Если бы проблема была в железе...
Биологические спутники Бион
Советские спутники "Бион" были одними из первых специализированных биологических спутников, ориентированных на космическую медицину.
Они содержали различные растения, микроорганизмы и небольших животных. Спутники были оснащены различными датчиками и инструментами для мониторинга состояния биологических образцов и окружающей среды. Основное внимание уделялось проблемам воздействия радиации на живые организмы.
Всего по программе состоялось 11 полетов: с 1973 по 1996 годы. НАСА были вовлечен в программу в 1975 году и участвовал в 9 из 11 миссий.
Бион-1
Бион-1 был запущен 31 октября 1973г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 221 км и апогеем 424 км с наклонением орбиты 62,80 ° и периодом обращения 90,70 минут. Масса 5500 кг. Продолжительность миссии 21 день.
В нем находилось несколько десятков крыс-самцов, шесть черепах (Agrionemys horsfieldii), каждая в отдельной коробке, грядка с грибами, мучные жуки (Tribolium confusum) на различных стадиях их жизненного цикла и живые бактериальные споры. В нем были предоставлены данные о реакции млекопитающих, рептилий, насекомых, грибов и бактерий на длительную невесомость.
Бион-2
Бион-2 был запущен 20 октября 1974г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 223 км и апогеем 389 км с наклонением орбиты 62,80 ° и периодом обращения 90,40 минут. Масса 5500 кг. Продолжительность миссии 22 дня.
В нем находились крысы-альбиносы. Ученые по наземному командованию подвергали крыс ежедневным дозам облучения от источника гамма-излучения. Когда после приземления их извлекли из аппарата, у многих крыс развились проблемы с легкими, а их кровь и костный мозг изменились сильнее, чем у контрольных образцов.
Бион-3
Бион-3 был запущен 15 декабря 1975г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 226 км и апогеем 405 км с наклонением орбиты 62,80 ° и периодом обращения 90,50 минут. Масса 6000 кг. Продолжительность миссии 19 дней.
Бион-3 включал центрифугу с вращающейся и неподвижной секциями, в которой можно было сравнивать идентичные группы животных, растений и клеток. Среди исследуемых животных были белые крысы и черепахи. Также изучалось влияние старения на печень плодовой мушки и ткани растений с привитыми раковыми новообразованиями.
Это была первая совместная миссия СССР и США.
Бион-4
Бион-4 был запущен 3 августа 1977г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 224 км и апогеем 419 км с наклонением орбиты 62,80 ° и периодом обращения 90,70 минут. Масса 6000 кг. Продолжительность миссии 19 дней
Миссия состояла в проведении различных биологических исследований, продолжающих полетные эксперименты Бион-3. На борту были две центрифуги, для помещения нескольких образцов в среду с искусственной гравитацией. На крысах была предпринята попытка изучить изменения в поведении от эффекта, вызванного самим космическим полетом, и эффектами, вызванного стрессом. Также изучалось влияние полета на мышцы и кости, на выживаемость эритроцитов, а также на липидный и углеводный метаболизм. На сетчатке крыс был проведен эксперимент по изучению воздействия космического излучения. Один из приборов (без биологической части) изучал физические параметры компонентов космического излучения. Плодовые мушки использовались в генетике и исследованиях старения. Была отправлена группа крыс вида Rattus norvegicus, средний вес которых на момент запуска составлял 215 г, а возраст - 62 дня. Двадцать крыс испытали микрогравитацию, а остальные десять были подвергнуты искусственной гравитации центрифуги.
Бион-5
Бион-5 был запущен 29 сентября 1979г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 226 км и апогеем 406 км с наклонением орбиты 62,80 ° и периодом обращения 90,50 минут. Масса 6000 кг. Продолжительность миссии 14 дней
Совместная миссия с США включала первые попытки размножения млекопитающих (крыс) в космосе, которые в итоге не увенчались успехом. Опыты НАСА были разработаны для изучения воздействия радиации на мышей, эмбрионы перепелов и некоторые образцы растений. Также проводились исследования влияния микрогравитации на мышцы и кости крыс. Изучался эмбриогенез птиц в космос. Влияние микрогравитации на ткани растений было исследовано с использованием моркови и раковых тканей моркови для изучения влияния космического полета на рост и развитие растений. Как и в предыдущей миссии, 30 крыс вида Rattus norvegicus были отправлены на физиологические исследования; еще семь крыс использовались в эмбриологических экспериментах.
