IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
НАЧАЛО КОСМИЧЕСКОЙ ЭРЫ: ПОЛЕТУ ЛАЙКИ 60 ЛЕТ. ИСТОРИЯ ПЕРВЫХ ЭТАПОВ ПОКОРЕНИЯ КОСМОСА
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Цель работы:
Показать важность проведения экспериментов с животными для подготовки полётов человека в космос.
Задачи:
Найти информацию по данной теме в разных источниках;
Обработать собранную информацию;
Провести опрос учащихся начальных классов;
Гипотеза: основой успешных полётов человека в космос послужили эксперименты советских ученых с животными на геофизических ракетах и космических кораблях.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Введение ……………………………………………………………………….1
2. Основная часть…………………………………………………………………2
Первая серия экспериментов …………………………………………………3
Вторая серия экспериментов…………………………………………………..5
Третья серия экспериментов ……………………………………………….…6
Исследования продолжаются……………………………………………..….14
3. Заключение…………………………………………………………………......15
4. Список литературы …………………………………………………………….16
ВВЕДЕНИЕ
Почти 12 тыс. лет назад люди начали приручать диких животных, разводить их в неволе. До этих пор животные остаются помощниками человека во многих видах деятельности. В течение этого времени менялся не только облик человека и животных, менялись и отношения между ними.
Сначала человек использовал животных как источник пищи. Первобытные люди ходили на охоту и убивали животных ради мяса, шкур, клыков. Для того, чтобы получать от животных больше пользы, человек стал заботиться о них, создавать им лучшие условия для жизни, кормить и лечить. Сегодня для многих людей домашние животные — это лучшие друзья. Они помогают пережить эмоциональные потрясения, к ним обращаются в трудную минуту, животные участвуют в научных и социальных экспериментах и опытах..
Самые ранние упоминания об опытах на животных встречаются в сочинениях древних греков IV и III века до н. э. Аристотель (384—322 до н. э.) и Эразистрат (304—258 до н. э.) одними из первых провели опыты на живых животных. Древнеримский врач второго века нашей эры Гален известный, практиковал вскрытия свиней и коз. Арабский врач Ибн Зухр в XII веке отрабатывал методы хирургии на животных.
Животных использовали на протяжении всей истории науки. В 1880-м году Луи Пастер доказал микробную природу некоторых болезней, искусственно вызвав сибирскую язву у овцы. В 1890-м Иван Павлов использовал собак для изучения условных рефлексов. Инсулин впервые выделили из собак в 1922-м году, что произвело революцию в лечении сахарного диабета. 3 ноября 1957 года собака Лайка первая из многих других животных побывала на орбите Земли. В 1970-х с использованием броненосцев были разработаны антибиотики и вакцины против лепры (проказы). В 1974-м году Рудольф Йениш создал первое генетически модифицированное млекопитающее, интегрировав ДНК из вируса SV40 в геном мыши. Еще один прорыв в генетике был сделан 1996-м году, когда родилась овечка Долли (первое клонированное из соматической клетки млекопитающего).
Самая известная серия опытов с участием собак ─ полёты в верхние слои атмосферы и космос, которые проводились в СССР в 50-х и 60-х годах.
4 октября 1957 года был запущен первый в истории искусственный спутник Земли – «Спутник-1», имевший кодовое обозначение ПС-1 (Простейший Спутник-1). Этот успешный запуск имел не только важнейшее научно-техническое, но и внешне- и внутриполитическое значение. Успешный полёт Спутника - 1 стал трамплином для последующего первого полёта человека в космос. Но, к сожалению мы забываем, что 3 ноября того же года был запущен второй искусственный спутник на котором впервые в космос было доставлено живое существо. Мы много знаем про освоение просторов космоса человеком. Многое написано об этом в книгах, показано фильмов, но немногое сказано про тех, кто прокладывал дорогу человеку в эти необъятные просторы. Конечно, это всего лишь животные и имена многих хвостатых космонавтов и астронавтов остались где-то в архивах. Мы же знаем очень немногих.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Перед тем, как человек впервые оторвался от земли с помощью воздушного шара, в воздух поднялись наши «меньшие братья» – утка, петух и баран. Исследователям космоса тоже пригодились животные. Именно с их помощью испытывалось различное оборудование и системы жизнеобеспечения, и в итоге был дан ответ на основной вопрос начала космической эры: как себя будет чувствовать живое существо в условиях, никогда не встречающихся на Земле – в невесомости?
