Космос кажется чем-то далеким. Казалось бы, какое отношение космические технологии, где даже продукты сублимированные, а любая тара адаптирована к невесомости, имеют к нашей повседневной жизни?
На самом деле, отношение самое прямое!
Взять хотя бы самый обычный универсальный аэрозоль, который справляется с дверным скрипом, борется со ржавчиной и защищает электрику от влаги. Наверняка, у вас где-то завалялась хотя бы одна баночка «вэдэшки». Но знаете ли вы, что «WD-40» когда-то разработали для защиты корпуса ракеты «Атлас» от коррозии?
С тех пор космические технологии прочно вошли в обычную жизнь, особенно в сферу медицины. В предыдущей статье мы уже объяснили то, что такое космическая медицина: наука о том, как сохранить здоровье человека, который выбрал космонавтику своей профессией. В ней же кратко упомянули и о том, какие космические штуки нашли применение на Земле. Давайте сегодня продолжим этот разговор!
Как космос стал лабораторией для медицины
Представьте, что вы нашли в интернете видео с рецептом вкусного пирога. Но автор долго рассуждает, где растет лучшая пшеница, и вспоминает, как готовила любимая бабушка. Да еще и говорит медленно-медленно… Рецепт, который можно объяснить за 15 минут, растягивается на целый час!
Что делает большинство людей? Ускоряет видео в 2 раза.
По похожему принципу работают и ученые. В космосе многие заболевания развиваются быстрее, чем на Земле. Например, остеопороз и мышечная атрофия — из-за того, что в условиях микрогравитации на кости и мышцы почти нет нагрузки. За один месяц человек может потерять до 1,5% костной массы. Мышцы тают еще быстрее: за 8 дней астронавты теряют от 4 до 10% мышечной массы, а если полет длится от 9 до 16 дней, потери доходят до 16%.
Вот почему космос стал идеальной моделью для медицины. Это как нажать кнопку «x2» для физиологических процессов и посмотреть, что произойдет с телом в ускоренном режиме. Причем в контролируемой среде: четкий рацион, постоянное наблюдение, стандартизированная нагрузка.
Именно в таких условиях еще с 1960-х годов начались первые космические эксперименты. Тогда врачи проверяли: выдержит ли человек перегрузки, невесомость, замкнутое пространство? Измеряли давление, массу тела, дыхательные параметры, проводили ЭКГ и анализы крови.
Но скоро стало ясно: космос — это мощнейшая исследовательская платформа, где можно изучать процессы старения, потерю мышечной массы, заживление ран, психологическую устойчивость, иммунитет. Там можно получить данные, на которые на Земле ушли бы годы.
Сегодня в космосе изучают:
- Остеопороз, в том числе, чтобы подбирать терапию для пожилых;
- Атрофию мышц — эти данные используют в восстановительной медицине;
- Психологическую адаптацию — как человек справляется с изоляцией;
- Иммунную систему, микробиом, регенерацию тканей;
- Влияние радиации на риск онкологии.
Все эти вещи помогают создавать технологии для реабилитации, развивать телемедицину и открывать новые препараты. Врач в космосе работает не только над здоровьем космонавтов, но и делает огромный вклад в земную медицину.
Телемедицина: от кабеля Леонова до онлайн‑операций
1965 год
Алексей Леонов — первый в истории человек, побывавший в открытом космосе. Во время миссии «Восход‑2» 18 марта 1965 года он провел за пределами корабля 12 минут. Но нельзя же просто выпустить человека в космос! Важно отследить, что происходит с его телом в этих условиях.
Леонова подключили к станции специальным умбиликальным тросом (umbilical tether). Он подавал кислород и передавал биомедицинские данные с датчиков, встроенных прямо в скафандр. Информация шла по цепочке: от датчиков на скафандре через трос к кораблю, а далее по радиоканалам на Землю. Там ее анализировали медики: глубину дыхания, температуру, положение тела и ЭКГ‑подобные сигналы. Позже, у других космонавтов появились инфракрасные сенсоры и бесконтактные термометры. Да, обычно мы представляем, что врач в космосе находится прямо в космическом корабле, но на самом деле, медики следят за здоровьем космонавтов с Земли.
По сути, именно с этого момента и началась история телемедицины — возможности следить за здоровьем человека на расстоянии в режиме реального времени. Это были космические технологии, а теперь они доступны нам.
