Большая Советская Энциклопедия (КО)

Большая Советская Энциклопедия

На участке выведения на орбиту у всех собак обнаружены типичные для действия ускорений учащение пульса и дыхания, постепенно исчезавшие после перехода корабля на орбитальный полёт. Наиболее важный непосредственный эффект действия ускорений — изменения лёгочной вентиляции и перераспределение крови в сосудистой системе, в том числе в малом круге, а также изменения в рефлекторной регуляции кровообращения. Нормализация пульса после воздействия ускорений в невесомости происходит значительно медленнее, чем после испытаний на центрифуге в условиях Земли. Как средние, так и абсолютные значения частоты пульса в невесомости были ниже, чем в соответствующих моделирующих опытах на Земле, и характеризовались выраженными колебаниями. Анализ двигательной активности собак показал довольно быструю адаптацию к необычным условиям невесомости и восстановление способности к координированным движениям.

Такие же результаты были получены и в экспериментах на обезьянах. Исследованиями условных рефлексов у крыс и морских свинок после возвращения их из космического полёта установлено отсутствие изменений по сравнению с предполётными опытами.

Биохимическими исследованиями крови и мочи собак, крыс и мышей, возвратившихся из полёта, установлены некоторые преходящие изменения, соответствующие проявлению стресс-реакций (см. Адаптационный синдром ). У двух собак, совершивших космический полёт на ККС-2, после полёта установлены волнообразные колебания иммунологической реактивности с периодами депрессии и активации. Подобные, но менее выраженные колебания найдены и у собак, летавших на ККС-4 и ККС-5. Цитологическими и гистологическими методами у мышей, летавших на ККС-2, обнаружено увеличение хромосомных перестроек в клетках костного мозга, появление юных форм, некоторое угнетение кроветворения. Важными для дальнейшего развития экофизиологического направления исследований явились эксперименты на советском биоспутнике «Космос-110» с двумя собаками на борту (1966) и на американском биоспутнике «Биос-3», на борту которого находилась обезьяна (1969). Во время 22-суточного полёта собаки впервые подвергались не только влиянию неизбежно присущих космическому рейсу факторов, но и ряду специальных воздействий (раздражение синусного нерва электрическим током, пережатие сонных артерий и т. д.), имевших целью выяснить особенности нервной регуляции кровообращения в условиях невесомости. Кровяное давление у животных регистрировалось прямым путём (катетеризация сосудов). Трасса спутника «Космос-110» на каждом витке входила во внутренний радиационный пояс Земли . Вследствие этого на борту проводились дозиметрические измерения. Послеполётные исследования и анализ полученной информации показали, что длительный космический полёт сопровождается у высокоорганизованных млекопитающих развитием детренированности сердечнососудистой системы, нарушением водно-солевого обмена, в частности значительным уменьшением содержания кальция в костях (декальцинация).

Во время полёта обезьяны на биоспутнике « Биос-3», продолжавшегося 8,5 суток, были обнаружены серьёзные изменения циклов сна и бодрствования (фрагментация состояний сознания, быстрые переходы от сонливости к бодрствованию, заметное сокращение фаз сна, связанных со сновидениями и глубокой дремотой), а также нарушение суточной ритмики некоторых физиологических процессов. Последовавшая вскоре после досрочного окончания полёта смерть животного была, по мнению ряда специалистов, обусловлена влиянием невесомости, которая привела к перераспределению крови в организме, потере жидкости и нарушению обмена калия и натрия.

Генетические исследования, проведённые в орбитальных космических полётах, показали, что пребывание в космическом пространстве оказывает стимулирующий эффект на сухие семена лука и нигеллы (более быстрое прорастание и развитие сеянцев). Ускорение деления клеток было обнаружено на проростках гороха, кукурузы, пшеницы. В культуре устойчивой к радиации расы актиномицетов оказалось в 6 раз больше выживших спор и развивавшихся колоний, чем в контроле, тогда как в чувствительном к радиации штамме произошло снижение соответствующих показателей в 12 раз.

На дрозофилах после полёта было проведено сравнение с контролем частоты летальных мутаций в Х-хромосоме, ведущих к ранней смерти, а также частоты первичного нерасхождения хромосом. Анализ статистически достоверного увеличения частоты сцепленных с полом рецессивных летальных мутаций, проведённый с сопоставлением суммарной дозы облучения во время полётов и с оценкой результатов специально поставленных наземных опытов, показал, что установленные генетические изменения нельзя объяснить только действием радиации. Следует предполагать комбинированное действие всех факторов полёта, в частности динамических (ускорения, невесомость, вибрации). Возможно, что некоторые факторы сенсибилизируют организм к одновременному действию других. Так, при проведении биологических экспериментов на американском биоспутнике «Биос-2» (1967), на борту которого находился искусственный источник гамма-излучения, было установлено,

что невесомость у одних биообъектов повышала радиочувствительность, у других — снижала.