Когда развитие ракетных технологий сделало вполне реальной перспективу доставки человека за пределы атмосферы и на околоземную орбиту, сразу несколько стран взялись за разработку соответствующих космических аппаратов. Первыми «пассажирами» этих аппаратов, конечно же, стали представители мира животных.
В конце 40-х годов XX века медики уже были знакомы с реакцией организма человека и животных на перегрузки, вибрации, шум и другие факторы полетов на самолетах. Однако экспериментальных данных о биологическом действии невесомости они не имели.
Объектами исследования поначалу стали мыши, крысы, морские свинки. Но эти животные хороши для экспериментов в лабораторной обстановке. Работа же с высшими животными – обезьянами, которые в биологическом отношении ближе других существ стоят к человеку – сложна: они трудно поддаются специальной тренировке и медленно привыкают к необычным условиям. Правда, американцы посылали в полеты на ракетах обезьян, но лишь в состоянии глубокого наркоза, что снижает ценность эксперимента, так как наркоз «выключает» деятельность коры головного мозга.
В конце концов, 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. Однако, памятуя, что собакам придется красоваться на страницах газет, выбирали «объекты» красивые, стройные, с «интеллектуальными» мордашками.
Для проведения работ были отобраны 32 дворняги, которых наловили в московских подворотнях. Кандидатов отбирали по строго заданным параметрам: определенным весом, ростом не выше 35 см., что определялось размерами кабины для одного из требований – поскольку на коже животного требовалось закрепить 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. завершилась подготовка первых 14 собак.
С июля 1951 г. до июня I960 г. во время пусков геофизических ракет с полигона Капустин Яр были проведены три серии экспериментов.
ПЕРВАЯ СЕРИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
Первый этап исследований полётов осуществлялся с помощью геофизических ракет Р-1Б, Р-1В на высоту до 100 км. Ракета Р-1Б — одна из первых советских геофизических ракет, это беспилотная ракета, совершающая суборбитальный полёт и предназначенная для исследования атмосферы и близлежащего космоса. Суборбитальный космический полёт это космический полёт летательного аппарата по со скоростью, меньшей первой космической, то есть недостаточной для вывода на орбиту искусственного спутника Земли.
Во время полёта ракеты разгонялись до 4212 км/ч . Собаки располагались в герметичной кабине на специальных лотках, привязанные ремнями. Поднявшись на необходимую высоту, ракета падала обратно, а головная часть с собаками спускалась на парашюте, который раскрывался на высоте 5 — 7 км. Также, с помощью научной аппаратуры, параллельно велись исследования верхних слоёв атмосферы и ближайшего космоса.
Первая серия – в июле-сентябре 1951 г. – проводилась на геофизических ракетах Р-1Б и Р-1В, поднимавшихся на высоту 100 км и более. В герметичный отсек ракеты помещали двух собак, укрепленных привязными ремнями на специальных лотках. Над ними висела пленочная кинокамера, снимавшая животных на протяжении всего полета. Потом головная часть с животными отделялась и опускалась на землю на собственном парашюте.
Первый запуск собак в состоялся рано утром 22 июля 1951 г. с полигона Капустин Яр. Столь раннее время старта объясняется тем, что перед восходом воздух особенно чист, наблюдение и управление ракетой осуществляются легче. Тогда еще не было средств ведения, поэтому важно было, чтобы солнце из-за горизонта освещало ракету. Р-1В с испытателями Дезиком и Цыганом – самыми спокойными и тренированными членами отряда – 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. Участники эксперимента бросились к месту возможного приземления. Увидеть первопроходцев космоса хотели все. Счастливчики, первыми достигшие кабины, уже смотрели через иллюминатор. Слышны были их громкие крики: «Живые, живые!». 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. Через неделю был произведен аналогичный запуск на ракете Р-1 Б, в котором участвовали уже летавший Дезик и его новая напарница Лиса. На Дезике планировалось изучить влияние повторного полета на собаку. При падении капсулы парашют не раскрылся, и обе собаки погибли.
Сразу же после трагедии первого выжившего испытателя, Цыгана, от полетов отстранили. Его взял к себе председатель госкомиссии академик Благонравов. Космических щенков дарили, как ордена, за особые заслуги.