Современность
Сейчас врачи могут общаться с пациентами из любой точки мира: теперь не обязательно ехать в другой город, чтобы попасть к конкретному специалисту, и можно дистанционно поддерживать поистине космическое здоровье.
В 2021 году в России провели почти 5 миллионов телемедицинских консультаций. Точнее — около 4,95 миллиона, что на 9,7% больше, чем годом ранее.
И это только начало!
В 2019 году в Сеченовском университете начали применять робота‑травматолога-хирурга. С тех пор он успел провести более 30 операций: от эндопротезирования до удаления новообразований костей и суставов. Главное преимущество — высокоточная резекция костной ткани по индивидуальному плану. Все вмешательства прошли успешно!
В России все активнее внедряются роботизированные хирургические системы da Vinci. Одна из самых современных, модель da Vinci Xi, уже используется в исследовательском центре имени В.А. Алмазова. С ее техническими возможностями можно проводить высокоточные операции в онкологии, урологии, гинекологии и других областях. Система позволяет выполнять сложные процедуры через небольшие разрезы с помощью роботизированной руки и 3D-визуализации через специальные линзы. Хирург управляет процессом с помощью джойстиков и педалей, наблюдая за полем операции в объемном изображении. Это точная и минимально инвазивная технология, которая помогает врачам работать деликатнее, а пациентам восстанавливаться быстрее.
Да, хирург все еще находится в том же здании, но теперь ему даже не нужно касаться пациента. Полностью удаленные операции пока редкость и проводятся скорее в экспериментальных целях.
Например:
- В 2019 году в Китае впервые провели успешную операцию по сети 5G: хирург управлял роботом, оперируя печень свиньи.
- В России разрабатывается система LevshAI для дистанционных нейрохирургических операций с тактильной обратной связью, чтобы лучше управлять инструментами.
- А в 2024 году хирург из Барселоны дистанционно удалил опухоль почки у пациента в Пекине!
Все эти технологии выглядят как научная фантастика, ставшая реальностью
Реабилитационные технологии: костюмы «Пингвин» и «Регент»
Мы уже говорили о том, что в невесомости космонавты теряют мышечную силу и плотность костей. Чтобы справиться с этим, еще в советское время создали костюм «Пингвин».
Это своеобразная одежда, которая состоит из эластичных лент и утяжеленных элементов, которые создают постоянную нагрузку на тело. Благодаря этому сохраняется мышечный тонус, улучшается кровообращение, замедляется потеря костной массы и сохраняется космическое здоровье. «Пингвин» стал обязательным пунктом на орбитальных станциях «Салют», «Мир», а позже и на МКС.
Со временем стало ясно — если костюм работает в космосе, он может помочь и на Земле. Так появился «Регент» — усовершенствованная версия «Пингвина», предназначенная для реабилитации после инсульта и черепно-мозговых травм. Он помогает людям восстанавливать двигательные навыки и контроль баланса.
А в 1990‑х появился Adeli‑костюм, который применяют в лечении детского церебрального паралича. Он помогает улучшить координацию, стабилизирует походку и укрепляет контроль над движениями.
Отдельно стоит упомянуть и подошвенный стимулятор «Корвит». Это устройство через легкие электрические импульсы имитирует ходьбу у лежачих пациентов. Оно улучшает кровообращение, снижает риск пролежней и мышечной атрофии.
Биотехнологии: космические биореакторы и тканевая инженерия
Можно ли вырастить хрящ или кусочек кости в космосе? Оказывается, да.
Команда ученых и инженеров из Сеченовского университета, НПП «БиоТехСис» и РКК «Энергия» разработала специальный биореактор МСК‑2 — установку, в которой выращиваются стволовые клетки человека. Это происходит на космической станции в условиях микрогравитации, где клетки ведут себя иначе, чем на Земле. Их помещают в специальную «губку» из коллагена, которая напоминает живую ткань, и наблюдают, как они растут, делятся и формируют структуры.
Первый запуск прошел в 2020 году. За это время клетки на орбите начинают формировать тканевые зачатки, например, биоэквивалент кожи, хрящевые и костные структуры. После возвращения на Землю исследователи анализируют полученный материал.
Почему это важно? Потому что такие данные могут помочь в лечении болезней, связанных с разрушением тканей: остеопороза, артроза, травм костей и хрящей. Невесомость позволяет увидеть, как клетки растут без привычного для нас давления и гравитации. Это дает новый взгляд на регенерацию и разработку биоимплантов, в том числе для 3D-биопечати. Технологии со стволовыми клетками уже активно применяют в клиниках, а данные с орбиты помогают понять, как сделать такую терапию еще эффективнее.
