Uzayda biyolojik araştırma. "Kozmonotik" konulu astronomi ve biyoloji projesi Uzayda biyolojik süreçlerin akışının özellikleri

Güçlü kuvvetler size karşı komplo kurdu - özellikle yerçekimi. Dünya yüzeyinin üzerindeki bir nesne özgürce uçmak istiyorsa, kelimenin tam anlamıyla saatte 43.000 kilometreyi aşan hızlarda yukarı doğru ateş etmelidir. Bu, büyük finansal maliyetler gerektirir.

Örneğin, Curiosity gezginini Mars'a fırlatmak yaklaşık 200 milyon dolar aldı. Mürettebat üyeleriyle bir görev hakkında konuşursak, miktar önemli ölçüde artacaktır.

Uçan gemilerin yeniden kullanılabilir kullanımı paradan tasarruf etmenize yardımcı olacaktır. Örneğin roketler yeniden kullanılabilir olacak şekilde tasarlandı ve bildiğimiz gibi şimdiden başarılı iniş denemeleri var.

2. Uçuş

Uzayda uçmak kolaydır. Sonuçta bu bir boşluk; hiçbir şey seni yavaşlatmaz. Ancak bir roket fırlatırken zorluklar ortaya çıkıyor. Bir nesnenin kütlesi ne kadar büyükse, onu hareket ettirmek için o kadar fazla kuvvet gerekir ve roketler çok büyük bir kütleye sahiptir.

Kimyasal itici gazlar ilk takviye için harikadır, ancak değerli gazyağı dakikalar içinde yanar. Dürtü ivmesi, 5-7 yıl içinde Jüpiter'e uçmayı mümkün kılacaktır. Bir sürü uçak içi film var. bir radikale ihtiyacımız var yeni yöntem uçuş hızını geliştirmek.

Tebrikler! Yörüngeye başarıyla bir roket fırlattınız. Ama uzaya çıkmadan önce, eski bir uydunun bir parçası birdenbire görünecek ve yakıt deponuza çarpacak. İşte bu, daha fazla roket yok.

Bu bir uzay çöplüğü sorunudur ve çok gerçektir. Uzay için "Amerikan Gözetim Ağı", saatte 28.000 km'den daha yüksek hızlarda Dünya'nın etrafında koşan - her biri bir top boyutunda - 17.000 nesne tespit etti; ve 10 cm'den daha küçük yaklaşık 500.000 daha fazla kalıntı Fırlatma adaptörleri, lens kapakları, hatta bir damla boya bile kritik sistemlerden sızabilir.

Whipple'ın kalkanları - metal katmanları ve Kevlar - sizi küçük parçalardan koruyabilir, ancak hiçbir şey sizi bütün bir uydudan kurtaramaz. Dünya yörüngesinde yaklaşık 4.000 tanesi var, çoğu havada öldürüldü. Uçuş kontrolü, tehlikeli yollardan kaçınmaya yardımcı olur, ancak mükemmel değildir.

Onları yörüngeden çıkarmak gerçekçi değil - sadece bir ölü uydudan kurtulmak için bütün bir görev gerekir. Yani şimdi tüm uydular kendi başlarına yörüngeden düşecekler. Fazladan yakıtı denize fırlatacaklar ve daha sonra roket güçlendiricileri veya bir güneş yelkeni kullanarak Dünya'ya inecekler ve atmosferde yanacaklar.

4. Navigasyon

"Derin Uzay Ağı", Kaliforniya, Avustralya ve İspanya'daki antenler, uzay için tek navigasyon aracıdır. Öğrenci proje uydularından Kopeyre Kuşağı'nda dolaşan Yeni Ufuklar sondasına kadar uzaya fırlatılan her şey onlara bağlı.

Ancak daha fazla görevle ağ kalabalıklaşıyor. Santral genellikle meşgul. Yani yakın gelecekte NASA yükü hafifletmek için çalışıyor. Gemilerdeki atomik saatler, iletim sürelerini yarıya indirerek, uzaydan tek bir bilgi iletimi ile mesafelerin hesaplanmasına izin verecekti. Lazerlerin bant genişliğini artırmak, fotoğraflar veya video mesajları gibi büyük veri paketlerini işleyecektir.

Ancak roketler Dünya'dan ne kadar uzaklaşırsa, bu yöntem o kadar az güvenilir hale gelir. Elbette, radyo dalgaları ışık hızında hareket eder, ancak derin uzaya iletimler hala saatler sürer. Ve yıldızlar size yönü gösterebilir ama nerede olduğunuzu söyleyemeyecek kadar uzaktalar.

Derin uzay navigasyon uzmanı Joseph Ginn, gelecekteki görevler için hedeflerin ve yakındaki nesnelerin görüntülerini toplayacak ve koordinatları üçgenlemek için göreceli konumlarını kullanacak özerk bir sistem tasarlamak istiyor. uzay gemisi herhangi bir zemin kontrolü gerektirmez.

Dünyadaki GPS gibi olacak. Arabanıza bir GPS alıcısı takıyorsunuz ve sorun çözülüyor.

5. Radyasyon

Dünya atmosferinin güvenli kozasının dışında ve manyetik alan, Senin için bekleniyor kozmik radyasyon ve ölümcül. Kanserin yanı sıra katarakt ve muhtemelen Alzheimer hastalığına da neden olabilir.

Atom altı parçacıklar, uzay aracının gövdesini oluşturan alüminyum atomlarına çarptığında, çekirdekleri patlayarak ikincil radyasyon adı verilen daha ultra hızlı parçacıkları serbest bırakır.

Çözüm? Tek kelime: plastik. Hafif ve güçlüdür ve küçük çekirdekleri fazla ikincil radyasyon üretmeyen hidrojen atomlarıyla doludur. NASA, uzay gemilerinde veya uzay giysilerinde radyasyonu azaltabilecek bir plastiği test ediyor.

Ya da şu kelimeye ne dersiniz: mıknatıslar. Uzay Radyasyon Kalkanı Süper İletkenlik Projesi'ndeki bilim adamları, yüklü parçacıkları bir gemiden uzaklaştıracak bir süper iletken olan magnezyum diborid üzerinde çalışıyorlar.

6. Yiyecek ve su

Geçen Ağustos ayında, ISS'deki astronotlar ilk kez uzayda yetiştirdikleri marulun bir kısmını yediler. Ancak sıfır yerçekiminde büyük ölçekli bahçe işleri zor. Su, topraktan sızmak yerine kabarcıklar içinde yüzer, bu nedenle mühendisler, suyu bitki köklerine yönlendirmek için seramik borular icat ettiler.

Bazı sebzeler zaten alan açısından oldukça verimlidir, ancak bilim adamları genetiğiyle oynanmış, bir metreden daha kısa bir cüce erik üzerinde çalışıyorlar. Proteinler, yağlar ve karbonhidratlar, patates ve yer fıstığı gibi daha çeşitli mahsullerle yenilenebilir.

Ancak tüm suyu tüketirseniz tüm bunlar boşuna olacaktır. (ISS idrar ve su geri dönüşüm sisteminin periyodik onarımlara ihtiyacı vardır ve gezegenler arası ekipler yeni parçalar eklemeye güvenemezler.) GDO'lar burada da yardımcı olabilir. NASA araştırma mühendisi Michael Flynn, genetiği değiştirilmiş bakterilerden yapılmış bir su filtresi üzerinde çalışıyor. İnce bağırsağın içtiğinizi nasıl işlediğiyle karşılaştırdı. Temel olarak, 75 veya 80 yıllık kullanım ömrü olan bir su geri dönüşüm sistemisiniz.

7. Kaslar ve kemikler

Ağırlıksızlık vücudu yok eder: Bazı bağışıklık hücreleri görevlerini yapamaz ve kırmızı kan hücreleri patlar. Bu böbrek taşlarına katkıda bulunur ve kalbinizi tembelleştirir.

ISS'deki astronotlar, kas kaybı ve kemik kaybıyla mücadele etmek için trene biniyorlar, ancak uzayda hala kemik kütlesi kaybediyorlar ve bu ağırlıksız dönüş döngüleri diğer sorunlara yardımcı olmuyor. Yapay yerçekimi tüm bunları düzeltirdi.

Massachusetts'teki laboratuvarında Teknoloji Enstitüsü, eski astronot Lawrence Young bir santrifüj üzerinde testler yapıyor: denekler platformda yanlarına uzanıyor ve ayakları sabit bir tekerlek üzerinde pedal çeviriyor ve tüm yapı yavaş yavaş kendi ekseni etrafında dönüyor. Ortaya çıkan kuvvet, belli belirsiz bir yerçekimi etkisine benzeyen astronotların bacaklarına etki eder.

Young'ın simülatörü çok sınırlıdır, günde bir veya iki saatten fazla kullanılabilir, sabit yerçekimi için tüm uzay aracının bir santrifüj olması gerekir.

8. Ruh sağlığı

Bir kişi felç veya kalp krizi geçirdiğinde, doktorlar oksijen eksikliğinden kaynaklanan hasarı azaltmak için bazen metabolizmalarını yavaşlatarak hastanın sıcaklığını düşürür. Astronotlar için de işe yarayabilecek bir numara. Kötü yiyecek ve sıfır mahremiyet ile sıkışık bir uzay gemisinde yaşamak (en azından) bir yıl boyunca gezegenler arası seyahat, uzay çılgınlığı için bir reçetedir.

Bu yüzden John Bradford zamanında uyumamız gerektiğini söylüyor. uzay yolculuğu. SpaceWorks mühendislik firmasının başkanı ve NASA için uzun görevler hakkında bir raporun ortak yazarı olan Bradford, mürettebatı kriyojenik olarak dondurmanın yiyecek ve suyu azaltacağına ve mürettebatı zihinsel çöküntüden koruyacağına inanıyor.

9. İniş

Gezegen merhaba! Aylardır, hatta birkaç yıldır uzaydasınız. Uzak dünya nihayet lombozdan görülebilir. Tek yapman gereken arazi. Ama saatte 200.000 mil hızla sürtünmesiz uzayda yuvarlanıyorsunuz. Oh, evet, bir de gezegenin yerçekimi var.

İniş sorunu hala mühendislerin çözmesi gereken en acil sorunlardan biridir. Mars'ta başarısız olanı hatırla.

10. Kaynaklar

Uzay gemileri uzun bir yolculuğa çıktıklarında, Dünya'dan yanlarında malzeme alacaklar. Ama her şeyi yanında götüremezsin. Tohumlar, oksijen jeneratörleri, belki birkaç altyapı inşa eden makineler. Ancak yerleşimciler gerisini kendileri yapmak zorunda kalacak.

Neyse ki uzay tamamen kısır değil. Londra Üniversitesi'nden Birkbeck gezegen bilimcisi Ian Crawford, "Konsantrasyonlar farklı olsa da, her gezegen tüm kimyasal elementlere sahiptir" diyor. Ay çok fazla alüminyum içerir. Mars'ta kuvars ve demir oksit bulunur. Komşu asteroitler, büyük bir karbon ve platin cevheri kaynağıdır - ve öncüler, uzayda maddeyi nasıl havaya uçuracaklarını bulduktan sonra su. Sigortalar ve deliciler bir gemiye binemeyecek kadar ağırsa, fosilleri başka yöntemlerle çıkarmak zorunda kalacaklar: eritme, mıknatıslar veya metal sindiren mikroplar. NASA, tüm binaları basmak için bir 3D baskı sürecini araştırıyor ve özel ekipman ithal etmeye gerek kalmayacak.

