Характеристики на биологичните процеси в пространството. Биологични изследвания в пространството

Секторът на медицината, който е предназначен да гарантира здравето на космонавтите, може да подобри благосъстоянието на хората и на земята.

Космическата медицина като отделна дисциплина произхожда от 50-те години на миналия век. Когато хората просто започнаха да завладеят пространството - среда, която не е предназначена за живота на човек, тя е предназначена да се справи с непосредствения ефект на микрогравността върху човешката физиология. Постепенно космическото лекарство се срещна с далечни последици от влиянието на почти пълна безтегловност, радиация и дългосрочна изолация на експедиции от останалия свят.

Първите астронавти, разбира се, станаха военни тестови пилоти, обаче, беше очевидно, че космосът трябва да бъде изпратен на лекарите, за да могат да изучават реакцията на тялото на факторите полет в космоса. Борис Егоров стана първият космонав лекар - през октомври 1964 г. прекарва повече от един ден на борда на кораба Voskhod-1 и събра значителен материал за действието на претоварване и микрогравността към вестибуларния апарат.

НаСА е свързала лекарите с разработването на космически програми и оборудване (включително системи за поддържане на живота, скеле, шлюзове и др.) През 1967 година. Първият от тях става Stori Masgrave, който по-късно участва в шест полета под програмата Space SHTTL.

Въпреки че космическата медицина отскоро е пристъпила напред, тя все още се основава до голяма степен на способността да върне астронавта, за да се приземи в случай, че се нуждае от сериозни медицински грижи. Въпреки това, в светлината на планираните дългосрочни мисии в космоса (по-специално, полети до Марс) се разработват нови методи за диагностика и лечение под безтегловност.

Диагностика, операции и възстановяване в пространството

В случай на определена медицинска ситуация на борда космически кораб или станция, може да се наложи специално оборудване за образуване на диагноза. Рентгеновите и КТ изчезват, тъй като се използва радиация, неприемливо под космическата среда. Най-оптималната опция става ултразвук, тъй като ви позволява да правите снимки на различни органи и тъкани и не изисква тежко общо оборудване. Малки, размер с лаптоп, ултразвукови устройства вече се използват от НАСА, за да се провери състоянието на очите и оптичния нерв сред астронавтите, които прекарват дълго време в орбита.

Мариачният скенер дава голям от ултразвук, възможностите за диагностика, но е много труден и пътища. Въпреки това, последните служители на Университета в Саскачеван (Канада) разработиха компактен MRI апарат, който тежи по-малко тона (теглото на средния скенер - 11 тона), струва около 200 хиляди долара и не засяга работата на електронното оборудване на борда .

За извършване на коремни лапароскопски телевизионни операции в космоса, виртуалният разрез на американската компания, заедно с НАСА, разработи хирургически размер на робот с човешки юмрук. Управление на тях ще бъде лекар на земята. За условията на микрографии, биологичните течности по време на оперативната интервенция не са разпределени по време на модула, изследователите от университета Карнеги Мелон и Луисвилския университет създават специална хирургична система, AISS (хирургична система за потапяне на акюс). Това е прозрачна кутия, която е насложена върху раната и е пълна със стерилен физиологичен разтвор - не позволява на кръвта да изтече. Системата позволява на хирурзите да работят с рана, както и когато налягането се промени в него, извърши кръвно налягане, така че по-късно, ако е необходимо, може да се върне в кръвоносната система.

Cosmos засяга вирусите и бактериите точно като хората. Съгласно проведените проучвания, условията на микрогравита увеличават вирулистите на такива организми; Те започват да се възпроизвеждат по-активно, мутарат по-бързо, по-добре да се противопоставят на антибиотиците. Алтернативно, студена плазма може да се използва като алтернатива на унищожаването на вируси и бактерии. В лабораторни условия Установено е, че тя убива повечето микроорганизми и увеличава скоростта на затягане на рани.

Общи здравословни проблеми в пространството

Лекарите и космонавтите трябва да се изправят пред различни разнообразни проблеми. Сред тях са "космическа болест" (замаяност и загуба на равновесие при напускане на земната гравитация и се връщат към нея), "космическа остеопия" (загуба на костна маса по време на престоя им в микрогравността, средно 1% на месец), загуба на мускулна маса, тъй като мускулите не са необходими за преодоляване на тежестта, увреждане на зрението поради повишеното вътречерепно налягане и много други.

На записаните в момента заболявания и държави, от които участниците страдаха от различни космически експедиции, - инфекции на горните дихателни пътища, вирусен гастроентерит, дерматит, безсъние, "морска болест", аритмия, бъбречна колики, но е очевидно, че по време на дълги мисии За отдалечени хората ще трябва да се изправят пред други медицински проблеми.

Всеки от тях, особено сериозно заболяване или нараняване, може потенциално да повлияе негативно на курса на експедицията, да доведе до неуспех и загуба на членове на екипажа. Връщането на Земята ще бъде или невъзможно, или много трудно, в зависимост от пътя, който вече е пътувал, следователно предоставянето на медицински грижи (включително спешни и психологически) трябва да бъде напълно или толкова автономно, колкото е възможно.

Земя и космическа медицина

Развитието, направено за космически експедиции, може да бъде полезно за земята. Някои от тях вече са станали реалност. Например, технологиите за обработка на цифрови изображения, които са разработени в НАСА, за да получат по-добра картина на луната, са използвани в MRI и CT устройства. Пяната с ефекта на паметта, която днес се използва в ортопедични матраци и възглавници, първоначално е създаден, за да се гарантира удобството и безопасността на пилотите.

И това е само малка част от такива "клонове" на космическите изследвания. Космическа медицина, развиваща се, не само може да води човек на звездите, но и да направи живота си у дома - на земята.

Научната биология включва много различни раздели, големи и малки дъщерни дружества. И всеки от тях е важен не само в човешкия живот, но и за цялата планета като цяло.

През втория век в един ред хората се опитват да изучават не само земното разнообразие от живота във всичките си прояви, но и да знаят дали има живот извън планетата, в пространството разширява. Тези въпроси са ангажирани със специална наука - космическа биология. За нея и ще бъдат обсъдени в нашия преглед.

Раздел

Тази наука е сравнително млада, но много интензивно развиваща се. Основните аспекти на изследването са:

1. Факторите на външното пространство и тяхното влияние върху организмите на живите същества, жизненоважната дейност на всички живи системи в условията на пространството или самолета.
2. Развитието на живота на нашата планета с участието на пространството, еволюцията на живите системи и вероятността от съществуване на биомаса извън нашата планета.
3. Възможност за изграждане на затворени системи и създаване на реални условия на живот в тях за удобно развитие и растеж на организмите в космоса.

Космическата медицина и биологията са тясно свързани помежду си със науките, заедно изучават въпросите на физиологичното състояние на живите същества в пространството, тяхното разпространение на междупланетни пространства и еволюция.

Благодарение на проучванията на тези науки стана възможно да се изберат най-добрите условия за намиране на хора в пространството и без да се прилага вреда за здравето. Огромен материал, събран върху наличието на живот в пространството, възможностите на растенията и животните (едноклетъчни, многоклетъчни) за живеене и развитие в безтегловност.

История на развитието на науката

Корените на космическата биология се връщат обратно древни временаКогато философите и мислителите са натуралистите на Аристотел, Хераклит, Платон и други - наблюдаваха звездното небе, опитвайки се да идентифицира връзката на Луната и слънцето със земята, за да разберат причините за тяхното влияние върху земеделските земи и животните.

По-късно, през средновековието, се опитва да определи формата на земята и да започне обяснението на ротацията му. От дълго време имаше теория, създадена от Птолем. Тя каза, че земята е и всички останали планети и небесни тела Се движат около нея

Въпреки това, друг учен е намерен, полюс Николай Коперник, който доказа неудобството на тези изявления и предложи своята хелиоцентрична система на структурата на света: в центъра - слънцето и всички планети се движат наоколо. В същото време слънцето също е звезда. Неговите възгледи подкрепиха Геордан Бруно, Нютон, Кеплер, Галилея.

Въпреки това, космическата биология като науката се появи много по-късно. Само в XX век руският учен Константин Едурдович Цолковски разработи система, която позволява на хората да проникнат в космическите дълбочини и бавно да ги изучават. Той с право се счита за баща на тази наука. Също така, отваряне във физиката и астрофизиката, квантовата химия и механика на Айнщайн, Бора, Планк, Ландау, Ферми, Капица, Боголюбова и други изиграха голяма роля в развитието на космобиологията.

Нов научно изследванеПодкрепени на хората да направят дълго планирани отклонения в пространството, позволяват да се разпределят специфични медицински и биологични значимост за безопасността и влиянието на непланираните условия, които формулират Цоилоковски. Каква беше тяхната същност?

1. На ученият се дава теоретична обосновка на влиянието на безтегловност на организмите на бозайниците.
2. Той симулира няколко варианта за създаване на COSMOS условия в лабораторията.
3. Предлага се възможности за получаване на космонавти храни и вода с растения и цикъл на вещества.

Така беше Цоолоковски, че всички основни постулати на астронавтиката бяха положени, които днес не губят значението си.

Безтегловност

Съвременните биологични изследвания в областта на изучаването на влиянието на динамичните фактори върху човешкото тяло в условията на пространството позволява максимално за облекчаване на астронавтите от отрицателно влияние Тези най-много фактори.

