Kvėpavimas skysčiu iš tikrųjų egzistuoja. Kvėpuojantis vanduo

Dmitrijus Rogozinas Serbijos prezidentui Aleksandrui Vučičiui parodė naujausius Rusijos įvykius. Tarp jų yra skysčių kvėpavimo projektas. Vučičiui buvo surengta demonstracija su taksu, kuris buvo patalpintas į baką su skysčiu ir per kelias sekundes naujoje aplinkoje pradėjo kvėpuoti. Ši sistema padės kvėpuoti nuskendusio laivo jūreiviams arba žmonėms, nudegusiems plaučius. Kaip išvis įmanoma kvėpuoti skysčiu?

Tai tik vienas iš pokyčių, kurie buvo sukurti padedant įsteigtam valstybiniam pažangiųjų tyrimų fondui. Jis specializuojasi proveržio tyrimuose įvairiose mokslo ir technologijų srityse.

Kad būtų aišku, kodėl atradimas vadinamas tikru proveržiu. Devintojo dešimtmečio pabaigoje skystas kvėpavimas buvo laikomas moksline fantastika. Ją panaudojo amerikiečių režisieriaus Jameso Camerono filmo „Dugnė“ personažai. Ir net filme tai buvo vadinama eksperimentine plėtra.

Jie ilgą laiką bandė išmokyti žmones ir gyvūnus kvėpuoti skysčiais. Pirmieji eksperimentai 60-aisiais buvo nesėkmingi, eksperimentinės pelės gyveno labai trumpai. Skysčio ventiliacijos technika buvo išbandyta žmonėms tik vieną kartą Jungtinėse Valstijose, siekiant išgelbėti neišnešiotus kūdikius. Tačiau nė vieno iš trijų kūdikių atgaivinti nepavyko.

Tada perftoranas buvo naudojamas deguoniui tiekti į plaučius, jis taip pat naudojamas kaip kraujo pakaitalas. Pagrindinė problema buvo ta, kad šis skystis negalėjo būti pakankamai išvalytas. Anglies dioksidas joje gerai netirpsta, o ilgesniam kvėpavimui buvo būtina priverstinė plaučių ventiliacija. Ramybės būsenoje vidutinio kūno sudėjimo ir vidutinio ūgio vyras per minutę turėjo praleisti 5 litrus skysčio, o esant apkrovai – 10 litrų per minutę. Plaučiai tokiems krūviams netinka. Mūsų mokslininkams pavyko išspręsti šią problemą.

„Tų metų problema buvo ta, kad skystis, skirtas kvėpuoti, negalėjo būti pakankamai išvalytas, todėl esant dideliam slėgiui, jame tirpūs šalutiniai produktai septintajame dešimtmetyje daugiausia buvo perfluoranas. jie yra gana toksiški Dabar tai perfluordekalinų dariniai Tai medžiagos, kurios naudojamos kosmetikos pramonėje kaip puikus vaistinių ir kitų medžiagų pernešėjas per odą, kad prisotintų odą, taip pat ir deguonimi“, – sakė įmonės vadovas. Fiodoro Arsenyevo pažangiųjų tyrimų fondo cheminių, biologinių ir medicininių tyrimų skyrius.

Dabartinio Rusijos mokslininkų atradimo teikiamos galimybės yra itin didelės. Vienas iš jų – kova su perkrovomis. Skystis apkrovą tolygiai paskirsto visomis kryptimis. Todėl į jį pasodintas žmogus gali atlaikyti kur kas didesnes apkrovas nei tik žmogus su skafandru. Jų tolerancija gali padidėti kelis kartus ir gerokai viršyti 20 G, o tai dabar laikoma žmogaus organizmo riba.

Panardinus į vandenį, žmogaus slėgis kas 10 metrų padidėja viena atmosfera. Todėl dideliame gylyje naudojami labai dideli kostiumai. Kai žmogaus plaučiai užpildomi ne oru, o skysčiu, slėgis kūno viduje subalansuoja išorinį slėgį, ir žmogus gali nerti į didelį gylį be specialių kostiumų. Tokiu atveju kraujas nėra prisotintas azoto ir helio, todėl kylant į paviršių nereikia ilgalaikės dekompresijos.

„Atradimas padės povandeninių laivų įguloms tiesiogiai pabėgti, nedalyvaujant gelbėjimo pajėgoms ar specialiam aparatui – štai kas nutinka laivuose, šį kartą praeina viena diena – kas atsitiko dideliame gylyje, naudojant šiuos skystus mišinius, povandeninius laivus gali lengvai pakilti gyvas ir sveikas iš didelių gelmių“, – sakė Rusijos gynybos ministerijos žurnalo „Rusijos karys“ vyriausiojo redaktoriaus pavaduotojas Vasilijus Dandykinas.

Rusijos plėtra bus pritaikyta ne tik gynybos pramonėje. Jis taip pat gali būti naudojamas neišnešiotiems kūdikiams ir žmonėms, turintiems kvėpavimo takų nudegimų, padėti.