11. Araştırma

Köpekler, insanların Dünya'yı kolonize etmesine yardımcı oldu, ancak hayatta kalamazlardı. Yeni dünyaya açılmak için yeni bir en iyi arkadaşa ihtiyacımız olacak: bir robot.

Gezegen kolonizasyonu çok sıkı çalışma gerektirir ve robotlar gün boyu yemek yemeden veya nefes almadan kazabilirler. Mevcut prototipler büyük ve hantal ve yerde zorlukla hareket edebiliyor. Yani robotlar bizim gibi görünmemeli, NASA tarafından Mars'ta buz kazmak için tasarlanmış bir ekskavatör kepçesi şeklinde pençeleri olan hafif, yönlendirilebilir bir bot olabilir.

Ancak, iş el becerisi ve hassasiyet gerektiriyorsa, insan parmakları vazgeçilmezdir. Günümüzün uzay giysisi, bir ötegezegende yürüyüş yapmak için değil, ağırlıksızlık için tasarlanmıştır. NASA'nın Z-2 prototipi, esnek bağlantı noktalarına ve ince taneli kablolama ihtiyaçlarının net bir görünümünü sağlayan bir kaska sahiptir.

12. Uzay çok büyük

İnsanların şimdiye kadar yaptığı en hızlı şey Helios 2 adlı bir sondadır. Artık işlevsel değildir, ancak uzayda ses olsaydı, hala güneşin etrafında 157.000 milden daha yüksek bir hızla döndüğü için çığlık attığını duyardınız. Bu bir mermiden neredeyse 100 kat daha hızlıdır, ancak bu hızda bile en yakın yıldızımız Alpha Centauri'ye ulaşmak yaklaşık 19.000 yıl alacaktır. Böyle uzun bir uçuş sırasında binlerce nesil değişecekti. Ve neredeyse hiç kimse bir uzay gemisinde yaşlılıktan ölmeyi hayal etmez.

Zamanı fethetmek için enerjiye ihtiyacımız var - çok fazla enerji. Belki füzyon için Jüpiter'de yeterince helyum 3 madenciliği yapabilirsiniz (elbette füzyon motorlarını icat ettikten sonra). Teorik olarak, maddenin ve antimaddenin yok olma enerjisi kullanılarak ışık hızına yakın hızlara ulaşılabilir, ancak bunu Dünya'da yapmak tehlikelidir.

Çılgın yıldız gemisi fikirleri üzerinde çalışan bir NASA teknisyeni olan Le Johnson, “Bunu Dünya'da asla yapmak istemezsiniz” diyor. "Bunu uzayda yaparsanız ve bir şeyler ters giderse, bir kıtayı yok etmiyorsunuz demektir." Çok fazla? Peki ya güneş enerjisi? Tek ihtiyacın olan Teksas büyüklüğünde bir yelken.

Evrenin kaynak kodunu kırmak için çok daha zarif bir çözüm fiziğin yardımıyla. Miguel Alcubierre'nin teorik sürüşü, uzay-zamanı geminizin önünde sıkıştıracak ve arkasında genişleyerek ışık hızından daha hızlı hareket edebilmenizi sağlayacaktı.

İnsanoğlu, tüm teorik düğümleri çözmek için Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi yerlerde çalışan birkaç Einstein'a daha ihtiyaç duyacak. Her şeyi değiştirecek bir keşif yapmamız mümkün, ancak bu atılımın mevcut durumu kurtarması pek mümkün değil. Eğer istersen daha fazla keşif onlara büyük para yatırmalısın.

13. Sadece bir Dünya var

Birkaç on yıl önce, bilim kurgu yazarı Kim Stanley Robinson, aşırı nüfuslu, aşırı stresli bir Dünya'dan bilim adamları tarafından inşa edilen Mars'ta gelecekteki bir ütopyayı çizdi. Onun "Mars Üçlemesi" kolonizasyon için güçlü bir baskı yaptı. Ama aslında bilim dışında neden uzay için çabalıyoruz?

Keşfetme ihtiyacı genlerimizde var, tek argüman bu - öncü bir ruh ve kaderimizi bilme arzusu. NASA astronomu Heidi Hummel, “Birkaç yıl önce, uzay keşfi hayalleri hayal gücümüzü işgal etti” diye hatırlıyor. - Cesur uzay kaşiflerinin dilini konuştuk, ancak Temmuz 2015'te Yeni Ufuklar istasyonundan sonra her şey değişti. Güneş sisteminin dünyalarının tüm çeşitliliği önümüze açıldı.”

Peki ya insanlığın kaderi ve kaderi? Tarihçiler daha iyi bilir. Batı'nın genişlemesi bir toprak gaspıydı ve büyük kaşifler çoğunlukla kaynaklar veya hazineler için oradaydı. İnsanın yer değiştirme arzusu, yalnızca siyasi veya ekonomik arzunun hizmetinde ifade edilir.

Tabii ki, Dünya'nın yaklaşan yıkımı bir teşvik olabilir. Gezegenin kaynaklarını tüketin, iklimi değiştirin ve uzay hayatta kalmak için tek umut haline gelecek.

Ancak bu tehlikeli bir düşünce çizgisidir. Bu ahlaki bir tehlike yaratır. İnsanlar, Mars'ta bir yerden sıfırdan başlayabileceğimizi düşünüyor. Bu yanlış bir yargıdır.

Bildiğimiz kadarıyla Dünya, bilinen evrendeki tek yaşanabilir yer. Ve eğer bu gezegeni terk edeceksek, o zaman bu bizim arzumuz olmalı, bir çıkmazın sonucu değil.

UZAY TIBBİ, uzay aracı ve istasyon ekiplerinin sağlığını ve performansını korumak için araç ve yöntemler geliştirmek amacıyla uzay uçuşu faktörlerinin etkisi altında insan yaşamının özelliklerini inceleyen bir tıp alanıdır. Uzay tıbbının ana görevleri: uzay uçuşu (SF) faktörlerinin insan vücudu üzerindeki etkisinin incelenmesi; etkilerinin olumsuz etkilerine karşı önleme ve koruma araçlarının geliştirilmesi; İnsanlı hava araçlarının yaşam destek sistemi ve ayrıca aşağıdaki durumlarda mürettebat kurtarma araçları için gereksinimlerin fizyolojik ve sıhhi-hijyenik olarak doğrulanması acil durumlar. Uzay tıbbının önemli alanları; kozmonotların uçuş için seçilmesi ve hazırlanması için klinik ve psikofizyolojik yöntemlerin ve kriterlerin geliştirilmesi; uçuşun tüm aşamalarında tıbbi kontrol araçlarının ve yöntemlerinin geliştirilmesi; uçuşta hastalıkların önlenmesi ve tedavisi ve uzun süreli uçuş inişlerinin olumsuz etkilerinin ortadan kaldırılması konularını ele almak. uzay tıbbı uzay biyolojisi, uzay fizyolojisi ve psikofizyolojisi, uzay radyobiyolojisi vb. ile yakından ilgilidir.

Uzay tıbbı, havacılık tıbbına kadar uzanır ve gelişimi, roket teknolojisinin yaratılmasından ve astronotiğin başarılarından kaynaklanmaktadır. Hayvanlar üzerinde ve roketlerin ve uydu gemilerinin kullanımıyla yapılan biyolojik ve fizyolojik çalışmalar, yaşam destek sistemlerini test etmeyi, CP faktörlerinin fizyolojik etkilerini incelemeyi ve bunun insanlar için olasılığını ve güvenliğini kanıtlamayı mümkün kıldı. Yerli bilim adamlarının faaliyetleri, insanlı uzay araçlarında sağlık ve aktif insan faaliyetleri için etkili bir tıbbi destek sisteminin oluşturulması da dahil olmak üzere, uzay tıbbının bir dizi temel ve uygulamalı sorununu çözmeyi mümkün kıldı. Bu, 1960-1990'larda ülkemizde hem yer modeli koşullarında hem de Vostok, Voskhod, Soyuz uzay aracındaki uzay aracında, Salyut serisinin yörünge istasyonlarında, "Mir" ve "Bion" serisinin otomatik cihazları (biyolojik uydular).

Bir uzay uçuşunda insan vücudu, uçuş dinamikleriyle ilişkili faktörlerden (hızlanma, gürültü, titreşim, ağırlıksızlık vb.) etkilenir; yapay bir habitat ile küçük hacimli sözde hava geçirmez şekilde kapatılmış tesislerde kalma ile ilgili faktörler. SF sırasında bu faktörlerin karmaşık etkisi, insanlarda fizyolojik parametrelerin kaydedilen sapmalarının Farklı aşamalar uçuş.

CP'nin tüm faktörleri arasında ağırlıksızlık (mikro yerçekimi) benzersizdir ve laboratuvar koşullarında pratik olarak tekrarlanamaz. Etkisinin ilk döneminde, hidrostatik basıncın kaldırılması nedeniyle vücut sıvılarının kraniyal (başa doğru) yönde yer değiştirmesi ve ayrıca aktivitedeki uyumsuzluk nedeniyle sözde hareket tutması belirtileri vardır. duyusal sistemlerin, vb. Tıbbi ve biyolojik çalışmalar, adaptif reaksiyonların gelişiminin, vücudun tüm fizyolojik sistemlerinde uzun süreli ağırlıksızlık koşullarında kalmasının olumsuz sonuçlara yol açabileceğini göstermiştir - kardiyovasküler dekompansasyon, ortostatik dengesizlik, kas atrofisi, osteoporoz , vb. titreşim stantları, basınç odaları, daldırma stantları vb.).

ISS'nin oluşturulması, başlatılması ve genişletilmesi, ISS'nin geliştirilmesini ve uygulanmasını gerektirdi. ortak sistem CP'nin tıbbi desteği. Tıbbi destek, faaliyetlerinin tüm aşamalarında kozmonotların sağlığını ve performansını korumayı ve sürdürmeyi amaçlayan organizasyonel, tıbbi, sıhhi-hijyenik ve tıbbi-teknik önlemler sistemidir. Kapsananlar: astronotların tıbbi seçimi ve muayenesi; mürettebatın tıbbi ve biyolojik eğitimi; insanlı uzay araçlarının geliştirilmesi için tıbbi ve sıhhi destek; gemide tıbbi ve biyolojik destek araçlarının geliştirilmesi; kozmonotların sağlığı ve performansı için tıbbi destek; yörünge istasyonlarının yaşam bölümlerinde mürettebatın ve çevrenin sağlığının izlenmesi (sıhhi ve hijyenik ve radyasyon kontrolü); CP faktörlerinin vücut üzerindeki olumsuz etkilerinin önlenmesi, endikasyonlara göre tıbbi bakım; tıbbi rehabilitasyon önlemleri de dahil olmak üzere uçuş sonrası dönemde mürettebatın sağlığı için tıbbi destek.

İnsan vücudunun uçuşun farklı aşamalarında (uçuş sonrası rehabilitasyon dönemi dahil) olumsuz reaksiyonlarını önlemek için, bir dizi uçuş öncesi hazırlık ve önleyici tedbir ve araç kullanılır: bir koşu bandı, bir bisiklet ergometresi, bir vakum giysisi. vücudun alt yarısında negatif basıncı simüle eder, antrenman kıyafetleri, genişleticiler, su tuzu katkı maddeleri, farmakolojik ajanlar vb. Önleyici tedbirlerin temel amacı, vücut üzerinde eksenel bir yük oluşturarak elde edilen ağırlıksızlığa adaptasyonu engellemektir. , beden eğitimi, hidrostatik kan basıncının etkisini simüle etme, olası düzeltme ile dengeli beslenme. Bu önlemlerin etkinliği, yerli mürettebatın uzun vadeli CP'leri tarafından onaylanmıştır.

