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Sergueï Piatakov
L’homme du futur pourra plonger à de grandes profondeurs, mais il devra apprendre à respirer des liquides.
La respiration liquide, ou respirer à l'aide d'un liquide qui dissout bien l'oxygène, est depuis longtemps une idée fixe pour les scientifiques du monde entier. Le dispositif « homme amphibie » est capable de sauver la vie de plongeurs et de sous-mariniers ; cette technologie peut être utilisée en médecine et, à l'avenir, elle sera utile pour effectuer des vols spatiaux de longue durée lors de l'exploration d'autres planètes. De véritables développements pour créer un appareil respiratoire liquide ont été réalisés dans les années 1970-1980 en URSS et aux États-Unis, puis des expériences ont été menées sur des animaux, mais aucun grand succès n'a été obtenu. Le correspondant de « Top Secret » s'est penché sur la promesse et le réalisme de cette technologie.
Il convient de noter que la respiration liquide semble à première vue être une invention fantastique, mais en fait elle a une base tout à fait scientifique, et cette idée a une base théorique sérieuse. Au lieu de l'oxygène, les scientifiques proposent d'utiliser des composés chimiques spéciaux capables de très bien dissoudre l'oxygène et le dioxyde de carbone.
LA RESPIRATION LIQUIDE REVIVRA LES PLONGEURS DE LA MALADIE DU CAISSON
Vice-amiral, héros du travail socialiste, docteur en sciences techniques, professeur, membre titulaire de l'Académie russe des sciences naturelles, président du Comité pour les travaux sous-marins spéciaux du gouvernement de la Fédération de Russie en 1992-1994, a déclaré Tengiz Borissov. Le secret est que des expériences sur la respiration liquide sont menées depuis plusieurs décennies.
« Actuellement, les capacités d'une personne sont limitées : un plongeur dont les bouteilles respiratoires contiennent de l'air ordinaire peut plonger jusqu'à une profondeur de 60 mètres sans risque pour sa santé. Dans des cas exceptionnels, les nageurs les plus expérimentés atteignaient 90 mètres, au-delà desquels le corps humain est exposé aux effets toxiques de l'azote. Après l'apparition de mélanges gazeux spéciaux contenant de l'hélium, dans lesquels une petite pression constante d'oxygène est maintenue et il n'y a pas d'azote, il est devenu possible de plonger jusqu'à 300 mètres dans des combinaisons spatiales dures, et c'est la limite.
Le principal ennemi des plongeurs est le mal de décompression : lors d'une remontée à grande profondeur, en raison d'une diminution rapide de la pression du mélange respiratoire inhalé, les gaz qui se dissolvent dans le sang commencent à se libérer rapidement, comme si une bouteille de champagne était secouée et le vin à l’intérieur moussait. Les gaz détruisent les parois des cellules et des vaisseaux sanguins, obstruent les capillaires, bloquent la circulation sanguine, les conséquences sont terribles - sous une forme grave, l'accident de décompression peut entraîner la paralysie ou la mort.
Pour aller plus loin, de nouvelles technologies sont nécessaires. Et aujourd'hui, le principe de la respiration liquide est considéré comme le plus prometteur. Cette méthode devrait résoudre les principaux problèmes des plongeurs : lors de la plongée et de la remontée, le problème de la compression sera résolu, et il n'y aura pas de compression de la poitrine, puisque les liquides ne sont pratiquement pas comprimés.
Cependant, même si des mélanges liquides spéciaux sont créés, des méthodes permettant d'utiliser la respiration liquide devront être développées. Après tout, pour qu'une personne remplisse ses poumons d'une substance visqueuse, elle devra surmonter la résistance psychologique la plus sévère du corps. Des expériences ont été menées sur des personnes : en essayant de remplir les poumons, les réflexes d'une personne se déclenchent involontairement, le larynx commence à se comprimer et les poumons se ferment.
Une personne a une réaction innée à l'eau - juste assez pour qu'une goutte frappe les cellules sensibles des bronches, le muscle annulaire comprime la gorge, des spasmes se produisent, puis une suffocation se produit. Bien que le liquide spécial ne puisse causer aucun dommage, le corps refuse de le comprendre et le cerveau donne l'ordre de résister. Enfin, il existe une procédure tout aussi désagréable lorsqu'il faut éliminer ce liquide des poumons. Mais si une solution est trouvée, ce sera une avancée majeure : les plongeurs pourront alors travailler à de très grandes profondeurs.
On s'attend à ce que cette technologie soit utilisée à des fins militaires, pour l'exploration pétrolière et gazière et l'entretien des puits en haute mer, ainsi que pour récupérer des objets de valeur sur des navires coulés à de grandes profondeurs. Plusieurs développements en cours dans le monde aujourd’hui laissent espérer que cette technologie fera son apparition dans le futur.
LA RECHERCHE AIDE AU TRAVAIL DES NÉONATOLOGUES AMÉRICAINS
Les Américains se sont tournés vers l’idée de la respiration liquide dans les années 1960. Et peut-être que leur plus grande réussite est le brevet déposé pour une combinaison de plongée équipée d'une bouteille contenant un liquide spécial enrichi en oxygène. Selon l'idée de l'auteur, l'air dit liquide, qui est fourni par un cylindre au casque du plongeur, remplit tout l'espace autour de la tête, chasse l'air des poumons, du nasopharynx et des oreilles, saturant les poumons de la personne avec une quantité suffisante. d'oxygène. Le liquide respiratoire était censé être créé à base de perfluorocarbures, dans lesquels la quantité requise de gaz peut être dissoute.
À son tour, le dioxyde de carbone libéré lors de la respiration aurait dû être éliminé à l’aide d’une sorte d’analogue de branchies attachées à la veine fémorale du plongeur. En conséquence, l’oxygène pénètre dans le sang par les poumons et le dioxyde de carbone est directement éliminé du sang. Certes, pour utiliser un tel système, une personne devra apprendre à se passer des fonctions de base du système respiratoire - l'inspiration et l'expiration.
Les premières expériences impliquant la respiration avec un liquide ont été réalisées par des Américains dans les années 1960. Elles ont été réalisées sur des rongeurs. Les scientifiques ont complètement remplacé le sang des rats par une émulsion à forte concentration d'oxygène liquide. Pendant un certain temps, les animaux pouvaient respirer du liquide, mais leur corps était incapable d'éliminer le dioxyde de carbone, ce qui entraînait peu de temps après la destruction des poumons. Au cours des années suivantes, la formule a été affinée.
