Поведение животных при полете в космосе

       Во  второй серии экспериментов (1954-56 гг.) ставились следующие основные задачи:

       — разработать способы обеспечения  безопасности животных при полете в  скафандре в разгерметизированной кабине, во время свободного падения  и парашютировании с больших  высот;

       — исследовать выживаемость и жизнедеятельность  животных после катапультирования  из кабины в верхних слоях атмосферы;

       — изучить влияние невесомости  и других факторов полета на живой  организм;

       — испытать работу регистрирующей аппаратуры на различных этапах полета, в том  числе при катапультировании  и свободном падении, парашютировании  для обеспечения безопасного  спуска и возвращении животных и  приборов.

       Безопасность  животных в полетах с катапультированием и спуске на парашютах с больших  высот обеспечивалась оборудованием, отличавшимся от использовавшегося на первом этапе экспериментов. В летной практике в аналогичных целях применялся вентиляционной скафандр с кислородной маской. Однако его использование сопряжено с риском: в процессе полета маска может быть смещена или просто сорвана собакой. Поэтому животные совершали полет в вентилируемом скафандре (без кислородной маски), укрепленном на выдвижном лотке и вставленном в специально сконструированную тележку.

       Скафандр представлял собой герметический мешок из трехслойной прорезиненной ткани со шлемом и двумя глухими рукавами для передних лап собаки. Внутри и снаружи скафандра применялись ремни для фиксации животного. Система кислородного питания состояла из трех двухлитровых баллонов с кислородом (900 л) и рассчитана на 2,0-2,5 ч (при вентиляции скафандра 6 л/мин). В нижне-боковой части шлема находился клапан, автоматически открывавшийся при спуске на парашюте на высоте 4 км и дающий возможность животным дышать атмосферным воздухом.

       В отсеке головной части ракеты В-1А  размещалось по две катапультируемых тележки. На тележке крепились парашютная система, кислородная система скафандра и аппаратура для регистрации физиологических показателей в полете, включающая в себя и авиационный медицинский комплект. Он состоял из комплекта малогабаритных датчиков, соединенных с усилителем, и автомата дыхания и позволял регистрировать частоты дыхания и пульса, артериальное давление, температуру тела животного либо температуру среды в скафандре. Работа всего оборудования тщательно проверялась в специальных автономных испытаниях перед каждым пуском ракеты.

       Для подавления реакции на непривычную  обстановку каждое животное проходило  тренировку на пребывание в скафандре  с комплектом датчиков. Тренировка проводилась ежедневно в течение  нескольких месяцев (постепенно увеличивалось  время нахождения в скафандре). Для  запусков отбирались те животные, которые  в течение последних 7-10 дней перед  испытаниями на полигоне спокойно переносили двухчасовое пребывание в скафандре.

       За  два-три дня перед полетом на полигоне Капустин Яр аппаратура испытывалась в наземных условиях, включающих пробное  катапультирование тележек с  животными из головного отсека ракеты. Отобранных собак за два часа до полета "одевали" в скафандры, прикрепляли набор датчиков и  измеряли исходные показатели физиологических  функций.

       Ракеты  В-2 поднимались до высоты 110 км, а  исследования прошли на 12 собаках, причем шесть собак летало дважды. На высоте 75-86 км при скорости 565-728 м/с животное катапультировалось в тележке. После  катапультирования тележка свободно падала в течение трех секунд, после чего включалась парашютная система (перегрузка в момент раскрытия парашюта составляла 7g). На высоте 39-46 км на скорости около 70 м/с катапультировалась левая тележка и на высоте 3,8 км раскрывался парашют. Барометрическое давление внутри скафандра во всех полетах поддерживалось в пределах 450-470 мм Hg. Температура воздуха внутри отсека была в пределах +22-28°С в летнее время, а температура воздуха у земли перед пуском — +18-22°С и -10-6°С в зимнее время при исходной температуре -12-11°С. Действие динамической невесомости продолжалось около 3,7 мин.

       Результаты  экспериментов показали, что разработанная и усовершенствованная в процессе запуска ракет аппаратура обеспечивала необходимые условия для полета животных в верхние слои атмосферы и их безопасный спуск. Поскольку влияние перегрузок, шума, вибрации и ряда других факторов полета на физиологические функции животных уже было в определенной степени изучено, наибольший интерес при проведении данной серии исследований представляло изучение влияния невесомости. По мнению многих ученых кратковременная невесомость не должна повлечь за собой каких-либо серьезных изменений в деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма. Единственная экспериментальная работа, проведенная в США группой Дж. Генри, выполнена на наркотизированных животных. Полученные в этой серии полетов данные свидетельствовали: физиологические параметры изменялись у разных животных по-разному и зависели скорее от индивидуальных особенностей собаки, чем от условий полета.