Yüksek biyolojik aktivite Çeşitli türler kozmik radyasyon, dozimetri araçlarının oluşturulması, uzay aracı sırasında izin verilen dozların belirlenmesi, kozmik radyasyonun zararlı etkilerine karşı korunma ve korunma için araç ve yöntemlerin geliştirilmesi için önlemlerin önemini belirler. Özellikle gezegenler arası uzay araçlarının menzili ve süresinin artmasıyla radyasyon güvenliğinin sağlanması özellikle önemlidir. Açık alanda veya gezegenlerin yüzeyinde çalışmanın performansını sağlamak ve bir gemi veya istasyonun basınçsız hale gelmesi durumunda hayat kurtarmak için yaşam destek sistemli uzay kıyafetleri kullanılır.

Uzay tıbbı dekompresyon hastalığını önlemeye yönelik geliştirme mekanizmalarını ve yöntemlerini de inceler; azaltılmış (hipoksi) ve artan (hiperoksi) oksijen içeriğinin etkileri; günlük rejimlerde değişiklik; mürettebat üyelerinin uyumluluk psikolojisi. İnsanlı uzay aracı ve yörünge istasyonlarında insan yaşamının sağlanması, etkinliği atmosferin, suyun, iç yüzeylerin vb. sıhhi-hijyenik ve mikrobiyolojik çalışmaları ile izlenen bir dizi ekipman tarafından oluşturulur. Uzay tıbbının özel bir bölümü kozmonotların seçimi ve eğitimine adanmıştır.

Rus Uzay Ajansı, uzay aracı için tıbbi destek de dahil olmak üzere Rusya Federasyonu'ndaki tüm uzay faaliyetlerini koordine ediyor. Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü, uzay tıbbının sorunlarını inceleyen ve uzay aracındaki kozmonotların sağlığından sorumlu Devlet Araştırma Merkezidir. Yu. A. Gagarin Kozmonot Eğitim Merkezi, uzay aracı ve uçuş sonrası rehabilitasyon için seçim ve tıbbi ve biyolojik hazırlık aşamalarında lider kuruluştur. Uzay biyolojisi ve tıbbı üzerine bir bölüm, RAS Uzay Bilim Konseyi'nin bir parçası olarak faaliyet göstermektedir. "Havacılık ve Ekolojik Tıp" dergisi, uzay tıbbının sorunlarına ayrılmıştır. Uzay fizyolojisi ve tıbbında özel dersler, Rusya Devleti Tıp ve Biyoloji Fakültesi müfredatına dahil edilmiştir. Medikal üniversite ve fakülte temel tıp Moskova Devlet Üniversitesi.

Amerika Birleşik Devletleri'nde NASA, uzay tıbbı sorunları üzerindeki çalışmaları koordine ediyor; Avrupa'da, Avrupa Uzay Ajansı (ESA); Japonya'da, Japonya Uzay Araştırma Ajansı (JAXA); Kanada'da, Kanada Uzay Ajansı (CSA). En büyük Uluslararası organizasyonlar- Uzay Araştırmaları Komitesi (COSPAR) ve Uluslararası Uzay Federasyonu (IAF).

Lif.: Uzay biyolojisi ve tıbbı hakkında kısa referans kitabı. 2. baskı. M., 1972; Uzay biyolojisi ve tıbbın temelleri. Ortak Sovyet-Amerikan baskısı: 3 ciltte / Düzenleyen O. G. Gazenko, M. Calvin. M., 1975; Uzay biyolojisi ve tıbbı: Ortak Sovyet-Amerikan baskısı: 5 ciltte M., 1994-2001.

GOU Lisesi No. 000

Petersburg'un Kalininsky bölgesi

Araştırma çalışması

Uzayda biyomedikal araştırma

Gurshev Oleg

Başkan: biyoloji öğretmeni

Petersburg, 2011

Giriş 2

20. yüzyılın ortalarında biyomedikal araştırmaların başlangıcı. 3

Uzay uçuşunun insan vücudu üzerindeki etkisi. 6

Ekzobiyoloji. on

Araştırmanın geliştirilmesi için beklentiler. on dört

Kullanılan kaynakların listesi. 17

Uygulama (sunum, deneyler) 18

giriiş

Uzay biyolojisi ve tıp- karmaşık bilim uzay uçuşunda bir kişinin ve diğer organizmaların yaşamının özelliklerini inceleyen . Uzay biyolojisi ve tıbbı alanındaki araştırmanın ana görevi, çeşitli süre ve karmaşıklık derecelerinde uçuşlar sırasında uzay aracı ve istasyonların mürettebat üyelerinin sağlığını ve performansını korumak, yaşam desteği için araç ve yöntemlerin geliştirilmesidir. Uzay biyolojisi ve tıbbı, astronot, astronomi, astrofizik, jeofizik, biyoloji, havacılık tıbbı ve diğer birçok bilim ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır.

Modern ve hızlı XXI yüzyılımızda konunun alaka düzeyi oldukça büyüktür.

"Tıbbi ve biyolojik araştırma" konusu ilgimi çekti son yıllar iki, meslek seçimime karar verdiğimden beri, bu konuda araştırma yapmaya karar verdim.

2011 bir yıldönümüdür - uzaya ilk insan uçuşundan bu yana 50 yıl.

Ortada Biyomedikal Araştırmaların BaşlamasıXXyüzyıl

Aşağıdaki kilometre taşları, uzay biyolojisi ve tıbbının gelişiminde başlangıç ​​noktaları olarak kabul edilir: 1949 - ilk kez, roket uçuşları sırasında biyolojik araştırma yapma olasılığı ortaya çıktı; 1957 - ikinci yapay Dünya uydusunda ilk kez bir canlı yaratık (köpek Laika), Dünya'ya yakın bir yörünge uçuşuna gönderildi; 1961 - uzaya ilk insanlı uçuş, mükemmel. Amacıyla bilimsel gerekçe bir kişinin uzaya tıbbi olarak güvenli bir uçuşunun olasılıkları, uzay aracının (SCV) Dünya'ya fırlatılması, yörünge uçuşu, inişi ve inişinin karakteristik etkilerinin toleransı araştırıldı ve biyotelemetrik ekipman ve yaşam destek sistemlerinin çalışması için çalışıldı. astronotlar test edildi. Ağırlıksızlık ve kozmik radyasyonun vücut üzerindeki etkisinin incelenmesine ana dikkat gösterildi.

Laika (köpek astronotu) 1957

R Roketler, ikinci yapay uydu (1957), dönebilir uzay aracı-uydular (1960-1961), yer tabanlı klinik, fizyolojik, psikolojik, hijyenik ve diğer çalışmalardan elde edilen verilerle birlikte biyolojik deneyler sırasında elde edilen sonuçlar, aslında, insanın uzaya yolunu açtı. Ek olarak, ilk insan uzay uçuşuna hazırlık aşamasında uzayda yapılan biyolojik deneyler, hayvanlar üzerinde sonraki deneyleri planlamanın temeli olan uçuş faktörlerinin etkisi altında vücutta meydana gelen bir dizi fonksiyonel değişikliği tanımlamayı mümkün kılmıştır. ve insanlı uzay araçlarının, yörünge istasyonlarının ve biyouyduların uçuşları sırasında bitki organizmaları. Dünyanın deneysel bir hayvana sahip ilk biyolojik uydusu - köpek "Laika". 11/03/1957'de yörüngeye fırlatıldı ve orada 5 ay kaldı. Uydu, 14 Nisan 1958'e kadar yörüngede kaldı. Uyduda iki radyo vericisi, bir telemetri sistemi, bir programlama cihazı, güneş radyasyonu ve kozmik ışınları incelemek için bilimsel araçlar, kabinde gerekli koşulları sağlamak için rejenerasyon ve termal kontrol sistemleri vardı. hayvanın varlığı. Canlı bir organizmanın uzay uçuşu koşullarındaki durumu hakkında ilk bilimsel bilgi elde edildi.

Uzay biyolojisi ve tıp alanındaki başarılar, insanlı astronotiğin geliştirilmesinde büyük ölçüde önceden belirlenmiş başarı. uçuş ile birlikte 12 Nisan 1961'de işlenen, 21 Temmuz 1969'da astronotların inişi gibi astronot tarihinde çığır açan olaylara dikkat edilmelidir. Armstrong(N. Armstrong) ve Aldrin(E. Aldrin) Ay'ın yüzeyine ve Salyut ve Mir yörünge istasyonlarında çok aylı (bir yıla kadar) mürettebat uçuşları. Bu, uzay biyolojisi ve tıbbının teorik temellerinin geliştirilmesi, uzay uçuşlarında tıbbi ve biyolojik araştırma yapma metodolojisi, astronotların seçimi ve uçuş öncesi eğitimi için yöntemlerin gerekçelendirilmesi ve uygulanması ile mümkün oldu. yaşam desteğinin geliştirilmesi, tıbbi kontrol, uçuşta mürettebat üyelerinin sağlığının ve çalışma kapasitesinin korunması.

Apollo 11 takımı (soldan sağa): Neil. A. Armstrong, Komuta Modülü Pilotu Michael Collins, Komutan Edwin (Buzz) E. Aldrin.

Uzay uçuşunun insan vücudu üzerindeki etkisi

Uzay uçuşunda, insan vücudu uçuş dinamikleri (hızlanma, titreşim, gürültü, ağırlıksızlık) ile ilgili bir dizi faktörden etkilenir, sınırlı bir hacme sahip kapalı bir odada kalır (değişen gaz ortamı, hipokinezi, nöro-duygusal stres, vb.) .), ayrıca bir habitat olarak dış uzay faktörleri (kozmik radyasyon, ultraviyole radyasyon, vb.).

Bir uzay uçuşunun başlangıcında ve sonunda, vücut doğrusal ivmelerden etkilenir. . Uzay aracının Dünya'ya yakın yörüngeye fırlatılması ve fırlatılması sırasında büyüklükleri, yükselme gradyanı, zaman ve hareket yönü, roket ve uzay kompleksinin özelliklerine ve Dünya'ya dönüş sırasında uçuşun balistik özelliklerine bağlıdır. ve uzay aracının türü. Yörüngedeki manevralara, ivmelerin vücut üzerindeki etkisi de eşlik eder, ancak modern uzay aracının uçuşları sırasında büyüklükleri önemsizdir.

Soyuz TMA-18 uzay aracının Uluslararası'ya fırlatılması uzay istasyonu Baykonur Uzay Üssü'nden

Havacılık tıbbı, uzay biyolojisi ve tıp alanındaki araştırmalar sırasında ivmelerin insan vücudu üzerindeki etkisi ve olumsuz etkilerinden korunma yolları hakkında temel bilgiler elde edildi, ancak bu bilgileri destekledi. Ağırlıksızlıkta özellikle uzun süre kalmanın, vücudun hızlanma hareketine karşı direncinde azalmaya yol açtığı tespit edildi. Bu bağlamda, yörüngeden inmeden birkaç gün önce, kozmonotlar özel bir fiziksel eğitim rejimine geçerler ve inişten hemen önce vücudun hidrasyon derecesini ve dolaşımdaki kan hacmini arttırmak için su-tuz takviyesi alırlar. . Özel sandalyeler geliştirildi - astronotların Dünya'ya dönüşü sırasında hızlanma toleransında bir artış sağlayan lojmanlar ve anti-g takımları.