L'un des développements les plus réussis a été le liquide utilisé dans LiquiVent, un médicament créé pour traiter les troubles respiratoires graves chez les nouveau-nés prématurés. De par sa consistance, c'est un liquide huileux pur de faible densité, qui contient plus d'oxygène que d'air. Ce liquide étant inerte, il ne nuit pas aux poumons, car il a un point d’ébullition très bas et s’élimine rapidement et facilement des poumons.
Cette substance attire également les spécialistes car elle est incolore, inodore et non toxique, presque comme l'air. Ce liquide contient beaucoup plus d’oxygène par unité de volume que l’air. Dans des expériences ultérieures, des souris et des chats immergés dans un liquide perfluorocarboné oxygéné ont vécu plusieurs jours. Cependant, au cours des expériences, il est également devenu évident que les poumons délicats des mammifères sont mal adaptés au pompage et au pompage constants de liquide. Par conséquent, le remplacement de l'air par celui-ci ne peut se faire que pendant très peu de temps.
L'idée d'un système respiratoire liquide est désormais utilisée dans leur pratique par les néonatologistes, qui utilisent des technologies similaires pour soigner les bébés prématurés depuis plus de 20 ans. La respiration liquide est largement utilisée dans cette branche de la médecine. Cette méthode est utilisée pour sauver les nouveau-nés. Le tissu pulmonaire de ces bébés n'est pas complètement formé à la naissance. Par conséquent, à l'aide de dispositifs spéciaux, le système respiratoire est saturé d'une solution contenant de l'oxygène à base de perfluorocarbures. Ce n'est pas un hasard si les expérimentateurs américains incluent toujours des médecins de ce profil dans des groupes pour créer une respiration liquide.
LES GRANDS MAMMIFÈRES N'ONT JAMAIS APPRIS À RESPIRER DES LIQUIDES
Par la suite, en améliorant le liquide respiratoire, il a été possible d'obtenir de nombreuses heures de respiration liquide chez de petits animaux de laboratoire - souris et rats et chez des chiots. Cependant, les scientifiques ont été confrontés à un nouveau problème : il n'a pas été possible d'obtenir une respiration liquide stable chez les grands animaux de laboratoire (les chiens adultes, le diamètre de la trachée et la structure des poumons sont proches de ceux des humains). Les chiens adultes n'ont pas survécu plus de 10 à 20 minutes et sont morts d'une insuffisance pulmonaire. Le transfert vers une ventilation artificielle avec du liquide pulmonaire à l'aide d'un équipement clinique a amélioré les résultats, mais les développeurs n'ont pas envisagé d'équipement supplémentaire pour l'équipement respiratoire.
Pour qu'une personne respire un liquide, celle-ci doit remplir deux fonctions principales : fournir de l'oxygène aux poumons et éliminer le dioxyde de carbone. Cette propriété est possédée par l'oxygène qu'une personne inhale et par plusieurs autres gaz. De plus, comme les scientifiques l'ont prouvé, certains liquides sont également capables de remplir des fonctions similaires. Dans le même temps, des expériences infructueuses sur la respiration liquide ont également une explication : les poumons humains perçoivent et expulsent le liquide beaucoup plus fort que l'air, de sorte que le processus de remplacement du dioxyde de carbone par l'oxygène se produit avec un plus grand ralentissement.
En effet, les poumons humains sont techniquement capables de « respirer » un certain mélange liquide riche en oxygène, mais seulement pendant quelques minutes. Si nous supposons que la respiration liquide se généralise, les personnes malades utilisant de l'air liquide à des fins médicales devront constamment utiliser des appareils supplémentaires, en fait, porter un ventilateur pour stimuler la respiration. Les plongeurs, qui ressentent déjà un inconfort sévère sous l'eau, devront emporter du matériel supplémentaire, et respirer du liquide lors de plongées longues et profondes ne sera pas facile.
UNE COMBINAISON DE PLONGÉE UTILISANT LE PRINCIPE DE LA RESPIRATION LIQUIDE A ÉTÉ BREVETÉE AUX ÉTATS-UNIS
EN RUSSIE, ILS ONT PEUT-ÊTRE MIS UNE EXPÉRIENCE SUR UNE PERSONNE
L’Union soviétique avait également des programmes de respiration liquide. L'un des instituts de recherche soviétiques a obtenu des résultats significatifs dans la mise en œuvre de la respiration liquide. Des dispositifs spéciaux ont été développés, des expériences ont été menées sur des animaux et certains résultats ont été obtenus. Les souris et les chiens ont effectivement respiré du liquide, et ce pendant assez longtemps. Selon certaines informations, les premières expériences sur des volontaires devaient avoir lieu en 1991. Il convient de noter qu'en Union soviétique, ces programmes n'avaient aucune orientation commerciale et étaient exclusivement associés au développement militaire.
Par conséquent, en raison de l’arrêt du financement, tous les travaux ont été interrompus, puis complètement arrêtés. Cependant, récemment, certains projets ont été relancés. Comme Top Secret l'a découvert, l'un des instituts de recherche russes sur la défense a mené une expérience avec un volontaire dont le larynx a été retiré à la suite d'une opération chirurgicale en raison d'une pathologie dangereuse (le muscle annulaire était donc absent, ce qui permettait d'effectuer l'expérience avec succès).
Une solution spéciale a d’abord été versée dans les poumons de la personne, puis immergée sous l’eau dans un masque spécialement conçu. Après l’expérience, le liquide de ses poumons a été pompé sans douleur. Inspirés par ce succès, les experts russes affirment qu’à l’avenir, les gens ordinaires ayant une gorge normale pourront respirer sous l’eau, car il est tout à fait possible de surmonter la réaction réflexe du corps face aux liquides.
Andrei Filippenko, membre correspondant de l'Académie russe des sciences naturelles et candidat en sciences médicales, qui travaille depuis longtemps sur le projet de respiration liquide, a déclaré à Top Secret qu'à l'heure actuelle, on ne peut presque rien dire sur ces développements en raison de leur secret.
