Роль биологии в космических исследованиях

Чтобы понять какова роль биологии в космических исследованиях мы

д о л ж н ы

о б р а т и т ь с я

к

к о с м и ч е с к о й

б и о л о г и и .

Космическая биология-это комплекс преимущественно биологических наук,

изучающих:

1)

особенности

жизнедеятельности

земных

организмов

в

условиях

космического

пространства

и

при

полётах

на

космических

летательных

а

п

п

а

р

а

т

а

х

2)

принципы

по строения

биологиче ских

систем

о бе с п еч е н и я

жизнедеятельности

членов

экипажей

космических

кораблей

и

станций

3) внеземные формы жизни.

Космическая биология — синтетическая наука, собравшая в единое целое

достижения

различных

разделов

биологии,

авиационной

медицины,

астрономии, геофизики, радиоэлектроники и многих др. наук и создавшая на

их

основе

собственные

методы

исследования.

Работы

по

космической

биологии ведутся на различных видах живых организмов, начиная с вирусов

и заканчивая млекопитающими.

Первоочередная задача космической биологии — изучение влияния

факторов

космического

полёта

(ускорение,

вибрация,

невесомость,

измененная газовая среда, ограниченная подвижность и полная изоляция в

замкнутых

герметичных

объёмах

и

др.)

и

космического

пространства

(вакуум,

радиация,

уменьшенная

напряжённость

магнитного

поля

и

др.).

Исследования

по

космической

биологии

ведутся

в

лабораторных

экспериментах, в той или иной мере воспроизводящих влияние отдельных

факторов

космического

полёта

и

космического

пространства.

Однако

наиболее

существенное

значение

имеют

лётные

биологиче ские

эксперименты, в ходе которых можно изучить влияние на живой организм

комплекса необычных факторов внешней среды.

На искусственных спутниках Земли и космических кораблях в полет

отправлялись морские свинки, мыши, собаки, высшие растения и водоросли

(хлорелла),

различные

микроорганизмы,

семена

растений,

изолированные

культуры тканей человека и кролика и другие биологические объекты.

Важными для дальнейшего развития экофизиологического направления

исследований явились эксперименты на советском биоспутнике "Космос-110"

с двумя собаками на борту и на американском биоспутнике "Биос-3", на

б о р т у

к о т о р о г о

н а х о д и л а с ь

о б е з ь я н а

.

Во

время

22-суточного

полёта

собаки

впервые

подвергались

не

только

влиянию неизбежно присущих 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

р е г и с т р и р о в а л о с ь

п р я м ы м

п у т ё м .

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. Ускорение деления

клеток

было

обнаружено

на

проростках

гороха,

кукурузы,

пшеницы.

В

культуре устойчивой к радиации расы актиномицетов (бактерии) оказалось в

6

раз

больше

выживших

спор

и

развивавшихся

колоний,

тогда

как

в

чувствительном

к

радиации

штамме

(чистая

культура вирусов, бактерий,

других микроорганизмов или культура клеток, изолированная в определённое

время

и

в

определённом

месте)

произошло

снижение

соответствующих

п о к а з а т е л е й

в

1 2

р а з .

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.

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.

Исследования по космической биологии позволили разработать ряд

защитных мероприятий и подготовили возможность безопасного полёта в

космос человека, что и было осуществлено полётами советских, а затем и

а м е р и к а н с к и х

к о р а б л е й

с

л ю д ь м и

н а

б о р т у .

Значение космической биологии этим не исчерпывается. Исследования в

этой области будут и впредь особенно нужны для решения ряда вопросов, в

частности

для

биологической

разведки

новых

космических

трасс.

Это

потребует разработки новых методов биотелеметрии (способ дистанционного

исследования

биологических

явлений

и

измерения

биологических

показателей),

создания

вживляемых

устройств

для

малой

телеметрии

(совокупность технологий, позволяющая производить удалённые измерения и

сбор

информации

для

предоставления

оператору

или

пользователю),

превращения

различных

видов

возникающей

в

организме

энергии

в

необходимую для питания таких устройств электрическую энергию, новых

м е т о д о в

" с ж а т и я "

и н ф о р м а ц и и

и

д р .

Чрезвычайно важную роль космическая биология сыграет и в разработке

н е о б х о д и м ы х

д л я

д л и т е л ь н ы х

п о л ё т о в биокомплексов,

или

замкнутых экологических

систем с

автотрофными

и

гетеротрофными

организмами.