КОСМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ

КОСМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ — комплекс наук, изучающих особенности жизнедеятельности биол, объектов в условиях космического пространства и при полетах в космических аппаратах (космическая физиология, экобиология), принципы построения систем жизнеобеспечения членов экипажей космических кораблей; в задачу К. б. входит также поиск внеземных форм жизни (экзобиология). Являясь комплексом преимущественно биол, наук, К. б. неразрывно связана с авиационной и космической медициной (см. Медицина космическая). В К. б. применяют методы и достижения астрономии, астрофизики, геологии, геохимии, геофизики, физики, радиоэлектроники, математики и многих других наук.

Космическое пространство представляет собой среду, резко отличную по своим характеристикам от той, в к-рой обитают живые организмы в пределах биосферы Земли (см. невесомости (см.).

Выяснение особенностей реакций живых организмов при воздействии экстремальных факторов космического пространства, пределов устойчивости и переносимости этих факторов позволяют решать практические задачи по обеспечению полетов человека (см. Жизнеобеспечение).

Исследования в области К. б. были начаты в СССР в 1935 г. первоначально на воздушных шарах, а начиная с 1949 г. с помощью ракет. На первых этапах использовались приспособленные для биол, опытов геофизические ракеты, запускаемые на высоты от 100 до 450 км. Исследования проводились на различных биол, объектах (мыши, крысы, кролики, собаки и др.). Был получен обширный экспериментальный материал, характеризующий реакции различных физиол, систем животных в ответ на воздействие факторов суборбитального полета (продолжительность динамической невесомости при этих полетах составляла от 4 до 8 мин.).

Орбитальным полетом собаки Лайки (3 ноября 1957 г.) было положено начало биол, исследованиям на искусственных спутниках Земли, что стало доминирующим направлением исследований в области К. б. Биол, спутники оборудовались аппаратурой, необходимой для обеспечения жизнедеятельности различных живых организмов, а также измерительными приборами для проведения научных исследований и системой передачи информации в ходе полета на Землю (см. Биотелеметрия). В соответствии с реализацией программы исследований и освоения космического пространства биол, исследования проводились практически во всех пилотируемых полетах, включая орбитальные станции типа «Салют» и «Скайлэб», на специализированных биол, спутниках серии «Космос» (СССР) и «Биос» (США), а также при совместных международных полетах, проводимых в рамках программы «Интеркосмос». Ряд биол, опытов был проведен на автоматических космических аппаратах, напр, типа «Зонд» и др.

Помимо расширения исследований в реальных условиях космического полета, проводились исследования в наземных лабораториях с моделированием воздействия на живые организмы различных факторов космического полета. Использование центрифуг позволило в широком диапазоне изучать воздействие ускорений, камер пониженного и повышенного давления (барокамер) — значение и роль барометрического фактора и измененного газового состава атмосферы; установок, создающих различные виды ионизирующего излучения,— воздействие радиационного фактора и т. п.

В опытах на различных лаб. животных (мыши, крысы, морские свинки, кролики, собаки, обезьяны и др.) показано, что наиболее чувствительны к действию невесомости опорно-двигательный аппарат, система кроветворения и эндокринные органы, обеспечивающие адаптивные реакции организма. У более крупных животных (собаки, обезьяны) возникают отчетливые сдвиги со стороны сердечно-сосудистой системы и некоторых показателей обмена веществ (напр., обмен кальция). Возникающие под влиянием невесомости сдвиги, как правило, обратимы и исчезают после возвращения животных на Землю. Предполагается, что создание в космическом корабле искусственной силы тяжести может исключить неблагоприятные последствия длительного действия невесомости на организм человека в космическом полете.

Специфической проблемой К. б. является воздействие на организм космического излучения высокой интенсивности (см. Лучевая болезнь). Однако данных по этому вопросу недостаточно, а оценки степени риска противоречивы.

Важной является проблема ионизирующей радиации, обладающей выраженным мутагенным эффектом; особенно тщательно исследуются возможные генетические последствия ионизирующего излучения (см.), воздействию к-рого космонавты могут подвергаться при полетах на околоземных орбитах. Разрабатываются соответствующие средства защиты и профилактики.

