В списке вопросов, которые школьники задают космонавтам на встречах, этот держится в первой пятёрке — где-то между «как вы ходите в туалет?» и «видно ли из космоса Великую Китайскую стену». Можно ли плакать на орбите? Интернет отвечает броско: «космонавтам запрещено плакать!» Скажем сразу и честно: никакого пункта о запрете слёз в должностных инструкциях экипажей МКС не существует — это фольклор. Но, как часто бывает с космическими легендами, за красивым преувеличением прячется настоящая и очень интересная физика. Плакать в невесомости действительно не стоит. Не потому, что накажут, — а потому, что слёзы там ведут себя как маленькие враждебные существа. Разберёмся, что именно происходит с человеческой слезой, когда исчезает сила тяжести, и почему этот вопрос давно перестал быть курьёзом и стал предметом серьёзной космической медицины.
Слеза, которая никуда не падает
На Земле механика плача отточена эволюцией до автоматизма. Слёзная железа, спрятанная под верхним наружным краем глазницы, выделяет жидкость; та омывает глаз, а излишки уходят двумя путями — стекают по щеке вниз, подчиняясь гравитации, и откачиваются через слёзные точки во внутреннем уголке глаза в носослёзный канал (поэтому, когда мы плачем, приходится шмыгать носом). Ключевое слово — «вниз». Вся дренажная система рассчитана на то, что у жидкости есть куда падать.
В невесомости слово «вниз» теряет смысл, и командование слезой принимают другие силы — те, что на Земле оставались на вторых ролях. Главная из них — поверхностное натяжение. Молекулы воды охотно цепляются друг за друга, и в отсутствие гравитации, которая на Земле растягивает и разрывает эти объятия, жидкость стремится к форме с минимальной поверхностью — к шару. Любой, кто видел знаменитые орбитальные видеоопыты с плавающими водяными сферами, знает, как это выглядит. Со слезой происходит ровно то же самое, только шар этот формируется не в воздухе, а прямо на глазном яблоке.
Вторая сила — смачивание и капиллярные эффекты: слеза «прилипает» к влажной поверхности глаза и коже век и не желает с ними расставаться. Итог описал канадский астронавт Крис Хэдфилд, который в 2013 году, командуя МКС, поставил наглядный эксперимент — закапал себе в глаза воду перед камерой. Жидкость не скатилась по щеке. Она собралась в дрожащий, растущий пузырь, который облепил глаз, перевалился через переносицу и принялся осваивать второй глаз. «В космосе можно плакать, — резюмировал Хэдфилд, — но слёзы не текут. Они просто сидят на глазу, пока их не смахнёшь». Вывод астронавта звучал почти афористично: без гравитации слёзы не работают.
«Слёзы в космосе жгутся»: свидетельства очевидцев
Казалось бы, подумаешь — водяной шарик на глазу, смахнул и забыл. Но у проблемы есть неприятное продолжение, о котором астронавты рассказывают с редким единодушием: слёзы на орбите жгут глаза. Астронавт Эндрю Фьюстел сформулировал это в интервью после полёта коротко: «Слёзы в космосе не текут — они жгутся».
Фьюстел знал, о чём говорил, — его история стала хрестоматийной. В мае 2011 года, во время выхода в открытый космос в миссии шаттла «Индевор» STS-134, ему в глаз попала капля раздражающего вещества — по разбору полётов, скорее всего, следы антизапотевающего состава, которым обрабатывают изнутри стекло гермошлема. На Земле такая неприятность решается за минуту: проморгался, слеза смыла раздражитель и стекла. В скафандре, в вакууме, на высоте четырёхсот километров глаз протереть нечем — руки в перчатках находятся снаружи герметичной оболочки. Выделившаяся слеза никуда не ушла, а расползлась по глазу вместе с раздражителем, и жжение усилилось настолько, что Фьюстел временно почти не видел одним глазом — посреди многочасовой внекорабельной работы. Спасла смекалка: внутри шлема у астронавтов закреплён поролоновый блок — приспособление, чтобы зажимать нос при продувке ушей. Фьюстел изловчился и потёрся глазом об него. После этого случая NASA пересмотрело процедуры обработки шлемов — инцидент разобран в официальных материалах агентства.
