Kosmosa medicīnas problēmas. Kā kosmosa medicīna glābj cilvēkus uz Zemes

GOU licejs Nr.000

Sanktpēterburgas Kaļiņinskas rajons

Pētījumi

Medicīniskie un bioloģiskie pētījumi kosmosā

Gurševs Oļegs

Vadītājs: bioloģijas skolotājs

Sanktpēterburga, 2011. gads

2. ievads

Biomedicīnas pētījumu sākums 20. gadsimta vidū. 3

Ietekme lidojums kosmosā uz cilvēka ķermeņa. 6

Eksobioloģija. 10

Pētniecības attīstības perspektīvas. 14

Izmantoto avotu saraksts. 17

Pielikums (prezentācija, eksperimenti) 18

Ievads

Kosmosa bioloģija un medicīna- sarežģīta zinātne, pētot cilvēka un citu organismu dzīves īpatnības kosmosa lidojuma apstākļos. Galvenais pētniecības uzdevums kosmosa bioloģijas un medicīnas jomā ir dzīvības uzturēšanas līdzekļu un metožu izstrāde, saglabājot kosmosa kuģu un staciju apkalpes locekļu veselību un veiktspēju dažāda ilguma un sarežģītības pakāpes lidojumu laikā. Kosmosa bioloģija un medicīna ir nesaraujami saistītas ar kosmonautiku, astronomiju, astrofiziku, ģeofiziku, bioloģiju, aviācijas medicīnu un daudzām citām zinātnēm.

Tēmas aktualitāte ir diezgan liela mūsu modernajā un straujajā 21. gadsimtā.

Tēma “Medicīniskie un bioloģiskie pētījumi” mani ieinteresēja pagājušais gads divi, tā kā es izlēmu par savu profesijas izvēli, tad nolēmu uztaisīt pētniecisko darbu par šo tēmu.

2011. gads ir jubilejas gads – aprit 50 gadi kopš pirmā cilvēka lidojuma kosmosā.

Biomedicīnas pētījumu sākums vidūXXgadsimtā

Par kosmosa bioloģijas un medicīnas attīstības sākumpunktiem tiek uzskatīti šādi pavērsieni: 1949. gads - pirmo reizi kļuva iespējams veikt bioloģiskos pētījumus raķešu lidojumu laikā; 1957. gads - pirmo reizi Dzīva būtne(suns Laika) tika nosūtīts tuvu Zemei orbitālajā lidojumā uz Zemes otro mākslīgo pavadoni; 1961. gads - tika pabeigts pirmais pilotētais lidojums kosmosā. Ar mērķi zinātnisks pamatojums tika pētīta medicīniski droša cilvēka lidojuma kosmosā iespēja, kosmosa kuģa (SV) palaišanai, orbitālajam lidojumam, nolaišanās un nolaišanās uz Zemes raksturīgo triecienu panesamība, kā arī pārbaudīta biotelemetriskā aprīkojuma un astronautu dzīvības uzturēšanas sistēmu darbība. . Galvenā uzmanība tika pievērsta bezsvara stāvokļa un kosmiskā starojuma ietekmes uz ķermeni pētīšanai.

Laika (astronautu suns) 1957. gads

R rezultāti, kas iegūti bioloģisko eksperimentu laikā ar raķetēm, otrais mākslīgais pavadonis (1957), rotējošs kosmosa kuģi-satelīti (1960-1961), apvienojumā ar datiem no zemes klīniskiem, fizioloģiskiem, psiholoģiskiem, higiēniskiem un citiem pētījumiem, faktiski pavēra cilvēkam ceļu kosmosā. Turklāt bioloģiskie eksperimenti kosmosā, gatavojoties pirmajam cilvēka kosmosa lidojumam, ļāva identificēt vairākas funkcionālas izmaiņas, kas organismā notiek lidojuma faktoru ietekmē, kas bija pamats turpmāko eksperimentu plānošanai ar dzīvniekiem. un augu organismiem pilotējamu kosmosa kuģu, orbitālo staciju un biosatelītu lidojumu laikā. Pasaulē pirmais bioloģiskais pavadonis ar izmēģinājuma dzīvnieku - suni "Laika". Palaists orbītā 1957. gada 3. novembrī. Un noturējās tur 5 mēnešus. Satelīts orbītā pastāvēja līdz 1958. gada 14. aprīlim. Satelītam bija divi radio raidītāji, telemetrijas sistēma, programmatūras iekārta, zinātniskie instrumenti Saules un kosmisko staru izstarojuma pētīšanai, reģenerācijas un termiskās kontroles sistēmas, lai uzturētu apstākļus salonā. nepieciešami dzīvnieka pastāvēšanai. Pirmais saņemts zinātnisko informāciju par dzīvā organisma stāvokli kosmosa lidojuma apstākļos.

Sasniegumi kosmosa bioloģijas un medicīnas jomā lielā mērā noteica panākumus pilotējamās astronautikas attīstībā. Kopā ar lidošanu , kas tika veikta 1961. gada 12. aprīlī, ir vērts atzīmēt tādus laikmetīgus notikumus astronautikas vēsturē, piemēram, astronautu nolaišanos 1969. gada 21. jūlijā. Ārmstrongs(N. Ārmstrongs) un Aldriņa(E. Aldrin) uz Mēness virsmu un vairākus mēnešus (līdz gadam) apkalpes lidojumus uz orbitālās stacijas"Salyut" un "Miers". Tas bija iespējams, pateicoties attīstībai teorētiskie pamati kosmosa bioloģija un medicīna, metodika biomedicīnas pētījumu veikšanai in lidojumi kosmosā, kosmonautu atlases un pirmslidojuma apmācības metožu pamatojums un ieviešana, kā arī dzīvības uzturēšanas aprīkojuma izstrāde, medicīniskā kontrole, apkalpes locekļu veselības un veiktspējas saglabāšana lidojumā.

Komanda Apollo 11 (no kreisās uz labo): Nīls. A. Ārmstrongs, komandas moduļa pilots Maikls Kolinss, komandieris Edvīns (Buzz) E. Oldrins.

Kosmosa lidojuma ietekme uz cilvēka ķermeni

Kosmosa lidojuma laikā cilvēka ķermeni ietekmē faktoru komplekss, kas saistīts ar lidojuma dinamiku (paātrinājums, vibrācija, troksnis, bezsvara stāvoklis), uzturēšanos slēgtā ierobežota tilpuma telpā (izmainīta gāzu vide, hipokinēzija, neiroemocionāls stress u.c.). ), kā arī faktori kosmosā kā biotopi (kosmiskais starojums, ultravioletais starojums utt.).

Kosmosa lidojuma sākumā un beigās ķermeni ietekmē lineārie paātrinājumi . To vērtības, pieauguma gradients, laiks un darbības virziens kosmosa kuģa palaišanas un ievietošanas laikā zemās Zemes orbītā ir atkarīgi no raķetes un kosmosa kompleksa īpašībām, bet atgriešanās uz Zemi periodā - no ballistiskā. lidojuma īpašības un kosmosa kuģa veids. Veicot manevrus orbītā, pavada arī paātrinājumu ietekme uz ķermeni, taču to apjoms mūsdienu kosmosa kuģu lidojumu laikā ir nenozīmīgs.

Kosmosa kuģa Sojuz TMA-18 palaišana uz Starptautisko kosmosa stacija no Baikonuras kosmodroma

Pamatinformācija par paātrinājumu ietekmi uz cilvēka organismu un aizsardzības metodēm pret to nelabvēlīgo ietekmi iegūta, veicot pētījumus aviācijas kosmosa bioloģijas un medicīnas jomā, šo informāciju tikai papildināja. Tika konstatēts, ka uzturēšanās bezsvara apstākļos, īpaši ilgstoša, noved pie organisma pretestības samazināšanās pret paātrinājuma ietekmi. Šajā sakarā dažas dienas pirms nolaišanās no orbītas astronauti pāriet uz īpašu fiziskās sagatavotības režīmu, un tieši pirms nolaišanās viņi saņem ūdens-sāls piedevas, lai palielinātu ķermeņa hidratācijas pakāpi un cirkulējošo asiņu daudzumu. Izstrādāti speciāli krēsli - balsti un anti-g tērpi, kas nodrošina paaugstinātu toleranci pret paātrinājumu, astronautiem atgriežoties uz Zemes.

Starp visiem kosmosa lidojuma faktoriem pastāvīgs un praktiski neatkārtojams laboratorijas apstākļi ir bezsvara stāvoklis. Tās ietekme uz ķermeni ir daudzveidīga. Gan hroniskam stresam raksturīgas nespecifiskas adaptīvās reakcijas, gan dažādas specifiskas izmaiņas rodas, traucējot organisma sensoro sistēmu mijiedarbību, pārdalot asinis uz ķermeņa augšējo pusi, samazinot dinamisko un gandrīz pilnīgu statisko slodžu noņemšanu uz muskuļu un skeleta sistēmas. .

ISS 2008. gada vasara

Kosmonautu pārbaudes un daudzi eksperimenti ar dzīvniekiem Cosmos biosatelītu lidojumu laikā ļāva konstatēt, ka vadošā loma specifisku reakciju rašanās procesā, kas apvienota kustības slimības (slimības) kosmosa formas simptomu kompleksā, pieder vestibulārajam aparātam. . Tas ir saistīts ar otolīta un pusloku kanālu receptoru uzbudināmības palielināšanos bezsvara apstākļos un vestibulārā analizatora un citu ķermeņa sensoro sistēmu mijiedarbības traucējumiem. Bezsvara apstākļos cilvēkiem un dzīvniekiem ir atslābināšanās pazīmes sirds un asinsvadu sistēmu, asins tilpuma palielināšanās krūšu kurvja traukos, sastrēgumi aknās un nierēs, smadzeņu asinsrites izmaiņas, plazmas tilpuma samazināšanās. Sakarā ar to, ka bezsvara apstākļos mainās antidiurētiskā hormona, aldosterona sekrēcija un nieru funkcionālais stāvoklis, attīstās organisma hipohidratācija. Tajā pašā laikā samazinās ekstracelulārā šķidruma saturs un palielinās kalcija, fosfora, slāpekļa, nātrija, kālija un magnija sāļu izdalīšanās no organisma. Skeleta-muskuļu sistēmas izmaiņas notiek galvenokārt tajos departamentos, kuri normālos dzīves apstākļos uz Zemes ir vislielākā slodze. statiskā slodze, t.i., muguras un apakšējo ekstremitāšu muskuļos, apakšējo ekstremitāšu kaulos un skriemeļos. Notiek to funkcionalitātes samazināšanās, periosta kaula veidošanās ātruma palēnināšanās, sūkļveida vielas osteoporoze, atkaļķošanās un citas izmaiņas, kas izraisa kaulu mehāniskās izturības samazināšanos.

Sākotnējā adaptācijas bezsvara stāvoklī periodā (vidēji apmēram 7 dienas) aptuveni katram otrajam kosmonautam rodas reibonis, slikta dūša, kustību koordinācijas traucējumi, ķermeņa stāvokļa uztvere telpā, asiņu pieplūduma sajūta galvā, apgrūtināta deguna elpošana un apetītes zudums. Dažos gadījumos tas noved pie vispārējā snieguma samazināšanās, kas apgrūtina profesionālo pienākumu veikšanu. Jau sākotnējā lidojuma stadijā parādās sākotnējās izmaiņas ekstremitāšu muskuļos un kaulos.

Palielinoties uzturēšanās laikam bezsvara apstākļos, daudzas nepatīkamas sajūtas pazūd vai tiek izlīdzinātas. Tajā pašā laikā gandrīz visiem astronautiem, ja netiek veikti atbilstoši pasākumi, progresē sirds un asinsvadu sistēmas stāvokļa izmaiņas, vielmaiņa, muskuļu un kaulu audi. Lai novērstu nelabvēlīgas izmaiņas, tiek izmantots plašs profilaktisko pasākumu un līdzekļu klāsts: vakuuma tvertne, veloergometrs, skrejceļš, treniņu slodzes tērpi, elektromiostimulators, treniņu paplašinātāji, sāls piedevas u.c. Tas ļauj uzturēt labu veselību. un augsts līmenis apkalpes locekļu sniegums ilgstošu kosmosa lidojumu laikā.

Jebkura kosmosa lidojuma neizbēgams pavadošais faktors ir hipokinēzija - motoriskās aktivitātes ierobežojums, kas, neskatoties uz intensīvu fizisko sagatavotību lidojuma laikā, bezsvara apstākļos izraisa vispārēju ķermeņa atslābināšanos un astēniju. Neskaitāmi pētījumi ir pierādījuši, ka ilgstoša hipokinēzija, kas rodas, paliekot gultā ar noliektu galvu (-6°), uz cilvēka organismu atstāj gandrīz tādu pašu ietekmi kā ilgstošam bezsvara stāvoklim. Šī metode dažu bezsvara fizioloģisko efektu modelēšanai laboratorijas apstākļos tika plaši izmantota PSRS un ASV. Maksimālais šāda modeļa eksperimenta ilgums, kas veikts Medicīnas zinātņu institūtā bioloģiskas problēmas PSRS Veselības ministrija, sastādīja vienu gadu.

Īpaša problēma ir kosmiskā starojuma ietekmes uz ķermeni izpēte. Dozimetriskie un radiobioloģiskie eksperimenti ļāva izveidot un praktiski ieviest sistēmu kosmosa lidojumu radiācijas drošības nodrošināšanai, kas ietver dozimetriskās kontroles un lokālās aizsardzības līdzekļus, radioaizsargājošos medikamentus (radioprotektorus).

Orbitālā stacija "MIR"

Kosmosa bioloģijas un medicīnas uzdevumi ietver bioloģisko principu un metožu izpēti mākslīgo biotopu veidošanai uz kosmosa kuģiem un stacijām. Lai to izdarītu, viņi atlasa dzīvos organismus, kas ir perspektīvi iekļauti kā saites slēgtā ekoloģiskajā sistēmā, pēta šo organismu populāciju produktivitāti un ilgtspējību, modelē eksperimentālas vienotas dzīvo un nedzīvo komponentu sistēmas - biogeocenozes, nosaka to funkcionālās īpašības un iespējas. praktiskai lietošanai kosmosa lidojumos.

Veiksmīgi attīstās arī tāds kosmosa bioloģijas un medicīnas virziens kā eksobioloģija, kas pēta dzīvās vielas klātbūtni, izplatību, īpašības un evolūciju Visumā. Pamatojoties uz zemes modeļu eksperimentiem un pētījumiem kosmosā, ir iegūti dati, kas norāda uz teorētisku organisko vielu eksistences iespējamību ārpus biosfēras. Tiek īstenota arī meklēšanas programma ārpuszemes civilizācijas ierakstot un analizējot radiosignālus, kas nāk no kosmosa.