Tikrai žiūrėjau 8 kartus. Ir kiekvieną kartą ji tai darė vien pramoginiais tikslais ir įdomaus siužeto su nuostabia vaidyba, kuri, pasak filmavimo komandos, labai išsekino pagrindinius aktorius.

Ir paskutinį kartą supratau, kad šiame filme yra kažkas daugiau.

Viso filmo metu mums pasakojama apie kvėpavimą skysčiu. Tai, ką pradėjome gimdoje, gali tęstis. Svarbiausia yra situacija.

Visos 7 peržiūros man filmas buvo tik fantazija, scenaristo ar režisieriaus vaizduotės žaismas. Vienoje scenoje jie rodo pelę, kvėpuojančią specialiu skysčiu. Kitame Budas (Edo Harriso personažas) yra su skafandru, pripildytu šio labai skysčio. Jis siunčiamas į gilumą, kur niekas nebuvo, pripildydamas plaučius „ypatingu vandeniu“, nes deguonis tokiame gylyje žmogaus organizme neturi nieko bendro.

Maždaug prieš šešiasdešimt metų sukūręs nardymo įrangą, prancūzas Jacques'as Yves'as Cousteau į savo pavadinimą įtraukė terminus „vanduo“ ir „plaučiai“. Tačiau pati technologija, skirta visiškai užpildyti plaučius vandeniu (vandens-druskos tirpalo pavidalu), tapo žinoma iš Kylstra J. publikacijos „Pelė kaip žuvis“ - pirmoji apie kvėpavimą skysčiu, kurioje apie tai kalbama. idėja išgelbėti povandeninius laivus. Jis pirmasis nusileido ant sausumos žinduolių (pelių) į 1000 m gylį ir parodė, kad perėjimas prie kvėpavimo skysčiu visiškai apsaugo nuo mirties nuo dekompresinių dujų susidarymo. SSRS tai buvo patvirtinta atliekant dirbtinę plaučių ventiliaciją (ALV) su skysčiu šunims imituojant nardymo nusileidimus 1000 m aukštyje.

Visa skysčių kvėpavimo sistema yra pagrįsta perfluorangliavandenilio formule. Perflubronas yra skaidrus, riebus, mažo tankio skystis. Jame yra daugiau deguonies nei ore. Kadangi šis skystis yra inertiškas, jis nekenkia plaučiams. Kadangi jis turi labai žemą virimo temperatūrą, jis greitai ir lengvai pašalinamas iš plaučių;

Pasaulinėje rinkoje yra nedaug šių skysčių gamintojų, nes jų kūrimas yra „branduolinių projektų“ šalutinis produktas. Medicininės kokybės skysčiai žinomi tik iš kelių pasaulinių kompanijų: DuPont (JAV), ICI ir F2 (Didžioji Britanija), Elf-Atochem (Prancūzija). Perfluorokarboniniai skysčiai, technologiškai sukurti Sankt Peterburgo taikomosios chemijos institute, dabar yra medicinos ir kosmetologijos lyderiai;

Rusijoje jie rimtai ir be juoko rūkomajame galvojo apie laisvo pakilimo per specialią skysčio kvėpavimo sistemą po;

Nuo Rusijos Federacijos susikūrimo, kvėpavimo skysčiu metodo kūrimas povandeniniams laivams gelbėti, taip pat savanorių bandymų rengimas 2007 m. buvo ir yra vykdomas be dotacijų, AVF lėšomis, bendradarbiaujant su Sankt Peterburgo valstybe. Medicinos universitetas pavadintas. I.P. Pavlova ir kitos organizacijos;

Šiuo metu pagal autoriaus greito povandeninių laivų gelbėjimo koncepciją projekto pavidalu egzistuoja specialus giliavandenis nardymo aparatas. Jis pagrįstas unikaliomis greito ir atsparaus slėgiui skysčiu kvėpuojančių narų savybėmis;

Arnoldas Lande'as, buvęs chirurgas, o dabar išėjęs į pensiją amerikiečių išradėjas, užregistravo patentą nardymo kostiumui su cilindru su specialiu skysčiu, praturtintu deguonimi. Vadinamasis „skystas oras“ iš cilindro tiekiamas į naro šalmą, užpildo visą erdvę aplink galvą, išstumia orą iš plaučių, nosiaryklės ir ausų, prisotindamas žmogaus plaučius pakankamai deguonies. Savo ruožtu anglies dioksidas, kuris išsiskiria kvėpuojant, išsiskiria per savotiškas žiaunas, pritvirtintas prie naro šlaunikaulio venos. Tai yra, pats kvėpavimo procesas tiesiog tampa nereikalingas – per plaučius į kraują patenka deguonis, o anglies dioksidas pasišalina tiesiai iš kraujo. Tiesa, kaip šis labiausiai nesuspaudžiamas skystis bus tiekiamas iš cilindro, kol kas nėra iki galo aišku...;

Yra informacijos, kad eksperimentai kvėpuojant skysčiu vykdomi visu įkarštu. Ir Rusijoje taip pat;

Filme „Dugnė“, žinoma, nė vienas aktorius nekvėpavo „ypatingu vandeniu“. O vienoje iš scenų buvo net maža, bet labai įsimintina klaida, kai Budui nusileidus į gelmę iš jo burnos išlenda signalinis burbulas... kurio neturėtų egzistuoti skysto kvėpavimo sąlygomis;

Aktorius Edas Harrisas, atlikęs vieną pagrindinių vaidmenų – Budo vaidmenį, kartą pakeliui iš filmavimo turėjo pasitraukti dėl nevalingo verkimo priepuolio Filmo kūrimo procesas buvo toks varginantis. Cameronas pareikalavo išskirtinio tikrumo.

