Защита людей при длительных маневрах с высокой перегрузкой

Никак без существенной аугментации. 10 г приближаются к пределу краткосрочной переносимости человека, измеряемой в минутах. Очевидно, что человек может пережить сотню перегрузок при аварии, но это происходит в течение очень короткого периода времени.

Вот диаграмма того, что может выдержать типичный пилот

Как видите, позиция очень важна, но общее время до затемнения все еще очень мало.

При массе 10 г человеческое тело не сможет двигаться. Он должен находиться в полулежачем положении, полностью поддерживаемом. Для сравнения: сейчас, когда ракета взлетает, астронавты испытывают ускорение в 4 g, и они не делают ничего, кроме как сидят и наслаждаются полетом. Внезапное приложение к кому-либо 10 g-сил почти наверняка вырубит его, поэтому вам нужно будет постепенно увеличивать тягу и, надеюсь, вы не сможете делать внезапные боковые изменения, если только сиденье пилота не сможет смещаться, чтобы удерживать пилота в центре (в классической ракете). это не большая проблема, если только у него нет боковых подруливающих устройств или он не получает удар, приводящий его к вращению).

Вы можете использовать экзоскелет с электроприводом, чтобы позволить некоторым вспомогательным движениям конечностей при больших перегрузках. Дыхание является проблемой, так как способность дышать зависит от способности диафрагмы создавать всасывание против грудной клетки, сжимать грудную клетку, и вы не можете дышать. Использование жидкой среды (например, Abyss) или воздуха под избыточным давлением (например, аппарата CPAP или аппарата ИВЛ) может помочь, оба эти решения проблематичны для длительного использования (нынешние летчики-истребители используют маску, поскольку вентилятор обычно требует, чтобы пациент быть седативным, если он не хирургическим путем помещается в трахею, как в случае с Кристофером Ривзом). Избыточное давление от маски или вентиляционного отверстия повреждает легкие, поэтому вы можете только форсировать вентиляцию в течение длительного времени. Жесткий костюм для торса, который имитирует вентилятор отрицательного давления (железное легкое), может быть лучше, но, конечно, они также имеют последствия, поскольку сильно ограничивают движение. Электроды для принудительного сокращения мышц также могут помочь, когда пилот утомляет нервно-мышечную систему, пытаясь противостоять перегрузке (также потребуется компрессионный костюм).

Лучшее, на что вы можете надеяться при нагрузке менее 10 g, — это некоторая способность получать визуальную/аудиоинформацию (это ухудшается, поскольку глазное яблоко деформируется при высокой нагрузке) и, возможно, нажимать некоторые клавиши под пальцами. Вы можете подать какой-нибудь препарат с высокой перегрузкой (например, Expanse), который помогает сердцу поддерживать кровяное давление. Но этот препарат, который предположительно является местным сосудосуживающим средством для повышения артериального давления и предотвращения скопления крови в «нижних» частях тела, будет очень опасен, если толчок внезапно прекратится.

Если вам действительно нужно это сделать, вам понадобится работающий нейронный интерфейс, если вы хотите получать информацию от астронавтов, помимо, возможно, нескольких бинарных нажатий кнопок. Сердце не выдержит, поэтому вам нужно будет установить систему ЭКМО (экстракорпоральная мембранная оксигенация), которая вводит насыщенную кислородом кровь непосредственно в сосудистую систему головного мозга. Таким образом, остальная часть тела может потерять кровообращение в течение нескольких часов и все еще быть в порядке, но мозг остается насыщенным кислородом и работоспособным. Даже это дает вам несколько часов на высокой тяге, а не дни. Вы должны снизить скорость на несколько часов (возможно, в соотношении 1:1), чтобы восстановиться.

В конечном итоге периоды высокой g будут иметь долгосрочные последствия. Существует очень большая вероятность повреждения сосудов, что может привести к микроинсультам и возможной деменции. Сжатие головного мозга по направлению к задней части черепа вызовет нагрузку на тонкие кровеносные сосуды, отходящие от твердой мозговой оболочки, что приведет к внутричерепному кровоизлиянию. Небольшие кровоизлияния в суставы, кожу и внутренние органы приводят к другим формам повреждений, артритам и рубцеванию. Повторяющаяся ишемия тканей из-за низкого кровотока может привести к повреждению органов. У астронавтов, делающих это, будет короткая карьера, и в конечном итоге они во многом будут похожи на боксеров или футболистов.

Краткий ответ - нет .

Для людей, которые родились и созрели в мире 1G, их физиология не может выдержать 10G в течение нескольких секунд, не говоря уже о днях подряд. Потеря сознания происходит у «нормальных» людей между 4 и 8G. Военно-воздушные силы и космические организации тщательно изучили эту тему, и лучшее, что можно сделать, — это использовать позиционирующие и скафандры для временного облегчения симптомов.

Вы можете полностью и совершенно забыть о том, что «нормальные» люди ходят за пределами 2G.

Однако если вы можете и хотите, чтобы ваши летные экипажи рождались и развивались в среде с более высокой гравитацией, то вы можете, по крайней мере, уменьшить перепад гравитации до менее 10 и дольше поддерживать их функциональность.

Если вы сможете снизить ΔG до менее 4, вы, вероятно, сможете поддерживать работоспособный летный экипаж в течение небольшого количества дней — при условии, что их тела всегда будут перпендикулярны вектору ускорения (чтобы голова и сердце ускорялись вместе).

Летные экипажи, которые родились и созрели в течение примерно 20 лет в среде 6G, которые затем были привязаны к прокладкам, способным скользить с минимальным трением по поверхности очень большой (магнитно-отталкивающей) пластины (т.е. колода) — это единственный способ, которым я могу увидеть хоть что-то отдаленно похожее на человека, остающееся в сознании в течение нескольких дней в 10G.

Приведут ли 20 лет в среде 6G к появлению через несколько поколений существ, хотя бы отдаленно напоминающих людей, — это совершенно другой вопрос.

Является ли «подушки на тарелке» (представьте себе маленьких людей, лежащих на шайбах на столе для аэрохоккея) визуально приемлемой командной колодой, это тоже совершенно другой вопрос.

Конечно, летные экипажи, которые родились и созрели в среде 6G, плохо себя чувствовали бы в среде 1G — так что вы что-то выигрываете, а что-то теряете.

Я не уверен, как это выдерживает 10 G, но Джерри Андерсон придумал решение в сериале 1970-х « НЛО » . Заполните скафандр сверхнасыщенной кислородом жидкостью, а космический корабль той же жидкостью ( без сверхнасыщения кислородом). Вода не сильно сжимается, поэтому поддерживаемое тело должно выдерживать большие перегрузки.

Кто-то другой должен будет сделать математику.