необходимо включить его в схему своего тела и иметь четкое представление о своем положении вместе с космическим кораблем относительно горизонта Земли. При выходе из корабля и переходе на другой корабль, а также при проведении монтажных работ на орбите необходимо, кроме того, уметь хорошо ориентироваться в безопорном пространстве. Для изучения этого были проведены при полетах на невесомость в самолете-лаборатории следующие эксперименты.

Во второй „горке» глаза я не открывал примерно в течение 10 сек. После 4–6 сек. я не мог мысленно представить свое местоположение в „бассейне». Я потерял ориентировку. Когда открыл глаза, то оказался в хвосте самолета «подвешенным» вниз головой».

Так, А. Г. Николаев записал в отчете о соответствующем эксперименте: «После начала движения и закрытия глаз в первой горке оценивал в невесомости по памяти свое положение в пространстве. При этом ощущал, что, помимо передвижения тела вдоль „бассейна», у меня происходило вращение тела вправо. По моему представлению, я должен был находиться примерно в середине «бассейна» и развернуться на 75–90°. Когда я открыл глаза, то увидел, что фактически оказался около правого борта самолета и развернулся на 180°, т.е. находился лицом к потолку.

Из всего сказанного видно, что в условиях невесомости ни одно из показаний органов чувств, кроме зрения, как правило, не дает верной информации для ориентации в пространстве за пределами Земли. Это и понятно, если вспомнить, что все известные нам рецепторы формировались, по-видимому, под воздействием лишь земных факторов и только глаз развился в результате прямого влияния также и космических факторов. С. И. Вавилов образно называл человеческий глаз «солнечным» в том смысле, что он создай, помимо всего прочего, приспособлением организмов к жизненно важным для них световым лучам, идущим из космоса.

Точно так же оказалось затруднительным определение с закрытыми глазами пространственного положения тела при вращении его вокруг продольной оси во время орбитального полета (при освобождении от привязной системы). Интересно отметить, что в этих экспериментах П. Р. Попович в качестве ориентира в пространство использовал звук включенного вентилятора.

Выше указывалось, что глаз теснейшим образом связан с вестибулярным анализатором и что в процессе видения существенную роль играют мышцы глазодвигательного аппарата. Но кратковременная невесомость влияет и на вестибулярный анализатор и на мышечный аппарат. Поэтому, естественно, возникает вопрос: воздействует ли она на зрительные восприятия?

Именно зрительные ощущения и восприятие стали основой исследования Вселенной задолго до космических полетов.

В одной серии экспериментов испытуемые должны были в состоянии невесомости смотреть на фигуры (круг, квадрат и т. д.), нарисованные на большом листе белой бумаги. В другой серии обследуемые наблюдали светящиеся фигуры в полной темноте.

Исследования в таком плане были проведены Л. А. Китаевым-Смыком. При опросе он установил, что большинство испытуемых не отметили изменений зрительных восприятий в условиях невесомости. Однако некоторые из обследуемых отмечали: «В начале невесомости ничего не видел», «При невесомости все побледнело и расплылось», «Все двинулось вниз», «В невесомости видел только тот предмет, на который смотрел, все остальное исчезло».

Остальные части изображения вели себя по-прежнему. В результате вся фигура искажалась: круг становился эллипсом, грушей, прямые линии — изогнутыми. Когда же опыт шел в полной темноте, некоторым в невесомости представлялось будто вокруг светящихся изображений появляется широкий фиолетовый ореол. Примеры некоторых зрительных иллюзий, появляющихся в условиях невесомости. Восприятие фигур: 1 — в горизонтальном полете; II-V — в условиях невесомости: А — без фиксации взгляда; Б — с фиксацией взгляда: о — точка фиксации взгляда

В обоих случаях многим казалось, что изображения увеличиваются, расплываются, бледнеют, смещаются вниз, раскачиваются. Если же испытуемый начинал пристально смотреть на какую-нибудь часть фигуры, то эта часть переставала двигаться, расплываться; она сужалась до нормальных размеров, но делалась очень яркой.