Žiūrėti filmą. Kvėpuokite laisvai ir nuvažiuokite nuo kelio tik norėdami fotografuoti drugelius.

Dėkojame, kad kai kuriuos duomenis paskelbėte viešai. Rusijos gamtos mokslų akademijos narys korespondentas, mokslų daktaras.A. V. Filippenko.

MASKVA, gruodžio 25 d. – RIA Novosti, Tatjana Pichugina. Nuo tada, kai 2016 m. Pažangių tyrimų fondas (APF) patvirtino skysčių kvėpavimo projektą, visuomenė labai domisi jo sėkme. Neseniai pademonstruotas šios technologijos pajėgumas tiesiogine prasme susprogdino internetą. Ministro Pirmininko pavaduotojo Dmitrijaus Rogozino ir Serbijos prezidento Aleksandro Vučičiaus susitikime taksas dviem minutėms buvo panardintas į akvariumą su specialiu skysčiu, prisotintu deguonies. Po procedūros šuo, anot vicepremjero, gyvas ir sveikas. Kas buvo šis skystis?

„Mokslininkai susintetino gamtoje neegzistuojančias medžiagas – perfluorangliavandenilius, kurių tarpmolekulinės jėgos yra tokios mažos, kad jos laikomos tarpinėmis tarp skysčio ir dujų Medicinos mokslai Jevgenijus Mayevskis, profesorius, Rusijos mokslų akademijos Teorinės ir eksperimentinės biofizikos instituto Biologinių sistemų energetikos laboratorijos vadovas, vienas perftorano, vadinamojo mėlynojo kraujo, kūrėjų. Jis dirba su perfluorangliavandenilių pritaikymu medicinoje nuo 1979 m.

Esant daliniam vienos atmosferos slėgiui, 100 mililitrų vandens ištirpsta tik 2,3 mililitro deguonies. Tomis pačiomis sąlygomis perfluorangliavandeniliuose gali būti iki 50 mililitrų deguonies. Tai daro juos potencialiai kvėpuojančius.

„Pavyzdžiui, nardant į gylį, kas 10 metrų slėgis padidėja bent viena atmosfera plaučiuose yra dujas pernešantis skystis, jis turės žymiai didesnį tankį nei oras ir net vanduo, jie galės veikti perfluorangliavandeniliuose be azoto priemaišos, kurios gausu ore ir. kurios ištirpimas audiniuose yra viena iš svarbiausių dekompresinės ligos priežasčių kylant iš gylio“, – tęsia Mayevsky.

Deguonis pateks į kraują iš skysčio, užpildančio plaučius. Jame gali ištirpti ir krauju nešamas anglies dioksidas.

Skysčio kvėpavimo principą puikiai įvaldo žuvys. Jų žiaunos leidžia pro jas prasiskverbti didžiuliam kiekiui vandens, sugeria ten ištirpusį deguonį ir išleidžia jį į kraują. Žmogus neturi žiaunų, o visa dujų mainai vyksta per plaučius, kurių paviršiaus plotas yra maždaug 45 kartus didesnis už kūno paviršiaus plotą. Kad per jas judėtų oras, įkvepiame ir iškvepiame. Kvėpavimo raumenys mums padeda tai padaryti. Kadangi perfluorangliavandeniliai yra tankesni už orą, kvėpuoti paviršiais su jų pagalba yra labai sunku.

„Tai yra mokslas ir menas, kaip atrinkti tokius perfluorangliavandenilius, kurie palengvintų kvėpavimo raumenų darbą ir išvengtų plaučių pažeidimo. .

Tačiau esminių kliūčių žmogui kvėpuoti skysčiu nėra. Jevgenijus Mayevskis mano, kad Rusijos mokslininkai per ateinančius kelerius metus parodytą technologiją pritaikys praktiškai.

