Космическая биология

КОСМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ, наука, изучающая влияние факторов космического полёта и космического пространства на процессы жизнедеятельности земных организмов, осуществляющая поиск внеземных форм жизни. К факторам космического полёта относят ускорения при взлёте и возвращении на Землю, вибрации на этапе взлёта, условия обитания внутри космического аппарата, изоляцию от внешнего мира, невесомость, удалённость от Земли в случае полётов на Луну и планеты; к факторам космического пространства - ионизирующее излучение радиационных поясов Земли, корпускулярное излучение Солнца, галактическое космическое излучение, пониженную напряжённость магнитного поля в случае полётов за пределами магнитосферы Земли, жёсткое УФ-излучение, вакуум, резкие перепады температур, метеоритную опасность. Исследования в области космической биологии проводятся на Земле путём моделирования различных факторов и условий, но наиболее существенное значение имеют эксперименты в условиях космического полёта. В проведении биологических исследований в космическом пространстве помимо учёных СССР (позднее России) и США, внёсших наиболее значительный вклад в развитие космической биологии, участвуют также учёные Франции, Италии, ФРГ и некоторых других стран.

Предпосылками появления космической биологии явились проводимые в 1930-е годы исследования биологического действия радиации в высотных полётах аэростатов, а также начатые в 1949 году в нашей стране исследования биологического действия динамических факторов (ускорения, вибрации, кратковременной невесомости) и космической радиации в полётах ракет на высоте от 100 до 450 км. В экспериментах на собаках, обезьянах, кроликах, мышах и морских свинках в полётах ракет было показано, что динамические факторы, характерные для любого космического полёта, вполне переносимы организмом и не приводят к каким-либо существенным изменениям его функционального состояния, не выявлено повреждающего действия радиации.

Рождением космической биологии можно считать 1957 год, когда на втором искусственном спутнике Земли (ИСЗ) в орбитальный полёт отправили первое живое существо - собаку Лайку. Анализ телеметрической информации показал, что жизнь в космосе возможна, и это послужило мощным стимулом для ускоренного создания корабля «Восток», предназначенного для полёта человека в космос. В период, предшествующий полёту Ю. А. Гагарина, в четырёх кратковременных орбитальных полётах советских, возвращаемых на Землю космических кораблей-спутников (модифицированные корабли «Восток») были проведены эксперименты на различных организмах, тканевых и клеточных культурах. Эти исследования не выявили повреждающих эффектов и отдалённых биологических последствий кратковременных космических полётов, открыв тем самым путь человеку в космос.

В последующие годы биологические эксперименты проводились в полётах как пилотируемых, так и беспилотных КА. Так, в 1966 проведён эксперимент с длительным (22 суток) пребыванием двух собак в полёте ИСЗ «Космос-110». В 1968-1969 советские автоматические КА серии «Зонд», на которых находились черепахи, облетели Луну. Комплекс экспериментов с различными биообъектами (семена, растения, икра лягушек, микроорганизмы и др.) был произведён на советском ИСЗ «Космос-368» (1970), КК «Союз» и на первой в мире орбитальной станции «Салют» (1971); западногерманский эксперимент с медицинскими пиявками - на высотных ракетах США и Франции; совместный итало-американский эксперимент с лягушками - на спутнике OFA (1970). Микробиологические исследования на поверхности Луны были выполнены экипажем КК «Аполлон-16» (1972), на «Аполлоне-17» вместе с астронавтами находились мыши. Для решения проблем космической биологии существенное значение имело создание в 1970-80-е годы орбитальных станций «Союз» и «Мир», медико-биологических лабораторий в составе КК «Спейс шаттл», российский КА для научных и технологических экспериментов: биоспутника «Бион» и КА «Фотон». Хотя в условиях орбитального космического полёта не отмечалось существенных необратимых изменений в организмах, в то же время пребывание в условиях невесомости в ряде случаев сопровождалось значительными изменениями в мышечной, костной, сердечнососудистой и вестибулярной системах. Эти результаты свидетельствовали, с одной стороны, о том, что, по-видимому, не существует каких-либо биологических ограничений на пути дальнейшего проникновения человека в космос, с другой - о необходимости разработки и применения в пилотируемых космических полётах средств профилактики неблагоприятного действия невесомости на организм человека. Исходя из этого, космическую биологию следует рассматривать как научный фундамент космической медицины, основная задача которой – медико-биологическое и санитарно-гигиеническое обеспечение космических полётов экипажей.

Космическая  биология является по своей сути интегративной наукой, использующей достижения других областей биологии для изучения феномена жизни, условий её возникновения и распространения во Вселенной. В этой связи она тесно взаимодействует с биофизикой, радиобиологией, астробиологией и другими науками. Хотя пока не удалось обнаружить признаков жизни ни на Луне, ни на Марсе, ни в открытом космосе, поиск прямых или косвенных доказательств её существования (или существования её предшественников) продолжается с использованием автоматических межпланетных космических аппаратов.

Большой вклад в становление и развитие космической биологии внесли отечественные учёные - О. Г. Газенко, В. В. Парин, А. И. Григорьев, В. И. Яздовский, среди американских учёных - Дж. Генри, А. Грейбил, О. Рейнолдс и Г. Клейн, руководившие коллективами учёных и инженеров, которые должны были дать ответ на вопрос о возможности жизни и работы в космосе без ущерба для здоровья человека и обеспечить выполнение намеченной программы полёта.

Лит.: Основы космической биологии и медицины. М., 1975. Т. 2. Кн. 2; Космическая биология и медицина. М., 1994. [Т. 2]; Орбитальная станция «Мир». Космическая биология и медицина. М., 2001. Т. 2; Григорьев А. И., Ильин Е. А. Животные в космосе. К 50-летию космической биологии // Вестник Российской академии наук. 2007. Т. 77. № 11.