Uzay uçuşunun tüm faktörleri arasında ağırlıksızlık sabittir ve laboratuvar koşullarında pratik olarak tekrarlanamaz. Vücut üzerindeki etkisi çeşitlidir. Hem kronik stresin karakteristiği olan spesifik olmayan adaptif reaksiyonlar hem de vücudun duyu sistemlerinin etkileşiminin ihlali, vücudun üst yarısında kanın yeniden dağılımı, dinamik ve azalmanın neden olduğu çeşitli spesifik değişiklikler vardır. kas-iskelet sistemi üzerindeki statik yüklerin neredeyse tamamen ortadan kaldırılması.

ISS yaz 2008

Kozmos biyouydularının uçuşları sırasında kozmonotların incelenmesi ve hayvanlar üzerinde yapılan çok sayıda deney, hareket hastalığının uzay formunun (hareket tutması) semptom kompleksinde birleştirilen spesifik reaksiyonların ortaya çıkmasında öncü rolün vestibülere ait olduğunu belirlemeyi mümkün kılmıştır. aparat. Bunun nedeni, ağırlıksız koşullar altında otolit ve semisirküler kanal reseptörlerinin uyarılabilirliğinde bir artış ve vestibüler analizör ile vücudun diğer duyu sistemlerinin etkileşimindeki bir bozulmadır. Ağırlıksızlık koşulları altında, insanlar ve hayvanlar, damarlardaki kan hacminde bir artış, kardiyovasküler sistemin zayıflama belirtileri gösterir. göğüs, karaciğer ve böbreklerde tıkanıklık, serebral dolaşımdaki değişiklikler, plazma hacminde azalma. Ağırlıksızlık koşulları altında antidiüretik hormon, aldosteron ve böbreklerin fonksiyonel durumunun salgılanmasının değişmesi nedeniyle, vücudun hipohidrasyonu gelişir. Aynı zamanda hücre dışı sıvı içeriği azalır ve vücuttan kalsiyum, fosfor, azot, sodyum, potasyum ve magnezyum tuzlarının atılımı artar. Kas-iskelet sistemindeki değişiklikler esas olarak şu bölümlerde meydana gelir: normal koşullar Dünyadaki yaşam en büyük statik yükü, yani sırt ve alt ekstremite kaslarını, alt ekstremite ve omur kemiklerinde taşır. İşlevselliklerinde azalma, periosteal kemik oluşum hızında yavaşlama, süngerimsi maddenin osteoporozu, dekalsifikasyon ve kemiklerin mekanik mukavemetinde azalmaya yol açan diğer değişiklikler vardır.

Ağırlıksızlığa ilk adaptasyon döneminde (ortalama yaklaşık 7 gün sürer), yaklaşık her saniye kozmonot baş dönmesi, mide bulantısı, hareket uyumsuzluğu, vücudun uzaydaki pozisyonunun algılanmasında bozulma, kafaya kan hücumu hissi yaşar, burundan nefes almada zorluk, iştahsızlık. Bazı durumlarda, bu, genel performansta bir düşüşe yol açar ve bu da profesyonel görevlerin yerine getirilmesini zorlaştırır. Zaten uçuşun ilk aşamasında, uzuvların kaslarında ve kemiklerinde ilk değişiklik belirtileri ortaya çıkıyor.

Ağırlıksızlıkta kalma süresi arttıkça, birçok hoş olmayan duyum ortadan kalkar veya düzelir. Aynı zamanda, hemen hemen tüm astronotlarda, uygun önlemler alınmazsa, kardiyovasküler sistem, metabolizma, kas ve kemik dokusunun durumundaki değişiklikler ilerler. Olumsuz kaymaları önlemek için çok çeşitli önleyici tedbirler ve araçlar kullanılır: bir vakum tankı, bir bisiklet ergometresi, bir koşu bandı, antrenman yük takımları, bir elektrikli kas stimülatörü, antrenman genişleticiler, tuz takviyesi almak, vb. sağlık ve yüksek seviye uzun süreli uzay uçuşlarında mürettebat üyelerinin verimliliği.

Herhangi bir uzay uçuşunun kaçınılmaz bir eşlik eden faktörü hipokinezidir - uçuş sırasında yoğun fiziksel eğitime rağmen, ağırlıksız koşullar altında vücudun genel olarak zorlanmasına ve astenisine yol açan motor aktivitenin kısıtlanması. Çok sayıda çalışma, yatakta baş ucu eğik (-6°) kalmanın yarattığı uzun süreli hipokinezinin, insan vücudu üzerinde uzun süreli ağırlıksızlıkla neredeyse aynı etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Laboratuvar koşullarında ağırlıksızlığın bazı fizyolojik etkilerini modellemeye yönelik bu yöntem, SSCB ve ABD'de yaygın olarak kullanıldı. SSCB Sağlık Bakanlığı Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü'nde yürütülen böyle bir model deneyin maksimum süresi bir yıldı.

Spesifik bir problem, kozmik radyasyonun vücut üzerindeki etkilerinin incelenmesidir. Dozimetrik ve radyobiyolojik deneyler, radyasyon güvenliğini sağlamak için bir sistem oluşturmayı ve uygulamaya koymayı mümkün kılmıştır. uzay uçuşları, dozimetrik kontrol ve yerel koruma, radyo koruyucu müstahzarlar (radyo koruyucular) içerir.

Yörünge istasyonu "MIR"

Uzay biyolojisi ve tıbbın görevleri, çalışmayı içerir. biyolojik prensipler ve uzay gemilerinde ve istasyonlarda yapay yaşam alanları yaratma yöntemleri. Bunun için, kapalı bir ekolojik sisteme bağlantılar olarak dahil edilmeyi vaat eden canlı organizmalar seçilir, bu organizmaların popülasyonlarının üretkenliği ve stabilitesi incelenir, deneysel birleşik canlı ve cansız bileşenler sistemleri - biyojeozozlar modellenir, fonksiyonel özellikleri ve uzay uçuşlarında pratik kullanım olanakları belirlenir.

Evrendeki canlı maddenin varlığını, dağılımını, özelliklerini ve evrimini inceleyen ekzobiyoloji gibi uzay biyolojisi ve tıbbının böyle bir yönü de başarıyla gelişiyor. Yere dayalı model deneyleri ve uzayda yapılan çalışmalar temelinde, biyosfer dışında organik maddenin varlığının teorik olasılığını gösteren veriler elde edildi. Arama programı da var dünya dışı medeniyetler uzaydan gelen radyo sinyallerini kaydedip analiz ederek.

Soyuz TMA-6

ekzobiyoloji

Uzay biyolojisinin alanlarından biri; canlı madde aramak ve organik madde uzayda ve diğer gezegenlerde. Ekzobiyolojinin temel amacı, uzayda yaşamın varlığına ilişkin doğrudan veya dolaylı veriler elde etmektir. Bunun temeli, kompleksin öncüllerinin bulgularıdır. organik moleküller(hidrosiyanik asit, formaldehit vb.), uzayda spektroskopik yöntemlerle tespit edildi (toplamda 20'ye kadar organik bileşik bulundu). Ekzobiyoloji yöntemleri farklıdır ve yalnızca yaşamın yabancı tezahürlerini tespit etmek için değil, aynı zamanda olası dünya dışı organizmaların bazı özelliklerini elde etmek için tasarlanmıştır. Dünya dışı koşullarda, örneğin güneş sisteminin diğer gezegenlerinde yaşamın varlığını önermek için, organizmaların bu koşulların deneysel yeniden üretimi altında hayatta kalma yeteneklerini bulmak önemlidir. Mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda ve yüksek (80-95 °C'ye kadar) sıcaklıklarda birçok mikroorganizma bulunabilir; sporları derin vakuma ve uzun kuruma sürelerine dayanır. Uzaydan çok daha yüksek dozda iyonlaştırıcı radyasyon taşırlar. Dünya dışı organizmalar muhtemelen az miktarda su içeren bir ortamda yaşama daha yüksek bir uyum yeteneğine sahip olmalıdır. Anaerobik koşullar, yaşamın gelişmesine engel teşkil etmez, bu nedenle, çeşitli koruyucu cihazlar geliştirerek olağandışı koşullara uyum sağlayabilen, özellikleri bakımından en çeşitli mikroorganizmaların uzayda varlığını varsaymak teorik olarak mümkündür. SSCB ve ABD'de yapılan deneyler, Mars'ta yaşamın varlığına dair kanıt vermedi, Venüs ve Merkür'de yaşam yok, dev gezegenlerde ve uydularında da olası değil. AT Güneş Sistemi hayat muhtemelen sadece Dünya'da. Bazı fikirlere göre, Dünya dışındaki yaşam yalnızca gezegenimizin özelliği olan su-karbon bazında mümkündür. Başka bir bakış açısı silikon-amonyak bazını dışlamaz, ancak insanlık henüz dünya dışı yaşam formlarını tespit etmek için yöntemlere sahip değildir.

"Viking"

Viking Programı

Viking Programı- NASA'nın özellikle bu gezegendeki yaşamın varlığı için Mars'ı incelemeye yönelik uzay programı. Program, yörüngede ve Mars yüzeyinde araştırma yapması beklenen iki özdeş uzay aracının - "Viking-1" ve "Viking-2" nin fırlatılmasını içeriyordu. Viking programı, 1964'te Mariner 4 ile başlayan, ardından 1969'da Mariner 6 ve Mariner 7 ile 1971 ve 1972'de Mariner 9 yörünge görevlerinin izlediği Mars'ı keşfetmeye yönelik bir dizi misyonun doruk noktasıydı. Vikingler, Mars'ın keşfi tarihinde, yüzeye güvenli bir şekilde inen ilk Amerikan uzay aracı olarak yerlerini aldılar. Mars'taki yaşamı tespit edemese de, kızıl gezegene yapılan en bilgilendirici ve başarılı görevlerden biriydi.

Her iki araç da 1975 yılında Florida, Cape Canaveral'dan piyasaya sürüldü. Uçuştan önce, iniş yapanlar, Mars'ın karasal yaşam formları tarafından kirletilmesini önlemek için dikkatlice sterilize edildi. Uçuş süresi bir yıldan biraz daha az sürdü ve 1976'da Mars'a vardılar. Viking görevlerinin süresi, inişten sonra 90 gün olarak planlandı, ancak her cihaz bu süreden çok daha fazla çalıştı. Viking-1 yörünge aracı 7 Ağustos 1980'e kadar, iniş aracı - 11 Kasım 1982'ye kadar çalıştı. Viking-2 yörünge aracı 25 Temmuz 1978'e kadar, iniş aracı - 11 Nisan 1980'e kadar çalıştı.

Mars'ta karla kaplı çöl. Viking-2'nin Anlık Görüntüsü

BION programı

BION programı uzay biyolojisi, tıp ve biyoteknoloji çıkarları için özel uyduların (biyo-uydular) uçuşlarında hayvan ve bitki organizmaları üzerinde karmaşık araştırmaları içerir. 1973'ten 1996'ya kadar 11 biyouydu uzaya fırlatıldı.

Önde gelen bilimsel kurum: Rusya Federasyonu Devlet Bilim Merkezi - Rusya Bilimler Akademisi Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü (Moskova)
Tasarım Bölümü: SNP RCC "TsSKB-İlerleme" (Samara)
Uçuş süresi: 5 ila 22,5 gün arasında.
Başlatma konumu: Plesetsk Uzay Üssü
İniş alanı: Kazakistan
Katılan ülkeler: SSCB, Rusya, Bulgaristan, Macaristan, Almanya, Kanada, Çin, Hollanda, Polonya, Romanya, ABD, Fransa, Çekoslovakya

Biyouydu uçuşlarında sıçanlar ve maymunlar üzerinde yapılan araştırmalar, ağırlıksızlığa maruz kalmanın memelilerin kaslarında, kemiklerinde, miyokardında ve sinir-duyu sisteminde önemli ancak geri dönüşümlü fonksiyonel, yapısal ve metabolik değişikliklere yol açtığını göstermiştir. Fenomenoloji açıklanmış ve bu değişikliklerin gelişim mekanizması incelenmiştir.