Nuo intensyvios terapijos iki povandeninių laivų gelbėjimo

Perfluorangliavandenilius kaip alternatyvą kvėpuojantiems dujų mišiniams mokslininkai pradėjo svarstyti praėjusio amžiaus viduryje. 1962 m. olandų tyrinėtojas Johannesas Kylstra paskelbė knygą „Pelės kaip žuvis“, kurioje aprašomas eksperimentas su graužiku, patalpintu į deguonies prisotintą druskos tirpalą, esant 160 atmosferų slėgiui. Gyvūnas išliko gyvas 18 valandų. Tada Kylstra pradėjo eksperimentuoti su perfluorangliavandeniliais, o jau 1966 metais Klivlando vaikų ligoninėje (JAV) fiziologas Lelandas C. Clarkas bandė juos panaudoti cistine fibroze sergančių naujagimių kvėpavimui gerinti. Tai genetinis sutrikimas, kai kūdikis gimsta su neišsivysčiusiais plaučiais ir jų alveolių kolapsu, neleidžiančiu kvėpuoti. Tokių ligonių plaučiai plaunami deguonies prisotintu druskos tirpalu. Clarkas nusprendė, kad geriau tai daryti su deguonies turinčiu skysčiu. Vėliau šis tyrėjas daug nuveikė, kad vystytų skysčių kvėpavimą.

Aštuntojo dešimtmečio pradžioje SSRS susidomėjo „kvėpuojančiu“ skysčiu, daugiausia dėl Leningrado kraujo perpylimo tyrimų instituto laboratorijos vedėjos Zojos Aleksandrovnos Čaplyginos. Šis institutas tapo vienu iš lyderių įgyvendinant projektą, skirtą sukurti kraujo pakaitalus – deguonies nešiklius perfluorangliavandenilių emulsijų ir modifikuoto hemoglobino tirpalų pagrindu.

Feliksas Beloyartsevas ir Khalidas Khapiy aktyviai dirbo prie šių medžiagų naudojimo plaučiams plauti Širdies ir kraujagyslių chirurgijos institute.

„Mūsų eksperimentų metu mažų gyvūnų plaučiai šiek tiek nukentėjo, bet jie visi išgyveno“, - prisimena Jevgenijus Mayevskis.

Kvėpavimo sistema naudojant skystį buvo sukurta uždara tema Leningrado ir Maskvos institutuose, o nuo 2008 m. - Samaros valstybinio aerokosminio universiteto Aerohidrodinamikos katedroje. Ten jie pagamino „Undinėlės“ tipo kapsulę, skirtą praktikuoti kvėpavimą skysčiu, jei povandeniniai laivai gelbėti iš didelio gylio. Nuo 2015 m. plėtra buvo išbandyta Sevastopolyje Terek tema, remiama fondo.

Atominio projekto palikimas

Perfluorangliavandeniliai (perfluorangliavandeniliai) yra organiniai junginiai, kuriuose visi vandenilio atomai pakeisti fluoro atomais. Tai pabrėžia lotyniškas priešdėlis „per-“, reiškiantis užbaigtumą, vientisumą. Gamtoje šių medžiagų nėra. Juos sintetinti bandė dar XIX amžiaus pabaigoje, tačiau iš tiesų pavyko tik po Antrojo pasaulinio karo, kai jų prireikė branduolinei pramonei. Jų gamybą SSRS įkūrė akademikas Ivanas Liudvigovičius Knunyants, INEOS RAS organinių fluoro junginių laboratorijos įkūrėjas.

„Perfluorangliavandeniliai buvo naudojami sodrinto urano gamybos technologijoje. SSRS didžiausias jų kūrėjas buvo Valstybinis taikomosios chemijos institutas Leningrade. Šiuo metu jie gaminami Kirove-Čepetske ir Permėje.

Išoriškai skysti perfluorangliavandeniliai atrodo kaip vanduo, tačiau yra pastebimai tankesni. Jie nereaguoja su šarmais ir rūgštimis, nesioksiduoja ir suyra aukštesnėje nei 600 laipsnių temperatūroje. Tiesą sakant, jie laikomi chemiškai inertiniais junginiais. Dėl šių savybių perfluorangliavandenių medžiagos naudojamos intensyviosios terapijos ir regeneracinėje medicinoje.

„Yra tokia operacija - bronchų plovimas, kai anestezijos metu išplaunamas vienas plautis, o paskui kitas. Devintojo dešimtmečio pradžioje kartu su Volgogrado chirurgu A. P. Savinu padarėme išvadą, kad tai geriau daryti. ši procedūra naudojant perfluorangliavandenilį emulsijos pavidalu“, – pateikia pavyzdį Evgeniy Mayevsky.

Šios medžiagos aktyviai naudojamos oftalmologijoje, siekiant pagreitinti žaizdų gijimą, diagnozuojant ligas, įskaitant vėžį. Pastaraisiais metais užsienyje buvo sukurtas BMR diagnostikos metodas naudojant perfluorangliavandenilius. Mūsų šalyje šiuos tyrimus sėkmingai atlieka Maskvos valstybinio universiteto mokslininkų komanda. M. V. Lomonosovas, vadovaujamas akademiko Aleksejaus Khokhlovo, INEOS, ITEB RAS ir IIP (Serpukhov).

Taip pat reikėtų paminėti, kad iš šių medžiagų gaminamos alyvos ir tepalai sistemoms, veikiančioms aukštoje temperatūroje, įskaitant reaktyvinius variklius.