«Aujourd'hui, ces développements sont réalisés à la fois dans l'intérêt des militaires et dans le domaine civil. De nombreuses difficultés technologiques freinent l’avancée de ces projets. Actuellement, cette technologie fonctionne exclusivement en laboratoire et est totalement inadaptée à une utilisation en conditions réelles. Par exemple, à de grandes profondeurs. Cette technologie ne fonctionne pas bien non seulement en Russie, mais aussi à l’étranger. Pour avancer, de nombreuses technologies doivent être améliorées, notamment celles liées à la gestion des hautes pressions. »
LA RESPIRATION LIQUIDE PEUT ÊTRE DEMANDÉE DANS L'ESPACE ET POUR LES SOUS-MARINS
L'idée du voyage interplanétaire était autrefois envisagée en Union soviétique. Étant donné que les vols spatiaux impliquent d’importantes surcharges pour les astronautes, des options ont été analysées pour les réduire. Entre autres choses, la possibilité d'immerger les voyageurs spatiaux dans un liquide a été proposée. En effet, si une personne est immergée dans une solution aqueuse, alors en cas de surcharge, la pression se répartira uniformément sur tout le corps. C'est le principe utilisé pour créer la combinaison anti-g, utilisée dans l'armée de l'air allemande. Le fabricant - la société germano-suisse AutoflugLibelle - a remplacé les coussins d'air par des récipients scellés contenant du liquide. Ainsi, la combinaison est une combinaison spatiale dure remplie d’eau. Cela permet au pilote de maintenir sa conscience et ses performances même sous d'énormes surcharges (plus de 10 g).
Cependant, l'utilisation des propriétés positives du fluide respiratoire dans l'aviation et l'astronautique pourrait rester à jamais un rêve - la substance utilisée pour la combinaison de protection contre les surcharges doit avoir la densité de l'eau, et le seul liquide perfluorocarboné fonctionnel aujourd'hui est deux fois plus lourd. Si l'idée peut être réalisée, un astronaute immergé dans un environnement liquide et respirant de l'oxygène solide ne ressentira pratiquement pas l'effet de forces g extrêmement élevées, puisque les forces seront réparties uniformément dans toutes les directions.
Il ne fait aucun doute que la technologie de respiration liquide est principalement nécessaire aux sous-mariniers. Aussi paradoxal que cela puisse paraître, il n’existe actuellement aucun moyen fiable de sauver les personnes en détresse à grande profondeur. Non seulement ici, mais partout dans le monde, les méthodes et techniques de sauvetage des personnes en détresse à grande profondeur n'ont pratiquement pas été développées depuis de nombreuses années. La tragédie du sous-marin Koursk a montré que les moyens de sauvetage d'urgence des équipages sont désespérément dépassés et nécessitent une modernisation urgente.
Le sous-marin était équipé d'équipements pour l'aider à s'échapper en cas d'accident, mais la chambre de sauvetage escamotable a été endommagée par l'explosion et n'a pas pu être utilisée. De plus, chaque membre de l'équipe a reçu un vêtement de flottaison individuel standard, qui a permis le sauvetage à des profondeurs allant jusqu'à 120 mètres. Pendant les quelques minutes nécessaires au lever, une personne portant cet équipement peut respirer un mélange oxygène-hélium. Mais les gens ne pouvaient pas non plus utiliser ces moyens. Cela est également dû, entre autres choses, au fait que les bouteilles d'hélium ne sont pas stockées à bord du sous-marin, car à des concentrations élevées dans l'air, ce gaz peut provoquer une suffocation et un manque d'oxygène.
C’est le grand inconvénient des équipements individuels. Les secouristes ont dû remettre les bouteilles aux équipiers extérieurs, via les sas. Il convient de noter que tous ces équipements ont été développés dès 1959 et n'ont en rien changé depuis. Et même aujourd’hui, aucune alternative n’est en vue. C'est peut-être pour cette raison que l'utilisation de la respiration liquide dans le sauvetage maritime est considérée comme la méthode la plus prometteuse pour l'avenir.
Après une expérience publique sur la respiration liquide avec un chien, les scientifiques s'intéressent à l'utilité de cette expérience et aux perspectives de cette technologie en général. Éditorial N+1 a demandé au médecin et scientifique Andrei Filippenko, qui développe des systèmes respiratoires liquides depuis l'époque soviétique, de parler de l'état actuel de la recherche dans ce domaine.
N+1 : Nous avons tous assisté à la spectaculaire démonstration de teckels organisée par la Foundation for Advanced Study. Vous travaillez sur la respiration liquide depuis les années 1980, avez-vous quelque chose à voir avec ce projet ? Êtes-vous un employé du FPI?
Andreï Filippenko : Non, je travaille indépendamment du Fonds. Dans les années 1980, j'étais directeur scientifique de recherches sur les problèmes de respiration liquide (R&D "Olifa MZ"). En 2014-2015, il a réalisé le projet préliminaire « Terek » avec le Fonds, a continué à enseigner la respiration liquide comme activité sociale, a voyagé et coordonné les tâches des co-exécuteurs dans la continuité du thème « Terek-1 » jusqu'à la première moitié de 2016. Aujourd'hui, je continue à travailler sur ce problème en tant que médecin-chercheur et développeur d'appareils respiratoires liquides pour les sous-mariniers, les plongeurs et les astronautes.
Expériences de respiration liquide en 1988
Les spécialistes de l'IBMP doutent que dans une situation extrême, il soit réellement possible d'utiliser la technologie de respiration liquide, en particulier parce que le passage à celle-ci nécessite d'éliminer rapidement l'air des poumons, sinon une « asphyxie blanche » pourrait survenir. Comment résoudre ce problème?
La raison de cette asphyxie est la fermeture de la glotte, ou plus précisément des cordes vocales. Ils ne fonctionnent pas chez tous les mammifères en immersion (immersion complète sous l'eau), et la fermeture peut être retirée sous anesthésie. La prévention de la fermeture est un problème standard pour toute bronchoscopie, et la bronchoscopie est un événement de routine dans les hôpitaux, c'est-à-dire que le problème de la prévention de la fermeture des ligaments est résolu.
Comment fournir du liquide respiratoire ? Après tout, cela nécessite un pompage et un renouvellement constants du liquide contenant de l'oxygène. Les poumons d’une personne peuvent-ils assurer leur pompage constant ?