Разграничават се три основни динамични характеристики:

• вибрации;
• ускорение;
• безтегловност.

Най-необичайното и важно за действието на човек е именно безтегловно. Това условие, в което силата на тежестта изчезва и не се заменя с други инерционни ефекти. В същото време човек напълно губи способността да контролира позицията на тялото в пространството. Това състояние започва в долните слоеве на пространството и продължава в цялото му пространство.

Медико-биологичните проучвания показват, че в състояние на безтегловност в човешкото тяло се случват следните промени:

1. Сърдечен патент.
2. Мускулите се отпускат (тон).
3. Намалена производителност.
4. Възможни пространствени халюцинации.

Човек в безтегловност е в състояние да бъде до 86 дни без вреда на здравето. Това е доказано от опитни и потвърдени от медицинска гледна точка. Въпреки това, една от задачите на космическата биология и медицина днес е развитието на комплекс от мерки за предотвратяване на въздействието на безтегловно значение на човешкото тяло като цяло, премахване на умората, увеличаване и консолидиране на нормалното изпълнение.

Има редица условия, които поддържат космонавтите да преодолеят безтегловата и поддържат контрол върху тялото:

За да се постигнат добри резултати в преодоляването на безтеглонеността, астронавтите са добре обучени на земята. Но за съжаление, докато модерните не позволяват такива условия в лабораторията. На нашата планета преодоляваме гравитацията, това не е възможно. Това е и една от задачите за бъдещето за космическа и медицинска биология.

Претоварване в пространството (ускорение)

Друг важен фактор, засягащ човешкото тяло в пространството, е ускорение или претоварване. Същността на тези фактори се свежда до неравномерно преразпределение на товар върху тялото със силен високоскоростни движения в космоса. Разпределят два основни вида ускорение:

• краткосрочен;
• дълго.

Според медицинските и биологичните изследвания, а другото ускорение е много важно при оказването на влияние върху физиологичното състояние на космонавия организъм.

Например, при действието на краткосрочни ускорения (те продължават по-малко от 1 секунда), могат да възникнат необратими промени в организма молекулярно ниво. Също така, ако органите не са обучени, има достатъчно слаби, съществува риск от разкъсване на техните черупки. Такива въздействия могат да бъдат извършени при отделяне на капсулата с космонавт в пространството, когато той е катапулт или при засаждане на кораб в орбити.

Ето защо е много важно астронавтите да са преминали задълбочен медицински преглед и определено физическо обучение, преди да летят в космоса.

Наблюдава се дългосрочно ускорение, когато ракетата се започне и каца, както и по време на полета на някои пространствени места на пространството. Ефектът от такива ускорения върху органа съгласно данните, които се предоставят от научни медицински изследвания следното: \\ t

• сърдечен патент и импулс;
• проучване на дишането;
• има гадене и слабост, кожата на кожата;
• той страда от зрение, червен или черен филм се появява пред очите му;
• може би чувство на болка в ставите, крайниците;
• капки мускулен тонус;
• нерво-хуморално регулиране се променя;
• става друг газов обмен в белите дробове и в тялото като цяло;
• може би появата на изпотяване.

Претоварване и безтегловност причиняват медицински учени да измислят различни начини. Позволявайки да се адаптира, обучава астронавтите, така че те да могат да издържат на действието на тези фактори без ефекти върху здравето и без загуба на изпълнение.

Един от най ефективни начини Cosmonaut обучение за ускорение е центрофужно устройство. В нея могат да се наблюдават всички промени, които се случват в организма под действието на претоварване. Той също така ви позволява да тренирате и да се адаптирате към влиянието на този фактор.

Летящи в космоса и медицина

Космическите полети определено ще имат много голямо въздействие върху здравето на хората, особено непелатирани или хронични заболявания. Ето защо, важен аспект е медицинските изследвания на всички тънкости на полет, всички реакции на тялото върху най-разнообразните и невероятни ефекти на непланираните сили.

Летенето в безтегловни причини причинява съвременна медицина и измисля биология и формулиране (в същото време и упражнява, разбира се) набор от мерки за гарантиране на космонавтите на нормалното хранене, отдих, кислород, поддържане на производителността и т.н.

В допълнение, медицината е предназначена да предостави на космонавтите, достойна помощ в случай на непредвидени, извънредни ситуации, както и защита срещу въздействието на неизвестните сили на други планети и интервали. Много е трудно, то изисква много време и сили, голяма теоретична база, използвайки само най-новото модерно оборудване и наркотици.

В допълнение, медицината по физика и биология има задача да защитава космонавтите от физически фактори Условия на пространството, като:

• температура;
• радиация;
• натиск;
• метеорити.

Ето защо, проучването на всички тези фактори и характеристики е много важно.

в биология

Космическата биология, като всяка друга биологична наука, има определен набор от методи, които позволяват изследвания, натрупват теоретичен материал и потвърдени от практическите си заключения. Тези методи с течение на времето не остават непроменени, подложени на актуализации и надстройки в съответствие с текущото време. Въпреки това, исторически установените методи на биология все още остават от значение за този ден. Те включват:

1. Наблюдение.
2. Експеримент.
3. Исторически анализ.
4. Описание.
5. Сравнение.

Тези методи на биологични изследвания са основни, уместни по всяко време. Но има редица други, които са възникнали с развитието на науката и технологиите, електронната физика и молекулярната биология. Те се наричат \u200b\u200bмодерни и играят най-голямата роля в изследването на всички биологични и химически, медицински и физиологични процеси.

Съвременни методи

1. Методи генното инженерство и биоинформатика. Това включва агробактериална и балистична трансформация, PCR (полимеразни верижни реакции). Ролята на биологичните проучвания на такъв план е голяма, тъй като те ви позволяват да намерите възможности за решаване на проблема с насищането и кислородните и кабините за удобно състояние на астронавтите.
2. Методи за протеинова химия и хистохимия. Разрешено да контролира протеините и ензимите в живи системи.
3. Използване на флуоресцентна микроскопияСупериорна микроскопия.
4. Използване на молекулярна биология и биохимия и техните изследвания.
5. Biotelemetry. - методът, който е резултат от комбинация от инженери и лекари на биологична основа. Тя ви позволява да контролирате всички физиологично важни функции на работата на тялото на разстояние, използвайки радиоканали на човешкото тяло и компютърно-регистратор. Космическата биология използва този метод като основен за проследяване на ефектите на Cosmos условията за космонавтични организми.
6. Биологична индикация за междупланетинното пространство. Високо важен метод Космическа биология, която позволява да се оценят междупланетните състояния на околната среда, да се получи информация за характеристиките на различните планети. Основата тук е използването на животни с вградени сензори. Той е експериментални животни (мишки, кучета, маймуни) добивна информация от орбити, която се използва от сухоземни учени за анализ и заключения.

Съвременните методи на биологични изследвания позволяват да се решават напредналите задачи не само на космическата биология, но и универсална.

Проблеми на космическата биология

Всички изброени методи за медицински и биологични изследвания, за съжаление, все още не могат да разрешат всички проблеми на космическата биология. Има няколко актуални въпроси, които остават неотложни до днес. Помислете за основните проблеми, пред които са изправени космическата медицина и биологията.

1. Изборът на подготвен персонал за полет до космоса, чийто здравен статус може да задоволи всички изисквания на лекарите (включително космонавтите, за да издържат на твърдо обучение и обучение за полети).
2. Достоенно ниво на подготовка и доставка на всички необходими семинари космически екипажи.
3. Гарантиране на сигурността във всички отношения (включително тези от неизследвани или чуждестранни фактори на въздействията от други планети) на работници и въздухоплавателни средства.
4. Психофизиологична рехабилитация на космонавтите, когато се връщат на земята.
5. Разработване на начини за защита на космонавтите и от
6. Осигуряване на нормални условия на живот в каютите при летене в космоса.
7. Разработване и прилагане на модернизирани компютърни технологии в космическата медицина.
8. Въвеждането на космически телемедицин и биотехнологии. Използване на методи за тези науки.
9. Решаването на медицински и биологични проблеми за комфортни полети на астронавтите на Марс и други планети.
10. Синтез на фармакологични агенти, които ще решат проблема с оборудването с кислород в пространството.

Разработени, подобрени и интегрирани методи за медицински и биологични изследвания непременно ще решат всички задачи и съществуващи проблеми. Въпреки това, когато това е - сложен въпрос и доста непредсказуем.

Трябва да се отбележи, че решението на всички тези въпроси е ангажирано не само учените на Русия, но и учен на Съвета на всички страни по света. И това е голям плюс. В крайна сметка съвместните изследвания и търсения ще дадат неосвещен по-голям и бърз положителен резултат. Затвори глобалното сътрудничество в решаването космически проблеми - ключът към успеха в развитието на непланирано пространство.

Съвременни постижения

Има много такива постижения. В крайна сметка, интензивна работа, внимателно и усърдно дневно, което дава възможност да се намерят всички нови и нови материали, да се направят заключения и формулиране на хипотези.

Един от основните открития XXI век в космологията беше откриването на вода на Марс. Той веднага даде основание за раждането на десетки хипотези за присъствието или липсата на живот на планетата, за възможността за презаселване на землища за Марс и т.н.

