Sõnum bioloogia rollist kosmoses. Ettekanne teemal "Bioloogia roll kosmoseuuringutes"

Bioloogiateadus hõlmab palju erinevaid sektsioone, suuri ja väikeseid tütarettevõtteid. Ja igaüks neist on oluline mitte ainult inimese elus, vaid ka kogu planeedi jaoks tervikuna.

Inimesed on juba teist sajandit järjest püüdnud uurida mitte ainult elu maapealset mitmekesisust kõigis selle ilmingutes, vaid ka teada saada, kas väljaspool planeeti, avakosmoses on elu. Nende küsimustega tegeleb eriteadus – kosmosebioloogia. Seda arutatakse meie ülevaates.

Peatükk

See teadus on suhteliselt noor, kuid areneb väga intensiivselt. Uuringu peamised aspektid on järgmised:

1. Kosmose tegurid ja nende mõju elusolendite organismidele, kõigi elusüsteemide elutegevusele kosmoses või lennukis.
2. Elu areng meie planeedil kosmose osalusel, elussüsteemide areng ja biomassi olemasolu tõenäosus väljaspool meie planeeti.
3. Suletud süsteemide ehitamise võimalused ja nendes reaalsete elutingimuste loomine organismide mugavaks arenguks ja kasvuks avakosmoses.

Kosmosemeditsiin ja bioloogia on omavahel tihedalt seotud teadused, mis uurivad ühiselt elusolendite füsioloogilist seisundit kosmoses, nende levimust planeetidevahelistes ruumides ja evolutsiooni.

Tänu nende teaduste uurimisele sai võimalikuks valida optimaalsed tingimused inimeste leidmiseks kosmoses ja ilma tervist kahjustamata. Kogutud on tohutut materjali elu olemasolust ruumis, taimede ja loomade (üherakulised, hulkraksed) võimest elada ja areneda kaaluta olekus.

Teaduse arengulugu

Kosmosebioloogia juured ulatuvad iidsetesse aegadesse, mil filosoofid ja mõtlejad – loodusteadlased Aristoteles, Herakleitos, Platon jt – jälgisid tähistaevast, püüdes tuvastada Kuu ja Päikese suhet Maaga, et mõista nende põhjuseid. mõju põllumajandusmaale ja loomadele.

Hiljem, keskajal, hakati püüdma määrata Maa kuju ja seletada selle pöörlemist. Ptolemaiose loodud teooria oli pikka aega olemas. Ta rääkis sellest, et Maa on ja kõik teised planeedid ja taevakehad liiguvad selle ümber

Küll aga leiti teine ​​teadlane, poolakas Nicolaus Copernicus, kes tõestas nende väidete ekslikkust ja pakkus välja oma, heliotsentrilise maailma ehitussüsteemi: keskmes on Päike ja kõik planeedid liiguvad ringi. Päike on ka täht. Tema seisukohti toetasid Giordano Bruno, Newtoni, Kepleri, Galileo järgijad.

Kosmosebioloogia kui teadus ilmus aga palju hiljem. Alles 20. sajandil töötas vene teadlane Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski välja süsteemi, mis võimaldab inimestel tungida kosmosesügavustesse ja neid aeglaselt uurida. Teda peetakse õigusega selle teaduse isaks. Samuti mängisid kosmobioloogia arengus suurt rolli Einsteini, Bohri, Plancki, Landau, Fermi, Kapitsa, Bogolyubovi ja teiste avastused füüsika ja astrofüüsika, kvantkeemia ja mehaanika vallas.

Uued teadusuuringud, mis võimaldasid inimestel teha kaua planeeritud lende kosmosesse, võimaldasid tuua esile konkreetsed meditsiinilised ja bioloogilised põhjendused Tsiolkovski sõnastatud maaväliste tingimuste ohutuse ja mõju kohta. Mis oli nende mõte?

1. Teadlastele anti teoreetiline põhjendus kaaluta oleku mõju kohta imetajate organismidele.
2. Ta modelleeris mitu võimalust laboris ruumitingimuste loomiseks.
3. Ta pakkus välja võimalused, kuidas astronaudid saaksid taimede ja ainete ringluse abil toitu ja vett.

Seega pani Tsiolkovski paika kõik astronautika põhipostulaadid, mis pole kaotanud oma aktuaalsust tänapäevalgi.

Kaalutus

Kaasaegsed bioloogilised uuringud dünaamiliste tegurite mõju uurimisel inimkehale kosmosetingimustes võimaldavad astronautidel nende samade tegurite negatiivsest mõjust maksimaalselt vabaneda.

Seal on kolm peamist dünaamilist omadust:

• vibratsioon;
• kiirendus;
• kaaluta olek.

Kaaluta olek on kõige ebatavalisem ja olulisem selle mõju poolest inimkehale. See on seisund, kus gravitatsioonijõud kaob ja see ei asendu muude inertsiaalsete mõjudega. Sel juhul kaotab inimene täielikult võime kontrollida keha asendit ruumis. Selline seisund algab juba kosmose alumistes kihtides ja püsib kogu selle ruumis.

Meditsiinilised ja bioloogilised uuringud on näidanud, et kaaluta olekus toimuvad inimkehas järgmised muutused:

1. Südamelöögid kiirenevad.
2. Lihased lõdvestuvad (toonus kaob).
3. Vähenenud jõudlus.
4. Võimalikud on ruumilised hallutsinatsioonid.

Kaaluta olev inimene suudab tervist kahjustamata püsida kuni 86 päeva. See on empiiriliselt tõestatud ja meditsiinilisest seisukohast kinnitatud. Kosmosebioloogia ja -meditsiini üks ülesandeid tänapäeval on aga meetmete kogumi väljatöötamine, et ennetada kaaluta oleku mõju inimkehale üldiselt, kõrvaldada väsimust, tõsta ja kindlustada normaalset töövõimet.

On mitmeid tingimusi, mida astronaudid jälgivad, et ületada kaaluta olek ja säilitada kontroll keha üle:

Et saavutada häid tulemusi kaaluta olemise ületamisel, läbivad astronaudid Maal põhjaliku väljaõppe. Kuid kahjuks ei võimalda tänapäevased laboris selliseid tingimusi luua. Meie planeedil ei ole võimalik gravitatsioonijõust üle saada. See on ka üks kosmose- ja meditsiinibioloogia tuleviku väljakutseid.

G-jõud ruumis (kiirendused)

Teine oluline inimkeha kosmoses mõjutav tegur on kiirendus ehk ülekoormus. Nende tegurite olemus taandub keha koormuse ebaühtlasele ümberjaotumisele tugevate kiirete liikumiste ajal ruumis. Kiirendusi on kahte peamist tüüpi:

• lühiajaline;
• pikk.

Nagu näitavad biomeditsiinilised uuringud, on mõlemad kiirendused väga olulised kosmonaudi keha füsioloogilise seisundi mõjutamisel.

