Космический биолог

Материал команды id040 Фламинго - творческий тур Дистанционная обучающая олимпиада по биологии, 2007

Космическая биология и медицина — комплексная наука, изучающая особенности жизнедеятельности человека и других организмов в условиях космического полета. Основной задачей исследований в области космической биологии и медицины является разработка средств и методов жизнеобеспечения, сохранения здоровья и работоспособности членов экипажей космических кораблей и станций в полетах различной продолжительности и степени сложности. Космическая биология и медицина неразрывно связана с космонавтикой, астрономией, астрофизикой, геофизикой, биологией, авиационной медициной и многими другими науками.

Отправными в становлении космической биологии и медицины считаются следующие вехи: 1949 г. — впервые появилась возможность проведения биологических исследований при полетах ракет; 1957 г. — впервые живое существо (собаку Лайку) отправили в околоземный орбитальный полет на втором искусственном спутнике Земли; 1961 г. — первый пилотируемый полет в космос, совершенный Ю.А. Гагариным. С целью научного обоснования возможности безопасного в медицинском отношении полета человека в космос исследовалась переносимость воздействий, характерных для старта, орбитального полета, спуска и посадки на Землю космических летательных аппаратов (КЛА), а также испытывалась работа биотелеметрической аппаратуры и систем обеспечения жизнедеятельности космонавтов. Основное внимание уделялось изучению влияния на организм невесомости и космического излучения.

Результаты, полученные при проведении биологических экспериментов на ракетах, втором искусственном спутнике (1957) и возвращаемых космических кораблях-спутниках (1960—1961), в совокупности с данными наземных клинических, физиологических, психологических, гигиенических и других исследований фактически открыли путь человеку в космос. Кроме этого, биологические эксперименты в космосе на этапе подготовки первого космического полета человека позволили выявить ряд функциональных изменений, возникающих в организме при действии факторов полета, что явилось основанием для планирования последующих экспериментов на животных и растительных организмах в полетах пилотируемых космических кораблей, орбитальных станций и биоспутников.

Достижения в области космической биологии и медицины во многом предопределили успехи в развитии пилотируемой космонавтики. Наряду с полетом Ю.А. Гагарина, совершенном 12 апреля 1961 г., следует отметить такие эпохальные события в истории космонавтики, как высадку 21 июля 1969 г. астронавтов Армстронга (N. Armstrong) и Олдрина (Е. Aldrin) на поверхность Луны и многомесячные (до года) полеты экипажей на орбитальных станциях «Салют» и «Мир». Это стало возможным благодаря разработке теоретических основ космической биологии и медицины, методологии проведения медико-биологических исследований в космических полетах, обоснованию и внедрению методов отбора и предполетной подготовки космонавтов, а также разработке средств жизнеобеспечения, медицинского контроля, сохранения здоровья и работоспособности членов экипажа в полете.

В успешном развитии космической биологии и медицины большую роль играет участие в космических полетах врачей-исследователей. Они проводят сложные медико-биологические исследования, строго контролируют состояние здоровья космонавтов и своевременно принимают меры по профилактике и лечению заболеваний, что приобретает особое значение в длительных космических полетах. В связи с созданием орбитальных медико-биологических лабораторий планируется расширить участие врачей в космических полетах и привлечь биологов различных специальностей для проведения в космосе экспериментов на животных и растительных организмах.

В космическом полете на организм человека воздействует комплекс факторов, связанных с динамикой полета (ускорения, вибрация, шум, невесомость), пребыванием в герметичном помещении ограниченного объема (измененная газовая среда, гипокинезия, нервно-эмоциональное напряжение и т.д.), а также факторы космического пространства как среды обитания (космическое излучение, ультрафиолетовое излучение и др.).

Успешно развивается и такое направление космической биологии и медицины, как экзобиология, изучающая наличие, распространение, особенности и эволюцию живой материи во Вселенной. На основании наземных модельных экспериментов и исследований в космосе получены данные, свидетельствующие о теоретической возможности существования органической материи за пределами биосферы. Проводится также программа поиска внеземных цивилизаций путем регистрации и анализа радиосигналов, идущих из космоса.

Достижения в области космической биологии и медицины внесли существенный вклад в решение проблем общей биологии и медицины. Расширились представления о границах жизни в пределах биосферы, а созданные экспериментальные модели искусственных биогеоценозов — относительно замкнутым круговоротом веществ позволили дать определенную количественную оценку антропогенных воздействий на биосферу. Большое влияние космическая биология оказала на экологию, в первую очередь экологию человека и изучение взаимосвязи процессов жизнедеятельности с абиотическими факторами окружающей среды. Проведенные исследования позволили лучше познать биологию человека и животных, механизмы регуляции и функционирования многих систем организма.