Рассматривая механизм кажущегося увеличения фигур, Л. А. Китаев-Смык выдвигает следующую гипотезу: «В невесомости уменьшается сила мышц, разводящих глаза, и в результате глаза сходятся к носу, возникает так называемая конвергенция. Но ведь человек, как правило, фиксирует взгляд на определенном предмете (в данном случае на изображении геометрической фигуры). И чтобы предмет остался в поле зрения, у человека автоматически напрягаются мышцы, препятствующие схождению глаз. При этом сразу же вступает в действие обратная связь: мышцы сигнализируют мозгу об этом добавочном усилии. Моаг перерабатывает сигнал, в результате у человека появляется мысль: видимая фигура либо расширялась, либо удалилась (в нормальных условиях такое мышечное напряжение связано только с расширением или удалением предмета). Но второе условие — заметное удаление фигуры — было бы возможно лишь в том случае, если бы стенки кабины самолета вдруг отодвинулись. Испытуемые отлично сознают, что такого быть не может. Поэтому сознание корректирует получаемые сведения, до человека доходит лишь первое — фигура расширилась».

Каков же механизм подобных иллюзий? Ответить на этот вопрос в настоящее время можно только предположительно, хотя еще в прошлом веке было обнаружено, что при раздражении полукружных каналов вестибулярного анализатора искажалось восприятие очертаний наблюдаемых испытуемым предметов.

Согласно Китаеву-Смыку, нарушения зрения при кратковременной невесомости возникают, как правило, лишь в начале и уменьшаются к концу эксперимента. А после нескольких полетов иллюзии исчезают, наступает адаптация к новой ситуации.

Заметим, однако, что в невесомости у некоторых людей возникают и иллюзии удаления. Например, летчику М-ко в одном из первых полетов по баллистической кривой Кеплера показалось, будто «бассейн» удлинился. Пространственную иллюзию удаления органов управления самолета в условиях невесомости отметил летчик Стэллингс. Он писал: «Сначала у меня возникли некоторые ошибочные ощущения при состоянии невесомости, так что приходилось тянуться, чтобы достать различные приборы управления».

Одним из авторов (А. А. Леоновым) совместно с космонавтом П. И. Беляевым по методикам, предложенным В. Поповым и Н. Бойко, была проведена научно-исследовательская работа по изучению функции зрения в космическом полете на корабле «Восход-2». Программой работы предусматривалось исследование разрешающей способности зрительного анализатора. Острота зрения проверялась с помощью набора стандартных штриховых таблиц «Мир», вклеенных в бортжурнал. Рассматривать их необходимо было с расстояния 300 мм.

Особый интерес представляют опыты, проведенные в орбитальных космических полетах. Так, врач-космонавт Б. Б. Егоров исследовал зрительный анализатор при помощи таблиц для определения остроты зрения, адаптато-резервометра, дающего возможность выявить чувствительность глаза к свету различной яркости, и призмы Гершеля, служащей для изучения тонуса глазных мышц. По полученным данным, зрительная функция в ходе полета не нарушилась. Острота зрения, световая чувствительность глаза, тонус глазных мышц не претерпели существенных изменений по сравнению с тем, что было зафиксировано в наземных условиях.

Из таблицы видно, что разрешающая способность зрительного анализатора изменяется в односуточном космическом полете незначительно. Ухудшение остроты зрения у П. И. Беляева по сравнению с тем, что наблюдалось в лабораторных условиях, можно

Разрешающая способность зрительного анализатора космонавтов предварительно определялась в лабораторных исследованиях, а также во время тренировок в учебном космическом корабле, где проигрывалась программа полета. Полученные результаты по сравнению с данными, выявленными в условиях невесомости на орбите (на 5–6-м витках), представлены в табл. Таблица 1 Острота зрения в лабораторных условиях (5 замеров) в учебном космическом корабле (2 замера) в космическом полете (2 замера) А. А Леонов. 1.7 1,4 1,64 П. И. Беляев 1,7 — 1,34