"Sojuz TMA-6"

Eksobioloģija

Viena no kosmosa bioloģijas jomām; meklē dzīvu vielu un organisko vielu kosmosā un uz citām planētām. Eksobioloģijas galvenais mērķis ir iegūt tiešus vai netiešus pierādījumus par dzīvības esamību kosmosā. Pamats tam ir sarežģītu organisko molekulu prekursoru atklāšana ( ciānūdeņražskābe, formaldehīds u.c.), kas atklāti kosmosā ar spektroskopiskām metodēm (kopumā atrasti līdz 20 organiskie savienojumi). Eksobioloģijas metodes ir dažādas un paredzētas ne tikai citplanētiešu dzīvības izpausmju noteikšanai, bet arī dažu iespējamo ārpuszemes organismu īpašību iegūšanai. Lai pieņemtu dzīvības esamību ārpuszemes apstākļos, piemēram, uz citām Saules sistēmas planētām, ir svarīgi noteikt organismu izdzīvošanas spējas, eksperimentāli atveidojot šos apstākļus. Daudzi mikroorganismi var pastāvēt temperatūrā, kas ir tuvu absolūtai nullei un augstai (līdz 80-95 ° C); to sporas var izturēt dziļu vakuumu un ilgstošu žāvēšanu. Viņi daudz iztur lielas devas jonizējošais starojums nekā kosmosā. Ārpuszemes organismi, iespējams, būtu vairāk pielāgojami dzīvošanai vidē, kurā ir maz ūdens. Anaerobie apstākļi nekalpo par šķērsli dzīvības attīstībai, tāpēc teorētiski ir iespējams pieņemt, ka telpā eksistē mikroorganismi ar visdažādākajām īpašībām, kas varētu pielāgoties neparastiem apstākļiem, izstrādājot dažādas aizsargierīces. PSRS un ASV veiktie eksperimenti neliecināja par dzīvības esamību uz Marsa, uz Veneras un Merkūrija dzīvības nav, un uz milzu planētām, kā arī uz to pavadoņiem tas ir maz ticams. IN Saules sistēma Dzīvība, iespējams, pastāv tikai uz Zemes. Saskaņā ar dažām idejām dzīvība ārpus Zemes ir iespējama tikai uz ūdens-oglekļa bāzes, kas raksturīga mūsu planētai. Cits viedoklis neizslēdz silīcija-amonjaka bāzi, taču cilvēcei vēl nav metožu ārpuszemes dzīvības formu noteikšanai.

"Vikings"

Vikingu programma

Vikingu programma- NASA kosmosa programma Marsa izpētei, jo īpaši dzīvības klātbūtnei uz šīs planētas. Programma ietvēra divu identisku kosmosa kuģu — Viking 1 un Viking 2 — palaišanu, kuriem bija paredzēts veikt pētījumus orbītā un uz Marsa virsmas. Vikingu programma bija Marsa izpētes misiju sērijas kulminācija, kas sākās 1964. gadā ar Mariner 4, turpinājās ar Mariner 6 un Mariner 7 1969. gadā un ar Mariner 9 orbitālajām misijām 1971. un 1972. gadā. Vikingi ieņēma savu vietu Marsa izpētes vēsturē kā pirmais amerikāņu kosmosa kuģis, kas droši nolaidās uz virsmas. Tā bija viena no informatīvākajām un veiksmīgākajām misijām uz sarkano planētu, lai gan tai neizdevās atklāt dzīvību uz Marsa.

Abas ierīces tika izlaistas 1975. gadā no Kanaveralas zemesraga, Florida. Pirms lidojuma desantnieki tika rūpīgi sterilizēti, lai novērstu Marsa piesārņojumu. zemes formas dzīvi. Lidojuma laiks aizņēma maz laika mazāk par gadu un ieradās Marsā 1976. gadā. Vikingu misiju ilgums bija plānots 90 dienas pēc nosēšanās, taču katra ierīce darbojās ievērojami ilgāk par šo periodu. Orbīta Viking-1 darbojās līdz 1980. gada 7. augustam, nolaišanās modulis līdz 1982. gada 11. novembrim. Viking-2 orbīta darbojās līdz 1978. gada 25. jūlijam, bet nolaišanās modulis līdz 1980. gada 11. aprīlim.

Sniegots tuksnesis uz Marsa. Viking 2 fotoattēls

BION programma

BION programma ietver kompleksus pētījumus par dzīvnieku un augu organismiem specializētu satelītu (biosatelītu) lidojumu laikā kosmosa bioloģijas, medicīnas un biotehnoloģijas interesēs. No 1973. līdz 1996. gadam kosmosā tika palaisti 11 biosatelīti.

Vadošā zinātniskā institūcija: Krievijas Federācijas Valsts zinātniskais centrs - Krievijas Zinātņu akadēmijas Medicīnas un bioloģisko problēmu institūts (Maskava)
Dizaina nodaļa: GNP RKT "TSSKB-Progress" (Samara)
Lidojuma ilgums: no 5 līdz 22,5 dienām.
Palaišanas vieta: Plesetskas kosmodroms
Piezemēšanās zona: Kazahstāna
Iesaistītās valstis: PSRS, Krievija, Bulgārija, Ungārija, Vācija, Kanāda, Ķīna, Nīderlande, Polija, Rumānija, ASV, Francija, Čehoslovākija

Pētījumi ar žurkām un pērtiķiem biosatelītu lidojumos ir parādījuši, ka bezsvara stāvokļa iedarbība izraisa nozīmīgas, bet atgriezeniskas funkcionālas, strukturālas un vielmaiņas izmaiņas zīdītāju muskuļos, kaulos, miokardā un neirosensorajā sistēmā. Tiek aprakstīta fenomenoloģija un pētīts šo izmaiņu attīstības mehānisms.

Pirmo reizi BION biosatelītu lidojumos ideja par mākslīgās gravitācijas (AG) radīšanu tika īstenota praksē. Eksperimentos ar žurkām tika noskaidrots, ka IST, kas izveidots, rotējot dzīvniekus centrifūgā, novērš nelabvēlīgu izmaiņu attīstību muskuļos, kaulos un miokardā.

Krievijas Federālās kosmosa programmas 2006.-2015.gadam ietvaros. sadaļā “Space Facilities for Fundamental Space Research” plānots BION programmas turpinājums kosmosa kuģa BION-M palaišanai 2010., 2013. un 2016. gadā.

"BION"

Pētniecības attīstības perspektīvas

Pašreizējo kosmosa izpētes un izpētes posmu raksturo pakāpeniska pāreja no gariem orbitālajiem lidojumiem uz starpplanētu lidojumiem, no kuriem tuvākais tiek uzskatīts par ekspedīcija uz Marsu. Šajā gadījumā situācija radikāli mainās. Tas mainās ne tikai objektīvi, kas saistīts ar ievērojamu uzturēšanās ilguma palielināšanos kosmosā, nosēšanos uz citas planētas un atgriešanos uz Zemes, bet arī, kas ir ļoti svarīgi subjektīvi, jo, atstājot jau pazīstamo zemes orbītu, kosmonauti paliks (ļoti nelielā skaitā savu kolēģu grupā) "vientuļi" plašajos Visuma plašumos.

Tajā pašā laikā rodas principiāli jaunas problēmas, kas saistītas ar strauju intensitātes pieaugumu kosmiskais starojums, nepieciešamība izmantot atjaunojamos skābekļa, ūdens un pārtikas avotus, un pats galvenais – psiholoģisku un medicīnisku problēmu risināšana.

Mercury" href="/text/category/mercury/" rel="bookmark">Mercury -Redstone 3" ar Alanu Šepardu.

Grūtības kontrolēt šādu sistēmu ierobežotā hermētiski noslēgtā tilpumā ir tik lielas, ka nevar cerēt uz tās ātru ieviešanu praksē. Visticamāk, pāreja uz bioloģisko dzīvības atbalsta sistēmu notiks pakāpeniski, kad tās atsevišķās saites kļūs gatavas. Pirmajā BSZHO attīstības posmā acīmredzot būs nomaiņa fizikāli ķīmiskā metode skābekļa iegūšana un oglekļa dioksīda pārstrāde - uz bioloģisko. Kā zināms, galvenie skābekļa “piegādātāji” ir augstāki augi un fotosintētiski vienšūnu organismi. Sarežģītāks uzdevums ir ūdens un pārtikas krājumu papildināšana.

Acīmredzot dzeramajam ūdenim būs " zemes izcelsme", un tehniskā (izmanto mājsaimniecības vajadzībām) jau tiek papildināta, atjaunojot atmosfēras mitruma kondensātu (AMC), urīnu un citus avotus.

Protams, nākotnes slēgtās ekoloģiskās sistēmas galvenā sastāvdaļa ir augi. Pētījums par augstākie augi un fotosintēzes vienšūnas organismi uz kosmosa kuģa klāja parādīja, ka kosmosa lidojuma apstākļos augi iziet visas attīstības stadijas, sākot no sēklu dīgtspējas līdz primāro orgānu veidošanai, ziedēšanai, apaugļošanai un jaunas sēklu paaudzes nobriešanai. Tādējādi eksperimentāli tika pierādīta fundamentālā iespēja veikt pilnu augu attīstības ciklu (no sēklas līdz sēklai) mikrogravitācijas apstākļos. Kosmosa eksperimentu rezultāti bija tik iepriecinoši, ka jau 80. gadu sākumā ļāva secināt, ka bioloģisko dzīvības uzturēšanas sistēmu attīstība un videi draudzīgu pamatu radīšana. slēgta sistēma ierobežotā hermētiskā apjomā nav tik grūts uzdevums. Tomēr laika gaitā kļuva skaidrs, ka problēmu nevar atrisināt pilnībā, vismaz līdz brīdim, kad tiks noteikti galvenie parametri, kas ļauj līdzsvarot šīs sistēmas masas un enerģijas plūsmas (ar aprēķinu vai eksperimentu).

Lai papildinātu barības krājumus, sistēmā jāievada arī dzīvnieki. Protams, pirmajos posmos tiem vajadzētu būt "maza izmēra" dzīvnieku pasaules pārstāvjiem - mīkstmiešiem, zivīm, putniem un vēlāk, iespējams, trušiem un citiem zīdītājiem.

Tādējādi starpplanētu lidojumu laikā astronautiem ir ne tikai jāiemācās audzēt augus, turēt dzīvniekus un kultivēt mikroorganismus, bet arī jāizstrādā uzticams veids, kā kontrolēt "kosmosa šķirstu". Un, lai to izdarītu, mums vispirms ir jānoskaidro, kā atsevišķs organisms aug un attīstās kosmosa lidojuma apstākļos, un pēc tam, kādas prasības sabiedrībai rada katrs atsevišķais slēgtas ekoloģiskās sistēmas elements.

Mans galvenais uzdevums pētnieciskais darbs bija noskaidrot, cik interesanta un aizraujoša bija kosmosa izpēte un kas tālsatiksmes viņiem vēl ir ceļš ejams!

Ja jūs tikai iedomājaties visu dzīvo būtņu daudzveidību uz mūsu planētas, tad ko jūs varat pieņemt par kosmosu...

Visums ir tik liels un nezināms, ka šāda veida pētījumi ir ļoti svarīgi mums, kas dzīvojam uz planētas Zeme. Bet mēs esam tikai pašā ceļojuma sākumā, un mums ir tik daudz ko mācīties un redzēt!

Visā laikā, kad es darīju šo darbu, es uzzināju tik daudz interesantu lietu, par kurām man nekad nebija aizdomas, es uzzināju par brīnišķīgiem pētniekiem, piemēram, Karlu Saganu, uzzināju par interesantākajām kosmosa programmām, kas tika veiktas 20. gadsimtā gan ASV, gan PSRS, es daudz uzzināju par to modernas programmas, piemēram, “BION” un daudz ko citu.

Pētījumi turpinās...

Izmantoto avotu saraksts

Lielā bērnu enciklopēdijas visums: populārzinātniskais izdevums. - Russian Encyclopedic Partnership, 1999. Tīmekļa vietne http://spacembi. *****/ Lieliska enciklopēdija Visums. - M.: Izdevniecība "Astrel", 1999.

4. Enciklopēdijas Visums (“ROSMEN”)

5. Wikipedia vietne (attēli)

6.Kosmoss tūkstošgades mijā. Dokumenti un materiāli. M., Starptautiskās attiecības(2000)

Pieteikums.

"Marsa pārvietošana"

"Marsa pārvietošana" Viena no nākotnes bioloģiski tehniskās dzīvības uzturēšanas sistēmas astronautu saitēm izstrāde.

Mērķis: Jaunu datu iegūšana par gāzes un šķidruma piegādes procesiem sakņu apdzīvotā vidē kosmosa lidojumu apstākļos

Uzdevumi: Mitruma un gāzu kapilārās difūzijas koeficientu eksperimentāla noteikšana

Paredzamie rezultāti: Instalācijas izveide ar sakņu dzīves vidi augu audzēšanai saistībā ar mikrogravitācijas apstākļiem

· Komplekts "Eksperimentālā kivete" mitruma pārneses īpašību noteikšanai (impregnēšanas frontes kustības ātrums un mitruma saturs atsevišķās zonās)

LIV video komplekss impregnēšanas frontes kustības video ierakstīšanai

Mērķis: Jaunu datortehnoloģiju izmantošana, lai uzlabotu astronauta uzturēšanās komfortu ilgstoša kosmosa lidojuma laikā.

Uzdevumi: Konkrētu smadzeņu zonu aktivizēšana, kas ir atbildīgas par astronauta vizuālajām asociācijām, kas saistītas ar viņa dzimtajām vietām un ģimeni uz Zemes, vēl vairāk palielinot viņa veiktspēju. Astronauta stāvokļa analīze orbītā, pārbaudot, izmantojot īpašus paņēmienus.

Izmantotais zinātniskais aprīkojums:

Bloķēt EGE2 (atsevišķs astronauta cietais disks ar fotogrāfiju albumu un anketu)

"VEST" Datu iegūšana, lai izstrādātu pasākumus, lai novērstu lidojuma apstākļu nelabvēlīgo ietekmi uz SKS apkalpes veselību un sniegumu.

Mērķis: Jaunas integrētās apģērbu sistēmas novērtējums no dažādi veidi materiāli izmantošanai kosmosa lidojumu apstākļos.

Uzdevumi:

valkā "VEST" apģērbu, kas īpaši paredzēts itāļu kosmonauta R. Vittori lidojumam ISS RS; saņemt atgriezenisko saiti no astronauta par psiholoģisko un fizioloģisko labsajūtu, tas ir, komfortu (ērtību), apģērba valkājamību; viņas estētika; karstumizturības un fiziskās higiēnas efektivitāte stacijā.

Paredzamie rezultāti: Jaunās integrētās apģērbu sistēmas "VEST" funkcionalitātes apstiprināšana, iekļaujot tās ergonomiskos rādītājus kosmosa lidojumu apstākļos, kas samazinās ilgtermiņa kosmosa lidojumos uz SKS paredzētā apģērba svaru un apjomu.