Бион-6
Бион-6 был запущен 14 декабря 1983г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 226 км и апогеем 288 км с наклонением орбиты 82,30 ° и периодом обращения 89,30 минут. Масса 5700 кг.
Первый орбитальный полет приматов. В миссии участвовали две обезьяны вместе с несколькими беременными крысами. Это был
Ученые Соединенных Штатов провели три эксперимента на приматах и еще один эксперимент на крысах. Две макаки-резусы были выведены на орбиту с имплантированными датчиками, позволяющими контролировать кровоток в сонной артерии. Дополнительно восемнадцать беременных белых крыс были отправлены для использования в исследованиях воздействия микрогравитации и радиации. Впоследствии крысы произвели нормальное потомство. Эксперименты были сосредоточены на влиянии невесомости на различные физиологические параметры. Исследование циркадных ритмов касалось синхронизации двигательной активности приматов, температуры тела и кожных температурных ритмов с фиксированным циклом освещения / темноты и друг с другом. Осуществлялся мониторинг артериального давления и кровотока, чтобы оценить краткосрочные и долгосрочные изменения этих параметров. Изменения в метаболизме кальция были изучены, чтобы определить влияние невесомости на скелет. Двум макакам-резусам (Macaca mulatta), Абреку и Биону, находившимся на борту, было около трех лет, и каждая весила примерно по 4 килограмма. Высота была ограничением при отборе животных для полета. Это было связано с тем, что советский вестибулярный эксперимент требовал, чтобы кресла-удерживающие устройства для полета колебались вертикально внутри капсул с животными. Обезьян приучали сидеть в креслах-ограничителях и выполнять задания за вознаграждение едой. Задания включали нажатие рычага ногами и отслеживание движущегося света глазами. Обезьян также обучали есть и пить из автоматов с едой и соками. Обезьянам в летной и контрольной группах были имплантированы манжеты для измерения артериального давления и кровотока, а также датчики для измерения нескольких физиологических параметров. Был проведен нейроонтогенный эксперимент для изучения влияния космического полета на сенсорное развитие крыс, которые провели часть внутриутробного периода беременности в космосе. Были запущены десять беременных самок крыс линии Вистар (Rattus norvegicus). Наземные контрольные группы содержали такое же количество крыс. В начале полета или контрольных экспериментов крысы находились на 13-м дне беременности своего 21-дневного цикла.
Миссия завершилась через 5 дней.
Бион-7
Бион-7 был запущен 10 июля 1985г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 222 км и апогеем 297 км с наклонением орбиты 82,30 ° и периодом обращения 90,00 минут. Масса 5700 кг.
Это был второй орбитальный полет обезьян. В ходе миссии планировалось повторить сердечно-сосудистый эксперимент, проведенный на Бион-6, в который были внесены несколько улучшений, увеличили частоту снятия данных в течение периода полета. Две обезьяны с сердечно-сосудистыми приборами летного типа были изучены в наземном синхронном контрольном эксперименте. Были проведены тесты на наклон положения тела в предполетный, полетный и послеполетный периоды у нескольких животных для определения изменений жидкости в организме, которые, как считается, происходят в полете. В ходе этой миссии были изменены процедуры калибровки прибора, чтобы гарантировать точность измерений артериального давления. Основной целью американского участия в миссии Бион-7 было измерение давления в сонной артерии и кровотока во время полета. США предоставили все летные и наземные приборы для этого эксперимента. Исходные аналоговые данные экспериментов по управлению полетом и наземным управлением были переданы в лабораторию сердечно-сосудистых исследований в НАСА для анализа. Гемодинамические данные должны были быть сопоставлены с одновременно зарегистрированными советскими данными. Аналогичное коррелятивное исследование было проведено во время миссии Бион-6, где скорость кровотока сравнивалась с общим сердечным выбросом тела, определенным с помощью импедансной кардиографии.
На борту биоспутника находились две макаки-резус (Macaca mulatta) по имени Гордый и Омка. Каждое животное весило примерно 4 кг. Оба были использованы для советских нейрофизиологических исследований. Инструменты состояли из двусторонне имплантированных микроэлектродов в вестибулярные ядра, а также электроокулограмм и электроэнцефалограммных электродов. Обезьяны были размещены каждая в своей капсуле биоспутника. Регистратор барометрического давления, установленный в капсуле примата, использовался для коррекции и нормализации имплантированного датчика давления до 760 мм рт. ст.
Также были взяты десять самцов крыс и десять тритонов.
Тритонам ампутировали часть передних конечностей и удалили хрусталики, чтобы изучить возможную скорость восстановления человека после травм, полученных в космосе.