По таблицам «Мир» определялась также зрительная работоспособность космонавтов в космическом полете. Для этого испытуемый находил один элемент таблицы, в котором он мог бы на расстоянии в 300 мм, подсчитать количество штрихов. Такой добровольный подбор элемента исключал влияние остроты зрения на результат опыта, так как космонавт в любом случае работал с надпороговой для себя величиной, т.е. выше нормальной в обычных условиях. Итоги экспериментов в лаборатории, в учебном корабле и в космическом полете сведены в табл. Таблица 2 Условия наблюдения А. А. Леонов П. И. Беляев в лаборатории Надежность % 100 100 Время работы, сек. 36 43 Острота зрения 0,95 1,17 в учебном корабле Надежность % 88 — Время работы, сек. 60 — Острота зрения 1,1 — в полете Надежность % 75 80,8 Время работы, сек. 90 — Острота зрения 1,2 1,06

объяснить характером освещения в космическом корабле.

В полете перед космонавтами ставилась также задача исследовать восприятие цвета внутри корабля, для чего применялась специальная таблица. В ней было шесть различных цветных полос, расположенных рядом с черно-белыми ступенчатыми клиньями. Известно, что все цвета по мере ослабления яркости приближаются к черному. Поэтому их можно сравнивать по данному показателю. Для исследования были выбраны три основных цвета — красный, зеленый, синий и три дополнительных к ним — голубой, пурпурный, желтый. Космонавтам предлагалось найти для каждого цвета такое поле черно-белого клина, которое имело бы с ним одинаковую яркость. Последнюю можно было определять, таким образом, в пределах десятикратного изменения. Средняя величина ошибки единичного определения яркости цвета по указанной таблице равна 15–30%.

Как явствует из таблицы, в космическом полете оперативная зрительная работоспособность значительно снижается. Это, видимо, объясняется тем, что в условиях невесомости нарушается не только общая согласованность движений, о чем речь будет дальше, но в какой-то степени, по Попову и Бойко, и координация группы глазодвигательных мышц. В новой ситуации их усилие изменить точку фиксации взора становится избыточным, из-за чего глаз как бы «проскакивает» нужный пункт в пространстве. Необходимой оказывается иная, чем прежде, настройка. Однако в данном случае она весьма трудна, потому что через 0,01 сек. следует новый импульс, который приходится на период рефракторной фазы и пропускается. При подсчетах же более крупных деталей это явление не наблюдается, так как частота импульсов при увеличении угла разрешения резко уменьшается.

Причина значительного снижения субъективной яркости отдельных цветов в условиях невесомости пока не ясна, и ее обна ружение требует дополнительных и более тонких исследовании. Вместе с тем отмеченный эффект не помешал Леонову сделать несколько зарисовок космических пейзажей как во время полета, так и по памяти, после возвращения на Землю. Некоторые из них мы приводим далее.

Сравнение результатов контрольных (или фоновых) и полетных исследований, осуществленных при дневном свете, позволило Попову и Бойко выявить дифференциальные изменения в восприятии цветов. Оказалось, что при невесомости субъективная яркость последних заметно снижается. Среднее снижение для всех экспонированных цветов составило у П. И. Беляева 26,1% и у А. А. Леонова 25%. Наибольшие отклонения наблюдались при определении яркости пурпурного и голубого цвета, несколько меньшие — при определении красного. Снижение для остальных цветных полос не превышало 10%. Усиления яркости не отмечалось ни в одном случае.

Выше говорилось о том, что величина изображения на сетчатке, напряжение глазных мышц, аккомодация и конвергенция, неодинаковость правого и левого изображения — все это главные звенья тех процессов, которые обеспечивают восприятие удаленности, объемности, величины и формы предметов. Исследования, однако, показали, что, например, аккомодация действует на расстояниях лишь до 25 м, а конвергенция — до 300–350 м. За этими пределами восприятие величины и удаленности опирается на некоторые косвенные признаки: сравнение с другими предметами, размеры которых известны, четкость контуров и г. д.