Rietumu medicīnas pētījums un 12 astronautu novērojumi parādīja, ka, ilgstoši pakļaujoties mikrogravitācijas iedarbībai, cilvēka sirds kļūst par 9,4 procentiem sfēriskāka, kas savukārt var radīt dažādas problēmas tās darbībā. Īpaši šī problēma var kļūt aktuāla ilgos kosmosa ceļojumos, piemēram, uz Marsu.

"Sirds kosmosā darbojas pavisam savādāk nekā Zemes gravitācijā, kas savukārt var izraisīt muskuļu masas zudumu," saka Dr. Džeimss Tomass no NASA.

"Tam visam būs nopietnas sekas, tiklīdz mēs atgriezīsimies uz Zemes, tāpēc mēs šobrīd meklējam iespējamos veidus, kā izvairīties no šī muskuļu masas zuduma vai vismaz to samazināt."

Speciālisti atzīmē, ka pēc atgriešanās uz Zemes sirds atgūst sākotnējo formu, taču neviens nezina, kā pēc ilgiem lidojumiem uzvedīsies viens no svarīgākajiem mūsu ķermeņa orgāniem. Ārsti jau zina gadījumus, kad astronauti, kas atgriežas, piedzīvoja reiboni un dezorientāciju. Dažos gadījumos ir krasas asinsspiediena izmaiņas (notiek strauja pazemināšanās), īpaši, ja cilvēks mēģina piecelties kājās. Turklāt daži astronauti misiju laikā piedzīvo aritmiju (neregulāru sirds ritmu).

Pētnieki atzīmē nepieciešamību izstrādāt metodes un noteikumus, kas ļaus dziļā kosmosa ceļotājiem izvairīties no šāda veida problēmām. Kā minēts, šādas metodes un noteikumi varētu būt noderīgi ne tikai astronautiem, bet arī parastie cilvēki uz Zemes – tiem, kam ir sirdsdarbības traucējumi, kā arī tiem, kam noteikts gultas režīms.

Piecu gadu pētniecības programma, kuras uzdevums būs noteikt kosmosa ietekmes līmeni uz aterosklerozes (asinsvadu slimības) attīstības paātrināšanos astronautiem.

Dzeršana un garīgi traucējumi

Neskatoties uz to, ka NASA veiktā anonīma aptauja likvidēja aizdomas par biežu astronautu dzeršanu, 2007. gadā bija divi gadījumi, kad faktiski iereibušiem NASA astronautiem tika atļauts lidot Krievijas kosmosa kuģa Sojuz iekšienē. Tajā pašā laikā cilvēki drīkstēja lidot arī pēc tam, kad ārsti, kas sagatavoja šos astronautus lidojumam, kā arī citi misijas dalībnieki pastāstīja priekšniecībai par kolēģu ļoti karsto stāvokli.

Saskaņā ar tā laika drošības politiku NASA runāja par oficiālu aizliegumu astronautiem lietot alkoholu 12 stundas pirms treniņu lidojumiem. Šis noteikums klusējot tika pieņemts arī kosmosa lidojumu laikā. Tomēr pēc iepriekš aprakstītā incidenta NASA bija sašutusi par astronautu neuzmanību, ka aģentūra nolēma šo noteikumu attiecībā uz kosmosa lidojumiem padarīt oficiālu.

Bijušais astronauts Maiks Mullane reiz teica, ka astronauti pirms lidojuma dzēra alkoholu, lai atūdeņotu ķermeni (alkohols dehidrē), lai galu galā varētu samazināt urīnpūšļa slodzi un pēkšņi palaišanas brīdī negribētu iet uz tualeti.

Tā vieta starp briesmām kosmosa misijas Bija arī psiholoģiskais aspekts. Skylab 4 kosmosa misijas laikā astronauti bija tik ļoti “noguruši” no saziņas ar kosmosa lidojumu vadību, ka gandrīz uz dienu izslēdza radiosakarus un ignorēja NASA ziņojumus. Kopš šī incidenta zinātnieki ir mēģinājuši identificēt un novērst iespējamo negatīvo ietekmi. psiholoģiskās sekas kas var rasties saspringtāku un ilgāku misiju laikā uz Marsu.

Miega trūkums un miega zāļu lietošana

Desmit gadus ilgs pētījums atklāja, ka pēdējās nedēļas Pirms palaišanas un kosmosa misiju sākuma astronauti nepārprotami cieš no miega trūkuma. No aptaujātajiem trīs no četriem atzina, ka lieto medikamentus, lai palīdzētu viņiem gulēt, lai gan šādu medikamentu lietošana varētu būt bīstama, lidojot ar kosmosa kuģi vai darbojoties ar citu aprīkojumu. Visbīstamākā situācija šajā gadījumā varētu būt, kad astronauti vienlaikus lietoja vienas un tās pašas zāles. Šādā gadījumā, kad rodas ārkārtas situācija, kas prasa ārkārtas risinājumu, viņi to varētu vienkārši gulēt.

Lai gan NASA noteica, ka katram astronautam ir jāguļ vismaz astoņarpus stundas dienā, lielākā daļa misiju laikā katru dienu atpūtās tikai apmēram sešas stundas. Šī stresa smagumu uz ķermeni vēl vairāk pastiprināja fakts, ka pēdējos trīs treniņu mēnešus pirms lidojuma cilvēki gulēja mazāk nekā sešarpus stundas dienā.

"Nākotnes misijās uz Mēnesi, Marsu un citur būs jāizstrādā efektīvāki pasākumi, lai novērstu miega trūkumu un optimizētu cilvēka veiktspēju lidojuma laikā kosmosā," sacīja vecākais pētnieks par šo tēmu Dr. Čārlzs Kzeilers.

"Šie pasākumi var ietvert izmaiņas darbu grafikā, kas tiks veikts, ņemot vērā cilvēka pakļaušanu noteiktu gaismas viļņu iedarbībai, kā arī izmaiņas apkalpes uzvedības stratēģijā, lai ērtāk ieietu miega stāvoklī, kas ir būtisks. veselība, spēks un labs garastāvoklis nākamajā dienā"

Dzirdes zaudēšana

parādīja, ka kopš kosmosa kuģa misiju laikiem daži astronauti ir piedzīvojuši īslaicīgus nozīmīgus un mazāk nozīmīgus dzirdes zudumus. Visbiežāk tie tika atzīmēti, kad cilvēki tika pakļauti augstām skaņas frekvencēm. Arī padomju kosmosa stacijas Salyut 7 un Krievijas Mir apkalpes locekļi pēc atgriešanās uz Zemes piedzīvoja vieglu vai ļoti nozīmīgu dzirdes zudumu. Atkal visos šajos gadījumos daļēja vai pilnīga īslaicīga dzirdes zuduma cēlonis bija pakļaušana augstām skaņas frekvencēm.

Starptautiskās kosmosa stacijas apkalpei katru dienu ir jāvalkā ausu aizbāžņi. Lai samazinātu troksni uz SKS, cita starpā tika ierosināts stacijas sienās izmantot īpašus skaņas izolācijas paliktņus, kā arī uzstādīt klusākus ventilatorus.

Tomēr papildus fona troksnim dzirdes zudumu var ietekmēt arī citi faktori: piemēram, atmosfēras stāvoklis stacijā, paaugstināts intrakraniālais spiediens un paaugstināts oglekļa dioksīda līmenis stacijas iekšienē.

2015. gadā NASA plāno uzsākt studijas ar ISS apkalpes palīdzību iespējamie veidi izvairoties no dzirdes zuduma sekām gadu ilgo misiju laikā. Zinātnieki vēlas noskaidrot, cik ilgi no šīm sekām var izvairīties, un noteikt pieļaujamo risku, kas saistīts ar dzirdes zudumu. Galvenais uzdevums Eksperimenta mērķis būs noteikt, kā pilnībā samazināt dzirdes zudumu, ne tikai konkrētas kosmosa misijas laikā.

Akmeņi nierēs

Katrs desmitais cilvēks uz Zemes agrāk vai vēlāk attīstās nierakmeņu problēma. Tomēr šo jautājumu kļūst daudz akūtāks, ja runa ir par astronautiem, jo kosmosa apstākļos ķermeņa kauli sāk zaudēt derīgās vielas vēl ātrāk nekā uz Zemes. Ķermeņa iekšienē izdalās sāļi (kalcija fosfāts), kas iekļūst caur asinīm un uzkrājas nierēs. Šie sāļi var sablīvēt un iegūt iežu formā. Turklāt šo akmeņu izmērs var atšķirties no mikroskopiskiem līdz diezgan nopietniem - līdz pat valrieksta izmēram. Problēma ir tāda, ka šie akmeņi var bloķēt asinsvadus un citas plūsmas, kas baro orgānu vai izvada atkritumus no nierēm.

Kosmonautiem nierakmeņu veidošanās risks ir bīstamāks, jo mikrogravitācijas apstākļi var samazināt asins daudzumu organismā. Turklāt daudzi astronauti neizdzer 2 litrus šķidruma dienā, kas savukārt varētu nodrošināt viņu ķermeņa pilnīgu hidratāciju un novērst akmeņu stagnāciju nierēs, izdalot to daļiņas kopā ar urīnu.

Tiek atzīmēts, ka vismaz 14 amerikāņu astronautiem gandrīz uzreiz pēc kosmosa misijas pabeigšanas radās nierakmeņu problēma. 1982. gadā akūtu sāpju gadījums tika reģistrēts kādam apkalpes loceklim uz padomju stacijas Salyut 7. Kosmonauts divas dienas cieta no stiprām sāpēm, kamēr viņa biedram nekas cits neatlika, kā bezpalīdzīgi vērot kolēģa ciešanas. Sākumā visi domāja, ka tas ir akūts apendicīts, bet pēc kāda laika astronautam kopā ar urīnu izdalījās neliels nierakmens.

Zinātnieki ļoti ilgu laiku ir izstrādājuši īpašu galddatora izmēra ultraskaņas aparātu, kas spēj noteikt nierakmeņus un noņemt tos ar impulsu palīdzību. skaņas viļņi. Šķiet, ka uz kuģa, kas dodas uz Marsu, tāda lieta noteikti varētu noderēt.

Plaušu slimības

Lai gan mēs vēl precīzi nezinām, kādu negatīvu ietekmi uz veselību var izraisīt citu planētu vai asteroīdu putekļi, zinātnieki zina dažas ļoti nepatīkamas sekas, kas var rasties Mēness putekļu iedarbības rezultātā.

Visnopietnākā putekļu ieelpošanas ietekme, visticamāk, ir uz plaušām. Taču neticami asas Mēness putekļu daļiņas var radīt nopietnus bojājumus ne tikai plaušām, bet arī sirdij, vienlaikus izraisot veselu kaudzi dažādu kaišu, sākot no smagiem orgānu iekaisumiem un beidzot ar vēzi. Piemēram, azbests var izraisīt līdzīgu ietekmi.

Asas putekļu daļiņas var kaitēt ne tikai iekšējiem orgāniem, bet arī izraisīt iekaisumu un nobrāzumus uz ādas. Aizsardzībai nepieciešams izmantot īpašus daudzslāņu kevlaram līdzīgus materiālus. Mēness putekļi var viegli sabojāt acu radzeni, kas savukārt var būt nopietnākā ārkārtas situācija cilvēkiem kosmosā.

Zinātnieki ar nožēlu atzīmē, ka viņi nespēj modelēt Mēness augsni un veikt visu nepieciešamo testu klāstu, lai noteiktu Mēness putekļu ietekmi uz ķermeni. Viena no grūtībām šīs problēmas risināšanā ir tā, ka uz Zemes putekļu daļiņas neatrodas vakuumā un nav pastāvīgi pakļautas starojumam. Tikai papildu pētījumi par putekļiem tieši uz paša Mēness virsmas, nevis laboratorijā, varēs sniegt zinātniekiem nepieciešamos datus attīstībai. efektīvas metodes aizsardzība pret šiem mazajiem toksiskajiem slepkavām.

Imūnās sistēmas mazspēja

Mūsu imūnsistēma mainās un reaģē uz jebkuru, pat visvairāk mazākās izmaiņas mūsu ķermenī. Miega trūkums, nepietiekama uztura uzņemšana vai pat vienkāršs stress var vājināt mūsu imūnsistēmu. Bet tas ir uz Zemes. Mainīt imūnsistēma kosmosā galu galā var pārvērsties par saaukstēšanos vai izraisīt daudz nopietnāku slimību attīstību.
Kosmosā imūnšūnu sadalījums organismā īpaši nemainās. Izmaiņas šo šūnu darbībā var radīt daudz lielākus draudus veselībai. Kad šūnu darbība pasliktinās, cilvēka organismā jau nomāktie vīrusi var atkal pamosties. Un dariet to praktiski slēpti, neizrādot slimības simptomus. Kad imūnsistēmas šūnu aktivitāte palielinās, imūnsistēma pārmērīgi reaģē uz stimuliem, izraisot alerģiskas reakcijas un citas blakusparādības, piemēram, izsitumus uz ādas.

"Tādas lietas kā starojums, baktērijas, stress, mikrogravitācija, miega traucējumi un pat izolācija var ietekmēt apkalpes locekļu imūnsistēmu," saka NASA imunologs Braiens Krušins.

"Ilgas kosmosa misijas palielinās risku, ka astronauti saslims ar infekcijām, paaugstinātu jutību un autoimūnām problēmām."

Lai atrisinātu problēmas ar imūnsistēmu, NASA plāno izmantot jaunas pretradiācijas aizsardzības metodes, jaunu pieeju sabalansētam uzturam un medikamentiem.

Radiācijas draudi

Pašreizējā ļoti neparasta un ļoti ilga prombūtne saules aktivitāte var veicināt bīstamas radiācijas līmeņa izmaiņas kosmosā. Nekas tāds nav noticis gandrīz pēdējo 100 gadu laikā.

"Lai gan šādi notikumi ne vienmēr attur no ilgstošām misijām uz Mēnesi, asteroīdiem vai pat uz Marsu, galaktikas kosmiskais starojums var ierobežot šo misiju plānoto laiku," saka Neitans Švadrons no institūta uz sauszemes un okeānu un kosmosa izpēti.

Šāda veida iedarbības sekas var būt ļoti dažādas, sākot no staru slimības līdz vēža attīstībai vai bojājumiem iekšējie orgāni. Turklāt bīstami fona starojuma līmeņi samazina kosmosa kuģa starojuma aizsardzības efektivitāti par aptuveni 20 procentiem.

Tikai vienā misijā uz Marsu astronauts varēja tikt pakļauts 2/3 no drošās radiācijas devas, kādai sliktākajā gadījumā cilvēks tiktu pakļauts visas dzīves laikā. Šis starojums var izraisīt izmaiņas DNS un palielināt vēža risku.

"Runājot par kumulatīvo devu, tas ir tāds pats kā visa ķermeņa CT skenēšana ik pēc 5-6 dienām," saka zinātniece Kerija Zeitlina.