Nii võivad näiteks lühiajaliste kiirenduste (need kestavad alla 1 sekundi) toimel kehas molekulaarsel tasemel tekkida pöördumatud muutused. Samuti, kui elundid ei ole treenitud, piisavalt nõrgad, tekib nende membraanide rebenemise oht. Selliseid mõjutusi saab läbi viia kapsli eraldamisel astronaudiga kosmoses, tema väljutamise ajal või kosmoselaeva orbiidile maandumisel.

Seetõttu on väga oluline, et astronaudid läbiksid enne kosmosesse lendamist põhjaliku tervisekontrolli ja teatud füüsilise ettevalmistuse.

Pikatoimeline kiirendus tekib raketi startimisel ja maandumisel, aga ka lennu ajal mõnes ruumilises ruumis. Selliste kiirenduste mõju kehale on teaduslike meditsiiniliste uuringute andmetel järgmine:

• suurenenud pulss ja pulss;
• hingamine kiireneb;
• esineb iiveldust ja nõrkust, naha kahvatust;
• nägemine kannatab, silmade ette ilmub punane või must kile;
• võimalik valutunne liigestes, jäsemetes;
• lihaste toonus väheneb;
• neurohumoraalse regulatsiooni muutused;
• gaasivahetus kopsudes ja kehas tervikuna muutub erinevaks;
• võib tekkida higistamine.

G-koormused ja kaaluta olek sunnivad arstiteadlasi välja pakkuma erinevaid meetodeid. võimaldades kohaneda, koolitada astronaute nii, et nad suudaksid nende tegurite mõjule vastu pidada ilma tervisemõjudeta ja tõhusust kaotamata.

Üks tõhusamaid viise astronautide kiirendamiseks treenimiseks on tsentrifuugiseade. Just selles saate jälgida kõiki muutusi, mis kehas ülekoormuse mõjul toimuvad. Samuti võimaldab see treenida ja kohaneda selle teguri mõjuga.

Kosmoselend ja meditsiin

Kosmoselendudel on kindlasti väga suur mõju inimeste tervisele, eriti treenimata või krooniliste haigustega inimeste tervisele. Seetõttu on oluline aspekt meditsiiniline uurimine kõigi lennu peensuste, kõigi keha reaktsioonide kohta maaväliste jõudude kõige erinevamatele ja uskumatumatele mõjudele.

Lend kaaluta olekus sunnib kaasaegset meditsiini ja bioloogiat leiutama ja sõnastama (samal ajal muidugi rakendama) meetmete kogumit, et tagada astronautidele normaalne toitumine, puhkus, hapnikuga varustamine, töövõime säilitamine jne.

Lisaks on meditsiin loodud selleks, et pakkuda kosmonautidele väärilist abi ettenägematute hädaolukordade korral, samuti kaitset teiste planeetide ja kosmose tundmatute jõudude mõju eest. See on üsna raske, nõuab palju aega ja vaeva, suurt teoreetilist baasi, ainult uusimate kaasaegsete seadmete ja ettevalmistuste kasutamist.

Lisaks on meditsiinil koos füüsika ja bioloogiaga ülesanne kaitsta astronaute kosmosetingimuste füüsiliste tegurite eest, näiteks:

• temperatuur;
• kiirgus;
• surve;
• meteoriidid.

Seetõttu on kõigi nende tegurite ja omaduste uurimine väga oluline.

bioloogias

Kosmosebioloogial, nagu igal teisel bioloogiateadusel, on teatud meetodite kogum, mis võimaldab läbi viia uuringuid, koguda teoreetilist materjali ja kinnitada seda praktiliste järeldustega. Need meetodid ei jää aja jooksul muutumatuks, neid ajakohastatakse ja kaasajastatakse vastavalt praegusele ajale. Ajalooliselt väljakujunenud bioloogia meetodid on aga endiselt aktuaalsed tänapäevani. Need sisaldavad:

1. vaatlus.
2. Katse.
3. Ajalooline analüüs.
4. Kirjeldus.
5. Võrdlus.

Need bioloogiliste uuringute meetodid on põhilised, asjakohased igal ajal. Kuid teaduse ja tehnoloogia, elektroonilise füüsika ja molekulaarbioloogia arenguga on tekkinud mitmeid teisi. Neid nimetatakse kaasaegseteks ja neil on suurim roll kõigi bioloogilis-keemiliste, meditsiiniliste ja füsioloogiliste protsesside uurimisel.

Kaasaegsed meetodid

1. Geenitehnoloogia ja bioinformaatika meetodid. See hõlmab agrobakteriaalset ja ballistilist transformatsiooni, PCR-i (polümeraasi ahelreaktsioonid). Seda tüüpi bioloogiliste uuringute roll on suur, kuna just need võimaldavad leida võimalusi toitumise ja hapnikuga küllastumise probleemi lahendamiseks ning kajutid astronautide mugavaks seisundiks.
2. Valgukeemia ja histokeemia meetodid. Need võimaldavad kontrollida valke ja ensüüme elussüsteemides.
3. Fluorestsentsmikroskoopia kasutamine, ülieraldusvõimega mikroskoopia.
4. Molekulaarbioloogia ja biokeemia kasutusalad ja nende uurimismeetodid.
5. Biotelemeetria- meetod, mis on bioloogilisel alusel inseneride ja arstide kombineeritud töö tulemus. See võimaldab juhtida kõiki keha füsioloogiliselt olulisi funktsioone distantsilt, kasutades inimkeha raadiosidekanaleid ja arvutisalvestit. Kosmosebioloogia kasutab seda meetodit peamise meetodina kosmosetingimuste mõju jälgimiseks astronautide organismidele.
6. Planeetidevahelise ruumi bioloogiline näit. Väga oluline kosmosebioloogia meetod, mis võimaldab hinnata keskkonna planeetidevahelisi seisundeid, saada teavet erinevate planeetide omaduste kohta. Siin on aluseks sisseehitatud anduritega loomade kasutamine. Just katseloomad (hiired, koerad, ahvid) ammutavad orbiitidelt infot, mida maapealsed teadlased analüüsiks ja järeldusteks kasutavad.

Kaasaegsed bioloogiliste uuringute meetodid võimaldavad lahendada mitte ainult kosmosebioloogia, vaid ka universaalseid probleeme.

Kosmosebioloogia probleemid

Kõik ülaltoodud biomeditsiiniliste uuringute meetodid ei ole kahjuks veel suutnud kõiki kosmosebioloogia probleeme lahendada. On mitmeid aktuaalseid teemasid, mis on aktuaalsed tänaseni. Vaatleme peamisi probleeme, millega kosmosemeditsiin ja bioloogia kokku puutuvad.