В рамках этой серии экспериментов состоялись еще четыре запуска, в которых участвовали собаки Мишка, Чижик, Смелый, Рыжик, ЗИБ и Непутевый. ЗИБ изначально к полетам не готовился, его место должен был занять пес по кличке Рожок. Лаборант, выводивший собак на прогулку перед стартом, случайно спустил Рожка с поводка, и тот убежал в степь. В тот день на полигоне других собак не было – их готовили к очередному этапу испытаний в Москве – и заменить его подготовленной собакой было невозможно. В результате подходящего по размеру пса подобрали возле солдатской столовой и включили в программу полета, сообща придумав кличку ЗИБ – «запасной исчезнувшего Бобика». В суматохе даже не разобрались, что «запасной», в сущности, был щенком – это выяснилось уже после полета. Нетренированный ЗИБ запуск перенес хорошо, и в официальных отчетах впоследствии числился как летавший по специальной программе неподготовленный испытатель. Когда Сергею Павловичу стало известно об этой «подтасовке», он совсем не рассердился, а сказал с теплотой в голосе: «Да на наших кораблях в космос скоро будут летать по профсоюзным путевкам – на отдых!».
ВТОРАЯ СЕРИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
Второй этап исследований включал в себя испытания новой системы катапультирования и средств наблюдения за животными. Полёты осуществлялись на ракетах Р-1Д и Р-1Е на высоту 100—110 км, в которых предполагалась система, позволяющая катапультировать собак на различных высотах в персональных скафандрах без применения кислородных масок. Каждая из собак помещалась в отдельную катапультируемую тележку, которая отстреливалась из падающей головной части и спускалась на землю с помощью парашюта. Тележки и скафандры изготавливались на заводе «Звезда». Первая (правая) тележка отстреливалась на высоте 75-90 км, и практически сразу раскрывался парашют. Вторая (левая) тележка катапультировалась из падающей головной части на высоте 35 км, на высоте 3 — 4 км открывался основной парашют. Старты осуществлялись с полигона Капустин Яр.
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. На Р-1Д – в отличие от ракет Р-1Б и Р-1В, где подопытные животные спасались вместе с герметичным отсеком на парашюте – каждая из двух собак катапультировалась в скафандре, смонтированном на специальной тележке, имеющей парашютную систему и систему жизнеобеспечения. Ракеты совершали подъем до высоты ПО км. Действие невесомости продолжалось около 3,7 минут. На высоте 75-86 км происходило катапультирование животного, находящегося на правой тележке. После катапультирования тележка свободно падала в течение трех секунд, после чего включалась парашютная. На высоте 39-46 км катапультировалось животное на левой тележке, и после свободного падения на высоте 3,8 км раскрывался парашют. Тележки, как правило, приземлялись на расстоянии от 3 (левая) до 70 (правая) километров от стартовой площадки.
Первый запуск по этой системе был осуществлен 26 июня 1954 г. с собаками Рыжиком и Лисой. Животные перенесли полет и катапультирование благополучно. В рамках серии прошло 9 стартов, в которых принимали участие 12 собак. Пять из них погибли. В частности, при запуске Лисы и Бульбы 5 февраля 1955 г. при взлете ракету повело в сторону, и собак по инерции выбросило из кабины. Не совсем обычно закончился полет собаки Малышка 2 ноября 1955 г. С земли было видно, как парашют со спускающейся тележкой порывами ветра стало сносить в сторону. К тому же в районе посадки начался буран. Спустя несколько минут парашют вообще исчез из виду. Высланные на поиск самолеты и вертолеты, не смогли обнаружить Малышку ни в тот день, ни на следующий, хотя яркое пятно лежащего на земле парашюта должно было быть заметно издалека. На третий день некоторые члены комиссии уже были уверены, что собака погибла, но Королев разрешил обследовать район возможного приземления на машине. Когда под вечер члены поисковой группы уже отчаялись и повернули домой, один из солдат вдруг попросил: «Давайте еще вон ту кочку посмотрим!». Интуиция не подвела: за кочкой лежала тележка с Малышкой, но почему-то без парашюта. Собака в скафандре была жива, проведя три дня без еды (хорошо, что в шлеме был предусмотрен лючок, который автоматически открывался на высоте 4000 м и обеспечивал доступ воздуха!). Как потом выяснилось, тележка приземлилась около отары овец. Пастух отрезал парашют и ушел с отарой подальше от этого места. Поисковые группы с воздуха не могли обнаружить тележку, принимая ее за естественную кочку, которых полно в степи.