Rusijos pažangių tyrimų fondas pradėjo testuoti skysčių kvėpavimo technologiją povandeniniams laivams su šunimis.

Apie tai kalbėjo fondo generalinio direktoriaus pavaduotojas Vitalijus Davydovas. Anot jo, jau vyksta pilno masto bandymai.

Vienoje iš jo laboratorijų vyksta skysčių kvėpavimo darbai. Kol kas eksperimentai atliekami su šunimis. Mūsų akivaizdoje raudonasis taksas buvo panardintas į didelę vandens kolbą, veidu žemyn. Atrodytų, kam tyčiotis iš gyvūno, jis dabar užsprings. Bet ne. Ji 15 minučių sėdėjo po vandeniu. Ir rekordas yra 30 minučių. Neįtikėtina. Pasirodo, šuns plaučiai prisipildė deguonies prisotinto skysčio, kuris jai suteikė galimybę kvėpuoti po vandeniu. Kai ją ištraukė, ji buvo šiek tiek mieguista – sako, kad tai dėl hipotermijos (o galvoju, kas norėtų blaškytis po vandeniu indelyje visų akivaizdoje), bet po kelių minučių ji tapo visiškai savimi. „Netrukus bus atliekami eksperimentai su žmonėmis“, – sako „Rossiyskaya Gazeta“ žurnalistas Igoris Černyakas, matęs neįprastus bandymus.

Visa tai buvo panašu į fantastinį garsiojo filmo „Bedugnė“ siužetą, kai žmogus į dideles gelmes galėjo nusileisti su skafandru, kurio šalmas buvo pripildytas skysčio. Povandeninis laivas tuo įkvėpė. Dabar tai nebėra fantazija.

Kvėpavimo skysčiu technologija apima plaučių pripildymą specialiu skysčiu, prisotintu deguonies, kuris prasiskverbia į kraują. Pažangių tyrimų fondas pritarė unikalaus projekto įgyvendinimui, darbus atlieka Darbo medicinos mokslo institutas. Planuojama sukurti specialų skafandrą, kuris pravers ne tik povandeniniams laivininkams, bet ir lakūnams bei astronautams.

Kaip TASS korespondentui pasakojo Vitalijus Davydovas, šunims buvo sukurta speciali kapsulė, kuri buvo panardinama į hidraulinę kamerą su dideliu slėgiu. Šiuo metu šunys be pasekmių sveikatai gali kvėpuoti daugiau nei pusvalandį iki 500 metrų gylyje. „Visi bandomieji šunys išgyveno ir jaučiasi gerai po ilgo kvėpavimo skysčiu“, – patikino FPI viršininko pavaduotojas.

Mažai kas žino, kad mūsų šalyje jau buvo atlikti skysčių kvėpavimo eksperimentai su žmonėmis. Jie davė nuostabių rezultatų. Akvanautai skysčiu kvėpavo pusės kilometro ar daugiau gylyje. Tačiau žmonės niekada nesužinojo apie savo herojus.

Devintajame dešimtmetyje SSRS sukūrė ir pradėjo įgyvendinti rimtą žmonių gelbėjimo programą.

Buvo sukurti ir net pradėti eksploatuoti specialūs gelbėjimo povandeniniai laivai. Buvo tiriamos žmogaus prisitaikymo prie šimtų metrų gylio galimybės. Be to, akvanautas tokiame gylyje turėjo būti ne su sunkiu nardymo kostiumu, o su lengvu, izoliuotu hidrokostiumu su akvalango apranga už nugaros, jo judesių niekas nevaržė.

Kadangi žmogaus kūnas beveik visas susideda iš vandens, jis nėra pavojingas dėl baisaus spaudimo gylyje. Kūnas tiesiog turi būti tam paruoštas, padidinus slėgį slėgio kameroje iki reikiamos reikšmės. Pagrindinė problema yra kitokia. Kaip kvėpuoti esant dešimčių atmosferų slėgiui? Švarus oras tampa nuodu organizmui. Jis turi būti skiedžiamas specialiai paruoštais dujų mišiniais, dažniausiai azoto-helio-deguonies.

Jų receptas – įvairių dujų proporcijos – yra didžiausia paslaptis visose šalyse, kuriose vykdomi panašūs tyrimai. Tačiau labai dideliame gylyje helio mišiniai nepadeda. Plaučiai turi būti užpildyti skysčiu, kad jie neplyštų. Kas yra tas skystis, kuris, patekęs į plaučius, nepriveda prie uždusimo, o per alveoles perduoda deguonį į organizmą – paslapčių paslaptis.

Štai kodėl visi darbai su akvanautais SSRS, o vėliau ir Rusijoje buvo atliekami „visiškai slaptai“.

Nepaisant to, yra gana patikimos informacijos, kad devintojo dešimtmečio pabaigoje Juodojoje jūroje buvo giliavandenė akvastacija, kurioje gyveno ir dirbo bandomieji povandeniniai laivai. Jie išėjo į jūrą, apsirengę tik hidrokostiumais, su akvalango apranga ant nugaros ir dirbo 300–500 metrų gylyje. Esant slėgiui į jų plaučius buvo tiekiamas specialus dujų mišinys.

