План
Введение
1. Полеты собак
2. Полеты обезьян
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Мечта о проникновении в космос, стремление человека к звездам родились тысячелетия назад и нашли широкое отражение в фольклоре и литературе многих народов.
Космонавтика как наука об освоении космического пространства сформировалась в середине 20 в. Но ей предшествовали полет фантазии, первые теоретические работы и эксперименты [1].
Идея соединить космическое и земное направления человеческой деятельности принадлежит основателю теоретической космонавтики К.Э. Циолковскому. Когда ученый говорил: "Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели", он не выдвигал альтернативы - либо Земля, либо космос. Циолковский никогда не считал выход в космос следствием какой-то безысходности жизни на Земле. Напротив, он говорил о рациональном преобразовании природы нашей планеты силой разума. Люди, утверждал ученый, «изменят поверхность Земли, ее океаны, атмосферу, растения и самих себя. Будут управлять климатом и будут распоряжаться в пределах Солнечной системы, как на самой Земле, которая еще неопределенно долгое время будет оставаться жилищем человечества».
Важно отметить, что все достижения в освоении космоса были напрямую связаны с политикой лидирующих держав направленной на создание новейшего вооружения. На эти цели ресурсов не жалели, что и создало возможность ученым реализовать многие свои идеи. Так как основными "лидерами в космосе" были СССР и США, рассмотрим эксперименты на животных в рамках этих стран.
Прежде чем в космос поднялся человек, там уже успели побывать самые различные животные - мыши, крысы, собаки, обезьяны, черепахи. На них испытывалось различное оборудование и системы жизнеобеспечения. Именно они дали ответы на основные вопросы начала космической эры: Выдержит ли человек огромные перегрузки при взлете? Сможет ли космонавт жить в условиях невесомости? Как подействует на человеческий организм космическая радиация?
Поэтому можно с уверенностью сказать, что именно животные открыли человеку дорогу в космос.
Цель исследования – изучение причин и способов использования животных в испытаниях аэрокосмической техники.
Исходя из цели исследования, нами были сформулированы задачи исследования:
1)Изучить причины экспериментов на животных;
2)Выявить основные серии экспериментов.
1. Полеты собак
Большая сложность проведения экспериментов по изучению влияния комплекса факторов космического полета на животных и человека, значительный риск, серьезные моральные и материальные затраты вынудили людей в 1949 году приступить к подготовке экспериментов на животных.
Из-за сложности научного обоснования возможности космического полета человека и трудностей разработки мероприятий по обеспечению его безопасности ученые начали проводить исследования на животных [4].
Почему же советские ученые остановились на собаках?
Физиология этих животных хорошо изучена, они сравнительно легко поддаются обучению, быстро осваиваются в непривычных условиях и достаточно спокойно ведут себя при фиксации в специальном снаряжении. Дворняг предпочли псам с родословными по простой причине: медики считали, что дворовые псы с первого дня вынуждены бороться за выживание и лучше переносят стрессовые ситуации.
Для проведения работ в виварий НИИАМ свезли 32 дворняги, которых наловили в московских подворотнях. Кандидатов отбирали по строго заданным параметрам: определенным весом, ростом не выше 35 см., что определялось размерами кабины. Шерсть должна быть короткой, поскольку требовалось закреплять немало датчиков. Осенью 1950 г. отобранные дворняжки приступили к интенсивным тренировкам. Как писали потом советские газеты, за несколько месяцев: «… собаки прошли все виды испытаний. Они могут длительно находиться в кабине без движения, переносить большие перегрузки, вибрации. Животные не пугаются звуков, умеют сидеть в своем экспериментальном снаряжении, давая возможность записывать биотоки сердца, мышц, мозга, артериальное давление, характер дыхания и т. д.». К лету 1951 г. НИИАМ завершил подготовку первых 14 собак [7].
С июля 1951 г. до июня I960 г. во время пусков геофизических ракет с полигона Капустин Яр были проведены три серии экспериментов.
Первая серия – в июле-сентябре 1951 г. – проводилась на геофизических ракетах Р-1Б и Р-1В. На 188-й секунде полета происходило отделение головной части ракеты от ее корпуса, после чего с высоты в 6–8 километров животные на парашюте спускались на Землю.
Первый запуск собак в суборбитальный полет состоялся рано утром 22 июля 1951 г. с полигона Капустин Яр. Р-1В с испытателями Дезиком и Цыганом поднялась на 87 км 700 м, сработало отключение двигателя, головная часть с животными отделилась, и через 15 минут парашют плавно опустился неподалеку от стартовой площадки(рис.1).