Kognitīvās problēmas

Simulējot atrašanās kosmosā stāvokli, zinātnieki atklāja, ka ļoti lādētu daļiņu iedarbība pat nelielās devās lika laboratorijas žurkām reaģēt uz vidi daudz lēnāk, un tajā pašā laikā grauzēji kļuva uzbudināmāki. Žurku novērošana arī parādīja izmaiņas viņu smadzeņu olbaltumvielu sastāvā.

Tomēr zinātnieki steidzas norādīt, ka ne visām žurkām bija vienādas sekas. Ja šis noteikums attiecas uz astronautiem, pētnieki uzskata, ka viņi varētu identificēt bioloģisko marķieri, kas norāda un prognozē šo efektu rašanos astronautiem. Varbūt šis marķieris pat ļautu atrast veidu, kā samazināt radiācijas iedarbības negatīvās sekas.

Nopietnāka problēma ir Alcheimera slimība.

"Pakļaušana starojuma līmeņiem, kas ir līdzvērtīgi tam, ko cilvēks pieredzētu, atrodoties misijā uz Marsu, var veicināt kognitīvo problēmu attīstību un paātrināt smadzeņu darbības izmaiņas, kas visbiežāk ir saistītas ar Alcheimera slimību," saka neiroloģe Kerija O'Baniona.

"Jo ilgāk atrodaties kosmosā, jo lielāks ir slimības attīstības risks."

Viens iepriecinošs fakts ir tas, ka zinātnieki jau ir izpētījuši vienu no sliktākajiem radiācijas iedarbības scenārijiem. Viņi vienā reizē pakļāva laboratorijas peles tādam starojuma līmenim, kāds būtu bijis raksturīgs visai misijai uz Marsu. Savukārt, lidojot uz Marsu, cilvēki trīs lidojuma gadu laikā tiks pakļauti dozētam starojumam. Zinātnieki uzskata, ka cilvēka organisms spēj pielāgoties tik mazām devām.

Turklāt tiek atzīmēts, ka plastmasa un vieglie materiāli var nodrošināt cilvēkiem efektīvāku aizsardzību pret radiāciju nekā pašlaik izmantotais alumīnijs.

Redzes zudums

Dažiem astronautiem pēc pavadīšanas kosmosā rodas nopietnas redzes problēmas. Jo ilgāk kosmosa misija ilgst, jo lielāka ir šādu briesmīgu seku iespējamība.

No vismaz 300 amerikāņu astronautiem, kas medicīniski pārbaudīti kopš 1989. gada, redzes problēmas tika novērotas 29% cilvēku kosmosā divu nedēļu kosmosa misiju laikā un 60% cilvēku, kas vairākus mēnešus strādāja Starptautiskajā kosmosa stacijā.

Teksasas universitātes ārsti veica smadzeņu skenēšanu 27 astronautiem, kuri kosmosā pavadīja vairāk nekā mēnesi. 25 procentos no tiem bija viena vai divu acs ābolu priekšējās-aizmugurējās ass tilpuma samazināšanās. Šīs izmaiņas noved pie tālredzības. Atkal tika atzīmēts, ka jo ilgāk cilvēks atrodas kosmosā, jo lielāka ir šīs izmaiņas.

Zinātnieki uzskata, ka šī negatīvā ietekme ir izskaidrojama ar šķidruma paaugstināšanos galvā migrācijas apstākļos. IN šajā gadījumā Galvaskausā sāk uzkrāties cerebrospinālais šķidrums, palielinās intrakraniālais spiediens. Šķidrums nevar izsūkties caur kaulu, tāpēc tas sāk radīt spiedienu uz acu iekšpusi. Pētnieki vēl nav pārliecināti, vai šis efekts samazināsies astronautiem, kas kosmosā uzturas ilgāk par sešiem mēnešiem. Tomēr ir pilnīgi skaidrs, ka tas būs jānoskaidro pirms cilvēku nosūtīšanas uz Marsu.

Ja problēmu izraisa tikai intrakraniālais spiediens, tad viens no iespējamiem risinājumiem būtu radīt mākslīgās gravitācijas apstākļus katru dienu astoņas stundas, kamēr astronauti guļ. Tomēr ir pāragri spriest, vai šī metode palīdzēs vai nē.

"Šī problēma ir jāatrisina, jo pretējā gadījumā tas varētu būt galvenais iemesls, kāpēc ilgtermiņa ceļošana kosmosā nav iespējama," saka zinātnieks Marks Šelhamers.

20. gadsimta otrā puse tika atzīmēta ne tikai ar teorētiskiem pētījumiem, lai atrastu veidus, kā izpētīt kosmosu, bet arī ar praktisku automātisku transportlīdzekļu izveidi un palaišanu Zemes orbītās un uz citām planētām, pirmo pilotētu lidojumu kosmosā un ilgtermiņa lidojumus orbitālajās stacijās. , un cilvēka nolaišanās uz Mēness virsmas. Teorētiskais pētījums apgabalā kosmosa tehnoloģija un vadāmo lidmašīnu dizains strauji stimulēja daudzu zinātņu attīstību, tostarp jaunu zināšanu nozari – kosmosa medicīnu.

Kosmosa medicīnas galvenie mērķi ir šādi:

astronauta dzīvībai svarīgās aktivitātes un drošības nodrošināšana visos kosmosa lidojuma posmos, saglabājot viņa veselību un augstu veiktspēju;

kosmosa lidojumu apstākļu ietekmes uz cilvēka ķermeni izpēte, ieskaitot fenomenoloģijas un maiņu mehānismu izpēti fizioloģiskie rādītāji lidojumā kosmosā;

metožu izstrāde profilaksei un medicīniskās palīdzības sniegšanai astronautam nevēlamu notikumu gadījumā, kas saistīti ar lidojuma apstākļu ietekmi uz cilvēka organismu;

kosmonautu atlases un apmācības metožu izstrāde;

Kosmosa medicīna savā veidā vēsturiskā attīstība no kosmosa lidojumu faktoru modelēšanas laboratorijas apstākļos un dzīvnieku lidojumos ar raķetēm un satelītiem ir pārgājusi uz pētījumiem, kas saistīti ar orbitālo staciju ilgtermiņa lidojumiem un starptautisko apkalpju lidojumiem.

Kosmosa bioloģijas un medicīnas veidošanā un attīstībā PSRS bija nozīmīgi astronautikas pamatlicēju K.E. Ciolkovskis, F.A. Zanders un citi, kuri formulēja vairākas bioloģiskas problēmas, kuru atrisināšanai vajadzēja būt nepieciešamajam priekšnoteikumam kosmosa izpētei. Kosmosa bioloģijas un medicīnas teorētiskie aspekti balstās uz tādu dabaszinātņu pamatlicēju kā I.M. klasiskajiem principiem. Sečenovs, K.A. Timirjazevs, I.P. Pavlovs, V.V. Dokučajevs, L.A. Orbeli un citi, kuru darbos kā sarkans pavediens atspoguļojas doktrīna par organisma un ārējās vides mijiedarbību, ir izstrādāti fundamentāli jautājumi par organisma pielāgošanos mainīgajiem vides apstākļiem.

Liela nozīme vairāku kosmosa medicīnas noteikumu un sadaļu veidošanā bija darbam aviācijas medicīnas jomā, kā arī pētījumiem, kas veikti par biofizikālajām raķetēm un kosmosa kuģiem 50.–60. gados.

Kosmosa praktiskā izpēte ar pilotējamu lidojumu palīdzību sākās ar Yu.A vēsturisko lidojumu. Gagarins, pasaulē pirmais kosmonauts, 1961. gada 12. aprīlī veica kosmosa kuģi Vostok. Mēs visi atceramies viņa vienkāršo cilvēcisko frāzi. "Ejam," izskanēja kosmosa kuģa Vostok palaišanas laikā. Šī frāze kodolīgi un tajā pašā laikā diezgan kodolīgi raksturoja cilvēces lielāko sasniegumu. Cita starpā lidojums Yu.A. Gagarins pārbaudīja gan kosmonautikas briedumu kopumā, gan jo īpaši kosmosa medicīnu.

Pirms šī lidojuma veiktie medicīniskie un bioloģiskie pētījumi un uz to pamata izstrādātā dzīvības uzturēšanas sistēma ir paredzēta normāli apstākļi kosmosa kuģa kabīnes biotopi, kas nepieciešami astronautam lidojuma veikšanai. Līdz šim izveidotā kosmonautu atlases un apmācības sistēma, cilvēka lidojuma stāvokļa un veiktspējas biotelemetriskā monitoringa sistēma un salona higiēniskie parametri noteica lidojuma iespējamību un drošību.

Tomēr viss iepriekšējais darbs, visi daudzie dzīvnieku lidojumi uz kosmosa kuģiem nevarēja atbildēt uz dažiem jautājumiem, kas saistīti ar cilvēka lidojumu. Tā, piemēram, pirms lidojuma Yu.A. Gagarins nezināja, kā bezsvara apstākļi ietekmē tīri cilvēka funkcijas: domāšanu, atmiņu, kustību koordināciju, apkārtējās pasaules uztveri utt. Tikai pirmā cilvēka lidojums kosmosā parādīja, ka šīs funkcijas bezsvara stāvoklī būtiski nemainās. Tāpēc Yu.A. Gagarins visā pasaulē tiek saukts par “zvaigžņu ceļu” pionieri, cilvēku, kurš pavēra ceļu visiem turpmākajiem pilotējamiem lidojumiem.

20 gadu laikā, kas pagājuši kopš Yu.A. Gagarina, cilvēce nepārtraukti un visaptveroši turpināja izpētīt kosmosu. Un saistībā ar šo krāšņo jubileju, šķiet, ir iespēja ne tikai analizēt šodienas sasniegumus kosmosa medicīnā, bet arī veikt vēsturisku ekskursiju pagātnē un gadu desmitos pirms tās.

Visā tās attīstības laikā kosmosa lidojumus var iedalīt vairākos posmos. Pirmais posms bija cilvēka lidojuma sagatavošana kosmosā, un tas aptvēra ievērojamu laika posmu. To papildināja tādi pētījumi kā: 1) fizioloģijas un aviācijas medicīnas datu vispārināšana, kas pētīja nelabvēlīgu vides faktoru ietekmi uz dzīvnieku un cilvēku organismu; 2) veicot daudzas laboratorijas pētījumi, kurā tika simulēti daži kosmosa lidojuma faktori un pētīta to ietekme uz cilvēka organismu; 3) īpaši sagatavoti eksperimenti ar dzīvniekiem raķešu lidojumos atmosfēras augšējos slāņos, kā arī orbitālos lidojumos uz mākslīgajiem Zemes pavadoņiem.

Galvenie uzdevumi tolaik bija vērsti uz jautājuma izpēti par cilvēka lidojuma kosmosā fundamentālo iespēju un problēmu risināšanu tādu sistēmu radīšanā, kas nodrošina cilvēka uzturēšanos kosmosa kuģa salonā orbitālā lidojuma laikā. Fakts ir tāds, ka tajā laikā bija noteikts vairāku diezgan autoritatīvu zinātnieku viedoklis par cilvēka dzīves nesaderību ar ilgstoša bezsvara stāvokli, jo tas varētu radīt būtiskus elpošanas un asinsrites traucējumus. Turklāt viņi baidījās, ka cilvēks varētu neizturēt lidojuma radīto psiholoģisko stresu.

Mūsu valstī kopš 50. gadu sākuma ir veikta virkne pētījumu ar dzīvniekiem vertikālās raķešu palaišanas laikā līdz 100, 200 un 450 km augstumam. Kopumā Padomju Savienībā ar raķetēm tika palaisti 52 suņi, un bezsvara stāvokļa ilgums atkarībā no lidojuma augstuma svārstījās no 4 līdz 10 minūtēm. Šo pētījumu rezultātu analīze parādīja, ka raķetes lidojuma laikā bija tikai mērenas fizioloģisko rādītāju izmaiņas, kas izpaudās kā paātrināta sirdsdarbība un paaugstināts asinsspiediens, pakļaujot paātrinājumam raķetes pacelšanās un nolaišanās laikā (ar tendenci uz šiem rādītājiem). normalizēt vai pat samazināties bezsvara stāvoklī).

Kopumā raķešu lidojuma faktoru iedarbība neradīja būtiskus traucējumus dzīvnieku fizioloģiskās funkcijās. Bioloģiskie eksperimenti vertikālu raķešu palaišanas laikā ir parādījuši, ka suņi var apmierinoši izturēt diezgan lielas pārslodzes un īslaicīgu bezsvara stāvokli.

1957. gadā otrā mākslīgais pavadonis Zeme ar suni Laiku. Šim notikumam bija būtiska nozīme kosmosa medicīnā, jo tas pirmo reizi ļāva augsti organizētam dzīvniekam pietiekami ilgu laiku palikt bezsvara stāvoklī. Rezultātā dzīvnieki noteica apmierinošu kosmosa lidojuma apstākļu toleranci. Turpmākie eksperimenti ar sešiem suņiem otrā, trešā, ceturtā un piektā padomju satelīta lidojuma laikā, kas atgriežas uz Zemi, ļāva iegūt lielu daudzumu materiāla par galvenās reakcijas. fizioloģiskās sistēmas augsti organizētu dzīvnieku organismi (gan lidojumā, gan uz Zemes, ieskaitot pēclidojuma periodu).

Šo pašu satelītkuģu kajītēs atradās dažādas sarežģītības bioloģiskie objekti: mikroorganismi, dažādu augu sēklas, cilvēka epitēlija audzēju šūnu kultūras, nelieli saglabājušies truša un cilvēka ādas laukumi, kukaiņi, melnbaltās laboratorijas peles un žurkas, jūrascūciņas. Visi pētījumi, kas veikti ar satelītu palīdzību, sniedza plašu eksperimentālu materiālu, kas stingri pārliecināja zinātniekus par cilvēka lidojumu drošību (no veselības viedokļa) kosmosā.

Pie līdzīgiem secinājumiem nonāca amerikāņu zinātnieki, kuri nedaudz vēlāk veica pētījumus par pērtiķiem kosmosa kuģu suborbitālo un orbitālo (divu orbītu) lidojumu laikā (1961).

Tajā pašā laika posmā tika atrisināti arī astronautu dzīvības uzturēšanas sistēmu izveides uzdevumi - sistēma skābekļa padevei salonā, ogļskābās gāzes un kaitīgo piemaisījumu izvadīšanai, kā arī uzturam, ūdens apgādei, medicīniskā uzraudzībai un cilvēka radīto atkritumu izvešanai. . Šajā darbā tiešā veidā piedalījās kosmosa medicīnas speciālisti.

Otrajam posmam, kas sakrita ar pilotu lidojumu pirmo desmitgadi (1961-1970), bija raksturīgi īslaicīgi cilvēku lidojumi kosmosā (no vienas orbītas 108 minūtēs līdz 18 dienām). Tas sākas ar Yu.A vēsturisko lidojumu. Gagarins.

