Главная страница >  Цитатник 

Эксперименты на геофизических ракетах

Работы по использованию высотных геофизических ракет для научных исследований было поручено возглавить А.А.Благонравову, который внес определенный вклад и в становление молодой науки — космической биологии и медицины. Это был эрудированный, обаятельный и необычайно интеллигентный человек. Возглавляемая им комиссия по изучению верхних слоев атмосферы при Президиуме АН СССР разработала в короткий срок задание на проектирование и изготовление геофизических ракет для высотных исследований, а также необходимых видов научной аппаратуры. Разработкой экспериментов по запуску животных на борту высотных геофизических ракет, а также вопросами соответствующей подготовки животных к этим экспериментам сначала занимались ученые-медики А. В. Покровский, В.И.Яздовский, В.И.Попов, А.Д.Серяпин, а также инженеры Б.Г.Буйлов и Б. В. Блинов.

Эксперименты на геофизических ракетах

Для проведения экспериментов с животными на ракетах по рекомендации академиков В.Н.Черниговского и В.В.Парина были взяты в качестве биологических объектов беспородные собаки, нормальная физиология которых была хорошо изучена И.П.Павловым и его учениками. Эти животные отличаются большой устойчивостью к вредным влияниям внешней среды. Но после выбора биологических объектов надо было решить еще немало проблем. В частности, понадобилось выполнить ряд необходимых хирургических вмешательств, требующихся при проведении экспериментов.

Как уже говорилось, непосредственным руководителем экспериментов по полету животных на высотных геофизических ракетах вскоре стал В.И.Яздовский. Он был требовательным и справедливым руководителем, мог вспылить, но быстро отходил, никогда не был злопамятным. Владимир Иванович очень любил шутку, и если ему что-либо понравилось, смеялся громко и продолжительно, до слез. Его колоссальная работоспособность и неуемная увлеченность как бы по цепочке передались всему коллективу. Работали мы тогда буквально и днем и ночью, а также в праздничные и выходные дни.

Для регистрации биотоков сердца (электрокардиограммы) под кожу вживлялись танталовые электроды, которые выводились на холку, чтобы животные их не срывали во время тренировок. Эти операции успешно делала А.Р.Котовская. Она вместе с Е.М.Югановым и В.И.Данилейко проводила тренировки всех животных на центрифуге, определяла индивидуальную переносимость перегрузок и отбирала наиболее устойчивых собак для орбитального полета.

Так, для определения величины артериального давления желательна была хирургическая операция по выведению сонной артерии в кожный лоскут. Прекрасный экспериментатор академик В.Н.Черниговский обучил сотрудников лаборатории выполнять эту несложную операцию. В.И.Яздовский, работавший хирургом во время Великой Отечественной войны и имевший большой хирургический опыт, в совершенстве проводил такую операцию. Он у многих животных выводил сонную артерию в кожный лоскут, а в конце мая 1957 г. сделал четыре операции собакам, в том числе и Лайке. В дальнейшем эти операции успешно проводили Е.М. Юганов и В.С. Георгиевский.

Во время тренировок животных порою возникали и непредвиденные ситуации при автономных и комплексных испытаниях гермокабин, предназначенных для полета на геофизических ракетах на высоту 200 км.

В лабораторных условиях перед полетом на ракетах животные тренировались в скафандрах и на катапультных тележках, на вибростендах и герметических кабинах ракет в ОКБ С.П.Королева. Испытания всех систем проводились обстоятельно, поочередно, и сначала проверяли работу системы жизнеобеспечения. На собак надевали датчики, электроды и фиксирующую одежду в виде жилеток и штанишек. Для этого животных фиксировали к лоткам и помещали в кабину. На телеметрических стойках можно было проверить, работает аппаратура или нет.

Вот некоторые записи из дневника тех лет:

После окончания тренировок животных отправляли на Капустин Яр, где завершались последние тренировки и осуществлялись запуски ракет. Первыми животными, которые достигли высоты 101 км, были Цыган и Дезик, высоты 200 км — Рыжая и Дамка, высоты 473 км — Белянка и Пестрая. Всего летали 48 собак, из них многие по два-три раза, а собака Отважная — 4 раза.

27 июля 1958 г. Прибыли на стартовую площадку в 23 ч. За 2,5 — 3 ч до пуска собакам Кусачке и Пальме на грудь наложили угольные датчики для регистрации частоты дыхания, на кожный лоскут надели манжету с осцилляционным датчиком для определения величины артериального давления, а на лапы — электроды для снятия электрокардиограммы в полете. Надели одежду и зафиксировали животных к лоткам. С помощью лебедки в специальной «люльке» их доставили на верхнюю площадку. Ведущий инженер Б.В.Блинов за час до пуска ракеты сначала установил в кабине регенерационный патрон, а затем с помощью пружинных замков зафиксировал лотки с животными. Подключил все датчики и электроды и на самописце проверил их работу. Все было хорошо. Закрыл люк и загерметизировал кабину. Белая ракета, освещенная снизу прожекторами, стояла красивая и величественная. Когда прошла команда на пуск, сначала появился дым, затем длинные ярко-красного цвета языки пламени охватили ракету со всех сторон, и она медленно, как бы нехотя стала подниматься в верхние слои атмосферы…

«17 июля 1958 г. Накануне из аэродрома Внуково на Ли-2 прилетели в Капустин Яр; в полете были около 3 ч. Нас встречали А.М.Генин и кинооператор В.Н.Николаенко. На аэродроме было жарко и душно, пахло степью и полынью. Горячие потоки воздуха обдували лицо. С собой привезли отобранных 6 собак, которых разместили в гараже. После короткого отдыха у собак Кусачки и Пальмы подстригли шерсть на передней поверхности лап (для наложения электродов) и переднюю поверхность шеи с кожным лоскутом. Провели тренировку животных в гермокабине в течение 40 мин. Записали физиологические функции при работающем киноаппарате АКС с лампами подсвета и работающими самописцами. Старт ракеты намечался через пять дней в ночное время на высоту 200 км.

У животных во время полета на геофизической ракете регистрировали пульс, кровяное давление, дыхание, снимали электрокардиограмму. Непрерывно в течение всего полета проводилась киносъемка собак. Во время полетов геофизических ракет было проведено три серии экспериментов. Животные в ходе первой серии полетов запускались в герметической кабине на высоту 100 км и более. На 183-й секунде полета происходило отделение головной части ракеты от ее корпуса, после чего с высоты 6 — 8 км животные в герметической кабине на парашюте спускались на Землю.

К предполагаемому месту приземления выехала поисковая группа вместе с медиками. Через несколько минут мы увидели раскрытый парашют, который, медленно раскачиваясь, спускался с головной частью ракеты. После приземления А.М.Генин и Б.В.Блинов открыли люк и извлекли из гермокабины животных. Кусачка после полета вела себя спокойно, большей частью лежала на животе с высунутым языком, с удовольствием ела колбасу. Пальма же после освобождения от лотка, датчиков и одежды вырвалась из рук и, изредка оглядываясь, умчалась в степь. Пришлось ее догонять на газике; с трудом поймали и привезли в лабораторию».

В этой серии экспериментов удалось доказать, что в аварийной ситуации на этих высотах катапультирование и спуск на парашюте являются надежным средством покидания ракеты. В случае разгерметизации кабины безмасочные скафандры обеспечивали сохранение нормальной жизнедеятельности животных.

В ходе второй серии животные совершали полет в вентиляционном скафандре. Скафандр укреплялся на выдвижном лотке и вставлялся во внутреннюю часть специально сконструированной тележки. При помощи этой тележки обеспечивалось катапультирование животных из кабины ракеты. На тележке крепилась парашютная система, которая предназначалась для спасения животного после его катапультирования. В отсеке головной части ракеты размещалось по две катапультируемые тележки. Ракеты совершали полет до высоты 110 км. На высоте 75 — 86 км происходило катапультирование животного, находящегося на правой тележке, а на высоте 39 — 46 км — катапультирование животного на левой тележке. Действие невесомости продолжалось около 3,7 мин.

Итоги всех экспериментов показали, что при полете на геофизических ракетах заметных расстройств в поведении и состоянии физиологических функций у животных не было обнаружено. Кинокадры указывали, что при полете животных до высоты 110 км поведение собак от момента взлета и до катапультирования из ракеты, как правило, изменялось мало. Обычно животные спокойно лежали в скафандрах и лишь в некоторые моменты инерционного движения ракеты становились беспокойными и проявляли значительную двигательную активность. Двигательное беспокойство животных в виде покачивания головой и подергивания телом наблюдалось лишь в момент выключения двигателя и во время действия пиромеханизмов.

В ходе третьей серии проводились исследования при полетах животных на геофизических ракетах до высот 210 — 512 км. При помощи индивидуальной одежды животных фиксировали в специально изготовленных лотках и помещали в герметические кабины попарно. Головная часть ракеты отделялась от корпуса в верхней точке траектории полета. На высоте 4 км открывался тормозной парашют головной части, а на высоте 2 км вводилась основная парашютная система. Состояние невесомости длилось 6 — 10 мин. После проведения этой серии экспериментов было доказано, что необходимые условия для жизни животных в течение 4 ч и более могут быть эффективно обеспечены с помощью герметических кабин регенерационного типа и системы спуска головного прибора отсека с помощью парашюта.

Так, в первой половине периода невесомости пульс был увеличен у 6 животных, уменьшен у 12 и остался неизменным у Во второй же половине в большинстве измерений он был равен исходному уровню. При этом скорость нормализации функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем зависела главным образом от индивидуальных особенностей организма животных.

Существенно не нарушалась двигательная активность животных при фиксации их к лотку и во время полетов в герметических кабинах до высот 210 — 512 км. В состоянии невесомости не отмечалось каких-либо изменений, которые дали бы основание считать, что этот необычный для живых организмов фактор вызывает расстройство в поведении животных. В первые минуты пребывания животных в невесомости артериальное давление, частота пульса и дыхания были несколько большими, чем перед полетом, но в дальнейшем уровень этих функций постепенно снижался, доходя до исходных значений.

Электрокардиограммы подопытных животных не выявили никаких патологических изменений организма в полете. Полученные данные, характеризующие состояние гигиенических параметров среды в биокабине, показали, что кислород на протяжении всего полета выделялся в достаточном количестве, содержание углекислого газа не превышало расчетных величин, барометрическое давление поддерживалось на заданном уровне.

В ряде экспериментов в целях выявления некоторых физиологических признаков были проведены исследования на животных под наркозом, и выяснилось, что у таких животных не возникает изменений, касающихся частоты пульса и артериального давления.

Сразу же после приземления собаки подвергались осмотру и клинико-физиологическому обследованию. Чаще всего после полета на высоту 100 — 200 км поведение собак было спокойным, они бегали, резвились, вставали на задние лапы, с удовольствием ели колбасу и пили воду. Через 20 — 30 мин после полета производилась регистрация биотоков мышцы сердца (электрокардиограммы), рентгенография органов грудной клетки и исследовалась проба крови, взятая из уха. Собаки Белянка и Пестрая, летавшие на высоту 473 км, после полета выглядели уставшими; большей частью лежали на земле, часто и тяжело дышали. Однако электрокардиограммы, снятые после полета, были нормальными и не носили патологического характера. Рентгенография не выявила каких-либо отклонений от нормы в органах грудной клетки.

У собак, летавших на геофизических ракетах по несколько раз, отклонения физиологических реакций в повторных полетах были значительно менее выражены, чем в первом полете. Частота сердечных сокращений и дыхания уменьшались, артериальное давление снижалось. Собака Отважная в четвертом своем полете быстро адаптировалась к состоянию невесомости, полет перенесла хорошо. Еще тогда, в 1958 г., медиками было высказано предположение о целесообразности повторных полетов на космических кораблях будущего для более быстрой адаптации организма к состоянию невесомости.

Четырехлетнее наблюдение за животными показало, что полет в биокабинах геофизических ракет не вызывает каких-либо стойких и неблагоприятных последствий в общем состоянии животных и их поведении.

Тогда же врачи обнаружили повышенную свертываемость крови, увеличение лейкоцитов и солей кальция в крови под действием факторов суборбитального полета. Эти исследования проводила Т.С.Львова.

Одним из основных условий эксперимента являлось гипсование животного с надежным фиксированием головы и шеи по отношению к туловищу. Фиксированный кролик прочно укладывался на правом боку в специальном лотке и крепился в гермокабине ракеты. Глаз животного находился в 60 мм от линзы кинообъектива. Для предупреждения высыхания слизистой оболочки поверхность глазного яблока покрывали тонким слоем стерильного глицерина. Кинорегистрация левого глаза начиналась за минуту до старта ракеты и продолжалась в течение всего полета.

На геофизических ракетах запускались и другие животные: кролики, белые крысы и мыши. Два кролика по кличке Звездочка и Марфушка, так же как и собаки, перед полетом тренировались на различных стендах. Принято считать кроликов трусами, но наши подопытные опровергали это мнение: они смело и мужественно переносили и вращение на центрифуге, и тряску на вибростенде.

В левый глаз кролика закапали стерильный глицерин и в «люльке» подняли к гермокабине. Б.В.Блинов зафиксировал лоток кролика, направил объектив киноаппарата на глаз и закрыл люк герметической кабины.

Звездочка, по натуре очень подвижная, в ракете также должна была быть загипсованной. У нее в наземных условиях после отслойки слизистой оболочки глаза должны были быть на прямые мышцы наложены танталовые электроды. Операцию на глазе кролика проводил Е.М.Юганов, ученик академика В.И.Воячека.

Во время полета геофизической ракеты на высоту 450 км с помощью киносъемки изучали поведение и приспособительные реакции у белых крыс и мышей в период невесомости продолжительностью до 9 мин. Условия нормальной жизнедеятельности животных — давление и газовый состав воздуха — поддерживали и при помощи герметической кабины регенерационного типа. Животные находились в плексигласовых контейнерах размером 200х200 мм, в одном контейнере — две крысы, а в другом — две мыши. Поведение животных регистрировалось зеркальной киносъемкой на 35-миллиметровую пленку при скорости ее движения в киноаппарате 24 кадра в минуту. После полета проявили пленку и проанализировали кинокадры.

После полета проявили кино— и фотопленку. Была получена хорошая качественная запись осцилляции (электромиограммы) от прямых мышц глаза кролика и кинокадры изменения зрачка на разных участках полета. Впервые в СССР, да, пожалуй, и в мире у нас появились данные, указывающие на снижение мышечного тонуса в условиях невесомости.

Вращательные движения крыс вокруг продольной оси тела к концу периода невесомости получались более плавными и медленными, около 0,5 — 1 об/с. Белые мыши с первого момента и до конца действия невесомости совершали беспорядочные кувыркания по всем осям. Частота вращательных движений практически не изменялась на всем протяжении состояния невесомости и составляла в среднем 1,5 — 2 об/с.

Было выявлено, что в предстартовый период поведение белых крыс и мышей было обычным для лабораторных условий. Они свободно передвигались, по контейнеру, ели и пили. После старта ракеты, в момент перехода от воздействия перегрузки к состоянию невесомости, животные быстро отделялись от пола и «всплывали» в пространство контейнера. Движения лапами и хвостом в условиях невесомости вызывали резкие вращательные перемещения животных вокруг продольной оси их тела или беспорядочные кувыркания. Хвост и лапы становились своеобразными рычагами, около которых совершались перемещения тела.

К началу мая 1960 г. был накоплен огромный экспериментальный материал по полетам животных на геофизических ракетах, на которых биологические объекты поднимались на высоты 100 — 512 км и благополучно возвращались на Землю. Результаты первых наблюдений за состоянием животных в условиях факторов полета геофизических ракет обогатили советскую науку новыми медико-биологическими данными, необходимыми для последующих полетов животных на искусственных спутниках Земли.

Данные проведенного эксперимента показали, что в начальный период воздействия невесомости животные не могли установить свое положение в пространстве. Правда, в ходе полета крысы стали адаптироваться к состоянию невесомости, но белые мыши так и не смогли приспособиться к условиям безопорного пространства.





Далее:
Aldrin Edwin.
Scott Carpenter.
ПРОГРАММА «САТУРН-АПОЛЛОН».
ИЗ ИСТОРИИ ПОДГОТОВКИ ПЕРВЫХ КОСМОНАВТОВ.
Голованов Я.К. «Кузнецы грома».
Прототип.
июль.
Проект тяжёлого межпланетного корабля (ОКБ-1).
Глава I.


Главная страница >  Цитатник