Одной из задач К. б. является изучение биол, принципов и методов создания искусственной среды обитания в космических кораблях и станциях. Частными вопросами при решении этой проблемы являются: поиск живых организмов, перспективных для включения их в качестве звеньев (подсистем) в замкнутую экол, систему; исследование комплекса факторов среды обитания и методов, обеспечивающих оптимальную продуктивность и устойчивость популяций этих организмов; моделирование экспериментальных биоценозов и исследование их функц, характеристик и возможностей практического использования в космических полетах. Наиболее интенсивно эти исследования развиваются в СССР. Осуществлены длительные эксперименты в герметических камерах, в ходе которых потребности человека удовлетворялись за счет полной регенерации атмосферы, воды и частично пищи. При этом в качестве биол, звеньев использовались высшие растения (пшеница, рис, редис и др.), водоросли (хлорелла, спирулина и др.), различные моллюски, домашняя птица и др. Создание искусственной замкнутой экол, системы — среды обитания человека в космическом объекте — дает возможность анализа и пересмотра общебиол. значения и приемлемости традиционных земных условий жизни и способов удовлетворения основных потребностей человека. В результате могут сложиться новые критерии формирования газового состава воздушной среды и ее физ. свойств, питания, уровня и характера физической и психической активности человека и т. д.

Составной частью К. б. является экзобиология, изучающая наличие, распространение, особенности и эволюцию живой материи во Вселенной. Исследования в этой области осуществляются в двух основных направлениях: моделирование условий космической среды или каких-либо планет и исследования, осуществляемые с помощью автоматических космических аппаратов. Установлено, что по крайней мере некоторые земные микроорганизмы могут сохранять жизнедеятельность и развиваться в условиях космической среды. Что же касается наличия внеземных форм жизни (напр., на Венере, Марсе), то исследования, проведенные с помощью космических аппаратов, пока еще не дали положительных результатов. Проблемы экзобиологии тесно связаны с проблемой хим. и биол, эволюции материи во Вселенной, с проблемой происхождения жизни на Земле (см. Жизнь).

Важными для мед. практики вопросами являются изучение влияния факторов космического пространства (в частности Солнца) на биол, процессы, протекающие в биосфере Земли.

По мере становления и развития К. б. в решение различных задач вовлекались различные учреждения АН и АМН СССР, создавались отдельные проблемные лаборатории, а с 1964 г. изучением проблем К. б. стал заниматься Ин-т медико-биологических проблем М3 СССР.

За рубежом исследования в области К. б. наибольшее развитие получили во Франции, ФРГ, Японии и других странах. В США эти проблемы развиваются в научных центрах Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), в некоторых университетах, промышленных фирмах и др.

Примечательной чертой развития исследований в области К. б. является расширение международного сотрудничества, осуществляемое Советом «Интеркосмос» АН СССР.

Первым опытом многостороннего международного сотрудничества в осуществлении биол, эксперимента в космосе явился запуск биоспутника «Космос-782» в 1975 г., в проведении работ на к-ром, помимо ученых СССР, приняли участие специалисты из Болгарии, Венгрии, Польши, Чехословакии, Румынии, Франции и США.

Подготовка специалистов по К. б. осуществляется в системе аспирантуры. В некоторых высших учебных заведениях преподается курс К. б. (МГУ, медико-биол. факультет 2-го ММИ, ЦИУ в Москве и др.).

Специалисты в области К. б. объединены гл. обр. в Секцию космической биологии и авиакосмической медицины Всесоюзного физиологического общества им. И. П. Павлова АН СССР.

За рубежом наиболее крупным объединением специалистов этого профиля является Американская авиакосмическая медицинская ассоциация.

По проблемам К. б. издаются: журнал «Космическая биология и авиакосмическая медицина» (основан в 1967 г.) и серия изданий «Проблемы космической биологии» (основана в 1962 г.). Из зарубежных изданий наиболее крупным и распространенным является журнал «Aviation Space and Environmental Medicine» (США, основан в 1930 г.).

В организации международного обмена научной информации по К. б. принимают активное участие Рабочая группа Комитета по космическим исследованиям (К ОСП АР), Комитет биоастронавтики Международной астронавтической федерации (МАФ), а также Международная академия авиационной и космической медицины (МААКМ).

См. также Космическая радиобиология.

Библиография: История биологии с древнейших времен до наших дней, под ред. Л. Я. Бляхера, с. 560, М., 1975; Ковалев E. Е. Радиационный риск на земле и в космосе, М., 1976, библиогр.; Космонавтика (маленькая энциклопедия), под ред. В. П. Глушко, М., 1970; Одум Ю. Основы экологии, пер. с англ., с. 629, М., 1975; Основы космической биологии и медицины, под ред. О. Г. Газенко и М. Кальвина, т. 1—3, М., 1975; Развитие биологии в СССР, под ред. Б. Е. Быховского, с. 613, М., 1967; Успехи СССР в исследовании космического пространства, под ред. А. А. Благонравова, с. 321, М., 1968; Bioastronautics data book, ed. by J. F. Parker, Washington, 1973.

O. Г. Газенко.