       В период невесомости у животных отмечалась тенденция к снижению частоты  пульса и артериального давления. Частота дыхания на активном участке  полета в большинстве случаев  не менялась. Отмечалось умеренное  урежение дыхания в период невесомости, во время свободного падения дыхание  умеренно учащалось и после раскрытия  парашюта практически не изменялось. Эксперименты показали, что у животных в полете возникают умеренные  изменения величин артериального  давления, частоты пульса и дыхания  по типу неспецифических вегетативных реакций, сопровождающих ориентировочный  рефлекс на сильные и необычные  раздражители внешней среды. Кинокадры  зафиксировали, что от момента взлета и до момента катапультирования  из ракеты поведение собак, как правило, изменялось мало. Обычно животные спокойно лежали в скафандрах и лишь в некоторые моменты инерционного движения ракеты начинали беспокоиться.

       Удалось доказать, что в аварийной ситуации катапультирование и спуск на парашюте — это единственное надежное средство приземления. Разработанная  и усовершенствованная в ходе пусков аппаратура обеспечила необходимые  условия для жизни животных в  процессе полетов на высоту до 110 км. Возникавшие на активном участке  полета ракеты продольные и поперечные перегрузки лежали в физиологически допустимых пределах. Каких-либо изменений  у животных после полетов не выявлено. Однако сделать обоснованное заключение о биологическом действии невесомости  не было возможно, так как длительность полной и частичной невесомости  в этих экспериментах составляла около 220 с. Чтобы продлить действие этого фактора, следовало увеличить  высоту полета экспериментальных ракет.

       В третьей серии  опытов (1957-60 гг.) состоялось 14 запусков животных на геофизических ракетах Р-2А и Р-5В на высоты от 200 до 450 км. В экспериментах участвовало 14 собак. Некоторые из них летали по два и по три раза. Животных фиксировали на специально изготовленных лотках и попарно помещали в герметическую кабину. Головная часть отделялась от ракеты в верхней точке траектории полета. При спуске на высоте 4 км открывался тормозной парашют головной части, а на высоте 2 км включалась основная парашютная система. Состояние невесомости длилось уже 6-9 минут. В полете велись такие же физиологические измерения, что и во второй серии экспериментов. В некоторых полетах одна из собак была под наркозом с целью анализа механизмов сдвига физиологических функций. До и после полета проводились клинический анализ крови, измерение частоты дыхания и пульса, рентгенография органов грудной клетки, снятие ЭКГ, измерение температуры и веса тела.

       Двигательная  активность в условиях фиксации животных к лотку существенно не нарушалась. В состоянии невесомости не было отмечено изменений, которые дали бы основание считать, что этот необычный  для живых организмов фактор вызывает значительное эмоциональное напряжение. После наступления невесомости двигательного возбуждения и оборонительной реакции у животных не отмечались, собаки спокойно лежали в лотках, живо реагируя на периодическое появление (вследствие вращения кабины) солнечного света в смотровом люке.

       В ходе экспериментов установлено, что  у животных, находящихся под наркозом, не наблюдалось выраженных изменений  частоты пульса и артериального  давления. Это обстоятельство позволило  заключить, что наблюдавшиеся во время полета физиологические сдвиги опосредованы через общую реакцию  организма животных на необычную  ситуацию и неспецифичны для невесомости. Электрокардиограммы подопытных животных не выявили патологических изменений  в полете.

       После проведения этой серии экспериментов  ученые пришли к следующим выводам:

       — выбранная конструкция герметической  кабины и ее оборудования обеспечивают необходимые условия жизни животным на высотах до 450 км;

       — полет не вызывает резких расстройств  в физиологических функциях животных; не было выявлено заметных изменений  в их поведении и состоянии  здоровья;

       — невесомость не нарушает течение  основных процессов жизнедеятельности.

       Всего на геофизических ракетах совершили  полеты 48 собак, из них многие летали по два-три раза, а собака Пальма — четыре раза. Кроме собак, на геофизических  ракетах летали и другие животные — кролики, белые крысы и мыши. Так, во время полета кролика определялся  мышечный тонус прямых мышц глаза  в условиях невесомости, проводилась  киносъемка зрачка. На мышцы животного  накладывались монографические  электроды и снималась электромонограмма. Анализ полученного материала свидетельствовал о снижении мышечного тонуса в невесомости.

       Четырехлетние наблюдения за летавшими животными  не выявили каких-либо отдаленных неблагоприятных  последствий в общем состоянии  животных и в их поведении.

       5.Заключение

       Успешное  проведение вертикальных запусков ракет  с животными позволило получить первые достоверные данные о влиянии  кратковременной невесомости на живой организм, обосновать возможность  проведения орбитальных полетов, а  также накопить опыт, необходимый  для полетов в космос человека. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Список литературы:

1.“Эстафета  космических  подвигов”  (сборник).  Москва “Известия”  1981г.

7. Обзорная статья Газенко Д.В. - 1978, 1980г.

3.  Яздовский В.И. На тропах Вселенной. — Москва ГНИИИА и КМ, 1990. — Рукопись p.

4. Обзорная статья Португалов С.И.-1978г.

5. Яковлев В.В. Результаты исследования некоторых показателей периферических сосудов у собак во время и после полета в космическое пространство // Проблемы космической биологии. — М.: АН СССР, 1962.