В целом при невесомости происходит адаптация зрительного анализатора. Но эти сведения относятся лишь к восприятию внутри космического корабля. Между тем не менее важно выяснить, не нарушается ли глубинное восприятие космических объектов, находящихся вне космического аппарата.

Физиологическая оптика установила, что при безориентирном зрении глаз оказывается сфокусированным не на дальнее видение, а для какого-то относительно небольшого расстояния. В связи с этим человек становится как бы близоруким. Отсюда — значительное нарушение оценки расстояния, что может затруднить в некоторых случаях работу космонавта. Так было, например, при полете американских космонавтов Макдивигга и Уайта на «Джеминай-4». Они не имели радиолокатора и пытались решить поставленную перед ними задачу сближения со второй ступенью ракеты-носителя визуально. Однако Макдивитт определил расстояние до цели в 120 м, тогда как фактически оно равнялось 600 м. На последующих кораблях этой серии пришлось поставить специальные локаторы, обеспечивающие измерение расстояния между кораблем и объектом стыковки, а также измерение их относительных скоростей.

В космическом пространстве могут создаваться такие условия, когда космонавту не будет видно ни Земли, ни звезд, ни других ориентиров. Подобные условия получили название «безориентирного зрения». При этом эффективность зрительных восприятий падает и иногда возникают различные иллюзорные ощущения.

В условиях изоляции в сурдокамере находился испытуемый С-ев. По ходу опыта в камеру частично и приглушенно передавались различные звуки. Испытуемый должен был в форме репортажа сообщать о всех воспринятых слуховых явлениях. В ряде случаев, когда С-ев знал, что происходит вовне (скажем, электрофизиологическая запись, специальное прослушивание магнитофонных записей обслуживающим персоналом после отчетных сообщений и т. д.), он достаточно точно воспринимал шумы и разговоры в аппаратной. При обстоятельствах же, которые ситуационно были неясны испытуемому, он совершал грубые ошибки. Так, С-ев неправильно оценивал смысл разговора, не узнавал голоса, а шум работающего электромотора в аппаратной воспринимал как магнитофонное воспроизведение определенной песенки в исполнении Робертино Лоретти. В реальности своих ощущений испытуемый был убежден совершенно твердо.

Не менее интересен другой факт. Американский космонавт Г. Купер сообщил, что видел во время орбитального полета невооруженным глазом дома и другие постройки на Тибете. Между тем, как показали расчеты, разрешающая способность глаза человека не позволяет различать подобные объекты с такой высоты. Нами (В. И. Лебедевым, О. Н. Кузнецовым) сообщение Купера было объяснено как результат иллюзии узнавания, обусловленной недостаточной информативностью раздражителя. В этой ситуации правильное осмысление раздражителя связано с мобилизацией соответствующих представлений, известных из опыта. Коль скоро она не удается, возникает обман чувств, иллюзия узнавания. Подтверждением здесь в какой-то степени служит следующий специальный эксперимент, правда с другим анализатором — слуховым.

Приведем впечатления А. А. Леонова о выходе в безопорное космическое пространство: «При открывании наружной крышки шлюза космического корабля „Восход-2» необъятный космос предстал перед взором во всей своей неописуемой красоте. Земля величественно проплывала перед глазами и казалась плоской, и только кривизна по краям напоминала о том, что она все-таки шар. Несмотря на достаточно плотный светофильтр иллюминатора гермошлема, были видны облака, гладь Черного моря, кромка побережья, Кавказский хребет, Новороссийская бухта. После выхода из шлюза и легкого отталкивания произошло отделение от корабля. Фал, посредством которого осуществлялось крепление к космическому аппарату и связь с командиром, медленно растянулся во всю длину. Небольшое усилие при отталкивании от корабля привело к незначительному угловому перемещению последнего. Мчавшийся над Землей космический аппарат был залит лучами Солнца. Резких контрастов света и тени не наблюдалось, так как находящиеся в тени части корабля достаточно хорошо освещались отраженными от Земли солнечными лучами. Проплывали величавые зеленые массивы, реки, горы. Ощущение было примерно таким же, как и в самолете, когда летишь на большой высоте. Но из-за значительного расстояния невозможно было