Почему же слёзы, наша природная промывочная жидкость, в космосе причиняют боль? Единого ответа космическая медицина пока не дала, но складывается он из нескольких частей. Во-первых, слеза не уходит — а значит, всё, что она должна была смыть (пылинки, раздражители, продукты обмена роговицы), остаётся плескаться у поверхности глаза в том самом шарике. Промывание без слива — это не промывание, а болтанка. Во-вторых, застойный слёзный пузырь нарушает нормальную слёзную плёнку — тончайший трёхслойный «бутерброд» из муцина, воды и липидов, который защищает и питает роговицу. И в-третьих, сама орбитальная среда глазам не друг: атмосфера станции суше земной, в воздухе кабины летает не оседающая (падать-то некуда) микроскопическая пыль и частицы, и жалобы на раздражение глаз и синдром сухого глаза входят в число самых частых медицинских записей экипажей МКС — это отражено в публикациях по офтальмологии космических полётов в профильных журналах.
Жидкость, которая ищет глаза: большой контекст маленькой слезы
Слёзный пузырь — лишь частный случай общего закона: в невесомости жидкости в человеческом теле ведут себя не по-земному. С первых часов полёта происходит перераспределение жидкостей к голове — знаменитый fluid shift, из-за которого лица космонавтов на орбите выглядят одутловатыми, а ноги худеют («куриные ножки», как шутят врачи полёта). Кровь и лимфа, которые на Земле гравитация оттягивала вниз, приливают к верхней половине тела — в том числе к тканям вокруг глаз.
Именно здесь скрыта самая серьёзная глазная проблема космонавтики — и она делает разговор о «слезах в невесомости» совсем не детским. У значительной части астронавтов после длительных полётов врачи фиксируют изменения зрения: уплощение глазного яблока, отёк диска зрительного нерва, сдвиг рефракции. Синдром получил официальное название SANS — нейроокулярный синдром, связанный с космическим полётом (Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome). Ведущая гипотеза связывает его как раз с хроническим приливом жидкости к голове и изменением давления в черепе и тканях глаза. NASA называет SANS одним из главных медицинских барьеров на пути к марсианским экспедициям, и в 2020-е годы на МКС этой теме посвящена целая программа исследований — от ультразвукового мониторинга глаз до экспериментов со специальными штанами отрицательного давления, оттягивающими жидкость обратно к ногам. Так что глаз в невесомости — орган, за которым космическая медицина следит пристальнее всего. И лишняя жидкость на нём и вокруг него — в буквальном смысле последнее, что нужно орбитальному организму.
Так можно всё-таки плакать или нельзя?
Вернёмся к «запрету». Эмоционально плакать на орбите никто не запрещает — и космонавты, случалось, плакали: от усталости, от новостей с Земли, от вида родной планеты в иллюминаторе, о чём не раз рассказывали в мемуарах и интервью члены экипажей. Физиология этого не отменяла: слёзная железа исправно работает и в невесомости, эмоциональная слеза выделяется как положено.
Просто сам процесс лишается всякого земного смысла и комфорта. Слеза не катится по щеке, принося то самое облегчение, — она копится на глазу жгущимся пузырём, размывает зрение, и её приходится промакивать салфеткой, как пролитый сок. Астронавт Клейтон Андерсон, отвечая на этот вопрос публично, описывал ощущение ёмко: плакать можно, но глазам будет неприятно, а слёзы придётся собирать вручную. Ситуация комическая и грустная одновременно: невесомость отняла у человека возможность поплакать «нормально». Отдельная статья — уже упомянутый скафандр: вот там слеза действительно становится нештатной ситуацией, потому что доступа к глазу нет вовсе, а залитый глаз во время выхода в открытый космос — это риск для всей операции. Если и искать рациональное зерно легенды о «запрете», оно здесь: перед внекорабельной деятельностью экипажи всерьёз заботятся о том, чтобы глазам ничто не угрожало.