Šajā laikā veikto medicīnisko un bioloģisko pētījumu rezultāti ir droši pierādījuši ne tikai cilvēka iespējamību atrasties kosmosa lidojumā, bet arī saglabāt pietiekamu sniegumu, veicot dažādus uzdevumus kosmosa kuģa kabīnē ar ierobežotu tilpumu un strādājot neatbalstītā telpā. telpa ārpus kosmosa kuģa. Tomēr tika konstatētas vairākas izmaiņas motora sfērā, sirds un asinsvadu sistēmā, asins sistēmā un citās cilvēka ķermeņa sistēmās.

Tika arī konstatēts, ka astronautu pielāgošanās parastajiem zemes eksistences apstākļiem pēc kosmosa lidojumiem, kas ilgst no 18 dienām, norit ar zināmām grūtībām un to pavada izteiktāka regulēšanas mehānismu spriedze nekā astronauta pielāgošanās bezsvara stāvoklim. Līdz ar to, vēl vairāk palielinoties lidojuma laikam, bija nepieciešams izveidot atbilstošu preventīvo pasākumu sistēmas, pilnveidot medicīniskās uzraudzības sistēmas un izstrādāt metodes apkalpes locekļu stāvokļa prognozēšanai lidojuma laikā un pēc tā pabeigšanas.

Pilotu lidojumu laikā saskaņā ar šīm programmām kopā ar apkalpju medicīnisko izpēti tika veikti arī bioloģiskie eksperimenti. Tā uz kuģiem “Vostok-3”, “Vostok-6”, “Voskhod”, “Voskhod-2”, “Sojuz” atradās tādi bioloģiski objekti kā lizogēnās baktērijas, hlorella, tradescantia, hella šūnas; normālas un vēža cilvēka šūnas, sausas augu sēklas, bruņurupuči.

Pilotu kosmosa lidojumu trešais posms ir saistīts ar astronautu ilgstošiem lidojumiem uz orbitālajām stacijām, tas sakrīt ar pēdējo desmitgadi (1971.-1980.). Atšķirīga iezīme Apkalpes lidojumos šajā posmā papildus ievērojamajam cilvēka uzturēšanās laikam lidojumā palielinās brīvās vietas daudzums dzīvojamās telpās - no kosmosa kuģa kabīnes līdz plašām dzīvojamām zonām orbitālās stacijas iekšienē. Pēdējam apstāklim kosmosa medicīnā bija divējāda nozīme: no vienas puses, radās iespēja stacijā novietot dažādas medicīniskās un bioloģiskās izpētes iekārtas un līdzekļus bezsvara stāvokļa nelabvēlīgo seku novēršanai, no otras puses, ievērojami samazināt motorisko aktivitāti ierobežojošo faktoru ietekmi uz cilvēka ķermeni - hipokinēziju (t.i., kas saistīta ar maziem brīvas vietas izmēriem).

Jāteic, ka orbitālajās stacijās var izveidot ērtākus dzīves apstākļus, personīgo higiēnu utt. Un profilaktisko līdzekļu kompleksa lietošana var ievērojami izlīdzināt ķermeņa nevēlamās reakcijas uz bezsvara stāvokli, kam ir lieliska pozitīva ietekme. Taču, no otras puses, tas zināmā mērā izlīdzina cilvēka ķermeņa reakcijas uz bezsvara stāvokli, kas apgrūtina bezsvara stāvoklim raksturīgo dažādu cilvēka ķermeņa sistēmu nobīdes analīzi.

Pirmā ilgtermiņa orbitālā stacija (Salyut) tika uzsākta PSRS 1971. gadā. Turpmākajos gados pilotēti lidojumi tika veikti uz orbitālajām stacijām Salyut-3, -4, -5, -6 (ar ceturto galveno ekspedīciju). no Salyut stacijas 6" atradās kosmosā 185 dienas). Daudzi medicīniskie un bioloģiskie pētījumi, kas veikti orbitālo staciju lidojuma laikā, parādīja, ka, palielinoties cilvēka uzturēšanās ilgumam kosmosā, ķermeņa reakcijas uz lidojuma apstākļiem smagums parasti nepalielinājās.

Izmantotie profilaktisko līdzekļu kompleksi nodrošināja astronautu labas veselības un darbaspējas saglabāšanu šādu lidojumu laikā, kā arī palīdzēja izlīdzināt reakcijas un atviegloja pielāgošanos sauszemes apstākļiem pēclidojuma periodā. Ir svarīgi atzīmēt, ka veiktie medicīniskie pētījumi neatklāja nekādas izmaiņas astronautu ķermeņos, kas novērstu sistemātisku lidojuma ilguma palielināšanos. Tajā pašā laikā dažās ķermeņa sistēmās tika atklātas funkcionālas izmaiņas, kas ir turpmākas izskatīšanas priekšmets.

20. gadsimta otrā puse tika atzīmēta ne tikai ar teorētiskiem pētījumiem, lai atrastu veidus, kā izpētīt kosmosu, bet arī ar praktisku automātisku transportlīdzekļu izveidi un palaišanu Zemes orbītās un uz citām planētām, pirmo pilotētu lidojumu kosmosā un ilgtermiņa lidojumus orbitālajās stacijās. , un cilvēka nolaišanās uz Mēness virsmas. Teorētiskie pētījumi kosmosa tehnoloģiju jomā un vadāmu lidaparātu projektēšana ir dramatiski stimulējuši daudzu zinātņu attīstību, tostarp jaunas zināšanu nozares - kosmosa medicīna.

Kosmosa medicīnas galvenie mērķi ir šādi:

kosmosa lidojumu apstākļu ietekmes uz cilvēka organismu izpēte, tai skaitā kosmosa lidojuma fizioloģisko parametru nobīdes fenomenoloģijas un rašanās mehānismu izpēte;

kosmonautu atlases un apmācības metožu izstrāde;

Kosmosa medicīna savā vēsturiskajā attīstībā ir pārgājusi no kosmosa lidojumu faktoru modelēšanas laboratorijas apstākļos un dzīvnieku lidojumos ar raķetēm un satelītiem līdz pētījumiem, kas saistīti ar orbitālo staciju un starptautisko apkalpju lidojumiem.

Kosmosa bioloģijas un medicīnas veidošanā un attīstībā PSRS, astronautikas pamatlicēju K. E. Ciolkovska, F. A. Tsandera un citu darbi, kuri formulēja vairākas bioloģiskas problēmas, kuru atrisināšanai vajadzēja būt cilvēka izpētes priekšnoteikumam. kosmosa, bija liela nozīme. Kosmosa bioloģijas un medicīnas teorētiskie aspekti balstās uz klasiskajiem principiem, ko pieņēmuši tādi dabaszinātņu pamatlicēji kā I. M. Sečenovs, K. A. Timirjazevs, I. P. Pavlovs, V. V. Dokučajevs, L. A. Orbeli un citi, kuru darbos Sarkanais pavediens atspoguļo mijiedarbības doktrīnu. organisma un ārējās vides, ir izstrādāti fundamentālie jautājumi par organisma pielāgošanos mainīgajiem vides apstākļiem.

Kosmosa praktiskā izpēte ar pilotējamo lidojumu palīdzību sākās ar pasaulē pirmā kosmonauta A. Gagarina vēsturisko lidojumu 1961. gada 12. aprīlī ar kosmosa kuģi "Vostok". Mēs visi atceramies viņa vienkāršo cilvēcisko frāzi. "Ejam," izskanēja kosmosa kuģa Vostok palaišanas laikā. Šī frāze kodolīgi un tajā pašā laikā diezgan kodolīgi raksturoja cilvēces lielāko sasniegumu. Cita starpā Yu A. Gagarina lidojums bija gan kosmonautikas brieduma pārbaude kopumā, gan kosmosa medicīna jo īpaši.

Pirms šī lidojuma veiktie medicīniskie un bioloģiskie pētījumi un uz tā pamata izstrādātā dzīvības uzturēšanas sistēma nodrošināja kosmosa kuģa kabīnē normālus dzīves apstākļus, kas nepieciešami astronautam, lai pabeigtu lidojumu. Līdz šim izveidotā kosmonautu atlases un apmācības sistēma, cilvēka lidojuma stāvokļa un veiktspējas biotelemetriskā monitoringa sistēma un salona higiēniskie parametri noteica lidojuma iespējamību un drošību.

Tomēr viss iepriekšējais darbs, visi daudzie dzīvnieku lidojumi uz kosmosa kuģiem nevarēja atbildēt uz dažiem jautājumiem, kas saistīti ar cilvēka lidojumu. Piemēram, pirms A. Gagarina lidojuma nebija zināms, kā bezsvara apstākļi ietekmē tīri cilvēka funkcijas: domāšanu, atmiņu, kustību koordināciju, apkārtējās pasaules uztveri utt. Tikai pirmā cilvēka lidojums kosmosā parādīja, ka šīs funkcijas bezsvara stāvoklī būtiski nemainās. Tāpēc Ju A. Gagarins visā pasaulē tiek dēvēts par “zvaigžņu ceļu” atklājēju, cilvēku, kurš pavēra ceļu visiem turpmākajiem pilotētajiem lidojumiem.

20 gadu laikā, kas pagājuši kopš Yu A. Gagarina lidojuma, cilvēce ir nepārtraukti un visaptveroši turpinājusi izpētīt kosmosu. Un saistībā ar šo krāšņo jubileju, šķiet, ir iespēja ne tikai analizēt šodienas sasniegumus kosmosa medicīnā, bet arī veikt vēsturisku ekskursiju pagātnē un gadu desmitos pirms tās.

Visā tās attīstības laikā kosmosa lidojumus var iedalīt vairākos posmos. Pirmais posms bija cilvēka lidojuma sagatavošana kosmosā, un tas aptvēra ievērojamu laika posmu. To papildināja tādi pētījumi kā: 1) fizioloģijas un aviācijas medicīnas datu vispārināšana, kas pētīja nelabvēlīgu vides faktoru ietekmi uz dzīvnieku un cilvēku organismu; 2) veicot daudzus laboratoriskos pētījumus, kuros simulēti daži kosmosa lidojuma faktori un pētīta to ietekme uz cilvēka organismu; 3) īpaši sagatavoti eksperimenti ar dzīvniekiem raķešu lidojumos atmosfēras augšējos slāņos, kā arī orbitālos lidojumos uz mākslīgajiem Zemes pavadoņiem.

Turklāt bezsvara stāvokļa ilgums atkarībā no lidojuma augstuma svārstījās no 4 līdz 10 minūtēm. Šo pētījumu rezultātu analīze parādīja, ka raķetes lidojuma laikā bija tikai mērenas fizioloģisko rādītāju izmaiņas, kas izpaudās kā paātrināta sirdsdarbība un paaugstināts asinsspiediens, pakļaujot paātrinājumam raķetes pacelšanās un nolaišanās laikā (ar tendenci uz šiem rādītājiem). normalizēt vai pat samazināties bezsvara stāvoklī).

1957. gadā PSRS ar suni Laiku palaida otru mākslīgo Zemes pavadoni. Šim notikumam bija būtiska nozīme kosmosa medicīnā, jo tas pirmo reizi ļāva augsti organizētam dzīvniekam pietiekami ilgu laiku palikt bezsvara stāvoklī. Rezultātā dzīvnieki noteica apmierinošu kosmosa lidojuma apstākļu toleranci. Sekojošie eksperimenti ar sešiem suņiem otrā, trešā, ceturtā un piektā padomju satelīta lidojuma laikā, atgriežoties uz Zemi, ļāva iegūt lielu daudzumu materiāla par augsti organizētu dzīvnieku ķermeņa fizioloģisko pamatsistēmu reakcijām (gan lidojumā un uz Zemes, ieskaitot periodu pēc lidojuma).

nelieli konservēti trušu un cilvēku ādas laukumi, kukaiņi, melnbaltās laboratorijas peles un žurkas, jūrascūciņas. Visi pētījumi, kas veikti ar satelītu palīdzību, sniedza plašu eksperimentālu materiālu, kas stingri pārliecināja zinātniekus par cilvēka lidojumu drošību (no veselības viedokļa) kosmosā.

Šajā laikā veikto medicīnisko un bioloģisko pētījumu rezultāti ir droši pierādījuši ne tikai cilvēka iespējamību atrasties kosmosa lidojumā, bet arī pietiekamu veiktspēju, veicot dažādus uzdevumus kosmosa kuģa kabīnē ar ierobežotu tilpumu un strādājot neatbalstītā telpā. telpa ārpus kosmosa kuģa. Tomēr tika konstatētas vairākas izmaiņas motora sfērā, sirds un asinsvadu sistēmā, asins sistēmā un citās cilvēka ķermeņa sistēmās.

Tika arī konstatēts, ka astronautu pielāgošanās parastajiem zemes eksistences apstākļiem pēc kosmosa lidojumiem, kas ilgst no 18 dienām, norit ar zināmām grūtībām un to pavada izteiktāks stress. regulējošie mehānismi nekā astronauta pielāgošanās bezsvara stāvoklim. Līdz ar to, vēl vairāk palielinoties lidojuma laikam, bija nepieciešams izveidot atbilstošu preventīvo pasākumu sistēmas, pilnveidot medicīniskās uzraudzības sistēmas un izstrādāt metodes apkalpes locekļu stāvokļa prognozēšanai lidojuma laikā un pēc tā pabeigšanas.

Pilotu kosmosa lidojumu trešais posms ir saistīts ar astronautu ilgstošiem lidojumiem uz orbitālajām stacijām, tas sakrīt ar pēdējo desmitgadi (1971.-1980.). Pilotu lidojumu īpatnība šajā posmā papildus ievērojamajam cilvēka uzturēšanās laikam lidojumā ir brīvās vietas palielināšanās dzīvojamās telpās - no kosmosa kuģa kabīnes līdz plašām dzīvojamām zonām orbitālās stacijas iekšienē. Pēdējam apstāklim kosmosa medicīnā bija divējāda nozīme: no vienas puses, stacijā radās iespēja novietot dažādas medicīniskās un bioloģiskās izpētes iekārtas un līdzekļus bezsvara stāvokļa nelabvēlīgo seku novēršanai, un, no otras puses, ievērojami samazināt motorisko aktivitāti ierobežojošo faktoru ietekmi uz cilvēka ķermeni - hipokinēziju (t.i., kas saistīta ar maziem brīvas vietas izmēriem).

Jāteic, ka orbitālajās stacijās var izveidot ērtākus dzīves apstākļus, personīgo higiēnu utt., Un profilaktisko līdzekļu komplekta lietošana var ievērojami izlīdzināt organisma nevēlamās reakcijas uz bezsvara stāvokli, kam ir liela pozitīva ietekme. Tomēr, no otras puses, tas zināmā mērā izlīdzina cilvēka ķermeņa reakcijas uz bezsvara stāvokli, kas apgrūtina jauno pārmaiņu analīzi. dažādas sistēmas cilvēka ķermenis, kas raksturīgs bezsvara stāvoklim.