ТРЕТЬЯ СЕРИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
Третий этап научных исследований включал в себя полёты собак на геофизических ракетах Р-2А и Р-5А на высоту от 212 до 450 км. В этих полётах собаки не катапультировались, а спасались вместе с головной частью ракеты. Кроме собак, в кабине находились белые крысы и мыши. Дважды с собаками летали кролики. В некоторых экспериментах, одну из собак отправляли в полёт под наркозом для выяснения механизмов сдвига физиологических функций.
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.
В конструировании герметичной кабины «Спутника-2», в которой должна была лететь Лайка, принимали участие конструкторы, медики и инженеры Герметичная кабина выглядела, как цилиндр с выпуклым дном. В кабине имелись автомат питания и система кондиционирования.
Автомат кормления являлся автоматическим контейнером, в герметичных ячейках которого была желеобразная питательная смесь. Два раза в сутки автомат открывал крышку контейнера с пищей, богатой белками, жирами, углеводами, витаминами и водой. Наряду с созданием автомата кормления был так же разработан оптимальный рацион питания собаки.
Из 10 собак 3 претендовали на первый космический полёт с живым существом на борту: Альбина, Лайка и Муха. Альбина уже совершила 2 на геофизических полёта, но её пожалели, потому что она ждала потомство, и решили, что она будет дублёром. Муху не выбрали из-за небольшой кривизны лап, что выглядело бы некрасиво на фотографиях, и её сделали «технологической собакой». На ней тестировали работу аппаратуры и различных систем. Перед полётом Лайке сделали операцию, в ходе которой установили датчики дыхания на рёбра и датчик пульса около сонной артерии. Когда Лайка была уже на Байконуре, её сажали на несколько часов в кабину, где она привыкала к кормушке, ношению датчиков, комбинезона, ассенизационному устройству и нахождению в замкнутом пространстве. Комбинезон Лайки крепился к контейнеру маленькими тросиками. Их длина позволяла принимать Лайке лежачее, сидячее положение, а также немного передвигаться назад-вперёд. В нижней трети тросиков стояли контактно-реостатные датчики, назначением которых была регистрация двигательной активности.
Утром 31 октября 1957 года началась подготовка к посадке в спутник. Лайке обработали кожу разбавленным спиртом, места выходов проводов от датчиков обработали йодом. В середине дня Лайку посадили в герметичную камеру, в час ночи её установили на ракету. Незадолго до полёта пришлось разгерметизировать камеру и дать попить воды: наблюдающему медперсоналу показалось, что собака хочет пить. Точно в назначенный день спутник и собак доставили на космодром. Контейнер с Лайкой задраили за три дня до старта. 3 ноября 1957 в половине шестого утра по московскому времени с космодрома Байконур стартовала ракета со вторым искусственным спутником Земли. На борту спутника в космической конуре величиной со стиральную машину находилась дворняга двух лет от роду, весом около шести килограмм по имени 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.
Данные показывали, что после действий перегрузок, когда уже Лайка оказалась в невесомости, частота пульса восстановилась до почти нормальных значений, двигательная активность стала умеренной, движения – непродолжительные и плавные. Но времени для нормализации пульса понадобилось в 3 раза больше, чем в наземных экспериментах. Электрокардиограмма не показала никаких патологических изменений.
Посвященные в детали запуска наперед знали, что Лайка полетит только в одну сторону. Экспериментаторы, задраивавшие контейнер с собакой за три дня до старта, понимали, что она уже не выйдет оттуда живой. Стоявший во главе экспериментов над собаками Владимир Яздовский вспоминал, что незадолго до запуска отвез Лайку домой, поиграть с детьми: «Мне хотелось сделать собаке что-нибудь приятное. Ведь ей жить оставалось совсем недолго».
Было рассчитано, что собака проживет на борту неделю. Именно на этот срок и были предусмотрены запасы пищи и кислорода. А чтобы животное не мучилось после того, как воздух закончится, конструкторы придумали шприц, с помощью которого будет сделан усыпляющий укол. Но 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. Сам же спутник совершил 2570 витков вокруг Земли, затем сгорев в атмосфере 4 апреля 1958 года.
