Что такое биологический искусственный спутник?
Биологический искусственный спутник — это специализированный космический аппарат, выводимый на орбиту Земли, ключевой задачей которого является проведение медико-биологических экспериментов в условиях космического полета. Эти исследования направлены на изучение влияния факторов космоса, таких как невесомость и радиация, на живые организмы.
Начало пути: от ракет к орбите
В СССР систематические медико-биологические исследования стартовали ещё в 1951 году с использованием высотных геофизических ракет. Основными «испытателями» стали собаки, чья физиология была к тому времени детально изучена, а сами животные отличались обучаемостью и спокойным поведением в ограниченном пространстве биоконтейнеров. За их состоянием во время кратковременного полета наблюдали с помощью автоматических кинокамер. Однако главным ограничением таких экспериментов была их кратковременность — состояние невесомости длилось всего несколько минут.
Прорыв: первый орбитальный полет живого существа
Эпоху орбитальных биологических исследований открыла собака Лайка. После специальной подготовки, включавшей тренировки на вибростендах и центрифугах для имитации перегрузок, 3 ноября 1957 года она была запущена на первом в мире биологическом искусственном спутнике Земли. Общая масса полезной нагрузки аппарата, включая кабину с животным, составила 508,3 кг.
Спутник, по сути, представлял собой герметизированную последнюю ступень ракеты-носителя с научной аппаратурой. Он проработал на орбите 160 суток, совершив 2370 витков вокруг планеты. Данные телеметрии показали, что Лайка удовлетворительно перенесла этапы старта и выхода на орбиту. В условиях длительной невесомости были зафиксированы постепенная нормализация частоты дыхания и сердцебиения, что ученые расценили как признак адаптации организма к новым условиям.
Развитие программы: спутники серии «Космос»
В последующие годы роль биологических лабораторий в космосе взяли на себя различные аппараты, прежде всего — спутники серии «Космос». Исследования стали более разнообразными: помимо животных, в космос отправлялись семена растений, одноклеточные водоросли (хлорелла) и дрожжевые культуры. Эксперименты на спутниках «Космос-92», «Космос-94» и «Космос-109» выявили, что условия полета оказывают незначительное влияние на биоматериал, а некоторые семена даже демонстрировали способность к прорастанию.
Особую ценность имел полет спутника «Космос-110» с 22 февраля по 16 марта 1966 года. На его борту находились собаки Ветерок и Уголек. Аппарат периодически проходил через радиационный пояс Земли, что позволило изучить комбинированное воздействие радиации и невесомости. Успешное возвращение капсулы и анализ данных значительно обогатили науку знаниями о реакции биологических объектов на экстремальные факторы космического полета.
Международные программы и основные задачи
Помимо советских спутников серии «Космос» и специализированных аппаратов «Бион», биологические эксперименты активно проводились в США на спутниках серии «Биос». Масштабные исследования также осуществлялись на советских орбитальных станциях «Салют» и «Мир», а позднее — на американских многоразовых кораблях Space Shuttle.
Основные цели всех этих сложных и часто рискованных экспериментов можно сформулировать следующим образом:
1) Непосредственное изучение механизмов адаптации земных организмов (от микроорганизмов до млекопитающих) к комплексному воздействию факторов космического полета: невесомости, радиации, изоляции.
2) Научное обоснование и разработка более эффективных методов защиты здоровья космонавтов во время длительных миссий, что является критически важным для будущих межпланетных перелетов.
3) Решение фундаментальных общебиологических вопросов, например, о влиянии гравитации на процессы жизнедеятельности, что имеет значение не только для космонавтики, но и для науки в целом.