Līdz šim lidojumus kosmosā veikuši jau 99 cilvēki. dažādas valstis uz 78 kosmosa kuģiem un 6 ilgtermiņa orbitālajām stacijām2. Kopējais ceļojuma laiks bija aptuveni 8 cilvēkgadi. PSRS uz 1981. gada 1. janvāri tika veikti 46 pilotēti lidojumi kosmosā, kuros 49 Padomju kosmonauti un 7 kosmonauti no sociālisma valstīm. Tādējādi divu gadu desmitu ilgo pilotējamo kosmosa lidojumu laikā cilvēka iekļūšanas kosmosā temps un mērogs ir strauji pieaudzis.

Tālāk mēs aplūkosim galvenos šajā laikā veikto pētījumu rezultātus kosmosa medicīnā. Kosmosa lidojumu laikā cilvēka ķermenis var tikt pakļauts dažādiem nelabvēlīgiem faktoriem, kurus var iedalīt šādās grupās: 1) raksturojot kosmosu kā unikālu fizisko vidi (ārkārtīgi zems barometriskais spiediens, skābekļa trūkums, jonizējošā radiācija utt.); 2) gaisa kuģa dinamikas dēļ (paātrinājums, vibrācija, bezsvara stāvoklis); 3) saistīta ar astronautu uzturēšanos kosmosa kuģa zem spiediena kabīnē (mākslīgā atmosfēra, uztura paradumi; hipokinēzija utt.); 4) kosmosa lidojuma psiholoģiskās iezīmes (emocionālā spriedze, izolācija utt.).

dzīvības atbalsts rada nepieciešamos nosacījumus dzīvošanai un darbam salona telpā. Izņēmums no šīs faktoru grupas ir kosmiskais starojums: dažu saules uzliesmojumu laikā kosmiskā starojuma līmenis var pieaugt tik daudz, ka kabīnes sienas nevar pasargāt astronautu no kosmisko staru ietekmes.

un tas, ka zinātnieki vēl nav iemācījušies simulēt visu kosmiskā starojuma spektru Zemes apstākļos. Tas, protams, rada ievērojamas grūtības kosmiskā starojuma bioloģiskās ietekmes izpētē un aizsardzības pasākumu izstrādē.

Šajā virzienā tiek veikti dažādi pētījumi, lai kosmosa kuģim izveidotu elektrostatisko aizsardzību, proti, ap kosmosa kuģi tiek mēģināts izveidot elektromagnētisko lauku, kas novirzīs uzlādētās daļiņas, neļaujot tām iekļūt salonā. Liels darbs tiek veikts arī radiācijas traumu profilakses un ārstēšanas farmakoķīmisko līdzekļu izstrādes jomā.

Lielākā daļa otrās grupas faktoru ir veiksmīgi modelēti zemes eksperimenta apstākļos un ir ilgstoši pētīti (vibrācija, troksnis, pārslodzes). To ietekme uz cilvēka ķermeni ir diezgan skaidra, un līdz ar to arī pasākumi iespējamo traucējumu novēršanai ir skaidri. Vissvarīgākais un specifiskākais faktors kosmosa lidojuma laikā ir bezsvara faktors. Jāatzīmē, ka ilgstošas darbības laikā to var pētīt tikai reālos lidojuma apstākļos, jo šajā gadījumā tā modelēšana uz Zemes ir ļoti aptuvena.

Visbeidzot, trešā un ceturtā lidojuma faktoru grupa nav tik daudz kosmosa faktori, bet gan kosmosa lidojuma apstākļi ievieš tik daudz sava, kas raksturīgs tikai šim darbības veidam, ka psiholoģisko īpašību izpēte, kas rodas tās laikā, kā arī darba un atpūtas režīms, psiholoģiskā saderība un citi faktori ir neatkarīga un ļoti sarežģīta problēma.

Ir pilnīgi skaidrs, ka kosmosa medicīnas problēmu daudzšķautņainība neļauj tās visas izsmeļoši aplūkot, un šeit mēs pievērsīsimies tikai dažām no šīm problēmām.

Medicīniskā kontrole un medicīniskā izpēte lidojuma laikā

Pasākumu kompleksā astronautu drošības nodrošināšanai lidojumā liela nozīme ir medicīniskajai kontrolei, kuras uzdevums ir novērtēt un prognozēt apkalpes locekļu veselības stāvokli un sniegt ieteikumus profilaktiskajiem un ārstnieciskajiem pasākumiem.

Kosmosa lidojuma medicīniskās kontroles īpatnība ir tāda, ka ārstu “pacienti” ir veseli, fiziski labi sagatavoti cilvēki. Šajā gadījumā medicīniskās kontroles uzdevums galvenokārt ir identificēt funkcionālās adaptīvās izmaiņas, kas var rasties cilvēka organismā kosmosa lidojumu faktoru (galvenokārt bezsvara stāvokļa) ietekmē, izvērtēt un analizēt šīs izmaiņas, noteikt indikācijas profilaktisko līdzekļu lietošanai. aģenti, kā arī V; izvēloties optimālākos to izmantošanas veidus.

Medicīnisko pētījumu rezultātu vispārināšana kosmosa lidojumos un daudzi pētījumi ar lidojuma faktoru modelēšanu Zemes apstākļos ļauj iegūt datus par dažādu slodžu ietekmi uz cilvēka ķermeni, par pieļaujamajām fizioloģisko parametru svārstību robežām un par organisma reakciju īpašības šajos apstākļos.

Jāuzsver, ka šādiem pētījumiem kosmosa medicīnā, kas precizē mūsu zināšanas par cilvēka organisma dzīvības funkciju normālām izpausmēm un skaidrāk novelk robežu starp tā normālām un izmainītām reakcijām, ir liela nozīme sākotnējo noviržu pazīmju identificēšanā. ne tikai starp kosmosa kuģu apkalpēm lidojuma laikā, bet arī klīniskajā praksē, analizējot slimības sākotnējās un latentās formas un to profilaksi.

Kā informācijas avoti tiek izmantoti ārsta un kosmonautu sarunu dati, kosmonautu ziņojumi par viņu pašsajūtu un pašsajūtas un savstarpējās uzraudzības rezultātiem, radiosarunu analīze (t.sk. runas spektrālā analīze). Svarīgi informācijas avoti ir dati no objektīvas fizioloģisko parametru reģistrēšanas, vides rādītājiem kosmosa kuģa kabīnē (spiediens, skābekļa un oglekļa dioksīda saturs, mitrums, temperatūra utt.), kā arī sarežģītāko kontroles operāciju rezultātu analīze. kosmosa kuģis un zinātniskie un tehniskie eksperimenti.

Šī informācija, izmantojot telemetrijas sistēmas, nonāk lidojuma vadības centrā, kur to apstrādā datori un analizēja ārsti. Reģistrējamie un uz Zemi pārraidāmie fizioloģiskie parametri tiek noteikti atbilstoši lidojuma programmas specifikai un apkalpes darbības specifikai. Vērtējot astronautu veselības stāvokli, ļoti svarīga ir informācija par cilvēka organisma svarīgāko sistēmu (elpošanas un asinsrites) stāvokli, kā arī astronautu fiziskās veiktspējas izmaiņām.

b neparasts biotops, palīdz noskaidrot fizioloģisko funkciju izmaiņu mehānismus un organisma pielāgošanos bezsvara apstākļiem. Tas viss nepieciešams profilaktisko pasākumu izstrādei un medicīniskā atbalsta plānošanai turpmākajiem lidojumiem.

Ar biotelemetrijas palīdzību uz Zemi nosūtītās medicīniskās informācijas apjoms dažādos lidojumos bija atšķirīgs. Pirmajos Vostok un Voskhod programmu lidojumos, kad mūsu zināšanas par kosmosa lidojumu faktoru ietekmi uz cilvēka ķermeni bija ļoti ierobežotas, tika reģistrēts diezgan plašs fizioloģisko parametru klāsts, jo bija nepieciešams ne tikai uzraudzīt veselības stāvokli. kosmonautiem, bet arī plaši pētīt to fizioloģiskās reakcijas uz lidojuma apstākļiem. Lidojumu laikā Sojuz programmas ietvaros uz Zemi pārraidīto fizioloģisko rādītāju skaits ir ierobežots un bija optimāls astronautu veselības stāvokļa uzraudzībai.

kas pastāvēja iepriekš, lidojumu laikā orbitālajās stacijās tika veiktas periodiskas padziļinātas medicīniskās pārbaudes, kas veiktas ik pēc 7-10 dienām. Pēdējie ietvēra klīniskos elektrokardiogrāfiskos izmeklējumus (miera stāvoklī un funkcionālo pārbaužu laikā), arteriālā un venozā spiediena indikatoru reģistrāciju, sirds cikla fāzes struktūras izpēti pēc kinetokardiogrāfijas, insulta un sirds minūtes tilpuma izpēti, pulsa asiņu pildījumu. dažādas jomasķermeņa (ar reogrāfijas metodi) un virkni citu izmeklējumu.

Kā funkcionālie testi tika izmantota astronauta ķermeņa dozētā fiziskā slodze uz veloergometra (“kosmiskā velosipēda”), kā arī tests ar negatīva spiediena pielikšanu ķermeņa apakšdaļai. Pēdējā gadījumā, izmantojot Chibis vakuuma komplektu, kas ir gofrētas “bikses”, tika izveidots negatīvs spiediens vēdera lejasdaļā un apakšējās ekstremitātēs, kas izraisīja asiņu pieplūdumu uz šīm vietām, līdzīgi kā tas notiek uz Zemes cilvēka laikā. palikt vertikālā stāvoklī.

Šī vertikālās pozas imitācija ļauj iegūt Papildus informācija par paredzamo apkalpes stāvokli pēclidojuma periodā. Šis apstāklis šķiet ārkārtīgi nozīmīgs, jo, kā konstatēts iepriekšējos lidojumos, ilgu uzturēšanos bezsvara stāvoklī pavada tā sauktās ortostatiskās stabilitātes samazināšanās, kas izpaužas ar izteiktām sirds un asinsvadu sistēmas parametru izmaiņām, cilvēkam atrodoties vertikālā stāvoklī.

Orbitālajā stacijā Salyut-6 (skatīt tabulu) tika izmērīts cilvēka ķermeņa svars, pētīts apakšstilba tilpums, pētīts vestibulārā aparāta stāvoklis un ārējās elpošanas funkcija. Lidojuma laikā tika ņemti asins un citu ķermeņa šķidrumu paraugi, izmeklēta ārējo apvalku mikroflora, cilvēka gļotādas un stacijas virsmas, kā arī analizēti gaisa paraugi. Lidojuma laikā iegūtie izpētes materiāli tika nogādāti vizīšu ekspedīcijās uz Zemi detalizētai analīzei.

Pētniecības metodes kosmosa lidojumos

Kosmosa kuģa palaišanas gadi Fizioloģiskās mērīšanas metodes

“Easts” 1961-1963 Elektrokardiogrāfija (1-2 pievadi, pnemogrāfiju, seismokardiogrāfiju un kinetokardiogrāfiju (raksturo sirds mehānisko funkciju), elektrookulogrāfija (acu kustību reģistrēšana), elektroencefalogrāfija (smadzeņu garozas biostrāvu reģistrēšana), galvaniskais ādas reflekss .

“Saullēkti” 1964-1965 Elektrokardiogrāfija, pneimogrāfija, seismokardiogrāfija, elektroencefalogrāfija, rakstīšanas motorisko aktu reģistrācija.

viens 1967-1970 Elektrokardiogrāfija, pneimogrāfs, seismokardiogrāfija, ķermeņa temperatūra.

tahooscilogrāfija (asinsspiediena mērīšanai), flebogrāfija (jūgulārās vēnas pulsa līknes fiksēšanai un venozā spiediena noteikšanai, regrāfija (sirds insulta un minūšu tilpuma un pulsa asins piegādes izpētei dažādās ķermeņa zonās), ķermeņa mērīšana svars, teļu tilpums, asins paraugu ņemšana, ārējās elpošanas pētīšana, mikrobioloģiskie pētījumi, kā arī ūdens-sāļu metabolisma pētījumi u.c.

Garajos lidojumos uz Salyut-Soyuz orbitālajiem kompleksiem liela nozīme tika piešķirta medicīnas vadībai. Medicīniskā vadība ir daļa (apakšsistēma) vairāk kopējā sistēma“apkalpe – kuģis – lidojuma vadības centrs”, un tā funkcijas ir vērstas uz visas sistēmas maksimālu organizētību kopumā, saglabājot labu apkalpes veselību un nepieciešamo darbību. Šajā nolūkā medicīnas dienests cieši sadarbojās ar apkalpi un lidojumu programmu plānotājiem. Darba kontroles institūcija bija medicīniskā atbalsta grupa lidojumu vadības centrā, kas nonāca savstarpējā kontaktā ar apkalpi, ar konsultatīvo un prognožu grupu un citām lidojumu vadības centra grupām.

Pārbaužu rezultāti un uz to pamata veidotās rekomendācijas par profilaktisko līdzekļu lietošanu, darba un atpūtas grafikiem un citiem medicīniskajiem pasākumiem tika sistemātiski apspriesti ar apkalpi un pieņemti izpildei. Tas viss radīja labas gribas un biznesa sadarbības gaisotni starp medicīnas atbalsta grupu un apkalpi, risinot apkalpes veselības saglabāšanas problēmu lidojuma laikā un gatavojoties tikšanās reizei ar Zemi.

Profilakses līdzekļi

priekšnoteikums profilaktisko līdzekļu un racionālas medicīniskās kontroles sistēmas izstrādei ilgstošiem kosmosa lidojumiem. Šobrīd pieejamie dati ļauj formulēt dažas darba hipotēzes, kuras var uzskatīt par plānu turpmākiem pētījumiem.

Galvenā saikne bezsvara faktora darbības patoģenēzē acīmredzot ir funkcionālās slodzes samazināšanās uz vairākām cilvēka ķermeņa sistēmām svara trūkuma un ar to saistītā ķermeņa struktūru mehāniskā stresa dēļ. Cilvēka ķermeņa funkcionālā nepietiekama slodze bezsvara stāvoklī, iespējams, izpaužas kā aferentācijas izmaiņas no mehānoreceptoriem, kā arī šķidro barotņu sadalījuma izmaiņas un astronauta muskuļu un skeleta sistēmas slodzes un viņa tonizējošā līdzekļa samazināšanās. muskuļus.

Konstrukcijās vienmēr ir spriedze svara spēka dēļ. Tajā pašā laikā liels skaits muskuļu, kā arī saites un dažas locītavas, kas neitralizē šo tendenci, ir pastāvīgi zem slodzes neatkarīgi no cilvēka ķermeņa stāvokļa. Smaguma ietekmē iekšējie orgāni mēdz novirzīties uz Zemi, sasprindzinot saites, kas tos nostiprina.