Некоторые сотрудники, участвующие в подготовке Лайки, психологически тяжело перенесли смерть собаки. Советский физиолог О. Г. Газенко так рассказывает о своём психологическом состоянии уже после запуска Лайки: «Сам по себе запуск и получение информации – все очень здорово. Но когда ты понимаешь, что нельзя вернуть эту Лайку, что она там погибает, и что ты ничего не можешь сделать, и что никто, не только я, никто не может ее вернуть, потому что нет системы для возвращения, это какое-то очень тяжелое ощущение. Знаете? Когда я с космодрома вернулся в Москву, и какое-то время еще ликование было: выступления по радио, в газетах, я уехал за город. Понимаете? Хотелось какого-то уединения».
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. Для эксперимента были отобраны 12 собак. Первоначальный отбор вёлся по специальной методике – собаки должны были весить не более 6 килограммов и высотой до 35 сантиметров, возраст – от двух до шести лет. Отбирались только самки, потому что для них проще было разработать ассенизационное устройство(туалет). Опять же, окраска должна быть светлой, для лучшего наблюдения с экранов мониторов. Собаки должны были выглядеть привлекательно на случай, если их будут представлять СМИ.
28 июля1960 г. с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель. Она должна была вывести на околоземную орбиту корабль-спутник, в котором находились две собаки – Лисичка и Чайка. Из-за аварии первой ступени ракеты-носителя пуск закончился неудачей, на 19-й секунде полёта у ракеты-носителя разрушился боковой блок первой ступени, в результате чего она упала и взорвалась, собаки погибли.
После катастрофы, было принято решение о запуске собак-дублёров Белки и Стрелки, одних из наиболее приспособившихся собак-претендентов. Белка – беспородная самка белого окраса – была лидером в команде, самая активная и общительная. На тренировках показывала лучшие результаты, в числе первых подходила к миске с едой, и первая научилась лаять, если что-то происходило не так. Стрелка – беспородная самка светлого окраса с коричневыми пятнами – была робкой и немного замкнутой, но, тем не менее, дружелюбной. Обеим собакам на момент полёта в космос было около двух с половиной лет. Сначала у Белки и Стрелки были другие имена – Альбина (от лат. Alba – белая) и Маркиза. Главнокомандующий ракетными войсками стратегического назначения Митрофан Иванович Неделин потребовал сменить имена собак с иностранных на русские. В итоге Альбина и Маркиза стали Белкой и Стрелкой. Заключительный этап тренировок предполагал испытания животных в условиях, приближённых к реальным условиям орбитального полёта. Собаки в специальной одежде с датчиками и ассенизационными устройствами находились в герметической кабине. Белка и Стрелка успешно прошли испытания на вибростенде и центрифуге и были поставлены в условия предполётного режима. За собаками круглосуточно наблюдали врачи и лаборанты, которые во время дежурства отмечали в специальном журнале изменения, происходившие в течение суток. Так как приближался запуск животных и других биологических объектов, сотрудники лаборатории работали с большим вдохновением и полной отдачей.
Только почти три года спустя ученые смогут вновь отправить на орбиту собак – и на этот раз вернуть их назад в катапультируемом контейнере. Запуск корабля Союз ТМА-3 со стартового комплекса № 1. С этого же комплекса на ракете этого же семейства стартовали в космос Белка и Стрелка в 1960 году.