1. Kosmoselendudeks koolitatud personali valimine, kelle tervislik seisund võiks vastata kõikidele arstide nõuetele (sh võimaldada kosmonautidel taluda ranget väljaõpet ja väljaõpet lendudeks).
2. Korralikul tasemel väljaõpe ja varustamine kõige vajalikuga tööruumide brigaadidele.
3. Ohutuse tagamine kõigis aspektides (sealhulgas teiste planeetide tundmatute või võõraste mõjutegurite tõttu) kuni töötavate laevade ja õhusõidukite struktuurideni.
4. Astronautide psühhofüsioloogiline rehabilitatsioon nende Maale naasmisel.
5. Astronautide kaitsmise viiside väljatöötamine ja
6. Normaalsete elutingimuste tagamine kajutites kosmoselendude ajal.
7. Moderniseeritud arvutitehnoloogiate arendamine ja rakendamine kosmosemeditsiinis.
8. Kosmose telemeditsiini ja biotehnoloogia rakendamine. Kasutades nende teaduste meetodeid.
9. Meditsiiniliste ja bioloogiliste probleemide lahendamine astronautide mugavaks lennuks Marsile ja teistele planeetidele.
10. Farmakoloogiliste ainete süntees, mis lahendab ruumi hapnikuvarustuse probleemi.

Biomeditsiiniliste uuringute väljatöötatud, täiustatud ja komplekssed meetodid võimaldavad kindlasti lahendada kõik ülesanded ja olemasolevad probleemid. Millal see aga juhtub, on keeruline ja üsna ettearvamatu küsimus.

Tuleb märkida, et kõigi nende küsimustega ei tegele mitte ainult Venemaa teadlased, vaid ka kõigi maailma riikide akadeemiline nõukogu. Ja see on suur pluss. Ühised uuringud ja otsingud annavad ju ebaproportsionaalselt suurema ja kiirema positiivse tulemuse. Tihe ülemaailmne koostöö kosmoseprobleemide lahendamisel on maavälise kosmose uurimise edu võti.

Kaasaegsed saavutused

Selliseid saavutusi on palju. Iga päev käib ju intensiivne, põhjalik ja vaevarikas töö, mis võimaldab leida järjest uusi materjale, teha järeldusi ja püstitada hüpoteese.

Üks 21. sajandi tähtsamaid avastusi kosmoloogias oli vee avastamine Marsil. See tekitas kohe kümneid hüpoteese elu olemasolu või puudumise kohta planeedil, maalaste Marsile ümberasumise võimalusest jne.

Teine avastus oli, et teadlased on kindlaks määranud vanusepiirid, mille piires saab inimene kosmoses viibida võimalikult mugavalt ja ilma tõsiste tagajärgedeta. See vanus algab 45-aastaselt ja lõpeb umbes 55-60-aastaselt. Kosmosesse suunduvad noored kannatavad pärast Maale naasmist psühholoogiliselt ja füsioloogiliselt äärmiselt tugevalt, neid on raske kohaneda ja uuesti üles ehitada.

Vett avastati ka Kuul (2009). Maa satelliidilt leiti ka elavhõbedat ja suur kogus hõbedat.

Bioloogiliste uuringute meetodid, aga ka inseneri- ja füüsikalised näitajad võimaldavad kindlalt järeldada ioonide kiirguse ja kosmose kokkupuute mõju kahjutu (vähemalt mitte kahjulikum kui Maal) kohta.

Teaduslikud uuringud on tõestanud, et pikk kosmoses viibimine ei mõjuta astronautide füüsilist tervist. Psühholoogilised probleemid jäävad aga alles.

On tehtud uuringuid, mis tõestavad, et kõrgemad taimed reageerivad kosmoses viibimisele erinevalt. Mõnede uuringus osalenud taimede seemned ei näidanud mingeid geneetilisi muutusi. Teised, vastupidi, näitasid molekulaarsel tasemel ilmseid deformatsioone.

Elusorganismide (imetajate) rakkude ja kudedega tehtud katsed tõestasid, et ruum ei mõjuta nende elundite normaalset seisundit ja talitlust.

Erinevat tüüpi meditsiinilised uuringud (tomograafia, MRI, vere- ja uriinianalüüsid, kardiogramm, kompuutertomograafia ja nii edasi) viisid järeldusele, et inimrakkude füsioloogilised, biokeemilised ja morfoloogilised omadused jäävad muutumatuks, kui nad viibivad kosmoses kuni 86 päeva. .

Laboratoorsetes tingimustes taastati kunstlik süsteem, mis võimaldab jõuda kaaluta olekule võimalikult lähedale ja seeläbi uurida selle seisundi mõju kehale kõiki aspekte. See omakorda võimaldas välja töötada mitmeid ennetavaid meetmeid, et vältida selle teguri mõju inimesele nullgravitatsiooniga lennu ajal.

Eksobioloogia tulemustest on saanud andmed, mis näitavad orgaaniliste süsteemide olemasolu väljaspool Maa biosfääri. Seni on saanud võimalikuks nende eelduste vaid teoreetiline sõnastamine, kuid peagi kavatsevad teadlased hankida praktilisi tõendeid.

Tänu bioloogide, füüsikute, arstide, ökoloogide ja keemikute uurimistööle selgusid inimese biosfäärile avalduva mõju sügavad mehhanismid. Selle saavutamine sai võimalikuks, luues planeedilt välja tehisökosüsteeme ja avaldades neile samasugust mõju nagu Maal.

Need pole kõik kosmosebioloogia, kosmoloogia ja meditsiini saavutused tänapäeval, vaid ainult peamised. Seal on suur potentsiaal, mille realiseerimine on loetletud teaduste tulevikuülesanne.

Elu kosmoses

Kaasaegsete ideede kohaselt võib elu kosmoses eksisteerida, kuna hiljutised avastused kinnitavad, et mõnel planeedil on elu tekkeks ja arenguks sobivad tingimused. Teadlaste arvamused selles küsimuses jagunevad aga kahte kategooriasse:

• mujal peale Maa pole elu, pole kunagi olnud ega tule olema;
• avakosmose avarustel on elu, kuid inimesed pole seda veel avastanud.

Milline hüpoteesidest on õige, jääb igaühe enda otsustada. Tõendeid ja ümberlükkamist on piisavalt nii ühele kui ka teisele.

GOU Lütseum nr 000

Peterburi Kalininski rajoon

Uurimine

Biomeditsiinilised uuringud kosmoses

Guršev Oleg

Juhataja: bioloogiaõpetaja

Peterburi, 2011

Sissejuhatus 2

Biomeditsiiniliste uuringute algus 20. sajandi keskel. 3

Kosmoselendude mõju inimkehale. 6

Eksobioloogia. 10

Teadustöö arendamise väljavaated. 14

Kasutatud allikate loetelu. 17

Rakendus (esitlus, katsed) 18

Sissejuhatus

Kosmosebioloogia ja meditsiin- kompleksteadus, mis uurib inimese ja teiste organismide elu iseärasusi kosmoselennul. Kosmosebioloogia ja -meditsiini valdkonna uuringute põhiülesanne on vahendite ja meetodite väljatöötamine elu toetamiseks, kosmoselaevade ja jaamade meeskonnaliikmete tervise ja jõudluse säilitamiseks erineva kestuse ja keerukusastmega lendude ajal. Kosmosebioloogia ja -meditsiin on lahutamatult seotud astronautika, astronoomia, astrofüüsika, geofüüsika, bioloogia, lennumeditsiini ja paljude teiste teadustega.

Teema aktuaalsus on meie kaasaegsel ja kiirel XXI sajandil üsna suur.