Buvo manoma, kad jei povandeninis laivas atsidurtų nelaimėje ir gulėtų ant dugno, į jį bus išsiųstas gelbėjimo povandeninis laivas. Akvanautai bus iš anksto paruošti darbui atitinkamame gylyje.

Sunkiausia ištverti, kad plaučiai prisipildytų skysčio ir tiesiog nenumirtų iš baimės

O gelbėjimo povandeniniam laivui priartėjus prie nelaimės vietos, į vandenyną išplauks lengvosios įrangos narai, apžiūrės avarinį katerį ir specialiomis giliavandenėmis transporto priemonėmis padės evakuoti įgulą.

Tų darbų užbaigti nepavyko dėl SSRS žlugimo. Tačiau tie, kurie dirbo giliai, vis tiek buvo apdovanoti Sovietų Sąjungos didvyrių žvaigždėmis.

Ko gero, dar įdomesni tyrimai mūsų laikais buvo tęsiami prie Sankt Peterburgo vieno Karinio jūrų laivyno tyrimo instituto pagrindu.

Ten taip pat buvo atlikti eksperimentai su dujų mišiniais, skirtais giliavandeniams tyrimams. Bet, svarbiausia, turbūt pirmą kartą pasaulyje žmonės ten išmoko kvėpuoti skysčiu.

Pagal savo išskirtinumą tie darbai buvo daug sudėtingesni nei, tarkime, astronautų ruošimas skrydžiams į Mėnulį. Testuotojai patyrė didžiulį fizinį ir psichologinį stresą.

Pirmiausia akvanautų kūnas oro slėgio kameroje buvo pritaikytas kelių šimtų metrų gyliui. Tada jie persikėlė į kamerą, užpildytą skysčiu, kur nardymas tęsėsi iki beveik kilometro gylio.

Sunkiausia, kaip sako tie, kurie turėjo galimybę pabendrauti su akvanautais, buvo atlaikyti plaučių prisipildymą skysčiu ir tiesiog nenumirti iš baimės. Tai nereiškia bailumo. Baimė užspringti yra natūrali organizmo reakcija. Bet kas gali atsitikti. Plaučių ar smegenų kraujagyslių spazmai, net širdies priepuolis.

Kai žmogus suprato, kad plaučiuose esantis skystis neatneša mirties, o suteikia gyvybę dideliame gylyje, atsirado visiškai ypatingi, tikrai fantastiški pojūčiai. Tačiau apie juos žino tik tie, kurie patyrė tokį nardymą.

Deja, stulbinantis savo reikšme darbas buvo sustabdytas dėl paprastos priežasties – dėl finansų trūkumo. Akvanautų herojams buvo suteiktas Rusijos didvyrių titulas ir jie buvo išsiųsti į pensiją. Povandeninių laivų vardai yra įslaptinti iki šių dienų.

Nors juos reikėtų pagerbti kaip pirmuosius kosmonautus, nes jie atvėrė kelią į giliąją Žemės hidroerdvę.

Dabar eksperimentai su skysčiu kvėpuoti buvo atnaujinti, jie atliekami su šunimis, daugiausia taksais. Jie taip pat patiria stresą.

Tačiau tyrėjai jų gailisi. Paprastai po povandeninių eksperimentų jie priimami gyventi į savo namus, kur yra maitinami skaniu maistu, yra apsupti meilės ir rūpesčio.

Pažangių tyrimų fondo (APF) kuriama skysčių kvėpavimo sistema padės povandeniniams laivams greitai pakilti į paviršių be dekompresinės ligos. Antropomorfinis robotas Fiodoras dalyvaus bandant naują Rusijos erdvėlaivį ir gali padėti „Rosatom“ šalinti branduolines atliekas. Marianos tranšėjos dugne bus išbandytas didelio gylio povandeninis laivas. Fondo mokslinės ir techninės tarybos pirmininkas Vitalijus Davydovas „Izvestija“ pasakojo apie fondo projektus.

– Kiek projektų fondas yra įgyvendinęs ir kuriuos iš jų ypač išskirtumėte?

Turime apie 50 projektų įvairiuose įgyvendinimo etapuose. Dar 25 buvo baigti. Gauti rezultatai perduodami arba perduodami klientams. Sukurti technologijų demonstratoriai, gauta apie 400 intelektinės veiklos rezultatų. Temų spektras – nuo nardymo iki Marianos įdubos dugno iki kosmoso.