Biyouyduların uçuşlarında ilk kez "BION" yapay bir yerçekimi kuvveti (IGF) oluşturma fikri uygulamaya kondu. Sıçanlar üzerinde yapılan deneylerde, hayvanların bir santrifüjde döndürülmesiyle oluşturulan IST'nin kaslarda, kemiklerde ve miyokardda olumsuz değişikliklerin gelişmesini engellediği bulundu.

2006-2015 dönemi için Rusya Federal Uzay Programı çerçevesinde. "Temel uzay araştırmaları için uzay araçları" bölümünde, BION programının devamı planlanıyor, BION-M uzay aracının fırlatılması 2010, 2013 ve 2016 için planlanıyor.

"BİON"

Araştırmanın geliştirilmesi için beklentiler

Uzayın keşfi ve incelenmesinin mevcut aşaması, uzun vadeli yörünge uçuşlarından gezegenler arası uçuşlara kademeli bir geçiş ile karakterize edilir, en yakın olanı görülür. Mars'a sefer. Bu durumda, durum kökten değişir. Sadece uzayda kalma, başka bir gezegene iniş ve Dünya'ya geri dönüş süresinde önemli bir artışla ilişkili olan nesnel olarak değil, aynı zamanda öznel olarak da çok önemli olan, çünkü zaten Dünya yörüngesinden ayrıldı. astronotlar (çok kısa bir süre içinde) bir grup meslektaş büyüklüğünde) evrenin uçsuz bucaksız alanlarında "yalnız" kalacaklardır.

Aynı zamanda, kozmik radyasyonun yoğunluğundaki keskin bir artış, yenilenebilir oksijen, su ve gıda kaynakları kullanma ihtiyacı ve en önemlisi psikolojik ve tıbbi sorunların çözümü ile ilgili temelde yeni sorunlar ortaya çıkıyor.

Alan Shepard ile birlikte Mercury" href="/text/category/mercury/" rel="bookmark">Mercury -Redstone 3".

Böyle bir sistemi hermetik olarak kapalı sınırlı bir hacimde kontrol etmenin zorluğu o kadar büyüktür ki, uygulamaya erken girişini ümit edemezsiniz. Her durumda, biyolojik yaşam destek sistemine geçiş, bireysel bağlantıları hazır olduğu için kademeli olarak gerçekleşecektir. BSZhO'nun geliştirilmesinin ilk aşamasında, oksijen elde etmenin ve karbondioksit kullanmanın fizikokimyasal yönteminin biyolojik bir yöntemle değiştirileceği açıktır. Bildiğiniz gibi, oksijenin ana "tedarikçileri" yüksek bitkiler ve fotosentetik tek hücreli organizmalardır. Daha zor bir görev, su ve gıda kaynaklarını yenilemektir.

İçme suyunun çok uzun bir süre boyunca “karasal kaynaklı” olacağı açıktır ve teknik su (ev ihtiyaçları için kullanılır), atmosferik nem yoğunlaşmasının (CDA), idrarın ve diğer kaynakların yenilenmesi yoluyla halihazırda yenilenmektedir.

Geleceğin kapalı ekolojik sisteminin ana bileşeni kuşkusuz bitkilerdir. Uzay gemilerinde daha yüksek bitkiler ve fotosentetik tek hücreli organizmalar üzerinde yapılan araştırmalar, uzay uçuş koşulları altında, bitkilerin tohumların çimlenmesinden birincil organların oluşumuna, çiçeklenmesinden, döllenmesine ve yeni nesil tohumların olgunlaşmasına kadar tüm gelişim aşamalarından geçtiğini göstermiştir. Böylece, gerçekleştirmenin temel olasılığı tam döngü mikro yerçekiminde bitki gelişimi (tohumdan tohuma). Uzay deneylerinin sonuçları o kadar cesaret vericiydi ki, 1980'lerin başlarında, biyolojik yaşam destek sistemlerinin geliştirilmesinin ve bu temelde sınırlı bir hava geçirmez hacimde ekolojik olarak kapalı bir sistemin yaratılmasının o kadar da zor bir iş olmadığı sonucuna varmayı mümkün kıldı. . Bununla birlikte, zamanla, en azından bu sistemin kütle ve enerji akışlarını dengelemeyi mümkün kılan ana parametreler (hesaplanmış veya deneysel olarak) belirlenene kadar sorunun tamamen çözülemeyeceği ortaya çıktı.

Besin kaynaklarını yenilemek için hayvanların da sisteme dahil edilmesi gerekiyor. Tabii ki, ilk aşamalarda, bunlar hayvan dünyasının "küçük boyutlu" temsilcileri olmalıdır - yumuşakçalar, balıklar, kuşlar ve daha sonra belki tavşanlar ve diğer memeliler.

Bu nedenle, gezegenler arası uçuşlar sırasında, astronotların sadece bitki yetiştirmeyi, hayvanları beslemeyi ve mikroorganizmaları yetiştirmeyi öğrenmeleri değil, aynı zamanda “uzay gemisini” kontrol etmek için güvenilir bir yol geliştirmeleri gerekir. Ve bunun için önce tek bir organizmanın uzay uçuşunda nasıl büyüdüğünü ve geliştiğini ve ardından kapalı bir ekolojik sistemin her bir unsurunun topluluğa hangi gereksinimleri yüklediğini bulmanız gerekir.

Araştırma çalışmamdaki ana görevim, uzay keşfinin ne kadar ilginç ve heyecan verici olduğunu ve daha ne kadar sürmesi gerektiğini bulmaktı!

Gezegenimizde tüm yaşamın ne kadar çeşitli olduğunu hayal ederseniz, o zaman kozmos hakkında ne varsayılabilir ...

Evren o kadar büyük ve bilinmiyor ki, bu tür araştırmalar Dünya gezegeninde yaşayan bizler için hayati önem taşıyor. Ama daha yolun başındayız ve bilmemiz ve görmemiz gereken çok şey var!

Bu işi yaptığım süre boyunca hiç şüphelenmediğim çok ilginç şeyler öğrendim, Carl Sagan gibi mükemmel araştırmacıları öğrendim, 20. yüzyılda hem ABD'de hem de ABD'de yürütülen en ilginç uzay programlarını öğrendim. SSCB'de BION gibi modern programlar ve daha pek çok şey hakkında çok şey öğrendim.

Araştırma devam ediyor...

Kullanılan kaynakların listesi

Büyük Çocuk Ansiklopedisi Evreni: Popüler bilim baskısı. - Rus Ansiklopedik Derneği, 1999. Site http://spacembi. *****/ Büyük Ansiklopedi Evreni. - M.: Yayınevi "Astrel", 1999.

4. Ansiklopedi Evreni (“ROSMEN”)

5. Wikipedia sitesi (resimler)

6. Milenyumun başındaki uzay. Belgeler ve materyaller. M., Uluslararası ilişkiler(2000)

Başvuru.

"Mars Transferi"

"Mars transferi" Astronotlar için gelecekteki biyolojik ve teknik yaşam destek sisteminin bağlantılarından birinin geliştirilmesi.

Hedef: Uzay uçuşu sırasında kök yerleşimli ortamlarda gaz-sıvı tedarik süreçleri hakkında yeni verilerin elde edilmesi

Görevler: Nem ve gazların kılcal difüzyon katsayılarının deneysel olarak belirlenmesi

Beklenen sonuçlar: Mikro yerçekimi koşullarıyla ilgili olarak büyüyen bitkiler için köklü bir çevreye sahip bir kurulum oluşturulması

· Nem transferinin özelliklerini belirlemek için "Deneysel küvet" ayarlayın (emprenye cephesinin hızı ve ayrı bölgelerdeki nem içeriği)

Emprenye cephesinin hareketinin video kaydı için video kompleksi LIV

Hedef: yeni kullanımı bilgisayar Teknolojisi uzun süreli bir uzay uçuşu koşullarında astronotun kalış konforunu arttırmak.

Görevler: Astronotun Dünya'daki yerli yerleri ve ailesiyle ilişkili görsel çağrışımlarından sorumlu beynin belirli alanlarının aktivasyonu ve performansında daha fazla artış. Astronotun yörüngedeki durumunun özel yöntemlere göre test edilerek analizi.

Kullanılan bilimsel ekipman:

Blok EGE2 (fotoğraf albümü ve anket içeren bireysel astronot sabit diski)

"yelek" Uçuş koşullarının ISS ekibinin sağlığı ve performansı üzerindeki olumsuz etkilerini önlemek için önlemler geliştirmek için veri elde etmek.

Hedef: Uzay uçuşu koşullarında kullanılmak üzere çeşitli malzeme türlerinden oluşan yeni bir entegre giysi sisteminin değerlendirilmesi.

Görevler:

İtalyan kozmonot R. Vittori'nin ISS RS'deki uçuşu için özel olarak tasarlanmış "VEST" kıyafetleri giymek; astronottan psikolojik ve fizyolojik iyilik hali, yani rahatlığı (rahatlık), giysilerin giyilebilirliği ile ilgili geri bildirim almak; onun estetiği; istasyonda ısı direncinin ve fiziksel hijyenin etkinliği.

Beklenen sonuçlar: ISS'ye uzun vadeli uzay uçuşlarında kullanılması planlanan giysilerin ağırlığını ve hacmini azaltacak, uzay uçuşundaki ergonomik performansı da dahil olmak üzere yeni entegre giysi sistemi "VEST"in işlevselliğinin doğrulanması.

Genel olarak kozmonotiğin yanı sıra uzay biyolojisi ve tıbbı, ancak ülkenin bilimsel ve ekonomik potansiyeli dünyanın zirvelerine ulaştığında ortaya çıkabilirdi.

Uzay biyolojisi ve tıbbında önde gelen uzmanlardan biri Akademisyen Oleg Georgievich Gazenko'dur. 1956'da, gelecekteki uzay uçuşlarının tıbbi desteğiyle emanet edilen bir grup bilim insanına dahil edildi. 1969'dan beri Oleg Georgievich, SSCB Sağlık Bakanlığı Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü'nün başkanıdır.

O. Gazenko, uzay biyolojisi ve uzay tıbbının gelişimi hakkında, uzmanlarının çözdüğü problemler hakkında konuşuyor.

uzay tıbbı

Bazen insanlar soruyor: uzay biyolojisi ve uzay tıbbı nasıl başladı? Ve yanıt olarak, bazen korkularla başladığını, şu sorularla başladığını duyabilir ve okuyabilirsiniz: sıfır yerçekimindeki bir kişi nefes alabilir, yemek yiyebilir, uyuyabilir mi, vb.?

Elbette bu sorular ortaya çıktı. Ancak yine de durum, denizcilerin ve gezginlerin kendilerini neyin beklediğine dair en ufak bir fikre sahip olmadan bir yolculuğa çıktıkları büyük coğrafi keşifler çağından farklıydı. Temelde uzayda bir insanı neyin beklediğini biliyorduk ve bu bilgi oldukça mantıklıydı.

Uzay biyolojisi ve uzay tıbbı sıfırdan başlamadı. Onlar büyüdü genel biyoloji, teknik olanlar da dahil olmak üzere ekoloji, klimatoloji ve diğer disiplinlerin deneyimini emdi. Yuri Gagarin'in uçuşundan önceki teorik analiz, havacılık, denizcilik ve su altı tıbbından elde edilen verilere dayanıyordu. Deneysel veriler de vardı.

