Биологические исследования
в космосе
Так или иначе, жизнь на нашей
планете обязана своим возникновением
сочетанию космических и планетарных
условий, а теперь она в результате
долгой эволюции и в лице своего
представителя, человека, сама выходит
непосредственно во Вселенную. Такова,
видимо, закономерность развития жизни,
относящаяся уже не к прошлому,
а к будущему. Космос, планета
и снова космос - вот вселенский
цикл жизни, демонстрируемый ныне человечеством.
Рожденная на Земле жизнь, выходя
за пределы планеты, тем самым
обнаруживает свою космическую устремленность.
Таково «эволюционное» значение переживаемого
нами космического века.
Земные микроорганизмы можно встретить
на высоте до 100 километров. Этот рубеж
обозначает предел естественной экспансии
земной жизни в сторону космического
пространства. Однако человек с помощью
ракетно-космической техники, то есть
«искусственно», не только сам выходит
в космос, но и берет с собой
животных и растения. Вначале (и это
совершается уже теперь) исследуется
воздействие условий космического
полета на представителей земной жизни,
а в перспективе предстоит
освоение нового жизненного пространства,
его обживание.
Цели биологических опытов в
космосе многоплановы, они служат
решению таких практических задач
космонавтики, как определение степени
опасности орбитального полета для
живого существа (включая, разумеется,
и самого человека), определение
и создание возможности включать
растения в систему жизнеобеспечения,
использовать их в космических рейсах
в качестве поглотителей углекислого
газа, поставщиков кислорода и
продуктов питания. Кроме того, космические
биоэксперименты имеют фундаментальное
научное значение. Они, например, помогают
выяснить влияние радиации и невесомости
на один из таинственных механизмов живого
- генетический код, на «запись» наследственных
признаков, передаваемых от родителей
к детям, от одного живого организма
к другому.
Безусловно, важны и для практики,
и для науки также исследования
поведения организмов, находящихся
в длительном состоянии невесомости.
В земных условиях такое состояние
можно лишь имитировать (скажем, тренировки
космонавтов в скафандрах в водной
среде) или частично создать всего
на несколько минут (тренировки в
круто снижающемся, «падающем» самолете).
Ученые считают, что, познав реакцию
живого на невесомость, можно экспериментально
выявить роль гравитации в зарождении
и становлении жизни на Земле,
то есть решить важнейшую научную
и мировоззренческую проблему - проверить
ту самую космологическую гипотезу
о гравитации как определителе главных
этапов развития жизни, о которой
мы говорили.
Биологические эксперименты в космосе
- дело тонкое и весьма специфическое.
Начнем с того, что часто такие
опыты проводятся без непосредственного
участия исследователей, на автоматических
спутниках. Для этого применяется
сложное и в то же время максимально
легкое и компактное оборудование –
таково непременное требование выведения
на орбиту полезного груза. Для высших
животных, например, создаются автоматические
системы, поставляющие кислород для
дыхания, пищу и питье, удаляющие
отходы жизнедеятельности. Первым живым
существом, покинувшим планету, была собака
Лайка, запущенная в 1957 году на втором
советском спутнике спустя месяц
после запуска знаменитого первого
Спутника. Собаки запускались и после,
возвращаясь уже живыми и здоровыми.
А в 1983 и 1985 годах в космос летали
и тоже благополучно возвращались на
Землю обезьяны.
В пилотируемые полеты космонавты пока
не берут с собой высших животных.
Сложны и очень трудны космические
эксперименты на живом материале. В
корабле, с его невесомостью, не разложишь
на столе инструменты, подопытных животных
или даже растения, не расставишь баночки
с питательным, проращивающим и
фиксирующим растворами. Не успеешь
оглянуться, как все это окажется
в воздухе, разлетится по отсеку. И
это не только срыв опыта, но и угроза
всей программе полета, а может
быть, и здоровью членов экипажа. Взвешенные
в воздухе мельчайшие капли жидкости
могут попасть в дыхательные
пути человека, нарушить работу сложной
аппаратуры. Да и не все вещества
здесь можно держать в открытых
сосудах. Те, которые даже в малой
степени вредны человеку (а с такими
веществами биологам нередко приходится
иметь дело), требуют строгой герметизации.