19 августа 1960 года в 11:44 по московскому времени с космодрома Байконур, со стартового комплекса № 1 был осуществлён успешный запуск второго космического корабля-спутника на орбиту. Кабину, в которой находились Белка и Стрелка поместили в корабль за два часа до старта. Старт прошёл успешно, ракета, оторвавшись от стартового стола, штатно вывела космический аппарат на орбиту. Во время старта и набора высоты у собак наблюдались сильно учащённые дыхание и пульс, но когда корабль был выведен на орбиту, они успокоились. «Спутник-5» – пятый космический аппарат серии «Спутник», запущенный 19 августа 1960 г. с космодрома Байконур. Фактически был вторым тестовым прототипом корабля «Восток», использовавшегося для первого космического полёта человека (первый прототип – «Спутник-4»). Для решения научно-технических вопросов, возникавших при создании космического аппарата, были привлечены научные и инженерно-конструкторские учреждения страны. Корабль состоял из двух частей – кабины и приборного отсека. В кабине были расположены аппаратура обеспечения жизнедеятельности животных: с лотком, автоматом кормления, ассенизационным устройством, системой вентиляции, контейнеры для мелких биообъектов и микрофон для контроля уровня шума в кабине во время полёта. Изготовлен в ОКБ-1 под личным руководством С. П. Королёва в подмосковном городе Калининграде (ныне Королёв). На его борту в путь отправили целый зверинец: 2 собаки – Белка и Стрелка, 28 лабораторных мышей, 2 белые крысы, в 15 колбах находились мушки-дроздофилы, а также растения – традесканция и хлорелла, грибковые культуры, семена кукурузы, пшеницы, гороха, лука, некоторые виды микробов и другие биообъекты. Масса корабля-спутника без последней ступени ракеты-носителя составляла 4600 кг.
Давление, температура и влажность воздуха в кабине корабля обеспечивались системами жизнедеятельности в пределах установленной нормы. Периодически проводилась очистка воздуха. Автоматы кормления обеспечивали пищей и водой Белку и Стрелку два раза в сутки, в рамках эксперимента по возможности приёма пищи в невесомости. Регистрацию физиологических функций в течение всего полёта обеспечивал специально разработанный комплект медицинской исследовательской аппаратуры.
Через некоторое время спускаемый аппарат успешно приземлился в заданном районе (треугольник Орск-Кустанай-Амангельды) в 10 км от расчётной точки. Программа была выполнена полностью. По первому визуальному осмотру, когда специалисты прибыли на место приземления, было видно, что Белка и Стрелка чувствуют себя удовлетворительно. Иногда во время тренировок в центре подготовки бывало, что собаки выглядели хуже. После того, как данный эксперимент показал, что возможен безопасный спуск с орбиты, сразу была создана специальная поисково-спасательная служба. В её состав также входили и научные сотрудники, готовившие Белку и Стрелку к полёту, и хорошо знавшие их индивидуальные особенности, чтобы на месте приземления оперативно и точно определить состояние собак. За время своего полёта Белка и Стрелка преодолели расстояние в 700 тыс. км. Эксперимент суточного орбитального полёта Белки и Стрелки на втором космическом корабле-спутнике являлся существенным вкладом в изучение и освоение космического пространства. Объём проведённых исследований и характер решаемых при этом задач позволили сделать выводы о возможности человека совершить орбитальный полёт вокруг Земли. Во время полёта Белки и Стрелки и, согласно результатам, полученным после него, учёными были получены уникальные научные данные о влиянии факторов космического полёта на физиологические, биохимические, генетические и цитологические системы животных (в том числе и млекопитающих) и растений.
Белка и Стрелка провели в космосе 25 часов и вернулись на Землю знаменитостями. Новость об удачном полёте Белки и Стрелки в космос мгновенно облетела весь мир. На следующий день после возвращения собак из космоса была организована пресс-конференция в ТАСС, в которой они были главными героинями. Легендарные собаки сразу же стали всеобщими любимицами.
Дальнейшая жизнь Белки и Стрелки прошла в вольере Института авиационной и космической медицины. При этом их возили на показ в детские сады, школы и детские дома. Через несколько месяцев Стрелка принесла потомство. Все шесть щенков были здоровы. Одного из них – девочку по имени Пушинка, пристроили в Белый дом: Никита Сергеевич Хрущёв подарил супруге Президента США Джона Кеннеди Жаклин и их дочери Каролин. Белка и Стрелка дожили до глубокой старости и умерли своей смертью. В настоящее время чучела этих собак находятся в Мемориальном музее космонавтики в Москве и до сих пор являются объектами пристального внимания посетителей, в особенности детей. В отличие от Белки со Стрелкой, к Лайке земная слава пришла уже после смерти. История этой собаки трогает людей и сегодня.