1934'te önce ülkemizde ve biraz sonra ABD'de, atmosferin üst katmanlarının canlı organizmalar üzerindeki etkisini, özellikle meyve sineklerinde kalıtım mekanizması üzerindeki etkisini araştırmak için girişimlerde bulunuldu. Hayvanların - fareler, tavşanlar, köpekler - jeofizik roketlerdeki ilk uçuşları 1949'a kadar uzanıyor. Bu deneylerde, canlı organizma üzerindeki etki, yalnızca üst atmosfer koşullarının değil, aynı zamanda roket uçuşunun kendisinin de incelenmiştir.

Bilimin doğuşu

Herhangi bir bilimin doğum tarihini belirlemek her zaman zordur: dün, henüz var olmadığını söylüyorlar, ama bugün ortaya çıktı. Ancak aynı zamanda, herhangi bir bilgi dalının tarihinde, oluşumunu belirleyen bir olay vardır.

Ve diyelim ki Galileo'nun çalışması deneysel fiziğin başlangıcı olarak kabul edilebilir, bu nedenle hayvanların yörünge uçuşları uzay biyolojisinin doğuşunu işaret etti - muhtemelen herkes ikinci Sovyet yapay Dünya uydusunda uzaya gönderilen Laika köpeğini hatırlıyor. 1957.

Daha sonra uydu gemilerinde, hayvanların uzay uçuş koşullarına tepkisini incelemeyi, uçuştan sonra gözlemlemeyi ve uzun vadeli genetik sonuçları incelemeyi mümkün kılan başka bir dizi biyolojik test düzenlendi.

Böylece, 1961 baharında, bir adamın uzay uçuşu yapabileceğini biliyorduk - bir ön analiz, her şeyin güvenli olması gerektiğini gösterdi. Ve yine de, bir kişi meselesi olduğu için, öngörülemeyen durumlarda herkes belirli garantilere sahip olmak istedi.

Bu nedenle ilk uçuşlar sigortalı hatta isterseniz reasüranslı olarak hazırlandı. Ve burada Sergei Pavlovich Korolev'i hatırlamamak imkansız. Baş Tasarımcının uzaya ilk insanlı uçuşu hazırlarken ne kadar çok şey ve endişesi olduğu tahmin edilebilir.

Yine de, maksimum güvenilirliğine dikkat ederek, uçuşun tıbbi ve biyolojik hizmetinin tüm ayrıntılarını araştırdı. Böylece, uçuşu bir buçuk saat sürmesi gereken ve genellikle yiyecek ve su olmadan yapabilen Yuri Alekseevich Gagarin'e birkaç gün boyunca yiyecek ve diğer gerekli malzemeler verildi. Ve doğru olanı yaptılar.

Bunun nedeni, o zamanlar sadece bilgi eksikliğimizdi. Örneğin, vestibüler aparat bozukluklarının ağırlıksızlıkta meydana gelebileceğini biliyorduk, ancak onların hayal ettiğimiz gibi olup olmayacağı açık değildi.

Başka bir örnek kozmik radyasyondur. Var olduğunu biliyorlardı ama ne kadar tehlikeli olduğunu ilk başta belirlemek zordu. Bu ilk dönemde, uzayın kendisinin incelenmesi ve insan tarafından geliştirilmesi paralel gitti: kozmosun tüm özellikleri henüz incelenmemişti ve uçuşlar çoktan başlamıştı.

Bu nedenle, gemilerdeki radyasyondan korunma, gereken gerçek koşullardan daha güçlüydü. Burada şunu vurgulamak isterim bilimsel çalışma Uzay biyolojisinde en başından beri sağlam, akademik bir temele oturtuldu, bu görünüşte uygulanan problemlerin geliştirilmesine yönelik yaklaşım çok temeldi.

Uzay biyolojisinin gelişimi

Akademisyen V. A. Engelgardt, o sırada SSCB Bilimler Akademisi Genel Biyoloji Bölümü'nün Akademisyen-Sekreteri olarak, uzay biyolojisi ve uzay tıbbına iyi bir başlangıç ​​yapmak için çok çaba ve dikkat gösterdi.

Akademisyen N. M. Sissakyan, araştırmayı genişletmek ve yeni ekipler ve laboratuvarlar oluşturmak için çok yardımcı oldu: inisiyatifiyle, 60'ların başında, çeşitli akademik enstitülerin 14 laboratuvarı uzay biyolojisi ve uzay tıbbı alanında çalışıyordu, güçlü bilimsel personel yoğunlaştı. onlara.

Akademisyen VN Chernigovsky, uzay biyolojisi ve uzay tıbbının gelişimine büyük katkı yaptı. SSCB Tıp Bilimleri Akademisi başkan yardımcısı olarak, akademisinden birçok bilim insanını bu sorunların gelişimine çekti.

Uzay biyolojisindeki ilk deneylerin doğrudan denetçileri, özellikle uzay fizyolojisi problemlerini inceleyen Akademisyen V. V. Parin ve Profesör V. I. Yazdovsky idi. Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü'nün ilk direktörü Profesör A. V. Lebedinsky'yi hatırlamak gerekiyor.

En başından beri, çalışma seçkin bilim adamları tarafından yönetildi ve bu, hem araştırmanın iyi bir şekilde düzenlenmesini hem de sonuç olarak, uzay uçuşları pratiği ile mükemmel bir şekilde doğrulanan teorik tahminin derinliğini ve doğruluğunu sağladı.

Bunlardan üçü özel olarak anılmayı hak ediyor.

- Bu, uzayda bir canlının varlığını gösteren ikinci yapay uydu üzerinde yapılan biyolojik bir deneydir. uçak kendisine zarar vermeden uzayda olabilir.

- Bu, uzayın bir kişinin duygusal ve zihinsel alanı üzerinde olumsuz bir etkisi olmadığını (ve böyle korkular vardı), bir insanın, Dünya'da olduğu gibi, uzayda düşünebileceğini ve çalışabileceğini gösteren Yuri Gagarin'in uçuşudur. uçuş.

- Ve son olarak, bu Alexei Leonov'un uzay yürüyüşü: özel bir uzay giysisi içindeki bir adam geminin dışındaydı ve çalıştı ve - bilim adamlarını ilgilendiren ana şey - güvenle uzaya yöneldi.

Amerikan astronotlarının Ay yüzeyine inişi de bu seriye dahil edilmelidir. Apollo programı, Dünya üzerinde geliştirilen bazı teorileri de doğruladı.

Örneğin, yerçekimi kuvvetinin Dünya'dan çok daha az olduğu Ay'daki insan hareketlerinin doğası doğrulandı. Uygulama, Dünya'yı çevreleyen radyasyon kuşaklarından hızlı bir uçuşun insanlar için tehlikeli olmadığı teorik sonucunu doğruladı.

"Uygulama" derken sadece uçan insanları kastetmiyorum. Onlardan önce, hem pistte hem de Ay'ın kendisinde durumu iyice araştıran "Luna" ve "Zond" tipi otomatik istasyonlarımız ve Amerikan "Surveyers" uçuşlarımız vardı.

Bu arada, "Sondalar" da canlı varlıklar Ay'ın çevresini dolaştı ve güvenli bir şekilde Dünya'ya döndü. Böylece insanların gece yıldızımıza uçuşu çok temelden hazırlandı.

Yukarıdaki örneklerden de anlaşılacağı üzere, özellik Uzay biyolojisinin ilk dönemi, temel soruların cevaplarının aranmasıydı. Bugün, bu yanıtlar ve oldukça ayrıntılı yanıtlar büyük ölçüde alındığında, arayış adeta derinleşmiştir.

uzay uçuşunun fiyatı

Modern aşama, uzay uçuşu sırasında canlı bir organizmada meydana gelen derin, temel biyolojik, biyofiziksel, biyokimyasal süreçlerin daha kapsamlı ve incelikli bir çalışması ile karakterize edilir. Ve sadece çalışarak değil, aynı zamanda bu süreçleri yönetmeye çalışarak.

Bu nasıl açıklanabilir?

Bir insanın roket aracıyla uzaya uçuşu, organizmanın durumuna kayıtsız değildir. Tabii ki, uyarlanabilir yetenekleri alışılmadık derecede büyük ve plastiktir, ancak sınırsız değildir.

Ayrıca, herhangi bir uyarlama için her zaman bir şey ödemeniz gerekir. Diyelim ki uçuşta sağlık durumu stabilize oluyor, ancak işin verimliliği azalacak.

Ağırlıksızlıkta "olağandışı hafifliğe" uyum sağlayacaksınız, ancak kas gücünü ve kemik gücünü kaybedeceksiniz... Bu örnekler yüzeyde yatıyor. Ancak, açıkçası, derin yaşam süreçleri bu yasaya tabidir (ve bunun onayları vardır). Adaptasyonları o kadar belirgin değil, kısa süreli uçuşlarda kendini hiç göstermeyebilir, ancak sonuçta uçuşlar uzuyor ve uzuyor.

Böyle bir cihazın fiyatı nedir? Kabul edebilir miyim yoksa istenmeyen bir durum mu? Örneğin, uçuş sırasında astronotların kanında oksijen taşıyan kırmızı kan hücreleri olan eritrositlerin sayısının azaldığı bilinmektedir. Düşüş önemsiz, tehlikeli değil, ancak kısa bir uçuşta. Peki bu süreç uzun bir uçuşta nasıl ilerleyecek?

Önleyici bir savunma sistemi oluşturmak ve böylece bir kişinin uzayda yaşama ve çalışma olanaklarını genişletmek için tüm bunları bilmek gerekir. Ve sadece kozmonotlar için değil - özel olarak seçilmiş ve eğitimli insanlar için değil, aynı zamanda bilim adamları, mühendisler, işçiler ve belki sanatçılar için.

"Uzay tıbbı ve biyolojisi" kavramının derinleşmesi var. Tasarım gereği, bu, genel biyoloji verilerine dayanarak uzayda kendi önerilerini, kendi yöntem ve tekniklerini geliştiren uygulamalı bir bilimdir. İlk başta öyleydi. Ancak şimdi, uzay biyolojisi ve uzay tıbbının genel biyolojiden değil, bir bütün olarak biyolojiden türetildiği, yalnızca organizmaları özel varoluş koşullarında incelediği netleşti.

Bilimin karşılıklı çıkarları

Sonuçta, bir insanın Dünya'da yaptığı her şeyi uzayda yapmaya başlar: yer, uyur, çalışır, dinlenir, insanlar çok uzak uçuşlarda doğar ve ölür - tek kelimeyle, bir kişi uzayda yaşamaya başlar. tam biyolojik anlam. Ve bu nedenle, muhtemelen, bize kayıtsız kalacak tek bir biyolojik ve tıbbi bilgi bölümü bulamayacağız.

Sonuç olarak, araştırma ölçeği arttı: kelimenin tam anlamıyla bir düzine bilim adamı uzay biyolojisi ve uzay tıbbının ilk adımlarında yer aldıysa, şimdi yüzlerce kurum ve ilk bakışta en çeşitli ve bazen beklenmedik profilden binlerce uzman yörüngesine girdi.

İşte bir örnek: Ünlü cerrah Profesör V. I. Shumakov tarafından yönetilen Organ ve Doku Nakli Enstitüsü. Uzay uçuşunun özel koşullarında sağlıklı bir organizmanın incelenmesi ile organ nakli gibi umutsuz hastaları kurtarmak için böylesine aşırı bir önlem arasında ortak olan ne olabilir? Ama ortak bir şey var.