Друго откритие е, че възрастовите рамки са идентифицирани от учени, в рамките на които човек може да бъде толкова удобен и без тежки последствия в пространството. Тази възраст започва от 45 години и завършва около 55-60 години. Младите хора, които влизат в космоса, са изключително силно страдащи от психологически и физиологично да се връщат на земята, едва се адаптират и възстановяват.

Беше открит вода и на Луната (2009). Също така на земния сателит бяха намерени живак и голямо количество сребро.

Методи за биологични изследвания, както и инженерни и физически индикатори, позволяват да се сключи с увереност за безвредността (поне никаква по-голяма вреда, отколкото на земята) излагане на йонна радиация и облъчване в пространството.

Научните изследвания са доказали, че дълъг престой в космоса не налага отпечатък върху държавата физическо здраве космонавти. Въпреки това, проблемите остават психологически.

Проведени бяха проучвания, доказващи, че по-висшите инсталации реагират по различен начин за намиране на космически пространства. Семената на някои растения по време на проучването не показват генетични промени. Други, напротив, показват очевидни деформации на молекулярно ниво.

Експериментите, провеждани върху клетките и тъканите на живите организми (бозайници), доказаха, че пространството не засяга нормалното състояние и функционирането на тези органи.

Различни видове медицински изследвания (томография, MRI, кръвни и уринови тестове, кардиограма, изчислена томография и т.н.) ни позволяват да заключим, че физиологичните, биохимичните, морфологичните характеристики на човешките клетки остават непроменени, когато останат в пространството до 86 дни .

В лабораторните условия е пресъздадена изкуствена система, което дава възможност да се доближи до състоянието на безтегловност и по този начин да се проучат всички аспекти на влиянието на това състояние върху тялото. Това е позволено от своя страна да разработи редица превантивни мерки за предотвратяване на въздействието на този фактор по време на полета на човек в безтегловност.

Резултатите от екзобилите бяха данните, показващи наличността органични системи Извън биосферата на земята. Докато теоретичната формулировка на тези предположения е възможна, но скоро учените планират да произвеждат и практически доказателства.

Благодарение на изследванията на биолозите, физиците, лекарите, природозащитниците и химиците бяха разкрити дълбоки механизми за въздействието на хората в биосферата. За да постигне това възможен начин Създаване на изкуствени екосистеми извън планетата и им осигуряват същото влияние, както на земята.

Това не са всички постижения на космическата биология, космологията и медицината днес, но само основни. Има голям потенциал, чиято изпълнение е задача на изброените науки за бъдещето.

Живот в космоса

Според съвременните идеи животът в космоса може да съществува, тъй като последните открития потвърждават наличието на подходящи условия на някои планети за появата и развитието на живота. Въпреки това, мненията на учените в този брой са разделени на две категории:

• няма живот навсякъде, освен земята, никога не се е случвала и няма;
• животът е в огромните пространства на космоса, но хората все още не са го намерили.

Кои от хипотезите са правилни - да се решават всеки лично. Доказателства и опростяване и за един, и за друг достатъчно.

Цялата космическа индустрия и Роскосмос работят за въвеждането на космически технологии в медицината. Какво изобретение и развитието на пространството помагат за спасяването на живота и правилно здравето след най-тежките заболявания, "Lenta.ru".

Бърз резултат

Предприятието, включено в Roscosmos, се решава чрез медицински проблеми. Така например в изследователския институт на космическия апарат е създаден уникален анализатор "Biofot-311": с нейната помощ е възможно да се проведат експресни тестове на кръв в най-краткия възможен момент, както в пространството и на земята. Като цяло, тя е предназначена за експлоатация на биохимични изследвания на серумната и кръвната плазма, урината, както и други биохимични течности и е насочена към широко разпространение.

В допълнение, NII KP е разработил външно подобен на биопсивно устройство, което е предназначено за диагностика (биопсия) вътрешни органи Чрез вземане на проба от тъкани за нейния хистологичен анализ и по-специално идентифициране на причините за патологични образувания в структурата на тялото, оценка на ефективността на терапевтичните мерки. Преди това такива технологии бяха използвани изключително в космическата медицина, но сега те са успешно и ефективно интегрирани в медицината.

Орбитална печата

Разширените технологии, включително медицински, често са тествани в пространството. Така че, наскоро част от Roscosmos, комбинираната ракетна космическа корпорация подписа споразумение с компанията "3D Bioprinting Solyusushes" (резидент на Сколково) за създаването на уникален биоприсмуване на магнитно бофиране на тъкани и органи структури в имунитет космическа станция (ISS).

Създаването на магнитна биопрентер ще отпечата тъкан и органични структури в пространството, суперчувствителен към ефектите на космическото излъчване - сек-орган (например, щитовидната жлеза) за биомониториране на негативния ефект на космическото излъчване в дълъг престой в пространството и развитието на превантивни мерки за противодействие. В бъдеще, технологията на триизмерна магнитна биома може да се използва за коригиране на увреждането на тъканите и космонавите органи с дългосрочни космически полети. На Земята такава технология може да се приложи към по-бърз биопипер на човешки тъкани и органи. Планирано е биопрофинтът за изпращане на борда на Международната космическа станция да бъде готов за 2018 година. Цялата работа по подготовката и провеждането на експеримента ще се извършва в тясно сътрудничество с PJSC "RKK" Energia "и SGTS IMPB RAS.

Не само екзоскелет

Дори преди да започне, Юрий Гагарин е очевиден, че по време на полета човек изпитва колосални товари. И за връщане на земята космонавтът ще изисква рехабилитация с участието на специално развитие. Факт е, че поради местоположението в условията на безтегловност при астронавтите, двигателната функция е най-подложена на разграждане. Причината е липсата на гравитация, защото е именно факторът, благодарение на който имаме мощен скелет, развита мускулна система и мускулно-скелетна система.

Освен това, тъй като извънземните експедиции стават все по-удължени, периодът на възстановяване трябваше да се обмисли все по-внимателно. Всичко започна с технология, която екипажът може да се използва в условия на безтегловност и ограничено пространство. Едно от първото подобно развитие е костюм за пингвин, който е предназначен да създаде аксиално натоварване върху скелет-мускулния апарат и компенсиране на липсата на поддържащи и проприоцептивни функции на астронавтите. Специалистите на ISBP Ras създадоха костюм в края на 60-те години и за първи път го преживяха в контекста на пространството през 1971 година.

В началото на 90-те години руските изследователи решиха да променят пингвина за лечение и рехабилитация на пациенти с нарушения на двигателя, като церебрална парализа. Първият създаден прототип се нарича "Аделе" и се използва за лечение на деца с церебрална парализа. Костюмът все още ви позволява да разберете уменията на правилната разходка и да консолидирате новия стереотип на двигателя, възстановявате функционалните връзки и увеличаване на трофичните тъкани.

В допълнение, съвсем бързо беше въпросът за създаването на костюм, който ще помогне за възстановяването на двигателните функции на хора, които са претърпели инсулт или древно мозъчно увреждане и страдащи от парализа и пареза. За това, въз основа на предишни разработки и с участието на ново ноу-хау, беше създаден терапевтичен костюм за аксиално зареждане "регент".

Системата работи така: костюм създава или увеличава надлъжното натоварване върху скелените структури и увеличава мускулното натоварване при извършване на движения, което от своя страна помага за подобряване на регулирането на метаболитните процеси. Освен това "регент" компенсира липсата на проприолесни функции, като по този начин допринася за пълната или частична рехабилитация на пациентите.

Костюмът премина мащабни тестове на стотици пациенти в подчинените рани и Министерството на здравеопазването на институциите. В резултат на това изследователите установиха, че регентът има положителен ефект не само на двигателя, но и на по-високи умствени функции! Така че, при много пациенти след редовното му приложение, тя беше много закрепена по реч и концентрация.

Снимка: Офис на делата на Руската федерация FGBU " Клинична болница №1 "

Но върху това в центъра на космическата медицина не беше спряно - на същото място за рехабилитация на космонавтите, Corvit е създаден, който симулира поддържащата реакция на краката на човека. Уникалността на устройството е, че тя ви позволява да имитирате индикаторите за физическо въздействие върху крака при ходене: стойността на налягането, временните характеристики. Референтният метод за стимулиране, въз основа на който е създаден Corvit, той се оказа полезен не само на астронавтите, но и на цели групи пациенти. По-специално, той се използва за комплексна рехабилитация на пациенти с мозъчни мозък, тъй като Corvit ви позволява да нормализирате стоянето и ходенето, да подобрите координацията и възстановявате баланса на мускулните флексори и разширители.

Също така на разположение на лекарите и техните пациенти много симулатори и други устройства допринасят за тяхната рехабилитация и се връщат към нормалния живот.

Пълна стимулация.

Друга интересна технология, която преди това е била използвана изключително в космическата медицина, е нискочестотната електростимулация. Първоначално този метод е предназначен да предотврати отрицателното въздействие в пространството до човешкото тяло. В частност, говорим си Относно възстановяването и запазването на човешката мускулна функционалност при хипоцин и микрогравита.

За да разрешите подходящия проблем, учените са разработили пълноправна костюма и преносим електростимулатор. Първите тестове все още бяха на станцията MIR, впоследствие методът на себе си напълно доказани и съответните устройства все още се прилагат за Roscosmos към МКС.

