Поведение животных при полете в космосе

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оглавление:

1. Введение         3.
2. Животные штурмуют космос      3.
3. Влияние невесомости на взрослых животных   8.
4. Первые запуски ракет с животными     19.
5. Заключение         31.
6. Список литературы       32.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Введение.

       Огромный  вклад в освоение космоса вложили  советские ученые, но не менее заметный вклад внесли и первые космонавты – животные. На “алтарь науки” они  отдали свои жизни, положив начало полетам  в космос человека.

       Полёты животных имели цель проверить, могут ли будущие космонавты выжить после полёта, и если да, то как полёт может сказаться на их здоровье. В эпоху пилотируемой космонавтики животных посылают в космос для изучения различного рода биологических процессов, эффектов микрогравитации и в других целях.  

       В начале космической эры техника  намного опережала медицину. Была техническая возможность вывести  на орбите человека, но уверенности  в том, что человек выживет, не было. Опыты на собаках, кроликах, крысах, мышах и других «братьях наших  меньших» позволили оценить влияние  невесомости на состояние жизненно важных функций.

       2.Животные штурмуют космос

       В начале 60-х не было более популярных собак, чем 2 дворняжки Белка и Стрелка, которые больше суток летали вокруг планеты и вернулись живыми домой. Достаточно сказать, что по личному распоряжению Никиты Сергеевича Хрущева одного из щенков Стрелки - Пушка - отправили за океан жене американского президента Джона Кеннеди Жаклин на память. Но до того, как полеты в космос удались, 18 собак погибли при испытаниях. Их смерть не была бесполезной. Только благодаря животным полеты в космос стали возможны и человеку. А то, что космос необходим людям, сегодня не сомневается никто.

       Перед первым длительным полетом на 18 суток Николаева и Севастьянова в космос отправили собак Ветерка и Уголька на 22 дня. Интересно, что в космос всегда отправляли только дворняжек. Причина? Более сообразительны и выносливы, чем их породистые собратья.

       Вернулись из космоса Ветерок и Уголек совершенно голые. То есть без шерсти, которая осталась в плохо подогнанных скафандрах, о которые собаки все эти нескончаемые дни терлись. А еще собаки настолько ослабели, что на ногах держаться не могли. Впрочем, после операции (у собак сняли трубки в желудке, через которые их кормили в космосе) вскоре все восстановилось.

       Пес Ветерок - впрочем, настоящее его  имя Пэр - прижился под рабочим  столом того, кто отправлял его  в космос, Андрея Назина. Ходил везде, где хотел, но возвращался спать  неизменно домой - под стол.

       С годами у собаки стали выпадать зубы. Причину уже знали - результат  интенсивного вымывания кальция  из костей. Чем только не пичкали  пса! Не помогло. Не то что кости, докторскую колбасу несчастная собака скоро жевать не могла. Тогда вместо него это стала делать вся лаборатория. Жевали колбасу - и под стол собаке изо дня в день в течение всех последних трех лет жизни Пэра. А умер он от старости. Прожив после полета 12 лет.

       Космический инкубатор

       22 марта 1990 года перепеленок, пробивший  скорлупу пестренького серо-коричневого  яичка в специальном космическом  инкубаторе, был первым живым  существом, родившимся в космосе.  Это была сенсация!

       Конечная  цель опытов с японскими перепелами в невесомости - создание системы  жизнеобеспечения экипажей космических  кораблей во время сверхдлительных  межпланетных космических полетов. Во время таких полетов человеку придется воспроизводить привычную  для него земную среду: выращивать растения, разводить небольших домашних животных. Одомашненные японские перепела стали  одним из звеньев искусственной  космической экосистемы.