Teema “Meditsiinilised ja bioloogilised uuringud” on mulle huvi pakkunud viimased kaks aastat, alates sellest ajast, kui otsustasin oma elukutse valiku üle, mistõttu otsustasin teha sel teemal uurimistööd.

2011. aasta on juubeliaasta – 50 aastat inimese esimesest kosmoselennust.

Biomeditsiiniliste uuringute algus keskelXXsajandil

Kosmosebioloogia ja -meditsiini arengu lähtekohtadeks peetakse järgmisi verstaposte: 1949 - esmakordselt ilmnes võimalus teha raketilendude ajal bioloogilisi uuringuid; 1957 – esimest korda saadeti elusolend (koer Laika) teisel Maa tehissatelliidil Maa-lähedasele orbitaallennule; 1961 – esimene mehitatud lend kosmosesse, täiuslik. Inimese meditsiiniliselt ohutu kosmosesselennu võimalikkuse teaduslikuks põhjendamiseks uuriti kosmoseaparaadi (SCV) stardile, orbitaallennule, laskumisele ja maandumisele Maale iseloomulike löökide taluvust ning biotelemeetriaseadmete tööd. ja testiti astronautide elu toetavaid süsteeme. Põhitähelepanu pöörati kaaluta oleku ja kosmilise kiirguse mõju uurimisele kehale.

Laika (koer-astronaut) 1957

R Rakettide, teise tehissatelliidi (1957), pöörlevate kosmoselaevade-satelliitide (1960-1961) bioloogiliste katsete käigus saadud tulemused koos maapealsete kliiniliste, füsioloogiliste, psühholoogiliste, hügieeniliste ja muude uuringute andmetega avas inimesele tee kosmosesse. Lisaks võimaldasid bioloogilised katsed kosmoses esimese inimese kosmoselennu ettevalmistamise etapis tuvastada mitmeid funktsionaalseid muutusi, mis kehas lennutegurite mõjul toimuvad, mis oli aluseks järgnevate loomkatsete kavandamisel. ja taimeorganismid mehitatud kosmoselaevade, orbitaaljaamade ja biosatelliitide lendude ajal. Maailma esimene bioloogiline satelliit katseloomaga - koer "Laika". Saabunud orbiidile 11.03.1957 ja viibis seal 5 kuud. Satelliit eksisteeris orbiidil kuni 14. aprillini 1958. Satelliidil oli kaks raadiosaatjat, telemeetriasüsteem, programmeerimisseade, teaduslikud instrumendid päikesekiirguse ja kosmiliste kiirte uurimiseks, regeneratsiooni- ja soojusjuhtimissüsteemid, et hoida salongis vajalikke tingimusi. looma olemasolu. Saadud on esimene teaduslik teave elusorganismi seisundi kohta kosmoselennu tingimustes.

Saavutused kosmosebioloogia ja meditsiini valdkonnas määrasid suuresti ette edu mehitatud astronautika arendamisel. Koos lennuga , mis pandi toime 12. aprillil 1961, tuleb märkida selliseid epohhiloovaid sündmusi astronautika ajaloos nagu astronautide maandumine 21. juulil 1969. Armstrong(N. Armstrong) ja Aldrin(E. Aldrin) Kuu pinnale ja mitmekuulised (kuni aasta) meeskonnalennud Saljuti ja Miri orbitaaljaamadel. See sai võimalikuks tänu kosmosebioloogia ja -meditsiini teoreetiliste aluste väljatöötamisele, kosmoselendudel meditsiiniliste ja bioloogiliste uuringute läbiviimise metoodikale, astronautide valiku ja lennueelse väljaõppe meetodite põhjendamisele ja rakendamisele, samuti elu toetamise, meditsiinilise kontrolli arendamine, meeskonnaliikmete tervise ja töövõime säilitamine lennu ajal.

Apollo 11 meeskond (vasakult paremale): Neil. A. Armstrong, juhtimismooduli piloot Michael Collins, komandör Edwin (Buzz) E. Aldrin.

Kosmoselendude mõju inimkehale

Kosmoselennul mõjutab inimkeha lennudünaamikaga seotud tegurite kompleks (kiirendus, vibratsioon, müra, kaaluta olek), piiratud mahuga suletud ruumis viibimine (muutunud gaasikeskkond, hüpokineesia, neuro-emotsionaalne stress jne). .), samuti kosmose kui elupaiga tegurid (kosmiline kiirgus, ultraviolettkiirgus jne).

Kosmoselennu alguses ja lõpus mõjutavad keha lineaarsed kiirendused . Nende suurused, tõusugradient, aeg ja toimesuund kosmoseaparaadi maalähedasele orbiidile stardi ja maalähedasele orbiidile viimise perioodil sõltuvad raketi ja kosmosekompleksi omadustest ning Maale naasmise perioodil ballistiliste omadustest. lennust ja kosmoselaeva tüübist. Orbiidil manöövrite sooritamisega kaasneb ka kiirenduste mõju kehale, kuid nende suurused on tänapäevaste kosmoseaparaatide lendude ajal tühised.

Kosmoselaeva Sojuz TMA-18 start Baikonuri kosmodroomilt rahvusvahelisse kosmosejaama

Lennumeditsiini, kosmosebioloogia ja meditsiini valdkonna uuringute käigus saadi põhiteave kiirenduste mõju kohta inimkehale ja nende kahjulike mõjude eest kaitsmise viiside kohta ainult täiendav teave. Leiti, et kaaluta seisundis viibimine, eriti pikaajaline, viib organismi vastupanuvõime vähenemiseni kiirenduste toimele. Sellega seoses lülituvad kosmonaudid paar päeva enne orbiidilt laskumist füüsilise treeningu erirežiimile ja vahetult enne laskumist saavad nad vee-soola toidulisandeid, et suurendada keha hüdratatsiooni taset ja ringleva vere mahtu. . Välja on töötatud spetsiaalsed toolid - öömajad ja anti-g ülikonnad, mis suurendavad astronautide Maale naasmisel kiirenduste taluvust.

Kõigist kosmoselennu teguritest on kaaluta olukord konstantne ja laboritingimustes praktiliselt reprodutseerimatu. Selle mõju kehale on mitmekesine. Seal on nii kroonilisele stressile iseloomulikud mittespetsiifilised adaptiivsed reaktsioonid kui ka mitmesugused spetsiifilised muutused, mis on põhjustatud keha sensoorsete süsteemide koostoime rikkumisest, vere ümberjaotumisest keha ülaosas, dünaamika vähenemisest. ja peaaegu täielik staatiliste koormuste eemaldamine luu- ja lihaskonna süsteemist.