Рис.1-Цыган и Дезик
Обе собаки по всем показателям чувствовали себя хорошо. Это означало, что живое существо может переносить подобный полет, в первую очередь – сопутствующие ему перегрузки и кратковременную невесомость.
В ходе второй серии экспериментов (июль 1954 г. – июнь 1956 г.) проводились работы над обеспечением безопасности животных в скафандре при разгерметизации кабины и катапультировании в верхних слоях атмосферы. Полеты осуществлялись на ракетах Р-1Д и Р-1Е на высоту до 110 км[2].
Первый запуск по этой системе был осуществлен 26 июня 1954 г. с собаками Рыжиком и Лисой. Животные перенесли полет и катапультирование благополучно.
В честь 40-летия Великого Октября было принято решение запустить спутник с живым существом на борту. К тому времени уже был накоплен опыт, что животное способно перенести кратковременный вертикальный полёт на ракете. Но сейчас собака в космосе должна была пробыть несколько дней. Как она будет переносить невесомость, вибрации, перегрузки на взлёте, температурные перепады всё должны были предусмотреть ученые, биологи и медики.
Для этого полета выбрали собаку Лайку.Герметичная кабина «Спутника-2», в которой должна была лететь Лайка, имела автомат питания, система кондиционирования, которая представляла собой регенерационную установку, аппаратуру для регистрации данных физиологии животного(рис.2,3).
Рис.2,3 - Лайка
3 ноября 1957 с космодрома Байконур стартовала ракета со вторым искусственным спутником Земли. На борту спутника в космической конуре находилась дворняга Лайка. На старте собачье сердце забилось со скоростью 260 ударов в минуту, в три раза превысив норму, но когда спутник вышел на орбиту, радиосигналы, переданные на Землю телеметрической аппаратурой, дали знать ученым, что первая спутниковая собака вышла в космос живой.
Всем было ясно, что СССР выиграл космическую гонку, запустив второй спутник, да еще и с пассажиром на борту, всего лишь через месяц после первого.
Но посвященные в детали запуска наперед знали, что Лайка полетит только в одну сторону. Экспериментаторы понимали, что она уже не выйдет оттуда живой.
В невесомости Лайка была жива в течение 4 витков вокруг Земли. Из-за ошибки расчёта площади спутника и отсутствия системы терморегулирования температура за это время поднялась до 40°C. Собака умерла от перегрева[6].
После полёта не вернувшейся на Землю собаки Лайки в 1957 году Сергеем Павловичем Королёвым была поставлена задача – подготовить собак для суточного орбитального полёта с возможностью возвращения обратно в спускаемом аппарате.
Несколько месяцев претендентов приучали к длительному пребыванию в кабинах малого объёма в условиях длительной изоляции и шума. Собаки привыкали к приёму специальной пищи из автоматов кормления, ношению одежды и датчиков, к туалету, а также к малому объёму и замкнутому пространству.
19 августа 1960 года с космодрома Байконур, со стартового комплекса №1 был осуществлён успешный запуск второго космического корабля-спутника на орбиту. На его борту находились дворняжки Белка и Стрелка (рис.4,5).
Рис.4,5 - Белка и Стрелка
20 августа 1960 года на 18 витке с Земли была дана команда на запуск цикла спуска. Была включена тормозная двигательная установка, и корабль сошёл с орбиты.Программа была выполнена полностью. По первому визуальному осмотру, когда специалисты прибыли на место приземления, было видно, что Белка и Стрелка чувствуют себя удовлетворительно. За время своего полёта Белка и Стрелка преодолели расстояние в 700 тыс. км.
Космический полет собак Стрелки и Белки, продолжавшийся более 25 ч, позволил получить уникальные научные данные о влиянии факторов космического полета на физиологические, генетические и цитологические системы живых организмов. Эти данные еще раз убедили наших ученых в правильности основных направлений подготовки полета человека в космическое пространство и позволили наметить конкретные пути его осуществления. Полет собак прошел с некоторыми сдвигами в физиологическом состоянии Белки. Она была крайне беспокойной, билась, старалась освободиться от крепежных ремней, лаяла, и было видно, что собака чувствует себя плохо. Эти симптомы стали проявляться бурно после четвертого витка полета. Все это заставило ученых планировать предстоящий полет человека на корабле «Восток» продолжительностью не более одного витка вокруг Земли[4].