Karşılıklı ilgi alanı, bağışıklık sorunları ile ilgilidir - vücudun bakteri, mikrop ve diğer yabancı cisimlerin etkilerinden doğal olarak korunması. Uzay uçuşu koşulları altında vücudun immünolojik korumasının zayıfladığı tespit edilmiştir. Bunun birkaç nedeni vardır, bunlardan biri aşağıdaki gibidir.

Sıradan yaşamda her zaman ve her yerde mikroplarla karşılaşırız. Bir uzay aracının kapalı alanında atmosfer neredeyse sterildir, mikroflora çok daha zayıftır. Bağışıklık, bir sporcu uzun süre antrenman yapmazsa kaybettiği için pratik olarak "işsiz" olur ve "şeklini kaybeder".

Ancak organ nakli sırasında bile, vücudun onları reddetmemesi için, bağışıklık seviyesini yapay olarak azaltmak zaten gereklidir. İşte bu noktada ortak sorularımız ortaya çıkıyor: Vücut bu koşullarda nasıl davranır, bulaşıcı hastalıklardan nasıl korunur? ..

Karşılıklı ilginin başka bir alanı var. Zaman içinde insanların uçup uzayda çok uzun süre yaşayacaklarına inanıyoruz. Böylece hastalanabilirler. Bu nedenle, ilk olarak, bu hastalıkların ne olabileceğini hayal etmeye ve ikinci olarak, uçuştaki insanlara teşhis ekipmanı ve elbette tedavi araçları sağlamaya ihtiyaç vardır.

Bunlar ilaç olabilir, ancak yapay bir böbrek de olabilir - bu tür fonlara uzun mesafeli seferlerde ihtiyaç duyulması olasılığı göz ardı edilemez. Bu nedenle, Organ ve Doku Nakli Enstitüsü'nün uzmanlarıyla birlikte, gelecekteki uzay keşiflerine katılanlara nasıl “yedek parça” sağlanacağı ve ne tür bir “onarım teknolojisi” olması gerektiği konusunda düşünüyoruz.

Ancak, uzayda bir operasyon, elbette, uç bir durumdur. Ana rol, hastalıkların önlenmesi tarafından oynanacaktır. Ve burada beslenme, metabolizmayı ve ortaya çıkarsa değişikliklerini kontrol etmenin yanı sıra nöro-duygusal stresi azaltmanın bir aracı olarak önemli bir rol oynayabilir.

Yiyeceklere uygun ilaçların eklenmesiyle belirli bir şekilde oluşturulmuş bir diyet, kişi tarafından fark edilmeden işini yapacak, işlem ilaç alma niteliğinde olmayacaktır. Birkaç yıl boyunca, SSCB Tıp Bilimleri Akademisi Akademisyeni A. A. Pokrovsky'nin rehberliğinde SSCB Tıp Bilimleri Akademisi Beslenme Enstitüsü ile ilgili çalışmalar yürüttük.

Başka bir örnek: SSCB Tıp Bilimleri Akademisi Akademisyeni M. V. Volkov başkanlığındaki N. N. Priorov Merkez Travmatoloji ve Ortopedi Enstitüsü (CITO). Enstitünün ilgi alanı insan kas-iskelet sistemidir. Ayrıca sadece kırık ve morlukların tedavi yöntemleri değil, protez yöntemlerinin yanı sıra kemik dokusundaki her türlü değişiklik de araştırılmaktadır.

Sonuncusu da bizi ilgilendiriyor, çünkü kemik dokusunda bazı değişiklikler uzayda da meydana geliyor. Hem uzayda hem de klinikte kullanılan bu süreçleri etkileme yöntemleri temelde birbirine çok yakındır.

Zamanımızda yaygın olan hipokinezi - düşük hareketlilik - uzayda daha da belirgindir. İki aylık bir hastalıktan sonra yataktan kalkan bir kişinin durumu, uçuştan dönen bir astronotun durumuna benzer: Her ikisi de yerde yürümeyi yeniden öğrenmelidir.

Gerçek şu ki, ağırlıksızlıkta, kanın bir kısmı vücudun alt kısmından üst kısmına doğru hareket eder, başa doğru koşar. Ek olarak, normal yükü almayan kaslar zayıflar. Aynı şey uzun süre yatakta yattığınızda da olur. Bir kişi Dünya'ya döndüğünde (veya uzun bir hastalıktan sonra kalktığında), ters işlem gerçekleşir - kan hızla yukarıdan aşağıya akar, buna baş dönmesi eşlik eder ve hatta bayılmaya neden olabilir.

Bu tür olaylardan kaçınmak için, uçuştaki astronotlar kaslarını özel bir simülatöre yüklerler, kanın bir kısmını vücudun alt yarısına taşımaya yardımcı olan sözde vakum sistemini kullanırlar. Uçuştan dönerken, bir süre uçuş sonrası profilaktik giysiler giyerler, bu da aksine, vücudun üst yarısından kanın hızlı çıkışını önler.

Şimdi benzer fonlar sağlık kurumlarında kullanılıyor. CITO'da uzay tipi simülatörler, hastaların yataktan kalkmadan "yürümesine" izin verir. Ve uçuş sonrası giysiler A.V. Vishnevsky Cerrahi Enstitüsü'nde başarıyla test edildi - onların yardımıyla hastalar kelimenin tam anlamıyla daha hızlı ayağa kalktılar.

Kanın vücutta yeniden dağılımı sadece mekanik bir süreç değildir, aynı zamanda fizyolojik fonksiyonlar ve bu nedenle hem uzay biyolojisi ve tıbbı hem de klinik kardiyoloji için büyük ilgi görmektedir. Ayrıca, vücudun mekansal pozisyonundaki bir değişiklik sırasında kan dolaşımının düzenlenmesi konuları sağlıklı insanlarda henüz yeterince çalışılmamıştır.

Ve A. L. Myasnikov Kardiyoloji Enstitüsü ve Organ ve Doku Nakli Enstitüsü ile ortak araştırmalarda, örneğin vücudun uzayda pozisyonu olduğunda kalbin çeşitli damarlarında ve boşluklarında basıncın nasıl değiştiğine dair ilk ilginç verileri elde ettik. değişir. Beyinden veya karaciğerden veya kaslardan akan kanın biyokimyasal bileşiminin fiziksel aktivite sırasında, yani her organdan ayrı olarak nasıl ve hangi hızda değiştiği hakkında.

Bu, onun işini ve durumunu daha derinden yargılamayı mümkün kılar. Söz konusu çalışmalar, insan fizyolojisi ve biyokimyasına ilişkin bilgilerimizi olağanüstü bir şekilde zenginleştirmektedir; bu, insanın biyolojik özüne ilişkin temel bir çalışma örneğidir. Ve örnek tek değil.

Uzayda bir insandaki kırmızı kan hücrelerinin sayısının azaldığından ve bu fenomenin nedenlerini anlamanın önemli olduğundan bahsetmiştim. Özellikle Cosmos-782 uydusu üzerinde yapılan özel çalışmalar, bu hücrelerin uzayda stabilitesinin (direncinin) azaldığını ve bu nedenle normal karasal koşullara göre daha sık tahrip olduklarını, ortalama ömürlerinin azaldığını göstermiştir.

Şimdi, elbette, eritrositlerin stabilitesinin nasıl korunabileceğini bulmamız gerekecek. Bu uzay için önemlidir ancak kansızlık ve diğer kan hastalıklarıyla mücadelede de faydalı olabilir.

Uzay biyolojisinin insan vücudunun temel araştırmalarına dahil olması, oldukça kesin bir şekilde karakterize eder. modern sahne gelişimi, temel araştırma, pratik faaliyetlerin daha da geliştirilmesi için temeller oluşturur. Bizim durumumuzda, insanın uzaya daha fazla ilerlemesinin temelleri atılıyor.

Kim uzaya uçacak

Şimdi bile, uzay araştırmalarının ihtiyaçları, bilim insanlarını uzaya uçan uzmanların bileşimini genişletmeyi düşünmeye zorluyor.

Önümüzdeki yıllarda, bilim adamlarının yörüngesinde görünmesini bekleyebiliriz - uzay kaşifleri, mühendisler - Dünya'da elde edilemeyen çeşitli malzemelerin dünya dışı üretiminin organizatörleri, uzay nesnelerini monte etmek ve üretime hizmet etmek için işçiler vb.

Bu uzmanlar için, görünüşe göre, tıbbi seçimin artık oldukça dar olan “kapısını” genişletmek, yani sağlık durumu için resmi gereklilikleri azaltmak, hazırlık eğitimi miktarını azaltmak gerekecektir.

Aynı zamanda, elbette, tam güvenlik ve diyebilirim ki, bu insanlar için uçuşun güvenliği garanti edilmelidir.

Bir yörünge uçuşunda bunu yapmak nispeten kolaydır: sadece mürettebatın durumunu sürekli olarak izlemekle kalmaz, aynı zamanda aşırı durumlarda, bir insanı birkaç saat içinde Dünya'ya geri döndürme olasılığı her zaman vardır. Başka bir şey gezegenler arası uçuşlar, çok daha özerk olacaklar.

Diyelim ki Mars'a bir sefer 2,5-3 yıl sürecek. Bu, bu tür seferlerin organizasyonuna yaklaşımın yörüngedeki uçuşlardan farklı olması gerektiği anlamına gelir. Burada tabii ki aday seçiminde sağlık şartlarını azaltmak mümkün değil.

Dahası, bana öyle geliyor ki, adaylar sadece mükemmel sağlık değil, aynı zamanda bazı spesifik özelliklere de sahip olmalı - örneğin, değişen koşullara kolayca uyum sağlama yeteneği. çevre veya aşırı etkilere verilen tepkinin belirli bir doğası.

Vücudun biyolojik ritimlerdeki değişikliklere uyum sağlama yeteneği çok önemlidir. Gerçek şu ki, bize özgü ritimler tamamen dünyevi bir kökene sahiptir. Örneğin bunlardan en önemlisi -günlük- gece ve gündüzün değişmesiyle doğrudan ilişkilidir. Ama Dünya günü sadece Dünya'da var, diğer gezegenlerde gün elbette farklı ve onlara uyum sağlamanız gerekecek.

uçuş sırasında ne yapmalı

Büyük ölçüde büyük önem gemide oluşturulacak ahlaki iklim ile ilgili sorular edinir. Ve buradaki nokta, sadece insanların kişisel niteliklerinde değil, aynı zamanda işlerinin organizasyonunda, günlük yaşamda - genel olarak yaşamda, her mürettebat üyesinin estetik olanlar da dahil olmak üzere ihtiyaçlarını dikkate alarak. Bu soru yelpazesi belki de en zor olanıdır.

Örneğin, boş zaman sorunu. Aynı Mars'a uçuş sırasında, her mürettebat üyesinin iş yükünün günde 4 saatten fazla olmayacağına inanılıyor. 8 saat uyuyacağız, 12 kalacak.Onlarla ne yapmalı? Aynı mürettebat kompozisyonu ile uzay aracının sınırlı alanında, bunu yapmak o kadar kolay değil. Kitabın? Müzik? Filmler? Evet, ama hiçbiri değil. Müzik, hatta en sevilen müzik bile aşırı duygusal uyarılmaya neden olabilir, evden ayrılma hissini artırabilir.