К этому надо добавить, что работа
космонавтов даже в длительных, многомесячных
полетах расписана буквально
по минутам; помимо биологических, они
выполняют множество других программ.
Отсюда - еще одно непременное требование
ко всем экспериментам: максимальная простота
операций.
О том, как ученые распутывают этот
клубок противоречий между задачами
исследования и жесткой ограничительностью
условий его проведения, как ставят
интересные опыты, мы расскажем на примере
экспериментов с плодовой мушкой
-дрозофилой.
Эти насекомые, ветераны космобиологических
исследований, стартовали в биоспутниках,
в пилотируемых кораблях, совершали
путешествия к Луне и обратно
на автоматических аппаратах «Зонд».
Содержание мушек в космосе особых
хлопот не доставляет. Они не нуждаются
в специальных блоках с системой
жизнеобеспечения. Достаточно хорошо
чувствуют они себя в обыкновенной
пробирке, на дно которой налито
немного питательного бульона.
На станциях «Салют» эксперименты
с дрозофилой проводились в специальных
термостатах при постоянной, строго
контролируемой температуре. Биоконтейнер,
предназначенный для опытов на развивающихся
личинках и куколках, состоит из
четырех пластмассовых пробирок,
вставленных в гнезда прямоугольной
подставки из пенопласта. Пробирки
устанавливают в термостат, в
котором автоматически поддерживается
температура +25 градусов. Прибор этот,
летавший на «Союзах» И «Салютах», легок
и компактен, никаких особых действий
и наблюдений в полете не требует.
По завершении эксперимента, когда
выращено одно поколение мушек, биоконтейнер
вынимается из термостата и пересылается
в очередном транспортном корабле
на Землю.
Однако гораздо интереснее получить
в невесомости несколько поколений
дрозофил: получились бы самые настоящие
«эфирные существа», если воспользоваться
терминологией Циолковского, которые
не только развиваются, но и рождаются
в космосе. Да и не в терминологии
тут дело, а в экспериментальном
подтверждении одной из смелейших
гипотез калужского ученого.
Для экспериментов такого рода создан
другой прибор. Представляет он собой
пластмассовый куб с гранью длиной
около 10 сантиметров, собранный из секций
с питательной средой и дверками
между ними. В Полете космонавты
вынимают в нужное время этот куб
из термостата и открывают насекомым,
находящимся в первой секции, доступ
во вторую. Мушки откладывают на
новой «жилплощади» яички, давая
жизнь следующему поколению. Из таких
яичек выходят уже чисто космические
личинки. Они, в свою очередь, превращаются
в куколок, затем в мух, которые
переводятся в следующий отсек
прибора и там выводят очередное
космическое потомство.
Именно так и происходило
в действительности. Живые существа,
пусть пока только мухи-дрозофилы, способны
жить и размножаться вне Земли. Этот
важный и многообещающий вывод, сделанный
на основе космического эксперимента,
доказывает, что жизнь и космос
друг другу не противопоказаны.
Космические биология и медицина
Полеты человека в космос стали
возможны благодаря созданию ракетно-космической
техники и планомерным исследованиям
в областях космических биологии
и медицины - новых областях естествознания,
изучающих особенности жизнедеятельности
человека и других организмов при
действии на них факторов космического
пространства. Биологические исследования
в процессе полетов ракет и
первых искусственных спутников
Земли открыли путь человеку в
космос и во многом предопределили
развитие пилотируемой космонавтики,
а вместе с ней космических
биологии и медицины. Развитие этих
областей науки в нашей стране
осуществляется по следующим двум взаимосвязанным
направлениям: первому - сугубо прикладному,
связанному с решением практических
задач медицинского обеспечения
космических полетов, и второму -
фундаментальному, задачей которого
является изучение механизмов воздействия
невесомости, космической радиации,
электромагнитных излучений, ультрафиолетовой
радиации и других экстремальных
факторов на живые системы.
Результаты медико-биологических
исследований на борту космических
летательных аппаратов свидетельствуют
о том, что человек может достаточно
хорошо приспосабливаться к жизни
в условиях космоса и эффективно
работать в течение одного года.