En 1987-88, j'ai montré que les gros animaux (chiens) peuvent y faire face - grâce au mouvement du diaphragme et des muscles intercostaux, ils peuvent pomper du liquide pendant plusieurs heures. Pour la première fois, nous avons alors constaté une contradiction avec les publications occidentales : la respiration liquide est possible pendant plus de 20 minutes, c'est-à-dire l'inhalation d'un liquide contenant de l'oxygène et son évacuation à l'extérieur, avec des niveaux de gaz dans le sang acceptables. Dans le cas des humains, c'est un peu plus difficile que dans le cas des animaux, mais il n'y a pas d'obstacles insurmontables. Oui, c'est assez difficile, de telles expériences sont destinées à des personnes saines et fortes ; elles ne sont pas destinées aux personnes âgées dont les poumons et le cœur sont faibles. Il n’existe pas de tels sous-mariniers. Il n’y a rien d’impossible à passer à la respiration liquide puis à la respiration régulière, même si ce n’est parfois pas évident. Le diable est dans les détails.
Y a-t-il d’éventuelles conséquences négatives sur la santé plus tard ? Lésions pulmonaires, pneumonie ? D'après ce que je comprends, le liquide est censé éliminer le tensioactif des poumons ?
Oui, les alvéoles des poumons sont en effet recouvertes de l’intérieur d’un tensioactif qui les maintient dilatées. Au cours d'expériences avec des solutions salines, il a été constaté que le tensioactif était éliminé et que les alvéoles des poumons pouvaient s'effondrer. Mais nous avons mené des expériences avec un liquide perfluorocarboné, et il a un pouvoir mouillant extrêmement faible, par conséquent, le tensioactif ne s'élimine pratiquement pas des alvéoles. De plus, vous pouvez ajouter un tensioactif au liquide respiratoire lui-même (leur composition varie). Dans les expériences sur les perfluorocarbones « purs » avec des chiens, des rats et des souris, nous n’avons eu aucun cas d’« effondrement » des alvéoles pulmonaires. Il convient de noter que le liquide n'est pas absorbé par les parois des alvéoles et qu'une certaine quantité de liquide reste dans les poumons, mais il s'évapore et est expiré.
Mais néanmoins, à la suite des expériences, une pneumonie s'est produite, par exemple, chez le même Frank Faleichik ?
Faleichik, à propos, est bel et bien vivant ; mon ami médecin de l'Institut suédois Karolinska l'a récemment vu. Souvent, il ne s'agit pas seulement du liquide, mais aussi de la température. Après tout, pour simuler le sauvetage des sous-mariniers, nous travaillons dans le froid, l'animal a d'abord été refroidi, tout le corps est immergé dans de l'eau à une température de 10 degrés, puis versé dans les poumons - une hypothermie se produit. Et la seule façon de réduire cette hypothermie est de remonter rapidement à la surface.
La situation est particulièrement difficile pour les sous-mariniers, car en dessous de 100 mètres, la température de l'eau ne dépasse pas 4 degrés. Même s'il n'y a pas de décès par hypothermie pendant l'ascension, il existe une possibilité de décès par pneumonie plus tard. Par conséquent, cela n'a aucun sens de développer une technologie de respiration liquide pour des conditions ambiantes ou de laboratoire.
Nous devons résoudre ce problème. Comment exclure la possibilité que certaines impuretés pénètrent dans les poumons avec le liquide, par exemple des poils de chien dans l'expérience. C'est pourquoi j'ai proposé et testé en mer il y a trois ans, de plonger un teckel tête en bas dans une capsule pour des essais en mer. Elle a respiré un liquide oxygéné, puis a réussi à se dégager de la combinaison pour chien et a bu beaucoup d'eau de mer froide.
Les premières expériences sur de grands chiens dans le laboratoire de l'Institut panrusse de recherche en pneumologie en 1987. Le moniteur d'état du chien est visible et un échantillon de liquide respiratoire est prélevé au stade du remplissage des poumons.
Archives personnelles d'Andrey Filippenko
Un autre problème concerne le liquide lui-même. Lors des premières expériences avec des solutions salines, les animaux mouraient souvent parce qu’ils ne pouvaient plus respirer de l’air. Le liquide perfluorocarboné pur ne donne pas de telles complications avec une technique adéquate. À propos, même l'employé du FPI, formé pour la présentation aux hauts fonctionnaires de l'État, s'est mal exprimé dans la vidéo présentée au monde entier et l'a appelé perftoran, faisant involontairement une publicité pour notre médicament, unique en son genre. La pureté du liquide est ici d'une importance cruciale ; il doit être plus propre que pour les transfusions sanguines ; la moindre impureté peut entraîner de graves conséquences.
Dans quelle mesure le syndrome nerveux de l’hypertension artérielle peut-il être un problème grave ?
Au centre hyperbare de la Marine de la ville de Lomonosov, où je travaille depuis 1979, cet effet a été étudié pendant de nombreuses années en collaboration avec les instituts de l'Académie des sciences. Nous avons essayé des médicaments et ajouté des gaz inertes au mélange respiratoire. Tous deux ont contribué à soulager les manifestations des AINS. Nous découvrirons ce qui se passera à de très grandes profondeurs lorsqu'une personne s'en approchera. Nous ne pouvons pas transférer complètement les expériences sur les animaux, même sur les singes, aux humains.
Pourquoi les sous-mariniers auraient-ils même besoin d’une technologie de respiration liquide ? N'est-il pas plus facile de trouver un moyen de s'échapper avec une respiration normale ?
Il est difficile de secourir les sous-mariniers : au moment d'un accident, il se peut qu'il n'y ait ni lumière ni chaleur sur le bateau, il y a presque toujours de l'eau dans le compartiment de secours et souvent le seul moyen de sauvetage est la remontée libre. L'une des options de sauvetage consiste à ce que les sous-mariniers vêtus de combinaisons de plongée spéciales se rassemblent dans un compartiment inondé, puis flottent à la surface par une écoutille. En pratique, cela ne fonctionne qu'à une très faible profondeur, car lorsque la pression dans le compartiment augmente, l'azote commence à se dissoudre intensément dans le sang, puis, en remontant, des bulles d'azote sont libérées - dans les vaisseaux sanguins, dans les tissus. , de nombreuses bulles d'azote apparaissent, qui obstruent les vaisseaux, ce qui peut avoir des conséquences fatales. C’est ce qu’on appelle le mal de décompression. Cela ne peut être évité qu'en maintenant un programme de remontée très long dans l'eau ou dans une chambre sous pression, ce qui est tout simplement impossible dans des conditions d'accident, de température de l'eau extrêmement basse et de manque d'oxygène.