Особенно возрастает роль зрения для ориентировки при выходе человека из космического корабля в безопорное пространство. Здесь космонавта связывает с кораблем только гибкий фал, который в какой-то мере является элементом опоры, но в редуцированном виде. В этой ситуации отпадают все тактильные и мышечные ощущения, возникающие от прикосновения к отдельным деталям и площадям опоры в кабине. В открытом космическом пространстве нервные импульсы, идущие от мышечно-суставного аппарата и рецепторов кожи, не позволяют составить представления о пространственных отношениях тела космонавта с окружающими его предметами, а дают только информацию о взаимоотношениях между отдельными частями тела, т.е. о «схеме тела», в которую включен еще скафандр и фал. Следовательно, при выходе из корабля у человека «разрушается» психологическое представление о своем положении относительно геометрии кабины, основанное на зрительных, тактильных, мышечно-суставных ощущениях, и он должен перейти к ориентации, «опираясь» лишь на зрительные восприятия.

Двигаться приходилось около корабля, летящего с космической скоростью над вращающейся Землей. Отходы от космического аппарата осуществлялись спиной с углом наклона тела в 45° к продольной оси шлюза, а подходы — головой вперед с вытянутыми руками для предупреждения удара иллюминатора гермошлема о корабль (или „распластавшись» над кораблем, как в свободном падении над землей при парашютном прыжке). При движениях ориентироваться в пространстве приходилось на движущийся корабль и „стоящее» Солнце, которое было над головой или за спиной… Рис. 11 Космонавт А. А. Леонов в безопорном космическом пространстве вне корабля

определить города и детали рельефа, и это создавало впечатление, что как будто проплываешь над огромной красочной картой. Рис. 10 Космонавт А. А. Леонов в безопорном космическом пространстве вне корабля

Итак, опыт орбитальных полетов и выхода космонавтов из космического корабля в безопорное пространство показал, что человек может приспособиться к ориентации в столь необычных для него условиях. При этом между органами чувств возникают иные соотношения, чем на Земле. Главное значение приобретают зрение, тактильные и мыщечно-суставные ощущения и меньшее — сигнализация со стороны отолитового прибора. Эта новая функциональная система анализаторов менее устойчива по сравнению с естественной, выработавшейся в течение длительного эволюционного и исторического развития человеческого организма.

При одном из отходов в результате отталкивания от космического корабля произошла сложная закрутка вокруг поперечной и продольной оси тела. Перед глазами стали проплывать немигающие звезды на фоне темно-фиолетового с переходом в бархатную черноту бездонного неба. В некоторых случаях в поле зрения попадали только по две звезды. Вид звезд сменялся видом Земли и Солнца. Солнце было очень ярким и представлялось как бы вколоченным в черноту неба. Вскоре угловая скорость снизилась за счет скручивания фала. Во время вращения, хотя корабля и не было видно, представление о его местонахождении сохранилось полностью и дезориентации не наблюдалось. О своем положении в пространстве по отношению к кораблю можно было судить по перемещающимся в поле зрения звездам, Солнцу и Земле. Хорошим ориентиром являлся также фал, когда он был полностью натянутым».


В будущих полетах, когда космические аппараты с людьми будут уходить от Земли к другим планетам, а космонавты с помощью реактивных средств будут все дальше и дальше отдаляться в безопорном пространстве от своих кораблей, не исключена возможность появления пространственных иллюзий и дезориентации. В связи с этим проблема ориентировки человека в космическом пространстве становится еще более актуальной.





Далее:
YOUNG JOHN.
Краффт А. Эрике «Будущее космической индустрии».
ОТ АВТОРА.
Эксперименты на геофизических ракетах.
Космическая медицина—земной!.
Frank Borman.
Глава 2.
Ю.Кондратюк «Завоевание межпланетных пространств».


Главная страница >  Цитатник