Следующим этапом в осуществлении программы биологических исследований в космосе явились эксперименты, проведённые на трассе Земля — Луна — Земля. Опыты на этой трассе сделали возможным изучение (при отсутствии экранирующего влияния магнитных полей и атмосферы Земли) биологических эффектов ионизирующих излучений радиационных поясов Земли, а также тяжёлой компоненты первичного космического излучения и протонов солнечных вспышек. Исследования осуществлялись при полётах советских автоматических станций серии «3онд» с сентября 1968 по октябрь 1970. На борту станций размещали черепах, дрозофил, лук репчатый, семена растений, разные штаммы хлореллы, кишечной палочки и др. биологические объекты. Суммарная доза облучения во всех полётах была примерно одинаковой. После возвращения на Землю черепахи были активны: много двигались и ели. Исследования некоторых показателей крови (количество лейкоцитов, эритроцитов, гемоглобина) и ЭКГ не выявили существенных отличий у животных, побывавших в космосе, по сравнению с контрольными. Полёт стимулировал рост и развитие семян пшеницы, ячменя, лука, появление в них хромосомных нарушений. Эти изменения, как правило, не отличались от сдвигов, зарегистрированных в биологических объектах, побывавших на низких околоземных орбитах. Относительно большое число перестроек хромосом отмечалось у семян сосны, ячменя, увеличение числа мутантов — у хлореллы.

Комплекс экспериментов с различными биообъектами (семена, высшие растения, икра лягушек, микроорганизмы и т. д.) был проведён на советском ИСЗ «Космос-368» (1970), ККС «Союз» и первой в мире орбитальной станции «Салют» (1971); западногерманский эксперимент с медицинскими пиявками — на высотных ракетах США и Франции (1970), совместный итало-американский эксперимент с лягушками — на спутнике OFA (1970); микробиологический эксперимент на поверхности Луны был выполнен экипажем американского космического корабля «Аполлон-16» (1972).

В результате проведённых биологических исследований на высотных и баллистических ракетах, ИСЗ, ККС и др. космических летательных аппаратах установлено, что человек может жить и работать в условиях космического полёта сравнительно продолжительное время. Показано, что невесомость снижает переносимость организмом физических нагрузок и затрудняет реадаптацию к условиям нормальной (земной) гравитации. Важный результат биологических исследований в космосе — установление того факта, что невесомость не обладает мутагенной активностью, по крайней мере в отношении генных и хромосомных мутаций . При подготовке и проведении дальнейших экофизиологических и экобиологических исследований в космических полётах основное внимание будет уделено изучению влияния невесомости на внутриклеточные процессы, биологическим эффектам тяжёлых частиц с большим зарядом, суточной ритмике физиологических и биологических процессов, комбинированным воздействиям ряда факторов космического полёта.

Следующая важнейшая проблема К. б. (как и космической медицины) — разработка биологических основ и принципов обеспечения нормальной жизнедеятельности человека в условиях длительного пребывания в космосе. Лишь на этой основе может быть создана эффективная система жизнеобеспечения (см. Жизнеобеспечение в космическом полёте).

Экспериментальное подтверждение отсутствия жизни на Луне (основано на изучении лунного грунта) — первый важный результат в области следующего раздела К. б. — экзобиологии .

Исследования по К. б. позволили разработать ряд защитных мероприятий и подготовили возможность безопасного полёта в космос человека, что и было осуществлено полётами советских, а затем и американских кораблей с людьми на борту. Значение К. б. этим не исчерпывается. Исследования в области К. б. будут и впредь особенно нужны для решения ряда вопросов, в частности для биологической разведки новых космических трасс. Это потребует разработки новых методов биотелеметрии , создания вживляемых устройств для малой телеметрии (от объекта до бортового передатчика), превращения различных видов возникающей в организме энергии в необходимую для питания таких устройств электрическую энергию, новых методов «сжатия» информации и др. Чрезвычайно важную роль К. б. сыграет и в разработке необходимых для длительных полётов биокомплексов , или замкнутых экологических систем с автотрофными и гетеротрофными организмами.