Добавление от команды id115

Первым космическим биологом и медиком был Александр Чижевский. Александр Леонидович (1897-1964) - историк, биолог, один из основателей биофизики, структурной гематологии, космической эпидемиологии и космической биологии. Окончил Московский археологический институт (1917), учился на физико-математическом и медицинском факультетах МГУ (1918-1922). Вел преподавательскую работу в Московском археологическом институте.

Советская (ныне российская) космическая медицина с самого начала избрала для опытов собаку как неприхотливое, безотказное, чрезвычайно выносливое животное. Благодаря этим своим качествам и своей любви к человеку собака оказала и продолжает оказывать экспериментальной космической медицине неоценимые услуги.

В Колтушах — центре Павловских научных лабораторий — на высоком каменном постаменте стоит памятник собаке, заслуг которой не могла не увековечить русская физиология. Друг человека с древнейших времен, это животное остается другом человека и сейчас, в век завоевания космоса. Новая отрасль космической биологии - космическая биотехнология позволит создать новые методы лечения, биоактивные вещества, лекарства.

Человека, находящегося в космосе подстерегает ряд опасностей, которых нет на земле. Важно научиться пользоваться техническими и медицинскими средствами, оберегающими людей от опасностей больших высот.

Ряд опасностей для организма, приспособившегося к жизни при определенном атмосферном давлении, связан с изменением этого давления. Давление на больших высотах понижается. Лимфа, тканевые и клеточные жидкости начинают кипеть, подобно воде при ее нагревании. Ясно, что в таком состоянии организм не может существовать.

В тканях, среди мышечных волокон и сосудов, при понижении давления, возникают круглые, блестящие, как алмазные капли, пузырьки. Это — газ, главным образом азот. Газы, находящиеся в растворенном состоянии в крови и других жидкостях организма, при уменьшении давления начинают быстро выходить из растворов. Не успевая выделиться через легкие, они образуют пузырьки.

Большое влияние на человека оказывают космические лучи. Попадая на живую ткань, как и на любое другое вещество, первичные и вторичные космические лучи разрушают ядра ее атомов, выбивая из них электроны, т.е. ионизируют ткань. Вот почему быстро седеют волосы в космосе. Для первичных космических лучей нет преград в виде толщи живого вещества. Они могут проникать в глубь организма, и вероятно, вызывать поражение нервной системы, крови и кроветворных органов, возбуждать рост злокачественных опухолей, сокращать продолжительность жизни. Это маленькая доля тех опасностей, которые подстерегают в космосе.

Интересные мсследования

В настоящее время также много исследований проводится на различных животных. Любопытны и результаты эксперимента «Геккон», в ходе которого изучались поведенческие реакции этих животных на космические перегрузки. Дело в том, что эти ящерицы способны легко закрепляться на любой поверхности, а потому ученые решили, что ни один геккон не может испытывать стресса, связанного с потерей опоры в невесомости.

Наблюдения проводились при помощи видеокамер наблюдения, все гекконы, несмотря на перегрузки, вели себя нормально. Правда, в самом начале, когда только произошел переход в состояние невесомости, пресмыкающиеся стали прижиматься друг к другу, что нехарактерно для них в обычных условиях.

Хуже всех в космосе пришлось бабочкам тутового шелкопряда, которые, видимо, из-за стресса решили сплести себе коконы из шелка. Но только вот шелковой нитью они обмотали не себя, а все окружающие предметы. Это свидетельствует о полной потере ориентации.

Больше всего ученые переживали за судьбу монгольских мышей-песчанок. Эти грызуны представляют особый интерес для исследователей. Дело в том, что одной из самых серьезных проблем, связанных с длительным пребыванием человека в космосе, является значительная потеря жидкости организмом. Песчанки же, в диком виде живущие в пустыне Гоби и аналогичных местах, эволюционно приспособлены к расходованию очень малого количества воды на свою повседневную жизнедеятельность. Поэтому ученые создали на спутнике для мышей искусственный режим пустыни, чтобы изучить их поведение и исследовать процессы метаболизма. Все эти проблемы решают специалисты космические биологи.

Информация:

ВВЕДЕНИЕ www.astronaut.ru/bookcase/books/gerd/text/02.htm

Энциклопедии и словари: ЧИЖЕВСКИЙ www.encyc.mir-x.ru/180552.htm