Рассмотрим последовательно те трудности, с которыми приходилось иметь дело ученым, проводившим медико-биологические исследования космоса.
Как известно, запуск искусственных спутников и космических кораблей и вывод их на орбиту осуществлялся с помощью мощных ракет-носителей. Для того чтобы вывести спутник или корабль на заранее рассчитанную орбиту, ракета-носитель должна была развить огромную скорость. Именно на этом, первом участке пути перед исследователями возникали следующие задачи: необходимо было выяснить влияние на живые организмы вибраций, шума и так называемых перегрузок.
Особенно существенно было изучить влияние последних. Суть действия этого фактора может быть иллюстрирована следующим примером. Те, кому довелось летать на самолетах, наверное, могут припомнить, что иногда возникает своеобразное ощущение: кажется, будто мягкая, но могучая рука неожиданно с силой прижимает ваше тело к креслу. Это ощущение возникает в тех случаях, когда самолет попадает в восходящий поток воздуха и последний мгновенно подбрасывает его на несколько десятков метров вверх. В этот момент и развивается так называемая перегрузка. Конечно, в этом случае она ничтожна, безвредна и ничего, кроме, может быть, слегка неприятных ощущений, не вызывает.
Но при движении ракеты-носителя, когда в течение очень небольшого промежутка времени скорость ее возрастает от нуля до очень больших величин, могут развиться перегрузки, опасные для жизни живого существа. Если такая перегрузка будет воздействовать на сидящего человека, а тем более на расположенного стоя, то она может вызвать отлив крови в сосудах от головного мозга к нижним конечностям, временную потерю сознания и даже разрыв мелких кровеносных сосудов. Все эти явления в принц/иле могут возникать и у животных.
Поэтому одной из первых задач исследователей было выяснить влияние трех факторов – шума, вибраций и перегрузок – на животных и разработать меры, предотвращающие их влияние или сводящие их действие до безопасного уровня. Путем звукоизоляции, тренировки на Земле на специальных устройствах – центрифугах и вибростендах – - и особого расположения животных внутри кабины влияние этих факторов на организм было сведено до безвредных границ.
Вторая трудность, возникшая перед исследователями, заключалась в том, что для организмов, располагавшихся в кабине, должна быть создана постоянная и возможно более комфортабельная среда обитания.
Задача эта была нелегкой, так как требовалось сохранить стабильность внутренней среды на довольно длительное время. Условия же создания такой среды были довольно «жесткими». Во-первых, длительное пребывание в герметически замкнутом пространстве кабины требовало непрерывного снабжения животных кислородом и столь же постоянного удаления из атмосферы кабины углекислоты, выдыхаемой животными.
Далее, было необходимо поддерживать в кабине определенную влажность и, наконец, обеспечить колебания температуры в известных, довольно узких пределах. Стабилизация температуры требовала особых забот, так как в период прохождения (хотя и кратковременного) ракеты-носителя через плотные слои атмосферы могло возникнуть опасное для живых организмов повышение температуры вследствие трения ее о воздух. Нужно было также учитывать и то, что повышение температуры в относительно небольшом объеме кабины могло возникать и вследствие выделения тепла самими животными.
Благодаря совместным усилиям и изысканиям советских ученых, конструкторов и представителей многих специальностей все эти трудности были преодолены. Об этом наглядно свидетельствуют данные, полученные, например, во время полета второго космического корабля. Температура в полете колебалась в пределах от +17° до +20°, влажность не выходила за пределы 40 процентов и не падала ниже 37 процентов. Содержание в атмосфере кабины чистого кислорода не опускалось ниже 21 процента и не превышало 24 процентов. Напоминаю, что воздух, которым все мы и животные дышим на Земле, содержит 21 процент кислорода, следовательно, снабжение кислородом было почти идеальным. Кроме того, внутри кабины за все время полета господствовало давление, близкое к нормальному, атмосферному, существующему у поверхности Земли.
Ко всем трудностям следует добавить, что для поддержания жизни животных необходимо было обеспечить их нужмым количеством высокопитательной пищи и воды. Причем и пища, и вода должны были «подаваться» животным через определенные промежутки времени и таким способом, который гарантировал бы их полную доступность. Наконец, следовало позаботиться о том, чтобы естественные продукты жизнедеятельности животных не загрязняли бы атмосферу кабины, а автоматически собирались в особые приемники-контейнеры.
Даже простое перечисление только наиболее существенных задач, стоявших перед исследователями, показывает, сколь велики были трудности. И все же они были успешно преодолены, чему наглядным свидетельством являются благополучные полеты Белки, Стрелки, Чернушки, Звездочки и других животных. Нисколько не преуменьшая сложности задач, должен заметить, что все-таки они и все детали их могли быть в какой-то степени «отработаны» на моделях космических кораблей в наземных условиях. В этой обстановке могла быть испытана соответствующая аппаратура, а животные проходили длительную тренировку, постепенно, исподволь привыкая к необычным условиям существования. Это несколько облегчало их решение.
Однако среди многих факторов, действующих на организм животного во время орбитального полета космического корабля-спутника, имелся и такой, воспроизвести который в наземных условиях было невозможно или почти невозможно.
Я имею в виду невесомость. Суть ее заключается в том, что при соответствующем удалении от Земли корабля-спутника он выходит частично или полностью из сферы земного притяжения. Картинное, весьма занимательное, хотя и не очень точное описание этого состояния в свое время дал Жюль Берн в своем романе «С Земли на Луну».
Невесомость относится к числу таких факторов космического полета, который не только может быть полностью воспроизведен в наземных условиях, но чье влияние на живой организм пока еще не может быть устранено или предотвращено.
Некоторое подобие невесомости может быть воспроизведено при полном погружении живого организма в воду. Оно на короткое время может быть создано также при особых режимах полета современных высотных самолетов»
Но все это лишь слабые и несовершенные копии состояния, которое возникает в кабине космического корабля! Вместе с тем влияние этого фактора должно представлять большой интерес.
Во-первых, за многие миллиарды лет эволюции жизни на нашей планете все живые существа, растения, а затем и человек находились и развивались под постоянным влиянием силы земного тяготения.
Организм животных и человека, несомненно, выработал в процессе эволюции ряд специальных приспособлений. У людей и животных тело оказалось особым образом ориентированным и по отношению к земному притяжению. Естественно было предполагать, что возникновение невесомости на сколько-нибудь продолжительный срок должно сказаться на целом ряде физиологических функций и, в частности, на способности животных и человека ориентироваться в окружающем пространстве. Возможные последствия влияния этого фактора на организм животных