       С грузовым кораблем на орбитальную станцию  «Мир» отправился контейнер с 48 яичками  перепела, который космонавты аккуратно  поместили в космическое «гнездо». Для сравнения в то же время  контрольная группа яиц также находилась в инкубаторе. Сомнений в возможности правильного течения эмбрионального и постэмбрионального развития живого существа в условиях невесомости было множество. Ведь хорошо известно, что яйцо не безразлично к силе тяжести. Ожидание было напряженным, но точно на 17-й день лопнуло на орбите первое пятнистое яичко. Новый космический житель массой всего 6 граммов проклюнул скорлупку. К радости биологов, то же произошло и в контрольном инкубаторе на Земле. За первым цыпленком появился второй, третий... Здоровенькие, шустрые, они хорошо реагировали на звук и свет, обладали клевательным рефлексом. Однако в космосе мало родиться, нужно приспособиться к его жестким условиям. Увы... Перепелята не смогли адаптироваться к невесомости. Они, как пушинки, хаотически летали внутри каюты, не умея зацепиться за решетку. Из-за отсутствия фиксации тела в пространстве они не смогли самостоятельно кормиться и впоследствии погибли. Впрочем, 3 птенца вернулись на Землю, пережив еще и перелет обратно. Но, по словам биологов, в этом эксперименте было доказано главное - невесомость не оказалась непреодолимым препятствием для развития организма.

       Не  получая за это  ни званий, ни наград

       31 января 1961 с американского космодрома  ракета-носитель вывела на суборбитальную  траекторию капсулу «Mercury-2». Пассажиром  корабля был шимпанзе Хэм. Врачи  утверждали, что нельзя рисковать  человеческой жизнью, не проверив  воздействия космического полета  на животных.

       Перед полетом Хэма научили двигать (направо  или налево) рычаг по световому  сигналу. За верное выполнение команды  его награждали банановыми шариками, поступающими по желобу в рот. Если шимпанзе ошибался, его бил легкий электрический ток (по лапе). Кульминацией многолетних исследований, усилий сотен  инженеров и затрат миллионов  долларов стали банановые шарики и удары током, призванные управлять  сумасбродным «игральным автоматом», перенесенным в космос.

       Рейс  в космос оказался более сложным, чем планировалось. Говорят, что  техника сделала все, чтобы погубить первого американского астронавта. Ракета-носитель истратила топливо  на 5 секунд раньше срока, система управления почувствовала «что-то неладное»; тотчас сработала система аварийного спасения - и корабль «сдуло» с ракеты (то есть послало его намного выше и быстрее, чем предполагалось). Бедный Хэм испытал вдвое большие  перегрузки, чем рассчитывалось. Бортовое оборудование отказало, и Хэм стучал по всем рычагам. Возможно, он выполнял команды правильно, но получал не банановые шарики, а удары током. Пролетев на 122 мили дальше расчетной  точки, аппарат спускался с сокрушительным торможением. Рывок парашюта был  страшен. Затем капсулу, оглушительно стукнувшуюся о поверхность океана, стало заливать водой, а Хэма укачало. Вертолет-спасатель поднял капсулу, залитую водой настолько, что  спасатели взяли на руки почти  утопшего, бормочущего и задыхающегося  шимпанзе.

       Мемориал  Лайке

       3 ноября 1957 года обычная, подобранная  на улице дворняга Лайка стала  первым животным, совершившим космический  полет, который открыл путь  в космос человеку. Лайка выступала  в роли камикадзе. Космический  корабль, на котором она летала, не имел спускаемого аппарата, и собака была обречена сгореть  вместе со спутником в верхних  слоях атмосферы.

       40 лет спустя в память о первой  собаке-космонавте была открыта  мемориальная доска на здании  лаборатории института авиационной  и космической медицины, где ее  готовили к полету. Ее полет  готовился почти десять лет  под руководством одного из  основоположников отечественной  биологии академика Газенко.

       После Лайки специалисты еще 4 года отрабатывали космические полеты животных. В таких  экспедициях, называвшихся «Ноевым ковчегом», попарно участвовали не только собаки, но и мыши, кролики, насекомые. Успех был закреплен удачными полетами Белки и Стрелки, что позволило принять окончательное решение о первом пилотируемом человеком космическом полете, который совершил Юрий Гагарин.

       Для чего отправляли обезьян  в космос?

       Во-первых, только в экстремальных условиях можно оценить влияние невесомости  или, точнее, микрогравитации на организм. На приматах выясняли механизм различных  расстройств и вырабатывали профилактические мероприятия для космонавтов. Во-вторых, космонавтам медики не вживляли электроды  в интересующие структуры мозжечка ствола головного мозга, в мышцы  конечностей. Эффект микрогравитации  связан с потерей веса, в результате искажаются поступающие в мозг сигналы  о положении тела, о состоянии  органов. Для противодействия этому  необходимы эксперименты. В-третьих, в  условиях микрогравитации возникает  изменение внутримозгового кровообращения из-за перемещения жидких сред организма  в верхнюю половину тела. Для космонавтов  важны меры профилактики этого неприятного  и травмирующего процесса.