В допълнение, нискочестотната електростимулация се прилага успешно на Земята за лечение на пациенти с травматични заболявания, както и тези, които страдат от различни проблеми с мускулно-скелетната система. Особено приложим в светлината на тази възможност чрез метода за поддържане и възстановяване на свойствата на мускулите в частично или напълно имобилизирани пациенти. Тези технологии се използват активно в спортната медицина.

Полет!

При подготовката на първите космонавти изследователи се сблъскаха с необходимостта от имитиране на безтеглонеността на земята. Един от плодовете на тази дейност е разработването на метод на сух потапяне, който активно се използва за подготовка и последваща рехабилитация на космонавти. По-специално, използването на така наречените потапящи бани е особено популярно.

Тяхното използване допринася за релаксацията на мускулите, помага да се отървете от спазмите и да възстановите мускулния тонус. В допълнение, потапящите бани са полезни, за да се отървете от депресивния, оток и синдром на болката, а също така оказват влияние върху разтоварването на сърцето и намаляват кръвното налягане.

В напоследък Такива комплекси се използват за рехабилитация и запазване на преждевременни деца. Но още по-рано, потапящите вани започнаха да кандидатстват за лечение на рехабилитация в психо-неврология, травматология, ортопедия и други области.

Опасност и не само

Руските учени с подкрепата на Roscosmos разработиха медицински концентратор на кислород, за да създадат атмосфера, обогатена с кислород, директно от атмосферния въздух, например в стаята. Днес това устройство често се използва от спасители и служители на други служби за спешна помощ по време на анестезия и реанимация.

Също така на разположение на представителите на екстремалната медицина сега имат термохимични кислородни генератори, които първоначално са били създадени като резервен източник на кислород върху мисии в случай на отказ на основните системи за неговото производство. Сега тези генератори се ползват от Министерството на отбраната, Министерството на извънредните ситуации и Министерството на вътрешните работи на Русия.

За резервната подкрепа за кислород на космическите станции се развива и куриерският комплекс, който сега се използва активно при бедствия, за да произведе кислород от околния въздух. В този случай комплексът е способен да произвежда кислород директно в точката на потребление и не изисква запаси от консумативи.

И накрая, руските изследователи създадоха апаратурата "дете", за да спасят човек в оживен обективен обект, например в кабината. Апаратът се основава на концепцията за формиране на изкуствена газова среда, а сега е въведена и за използване от екстремни услуги.

Така че космосът е много по-близо, отколкото изглежда: той помага за лечение на хора и спаси живота им. А Роскосмос и нейните съюзници в тази благородна мисия не спират за постигнатото и крачка напред.

GO Lyceum № 000

Калинински район на Санкт Петербург

Изследвания

Медико-биологични изследвания в пространството

Гуризев Олегом

Лидер: Биология на учителите

Санкт Петербург, 2011

Въведение 2.

Началото на медицинските и биологичните изследвания в средата на ХХ век. 3.

Въздействието на космическия полет до човешкото тяло. 6.

Екзобиология. 10.

Перспективи за разработване на изследвания. Четиринадесет

Списък на използваните източници. 17.

Приложение (презентация, експерименти) 18

Въведение

Космическа биология и медицина- Комплексна наука, която изучава особеностите на човешкия живот и други организми в космическия полет. Основната задача на изследванията в областта на космическата биология и медицината е развитието на средствата и методите на живот, запазването на здравето и резултатите на членовете на екипажите на космически кораби и станции в полети с различна продължителност и степен на сложност. Космическата биология и медицината са неразривно свързани с астронавтиката, астрономията, астрофизиката, геофизиката, биологията, авиационната медицина и много други науки.

Уместността на темата е доста голяма в нашия модерен и бърз XXI век.

Темата "медицински и биологични изследвания" се интересувах последните години Две, тъй като реших по избор на професия, реших да направя изследвания по тази тема.

2011 е годишнината - 50 години от деня на първия човешки полет до космоса.

Начало на медицински и биологични изследвания в средатаXX. век

Счита се, че са започнати следните етапи в образуването на космическа биология и медицина: 1949 - за първи път, възможността за провеждане на биологични изследвания по време на полетите на ракети 1957 - за първи път живо същество (куче Husky) изпрати на второ място поляния на орбиталния полет изкуствен сателит Земя; 1961 - първият пилотен полет в космоса, перфектно. С цел научна обосновка Изследвани са възможностите за сигурен полет на лице в космоса, преносимостта на въздействията, характерни за началния, орбиталния полет, слизане и кацане на Земята на космическия въздухоплавателното средство (CLA), и работата на биотелеметричното оборудване и системи за осигуряване на преживяването на астронавтиците изпитваха. Фокусът беше върху изследването на влиянието върху тялото на безтегловност и космическо радиация.

Като (куче-космонавт) 1957

R.резултатите, получени по време на биологичните експерименти върху ракети, вторият изкуствен сателит (1957), завъртян от сателитен космически кораб (1960-1961), заедно с данните на наземните клинични, физиологични, психологически, хигиенични и други проучвания, всъщност отвориха пътя на пътя в космоса . В допълнение, биологичните експерименти в пространството на етапа на подготовка на първото космическият полет на лицето ни позволи да идентифицираме редица функционални промени, произтичащи от органа под действието на полетните фактори, което е основа за планиране на последващи експерименти върху животни и растителни организми в полети на колесния космически кораб, орбитални станции и биоспутари. Първият биологичен спътник в света с експериментални животни - куче "като" като ". Обявена в Orbit 11/03/1957 и е там за 5 месеца. Сателитът съществуваше в орбита до 04/14/1958. На сателита имаше два радиопредаватели, телеметрична система, софтуерно устройство, научен инструмент за изследване на радиацията на слънцето и космическите лъчи, регенерацията и системите за терморелация Да се \u200b\u200bподдържат условията, необходими за съществуването на животно в кабината. Получават се първата научна информация за състоянието на жив организъм в пространствените летателни условия.

Постижения в областта на космическата биология и лекарството до голяма степен предопределят успеха в развитието на космената космонавтика. Заедно с полет , перфектно на 12 април 1961 г., трябва да се отбележи такова епохимично събитие в историята на астронавтиката, като слизане на 21 юли 1969 г. Астронавтите Армстронг (N. Armstrong) и Олдрина (E. aldrin) на повърхността на луната и многомесечните (до година) полети на екипажите орбитални станции "Поздрав" и "мир". Това стана възможно поради развитието на теоретичните основи на космическата биология и медицината, методологията за провеждане на медицински и биологични изследвания в космическите полети, обосноваването и прилагането на методите за подбор и обучение на астронавтите преди полет, както и Развитие на поминък, медицински контрол, запазване на здравето и изпълнението на членовете на екипажа в полет.

Екипът на Appol1 (вляво надясно): Нийл. A. Armstrong, команден модул Пилот Майкъл Колинс, командир Едуин (Buzz) Е. Алдрин.

Въздействието на космическия полет до човешкото тяло

В космическия полет до човешкото тяло, е засегнат комплекс от фактори, свързани с динамиката на полетите (ускорение, вибрации, шум, безтегловност), докато в херметична стая с ограничен обем (модифицирана газова среда, хипокинезия, невро-емоционално напрежение, и т.н.), както и космически фактори като местообитание (космическо радиация, ултравиолетова радиация и др.).

В началото и в края на космическия полет до тялото влияе на линейните ускорения . Техните величини, градиента на покачване, време и посока на действие по време на пускането и премахването на орбитата на Clavo зависят от особеностите на ракета-космическия комплекс, а през периода на връщане на земята - от балистичните характеристики на. \\ T полет и вид на CLA. Изпълнението на маневри в орбита също е придружено от въздействието на ускоренията върху тялото, но техните величини са незначителни по време на полетите.

Начало на космическия кораб Soyuz TMA-18 към Международната космическа станция от Baikonur Cosmodrome

Основна информация за ефекта от ускоренията върху човешкото тяло и методите за защита срещу техните неблагоприятни действия бяха получени в научни изследвания в областта на авиационната медицина, космическата биология и медицината са завършили тази информация. Установено е, че пребиваването в условия на безтегловност, особено за дълго време, води до намаляване на устойчивостта на организма към действието на ускоренията. В това отношение, няколко дни преди слизането от орбитата, астронавтите отиват в специален начин на физическо обучение, а директно преди спускане, добавките на водните сол се получават за увеличаване на степента на хидратация на организма и обема на. \\ T кръв. Разработени са специални седалки - животи и анти-спедиторски костюми, което осигурява увеличаване на поносимостта на ускоренията при връщането на астронавтите на земята.

Сред всички космически фактори са постоянни и практически нефинирани в лабораторните условия е безтегловност. Ефектът от нея върху тялото е разнообразен. Съществуват неспецифични адаптивни реакции, характерни за хроничен стрес и различни специфични промени поради нарушаване на взаимодействието на сензорните системи на организма, преразпределението на кръвта в горната половина на тялото, намаление на динамичното и практически пълно премахване на статично товари върху мускулно-скелетната система.

ISS Лято 2008.