Par conséquent, la période de montée en pression dans le compartiment doit être aussi courte que possible - des dizaines de secondes ; les instructions autorisent même la rupture des tympans dans ce cas, car l'accident de décompression est beaucoup plus dangereux. Même pendant les exercices des sous-mariniers, lorsqu'ils s'entraînent à l'ascension libre, des gens meurent, comme me l'ont rapporté des officiers de la marine néerlandaise au quartier général de l'OTAN à Bruxelles.
Et en cas d'accident grave en haute mer, comme dans le cas du Koursk, par exemple, une seule personne peut avoir une chance de salut ; les autres n'en auront tout simplement pas le temps. Par conséquent, il est fort probable que les sous-mariniers attendront un sauvetage de l’extérieur. Attendez la mort si la profondeur est supérieure à 200 mètres.
Lorsque vous utilisez la respiration liquide, la situation est complètement différente. L'équipage enfile un appareil respiratoire liquide, l'allume, puis remonte à la surface dans une combinaison de sauvetage. Il n'y a pas d'azote dans le liquide respiratoire, il n'y a pas de différence de pression significative entre les poumons et l'environnement extérieur, il n'y a donc aucun risque d'accident de décompression. Cela ne signifie pas que tous les problèmes du sauvetage des personnes en mer seront résolus, mais l'un d'eux sera résolu : la remontée à la surface.
Mais un tel dispositif doit être extrêmement complexe : il doit disposer de systèmes pour pomper le liquide, de systèmes pour le saturer en oxygène et en éliminer le dioxyde de carbone, chauffer le liquide et bien plus encore. Est-il même possible d’utiliser un appareil aussi complexe et peu fiable en cas d’urgence ? Dans quelle mesure est-il réaliste de le construire ?
Quant aux appareils de ventilation mécanique forcée, les Américains ont fabriqué un appareil respiratoire liquide de la taille d'une armoire. J'ai dû lui faire la taille d'un « diplomate » pour les papiers. Il n'était tout simplement pas possible de l'emmener en voiture lors de voyages d'affaires. Lors d'expériences sur la respiration liquide de chiens il y a trente ans, notre appareil a doublé la profondeur de travail spécifiée - 700 mètres au lieu de 350 mètres. C'était un succès. Si les gens intelligents réussissent, beaucoup peut être fait.
Lorsque nous effectuons une respiration liquide forcée à long terme avec un appareil de plongée de sauvetage, celui-ci doit, par exemple, disposer d'un système de chauffage de liquide et de capteurs de saturation en oxygène en perfluorocarbone de précision. Comme les recycleurs, avec triple redondance. Et pourtant, je ne vois aucun problème à rendre l’appareil suffisamment compact.
Je pense qu'il est possible de fabriquer un appareil simple pour les sous-mariniers, mais cela nécessite beaucoup d'expérience et de talent, ainsi que des conditions limites d'utilisation de la part du client. Gardez à l’esprit que cette méthode ne résout pas tous les problèmes lors d’un accident de bateau. Ce n'est pas magique.
La question de l'utilisation est une question de formation des sous-mariniers par des professionnels. Passer à la respiration liquide n’est pas facile, mais cette opération peut être pratiquée. L'Institut de pneumologie effectue régulièrement des procédures de remplissage et de rinçage des poumons avec du liquide - cela est vital pour les patients atteints de protéinose alvéolaire. Sans cela, ils ne peuvent pas vivre plus longtemps. Et cette procédure n'est pas toujours réalisée sous anesthésie générale ; parfois elle n'est pas utilisée en raison du danger pour le patient.
Enfin, lorsque nous avons eu besoin qu'une personne aille dans l'espace, la combinaison spatiale Berkut la plus complexe a été fabriquée très rapidement - en neuf mois, et Leonov l'a testée en vol. Nos grands-pères l’ont fait, nous pouvons le faire aussi, si nous essayons !
Quel est l’état actuel de cette recherche ?
Ce n'est pas une question facile. Aujourd'hui, dans le projet Terek-1, nous avons répété les résultats de 1988, lorsque, à la demande de la marine de l'URSS, en collaboration avec l'Institut de recherche sur les technologies de sauvetage et sous-marines, j'ai mené une série d'expériences au R&D Olifa MZ avec chiens dans des chambres hyperbares dans des conditions hyperbares et en laboratoire dans des conditions normales de pression. Il n'a pas été difficile pour moi de répéter mon résultat, mais mes collègues du FPI et leurs services de l'Institut de médecine du travail et de l'Institut d'État de Sébastopol ont dû étudier. Et il y a un résultat.
Pour l’instant, en version simple : sans caméra vidéo par le bas et sans capteurs permettant de surveiller l’état du chien, à pression normale, en quelques minutes. Dans de telles conditions, il est difficile de voir le liquide respirer lui-même.
Si nous parlons des résultats scientifiques d'une expérience publique, ils ne peuvent pas être collectés ici : immédiatement après l'expérience, transporter un animal dans un avion jusqu'à Moscou ou le ramener chez lui - tout cela affectera certainement les indicateurs de santé. Les résultats seront faussés. Ceci n’est autorisé que pour des expériences pilotes, des essais ou en l’absence de financement. Il est très important de maintenir l'animal après la rééducation dans des conditions normales. Il faut surveiller son état quotidiennement pendant plusieurs années et prévoir une section d'animaux d'expérimentation, parfois des années plus tard.
Je sais bien qu'il y a maintenant beaucoup de problèmes avec les animaux de laboratoire, c'est pourquoi lors de la planification du thème Terek-1 en 2016, j'ai exigé la construction urgente d'un vivarium pour animaux à Sébastopol et la création de lieux pour leur résidence à vie sous la supervision des vétérinaires après des expériences en eaux profondes extrêmes. J'espère que nous verrons un vivarium exemplaire, puisqu'une telle expérience a été montrée aux étrangers.
Dans combien de temps pouvons-nous nous attendre à des expériences sur des humains en Russie ?