ISS suvi 2008

Kosmonautide uuringud ja arvukad katsed loomadega Kosmose biosatelliitide lendude ajal võimaldasid kindlaks teha, et liikumishaiguse (liikumishaiguse) kosmosevormi sümptomite kompleksis kombineeritud spetsiifiliste reaktsioonide ilmnemisel on juhtiv roll vestibulaarsel alal. aparaat. Selle põhjuseks on otoliidi ja poolringikujuliste kanaliretseptorite erutuvuse suurenemine kaaluta tingimustes ning vestibulaarse analüsaatori ja teiste keha sensoorsete süsteemide koostoime katkemine. Kaalutaoleku tingimustes ilmnevad inimestel ja loomadel südame-veresoonkonna süsteemi väljatreenimise tunnused, veremahu suurenemine rindkere veresoontes, ülekoormus maksas ja neerudes, muutused ajuvereringes ja plasmamahu vähenemine. Seoses sellega, et kaalutaoleku tingimustes muutub antidiureetilise hormooni, aldosterooni sekretsioon ja neerude funktsionaalne seisund, tekib organismi hüpohüdratsioon. Samal ajal väheneb rakuvälise vedeliku sisaldus ning suureneb kaltsiumi-, fosfori-, lämmastiku-, naatriumi-, kaaliumi- ja magneesiumisoolade eritumine organismist. Lihas-skeleti süsteemi muutused toimuvad peamiselt nendes osakondades, mis Maal normaalsetes elutingimustes kannavad suurimat staatilist koormust, see tähendab selja- ja alajäsemete lihaseid, alajäsemete ja selgroolülide luudes. Nende funktsionaalsus väheneb, periosteaalse luu moodustumise kiirus aeglustub, käsnjas aine osteoporoos, dekaltsifikatsioon ja muud muutused, mis põhjustavad luude mehaanilise tugevuse vähenemist.

Kaalutaolekuga kohanemise algperioodil (võtab keskmiselt umbes 7 päeva) kogeb ligikaudu iga teine ​​kosmonaut pearinglust, iiveldust, liigutuste koordinatsiooni, kehaasendi tajumise halvenemist ruumis, verevoolu tunnet pähe, raskusi ninas. hingamine, isutus. Mõnel juhul toob see kaasa üldise töövõime languse, mis raskendab ametiülesannete täitmist. Juba lennu algstaadiumis ilmnevad esmased märgid muutustest jäsemete lihastes ja luudes.

Kaalutaolekus viibimise kestuse pikenedes kaovad või siluvad paljud ebameeldivad aistingud. Samal ajal edenevad praktiliselt kõigil astronautidel, kui õigeid meetmeid ei võeta, muutused kardiovaskulaarsüsteemi seisundis, ainevahetuses, lihas- ja luukoes. Ebasoodsate nihete vältimiseks kasutatakse laia valikut ennetavaid meetmeid ja vahendeid: vaakumpaak, veloergomeeter, jooksulint, treeningkoormusülikonnad, elektromüostimulaator, treeningu ekspanderid, soolalisandite võtmine jne. See võimaldab säilitada head tervist ja. meeskonnaliikmete kõrge efektiivsuse tase pikaajalistel kosmoselendudel.

Iga kosmoselennu vältimatu kaasnev tegur on hüpokineesia – motoorsete aktiivsuste piiramine, mis vaatamata lennu ajal toimuvale intensiivsele füüsilisele treeningule toob kaaluta tingimustes kaasa keha üldise väljatreenimise ja asteenia. Arvukad uuringud on näidanud, et pikaajaline hüpokineesia, mis tekib voodis, peaotsaga viltu (-6°), mõjub inimorganismile peaaegu sama palju kui pikaajaline kaaluta olek. Seda meetodit kaaluta oleku mõningate füsioloogiliste mõjude modelleerimiseks laboritingimustes kasutati laialdaselt NSV Liidus ja USA-s. Sellise ENSV Tervishoiuministeeriumi Biomeditsiiniprobleemide Instituudis läbiviidud mudeleksperimendi maksimaalne kestus oli üks aasta.

Spetsiifiline probleem on kosmilise kiirguse mõju uurimine kehale. Dosimeetrilised ja radiobioloogilised katsed võimaldasid luua ja praktikas kasutusele võtta kosmoselendude kiirgusohutuse tagamise süsteemi, mis hõlmab dosimeetrilise kontrolli ja lokaalse kaitse vahendeid, radioprotektiivseid preparaate (radioprotektoreid).

Orbitaaljaam "MIR"

Kosmosebioloogia ja -meditsiini ülesannete hulka kuulub kosmoselaevadel ja jaamadel tehiselupaiga loomise bioloogiliste põhimõtete ja meetodite uurimine. Selleks valitakse välja elusorganismid, mis on paljulubavad lülidena suletud ökoloogilisse süsteemi, uuritakse nende organismide populatsioonide produktiivsust ja stabiilsust, modelleeritakse elus- ja eluta komponentide eksperimentaalseid ühtseid süsteeme - biogeotsenoose, nende funktsionaalseid omadusi. ning tehakse kindlaks praktilise kasutamise võimalused kosmoselendudel.

Edukalt areneb ka selline kosmosebioloogia ja -meditsiini suund nagu eksobioloogia, mis uurib elusaine olemasolu, levikut, iseärasusi ja evolutsiooni universumis. Maapealsete mudelikatsete ja kosmoses tehtud uuringute põhjal saadi andmed, mis viitavad orgaanilise aine teoreetilisele võimalikkusele väljaspool biosfääri. Samuti viiakse läbi programm maaväliste tsivilisatsioonide otsimiseks, registreerides ja analüüsides kosmosest tulevaid raadiosignaale.

Sojuz TMA-6

Eksobioloogia

Üks kosmosebioloogia valdkondi; tegeleb elusaine ja orgaaniliste ainete otsimisega kosmoses ja teistel planeetidel. Eksobioloogia peamine eesmärk on saada otseseid või kaudseid andmeid elu olemasolu kohta ruumis. Selle aluseks on komplekssete orgaaniliste molekulide (vesiniktsüaniidhape, formaldehüüd jt) prekursorite leiud, mis tuvastati kosmoses spektroskoopiliste meetoditega (kokku leiti kuni 20 orgaanilist ühendit). Eksobioloogia meetodid on erinevad ja mõeldud mitte ainult tulnukate eluilmingute tuvastamiseks, vaid ka võimalike maaväliste organismide omaduste saamiseks. Et oletada elu olemasolu maavälistes tingimustes, näiteks teistel Päikesesüsteemi planeetidel, on oluline välja selgitada organismide võime ellu jääda nende tingimuste eksperimentaalsel paljunemisel. Paljud mikroorganismid võivad eksisteerida absoluutse nulli lähedasel ja kõrgel (kuni 80–95 °C) temperatuuril; nende eosed taluvad sügavat vaakumit ja pikki kuivamisaegu. Nad kannavad palju suuremaid ioniseeriva kiirguse doose kui kosmoses. Maavälistel organismidel peaks olema tõenäoliselt suurem kohanemisvõime eluga väheses koguses vett sisaldavas keskkonnas. Anaeroobsed tingimused ei takista elu arengut, seetõttu võib teoreetiliselt eeldada, et ruumis eksisteerivad oma omaduste poolest kõige mitmekesisemad mikroorganismid, mis suudaksid kohaneda ebatavaliste tingimustega erinevate kaitseseadmete väljatöötamisega. NSV Liidus ja USA-s läbiviidud katsed ei andnud tunnistust elu olemasolust Marsil, Veenusel ja Merkuuril elu puudub, ebatõenäoline on see ka hiidplaneetidel, samuti nende satelliitidel. Päikesesüsteemis on elu tõenäoliselt ainult Maal. Mõnede ideede kohaselt on elu väljaspool Maad võimalik ainult meie planeedile iseloomulikul vesi-süsiniku baasil. Teine seisukoht ei välista räni-ammoniaagi alust, kuid inimkonnal ei ole veel meetodeid maaväliste eluvormide tuvastamiseks.