Вот так космическая биология и медицина работают и на Земле.
Инновации будущего: центрифуги и системы жизнеобеспечения
Центрифуга короткого радиуса (ЦКР)
Это еще один способ сохранить мышечную и костную массу. Космическая центрифуга короткого радиуса (или SAHC — Short-Arm Human Centrifuge) — это аппарат, который вращает человека в замкнутом пространстве, создавая искусственную гравитацию. Даже час в день в такой центрифуге помогает сохранить мышцы и кости в тонусе. Это такой своеобразный способ обмануть организм, заставив его поверить, что гравитация никуда не делась.
А чем эта разработка может быть полезна на Земле? Она нужна для реабилитации лежачих пациентов после травм или операций. Центрифуга создает пассивную нагрузку. Благодаря этому человек постепенно восстанавливается, даже если сначала не может двигаться самостоятельно. Например, в исследовании AGBRESA, которое проводили ESA, DLR и NASA, участники 60 дней лежали без движения. Но у тех, кто проходил ежедневные 30‑минутные сеансы в центрифуге, сохранилась сила мышц, нормальный метаболизм костной ткани и работа сосудов.
Системы фильтрации
На МКС работает система жизнеобеспечения ECLSS, которая очищает воздух и воду. Она перерабатывает до 90% влаги: из конденсата, мочи и воздуха. Вода проходит через космические фильтры, обработку йодом и УФ-дезинфекцию, а воздух очищается от CO₂ и вредных примесей.
Эти космические предметы и технологии тоже применяются на Земле.
Например:
- Microbial Check Valve — простая система с йодированной смолой, созданная для шаттлов, сегодня используется даже там, где нет электричества.
- NanoCeram‑UVC — фильтры с ультрафиолетом, которые очищают воду на 97%. При этом энергия почти не тратится! Уже работают в гуманитарных миссиях.
- Компактные HEPA‑фильтры и УФ‑очистители, вдохновленные ECLSS, применяются в мобильных клиниках и полевых госпиталях.
Благодаря этим разработкам чистая вода и воздух стали доступны даже там, где это раньше казалось невозможным.
Подведем итоги: почему космическая медицина — драйвер земного здравоохранения
Космос — это не только ракеты и астероиды. Это пространство, где рождаются решения, которые меняют нашу с вами повседневную жизнь. Все, что было придумано для космонавтов, со временем используется и на Земле: от костюмов для восстановления после инсульта до систем очистки воды и воздуха.
Космическая медицина не только помогает восстановить здоровье космонавтов, но и решает сверхсложные задачи. Технологии, которые прошли проверку в космосе, становятся особенно надежными и полезными в земной медицине. Они помогают врачам действовать точнее, пациентам — восстанавливаться быстрее, а системе здравоохранения — становиться современнее и эффективнее.
Подумать только: до 60% реабилитационных технологий в России основаны на космических разработках! И это только начало. Чем активнее мы изучаем космос, тем больше полезных решений возвращается обратно на Землю — туда, где они особенно нужны.