Cosmonaut проучвания и многобройни експерименти в областта на космоса "Космос" позволиха да се установи, че водещата роля в появата на специфични реакции, интегрирани в комплекса за симптом на космическата форма на заболяването на движението (манекен), принадлежи към вестибуларния апарат. Това се дължи на подобряването на условията на безтегловност на възбудимостта на рецепторите на порьоти и полукръгли канали и разрушаване на взаимодействието на вестибуларния анализатор и други сензорни системи на тялото. При условията на безтегловност, човешки и животни откриват признаци на детското здраве на сърдечно-съдовата система, увеличаване на кръвния обем в гръдните съдове, застойни явления в черния дроб и бъбреците, променяйки мозъчната циркулация, намаление на плазмения обем. Поради факта, че в условията на безтегловност, секрецията на антидиуретичен хормон, алдостерон и функционалното състояние на бъбреците, се развива хиподхидрата на организма. Това намалява съдържанието на извънклетъчната течност и отстраняването на калциевите соли, фосфора, азот, натрий, калий и магнезий се увеличава от тялото. Промените в мускулно-скелетната система възникват главно в тези отдели, които при нормални условия на живот на земята носят най-голямо статично натоварване, т.е. мускулите на гърба и долните крайници, в костите на долните крайници и прешлени. Налице е намаляването на тяхната функционалност, забавяйки скоростта на периостерна част, остеопороза на поборен субстанция, декалцификация и други промени, които водят до намаляване на механичната якост на костите.

В първоначалния период на адаптация към безтегловност (отнема средно около 7 дни.) Приблизително всеки втори космонаут се случва замаяност, гадене, дисфоардизация на движенията, нарушаване на възприемането на позицията на тялото в пространството, чувството за прилив на кръв към главата , трудността на назалното дишане, влошаването на апетита. В някои случаи това води до намаляване на общото представяне, което затруднява изпълнението на професионалните задължения. Вече в началния етап на полета се появяват първоначални признаци на промени в мускулите и костите на крайниците.

Тъй като продължителността на престоя в безтегловност се увеличава, много неприятни усещания изчезват или изглаждат. Едновременно с това, почти всички космонавти, ако не приемат дължими мерки, преследват промени в състоянието на сърдечно-съдовата система, метаболизма, мускулната и костната тъкан. За да се предотвратят неблагоприятни смени, се използват широк спектър от превантивни мерки и инструменти: вакуумни контейнери, велосипед, бягане, тренировъчни костюми, електромостомалота, обучението, добавките на сол и т.н. Това ви позволява да поддържате добро здраве и високо ниво на членовете на екипажа в дългосрочни космически полети.

Неизбежният съпътстващ фактор на всеки космически полет е хипокинезия - ограничаване на двигателната активност, която въпреки интензивните физически тренировки по време на полета води в условия на безтегловност към цялостното отлагане и астеризация на тялото. Многобройни проучвания показват, че дългосрочната хипокинезия, създадена чрез престой в леглото с наклона на края на главата (-6 °), има практически същото влияние върху човешкото тяло като дългосрочна безтегловност. Този метод за моделиране в лабораторните условия на някои физиологични ефекти на безтегловност се използва широко в СССР и САЩ. Максималната продължителност на такъв модел експеримент, проведена в Института за медицински и биологични проблеми на СССР MD, беше една година.

Специфичният проблем е да се проучи въздействието върху тялото на космическото радиация. Дозиметричните и радиобиологични експерименти позволяват да се създадат и приложат на практика система за осигуряване на радиационна безопасност на космическите полети, която включва средства за контрол на дозиметрията и локална защита, радиопротективни лекарства (радио протектори).

Орбитална станция "мир"

Задачите на космическата биология и медицина включват изследването на биологичните принципи и методи за създаване на изкуствено местообитание върху космическите кораби и станции. За тази цел са избрани живи организми, които се насърчават, за да ги включат като единици в затворена екологична система, изследват производителността и стабилността на популациите на тези организми, моделират експериментални единични системи за живи и неживи компоненти - биогеноценози, определят техните \\ t функционални характеристики и възможности за практическо използване в космическите полети.

Посоката на космическата биология и медицината се развива успешно, като екзобиология, която изследва присъствието, разпространението, характеристиките и еволюцията на живата материя във Вселената. Въз основа на експерименти и изследвания в областта на наземния модел, данните са получили доказателства за теоретичната възможност за съществуването на органична материя извън биосферата. Програмата за търсене също се провежда извънземни цивилизации Чрез регистриране и анализиране на радиосигналите, работещи от космоса.

"Съюз TMA-6"

Екзобиология

Една от посоките на космическата биология; ангажирани в търсене на жив въпрос и органични вещества В пространството и на други планети. Основната цел на екзобиологията е да се получат преки или непреки данни за съществуването на живот в пространството. Основата за това е находките на предшественици на сложни органични молекули ( синилова киселина, формалдехид и т.н.), които се намират в космическото пространство чрез спектроскопски методи (общо до 20 органични съединения). Екзобиологичните методи са различни и са предназначени не само да намерят чужди прояви на живота, но и да се получат някои характеристики на възможните извънземните организми. За да се приеме съществуването на живот в извънземни условия, например, на други планети на слънчевата система, е важно да се установи способността да оцелее организми в експериментално възпроизвеждане на тези условия. Много микроорганизми могат да съществуват с абсолютна нула и високо (до 80-95 ° C) температури; Споровете им са издържали дълбоко вакуум и дълго, сушене. Те се прехвърлят много големи дози йонизиращо лъчение, отколкото в космоса. Извънземните организми вероятно ще имат по-висока адаптивност към живота в среда, съдържаща малко количество вода. Анаеробните условия не служат като пречка за развитието на живота, следователно, теоретично трябва да се приеме съществуването на голямо разнообразие от микроорганизми в пространството, което може да бъде адаптирано към необичайни условия, произвеждащи различни защитни устройства. Експериментите, извършени в СССР и САЩ, не са дали доказателства за съществуването на живот на Марс, няма живот на Венера и Меркурий, малко вероятно е на планети-гиганти, както и техните сателити. В Слънчева система Животът вероятно е само на земята. Според една идея, животът извън земята е възможен само на водно-въглеродна основа, присъща на нашата планета. Друга гледна точка не изключва силиконаммоничната основа, но човечеството все още не притежава методите за откриване на извънземни форми на живот.

"Викинг"

Програма "Викинг"

Програма "Викинг" - Космическа програма НАСА за изследването на Марс, по-специално за наличието на живот на тази планета. Програмата включваше стартирането на два идентични космически кораба - "Viking-1" и "Viking-2", които трябваше да бъдат проведени в орбита и на повърхността на Марс. Програмата Viking е кулминацията на поредица от мисии в проучването на Марс, Маринер-4 през 1964 г., продължава Маринер-6 и Маринер-7, летят през 1969 г., а орбиталните мисии в Mariner-9 през 1971 и 1972 година "Викинги" се състояха в историята на развитието на Марс като първа, безопасно седнала на повърхността, американски космически кораб. Това беше една от най-информативните и успешни мисии на Червената планета, въпреки че не можеше да намери живот на Марс.

И двете устройства бяха пуснати през 1975 г. от нос канал, Флорида. Преди полет, устройствата на спускане бяха внимателно стерилизирани, за да се предотврати инфекцията на Марс с земни форми. Полетото време отне малко по-малко от година И на Марса пристигна през 1976 г. Продължителността на пикингските мисии бе планирана 90 дни след кацане, но всяко устройство работи значително повече от този период. Орбиталният апарат Viking-1 работи до 7 август 1980 г., апаратът на спускане - до 11 ноември 1982 г. Орбиталната служба на Viking-2 оперира до 25 юли 1978 г., апаратът на спускане - до 11 април 1980 г.

Снежна пустиня на Марс. Снимка "Viking-2"

Програма "Bion"

Програма "Bion" Включва всеобхватни проучвания върху животни и растителни организми в полетите на специализирани спътници (биоспутрии) в интерес на космическата биология, медицината и биотехнологията. От 1973 до 1996 г. бяха пуснати 11 биоспар.

Водеща научна институция: SSC RF - Институт по медицински и биологично проблеми на Руската академия на науките (Москва)
Дизайн отдел: GNP RCC "Tsskb-напредък" (Самара)
Продължителност на полета: от 5 до 22.5 дни.
Стартиране на местоположението: Cosmodrome plesetsk.
Площ на кацане: Казахстан
Държави-членки: \\ t СССР, Русия, България, Унгария, Германия, Канада, Китай, Холандия, Полша, Румъния, САЩ, Франция, Чехословакия

Изследванията за плъхове и маймуни в полетите на биоспутрите показват, че пребиваването в безтегловност води до значителни, но обратими функционални, структурни и метаболитни промени в мускулите, костите, миокарда и невро-сетивната система на бозайник. Описано е феноменология и е проучен механизмът за развитието на тези промени.

За първи път в полетите на биосфери "Bion" приложиха на практика идеята за създаване на изкуствена гравитация (изток). В експериментите на плъховете е установено, че Изтокът, създаден от ротацията на животни на центрофуга, предотвратява развитието на неблагоприятни промени в мускулите, костите и миокарда.

В рамките на Федералната космическа програма на Русия за периода 2006-2015 г. В раздел "Пространство за фундаментално пространство изследване" е насрочено продължаването на програмата Bione, стартирането на космически кораби BION-M са насрочени за 2010, 2013 и 2016 година.

"BION"

Перспективи за развитие на научните изследвания

Съвременният етап на овладяване и изучаване на външното пространство се характеризира с постепенно преминаване от дългосрочни орбитални полети до междупланетни полети, най-близкият от който изглеждаше експедиция на Марс. В този случай ситуацията се променя радикално. Той се променя не само обективно, което е свързано със значително увеличение на продължителността на пребиваване в космоса, засаждане на друга планета и връщане на земята, но също така, което е много важно - субектно, тъй като, оставяйки обичайната земна орбита, астронавтите ще остават (в много малък броя на групата на техните колеги) "самотен" на огромните пространства на Вселената.