Une expérience pilote auprès de volontaires sains et conscients pourrait être réalisée dans trois mois. Je développe ma propre méthode de respiration liquide indépendante depuis 30 ans. Oui, il doit y avoir une équipe bien coordonnée de spécialistes hautement qualifiés. Au fil des années, j'ai travaillé avec de nombreuses personnes. Une équipe de chercheurs médicaux prêts à réaliser des expériences uniques a été constituée. Les tests volontaires auprès du personnel militaire ne sont plus nécessaires, puisqu'il n'existe pas de législation correspondante. En Russie, ils testent des médicaments et des dispositifs médicaux (principalement occidentaux) sur des civils, mais la Fondation pour la recherche avancée ne dispose pas des autorisations nécessaires pour mener de telles études, a indiqué son responsable dans le sujet Terek-1 - l'Institut de médecine du travail de Moscou - est problématique par rapport à d’autres organisations. En 2014-2015 (avant mes tests en mer), leurs experts ont nié la possibilité d'une respiration liquide indépendante réussie de grands animaux sur la base de leur expérience avec les animaux dans le sujet de 2008.
Je ne peux pas dire quand cela pourra être mis en œuvre par un groupe étranger, et il est peu probable que quiconque y parvienne. Les Suédois et les Américains ont dit directement : « Nous vous en voulons. »
Je suis fier de cela, mais aussi du fait que j'ai conservé et transféré une technologie de pointe dans notre pays pendant 25 ans. Il existe des lacunes et des difficultés, mais nous pouvons dire que le thème de la respiration liquide a reçu un soutien en Russie et continuera à se développer.
Interviewé par Ilya Ferapontov
« Tout n’est pas aussi simple qu’on l’a présenté aujourd’hui. Pauvre chien." C'est par ces mots que les experts commentent l'expérience présentée par Dmitri Rogozine au président de la Serbie comme exemple des derniers développements scientifiques en Russie : le chien était capable de respirer non pas de l'air, mais du liquide. Qu’est-ce que cette technologie et peut-elle aider l’armée russe ?
Mardi, lors d'une réunion à Moscou avec le président serbe Aleksandar Vucic, le vice-Premier ministre Dmitri Rogozine a présenté un certain nombre de développements récents de la Fondation russe pour la recherche avancée (APF). Rogozine a noté que l'invité serbe pourrait être emmené dans une immense entreprise industrielle, mais qu'il est bien plus intéressant de "montrer à l'avenir même où nous nous efforçons". Le point culminant du programme a été le projet unique sur la respiration liquide, qui a été présenté publiquement pour la première fois.
Comme l'a expliqué le chef du projet, le médecin naval Fiodor Arseniev, la tâche de cette invention est de sauver l'équipage d'un sous-marin en perdition. Comme vous le savez, à une profondeur inférieure à 100 mètres, il est impossible de remonter rapidement à la surface en raison du mal de décompression. Pour éviter cela, il sera possible d'installer sur le sous-marin un dispositif contenant un «liquide sans azote», comme le rapporte TASS. Dans ce cas, les poumons d’une personne ne se comprimeront pas, ce qui lui permettra de remonter rapidement à la surface et de s’échapper.
Devant le président serbe, un chien teckel a été placé dans un réservoir spécial contenant du liquide. En quelques minutes, elle s'est sentie à l'aise et a commencé à « respirer » le liquide par elle-même. Ensuite, le personnel du laboratoire a sorti le chien du réservoir, l'a séché avec une serviette et le président serbe a pu vérifier personnellement que le chien allait bien. Vucic a caressé le chien et a admis qu'il était très impressionné.
Le rêve d’un « homme amphibie »
« La respiration liquide en tant que technologie médicale implique la ventilation des poumons non pas avec de l'air, mais avec un liquide saturé d'oxygène. Dans le cadre du projet, la tâche scientifique consistant à étudier les caractéristiques de l'influence de diverses substances transportant de l'oxygène sur les échanges gazeux et d'autres fonctions des cellules, tissus et organes des mammifères est en cours de résolution », a déclaré le département des relations publiques de la Fondation pour Advanced Research (APF) a déclaré au journal VZGLYAD.
L'une des orientations est la formation des fondements médicaux et biologiques de la technologie permettant l'auto-évacuation des sous-mariniers depuis de grandes profondeurs vers la surface, a noté le Fonds, mais la technologie peut généralement faire progresser de manière significative l'exploration humaine de profondeurs marines et océaniques jusqu'alors inexplorées. On fait valoir que ce développement sera également nécessaire en médecine - par exemple, il aidera les bébés prématurés ou les personnes ayant subi des brûlures aux voies respiratoires et sera utilisé dans le traitement des maladies broncho-obstructives, infectieuses et autres maladies graves.
Il convient de noter que la respiration liquide semble à première vue être une invention fantastique, mais en fait elle a une base scientifique, et cette idée a une base théorique sérieuse. Au lieu de l'oxygène, les scientifiques proposent d'utiliser des composés chimiques spéciaux capables de bien dissoudre l'oxygène et le dioxyde de carbone.
La « respiration liquide » est depuis longtemps une obsession pour les scientifiques du monde entier. Le dispositif « homme amphibie » est capable de sauver des plongeurs et des sous-mariniers et, à l'avenir, il sera utile lors de vols spatiaux de longue durée. Le développement a été réalisé dans les années 1970-1980 en URSS et aux États-Unis, des expériences ont été menées sur des animaux, mais aucun grand succès n'a été obtenu.
Le membre correspondant de l'Académie russe des sciences naturelles, candidat en sciences médicales Andrei Filippenko, qui travaille depuis longtemps sur le projet de respiration liquide, a précédemment admis au journal « Top Secret » qu'on ne pouvait presque rien dire sur les développements car de leur secret. Mais la tragédie du sous-marin Koursk a montré que les moyens de sauvetage d'urgence des équipages sont désespérément dépassés et nécessitent une modernisation urgente.
Rappelons qu'il a été fait état plus tôt d'autres projets audacieux du Fonds, notamment celui d'un «constructeur» pour la création d'un avion du futur.
Il devrait y avoir une salle d'urgence qui attend à l'étage
« La technologie est perfectionnée depuis des décennies, mais cela nécessite des personnes très bien formées. Lorsque ce liquide est versé dans les poumons d'une personne, l'instinct de conservation se déclenche automatiquement, des spasmes bloquent la gorge et le corps résiste de toutes ses forces. Cela se fait généralement sous surveillance médicale. Chez l'homme, de telles expériences ont été réalisées dans des cas isolés, mais la plupart ont été testées sur des animaux », a expliqué le chef du Comité gouvernemental russe pour les travaux sous-marins spéciaux en 1992-1994, docteur en sciences techniques, professeur, vice-amiral Tengiz, au journal VZGLYAD Borisov.