За весь период экспериментов – вплоть до весны 1961 года было запущено 29 ракет с животными. В полетах участвовали 48 собак, некоторые собаки благополучно летали на ракетах по два, три и даже четыре раза. В космосе побывали 9 собак. Однако не всегда эксперименты заканчивались благополучно: за это время погибли почти двадцать собак. Собаки гибли от разгерметизации кабины, отказа парашютной системы, неполадок в системе жизнеобеспечения [8].
Во время проведенных полётов был установлен весьма важный факт, что даже суточное пребывание в условиях невесомости существенно не влияет на показатели сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и общего поведения на всех участках полета, в том числе и на переносимость перегрузок в момент торможения и спуска корабля на Землю. Проведенное изучение влияния космической радиации показало, что она не представляет серьезной опасности для будущих космонавтов при полете на обследованной орбите. Однако, во время полётов были обнаружены некоторые сдвиги в физиологическом состоянии собак после четвертого витка, было решено установить длительность первого полета человека в один виток.
Вот так от полета к полету, от эксперимента к эксперименту накапливались научные данные по обоснованию возможности космического полета человека и разработке комплекса мероприятий по медико-биологическому обеспечению космических полетов.
Таблица 1.Научные эксперименты на собаках при полетах на ракетах Р-1Б,Р-1В,Р-1Д,Р-1Е
Дата запуска Собаки Результаты
22.07.1951 Цыган, Дезик Получены физиолог.данные
29.07.1951 Лиса, Дезик Животные погибли
15.08.1951 Мишка, Чижик Получены физиолог.данные
19.08.1951 Смелый, Рыжик Получены физиолог.данные
28.08.1951 Мишка, Чижик Животные погибли
03.09.1951 Непутевый, ЗИБ Получены физиолог.данные
26.06.1954 Лиса, Рыжик Получены физиолог.данные
02.07.1954 Дамка, Мишка Мишка погиб
07.07.1954 Рыжик, Дамка Рыжик погиб
05.02.1955 Лиса, Бульба Собаки погибли
25.06.1955 Рита, Лиса-2 Рита погибла
04.11.1955 Малышка, Кнопка Получены физиолог.данные
31.05.1956 Малышка, Минда Получены физиолог.данные
07.06.1956 Альбина, Козявка Получены физиолог.данные
14.06.1956 Альбина, Козявка Получены физиолог.данные
Таблица 2.Эксперименты на собаках при полетах на ракете Р-2А
Дата запуска Собаки Результаты
16.05.1957 Рыжая, Дамка Получены физиолог.данные
24.05.1957 Рыжая, Джойна Собаки погибли
25.08.1957 Белка, Модница Получены физиолог.данные
31.08.1957 Дамка, Белка Получены физиолог.данные
06.09.1957 Белка, Модница Получены физиолог.данные
02.08.1958 Кусачка, Пальма Получены физиолог.данные
13.08.1958 Кусачка, Пальма Получены физиолог.данные
08.07.1959 Отважная, Снежинка Получены физиолог.данные
10.07.1959 Отважная, Жемчужная Получены физиолог.данные
15.06.1960 Отважная, Малек Получены физиолог.данные
16.09.1960 Пальма, Малек Получены физиолог.данные
Таблица 3.Эксперименты на собаках при полетах на ракете Р-5А
Дата запуска Собаки Результаты
21.02.1958 Пальма, Пушок
Животные погибли.
Получены физиолог.данные
27.08.1958 Белая, Пестрая Получены физиолог.данные
31.10.1958 Жулька, Кнопка
Животные погибли.
Получены физиолог.данные
Таблица 4.Эксперименты на собаках при полетах второго искусственного спутника Земли и кораблей-спутников
Дата запуска Собаки Условия полета Результаты
Второй ИСЗ
03.11.1957
Лайка
Спутник не
возвращен
Получены физиолог.данные
Второй корабль-спутник
19.08.1960
Белка
Стрелка
18 витков
(27 часов)
Получены все запланированные данные
Третий корабль-спутник
01.12.1960
Мушка
Пчелка
17 витков
(24 часа)
Получены физиолог.данные
Отказала система управления
Четвертый корабль-спутник
09.03.1961
Чернушка 1 виток
Получены физиолог. и
биологич. данные
Пятый корабль-спутник
25.03.1961
Звездочка 1 виток
Испытаны все системы спуска
и спасения
Полеты обезьян
К началу 1950 года в США приступили к исследованиям возможности полета животных на ракетах в верхние слои атмосферы. На первых этапах в полет посылали белых мышей, а значительно позднее — небольших обезьян: макак резусов, капуцинов и др.