"Viiking"

Viikingite programm

Viikingite programm- NASA kosmoseprogramm Marsi uurimiseks, eelkõige elu olemasolu kohta sellel planeedil. Programm hõlmas kahe identse kosmoselaeva Viking 1 ja Viking 2 starti, mis pidid läbi viima uuringuid orbiidil ja Marsi pinnal. Vikingi programm oli Marsi uurimise missioonide seeria kulminatsioon, mis algas 1964. aastal Mariner 4-ga, millele järgnesid Mariner 6 ja Mariner 7 1969. aastal ning Mariner 9 orbitaalmissioonid 1971. ja 1972. aastal. Viikingid võtsid oma koha Marsi uurimise ajaloos kui esimene Ameerika kosmoselaev, mis maandus ohutult pinnale. See oli üks informatiivsemaid ja edukamaid missioone punasele planeedile, kuigi sellega ei õnnestunud Marsil elu tuvastada.

Mõlemad sõidukid lasti turule 1975. aastal Florida osariigis Cape Canaveralist. Enne lendu steriliseeriti maandurid hoolikalt, et vältida Marsi saastumist maapealsete eluvormidega. Lennuaeg kestis veidi alla aasta ja Marsile jõudsid nad aastal 1976. Vikingi missioonide kestuseks oli planeeritud 90 päeva peale maandumist, kuid iga seade töötas sellest perioodist palju rohkem. Orbiter Viking-1 töötas kuni 7. augustini 1980, laskumismasin - kuni 11. novembrini 1982. Viking-2 orbiter töötas kuni 25. juulini 1978, laskumismasin - kuni 11. aprillini 1980.

Lumega kaetud kõrb Marsil. Pilt Viking-2-st

BION programm

BION programm hõlmab kosmosebioloogia, meditsiini ja biotehnoloogia huvides kompleksseid loom- ja taimorganismide uuringuid spetsiaalsete satelliitide (biosatelliitide) lendudel. Aastatel 1973–1996 saadeti kosmosesse 11 biosatelliiti.

Juhtiv teadusasutus: Vene Föderatsiooni Riiklik Teaduskeskus - Venemaa Teaduste Akadeemia Biomeditsiiniprobleemide Instituut (Moskva)
Disaini osakond: SNP RCC "TsSKB-Progress" (Samara)
Lennu kestus: 5 kuni 22,5 päeva.
Käivitamise koht: Plesetski kosmodroom
Maandumisala: Kasahstan
Osalevad riigid: NSVL, Venemaa, Bulgaaria, Ungari, Saksamaa, Kanada, Hiina, Holland, Poola, Rumeenia, USA, Prantsusmaa, Tšehhoslovakkia

Uuringud rottide ja ahvidega biosatelliidi lendudel on näidanud, et kokkupuude kaaluta olemisega põhjustab olulisi, kuid pöörduvaid funktsionaalseid, struktuurseid ja metaboolseid muutusi imetajate lihastes, luudes, müokardis ja neurosensoorses süsteemis. Kirjeldatakse fenomenoloogiat ja uuritakse nende muutuste tekkemehhanismi.

Biosatelliitide "BION" lendudel viidi esmakordselt ellu kunstliku gravitatsioonijõu (IGF) loomise idee. Rottidega tehtud katsetes leiti, et loomade pöörlemisel tsentrifuugis tekkinud IST takistab ebasoodsate muutuste teket lihastes, luudes ja müokardis.

Venemaa föderaalse kosmoseprogrammi raames aastateks 2006-2015. rubriigis "Kosmose tööriistad fundamentaalseteks kosmoseuuringuteks" on kavas programmi "BION" jätkamine, kosmoseaparaadi "BION-M" stardid on kavandatud 2010., 2013. ja 2016. aastaks.

"BION"

Teadustöö arendamise väljavaated

Avakosmose uurimise ja uurimise praegust etappi iseloomustab järkjärguline üleminek pikaajalistelt orbitaallendudelt planeetidevahelistele lendudele, millest lähim on näha. ekspeditsioon Marsile. Sel juhul muutub olukord radikaalselt. See ei muutu mitte ainult objektiivselt, mis on seotud kosmoses viibimise, teisele planeedile maandumise ja Maale naasmise kestuse olulise pikenemisega, vaid ka, mis on subjektiivselt väga oluline, kuna juba Maa orbiidilt lahkudes. harjumuspäraseks muutuvad astronaudid (väga väikese ajaga). oma kolleegide rühma suuruseks) Universumi tohututesse avarustesse "üksikuks".

Samal ajal kerkivad esile põhimõtteliselt uued probleemid, mis on seotud kosmilise kiirguse intensiivsuse järsu suurenemisega, vajadusega kasutada taastuvaid hapniku, vee ja toidu allikaid ning mis kõige tähtsam, psühholoogiliste ja meditsiiniliste probleemide lahendamisega.

DIV_ADBLOCK380">

Sellise süsteemi juhtimise raskus piiratud hermeetiliselt suletud mahus on nii suur, et ei saa loota selle varajast kasutuselevõttu praktikas. Suure tõenäosusega toimub üleminek bioloogilisele elu toetavale süsteemile järk-järgult, kui selle üksikud lülid on valmis. BSZhO väljatöötamise esimeses etapis on ilmne, et hapniku hankimise ja süsinikdioksiidi kasutamise füüsikalis-keemiline meetod asendatakse bioloogilisega. Teatavasti on peamised hapniku "tarnijad" kõrgemad taimed ja fotosünteesivad üherakulised organismid. Keerulisem ülesanne on vee- ja toiduvarude täiendamine.

Joogivesi on ilmselgelt veel väga pikka aega "maapealse päritoluga" ja tehnilist vett (kasutatakse majapidamistarbeks) täiendatakse juba õhuniiskuse kondensaadi (CDA), uriini ja muude allikate regenereerimise kaudu.

Kahtlemata on tulevase suletud ökoloogilise süsteemi põhikomponendiks taimed. Kosmoselaevade pardal kõrgemate taimede ja fotosünteetiliste ainuraksete organismide uuringud on näidanud, et kosmoselennu tingimustes läbivad taimed kõik arenguetapid alates seemnete idanemisest kuni esmaste organite moodustumiseni, õitsemise, viljastumise ja uue põlvkonna seemnete küpsemiseni. Seega tõestati eksperimentaalselt taimede täieliku arengutsükli (seemnest seemneni) elluviimise põhimõtteline võimalus mikrogravitatsiooni tingimustes. Kosmosekatsete tulemused olid nii julgustavad, et võimaldasid juba 1980. aastate alguses järeldada, et bioloogiliste elu toetavate süsteemide arendamine ja selle alusel ökoloogiliselt suletud süsteemi loomine piiratud hermeetilises mahus ei olegi nii raske ülesanne. . Kuid aja jooksul sai selgeks, et probleemi ei saa täielikult lahendada, vähemalt enne, kui on kindlaks määratud (arvutatud või katseliselt) peamised parameetrid, mis võimaldavad selle süsteemi massi- ja energiavoogusid tasakaalustada.