       Для обезьянок были изготовлены специальные  полетные костюмы на растягивающихся  лямках, чтобы обеспечить обезьянкам максимально возможную свободу  движений. «Экипажу» пришлось трудиться  на орбите по несколько часов в  день, получая в качестве поощрения  любимый сок. В частности, они  должны были распознавать объекты, работая  глазами, головой, рукой, и отвечать на сигнал, как можно скорее нажимая  на специальную педаль ногой. Таким  образом специалисты получили данные об особенностях «поведения» вестибулярной системы в невесомости, т.е. о причинах нарушений восприятия пространства и построения движения.

       Особое  внимание в полете было уделено изучению обмена веществ - поступления кислорода  к тому или иному участку организма  и к коре мозга. Помимо двух самцов макак-резусов в полете участвовали  тритоны, жуки-чернотелки, плодовые мушки, улитки, высшие и низшие растения.

       В процессе подготовки к полетам ученые выяснили, что обезьянки для полета в космосе осваивают задание  всего за 2 месяца и действительно  кое в чем превосходят людей. Например, в скорости реакции. На выполнение упражнения «тушение мишеней» обезьянке требовалось 19 минут. А человеку на то же задание - час!

       3.Влияние невесомости на взрослых животных

       Нам посчастливилось жить в удивительное время, на глазах нашего поколения и  при нашем участии космическая  биология и медицина сформировалась как наука, пройден путь от восприятия самого факта полета в космос как  чуда до полетов, длившихся более  года.  
Исследования с животными на биоспутниках "Космос" были начаты в тот период, когда уже было ясно, что человек может жить и достаточно эффективно работать в условиях невесомости. Был накоплен большой материал о влиянии факторов космического полета на различные стороны жизнедеятельности. И все же многие вопросы оставались нерешенными. Открытым оставался и вопрос о том, какой ценой осуществляется адаптация к невесомости, не сопровождается ли она скрытыми патологическими изменениями во внутренних органах, неблагоприятными отдаленными последствиями, снижением продолжительности жизни. "Человек победил боль и страх, он доказал возможность существования в условиях невесомости… - писал в 1969 году И.В.Давыдовский. - Правда, человек еще не может сказать, это дело будущего - какой ценой он достигнет новых, более высоких форм адаптации". Ответить на этот вопрос можно было только на основе экспериментов с животными, прежде всего с млекопитающими, экспонированными на борту космических летательных аппаратов в полетах разной продолжительности. Только такие эксперименты могли позволить детально изучить структуру и метаболизм внутренних органов и тканей организма, находящегося в невесомости, использовать разнообразные, в том числе достаточно сложные нагрузочные пробы, изучить отдаленные последствия действия факторов космического полета и, наконец, обеспечить статистическую значимость полученного материала. Основной задачей было изучение процессов адаптации и приспособительных возможностей млекопитающих, экспонированных в условиях невесомости, поэтому для экспериментов были выбраны белые лабораторные крысы - наиболее адекватная модель, обычно используемая для решения аналогичных задач в земных условиях (при адаптации к гипоксии, высоким и низким температурам и т.д.). Вместе с тем при анализе результатов следует конечно, помнить, что пусковые механизмы действия невесомости у крыс, стоящих на четырех конечностях, и у человека не могут быть полностью одинаковыми, и это касается прежде всего изменений, связанных с перераспределением крови. Надо обратить внимание и на достаточно высокую (в сравнении с человеком) устойчивость крыс к действию экстремальных факторов.

       Замечательный физиолог Л.А.Орбели говорил, что правильное понимание явления возможно при  использовании одними и теми же исследователями  четырех приемов, принципиально  различных, но вместе с тем ведущих  к одной цели. Это изучение онтогенеза, использование материалов эволюционной физиологии, клинического материала и специальных экспериментальных приемов. Моя лекция - попытка подытожить то, что дал нам взгляд на проблему невесомости с позиций онтогенеза: изучения влияния факторов космического полета на взрослых животных, на развитие плода и процессы старения.