Iš įgyvendintų projektų galima paminėti, pavyzdžiui, pernai kartu su pirmaujančia raketų variklių gamybos įmone „NPO Energomash“ sėkmingai atliktus raketinio detonavimo variklio bandymus. Tuo pačiu metu fondas pirmą kartą pasaulyje gavo stabilų darbo režimą detonacinio oru kvėpuojančio variklio demonstrantui. Jei pirmasis skirtas kosmoso technologijoms, tai antrasis – aviacijai. Higarsiniai orlaiviai, naudojantys tokias sistemas, susidurs su daugybe problemų. Pavyzdžiui, esant aukštai temperatūrai. Šias problemas fondas išsprendė panaudodamas šiluminės emisijos efektą – šiluminės energijos pavertimą elektros energija. Tiesą sakant, mes gauname elektros energiją įrenginio sistemoms maitinti ir tuo pačiu vėsinti lėktuvo korpuso elementus bei variklį.

- Vienas žinomiausių fondo projektų yra robotas Fiodoras. Ar jo kūrimas baigtas?

– Taip, darbas su Fiodoru baigtas. Dabar rezultatai perduodami Ekstremalių situacijų ministerijai. Be to, paaiškėjo, kad jais rūpėjo ne tik Ekstremalių situacijų ministerija, bet ir kitos ministerijos, taip pat valstybės korporacijos. Daugelis tikriausiai girdėjo, kad „Roscosmos“ naudos „Fedor“ technologijas sukurti bandomąjį robotą, kuris skris naujuoju Rusijos pilotuojamu erdvėlaiviu „Federacija“. „Rosatom“ parodė didelį susidomėjimą robotu. Jam reikalingos technologijos, suteikiančios galimybę dirbti žmonėms pavojingomis sąlygomis. Pavyzdžiui, šalinant branduolines atliekas.

– Ar galima naudoti „Fedor“ povandeninių laivų įguloms gelbėti ir nuskendusiems laivams tirti?

Kuriant Fedor gautos technologijos gali būti naudojamos įvairiems tikslams. Fondas įgyvendina nemažai projektų, susijusių su povandeninėmis negyvenamomis transporto priemonėmis. Ir iš esmės į juos galima integruoti antropomorfinių robotų technologijas. Visų pirma, Planuojama sukurti povandeninę transporto priemonę, kuri veiktų ekstremaliame gylyje. Mes ketiname jį išbandyti Marianos įduboje. Tuo pačiu metu ne tik nugrimzta į dugną, kaip mūsų pirmtakai, bet ir suteikiama galimybė judėti beveik dugne ir atlikti mokslinius tyrimus. Niekas anksčiau to nedarė.

JAV kuriamas keturkojis robotas kroviniams gabenti BigDog. Ar fonde vyksta panašūs pokyčiai?

Kalbant apie vaikščiojimo platformas kroviniams ar amunicijai gabenti, fondas tokių darbų nevykdo. Tačiau kai kurios organizacijos, su kuriomis bendradarbiaujame, aktyviai įsitraukė į panašius pokyčius. Klausimas, ar toks robotas reikalingas mūšio lauke, lieka atviras. Daugeliu atvejų labiau apsimoka naudoti ratines arba vikšrines transporto priemones.

– Kokios robotinės platformos, be „Fedor“, kuriamos FPI?

Kuriame daugybę platformų įvairiems tikslams. Tai žemės, oro ir jūros robotai. Atlieka žvalgybos užduotis, gabena krovinius, taip pat gali vykdyti kovines operacijas. Viena iš šios srities darbo sričių – dronų, įskaitant grupinius, išvaizdos nustatymas ir bandymo metodai. Manau, kad jei viskas tęsis tokiu pat tempu, artimiausiu metu bepiločių orlaivių naudojimas labai išplės, taip pat ir kovinėms misijoms.

- FPI kuria atmosferinį palydovą „Sova“ – didelį elektrinį lėktuvą. Kaip vyksta jo išbandymai?

-Baigtas nepilotuojamo orlaivio „Sova“ demonstratoriaus bandymas. Ilgas skrydis įvyko maždaug 20 tūkstančių m aukštyje, deja, prietaisas pateko į stiprios turbulencijos zoną ir buvo rimtai apgadintas. Bet tuo metu jau buvome gavę visus reikiamus duomenis, įsitikinome tiek pačios tyrimo krypties perspektyvumu, tiek pasirinktų projektinių sprendimų teisingumu.. Įgyta patirtis bus panaudota kuriant ir išbandant pilno dydžio įrenginį.

Įmonė „Roscosmos“ pavadinta NPO. Lavochkina vykdo panašią plėtrą – kuria atmosferos palydovą „Aist“. Ar sekate savo konkurentų pokyčius?

Mes žinome apie šiuos darbus ir palaikome ryšį su „Aist“ kūrėjais. Kalbama ne apie konkurenciją, o apie abipusį papildomumą.

Ar tokius įrenginius galima naudoti arktinėje zonoje, kur nėra ryšio ir infrastruktūros dažnam kilimui ir nusileidimui?

Reikia atsižvelgti į tai, kad pavasarį ir rudenį, o tuo labiau poliarinės nakties metu „atmosferos palydovas“ gali tiesiog negauti energijos, reikalingos baterijoms įkrauti. Tai riboja jo naudojimą.