1 декабря 1960 г вновь был послан на орбиту корабль с собачками Пчёлкой и Мушкой на борту и другими мелкими животными, насекомыми и растениями. Полёт протекал нормально, но на завершающем этапе, корабль разбился. 22 декабря 1960 г. место в корабле-спутнике заняли Жемчужина и Жулька. Случилась авария. Спускаемый аппарат совершил аварийную посадку в Красноярском крае. Погибли крысы, насекомые, растения, а собаки остались живы. 9 марта 1961 г. четвероногая путешественница Чернушка и другие обитатели кабины стартовала в космос и вскоре благополучно возвратилась на землю. 25 марта 1961 г. состоялся запуск очередного корабля с животными на борту и весёлой, забавной собакой Звёздочкой. Так назвал её первый космонавт Юрий Гагарин, кличка Дымка ему, почему то не понравилась. И ей предстояло выполнить один оборот и приземлиться. Полет закончился удачно. 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.
Пилотируемых кораблей «Восход» первоначально собирались запустить целых семь штук. После полетов «Восхода» и «Восхода-2» в 1965 г. началась подготовка к запуску «Восхода-3» с программой научных исследований длительностью 10-15 суток. Его старт был назначен на ноябрь 1965 г. Но к тому времени стало очевидным отставание от графика подготовки корабля. С опозданием поступала и научная аппаратура. После смерти С. П. Королева научную часть программы экспедиции отменили, а экипажи переформировали. Было принято решение: полет назначить на второй квартал 1966 г. по военной программе, длительностью до 20 суток. Для отработки основных моментов обеспечения длительного космического полета планировался полет собак на модифицированном пилотируемом корабле. Программа подготовки и проведения 22-суточного полета биоспутника была рассчитана на два года, но сотрудники лаборатории 29Б, возглавляемой кандидатом медицинских наук Александром Алексеевичем Киселевым, и сектора, руководимого первым в мире врачом-космонавтом Борисом Борисовичем Егоровым, выполнили ее менее чем за год. Для осуществления полета пришлось разработать несколько новых методик. В частности, решено кормить собак в космосе искусственным образом – через фистулу в желудке. С этой целью следовало разработать для них специальную гомогенизированную пищу, чтобы она попадала в желудок порциями. Перед полетом собак оперировали: делали гастростомию с выводом фистулы, левую сонную артерию выводили в кожный лоскут (для фиксации манжеты и измерения артериального давления), производили вживление электрода в область каротидного синуса и подкожных ЭКГ-электродов. Животным вживляли сосудистые катетеры в венозное и артериальное русло для введения фармакологических средств и взятия проб крови и даже делали ампутацию хвоста. Эта необычная мера была вызвана заключением специалистов по жизнеобеспечению, посчитавших, что хвосты мешают принудительной вентиляции и очистке контейнера. Всего лаборатория 29Б подготовила к запуску на биоспутнике 30 собак, чьи «наземные» показатели не отличались от нормы.
22 февраля 1966 г. в процессе подготовки к полету «Восхода-3» был запущен беспилотный корабль «Восход», получивший после выхода на орбиту название«Космос-110». На его борту находились собаки Ветерок и Уголек. Причем еще за пару часов до старта Уголек звался Снежком, но, так как он был темного окраса, его в последний момент переименовали. Корабль вышел на орбиту с высоким апогеем (904 км) для проверки влияния радиационных поясов на организм животных. Завершив 22-суточный полет, 16 марта после 330-го витка спускаемый аппарат успешно приземлился. Когда с собак сняли капроновые костюмы, врачи увидели, что длительный полет по орбите, выходящей за пределы внутренних радиационных поясов, животные перенесли тяжело. У них почти не осталось шерсти – только голая кожа, опрелости и даже пролежни. Собаки не стояли на ногах, и было очень слабыми, у обеих было сильное сердцебиение, они испытывали постоянную жажду. Медикам пришлось проводить специальные реабилитационные процедуры, благодаря которым Уголек и Ветерок быстро поправились. Через некоторое время им удалили желудочные фистулы, они начали есть самостоятельно, а через месяц удалили катетеры, и они бегали по территории института, как обычные дворовые собаки. Впоследствии они дали здоровое потомство и прожили в виварии института до конца своих дней.
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.