Toiduvarude uuendamiseks on vaja süsteemi tuua ka loomi. Muidugi peaksid need esimestel etappidel olema loomamaailma "väikesed" esindajad - molluskid, kalad, linnud ja hiljem võib-olla küülikud ja muud imetajad.

Seega peavad astronaudid planeetidevaheliste lendude ajal õppima mitte ainult taimi kasvatama, loomi pidama ja mikroorganisme kasvatama, vaid ka välja töötama usaldusväärse viisi "kosmoselaeva" juhtimiseks. Ja selleks tuleb esmalt välja selgitada, kuidas üksik organism kosmoselennul kasvab ja areneb ning seejärel milliseid nõudeid seab suletud ökoloogilise süsteemi iga üksik element kogukonnale.

Minu peamiseks ülesandeks uurimistöös oli välja selgitada, kui huvitav ja põnev on olnud kosmoseuuringud ja kui kaua see veel aega peab minema!

Kui kujutate vaid ette, milline on meie planeedi elu mitmekesisus, siis mida võib siis kosmose kohta oletada ...

Universum on nii suur ja tundmatu, et sedalaadi uuringud on meie, planeedil Maa elavate inimeste jaoks üliolulised. Kuid me oleme alles teekonna alguses ja meil on nii palju teada ja näha!

Kogu selle töö tegemise aja jooksul sain teada nii mõndagi huvitavat, mida ma ei osanudki kahtlustada, sain teada suurepärastest teadlastest nagu Carl Sagan, sain teada kõige huvitavamatest 20. sajandil läbi viidud kosmoseprogrammidest nii USA-s kui ka NSV Liidus õppisin ma palju kaasaegsete programmide, nagu BION, ja paljude muude asjade kohta.

Uurimine jätkub...

Kasutatud allikate loetelu

Big Children's Encyclopedia Universe: populaarteaduslik väljaanne. - Vene Entsüklopeediaühing, 1999. Sait http://spacembi. *****/ Suure entsüklopeedia universum. - M.: Kirjastus "Astrel", 1999.

4. Entsüklopeediauniversum (ROSMEN)

5. Wikipedia sait (pildid)

6.Kosmos aastatuhande vahetusel. Dokumendid ja materjalid. M., Rahvusvahelised suhted (2000)

Lisa.

"Marsi ülekanne"

"Marsi ülekanne" Tulevase astronautide bioloogilise ja tehnilise elu tagamise süsteemi ühe lüli väljatöötamine.

Sihtmärk: Uute andmete saamine gaasi-vedeliku varustamise protsesside kohta juurtega asustatud keskkonnas kosmoselennu ajal

Ülesanded: Niiskuse ja gaaside kapillaardifusiooni koefitsientide katseline määramine

Oodatud tulemused: Taimede kasvatamiseks juurdunud keskkonnaga installatsiooni loomine mikrogravitatsioonitingimuste suhtes

· Komplekt "Eksperimentaalne küvett" niiskuse ülekande omaduste (immutusfrondi kiirus ja niiskusesisaldus üksikutes tsoonides) määramiseks

Videokompleks LIV immutusfrondi liikumise videosalvestuseks

Sihtmärk: Uute arvutitehnoloogiate kasutamine astronaudi viibimise mugavuse parandamiseks pikaajalisel kosmoselennul.

Ülesanded: Konkreetsete ajupiirkondade aktiveerimine, mis vastutavad astronaudi visuaalsete seoste eest, mis on seotud tema põlispaikade ja perekonnaga Maal, koos tema jõudluse edasise suurenemisega. Astronaudi seisundi analüüs orbiidil testimise teel erimeetodite järgi.

Kasutatud teadustehnika:

Blokeeri EGE2 (individuaalne astronaudi kõvaketas fotoalbumi ja küsimustikuga)

"vest" Andmete hankimine meetmete väljatöötamiseks, et vältida lennutingimuste kahjulikku mõju ISS-i meeskonna tervisele ja töövõimele.

Sihtmärk: Erinevat tüüpi materjalide uue integreeritud rõivasüsteemi hindamine kosmoselennu tingimustes kasutamiseks.

Ülesanded:

seljas riided "VEST", mis on spetsiaalselt loodud Itaalia kosmonaudi R. Vittori lennuks ISS RS-il; astronaudilt tagasiside saamine psühholoogilise ja füsioloogilise heaolu ehk riietuse mugavuse (mugavuse), kantavuse kohta; tema esteetika; kuumakindluse ja füüsilise hügieeni tõhusus jaama pardal.

Oodatud tulemused: Uue integreeritud rõivasüsteemi "VEST" funktsionaalsuse kinnitamine, sealhulgas selle ergonoomiline jõudlus kosmoselennul, mis vähendab ISS-i pikaajalistel kosmoselendudel kasutatavate riiete kaalu ja mahtu.

slaid 1

Slaidi kirjeldus:

slaid 2

Slaidi kirjeldus:

slaid 3

Slaidi kirjeldus:

slaid 4

Slaidi kirjeldus:

slaid 5

Slaidi kirjeldus:

slaid 6

Slaidi kirjeldus:

Ökofüsioloogilise uurimissuuna edasiarendamiseks olid olulised katsed Nõukogude biosatelliidil Kosmos-110 kahe koeraga pardal ja Ameerika biosatelliidil Bios-3 ahviga pardal. 22-päevase lennu ajal puutusid koerad esimest korda kokku mitte ainult vältimatult omaste tegurite mõjuga, vaid ka mitmete eriefektidega (siinuse närvi ärritus elektrivoolu toimel, unearterite kinnikiilumine jne. .), mille eesmärk on selgitada vereringe närvilise reguleerimise tunnuseid kaaluta olekus. Looma vererõhk registreeriti otse. Ahvi lennu ajal biosatelliidil Bios-3, mis kestis 8,5 päeva, leiti tõsiseid muutusi une ja ärkveloleku tsüklites (teadvuseseisundite killustatus, kiired üleminekud uniselt ärkvelolekusse, sellega kaasnev unefaaside märgatav vähenemine unenägude ja sügava uimasusega), samuti mõne füsioloogilise protsessi igapäevase rütmi rikkumine. Looma surm, mis järgnes varsti pärast lennu varajast lõppu, oli paljude ekspertide sõnul tingitud kaaluta oleku mõjust, mis tõi kaasa vere ümberjaotumise kehas, vedelikukaotuse ja kaaliumisisalduse vähenemise. ja naatriumi metabolism.