При этом закономерно развиваются
срочные и долговременные адаптивные
реакции организма, сопровождающиеся
процессами функциональной перестройки
гравитационно зависимых и регуляторных
его систем. Существенные изменения
наблюдаются в опорно-двигательной,
сердечно-сосудистой и сенсорной
системах, в нервно-психической сфере,
в крови и иммунной системе, меняются
функции почек, водносолевой баланс,
метаболизм. В итоге проведенных
исследований была разработана система
медицинского обеспечения экипажей
космических полетов, которая включает
в себя отбор и подготовку экипажей,
их медицинское обслуживание в ходе
полетов (в том числе оказание
неотложной медицинской помощи) и
послеполетную адаптацию к условиям
земной гравитации и привычному образу
жизни.
В ходе экспериментальных медико-биологических
исследований с использованием различных
биообъектов (в том числе и
на клеточном уровне) было показано,что
основным экологическим фактором наблюдаемых
в организме сдвигов в космических
полетах является невесомость. Однако
она не вызывает генных и хромосомных
мутаций, механизм клеточного деления,
как правило, не нарушается. Между
тем вопрос о принципиальной возможности
прямого, непосредственного действия
невесомости на клеточном уровне
по-прежнему остается открытым. Не исключено,
что некоторые физиологические
реакции организма на отсутствие
силы тяжести могут быть следствием
измененного поведения клеток.
В будущем предстоит сосредоточить
внимание на клетке как механической
конструкции в поле силы тяжести,
оценить зависимость проявления
эффекта невесомости от типа клеточной
дифференциации и степени функциональной
нагрузки на организм. Целесообразно
изучить и роль генетического
аппарата в адаптации организма
к длительной невесомости. В целом
можно полагать, что отсутствие силы
тяжести не препятствует прохождению
основных этапов его жизненного цикла.
В связи с перспективой полетов
космических аппаратов на другие
небесные тела все более актуальной
становится задача изучения условий
возникновения и распространения
жизни во Вселенной также поиска
жизни или ее предвестников на
Луне, Марсе и в свободном космическом
пространстве. Попытка обнаружения
жизни на Марсе - одна из первоочередных
задач планируемых исследований
на автоматических станциях.
В последние годы быстрыми темпами
стало развиваться такое новое
направление исследований, как космическая
биотехнология, основной задачей которой
является разработка методов получения
в невесомости особо чистых лекарственных
препаратов и биологически активных
веществ (гормонов, витаминов, ферментов).
Несмотря на небольшой срок существования,
космическая биология и космическая
медицина заняли прочные позиции
среди других медико-биологических
наук. Это объясняется бурными
темпами развития этих областей, новизной
решаемых задач и впечатляющими
достижениями, которые привлекают внимание
специалистов и широкой научной
общественности. Большой объем накопленных
знаний о жизнедеятельности организма
в условиях воздействия факторов
космического пространства, динамических
факторов полета и искусственной
среды обитания, а также достижения
космической техники являются реальными
предпосылками для интенсивного
освоения космического пространства в
XXI в.
Рассмотренные направления космических
исследований получат в дальнейшем
не только количественное, но и качественное
развитие, глобально охватят все
стороны человеческой жизни. XXI в. станет
веком становления человека, домом
которого станет Солнечная система.
Космическая биология
Перевод
Космическая биология
комплекс преимущественно
биологических наук, изучающих: 1) особенности
жизнедеятельности земных организмов
в условиях космического пространства
и при полётах на космических
летательных аппаратах (Космическая
физиология, экофизиология и экобиология);
2) принципы построения биологических
систем обеспечения жизнедеятельности
членов экипажей космических
кораблей и станций (замкнутых
экологических систем); 3) внеземные
формы жизни (экзобиология). К.
б. — 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 К. б.
ведутся на различных видах
живых организмов, начиная с вирусов
и кончая млекопитающими. Для
исследований в космическом пространстве
в СССР уже использовано свыше
56, а в США свыше 36 видов биологических
объектов.
В формировании
научных основ К. б., как и
космической медицины (См. Космическая
медицина), большую роль в СССР
сыграли исследования Л. А.
Орбели, В. В. Стрельцова, Н. М.
Добротворского, А. П. Аполлонова,
Н. М. Сисакяна, А. В. Лебединского,
В. В. Парина, В. Н. Черниговского,
О. Г. Газенко и др.; в США
— Х. Армстронга, Р. Лавлейса, Х.