Обезьяны как экспериментальный биологический объект имеют ряд весьма существенных преимуществ, они ближе всего стоят к человеку. Но работа с ними применительно к условиям кабины ракетного корабля методически сложна, так как они трудно поддаются тренировке и медленно привыкают к необычным условиям эксперимента.
При исследованиях с использованием небольших обезьян у американских ученых возникли серьезные трудности экспериментального характера. У обезьян часто происходили срывы нервной системы, поэтому ученые вынуждены были работать на обезьянах, находившихся в состоянии наркоза. Это, конечно, значительно ограничивало ценность исследований, поскольку применение наркоза как бы функционально выключает регулирующую деятельность коры головного мозга и в известной мере изменяет течение компенсаторных реакций организма [4].
Проводившиеся в Соединенных Штатах с конца 40-х годов эксперименты по запуску животных (в основном мышей и обезьян) с помощью баллистических ракет в верхние слои атмосферы и в космическое пространство можно разделить на несколько этапов или серий.
1.Первая серия («Фау-2», полигон Уайт-Сэндс, 1948 - 1950)
На данной этапе было произведено 4 полета. Все они закончились гибелью обезьян. Причинами этого стали отказ парашютной системы, взрыв ракеты и удушье животного.
В ходе этих полетов было определено, что до самого момента посадки никаких серьезных отклонений в самочувствии животного не наблюдалось.
2.Вторая серия («Аэроби», авиабаза Холломэн, 1951 - 1952)
На втором этапе было проведено 3 полета, два из которых прошли успешно.
По итогам этих экспериментов был сделан вывод, что невесомость не оказывает непосредственного влияния на частоту дыхания, давления крови и на пульс. Все это позволяло планировать дальнейшие эксперименты на более мощных ракетах и на больших высотах.
3.Третья серия («Юпитер», мыс Канаверал, 1958 - 1959)
На третьем этапе было проведено 3 полета, в двух из который приняли участие обезьяны.
Обезьян удалось вернуть из космоса живыми на борту ракеты «Юпитер», запущенной 29 мая 1959 на высоту 500 километров.Там находились сразу два космонавта – беличья обезьяна Бейкер и макака резус Эйбл (рис.6,7).
Рис.6,7-Бейкер и Эйбл
Обезьянки пережили силы в 38 раз больше нормальной силы тяжести и невесомость в течение 9 минут во время своего исторического полета.
4.Четвертая серия («Атлас E», мыс Канаверал, 1961)
Состоялось 2 запуска по этой программе. Первый полет, состоявшийся 10 ноября 1961 года с обезьяной по кличке Голиаф, закончился катастрофой. На 15-й секунде произошел отказ главного двигателя. И чтобы избежать падения целой ракеты на Землю, на 35-й секунде был отдан приказ на подрыв ракеты.
Второй же полет прошел более удачно, но капсула с обезьяной Скэтбэк приводнилась далеко от старта и так и не была найдена.
31 января 1961 с американского космодрома ракета-носитель вывела на суборбитальную траекторию капсулу «Mercury-2», на высоту 250 километров, полет продолжался около 16 минут. Пассажиром корабля был шимпанзе Хэм(рис.8).
Рис.8-Хэм
Перед полетом Хэма научили двигать 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.
Рейс в космос оказался более сложным, чем планировалось. Ракета-носитель истратила топливо на 5 секунд раньше срока, система управления почувствовала «что-то неладное»; тотчас сработала система аварийного спасения. 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. Этот шимпанзе пережил и сам полет, и посадку, когда его капсула чуть не затонула в океане.
Когда было решено, в качестве генеральной репетиции полета Джона Гленна отправить шимпанзе на орбиту, выбор пал на обезьяну по имени Энос (рис.9).
Рис.9-Энос
Энос провел на орбите больше трех часов, сделав два витка вокруг Земли. В полете Энос, как и Хэм, должен был нажимать на кнопки, и, хотя все делал правильно, получил множество ударов электрошоком по пяткам – из-за сбоя в автоматике.
Эра обезьяньих полетов закончилась в 1962 году. Всего в космос летали 32 обезьяны; у каждой было только по одной миссии.