"En règle générale, un tube spécial est inséré dans le larynx, à l'aide duquel les poumons sont lentement remplis de ce liquide", a déclaré Borissov, ajoutant :
– En même temps, le corps résiste par tous les moyens, il faut des médicaments qui bloquent les spasmes, il faut des anesthésiques. Tout n’est pas aussi simple qu’on l’a présenté aujourd’hui. Pauvre chien."
« Si une personne sort d’un sous-marin, elle évitera effectivement l’accident de décompression, mais de toute façon, les sous-mariniers ne pourront pas se sauver eux-mêmes. Nous avons besoin : a) de personnes exceptionnellement compétentes à bord du sous-marin, b) il devrait y avoir, en gros, une équipe de réanimation qui attend au sommet, qui pompera ce liquide hors de la personne et la forcera à respirer de la manière habituelle », a déclaré le communiqué. expert ajouté.
«Je pense qu'en médecine, cette technologie est beaucoup plus facile à mettre en œuvre et à appliquer en milieu hospitalier, lorsqu'il y a des spécialistes et une grande quantité d'équipements nécessaires à proximité. Mais il est extrêmement improbable de sauver l’équipage d’un sous-marin coulé en utilisant de telles méthodes dans un avenir proche », a conclu Borissov.
Je l'ai regardé 8 fois, c'est sûr. Et à chaque fois, elle l'a fait uniquement à des fins de divertissement et pour une intrigue intéressante avec un jeu d'acteur incroyable qui, selon le témoignage de l'équipe de tournage, a grandement épuisé les acteurs principaux.
Et c’est la dernière fois que j’ai réalisé qu’il y avait quelque chose de plus dans ce film.
Tout au long du film, on nous parle de respirer un liquide. Ce que nous avons commencé dans l’utérus peut continuer. L'essentiel est la situation.
Les 7 visionnages du film n'étaient pour moi qu'un fantasme, un jeu de l'imagination du scénariste ou du réalisateur. Dans une scène, ils montrent une souris respirant un liquide spécial. Dans l'autre, Bud (le héros d'Ed Harris) est dans une combinaison spatiale remplie de ce même liquide. Il est envoyé à une profondeur où personne n'est allé, remplissant ses poumons d'« eau spéciale », car l'oxygène dans le corps humain n'a rien à voir à de telles profondeurs.
Ayant développé des équipements de plongée il y a une soixantaine d'années, le Français Jacques Yves Cousteau a introduit dans son nom les termes « eau » et « poumons ». Cependant, la technologie elle-même permettant de remplir complètement les poumons avec de l'eau (sous la forme d'une solution eau-sel) est devenue connue grâce à la publication de Kylstra J. «A Mouse Like a Fish» - la première sur la respiration liquide, qui en parle idée de sauver les sous-mariniers. Il a été le premier à effectuer des descentes sur des mammifères terrestres (souris) jusqu'à une profondeur de 1 000 m et a montré que le passage à la respiration liquide empêche complètement la mort par formation de gaz de décompression. En URSS, cela a été confirmé lors d'une ventilation pulmonaire artificielle (VLA) avec liquide chez des chiens dans des conditions de simulation de descentes en plongée à 1000 m.
L'ensemble du système respiratoire liquide est basé sur la formule perfluorocarbonée. Le perflubron est un liquide clair et huileux de faible densité. Il contient plus d'oxygène que d'air. Ce liquide étant inerte, il ne nuit pas aux poumons. Comme il a un point d’ébullition très bas, il est rapidement et facilement éliminé des poumons ;
Il existe peu de fabricants de ces liquides sur le marché mondial, leur développement étant un sous-produit des « projets nucléaires ». Les liquides de qualité médicale provenant de seulement quelques entreprises mondiales sont connus : DuPont (États-Unis), ICI et F2 (Grande-Bretagne), Elf-Atochem (France). Les liquides perfluorocarbonés, développés technologiquement à l'Institut de chimie appliquée de Saint-Pétersbourg, sont désormais leaders en médecine et en cosmétologie ;
En Russie, ils ont réfléchi sérieusement et sans rire dans le fumoir au sujet de l'ascension libre à travers un système spécial de respiration liquide après ;
Depuis la création de la Fédération de Russie, le développement d'une méthode de respiration liquide pour le sauvetage des sous-mariniers, ainsi que la préparation de tests volontaires en 2007, ont été et sont réalisés sans subventions, aux frais de l'AVF en collaboration avec l'État de Saint-Pétersbourg. Université de médecine nommée d'après. I.P. Pavlova et d'autres organisations ;
Actuellement, il existe un appareil spécial de plongée en haute mer sous la forme d’un projet dans le cadre du concept de l’auteur pour le sauvetage rapide des sous-mariniers. Il est basé sur les propriétés uniques des plongeurs à respiration liquide rapides et résistants à la pression ;
Arnold Lande, ancien chirurgien et aujourd'hui inventeur américain à la retraite, a déposé un brevet pour une combinaison de plongée équipée d'une bouteille contenant un liquide spécial enrichi en oxygène. Ce qu’on appelle « l’air liquide » est fourni par une bouteille au casque du plongeur, remplit tout l’espace autour de la tête, chasse l’air des poumons, du nasopharynx et des oreilles, saturant ainsi les poumons de la personne avec suffisamment d’oxygène. À son tour, le dioxyde de carbone, libéré lors de la respiration, sort par une sorte de branchies fixées à la veine fémorale du plongeur. Autrement dit, le processus respiratoire lui-même devient tout simplement inutile - l'oxygène pénètre dans le sang par les poumons et le dioxyde de carbone est éliminé directement du sang. Il est vrai que la façon dont ce liquide le plus incompressible sera fourni à partir du cylindre n'est pas encore tout à fait claire... ;
Il existe des informations selon lesquelles des expériences sur la respiration de liquides sont menées à plein régime. Et en Russie aussi ;
Dans le film "The Abyss", bien sûr, aucun des acteurs ne respirait "l'eau spéciale". Et dans l'une des scènes, il y a même eu une petite mais très mémorable erreur, lorsque Bud descend dans les profondeurs, une bulle révélatrice sort de sa bouche... qui ne devrait pas exister dans des conditions de respiration liquide ;
L'acteur Ed Harris, qui jouait l'un des rôles principaux, celui de Bud, a dû s'arrêter une fois sur le chemin du tournage en raison d'une crise de pleurs involontaires. Le processus de réalisation du film était si épuisant. Cameron exigeait une vraisemblance exceptionnelle.