Daudzi nervu sensori (receptori), kas atrodas muskuļos, saitēs, iekšējos orgānos, asinsvados utt., sūta impulsus centrālajai nervu sistēmai, signalizējot par ķermeņa stāvokli. Tie paši signāli nāk no vestibulārā aparāta, kas atrodas iekšējā ausī, kur oglekļa dioksīda sāļu kristāli (stoliti), kas sava svara ietekmē izspiež nervu galus, signalizē par ķermeņa kustību.

Tomēr ilga lidojuma laikā un tā neaizstājamā atribūtā - bezsvara stāvoklī - ķermeņa un tā atsevišķu daļu svara nav. Muskuļu, iekšējo orgānu, saišu un asinsvadu receptori bezsvara stāvoklī darbojas it kā “citādā veidā”. Informācija par ķermeņa stāvokli galvenokārt nāk no vizuālā analizatora, un tiek traucēta kosmosa analizatoru (redzes, vestibulārā aparāta, muskuļu sajūtas utt.) mijiedarbība, kas attīstīta visā cilvēka ķermeņa attīstībā. Muskuļu tonuss un spriedze muskuļu sistēmai kopumā tiek samazināta, jo nav nepieciešams pretoties svara spēkam.

Rezultātā bezsvara stāvoklī samazinās kopējais impulsu apjoms no uztverošajiem elementiem (receptoriem), kas nonāk centrālajā nervu sistēmā. Tas noved pie centrālās nervu sistēmas aktivitātes samazināšanās, kas, savukārt, ietekmē iekšējo orgānu regulējumu un citas cilvēka ķermeņa funkcijas. Tomēr cilvēka ķermenis ir ārkārtīgi plastiska struktūra, un pēc kāda laika cilvēks paliek bezsvara stāvoklī, tiek atzīmēta viņa ķermeņa pielāgošanās šiem apstākļiem, un iekšējo orgānu darbs jau notiek jaunā, atšķirīgs (salīdzinot ar Zemi) funkcionālais mijiedarbības līmenis starp sistēmām.

pateicoties savam svaram, tas tiecas uz ķermeņa apakšdaļām (kājām, vēdera lejasdaļu). Šajā sakarā astronauta ķermenis izstrādā mehānismu sistēmu, kas novērš šādu kustību. Bezsvara stāvoklī nav cita spēka kā tikai sirdsdarbības enerģija, kas palīdzētu pārvietot asinis uz ķermeņa apakšējām daļām. Tā rezultātā asinis pieplūst uz galvas un krūškurvja orgāniem.

vēnas un ātriji. Tas ir iemesls signālam centrālajai nervu sistēmai, lai aktivizētu mehānismus, kas palīdz samazināt lieko šķidrumu asinīs. Tā rezultātā notiek vairākas refleksu reakcijas, kas izraisa šķidruma un līdz ar to sāļu izvadīšanu no organisma. Galu galā var samazināties ķermeņa svars un mainīties dažu elektrolītu, īpaši kālija, līmenis, kā arī mainīties sirds un asinsvadu sistēmas stāvoklis.

Asins pārdalei acīmredzot ir zināma loma vestibulāro traucējumu (kosmosa formas kustības slimības) attīstībā sākotnējā bezsvara stāvoklī. Tomēr vadošā loma šeit, iespējams, joprojām ir maņu orgānu koordinētas darbības traucējumiem bezsvara apstākļos, kas veic telpisko orientāciju.

līdz atbilstošām izmaiņām tā sauktajos pretgravitācijas muskuļos, to tonusa samazināšanās un atrofijas gadījumā. Muskuļu tonusa un spēka samazināšanās savukārt veicina vertikālās stājas regulējuma pasliktināšanos un gaitas traucējumus astronautam pēclidojuma periodā. Tajā pašā laikā šo parādību cēlonis var būt arī pārstrukturēšana motora stereotips procesā.

Iesniegtās idejas par noteiktu cilvēka ķermeņa funkciju izmaiņu mehānismu bezsvara apstākļos, protams, ir diezgan shematiskas un vēl nav eksperimentāli apstiprinātas visās to saitēs. Mēs veicām šos argumentus tikai ar mērķi parādīt visu astronauta ķermeņa funkciju savstarpējo saistību, kad izmaiņas vienā saitē izraisa virkni dažādu sistēmu reakciju. No otras puses, ir svarīgi uzsvērt izmaiņu atgriezeniskumu, cilvēka ķermeņa plašās pielāgošanās iespējas visneparastāko vides faktoru darbībai.

Aprakstītās izmaiņas astronauta ķermeņa funkcijās bezsvara stāvoklī var uzskatīt par cilvēka adaptīvo reakciju uz jauniem eksistences apstākļiem - uz svara spēka neesamību - atspoguļojumu. Likumsakarīgi, ka šīs izmaiņas lielā mērā nosaka atbilstošās reakcijas no cilvēka ķermeņa puses, kas notiek astronautam atgriežoties uz Zemes un pēc tam viņa ķermeņa adaptācijas laikā Zemes apstākļiem jeb, kā saka ārsti, readaptācijas laikā.

Vairāku kosmonauta ķermeņa funkciju maiņa, kas progresēja, palielinoties lidojumu ilgumam, kas atklājās pēc īslaicīgiem lidojumiem kosmosā, radīja jautājumu par līdzekļu izstrādi, lai novērstu bezsvara stāvokļa nelabvēlīgās sekas. Teorētiski varētu pieņemt, ka mākslīgā gravitācijas (AG) izmantošana būtu radikālākais aizsardzības līdzeklis pret bezsvara stāvokli. Tomēr IKT izveide rada vairākas fizioloģiskas problēmas kas saistītas ar atrašanos rotējošā sistēmā, kā arī tehniskas problēmas, kurām būtu jānodrošina IST izveide kosmosa lidojumā.

Saistībā ar to pētnieki ilgi pirms kosmosa lidojumu sākuma sāka meklēt citus veidus, kā novērst nelabvēlīgas izmaiņas cilvēka organismā kosmosa lidojumu apstākļos. Šajos pētījumos tika pārbaudītas daudzas metodes bezsvara stāvokļa nelabvēlīgo seku novēršanai, kas neietvēra IST lietošanu. Tie ietver, piemēram, fiziskās metodes, kuras mērķis ir samazināt asins pārdali astronauta ķermenī lidojuma laikā vai pēc tā, kā arī stimulēt neirorefleksu mehānismus, kas regulē asinsriti ķermeņa vertikālā stāvoklī. Šim nolūkam negatīva spiediena pielikšana ķermeņa lejasdaļai, piepūšamās aproces uz rokām un kājām, tērpi diferenciālā pozitīvā spiediena radīšanai, rotācija uz maza rādiusa centrifūgas, inerces trieciena efekti, muskuļu elektriskā stimulācija. apakšējo ekstremitāšu, elastīgie un pretpārslodzes tērpi utt.

Starp citām šādas profilakses metodēm mēs atzīmējam fiziskās aktivitātes, kuru mērķis ir uzturēt ķermeņa piemērotību un stimulēt noteiktas receptoru grupas (fiziskā sagatavotība, svaru nesošie tērpi, stress uz skeleta); ietekme, kas saistīta ar uztura regulēšanu (sāļu, olbaltumvielu un vitamīnu pievienošana pārtikai, uztura un ūdens patēriņa normēšana); mērķtiecīga ietekme, izmantojot tā sauktos medikamentus un izmainītu gāzes vidi.

Profilaktiskās zāles pret nelabvēlīgām izmaiņām astronauta ķermenī var būt efektīvas tikai tad, ja tās tiek nozīmētas, ņemot vērā šo traucējumu mehānismu. Saistībā ar bezsvara stāvokli preventīviem pasākumiem jābūt vērstiem galvenokārt uz muskuļu aktivitātes deficīta kompensēšanu, kā arī uz to efektu reproducēšanu, ko Zemes apstākļos nosaka asins un audu šķidruma svars.

fiziskie vingrinājumi uz skrejceliņa un veloergometra, kā arī spēka vingrinājumi ar espanderiem; 2) pastāvīgas slodzes radīšana kosmonauta muskuļu un skeleta sistēmai un skeleta muskuļiem (ikdienas uzturēšanās 10-16 stundas slodzes tērpos); 3) treniņš ar negatīvu spiedienu uz ķermeņa lejasdaļu, ko veic lidojuma beigās; 4) ūdens-sāls piedevu lietošana lidojuma beigu dienā; 5) pēclidojuma anti-g tērpa lietošana.

Izmantojot īpašus tērpus un gumijas amortizatoru sistēmu, veicot “kosmosa vingrinājumus”, tika radīta 50 kg slodze ķermeņa garenass virzienā, kā arī statiskā slodze uz galvenajām antigravitācijas grupām. muskuļus.

Fiziskā apmācība tika veikta arī uz veloergometra - ierīces, kas līdzīga velosipēdam, bet stāvot uz vietas. Uz tā astronauti minēja pedāļus ar kājām vai rokām, tādējādi radot atbilstošu slodzi attiecīgajām muskuļu grupām.

Slodzes tērpi atkārtoja pastāvīgu statisku slodzi uz astronauta muskuļu un skeleta sistēmas un skeleta muskuļiem, kas zināmā mērā kompensēja zemes gravitācijas trūkumu. Strukturāli tērpi ir izgatavoti kā daļēji pieguļošs kombinezons, ietverot elastīgus elementus, piemēram, gumijas amortizatorus.

Lai radītu negatīvu spiedienu uz ķermeņa lejasdaļu, tika izmantots vakuuma komplekts bikšu veidā, kas ir aizzīmogots maisiņš uz rāmja, kurā var izveidot vakuumu. Spiedienam samazinoties, tiek radīti apstākļi asins aizplūšanai uz kājām, kas veicina to izplatīšanos, kas Zemes apstākļos raksturīgi cilvēkam vertikālā stāvoklī.

Ūdens-sāls piedevas bija paredzētas, lai saglabātu ūdeni organismā un palielinātu asins plazmas tilpumu. Profilaktiskais tērps pēc lidojuma, kas tika nēsāts zem skafandra pirms nolaišanās, bija paredzēts, lai radītu pārmērīgu spiedienu uz kājām, kas uz Zemes novērš asins uzkrāšanos apakšējās ekstremitātēs, kad ķermenis atrodas vertikālā stāvoklī un veicina normālu ķermeņa stāvokli. asinsrite, pārejot no horizontāla stāvokļa uz vertikālu.

Cilvēka ķermeņa pamatfunkciju izmaiņas bezsvara stāvoklī

Kosmosa izpētes galvenais rezultāts (no medicīniskā viedokļa) bija pierādījums ne tikai cilvēka ilgstošas uzturēšanās iespējamībai kosmosa lidojuma apstākļos, bet arī viņa daudzpusīgajām aktivitātēm tur. Tas tagad dod mums tiesības uzskatīt kosmosu par vidi cilvēka nākotnes dzīvotnei, bet kosmosa kuģi un pašu lidojumu kosmosā par visefektīvāko, tiešāko veidu, kā pētīt cilvēka ķermeņa reakcijas šādos apstākļos. Līdz šim ir uzkrāts diezgan daudz informācijas par dažādu astronauta ķermeņa fizioloģisko sistēmu reakcijām laikā. dažādas fāzes lidojumā un pēclidojuma periodā.

Simptomu komplekss, kas ārēji līdzīgs kustību slimībai (samazināta ēstgriba, reibonis, pastiprināta siekalošanās, slikta dūša un dažreiz vemšana, telpiskas ilūzijas) dažādās smaguma pakāpēs tiek novērots aptuveni katram trešajam kosmonautam un izpaužas pirmajās 3-6 dzīves dienās. lidojums. Ir svarīgi atzīmēt, ka pašlaik vēl nav iespējams ticami prognozēt šo parādību smagumu astronautiem lidojuma laikā. Dažiem kosmonautiem pirmajā dienā pēc atgriešanās uz Zemes bija arī kustības slimības pazīmes. Kustības slimības simptomu kompleksa attīstība lidojuma laikā šobrīd tiek skaidrota ar kosmonauta vestibulārā aparāta funkcionālā stāvokļa izmaiņām un maņu sistēmu mijiedarbības traucējumiem, kā arī hemodinamiskajām iezīmēm (asins pārdali) bezsvara apstākļos. .

Asins pārdales simptomu komplekss ķermeņa augšdaļā rodas gandrīz visiem astronautiem lidojuma laikā, rodas pirmajā dienā un pēc tam dažādos laikos, vidēji nedēļas laikā, pakāpeniski izlīdzinās (bet ne vienmēr pilnībā izzūd). Šis simptomu komplekss izpaužas kā asiņu pieplūduma sajūta un smaguma sajūta galvā, aizlikts deguns, grumbu gludums un sejas pietūkums, pastiprināta asins plūsma un spiediens kakla vēnās un galvas asinsrites rādītāji. Apakšstilba apjoms samazinās. Aprakstītās parādības ir saistītas ar asiņu pārdali, jo tās svars nav nulles gravitācijas apstākļos, kā rezultātā samazinās asins uzkrāšanās apakšējās ekstremitātēs un palielinās plūsma uz ķermeņa augšdaļu.

noteiktas darba operācijas un apgrūtina muskuļu piepūles novērtēšanu, kas nepieciešama vairāku kustību veikšanai. Taču jau pirmajās lidojuma dienās šīs kustības atgūst nepieciešamo precizitāti, samazinās to veikšanai nepieciešamā piepūle un palielinās motora darbības efektivitāte. Atgriežoties uz Zemes, subjektīvi palielinās priekšmetu un paša ķermeņa svars, mainās vertikālās stājas regulējums. Motorās sfēras pētījums kosmonautiem pēc lidojuma atklāj apakšējo ekstremitāšu tilpuma samazināšanos, nelielu muskuļu masas zudumu un pretgravitācijas muskuļu, galvenokārt muguras garo un plato muskuļu, subatrofiju.

Sirds un asinsvadu sistēmas funkciju izmaiņas ilgstošu kosmosa lidojumu laikā izpaužas kā tendence uz nelielu dažu asinsspiediena rādītāju pazemināšanos, venozā spiediena paaugstināšanos kakla vēnās un tā samazināšanos apakšstilbā. . Asins izmešana sirdsdarbības kontrakcijas laikā (insulta tilpums) sākotnēji palielinās, un asinsrites minūtes tilpums lidojuma laikā mēdz pārsniegt pirmslidojuma vērtības. Galvas asins piegādes rādītāji parasti palielinājās, to normalizēšanās notika pēc 3-4 mēnešu lidojuma, un apakšstilba rajonā tie samazinājās.