Dramatik veya trajik nitelikteki kitaplar ve filmler de olumsuz tepkilere neden olabilir, ancak karşılaştırma, empati için materyal bulunan macera, fantezi, gezginlerin kitapları, kutup kaşifleri, mağarabilimciler kuşkusuz iyi karşılanacaktır. Çapraz bulmacaları, tekrarları çözmek mümkündür, ancak satranç veya dama oynamanız pek tavsiye edilmez, çünkü bu tür oyunlarda böyle bir durumda istenmeyen bir rekabet unsuru vardır.

Tüm bu düşünceler, devam eden araştırmaların bir sonucu olarak ortaya çıktı. Benim düşünceme göre, insan psikolojisinin yakından incelenmesini büyük ölçüde teşvik ediyorlar ve zamanla, yukarıdaki problemler yeterince geliştirildiğinde, dünyevi uygulamalara da - insanlar için iş ve eğlence organizasyonunda - büyük fayda sağlayacaklarını düşünüyorum. .

Keşif gezileri için yaşam desteği

Gezegenler arası uçuşların geliştirilmesinde özel bir yer, keşiflerin yaşam desteği tarafından işgal edilir. Şimdi kozmonotlar, uçuş sırasında ihtiyaç duydukları her şeyi Dünya'dan alıyorlar (atmosfer sadece kısmen yenileniyor; bazı uçuşlarda deneysel su rejenerasyonu gerçekleştirildi).

Ancak üç yıl boyunca yanınızda erzak götüremezsiniz. Gezegenler arası gemide, dünyaya benzer, ancak mürettebata yiyecek, su, temiz hava sağlayacak ve atık ürünleri bertaraf edecek minyatür bir kapalı ekolojik sistem oluşturmak gerekir.

Görev inanılmaz derecede zor! Özünde, doğa ile rekabetten bahsediyoruz: Milyonlarca yıldır tüm gezegende yarattığı şeyi, insanlar daha sonra bir uzay gemisine aktarmak için laboratuvarda yeniden üretmeye çalışıyorlar.

Bu tür çalışmalar enstitümüzde, Krasnoyarsk L. V. Kirensky Fizik Enstitüsü'nde uzun yıllardır yürütülmektedir. Zaten bir şeyler yapıldı, ancak yine de burada büyük başarılardan söz edilemez. Çoğu uzman, genel olarak, gerçek pratik başarının sadece 15-20 yıl içinde elde edilebileceğine inanmaktadır. Belki, elbette, daha önce, ama çok fazla değil.

Genetik

Son olarak, genetik problemler, yavruların çoğaltılması. Enstitümüzde, Moskova Devlet Üniversitesi ve SSCB Bilimler Akademisi Gelişim Biyolojisi Enstitüsü ile birlikte ağırlıksızlığın embriyogenez ve morfogenez üzerindeki etkisini belirlemek için araştırmalar yürütülmektedir.

Özellikle Kosmos-782 uydusunda yapılan deneyler, ağırlıksızlığın böceklerin (drosophila) normal yavrular vermesini engellemediğini, daha karmaşık organizmalarda - balıklar, kurbağalar - bazı durumlarda ihlaller, normdan sapmalar bulundu. Bu, embriyonun yaşamının ilk aşamalarında normal gelişim için yerçekimi kuvvetine ihtiyaç duyduklarını ve bu nedenle bu kuvvetin yapay olarak yaratılması gerektiğini göstermektedir.

Uzun süreli uzay uçuşlarının sorunları

Bu nedenle, uzun süreli uzay uçuşlarının sorunları, bugün çalışmalarımızda en temel olanıdır. Ve burada soru meşru: Bir insan uzayda ne kadar kalabilir? Şu anda cevap vermek imkansız. Uçuş sırasında vücutta henüz kontrol edilemeyen bir takım işlemler gerçekleşir. Sonuna kadar incelenmediler, sonuçta bir kişi henüz üç aydan fazla uçmadı ve bu süreçlerin daha uzun uçuş süreleriyle nasıl ilerleyeceğini bilmiyoruz.

Objektif, deneysel bir doğrulamaya ihtiyaç var ve örneğin, bir insanın uzayda üç yıl kalma olasılığı sorusu, Dünya'ya yakın yörüngede çözülmelidir. Ancak o zaman böyle bir keşif gezisinin başarılı olacağına dair bir garantimiz olacak.

Ama bu yolda insanın aşılmaz engellerle karşılaşmayacağını düşünüyorum. Bugünün bilgisine dayanarak böyle bir sonuç çıkarılabilir. Ne de olsa, insanlığın uzay çağı yeni başladı ve mecazi anlamda, şimdi sadece insanlığın uzayda yüzleştiği o uzun yolculuğa çıkıyoruz.

Astronotların sağlığını sağlamak için tasarlanmış tıp dalı, Dünya'daki insanların refahını iyileştirebilir.

Ayrı bir disiplin olarak uzay tıbbı, geçen yüzyılın 50'li yıllarından kaynaklanmaktadır. İnsanlar, insan yaşamı için tasarlanmayan bir ortam olan uzayı ilk kez fethetmeye başladıklarında, mikro yerçekiminin insan fizyolojisi üzerindeki doğrudan etkisiyle başa çıkmak için tasarlandı. Yavaş yavaş, uzay tıbbı, neredeyse tamamen ağırlıksızlık, radyasyon ve keşif üyelerinin dünyanın geri kalanından uzun vadeli izolasyonunun etkisinin uzun vadeli sonuçlarıyla da karşı karşıya kaldı.

İlk kozmonotlar elbette askeri test pilotlarıydı, ancak vücudun uzay uçuşu faktörlerine tepkisini yerinde inceleyebilmeleri için doktorların da uzaya gönderilmesi gerektiği açıktı. Boris Egorov ilk kozmonot doktor oldu - Ekim 1964'te Voskhod-1 uzay aracında bir günden fazla zaman harcadı ve g-kuvvetlerinin ve mikro yerçekiminin vestibüler aparat üzerindeki etkisi hakkında önemli materyaller topladı.

NASA, 1967'de uzay programları ve ekipmanlarının (yaşam destek sistemleri, uzay giysileri, hava kilitleri vb. dahil) geliştirilmesine doktorları dahil etti. Bunlardan ilki, daha sonra Uzay Mekiği programı kapsamında altı uçuşta yer alan Story Musgrave idi.

Uzay tıbbı o zamandan bu yana çok yol kat etmiş olsa da, ciddi tıbbi müdahaleye ihtiyaç duyması halinde bir astronotun Dünya'ya geri getirilmesi yeteneğine hala büyük ölçüde güveniyor. Bununla birlikte, uzaya planlanan uzun vadeli görevler (özellikle Mars'a uçuş) ışığında, ağırlıksız koşullar altında yeni teşhis ve tedavi yöntemleri geliştirilmektedir.

Uzayda teşhis, operasyonlar ve kurtarma

Bir uzay aracında veya istasyonda belirli bir tıbbi durum meydana geldiğinde, teşhis koymak için özel ekipman gerekebilir. X-ray ve CT mevcut değildir çünkü uzay ortamı koşullarında kabul edilemez radyasyon kullanırlar. Ultrason, çeşitli organ ve dokuların fotoğraflarını çekmenize izin verdiği ve ağır ekipman gerektirmediği için en iyi seçenek haline gelir. Küçük, dizüstü bilgisayar boyutunda ultrason makineleri NASA tarafından yörüngede uzun süreler geçiren astronotların gözlerinin ve optik sinirlerinin sağlığını kontrol etmek için zaten kullanılıyor.

MRI tarayıcısı, ultrasondan daha fazla tanı olanağı sağlar, ancak çok ağır ve pahalıdır. Ancak yakın zamanda Saskatchewan Üniversitesi'ndeki (Kanada) araştırmacılar, bir tondan daha hafif (ortalama tarayıcı 11 ton ağırlığında), maliyeti yaklaşık 200.000 dolar olan ve gemideki elektronik ekipmanı etkilemeyen kompakt bir MRI makinesi geliştirdiler.

Uzayda abdominal laparoskopik teleoperasyonlar gerçekleştirmek için Amerikan şirketi Virtual Incision, NASA ile birlikte insan yumruğu büyüklüğünde bir cerrahi robot geliştirdi. Dünyadaki bir doktor tarafından yönetilecek. Biyolojik sıvıların ameliyat sırasında mikro yerçekiminde modül boyunca yayılmasını önlemek için, Carnegie Mellon Üniversitesi ve Louisville Üniversitesi'nden araştırmacılar, özel bir cerrahi sistem olan AISS (Aqueous Immersion Surgical System) oluşturdular. Yaraya uygulanan ve steril salin ile doldurulmuş şeffaf bir kutudur - kanın dışarı akmasına izin vermez. Sistem, cerrahların yarayla çalışmasına ve ayrıca içindeki basınç değiştiğinde, daha sonra gerekirse dolaşım sistemine geri döndürülebilmesi için kan almasına izin verir.

Uzay, virüsleri ve bakterileri insanlarla aynı şekilde etkiler. Çalışmalar, mikro yerçekimi koşullarının bu tür organizmaların virülansını arttırdığını göstermiştir; daha aktif çoğalmaya, daha hızlı mutasyona uğramaya ve antibiyotiklere daha iyi direnç göstermeye başlarlar. İkincisine alternatif olarak, virüsleri ve bakterileri öldürmek için soğuk plazma kullanılabilir. Laboratuvar koşullarında çoğu mikroorganizmayı öldürdüğü ve yara iyileşme oranını arttırdığı bulunmuştur.

Uzayda Genel Sağlık Sorunları

Doktorlar ve astronotlar çok çeşitli sorunlarla yüzleşmek zorundadır. Bunlar arasında “uzay hastalığı” (Dünyanın yerçekiminden ayrılırken ve dönerken baş dönmesi ve denge kaybı), “uzay osteopenisi” (mikro yerçekimindeyken kemik kütlesi kaybı, ayda ortalama %1), kas kütlesi kaybı, çünkü kasların yerçekiminin üstesinden gelmesine, kafa içi basıncının artması nedeniyle görme bozukluğuna ve diğerlerine ihtiyacı yoktur.

Çeşitli uzay seferlerine katılanların maruz kaldığı şu anda kaydedilen hastalıklardan ve durumlardan - üst solunum yolu enfeksiyonları, viral gastroenterit, dermatit, uykusuzluk, "deniz tutması", aritmi, renal kolik, ancak, uzun görevler sırasında uzak mesafelere kadar olduğu açıktır. insanlar başka tıbbi sorunlarla yüzleşmek zorunda kalacaklar.

Her biri, özellikle ciddi bir hastalık veya yaralanma, seferin gidişatını potansiyel olarak olumsuz etkileyebilir, başarısızlığa ve mürettebat üyelerinin kaybına yol açabilir. Halihazırda kapsanan yola bağlı olarak Dünya'ya dönüş ya imkansız ya da çok zor olacaktır, bu nedenle tıbbi bakımın sağlanması (acil ve psikolojik dahil) tamamen veya mümkün olduğunca özerk olmalıdır.

Dünya ve uzay tıbbı

Uzay seferleri için yapılan geliştirmeler Dünya için faydalı olabilir. Bazıları zaten gerçek oldu. Örneğin, NASA'nın Ay'ın daha iyi fotoğraflarını çekmek için geliştirdiği dijital görüntüleme teknolojileri, MRI ve CT makinelerinde kendine yer buldu. Günümüz ortopedik yatak ve yastıklarında kullanılan hafızalı sünger de aslen pilotların konforu ve güvenliği için yaratılmıştır.

Ve bu, bu tür “dalların” sadece küçük bir kısmı. uzay araştırması. Gelişen uzay tıbbı, bir insanı sadece yıldızlara götürmekle kalmaz, aynı zamanda evde - Dünya'daki hayatını da iyileştirebilir.