Regarder un film. Respirez librement et ne quittez la route que pour photographier des papillons.
Merci d'avoir rendu certaines données accessibles au public. Membre correspondant de l'Académie russe des sciences naturelles, Ph.D.A. V. Filippenko.
Les Ichthyanders sont parmi nous. Des scientifiques russes ont commencé à tester la technologie de respiration liquide chez les sous-mariniers. Des expériences sont actuellement menées sur des chiens. Le record de respiration de liquide est déjà de 30 minutes. Sergueï Gololobov, correspondant de Vesti FM, a découvert comment les miracles des romans et des films prennent vie.
Observation de l'expérience. Le teckel est plongé dans un bain de liquide, face cachée. Étonnamment, le chien ne s’est pas étouffé, mais a commencé à respirer ce même liquide. L'avaler convulsivement, par saccades. Mais elle respirait. Au bout de 15 minutes, elle a été retirée. Le chien était léthargique, probablement à cause de l’hypothermie, mais surtout vivant. Et après un certain temps, elle est revenue à son humeur enjouée habituelle. Miracle. Quelque chose de similaire a été montré dans le célèbre film hollywoodien de 1989, The Abyss. Là, ils ont versé des additifs dans un flacon d’eau et y ont mis un rat blanc. Et tout a été filmé naturellement. Et le rat aurait respiré sous l’eau.
Et le truc de cet épisode du film "Les Abysses" est que le rat n'a pas respiré de l'eau en tant que telle, mais un liquide spécial. C’est sur cela que repose la technologie de la respiration liquide. Les composés perfluorocarbonés sont considérés comme les substances les plus appropriées à cet effet. Ils dissolvent bien l'oxygène et le dioxyde de carbone et ne nuisent pas au corps. Autrement dit, les êtres vivants n'inhalent pas de l'eau, mais ces mêmes carbones liquides. Pourquoi les gens en ont-ils besoin, a déclaré un pneumologue, responsable du sujet scientifique sur la respiration liquide depuis les années quatre-vingt. Andreï Filippenko.
«C'est nécessaire pour sauver les sous-mariniers. À haute pression, s’ils ont du liquide dans les poumons, s’ils extraient l’oxygène de ce liquide, alors ils pourront sortir à de grandes profondeurs et remonter rapidement, sans problème de décompression, à la surface.
On sait que les plongeurs et les sous-mariniers mettent des heures à récupérer des grandes profondeurs. Si vous remontez rapidement à la surface, le mal de décompression vous rattrapera. Les bulles d'azote entrant dans le sang avec le mélange respiratoire bouillonnent en raison d'une forte chute de pression et détruisent les vaisseaux sanguins. Si vous utilisez un appareil contenant un liquide respiratoire spécial, de tels problèmes ne se poseront pas, explique Andreï Filippenko.
«Le liquide fluorocarboné est pour ainsi dire un transporteur d'azote-oxygène, c'est-à-dire un transporteur. Mais contrairement à l'azote, qui pénètre dans les tissus du corps à haute pression, en profondeur, et de ce fait, un accident de décompression se produit, ce n'est pas le cas ici. Autrement dit, il n’y a aucune raison d’avoir un accident de décompression. Il n'y a pas de sursaturation du corps en gaz inerte. Autrement dit, il n’y a fondamentalement aucune raison d’avoir des bulles.
Des expériences sur la respiration liquide sont activement menées depuis les années 60 en Union soviétique et aux États-Unis. Mais les choses ne sont pas allées plus loin que les expériences sur les animaux. Après l’effondrement de l’Union, nos recherches scientifiques dans ce sens ont échoué. Mais des développements très puissants demeurent. Et maintenant, il a été décidé de les utiliser d'une nouvelle manière, dit-il. Andreï Filippenko.
« Il y a beaucoup de travail de base en matière de technologie de respiration liquide et de liquides. Et en plus nous subissons toujours les conséquences de ces liquides. Parce que tous les fluorocarbures introduits dans le sang, et nous utilisons une telle substance depuis 25 ans, sortent par les poumons. Autrement dit, nous connaissons également les conséquences de l’introduction de perfluorocarbures dans l’organisme. Ni les Américains, ni les Français, ni les Britanniques ne disposent de telles données.»
Récemment, des scientifiques russes ont créé une capsule spéciale pour chiens, immergée dans une chambre hydroélectrique à haute pression. Et désormais, les chiens peuvent respirer pendant plus d'une demi-heure à une profondeur allant jusqu'à un demi-kilomètre sans conséquences sur leur santé. Et il est bientôt prévu de passer à des expériences sur des humains. Le pire, bien sûr, est de se forcer à inhaler du liquide, estime le président de la Confédération des activités sous-marines de Russie. Valentin Stachevski :
« Quand on inhale l’eau, c’est juste un cauchemar. Cela signifie la première façon de se noyer. Ce fut le cas pour tous les événements historiques précédents. Vous vous étouffez dès que de l’eau pénètre dans vos voies respiratoires et ainsi de suite.
Néanmoins, nous avons ceux qui veulent pratiquement se noyer, mais qui en même temps commencent à respirer comme un homme amphibien, ou Sadko, note Andreï Filippenko.
« Il y a des bénévoles. Mais précisons tout de suite que seules les personnes qui comprennent très bien ce qui peut arriver peuvent être volontaires ici. Autrement dit, il ne peut s'agir que de médecins qui ont beaucoup respiré de liquide. Ce sont ceux de notre équipe. Et pas seul. Il suffit de tout organiser correctement.
Les travaux sur la respiration liquide ont désormais été transférés à l'Institut de recherche en médecine du travail. L'objectif principal de la recherche est de créer une combinaison spatiale spéciale qui sera utile non seulement aux sous-mariniers, mais également aux pilotes et aux astronautes. Mais, répétons-le, nous parlons de respirer des liquides spéciaux. Respirer directement avec de l'eau, comme l'ichtyander, n'est pas encore accessible aux humains.