Neseniai visuomenei buvo demonstruojamos kvėpavimo skysčiu technologijos – takso panardinimas į specialų deguonies prisotintą skystį. „Skęstančiųjų“ demonstracija sukėlė protestų bangą. Ar darbas šia kryptimi bus tęsiamas ir po to?

-Tęsiamas skysčių kvėpavimo darbas. Remiantis mūsų raida, galima išgelbėti tūkstančius gyvybių. Ir mes kalbame ne tik apie povandeninius laivus, kurie dėl skysčio kvėpavimo galės greitai pakilti į paviršių be pasekmių dekompresinės ligos forma. Yra nemažai plaučių ligų ir traumų, kurias galima sėkmingai gydyti kvėpuojant skysčiu. Yra įdomių perspektyvų naudojant skysto kvėpavimo technologiją greitai atvėsinti kūną, kai reikia sulėtinti jame vykstančius procesus. Dabar tai daroma išoriniu aušinimo būdu arba į kraują suleidžiant specialų tirpalą. Tą patį galite padaryti, bet efektyviau, pripildydami plaučius atvėsinto kvėpavimo mišinio.

FPI skysto kvėpavimo kūrimo laboratorijos vadovas Antonas Tonšinas su taksu vardu Nikolajus, kurio pagalba pažangių tyrimų fondo (FPI) mokslininkai tyrė skysčių kvėpavimo galimybes.

Pažymėtina, kad šiuose eksperimentuose dalyvaujančių gyvūnų sveikatai jokios žalos nėra. Visi „eksperimentuotojai“ gyvi. Dalis jų laikomi laboratorijoje, kur stebima jų būklė. Daugelis tapo darbuotojų augintiniais, tačiau jų būklę periodiškai stebi ir mūsų specialistai. Stebėjimo rezultatai rodo, kad nėra neigiamų kvėpavimo skysčio pasekmių. Technologija pasitvirtino ir mes perėjome prie specialių prietaisų kūrimo praktiniam jos įgyvendinimui.

– Kada pereisite prie žmonių kvėpavimo skysčių tyrimo?

Teoriškai tokiems eksperimentams esame pasiruošę, tačiau norint juos pradėti būtina bent jau sukurti ir išbandyti atitinkamą įrangą.

Vienu metu FPI sukūrė programinės įrangos platformą įvairios įrangos projektavimui, skirtą pakeisti užsienio programinę įrangą. Ar jis kur nors naudojamas?

Vieningos aplinkos kūrimo rusiškai inžinerinei programinei įrangai „Herbarium“ darbai išties baigti. Dabar svarstomas jo panaudojimo „Rosatom“ ir „Roscosmos“ klausimas - kuriant perspektyvius branduolinės pramonės gaminių pavyzdžius, taip pat raketų ir kosmoso technologijas.

– Ar fondas dirba papildytosios realybės technologijų srityje?

-Taip, fondas atlieka tokį darbą - ypač kartu su KamAZ. Viena iš mūsų laboratorijų sukūrė papildytos realybės akinių prototipą, leidžiantį valdyti automobilio komponentų surinkimą. Programa nurodo, kurią dalį reikia paimti ir kur ją įdiegti. Jei operatorius atlieka neteisingus veiksmus, pavyzdžiui, nukrypsta nuo nustatytos gaminio surinkimo tvarkos ar neteisingai sumontuoja jos elementus, apie neteisingą žingsnį pasigirsta garsinis perspėjimas, o ant akinių rodoma informacija apie klaidą. Tokiu atveju neteisingų veiksmų ar net pasikėsinimo į juos faktas fiksuojamas elektroniniame žurnale. Dėl to turi būti sukurta sistema, kuri pašalintų neteisingo surinkimo galimybę. Ateityje šią sistemą ketiname plėtoti miniatiūrizavimo kryptimi ir akinius pakeisti pažangesniais įrenginiais.

Skaičiavimo technologijų perspektyvos dabar siejamos su kvantinių kompiuterių kūrimu, o informacijos saugumas – su kvantine kriptografija. Ar FPI plėtoja šias sritis?

Fondas užsiima klausimais, susijusiais su kvantine kompiuterija ir atitinkamos elementų bazės kūrimu. Kalbant apie kvantines komunikacijas, visi girdi apie savo kolegų iš Kinijos patirtį. Bet mes nestovime vietoje.

2016 m. rudenį FPI ir Rostelecom suteikė kvantinį informacijos perdavimą šviesolaidiniu kabeliu tarp Noginsko ir Pavlovsky Posad. Eksperimentas buvo sėkmingas. Šiandien jau galima kalbėti kvantiniu telefonu. Svarbus kvantinės informacijos perdavimo bruožas yra perėmimo neįmanoma.

Minėto eksperimento metu kvantinis ryšys buvo užtikrintas maždaug 30 km atstumu. Techniškai nėra jokių problemų jį įgyvendinant didesniu diapazonu. Ruošiamės vesti bendravimo seansą atmosferiniu kanalu. Mes tiriame galimybę atlikti kvantinio ryšio iš kosmoso eksperimentą, naudojant Tarptautinės kosminės stoties potencialą.