Источники
- NASA Spinoff. (1996). Medical technology transfer to Earth applications. https://spinoff.nasa.gov/spinoff1996/27.html
- WD-40 Company. WD-40 History. https://www.wd40.com/history/
- Чем занимается космическая медицина на МКС. N+1. https://nplus1.ru/material/2017/01/10/medicine-in-the-space
- NASA. The Human Body in Space. https://www.nasa.gov/humans-in-space/the-human-body-in-space/
- Chang E. J. et al. (2022). Effects of microgravity on bone and muscle loss. KJASEM. https://www.kjasem.org/journal/view.html?uid=874&vmd=Full
- Park S. H. et al. (2022). Microgravity and muscle atrophy. PMC8983659. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8983659/
- NASA-STD-3001 Technical Brief: Bone Loss (OCHMO-TB-030). https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/12/ochmo-tb-030-bone-loss.pdf
- Hoffler G. W., Johnson R. L. (1975). Apollo Flight Crew Cardiovascular Evaluations. Lyndon B. Johnson Space Center. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19760005591/downloads/19760005591.pdf
- NASA. (2022). Space radiation research fights cancer on Earth. https://www.nasa.gov/technology/tech-transfer-spinoffs/nasa-funded-space-radiation-research-fights-cancer-on-earth/
- IAEA. (2022). Cosmic radiation: why we should not be worried. https://www.iaea.org/newscenter/news/cosmic-radiation-why-we-should-not-be-worried
- NASA. STL‑Immune: understanding immune response in space. https://spacenews.com/nasa-sends-cells-into-space-to-understand-growth-and-infection/
- NASA. Rodent Research Program Overview. https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/ames/ames-science/ames-space-biosciences/rodent-research/
- NASA. Space psychology and Chilean miners. https://www.nasa.gov/missions/station/understanding-the-psychological-hazards-of-spaceflight-on-the-space-station/
- National Academy of Sciences. (1972). Human Factors in Long-Duration Spaceflight. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19720012453/downloads/19720012453.pdf
- Kosmos: The Nightmare of Voskhod 2. Smithsonian. https://www.smithsonianmag.com/air-space-magazine/the-nightmare-of-voskhod-2-8655378/
- Portree D. S. F., Treviño R. C. (1998). Walking to Olympus: EVA Chronology. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19980004606/downloads/19980004606.pdf
- Voskhod-2 Mission Report. NASA SMA. https://sma.nasa.gov/SignificantIncidents/assets/spaceflight-mission-report_-voskhod-2.pdf
- Биомедицинское обеспечение ВКД. https://ntrs.nasa.gov/citations/20080000344
- Минздрав РФ. (2021). Отчет о работе за 2020 год. https://static-0.minzdrav.gov.ru/system/attachments/attaches/000/055/642/original/MZRF_2021_All_08-04-2021-Preview.pdf
- Официальный сайт Минздрава РФ. https://minzdrav.gov.ru/
- Sechenov University. (2020). Robotic traumatologist in endoprosthetic surgery. https://fmsmu.com/2020/05/27/sechenov-introduces-robotic-traumatologist-in-endoprosthetic-surgery/
- Almazov Centre. Da Vinci Xi robotic system. https://www.almazovcentre.ru/?p=89765&lang=en
- Huawei. World’s First Remote Operation Using 5G. https://www.huawei.com/en/huaweitech/industry-insights/outlook/mobile-broadband/wireless-for-sustainability/cases/worlds-first-remote-operation-using-5g-surgery
- LevshAI. Официальный сайт. https://neurosputnik.com/levshai/
- Fundació Puigvert. (2024). World’s first transcontinental nephrectomy. https://www.fundacio-puigvert.es/en/dr-alberto-breda-performs-the-worlds-first-transcontinental-partial-nephrectomy-from-bordeaux-to-beijing-via-tele-surgery/
- Penguin Suits. https://www.itslikethis.org/penguin-suits/
- Science Museum Group. Prophylactic Penguin Suit. https://space-centre-dev.azurewebsites.net/collections/categories/spacesuits-and-clothing/prophylactic-body-loading-suit-penguin-suit/
- PMC. Use of Regent suit in rehabilitation. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9243534/
- Sechenov University. Космическая биопечать. https://www.sechenov.ru/pressroom/news/biopechat-vyshla-na-orbitu-/
- Stem Cell Research & Therapy. https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13287-022-03054-0
- IMR Press. MicroRNA in bone loss. https://www.imrpress.com/journal/FBS/14/3/10.31083/j.fbs1403017/htm
- Izvestia. (2025). Импланты из российских биополимеров. https://en.iz.ru/en/1851946/2025-03-11/first-implants-made-russian-biopolymers-have-been-created-russia
- Wired. (2009). Human centrifuge training. https://www.wired.com/2009/07/humancentrifuge/
- Clement G. et al. (2022). AGBRESA results. Acta Astronautica. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20220012315/downloads/220808%20AGBRESA_SM_Acta_Astronautica%20-%20Accepted.pdf
- NASA. Environmental Control and Life Support System (ECLSS). https://www.nasa.gov/reference/environmental-control-and-life-support-systems-eclss/
- NASA. ECLSS system documents. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20210010644/downloads/132-1-Final.pdf
- NASA. Water purification efficiency. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20230008504/downloads/ICES-2023-312%20Final.pdf
- ESA. Advanced NASA tech supports global water purification. https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/International_Space_Station_Benefits_for_Humanity/Advanced_NASA_Technology_Supports_Water_Purification_Efforts_Worldwide