Штругхольда, Д. Фликинджера, П.
Кэмпбелла, А. Грейбила и др.;
во Франции — Р. Гранпьера;
в Италии — Р. Маргарин; в
ФРГ — Ю. Ашоффа, О. Гауэра. В
проведении биологических исследований
в космическом пространстве, помимо
СССР и США, участвуют также
Франция, Италия и ФРГ. Однако
наиболее значительный вклад
в развитие К. б. сделан трудами
учёных СССР и США. Первые
биологические эксперименты в
верхних слоях атмосферы и
в космосе с использованием
воздушных шаров начались в
СССР и США в 1930-х гг. Кульминационным
пунктом того периода явились
генетические эксперименты, проведённые
в 1935 на стратостатах «СССР-1-бис»
и «Эксплорер-2» — США. Это
была попытка выявить влияние
космической радиации на процессы
Мутагенеза.
Первоочередная
задача К. б. — 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 К. б. ведутся в лабораторных экспериментах,
в той или иной мере воспроизводящих влияние
отдельных факторов космического полёта
и космического пространства. Однако наиболее
существенное значение имеют лётные биологические
эксперименты, в ходе которых можно изучить
влияние на живой организм комплекса необычных
факторов внешней среды.
По мере
подъёма на высоту прежде всего
изменяются условия дыхательного
Газообмена. Так, уже на высоте
15 км при барометрическом давлении
около 87 мм рт. ст. Дыхание невозможно
даже при вдыхании чистого
кислорода. На высоте 19,2 км в
организме теплокровных животных
начинается «закипание» жидкостей,
т. к. барометрическое давление
становится равным давлению водяных
паров в жидких средах организма
при 37 °С. На высоте 36—40 км вышележащий
слой атмосферы оказывается недостаточным
для поглощения первичного космического
излучения и начинает проявляться
его биологическое поражающее
действие, а также воздействие
ультрафиолетовых (УФ) лучей с длиной
волны 3000—2100 Å. Однако вследствие слабой проникающей
способности УФ радиации герметичная
кабина космического корабля достаточно
надёжно защищает находящиеся в ней биологические
объекты от её действия. На высоте 100—120
км и более от поверхности Земли возникает,
хотя и незначительная, опасность встречи
с метеоритами. Еще выше, в связи с практически
полным отсутствием атмосферы, исключаются
условия для распространения звуковых
волн, исчезает явление рассеяния света
и создаются резкие контрасты между освещенными
и затенёнными поверхностями; затруднено
восприятие пространства, его глубины.
На искусственном спутнике Земли (ИСЗ)
возникает состояние динамической невесомости,
т. к. сила притяжения Земли уравновешивается
равной ей центробежной силой, развивающейся
при полёте по орбите.
Первым
этапом биологических исследований,
проводимых в СССР и США
в 40—50-х гг. 20 в. в условиях,
близких к космическому полёту,
явились многократные полёты
собак, обезьян и др. животных
в ракетах на высотах до 500 км.
В ходе этих опытов изучались
возможности создания необходимых
условий для жизни животных
при полётах в герметичных
кабинах (или в специальных
скафандрах в негерметичных кабинах),
разрабатывались средства и методы,
обеспечивающие безопасность полёта,
катапультирования и парашютирования
с больших высот, изучалось
биологическое действие первичного
космического излучения. Полученные
данные позволили сделать вывод
о переносимости высокоорганизованными
животными режимов ускорений
при ракетном полёте и состояния
динамической невесомости длительностью
до 20 минут. Следующим этапом биологических
исследований в космических полётах
явился длительный полёт собаки
Лайки на советском ИСЗ-2. Третий
этап был связан с созданием
возвращаемых на Землю космических
кораблей-спутников (ККС), позволивших
резко расширить программу исследований
за счёт включения в «экипаж»
кораблей ряда новых биологических
объектов, а также провести многомесячные
исследования животных и растительных
объектов после полёта. Лётные
эксперименты ставились на собаках,
крысах, мышах, морских свинках,
лягушках, мухах-дрозофилах, высших
растениях (традесканция, семена
пшеницы, гороха, лука, кукурузы, нигеллы,
проростки растений в разных
стадиях развития), на икре улитки,
одноклеточных водорослях (хлорелла),
культуре тканей человека и
животных, бактериальных культурах,
вирусах, фагах, некоторых ферментах
и др. Во время полёта в кабине
поддерживались нормальные барометрическое
давление (760±10 мм рт. ст.) и температура
(18±3 °С); содержание кислорода
колебалось от 20 до 24%, относительная
влажность воздуха — от 35 до 50%.