В същото време съществуват фундаментално нови проблеми, свързани с рязко увеличаване на интензивността на космическата радиация, необходимостта от използване на възобновяеми източници на кислород, вода и храна и най-важното, решаването на психологически и медицински проблеми.

Меркурий "href \u003d" / текст / категория / живак / "rel \u003d" bookmark "\u003e Меркурий-хедстоун 3" с Алън Шепард.

Трудността при управлението на такава система в ограничен херметически затворен обем е толкова голям, че не е необходимо да се надяваме за спешната си решетка. По всяка вероятност преходът към биологичната система на живот ще се случи постепенно, тъй като ще бъдат подготвени нейните индивидуални връзки. На първия етап от развитието на BSJO тя очевидно ще бъде заменена физико-химичен метод Получаване на кислород и изхвърляне на въглероден диоксид - върху биологичното. Както е известно, основните "доставчици" на кислород са по-високи растения и фотосинтезиране на едноклетъчни организми. По-трудна задача е да се попълнят резервите за вода и храни.

Пиенето на вода е очевидно, за да има много дълго време ще има " произход на земята", А техническият (използван за икономически нужди) вече се попълва поради регенерацията на кондензата на атмосферната влага (CDA), урината и други източници.

Разбира се, основният компонент на бъдещата затворена екологична система е растенията. Проучвания за висши растения и фотосинтеза униклетъчни организми На борда космическият кораб показа, че условията на космическия полет, растенията преминават всички етапи на развитие, като се започне с кълняемостта на семена преди образуването на първични органи, цъфтежа, торенето и узряването на ново поколение семена. Така тя е експериментално доказана принципната възможност за прилагане на пълен цикъл на развитие на растенията (от семена до семена) в микрогравита. Резултатите от космическите експерименти бяха толкова окуражаващи, че вече в началото на 80-те години заключават, че развитието на биологични системи за препитание и създаването на екологично затворена система на тази основа в ограничена херметична сума не е толкова сложна задача. Въпреки това, с течение на времето стана ясно, че проблемът не може да бъде решен накрая, поне докато не бъдат дефинирани (изчислени или експериментално) основните параметри, които позволяват да се балансират масата и енергийните потоци на тази система.

За да възобновите хранителните резерви, също така е необходимо да се въведе в системата на животните. Разбира се, в първите етапи трябва да са "малки" представители на животинския свят - мекотели, риба, птици, и по-късно, евентуално зайци и други бозайници.

Така, астронавтите по време на междупланетни полети, е необходимо не само да се научат как да отглеждат растенията, да съдържат животни и култивиране на микроорганизми, но и да се разработи надежден начин за управление на "космоса". И за това, първо трябва да разберете как един отделно приеман организъм нараства и развива и развива в условия на космически полет, а след това кои изисквания правят една общност поотделно е елемент от затворена екологична система.

Моята основна задача изследователска работа Това беше да разберем какво е интересно и вълнуващо да изминат космически изследвания и кой дълъг път те все още трябва да отидат!

Ако само си представете, какъв е разнообразието от целия живот на нашата планета, тогава какво може да се приеме след това за пространството ...

Вселената е толкова голяма и неизвестна, че такъв вид изследване са жизненоважни за нас, живеещи на планетата Земя. И ние сме точно в самото начало на пътя и имаме толкова много да знаем и да видим!

През цялото време направих тази работа, научих толкова много интересни неща, които никога не съм подозирал, научих чудесните изследователи като Карл Саган, научих за най-интересните космически програмипрекарани през 20-ти век като САЩ и СССР научи много съвременни програмикато "Bion" и много други неща.

Проучванията продължават ...

Списък на използваните източници

Голяма детска енциклопедия вселена: изследвания и публично издание. - Руски енциклопедично партньорство, 1999. http: // spacembi сайт. ***** / Голяма енциклопедия вселена. - М.: Издателство "Астрал", 1999.

4. Encyclopedia Universe (Rosman)

5. Уебсайт на Уикипедия (снимки)

6.Космос от края на хилядолетието. Документи и материали. М., Международни отношения (2000)

Приложение.

"Мис Паренос"

"Mpssoperenos"Развитието на една от връзките на бъдещата биологична и техническа система на поддържане на живота космонавти.

Предназначение: Получаване на нови данни за процесите на газ и течност в корупционни медии под космически полет

Задачи: Експериментално определяне на коефициентите на капилярната дифузия на влага и газове

Очаквани резултати: Създаване на инсталация с вносителна среда за отглеждане на растения във връзка с микрогравита

· Ключ на "експерименталната кювета" за определяне на характеристиките на трансфера на влага (скоростта на преместване на предната част на импрегнирането и съдържанието на влага в отделни зони)

Видео комплекс LIV за видео заснемане на удара отпред

Предназначение: Използването на нови компютърни технологии за подобряване на комфорта на престоя на космонавта в дългосрочен космически полет.

Задачи: Активирането на специфични области на мозъка, отговорни за визуалните астронавтни асоциации, свързани с родните места и семейството на Земята с по-нататъшно увеличение на нейното изпълнение. Анализ на състоянието на космонавта в орбита чрез тестване на специални техники.

Използвано научно оборудване:

Блок на EGE2 (индивидуален твърд диск на космонаут с фотоалбум и въпросник)

"ЖИЛЕТКА" Получаване на данни за разработване на мерки за предотвратяване на неблагоприятните последици от условията за здравето и изпълнението на екипажа на МКС.

Предназначение: Оценка на нова интегрирана система за облекло от различни видове Материали за използване в космически полет.

Задачи:

Носенето на "жилетка", специално проектирано за полета на италианския космонавт R. Vittori на MCS RS; Получаване на козмонаут прегледи за психологическо и физиологично благополучие, т.е. комфорт (удобство), приложение на облеклото; нейната естетика; Ефективността на топлоустойчивостта и физическата хигиена на борда на станцията.

Очаквани резултати: Потвърждаване на функционалността на нова интегрирана система за облекло "Жилетка", включително нейните ергономични показатели по условия на космически полета, което ще намали масата и обема на облеклото, планирано за използване в дългосрочни космически полети до МКС.

Космическата биология и медицина, както и астронавтиката като цяло, могат да се появят само когато научният и икономическият потенциал на страната достигна до световни върхове.

Един от водещите експерти в космическата биология и медицина - академик Олег Георгивич Газенко. През 1956 г. е включен в групата на учените, на които е натоварена медицинска помощ за бъдещите космически полети. От 1969 г. Олег Георгивич се ръководи от Института за медицински и биологични проблеми на Министерството на здравеопазването на СССР.

О. Газенко говори за развитието на космическата биология и космическа медицина, проблеми, които решават нейните специалисти.

Космическа медицина

Понякога те питат: Какво е започнало космическа биология и космическото лекарство? И в отговор, понякога може да чуе и чете, че започва със страхове, от въпроси като: ще може ли човек да вдишва безтегловност, да яде, сън и т.н.?

Разбира се, тези въпроси са възникнали. Но въпреки това случаят беше различен от, да кажем, в ерата на великите географски открития, когато навигаторите и пътниците отидоха на пътя, без да има представа, че чакат. По същество знаем, че чакаме човек в космоса и това знание е доста разумно.

Космическата биология и космическата медицина започнаха да не от нулата. Те са изразили от общата биология, опитът на екологията, климатологията и другите дисциплини, включително технически, абсорбират се. Теоретичният анализ, предшестван от полета на Юрий Гагарин, се основава на данните за авиацията, морската, подводната медицина. Налице са и експериментални данни.

Обратно през 1934 г., в началото имаме малко по-късно в САЩ, бяха направени опити за изследване на влиянията. горните слоеве Атмосферата за живи организми, по-специално върху механизма на наследственост на мухите на мухите. До 1949 г. първите полети на животни - мишки, зайци, кучета - върху геофизични ракети. В тези експерименти влиянието върху живия организъм е не само условията на горната атмосфера, но и самото полет на ракетата.

Раждане на науката

Винаги е трудно да се определи датата на раждане на всяка наука: вчера, казват те, все още не беше и днес се появиха. Но в същото време има събитие в историята на всеки клон на знанието.

И как, да речем, работата на Галилея може да се счита за началото на експерименталната физика и орбиталните полети на животните, отбелязани на раждането на космическата биология - всичко е вероятно да си спомни кучето, изпратено в космоса на втория съветски изкуствен сателит на земята през 1957 година.

След това беше организирана друга серия от биологични тестове върху сателитни кораби, която даде възможност да изследва реакцията на животните към условията на космическия полет, да ги наблюдава след полета, да изучава отдалечени генетични последици.

Така че до пролетта на 1961 г. знаехме, че човек би могъл да направи космически полет - предварителен анализ показа, че всичко трябва да бъде безопасно. И въпреки това, тъй като беше за човек, всеки искаше да има известни гаранции в случай на непредвидени обстоятелства.

Затова първите полети бяха подготвени с безопасността и дори ако искате, с презастраховане. И тук просто не можете да си спомняте Кралица Сергей Павлович. Можете да си представите колко случаи и притеснения са били на главния дизайнер, който подготвя първия полет на човек в космоса.