Slaid 7

Slaidi kirjeldus:

Slaid 8

Slaidi kirjeldus:

Slaid 9

Slaidi kirjeldus:

Kosmosebioloogiaalased uuringud võimaldasid välja töötada mitmeid kaitsemeetmeid ja valmistasid ette võimaluse inimesele ohutuks lennuks kosmosesse, mis viidi läbi Nõukogude ja seejärel Ameerika laevade lendudega inimestega pardal. Kosmosebioloogia tähtsus sellega ei piirdu. Selle valdkonna teadusuuringud on jätkuvalt eriti vajalikud mitmete probleemide lahendamiseks, eelkõige uute kosmoseteede bioloogilise uurimise jaoks. See eeldab uute biotelemeetria meetodite väljatöötamist (meetod bioloogiliste nähtuste kauguurimiseks ja bioloogiliste näitajate mõõtmiseks), implanteeritavate seadmete loomist väikese telemeetria jaoks (tehnoloogiate kogum, mis võimaldab operaatorile või kasutajale edastada kaugmõõtmisi ja koguda teavet). ), kehas tekkiva erinevat tüüpi energia muundamine elektrienergiaks, mis on vajalik selliste seadmete toiteks, uued meetodid teabe "kokkusurumiseks" jne. Ka kosmosebioloogial on biokomplekside ehk suletud ökoloogiliste süsteemide väljatöötamisel äärmiselt oluline roll. autotroofsete ja heterotroofsete organismidega, vajalik pikaajalisteks lendudeks.

Kosmosebioloogia on bioloogia haru, mis uurib elusorganismide olemasolu tunnuseid maavälistes tingimustes, kosmiliste tegurite mõju neile, aga ka elu olemasolu võimalikkust teistel planeetidel.

Kosmosebioloogia tekkimist ja arengut seostatakse kaasaegse teaduse ja raketitehnoloogia eduga, mis võimaldas sooritada lende väljaspool maakera atmosfääri.

Kosmosebioloogia arendab uurimismeetodeid ja vahendeid inimeste ja loomade elu tagamiseks kosmoselennul, kui elusorganismi võivad üheaegselt mõjutada mitmesugused tegurid. Esiteks on need ioniseeriv kiirgus (vt Kosmiline kiirgus), kiirendused ja kaaluta olek, aga ka pikaajaline isolatsioon piiratud motoorse aktiivsuse tingimustes, tehisatmosfäär, teatud toitumisharjumused jne. Nende tegurite mõju inimesele loomi ja taimi uuritakse laboris, simuleerides üksikuid kosmoselennu tegureid, või lendudel Maa tehissatelliitidel ja kosmoselaevadel, mida otseselt juhib inimene.

Elu olemasolu teistel planeetidel probleemi lahendamisel uuritakse nende planeetide looduslikke tingimusi, analüüsitakse meteoriitide koostist võrreldes elu avaldumisvormidega Maal erinevates kliimatingimustes (Arktika, Antarktika, mäed, kõrbed jne).

Uurimisobjektidena kasutatakse loomi (ahvid, koerad, hiired, merisead), putukaid (drosophila kärbsed jt), taimi (üherakulised vetikad -; nisu, herne, sibula jm seemned).

Uuringud loomadega, kes on sooritanud lende erinevatel lennukitel (sh rakettidel), on andnud teaduslikke tõendeid inimeste avakosmosesse lendamise võimalikkusest.

Biomeditsiiniliste uuringute käigus uuritakse organismi funktsionaalseid süsteeme (südame-veresoonkonna, hingamisteede, seedesüsteemi jne), mis iseloomustavad selle üldist seisundit, taluvuspiire kahjulike tegurite mõju suhtes; viia läbi organismi kaitsefunktsioonide uuring, vere, uriini, vereloome funktsioonide seisundi biokeemilised uuringud tsütoloogiliste ja histoloogiliste meetoditega. Taimedel ja äädikakärbestel viiakse läbi kosmoselennutegurite mõjul pärilike tunnuste edasikandumise ja kasvu protsesside geneetilised uuringud.

Kaasaegseid meetodeid ja seadmeid kasutatakse kosmosebioloogia uuringutes laialdaselt. Niisiis, erinevate funktsionaalsete süsteemide seisundi uurimiseks ja kontrollimiseks kasutatakse elektrofüsioloogilisi seadmeid (elektroentsefalograafid, elektrokardiograafid, müograafid jne); mõõta füüsikalisi ja füsioloogilisi parameetreid, mis iseloomustavad uuritava objekti seisundit ja selle elutingimusi vahetult lennu ajal - telemeetrilised meetodid, televisioon, mis võimaldab objekti distantsilt jälgida, arvutusmasinad, mis võimaldavad õigeaegset ja töödelda täpselt teavet, mis on vajalik kosmoselaeva kokpitis elava objekti seisundi jälgimiseks.

Saadud andmed kosmoselennu üksikute tegurite mõju kohta elusorganismidele võimaldasid välja töötada kaitsemeetmed inimlendude ohutuse tagamiseks kosmoses - hermeetilised kajutid, kaitsevahendid ioniseeriva kiirguse eest jne (vt Kosmosemeditsiin).

Kosmosebioloogia suur ja väga keeruline probleem on vahendite väljatöötamine, et tagada normaalne inimelu kosmoselendude ajal. Astronaudile sobiva elu toetava süsteemi valiku määrab kosmoselennu kestus. Niisiis kasutatakse vaid mõnepäevase lennu jaoks elu toetavat süsteemi, mis põhineb Maalt võetud toidu, vee ja hapniku või ülitõhusate hapnikku imavate ja vabastavate keemiliste ühendite kasutamisel.

Pikaajalistel kosmoselendudel teistele Päikesesüsteemi planeetidele, kui Maalt võetud reservid ei suuda astronaute pakkuda, hakatakse kasutama keerukamaid elutagamissüsteeme, mis põhinevad kosmoseaparaadi salongis olevate ainete bioloogilisel tsüklil. Sellega seoses tehakse katsetööd, et põhjendada kosmoseaparaadi salongis inimeluks vajalike tingimuste tagamise põhimõtteid ja meetodeid.

Astronautide õhuga varustamiseks kasutatakse kajutite gaasikeskkonna füüsikalisi või füüsikalis-keemilisi meetodeid, st kasutatud õhu muutmist hingamiseks sobivaks õhuks, lisades veidi värsket, regenereerimata õhku reservidest võetud varudest. Maa.

Veevarustussüsteem tagab vee taaskasutamise inimjäätmetest (väljahingatav õhk, uriin). Destilleerimise, elektroosmoosi, ioonvahetusvaikudega puhastamise jms abil on võimalik saada joogiks sobivat vett.

Astronautide varustamiseks vajalike toitainetega luuakse bioloogilised kooslused: taim – loom – inimene. Selleks saab laeval kasutada vetikaid (näiteks klorella), aiakultuure, loomaaia- ja fütoplanktonit, kodulinde, küülikuid jm. Selliste süsteemide loomine on vajalik tingimus inimese lendamise tagamiseks teistele planeetidele. Päikesesüsteem.

Kokkuvõttes on kosmosebioloogia teadussaavutused avaldanud suurt mõju üldbioloogia arengule ja aidanud kaasa kosmosemeditsiini edule inimeste kosmoselendude toetamise probleemide lahendamisel.