Культуры тканей и др. биологические
объекты находились в термостате
с автоматическим регулированием
температуры. Собаки получали
в автоматических кормушках желеобразную
пищу; мелкие лабораторные животные
имели свободный доступ к пище
и воде. Некоторые биологические
объекты для повышения их чувствительности
к облучению содержались в
атмосфере, обогащенной кислородом.
У собак методом радиотелеметрии
регистрировали электрокардиограмму
(ЭКГ), артериальный пульс, пневмограмму,
фонокардиограмму, электромиограмму,
сейсмограмму, температуру тела, двигательную
активность, поведение (по данным
телевизионного наблюдения). Во всех
опытах выделялись группы контрольных
животных, подвергавшихся тем же
воздействиям, что и подопытные,
за исключением невесомости.
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 (См. Радиационные
пояса 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 (См. Мутации).
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
(См. Экзобиология).
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 (См. Биотелеметрия),
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 (См. Экологическая
система) с автотрофными и гетеротрофными
организмами.
Первая
публикация о результатах советских
биологических экспериментов в
космосе была сделана в 1956.
Материалы по биологическим и
медицинским исследованиям издаются
в СССР в сборниках трудов
института медико-биологических
проблем министерства здравоохранения
СССР, в журнале АН СССР «Космические
исследования», в многотомном
издании «Проблемы космической
биологии», в журналах «Космическая
биология и медицина», «Авиация
и космонавтика» и др., за рубежом
— в периодических изданиях
«Aerospace Medicine», «Bioscience», «Rivista di Medicina
Aeronauticae Spaziale», «Space Flight», «Space Life Sciences».
Космос
становится ареной международного
сотрудничества. Это распространяется
и на К. б. СССР проводит
совместные исследования в области
К. б. с социалистическими странами
по программе «Интеркосмос». Ведётся
работа по созданию совместного
советско-американского труда «Основы
космической биологии и медицины».
В 1972 подписано соглашение между
правительствами СССР и США
о сотрудничестве в исследовании
и использовании космического
пространства в мирных целях,
которое предусматривает, в частности,
сотрудничество в области К.
б.
Лит.: Циолковский
К. Э., Путь к звёздам, М., 1960;
Газенко О. Г., Некоторые проблемы
космической биологии, «Вестник
АН СССР», 1962, №1; Сисакян Н. М.,
Газенко О. Г., Генин А. М., Проблемы
космической биологии, в кн.: Проблемы
космической биологии, т. 1, М., 1962; Ларин
В. В., Баевский Р. М., Некоторые
проблемы современной биологической
телеметрии, «физиологический журнал
СССР», 1964, т. 50, №8; Газенко О. Г., Космическая
биология, в кн.: Развитие биологии в СССР,
М., 1967; Газенко О. Г., Парфенов Г. П., Результаты
и перспективы исследований в области
космической генетики, «Космическая биология
и медицина», 1967, т. 1, № 5; Adey W. R., Hahn P. М.,
Introduction — Biosatellite III results, «Aerospace Medicine», 1971,
v. 42, № 3, p. 273—80; Grandpierre R., Space biology tests in March
1967. [Les experiences de biologic spatiale de Mars 1967], «Revue de
medicine aéronautique et spatiale», 1968, t. 7, p. 217—219; Jenkins
D. W., USSR and US bioscience, «Bioscience», 1968, v. 18, № 6, p.
543; Lotz R. G. A., Extraterrestrische Biologic, «Urnschau in Wissenschaft
und Technik», 1972, Jg. 72, Н. 5, S. 154—57; Young R. S., Biological
experiments in space, «Space Science Reviews», 1968, v. 8, № 5—6,
p. 665—89.
В. В.
Ларин.
Большая советская энциклопедия. —
М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