Таблица 5. Эксперименты на обезьянах в СССР
Дата запуска Кличка Корабль Результаты
14.12.1983 Абрек
Бион Космос-1514
(Bion-6) Полет успешен
Длит. - 5 суток
10.07.1985 Верный
Гордый Космос-1667
(Bion-7) Полет успешен
Длит. - 7 суток
29.09.1987 Дрёма
Ероша Космос-1887
(Bion-8) Полет успешен
Длит. - 13 суток
15.09.1989 Жаконя
Забияка Космос-2044
(Bion-9) Полет успешен
Длит. - 14 суток
29.12.1992 Крош
Иваша Космос-2229
(Bion-10) Полет успешен
Длит. - 12 суток
24.12.1996 Лапик
Мультик Bion-11 Полет успешен
Длит. - 14 суток
Таблица 6.Эксперименты на обезьянах в США
Дата запуска Кличка Корабль Результаты
11.06.1948 Альберт V-2 Примат умер от удушья
14.06.1949 Альберт-2 V-2 Отказ парашютной системы
16.09.1949 Альберт-3 V-2 Взрыв ракеты
08.12.1949 Альберт-4 V-2 Отказ парашютной системы
18.04.1951 Альберт-5 Aerobee Отказ парашютной системы
20.09.1951 Йорик Aerobee
Первый успешный полет.
Примат умер через 2 часа
посадки
21.05.1952
Патриция
Майк
Aerobee Успешный полет
13.12.1958 Гордо Jupiter Капсула утонула
29.05.1959
Бэйкер
Эйбл
Jupiter
Успешный полет.
Эйбл умерла через 3 дня
10.11.1961 Голиаф Atlas E Взрыв
20.12.1961 Скэтбэк Atlas E Капсула не найдена
04.12.1959 Сэм
Спутник
"Little Joe 2"
Успешный полет
21.01.1961 Мисс Сэм
Спутник
"Little Joe 1B"
Успешный полет
31.01.1961 Хэм Mercury-2 Успешный полет
28.11.1961 Энос Mercury-5 Успешный полет
29.06.1969 Бонни Биоспутник-3
Обезьяна умерла через 8
часов после посадки
Заключение
Изучив причины, по которым люди использовали животных для испытания аэрокосмической техники, и узнав как они это делали, можно сделать вывод, что без участия животных человек не скоро бы полетел в космос.
Ведь именно с помощью животных ученые получили уникальные научные данные о влиянии факторов космического полета на физиологические, генетические и цитологические системы живых организмов. Эти данные помогли определить правильность основных направлений подготовки полета человека в космическое пространство и позволили наметить конкретные пути его осуществления.
Главными претендентами в испытуемые были высшие млекопитающие – обезьяны и собаки.
Во время отбора кандидатов было выяснено, что использование обезьян в экспериментах не принесло бы необходимых результатов. Обезьяны трудно поддавались дрессировке, постоянно проявляли беспокойство и мешали исследователям своим непредсказуемым поведением. Они сильнее собак испытывали стрессы, поэтому гуманнее было не использовать обезьян, в пока ещё неизвестных условиях испытаний.
Однако в США первыми подопытными высшими млекопитающими были именно обезьяны, но для этого их приходилось полностью ограничивать в движении или использовать наркоз, что пагубно влияло на точность полученных во время опытов данных.
В память о животных, отдавших жизнь во имя науки, по все стране установлены памятники.
Например, 11 апреля 2008 года в Москве на Петровско-Разумовской аллее был установлен памятник Лайке(рис.10).
Рис.10-Памятник Лайке
В Ижевске в марте 2006 года был открыт памятник еще одной собаке-«первооткрывателю» Звездочке(рис.11).
Рис.11-Памятник Звездочке
К.Э. Циолковский был прав, написав: «…Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околоземное пространство» [3].
Список литературы:
1. Космонавтика: Энциклопедия/Гл.ред. В. П. Глушко; редколлегия: В. П.Бармин, К. Д. Бушуев, В. С. Верещитин и др. – М.: Сов. Энциклопедия, 1985. – 528 с.;
2. Первушин А. Битва за звезды. Ракетные системы докосмической эры. – М.: «АСТ Москва», 2003. – 448с.;
3. Усманский С. П. Ракеты – носители. Космодромы. – М.: «Изд-во Рестарт +», 2001. – 216с.;
4. Яздовский В. И. На тропах Вселенной. Вклад космической биологии и медицины в освоение космического пространства. – М.: Фирма «Слово», 1996.;
5. История космонавтики, первые полеты в космос. Кто летал в космос до Гагарина. Электронный ресурс [Режим доступа: http://zetfail.ru];
6. Карпицкая Д. Рассекреченная Лайка. Электронный ресурс [Режим доступа: http://www.mk.ru];
7. Малкин В. Б. Собаки-космонавты. Электронный ресурс [Режим доступа: http://www.masterstudio.narod.ru];
8. Розовская Л. Животные в космосе: проложить путь человеку. Электронный ресурс [Режим доступа: http://news.bbc.co.uk].
|