И, въпреки това, той се отпуска във всички подробности за биологичната полетна услуга, като се грижи за максималната си надеждност. Така, Юрий Алексеевич Гагарин, чийто полет беше да продължи половин час и който можеше да направи без храна и вода, да даде храна и други резерви в продължение на няколко дни. И правилно пристигнали.

Причината тук е, че ние просто нямаме информация. Те знаеха, например, че в безтегловност може да има нарушения на вестибуларния апарат, но дали те ще бъдат по такъв начин, както ги представяме, не е ясно.

Друг пример е космическото излъчване. Знаеха, че тя съществува, но колко опасна е тя, за да определи първоначално, че е трудно. В този първоначален период изследването на самото външно пространство и развитието на неговия човек вървеше паралелно: не бяха изучавани всички свойства на пространството, а полетите вече бяха започнали.

Следователно защитата срещу радиация на корабите е по-мощна от необходимите реални условия. Тук искам да подчертая това научна работа В космическата биология, от самото начало, тя беше повдигната до солидна академична основа, подходът към развитието на тях, изглежда, че приложените проблеми са много фундаментални.

Развитие на космическата биология

Академик V. A. Engelgardt, който по това време е академик-секретар на клона на общата биология на науката на СССР, много сила и внимание, за да се даде добро начало на космическата биология и космическа медицина.

Много помогнаха за разширяването на изследванията и създаването на нови екипи и лаборатории академик Нм Сисакиан: по неговата инициатива, в началото на 60-те години, 14 лаборатории на различни академични институции проведоха работа в областта на космическата биология и космическата медицина, силно научно в тях бяха концентрирани рамки.

Направен е голям принос за развитието на космическата биология и космическа медицина академик V. N. Chernigovsky. Като вицепрезидент на Академията на Медицинските науки на СССР, той привлече вниманието на тези проблеми на много учени от неговата академия.

Директните лидери на първите експерименти върху космическата биология бяха академик V. V. Parin, който специално изследва проблемите на космическата физиология и професор V. I. Yazdovsky. Първият директор на Института по медицински и биологични проблеми на професор А. В. Лебедински също трябва да бъде запомнен.

От самото начало случаят е бил ръководен от големи учени и той предоставя и добри изследвания и - като резултат - дълбочината и точността на теоретичната предвиждане, която перфектно потвърди практиката на космически полети.

Три от тях трябва да бъдат отбелязани особено.

- Това е биологичен експеримент на втория изкуствен сателит, който показа, че живото същество в космическия флот може да бъде в космоса без вредно.

- Това е полетът на Юрий Гагарин, който показа, че пространството не оказва отрицателно въздействие върху емоционалната психическа сфера на човек (и такива страхове са), че човек, като на земята, може да мисли и работи в космически полет.

- И накрая, това е изход. отворено пространство Алексей Леонова: Човек в специална косоца също е работил извън кораба и е най-важното нещо, което заинтересованите учени са били уверено ориентирани в космоса.

Тази серия трябва също да постави кацането на американските астронавти на повърхността на Луната. Програмата Apollo също потвърди някои разпоредби, които са теоретично развити на земята.

Потвърдено, например, естеството на човешките движения на Луната, където силата на гроба е значително по-малка, отколкото на земята. Практиката потвърждава теоретичното заключение, че бързият обхват през радиационните колани около Земята е изместен за хората.

Под думата "практика" имам предвид не само на хората полети. Те бяха предшествани от полетите на нашите автоматични станции на "Луната" и "сонда" и американски "служещи", които напълно се развелиха ситуацията и на магистралата и на самата луна.

В "сондите", между другото, живите същества отлетяха и се върнаха на земята безопасно. Така че полетът на хората на нощен осветител беше подготвен много фундаментално.

Както може да се види от горните примери, много характерната характеристика на първия период на космическа биология е търсенето на отговори на фундаментални въпроси. Днес, когато тези отговори и доста подробни, най-вече получени, търсенето отиде като дълбоко.

Космическа цена

Модерният етап е характерен за по-задълбочено и фино проучване на дълбоки, фундаментални биологични, биофизични, биохимични процеси, които се движат в жив организъм под космически полет. И не само проучване, но също така се опитва да управлява тези процеси.

Как да го обясня?

Полет на лице в пространството на ракетата не е разумно за състоянието на организма. Разбира се, адаптивните му възможности са изключително големи и пластмасови, но не и незаменими.

Освен това, за всяко устройство винаги трябва да плащате нещо. Да кажем благополучие в полета, но ефективността на работата ще намалее.

Аз се адаптирам към безтегловност към "лекотата на необикновеното", но ще загубите силата на мускулите и крепостта на костите ... Тези примери лежат на повърхността. Но очевидно процесите на дълбокия живот се подчиняват на този закон (и има потвърждение). Тяхното приспособление не е толкова забележимо, в краткосрочни полети изобщо може да не се появят, но полетите стават все повече и повече.

Каква е таксата за такова устройство? Мога ли да се съглася с това или е нежелателно? Известно е например, че в кръвта на космонавтите по време на полета броят на еритроцитите - червени кръвни клетки, носещи кислород намалява. Намаляването е незначително, неоснователно, но това е кратък полет. И как този процес ще отиде на трайното поле?

Всичко това трябва да знаете, за да изградите превантивна защитна система и тези, които разширяват възможностите на човек да живее и да работи в космоса. И не само за астронавтите - специално подбрани и подготвени хора, но и за учени, инженери, работници, може би художници.

Налице е задълбочаване на самата концепция за "космическа медицина и биология". Според плана това е приложна наука, произвеждаща въз основа на данни за общата биология, нейните препоръки, методите и техниките на човешкото поведение в пространството. Първоначално беше така. Но сега стана ясно, че космическата биология и космическото лекарство не се извличат от обща биология, но цялата биология като цяло изучава само организми в специални условия на съществуване.

Взаимни интереси на науката

В края на краищата всичко, което човек прави на земята, той започва да прави в космоса: яде, спи, работи, почива, в много далечни полети хората ще бъдат родени и умират - с една дума, човек започва да живее в пространството в пълен размер биологичен смисъл. И така, сега ще не намерим, вероятно, а не нито една част от биологичните и медицинските познания, които ще ни бъдат безразлични.

В резултат на това скалата на изследванията се увеличи: ако в първите стъпки на космическата биология и космическата медицина имаше буквално дузина учени, сега стотици институции и хиляди специалисти от най-различните и понякога неочаквани, на пръв поглед, са били пуснати в орбитата си.

Ето един пример: Институт по трансплантация на органи и тъкани, който се управлява от известния хирург, професор В. И. Шумаков. Изглежда, че би било често между изследването на здравия организъм в специални условия на космическия полет и такава крайна мярка за спасение на безнадеждни пациенти, като трансплантация на органите? Но има често.

Регионът на взаимните интереси се отнася до проблемите на имунитета - естествена защита на организма върху последиците от бактериите, микробите и други чужди тела. Установено е, че в пространствените условия на полета имунологичната защита на тялото отслабва. Има няколко причини за това, една от тях е както следва.

В обикновения живот ние сме навсякъде и винаги се срещаме с микроби. В затвореното пространство на атмосферата на почти стерилна микрофлора е много по-бедна. Имунитетът става практически "безработен" и "губи формата", тъй като спортистът му губи, ако той не тренира дълго време.

Но в трансфекта на органите, така че тялото да не се присъедини към тях, вече трябва да бъде изкуствено намаляване на нивото на предстоящите действия. Тук и нашите общи въпроси възникват: Как се държи тялото в тези условия, как да го предпази от инфекциозни заболявания? ..

Има и друга област на взаимни интереси. Ние вярваме, че с течение на времето хората ще летят и ще живеят в пространството за много дълго време. Така може и да се разболеят. Ето защо, първо става, първо да си представим какви болести могат да бъдат, и второ, да предоставят на хората в полетното диагностично оборудване и, разбира се, съоръжения за лечение.

Може би лекарства, но може би изкуствен бъбрек - е невъзможно да се изключи вероятността такива средства да бъдат необходими и в дългосрочните експедиции. Така че ние мислим заедно със специалистите на Института за трансплантация на органи и тъкани за това как да предоставяме на участниците в бъдещите космически експедиции "Резервни части" и какво трябва да бъде "ремонт" технология.

Въпреки това, операцията в пространството, разбира се, е екстремен случай. Основната роля ще играе профилактика, превенция на болестите. И тук, няма последната роля да играе храна като средство за управление на метаболизма и неговите промени, ако се появят, както и средство за намаляване на невро-емоционалното напрежение.

Определено съставната диета с включването на подходящите лекарства ще направи своя бизнес незабележимо за човек, процедурата няма да носи естеството на приема на наркотици. Подходящи изследвания, проведени за няколко години с Института за хранене на AMN USSR под ръководството на академик АМН СССР А. А. Покровски.

Друг пример: Централен институт по травматология и ортопедия на име Н. Н. Приоров (ЦИТК), който се ръководи от академик на АМН СССР М. Волков. Сферата на интересите на Института е опора на Кост на човек. Освен това, не само методите за лечение на фрактури и натъртвания, методи на протези, но и от всякакви промени в костната тъкан се изучават.

Последните ни интересуват, тъй като в пространството се появяват и някои промени в костната тъкан. Методите за излагане на тези процеси, използвани в пространството и в клиниката, се основават на много близки.

Хипокинезия често в нашето време е малка мобилност - до още по-голяма степен, проявена в пространството. Състоянието на лице, подредено от леглото след двумесечно заболяване, е сравнимо с състоянието на космонаута, който се връща от полета: и двете трябва да се научат да вървят по земята.

Факт е, че в безтегловност част от кръвта се движи от дъното на тялото към горната, втурва към главата. В допълнение, мускулите, без да получавате обичайното натоварване, отслабване. Приблизително същото нещо се случва с дълг, който лежи в леглото. Когато човек се върне на земята (или стои след дълга болест), протичащ процес се извършва - кръвта бързо се отдръпва от върха до дъното, което е придружено от замаяност и дори може да причини припадък.

За да се избегнат подобни явления, астронавтите в полетните мускули на специален симулатор, използвайте така наречената вакуумна система, която допринася за движението на кръвната част в долната половина на тялото. Връщайки се от полета, те носят полет превантивни костюми, които, напротив, предотвратяват бързото изтичане на кръв от горната половина на тялото.

Сега тези средства се използват в медицинските институции. В ЦЕЗ упражненията за упражнения позволяват на пациентите да "ходят", без да излизат от леглото. И костюмите след полета успешно преминаха теста в Института за хирургия, наречен след А. В. Вишневски - с тяхната помощ, пациентите стават по-бързи на краката си буквално.

Преразпределението на кръвта в тялото не е просто механичен процес, той засяга физиологичните функции и следователно е значителен интерес както за космическата биология, така и за медицината, така и за клинична кардиология. Особено след регулирането на кръвообращението при промяна на пространственото положение на тялото все още не е проучване на здрави хора.

И в съвместни изследвания с Института по кардиология, посочен на Ал Миасенков и Институтът за трансплантация на органи и тъкани, получихме първите интересни данни, например как налягането се променя в различни плавателни съдове и кухините на сърцето при промяна на позиция на тялото в пространството. За това как и в какъв темп се променя по време на упражняване на биохимичния състав на кръвта, течащ от мозъка, или от черния дроб, или от мускулите, това е отделно от всеки орган.

Това прави възможно по-дълбоко да се съди работата и състоянието му. Изследването, на което е обогатено нашето познание за физиологията и биохимията на дадено лице, е пример за основно изследване на биологичната същност на човек. И примерът не е единственият.

Вече споменах, че в човешкото пространство човек намалява броя на кръвните кръвни клетки и е важно да се справим с причините за това явление. Специални проучвания, по-специално на спътника по интервал-782, показват, че съпротивлението (съпротива) на тези клетки намалява в пространството и затова те се унищожават по-често, отколкото при нормални земни условия, \\ t средна продължителност Животът им е намален.

Сега, естествено, ще трябва да разберете как да подкрепите стабилността на червените кръвни клетки. Това е важно за пространството, но може да е полезно за борба с анемия и други кръвни заболявания.

Фактът, че космическата биология участва в основните изследвания на човешкото тяло, по някакъв начин характеризира настоящия етап от неговото развитие, Фундаментални изследвания поставят основите на по-нататъшното развитие практически дейности. В нашия случай основите на по-нататъшното насърчаване на дадено лице са положени в космоса.

Който ще лети в космоса

Вече, нуждите на изследването на външното пространство, принуждавайки учените да мислят за разширяване на състава на специалистите, които летят в космоса.

През следващите години учените могат да се очакват в орбитата - изследователи на пространство, инженери - организатори на извънземната продукция на различни материали, които не могат да бъдат получени на земята, работници за сглобяване на космически обекти и поддръжка на индустрии и др.

За тези професионалисти ще бъде необходимо да се разшири доста тесен "порта" на медицинския подбор сега, т.е. да се намалят формалните изисквания за здравния статус, да се намали количеството подготвителни тренировки.

Въпреки това трябва да се гарантира пълна сигурност и бих казал, безопасността на полета за тези хора.

В Orbital Flight е сравнително прост: можете не само да установите постоянен контрол върху държавата на екипажа, но и като последна мярка, винаги има възможност за връщане на човека за няколко часа. Друго нещо е междупланетни полети, те ще бъдат значително по-автономни.

Експедиция, да кажем, ще отнеме 2,5-3 години на Марс. Така че подходът към организацията на такива експедиции трябва да бъде различен, отколкото при летене в орбита. Тук очевидно е невъзможно да се намалят изискванията за здраве при избора на кандидати.

Освен това, кандидатите, ми се струва, трябва да имат не само отлично здраве, но и някои специфични свойства - да кажем, способността лесно да се адаптира към променящите се условия атмосфер или определен характер на реакцията към екстремни ефекти.

Възможността на организма е много важна, за да се адаптира към променящите се биологични ритми. Факт е, че ритмите, характерни за нас, имат чисто земно произход. Например, най-важният е ежедневно - пряко свързан с промяната на деня и нощта. Но земният ден съществуваше само на земята, на други планети, в деня, естествено, и те ще трябва да се адаптират.

Какво да правите по време на полета

Високо голямо значение Придобиване на въпроси, свързани с моралния климат, който ще бъде инсталиран на борда. И въпросът тук е не само в личните качества на хората, но и в организирането на работата им, живота - в общ живот, като се вземат предвид нуждите, включително естетиката, всеки член на екипажа. Този диапазон от въпроси е може би най-трудното.

Например, проблемът с свободното време. Смята се, че по време на полета, на същите Марс, натовареността за всеки член на екипажа ще бъде не повече от 4 часа на ден. Ние възлагаме 8 часа да спим, 12 ще останат. Какво да ги вземем? В ограниченото пространство на космическия кораб, с постоянния състав на екипажа, това не е толкова просто. Книги? Музика? Филми? Да, но не и нищо. Музика, дори фаворит, може да причини прекомерно емоционално вълнение, да укрепи усещането за отделяне от дома.

Книгите и филмите на драматичния или трагедия план също могат да причинят негативни реакции, но жанра на приключения, фантастика, пътнически книги, полярни изследователи, спелеолози, в които има материал за сравнение, съпричастност ще бъде без съмнение. Възможно е да се решават кръстословици, рекусите могат, но да играят шах или пулове едва ли ще бъдат препоръчани, защото в такива игри има елемент на съперничество, нежелателно в такава ситуация.

Всички тези съображения възникват в резултат на вече провеждането на изследвания. Според мен те съвсем стимулират най-близкото изследване на психологията на човека и мисля, че с течение на времето, когато тези проблеми са достатъчно разработени, те ще донесат много ползи и земна практика - в организирането на труд и почивка.

Експедиции за поддържане на живота

Специално място за развитие на междупланетни полети е жизнеспособността на експедициите. Сега космонавтите са всичко, което те се нуждаят от полет, просто вземат от земята (само частично регенерирани от атмосферата; в някои полети се извършва регенерация на експерименталната вода).

Но в продължение на три години няма да взема резерви. На междупланетарния кораб за създаване на затворена екологична система, като земната, но в миниатюра, която ще доставя екипажа на храна, вода, свеж въздух и да се разпорежда с загуба на жизнена дейност.

Задачата е невероятно сложна! По същество, ние говорим за конкуренция с природата: фактът, че тя е създала много милиони години на цялата планета, хората се опитват да се размножават в лабораторията, да се прехвърлят към космическия кораб.

Такава работа е извършена в продължение на много години в нашия институт, в Krasnoyarsk Институт по физика на име Л. В. Киренски. Нещо вече е направено, но все пак не можете да говорите за добрия успех тук. Много професионалисти смятат, че истински практически успех може да бъде постигнат само за 15-20 години. Може би, разбира се, преди, но леко.

Генетика

И накрая, проблемите на генетиката, възпроизвеждането на потомството. В нашия институт, заедно с Московския държавен университет и Института за развитие Биология на Академията на науките на СССР, е в ход, целта на която определя влиянието на безтегловност върху ембриогенезата и морфогенезата.

Експериментите, по-специално на сателит "COSMOS-782", показват, че насекомото (drosophylam), загубата на тегло предотвратява нормалното потомство и в по-сложни организми - риба, жаби - в някои случаи са открити нарушения, отклонения от нормата. Това предполага, че за нормалното развитие в първите етапи на живота на ембриона е необходима силата на земната гравитация, и тя стана, тази сила трябва да бъде създадена изкуствено.

Брой дългосрочни космически полети

Така че проблемите на дългосрочните космически полети са най-значимите в настоящата ни работа. И тогава въпросът е легитимен: колко дълго човек може да остане в космоса? Невъзможно е да се отговори в момента. В тялото по време на полета има редица процеси, които все още не са управлявани. Те не бяха изучавани докрай, човекът не лети повече от три месеца и ние не знаем как тези процеси ще отидат при по-летални условия.

Необходима е обективна, експериментална проверка и въпросът за възможността, да речем, тригодишно пребиваване на лице в пространството трябва да бъде разрешено в почти земна орбита. Само тогава ще имаме гаранция, че такава експедиция ще премине безопасно.

Но мисля, че човек няма да се срещне в този път на неустоими препятствия. Такова заключение може да се направи въз основа на днешните знания. След всичко космическа ера Човечеството току-що започна и образно казано, сега отиваме само до дългия път, който трябва да бъде за човечеството в пространството.