Sirds un asinsvadu sistēmas reakcija uz funkcionāliem testiem, kas ietver negatīva spiediena pielietošanu ķermeņa apakšdaļā un fiziskās aktivitātes, lidojuma laikā piedzīvoja dažas izmaiņas. Pārbaudes laikā ar negatīvu spiedienu astronauta reakcijas, atšķirībā no tām, kas bija uz zemes, bija izteiktākas, kas liecināja par ortostatiskas atslodzes parādību attīstību. Tajā pašā laikā pārbaužu ar fiziskām aktivitātēm panesamība sešu mēnešu lidojumos gandrīz visos izmeklējumos novērtēta kā laba, un reakcijas kvalitatīvi neatšķīrās no pirmslidojuma perioda. Tas liecināja, ka ar profilaktisko pasākumu palīdzību iespējams stabilizēt organisma reakciju uz funkcionālajiem testiem un pat atsevišķos gadījumos sasniegt to mazāk izteiktu intensitāti nekā pirmslidojuma periodā.

Pēclidojuma periodā, pārejot no horizontāla stāvokļa uz vertikālu, kā arī ortostatiskā testa laikā (pasīvā vertikālā pozīcija uz slīpa galda), reakciju smagums ir lielāks nekā pirms lidojuma. Tas izskaidrojams ar to, ka Zemes apstākļos asinis atgūst svaru un steidzas uz apakšējām ekstremitātēm un, astronautiem samazinoties asinsvadu un muskuļu tonusam, šeit var uzkrāties vairāk asiņu nekā parasti. Tā rezultātā asinis aizplūst no smadzenēm.

Asinsspiediens var strauji pazemināties, smadzenēs būs asiņu un līdz ar to skābekļa trūkums.

sāļi pēc lidojuma. Uzreiz pēc lidojumiem samazinās šķidruma izdalīšanās caur nierēm un palielinās kalcija un magnija jonu, kā arī kālija jonu izdalīšanās. Negatīvs kālija līdzsvars kopā ar pastiprinātu slāpekļa izdalīšanos, iespējams, norāda uz šūnu masas samazināšanos un šūnu spējas pilnībā asimilēt kāliju samazināšanos. Dažu nieru funkciju pētījumi, izmantojot stresa testus, atklāja neatbilstību jonoregulācijas sistēmā daudzvirzienu izmaiņu veidā šķidruma un dažu jonu izdalīšanā. Analizējot iegūtos datus, rodas iespaids, ka ūdens-sāls līdzsvara izmaiņas ir saistītas ar regulējošo sistēmu un hormonālā stāvokļa izmaiņām lidojuma faktora ietekmē.

Vairākos lidojumos tika novērota kaulu minerālvielu piesātinājuma samazināšanās (kalcija un fosfora zudums kaulos). Tādējādi pēc 175 un 185 dienu lidojumiem šie zaudējumi veidoja 3,2-8,3%, kas ir ievērojami mazāk nekā pēc ilgstoša gultas režīma. Šis salīdzinoši nelielais samazinājums minerālu komponenti kaulu audos ir ļoti nozīmīgs apstāklis, jo vairāki zinātnieki uzskatīja, ka kaulu audu demineralizācija ir viens no faktoriem, kas varētu būt šķērslis kosmosa lidojumu ilguma palielināšanai.

Bioķīmiskie pētījumi ir parādījuši, ka ilgstošu kosmosa lidojumu ietekmē notiek vielmaiņas procesu pārstrukturēšana, jo astronauta ķermenis pielāgojas bezsvara apstākļiem. Nav novērotas izteiktas metabolisma izmaiņas.

un tiek atjaunots aptuveni 1-1,5 mēnešus pēc lidojuma. Sarkano asins šūnu satura pētījumi lidojumu laikā un pēc tiem ir ļoti interesanti, jo, kā zināms, vidējais ilgums Eritrocītu dzīves ilgums ir 120 dienas.

asins plazmas tilpums. Rezultātā tiek aktivizēti kompensējošie mehānismi, cenšoties saglabāt cirkulējošo asiņu pamatkonstantes, kas noved (asins plazmas tilpuma samazināšanās dēļ) pie adekvāta eritrocītu masas samazināšanās. Ātra sarkano asins šūnu masas atjaunošana pēc atgriešanās uz Zemes nav iespējama, jo sarkano asins šūnu veidošanās notiek lēni, kamēr tiek atjaunota šķidrā asins daļa (plazma!) daudz ātrāk. Šī straujā cirkulējošā asins tilpuma atjaunošana izraisa acīmredzamu turpmāku sarkano asins šūnu skaita samazināšanos, kas atjaunojas 6-7 nedēļas pēc lidojuma beigām.

Tādējādi hematoloģisko pētījumu rezultāti, kas iegūti ilgstošu kosmosa lidojumu laikā un pēc tiem, ļauj optimistiski novērtēt astronauta asins sistēmas pielāgošanas iespēju lidojuma apstākļiem un tās atjaunošanu pēclidojuma periodā. Šis apstāklis ir ārkārtīgi svarīgs, jo specializētajā literatūrā iespējamās hematoloģiskas izmaiņas, kas sagaidāmas ilgstošos kosmosa lidojumos, tiek uzskatītas par vienu no problēmām, kas var novērst lidojumu ilguma turpmāku palielināšanos.

pēc lidojuma. Joprojām jāsaka, ka mēs joprojām nezinām visu par astronautu reakcijām garā lidojuma laikā, ne ar visiem blakusparādības mēs varam cīnīties. Šajā ziņā vēl ir daudz darāmā.

KOSMOSA MEDICĪNA, medicīnas nozare, kas pēta cilvēka dzīves īpatnības kosmosa lidojumu faktoru ietekmē, lai izstrādātu līdzekļus un metodes kosmosa kuģu un staciju apkalpju veselības un darbaspējas uzturēšanai. Kosmosa medicīnas galvenie uzdevumi: kosmosa lidojumu faktoru ietekmes uz cilvēka ķermeni izpēte; profilakses un aizsardzības līdzekļu izstrāde pret to iedarbības nelabvēlīgajām sekām; fizioloģiskais un sanitāri higiēniskais pamatojums prasībām attiecībā uz pilotējamo gaisa kuģu dzīvības uzturēšanas sistēmu, kā arī apkalpju glābšanas līdzekļiem avārijas situācijās. Svarīgas kosmosa medicīnas jomas; klīnisko un psihofizioloģisko metožu un kritēriju izstrāde kosmonautu atlasei un sagatavošanai lidojumam; medicīniskās kontroles līdzekļu un metožu izstrāde visos lidojuma posmos; slimību profilakses un ārstēšanas jautājumu risināšana lidojumā un ilgstošas KP nelabvēlīgo seku novēršana. Kosmosa medicīna ir cieši saistīta ar kosmosa bioloģiju, kosmosa fizioloģiju un psihofizioloģiju, kosmosa radiobioloģiju u.c.

Kosmosa medicīna aizsākās aviācijas medicīnā, un tās attīstība ir saistīta ar raķešu tehnoloģiju radīšanu un astronautikas sasniegumiem. Bioloģiskie un fizioloģiskie pētījumi ar dzīvniekiem un raķešu un satelītu izmantošana ļāva pārbaudīt dzīvības uzturēšanas sistēmas, izpētīt CP faktoru fizioloģisko ietekmi un pamatot to iespējamību un drošību cilvēkiem. Pašmāju zinātnieku darbība ir ļāvusi atrisināt vairākas fundamentālas un lietišķas kosmosa medicīnas problēmas, tostarp efektīvas medicīniskās aprūpes sistēmas izveidi veselībai un veselībai. aktīvs darbs cilvēki pilotējamā KP. To veicināja lielais pētījumu un eksperimentu apjoms, kas mūsu valstī tika veikts 1960.-1990. gados gan uz zemes bāzētu modeļu apstākļos, gan kontroles telpā uz kosmosa kuģiem Vostok, Voskhod, Sojuz, sērijas Salyut orbitālajām stacijām, "Mir" un "Bion" sērijas automātiskās ierīces (bioloģiskie satelīti).

Lidojuma vadībā cilvēka ķermeni ietekmē faktori, kas saistīti ar lidojuma dinamiku (paātrinājums, troksnis, vibrācija, bezsvara stāvoklis u.c.); faktori, kas saistīti ar uzturēšanos tā sauktā hermētiski noslēgtā neliela apjoma telpā ar mākslīgu dzīvotni. Šo faktoru sarežģītā ietekme CP laikā ne vienmēr ļauj noteikt stingras cēloņsakarības starp reģistrētajām fizioloģisko parametru novirzēm cilvēkiem dažādos lidojuma posmos.

Starp visiem CP faktoriem bezsvara stāvoklis (mikrogravitācija) ir unikāls un praktiski nav reproducējams laboratorijas apstākļos. Tās darbības sākumposmā notiek ķermeņa šķidrās vides pārvietošanās galvaskausa (galvas virzienā) hidrostatiskā spiediena noņemšanas dēļ, kā arī tā sauktās kustības slimības pazīmes neatbilstības dēļ. jušanas sistēmu darbībā uc Medicīniskie un bioloģiskie pētījumi ir parādījuši, ka adaptīvo reakciju attīstība ir praktiski visu ķermeņa fizioloģisko sistēmu uzturēšanās ilgstošas bezsvara apstākļos var izraisīt nelabvēlīgas sekas - sirds un asinsvadu dekompensāciju, ortostatisku nestabilitāti, muskuļu atrofiju , osteoporoze u.c. CP faktoru fizioloģiskā iedarbība tiek pētīta arī modelējot to ietekmi laboratorijā uz speciālām instalācijām un stendiem (centrifūgas, vibrācijas stendi, spiediena kameras, iegremdēšanas stendi u.c.).

ISS izveidei, palaišanai un paplašināšanai bija jāizstrādā un jāievieš kosmosa kuģa vispārēja medicīniskā atbalsta sistēma. Medicīniskais atbalsts ir organizatorisko, medicīnisko, sanitāri higiēnisko un medicīniski tehnisko pasākumu sistēma, kuras mērķis ir saglabāt un uzturēt astronautu veselību un veiktspēju visos viņu darbības posmos. Ietver: astronautu medicīniskā atlase un izmeklēšana; brigāžu medicīniskā un bioloģiskā apmācība; medicīniskais un sanitārais atbalsts pilotējamu kosmosa kuģu izstrādei; kuģa medicīniskā un bioloģiskā atbalsta aprīkojuma izstrāde; medicīniskais atbalsts astronautu veselībai un sniegumam; apkalpes veselības un dzīves vides monitorings orbitālo staciju dzīvojamās telpās (sanitārā, higiēniskā un radiācijas kontrole); CP faktoru nelabvēlīgās ietekmes uz organismu novēršana, medicīniskā aprūpe pēc indikācijas; medicīniskais atbalsts apkalpes locekļu veselībai pēclidojuma periodā, tai skaitā medicīniskās rehabilitācijas pasākumu īstenošana.

Lai novērstu cilvēka ķermeņa nevēlamās reakcijas dažādos lidojuma kontroles posmos (ieskaitot pēclidojuma rehabilitācijas periodu), tiek izmantots pirmslidojuma sagatavošanās un profilakses pasākumu un līdzekļu komplekts: skrejceļš, veloergometrs, vakuuma tērps. kas simulē negatīvo spiedienu uz ķermeņa lejasdaļu, treniņu slodzes tērpi, espanderi, ūdens-sāls piedevas, farmakoloģiskie līdzekļi u.c. Profilaktisko pasākumu galvenais mērķis ir novērst pielāgošanos bezsvara stāvoklim, kas tiek panākts, radot aksiālo slodzi uz ķermeņa, fiziskās sagatavotības, imitējot hidrostatiskā asinsspiediena ietekmi, sabalansēts uzturs ar tā iespējamo korekciju. Šo pasākumu efektivitāti ir apstiprinājuši ilgtermiņa pašmāju ekipāžu PT.

Augsta bioloģiskā aktivitāte dažādi veidi kosmiskais starojums nosaka pasākumu nozīmi, lai izveidotu dozimetrijas instrumentus, noteiktu pieļaujamās devas KP laikā, izstrādātu līdzekļus un metodes profilaksei un aizsardzībai pret kosmiskā starojuma kaitīgo ietekmi. Radiācijas drošības nodrošināšana kļūst īpaši svarīga, jo palielinās kosmosa kuģu darbības rādiuss un ilgums, jo īpaši starpplanētu misijās. Lai nodrošinātu, ka darbs tiek veikts kosmosā vai uz planētu virsmas, kā arī dzīvības saglabāšanai kuģa vai stacijas spiediena samazināšanas gadījumā tiek izmantoti kosmosa tērpi ar dzīvības atbalsta sistēmu.

Kosmosa medicīna pēta arī dekompresijas slimības attīstības mehānismus un metodes; samazināta (hipoksija) un palielināta (hiperoksija) skābekļa satura ietekme; ikdienas rutīnas maiņa; apkalpes locekļu savietojamības psiholoģija. Cilvēku dzīvības nodrošināšanu uz pilotējamiem kosmosa kuģiem un orbitālajām stacijām rada iekārtu komplekss, kura darbību uzrauga atmosfēras, ūdens, iekšējo virsmu uc sanitāri higiēniskie un mikrobioloģiskie pētījumi. Īpaša kosmosa medicīnas sadaļa ir veltīta astronautu atlase un apmācība.

Krievijas Kosmosa aģentūra koordinē visas kosmosa darbības Krievijas Federācija, ieskaitot medicīnisko atbalstu KP. Medicīnas un bioloģisko problēmu institūts ir Valsts pētniecības centrs, kas pēta kosmosa medicīnas problēmas un ir atbildīgs par kosmosa kuģa astronautu veselību. Ju vārdā nosauktais Kosmonautu apmācības centrs ir vadošā organizācija kosmosa kuģu atlases un medicīniskās un bioloģiskās sagatavošanas posmos un pēclidojuma rehabilitācijā. RAS Kosmosa zinātniskajā padomē ir sadaļa par kosmosa bioloģiju un medicīnu. Žurnāls “Aerospace and Environmental Medicine” ir veltīts kosmosa medicīnas problēmām. Ir iekļauti īpaši kursi par kosmosa fizioloģiju un medicīnu mācību programmas Krievijas Valsts Medicīnas un bioloģijas fakultāte medicīnas universitāte un Maskavas Valsts universitātes Fundamentālās medicīnas fakultātē.

Amerikas Savienotajās Valstīs NASA koordinē darbu kosmosa medicīnas jomā; Eiropā - Eiropas Kosmosa aģentūra (ESA); Japānā - Japānas Kosmosa attīstības aģentūra (JAXA); Kanādā - Kanādas Kosmosa aģentūra (CSA). Lielākās starptautiskās organizācijas ir Kosmosa pētniecības komiteja (COSPAR) un Starptautiskā Astronautikas federācija (IAF).

Lit.: Īsa uzziņu grāmata par kosmosa bioloģiju un medicīnu. 2. izd. M., 1972; Kosmosa bioloģijas un medicīnas pamati. Padomju un Amerikas kopīgs izdevums: 3 sējumos / O. G. Gazenko, M. Calvin redakcijā. M., 1975; Kosmosa bioloģija un medicīna: Padomju un Amerikas kopīgs izdevums: 5 sējumos M., 1994-2001.