Однако в середине 1966 г. программа «Восход» была закрыта, создание и изготовление кораблей прекращено. Подготовленный к старту пилотируемый космического корабля (КК) «Восход-3» так и не был запущен. Кроме него, были отменены также запланированные на последующих кораблях этой серии полет женского экипажа с первым в истории космонавтики выходом женщины в открытый космос, и затем запуск двухместного КК с медицинской программой исследований, включавшей проведение хирургической операции в условиях космического полета над подопытным животным (кроликом). По этой программе готовился врач Юрий Александрович Сенкевич, ставший впоследствии известным путешественником, ведущим телепередачи «Клуб путешественников». Были исключены из планов также полет для испытаний в условиях открытого космоса средства передвижения космонавта и эксперимент по созданию искусственной силы тяжести путем закрутки КК «Восход», соединенного тросом с 3-й ступенью ракеты-носителя.
Свой «живой уголок» есть практически у каждого космического экипажа. На борту космических станций и шаттлов поставлены удивительные эксперименты: сможет ли паук сплести паутину в невесомости, а пчелы – построить соты, куда поплывут рыбы в пространстве, где нет разницы между верхом и низом.
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДОЛЖАЮТСЯ….
СССР также запускал черепах в орбитальные полёты на борту беспилотного космического корабля «Союз-20» 17 ноября 1975 года (в ходе их был установлен 90-суточный рекорд пребывания животных в космосе) и на борту орбитальной станции «Салют-5» 22 июня 1976 года.
С начала строительства тяжёлых космических станций«Мир» и МКС (Международная космическая станция) животные живут в космосе вместе с космонавтами на борту. На станции «Мир» более 10 лет действовал биологический модуль «Природа» специально созданный для лабораторных экспериментов с животными и растениями.
Здесь животные не только жили, но и успешно размножались. В специальных инкубаторах было выведено несколько поколений птиц.
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!
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.
12 мышей-песчанок, 20 виноградных улиток, пять ящериц гекконов и тараканы, побывавшие в космосе на биоспутнике «Фотон» и вернувшиеся 26 сентября 2005 года на Землю, усыплены, чтобы специалисты могли изучить их органы на благо науки.
Контейнер с бактериями был отправлен в космос на шаттле «Атлантис» в 2006 году.
3 февраля 2010 года две черепахи совершили успешный суборбитальный полёт на ракете, запущенной Ираном.
Особенно интересно изучать растения, выращиваемые в космосе. В условиях невесомости плоды на деревьях получаются в несколько раз крупнее земных. Космические растения выращивают в специальных орбитальных оранжереях. Они отличаются высокими урожаями и устойчивостью к различным заболеваниям. Кроме того, собранный в космосе урожай долго не портится, ведь его хранят в специальных вакуумных камерах, предотвращающих гниение. Я думаю, эта тема станет темой моего следующего исследования.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
«Первый великий шаг человечества состоит в том, чтобы вылететь за атмосферу, и сделаться спутником Земли. Остальное сравнительно легко, вплоть до удаления от нашей солнечной системы», - писал Константин Эдуардович Циолковский. И этот шаг помогла сделать людям собака – космонавт Лайка. Изучив историю подготовки к первому полету в космос, мы доказали,что без экспериментальных полетов животных не возможен был старт человека. Гипотеза, выдвинутая в начале исследования подтвердилась. На основе изученных материалов нами была создана информационная презентация, которая может быть использована на предметных классных часах, викторинах, олимпиадных заданиях и других мероприятиях, посвящённых Дню космонавтики.
ЛИТЕРАТУРА
1. Космонавтика. Малая энциклопедия. Гл. редактор В. П. Глушко. М.:
2. Советская энциклопедия, 1970. 527c.
3.Энциклопедия Космонавтика. Гл. ред. В. П. Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1985.
4. Всемирная энциклопедия космонавтики. В 2-х томах. М.: Военный парад, 2002.
5. Элиот Д., Кинг К. Детская энциклопедия. – М.: Росмэн-Пресс, 2005.
6. Журнал «Вокруг света», №4, 2009г.
7. Спарроу Джайлс, История космических полетов, «Бертельсманн», 2000
г.
8. Справочник для детей «Хочу всё знать про всё на свете», «Ридерз
Дайджест»,2001г.
9. Твоя первая энциклопедия «История транспорта», Москва,
«Махаон»,2012 г.
10. Наглядный словарь «Вселенная», «Слово», 2001 г.
11. Энциклопедия для детей «Космонавтика», Москва, «Аванта+», 2004г.
12. Энциклопедия юного учёного «Космос», Москва, «Росмен», 2001г.