С помощью биокалориметра отслеживался энергетический обмен во время появления мух из нимф; для этой цели было взято 1500 мух дрозофилы.
Полезная нагрузка также включала семена кукурузы, крокусы и гуппи в аквариуме. Миссия длилась 7 дней.
Бион-8
Бион-8 был запущен 29 сентября 1987г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 224 км и апогеем 406 км с наклонением орбиты 62,80 ° и периодом обращения 90,50 минут. Масса 6700 кг.
Бион-8 нес полезную нагрузку для биологических и радиационно-физических экспериментов из девяти стран. Биологическая полезная нагрузка на космическом корабле включала 2 макаки-резус Дрема и Ероша, 10 крыс, плодовые мушки, кузнечики, жуки, гуппи, Hynobiidae, инфузории хлореллы, тритоны и кукуруза. Более 50 ученых, спонсируемых НАСА, были задействованы в проведении 33 американских экспериментов на борту.
США отвечали за разработку летного и наземного оборудования. Целью экспериментов в США было исследовать влияние микрогравитации на различные системы организма.
Один из этих экспериментов, изучение уровней радиации в космической среде, не требовал использования каких-либо биологических объектов.
Эксперимент на приматах был разработан для изучения роста и развития скелета. США провели только один эксперимент на приматах, запущенных на биоспутнике. Остальные американские эксперименты были проведены на образцах тканей пяти крыс. Ряд этих экспериментов были продолжением исследований, проведенных в рамках миссии Spacelab-3 в апреле 1985 года.
Исследования на крысах охватывали широкий спектр дисциплин. Влияние микрогравитации на сердечную, печеночную, тонкую кишку и костную ткани, функцию печени, рост скелета, уровни гормонов и метаболизм изучались с использованием различных подходов. В других исследованиях изучались изменения в иммунной, нервной и репродуктивной системах, в мышцах и соединительной ткани, а также в скелетном и минеральном гомеостазе. Был проведен еще один эксперимент для оценки радиационного воздействия во время полета и измерения эффективности экранирования космического корабля.
Миссия длилась 13 дней. Посадка произошла в нескольких сотнях километров от ожидаемой точки, что привело к значительным трудностям. Вот тебе и Перестройка...
Бион-9
Бион-9 был запущен 15 сентября 1989г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 216 км и апогеем 294 км с наклонением орбиты 82,30 ° и периодом обращения 89,30 минут. Масса 6000 кг.
На биоспутнике было проведено 80 экспериментов по таким категориям, как морская болезнь, размножение и регенерация, иммунология и реадаптация к нормальной гравитационной среде. Было использовано несколько различных биологических образцов, включая грызунов.
Совместные эксперименты США и СССР проводились на 2 макаках-резусах и 10 самцах крыс линии Вистар. Биологическая полезная нагрузка также включала клеточные культуры (кишечная палочка). Основными обитателями были две макаки.
Спускаемый аппарат диаметром 2,3 м успешно приземлился через 14 дней, но сбой в системе терморегулирования привел к гибели некоторых образцов: из 80 научных экспериментов, вернулись только 30. Процессы развала СССР отразились на всём...
Бион-10
Бион-10 был запущен 29 декабря 1992 г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 225 км и апогеем 393 км с наклонением орбиты 62,80 ° и периодом обращения 90,40 минут. Масса 6000 кг.
Стал восьмой миссией подряд в серии совместных космических полетов. Система записи данных в полете биоспутника была улучшена, что сделало возможными проводить высококачественные записи мозга и нервно-мышечной системы. Система кормушки для обезьян была улучшена, и появился запасной дозатор сока. Система удержания обезьян была модифицирована, чтобы обеспечить большее движение рук. Нейровестибулярная система сбора данных была обновлена в результате совместных американо-российских разработок, что позволило регистрировать больше параметров в полете.
На борту Бион-10 было две обезьяны, несколько насекомых, амфибий, растений и клеточных культур. Участвовавшие ученые были из 10 стран, а также Европейского космического агентства (ASE).
Две макаки-резусы служили подопытными в миссии. Как и в предыдущих миссиях биоспутника, обезьян обучили включать автоматы с едой и соками. Кроме того, их обучили управлять ножной педалью, чтобы можно было изучать мышечные реакции в полете. Для нейровестибулярного тестирования в полете, обезьян обучали совершать движения руками и головой в ответ на визуальные стимулы.
Одной из основных целей миссии было проведение экспериментов на объекте ЕКА Biobox, полностью автоматизированном программируемом инкубаторе для исследований в области гравитационной биологии. Несколько экспериментов также были проведены за пределами объекта Biobox. Биоспутник перевозил двух макак-резусов, а также несколько более простых организмов в качестве подопытных. Тринадцать экспериментов в области естественных наук, в которых обезьяны использовались в качестве подопытных, спонсировались НАСА. Эксперименты были разработаны для изучения различных биологических систем, на которые, вероятно, повлияет космическая среда. Кости и мышцы используются земными организмами для поддержания положения своего тела относительно силы тяжести. Было обнаружено, что почти полное отсутствие силы тяжести во время космического полета вызывает значительные изменения в этих компонентах тела как у обезьян, так и у людей. Чтобы собрать дополнительные данные в этой области, в экспериментах изучались прочность, плотность и структура кости, биохимия кости, метаболизм кальция и нервно-мышечная функция. Эксперименты, проведенные в ходе предыдущих миссий Бион и нескольких Spacelab, также показали, что микрогравитация влияет на нервно-вестибулярную систему. Поскольку способность выполнять скоординированные движения критически важна для экипажей астронавтов, нейровестибулярные исследования в космосе являются высокоприоритетными.
Также были изучены иммунные и метаболические изменения, а также то, как циркадные ритмы мозга, кожи и температуры тела реагируют на космический полет.
Миссия длилась 12 дней и уже традиционно закончилась аварийной посадкой...
Бион-11
Бион-11 был запущен 24 декабря 1996 г. на низкую околоземную орбиту с перигеем 225 км и апогеем 401 км с наклонением орбиты 62,80 ° и периодом обращения 90,50 минут. Масса 5400 кг.
На Бион-11 находились две обезьяны макаки (Macaca mulatta) по имени Лапик и Мультик. Также на нем были тритоны, улитки, мухи дрозофилы и другие насекомые, бактерии. Обе обезьяны были в безопасности при приземлении, но Мультик умер от сердечного приступа во время медицинских анализов под общим наркозом 8 января 1997г, на следующий день после посадки.
Научное оборудование Magee-8 было разработано для изучения основных характеристик модульной системы электростатической защиты. Для поддержания температуры и влажности в заданных пределах, регенерации атмосферы использовалось другое оборудование. Физиологические параметры обезьян регистрировались и передавались на землю в телевизионном изображении. Миссия длилась 14 дней.
Аналогичная миссия Бион-12 была запланирована на декабрь 1998 года, но не состоялась из-за прекращения участия США.
Выводы
Первые миссии Бион-ов были самыми длинными и высокими: длились максимум 22 дня, но не подымались выше 424 км от Земли.
Когда начали запускать обезьян, длительность миссий сократилась до недели, а высота полета до 288 км.
Как мы знаем из предыдущей статьи о ранних космических биологических экспериментах, Лайка, которую отправили на высоту 1600 км умерла от перегрева через 5-7 часов полета, а Ветерок и Уголек, побывавшие на высоте 882 км вернулись через 21 день в плачевном состоянии. Но кто знает, что произошло с их сознанием...
Высота орбиты МКС колеблется от 330 до 430 км над поверхностью Земли.
Также обратим внимание, что радиационные пояса Ван Аллена, которые простираются на высоте примерно от 640 до 58 000 км.
Разрез двух радиационных поясов вокруг Земли: внутреннего пояса (красного), в котором преобладают протоны, и внешнего (синего) - электроны.
Радиационные пояса Ван Аллена - это зоны высокоэнергетических частиц (особенно протонов), захваченных магнитным полем Земли. Большинство этих частиц высокой энергии происходят от солнечного ветра, захватываются магнитным полем Земли и удерживаются вокруг планеты. Пояс ван Аллена сформирован в виде тора над экватором.
Космические аппараты, выходящие за пределы низкой околоземной орбиты, попадают в зону излучения поясов Ван Аллена. За пределами поясов они сталкиваются с дополнительными опасностями, связанными с космическими лучами и солнечными частицами.
Возможно, американцы тогда не летали на Луну, потому что человеческий организм и психика не могли выдержать этот полет?
Хорошо. Но, может быть сегодня, наука уже преодолела эти биологические препятствия XX века? Что же происходит в наши дни - в 20-е годы XXI века? Возобновили ли запуски биологических спутников в РФ? Может быть их максимальная высота полёта превысила отметку 500 км? Об этом в следующей статье.
Мы собрали все материалы, касающиеся «Лунной аферы», в отдельную подборку: