Роль біології в космічних дослідженнях коротке повідомлення. Космічна біологія

Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.

подібні документи

Загальна характеристика науки біології. Етапи розвитку біології. Відкриття фундаментальних законів спадковості. Клітинна теорія, закони спадковості, досягнення біохімії, біофізики та молекулярної біології. Питання про функції живого речовини.

контрольна робота, доданий 25.02.2012

Методологія сучасної біології. Філософсько-методологічні проблеми біології. Етапи трансформації уявлень про місце і роль біології в системі наукового пізнання. Поняття біологічної реальності. Роль філософської рефлексії у розвитку наук про життя.

реферат, доданий 30.01.2010

Зародження біології як науки. Ідеї, принципи і поняття біології XVIII ст. Затвердження теорії еволюції Ч. Дарвіна і становлення вчення про спадковість. Еволюційні погляди Ламарка, Дарвіна, Менделя. Еволюція полігенних систем і генетичний дрейф.

курсова робота, доданий 07.01.2011

Вплив наочності на якість засвоєння знань учнів з біології на всіх етапах уроку. Історія виникнення поняття "наочності", як дидактичного принципу навчання. Класифікація наочних посібників з біології та методика їх застосування на уроках.

курсова робота, доданий 03.05.2009

Теоретичні основи, предмет, об'єкт і закономірності біології. Сутність, аналіз і доказ аксіом теоретичної біології, узагальнених Б.М. Мєдніковим і характеризують життя і відрізняється від неї нежиття. Особливості генетичної теорії розвитку.

реферат, доданий 28.05.2010

Поняття збільшувальних приладів (лупа, мікроскоп), їх призначення і пристрій. Основні функціональні і конструктивно-технологічні частини сучасного мікроскопа, використовуваного на уроках біології. Проведення лабораторних робіт на уроках біології.

курсова робота, доданий 18.02.2011

Дослідження біографії та наукової діяльності Чарльза Дарвіна, основоположника еволюційної біології. Обгрунтування гіпотези походження людини від мавпоподібних предків. Основні положення еволюційного вчення. Сфера дії природного відбору.

презентація, доданий 26.11.2016

Використання водоростей в космосі. Негативні сторони. Наука, яка займається проблемами біології в космосі - називається - космічна біологія. Одна з проблем, яких застосування водоростей на блага людства у підкоренні космосу.

Суздальцева Марія

Щоб зрозуміти яка роль біології в космічних дослідженнях ми повинні звернутися до космічної біології.

Мета роботи:вивчити вплив на живий організм комплексу незвичайних факторів зовнішнього середовища.

1.Изучить особливість космічної біології.

2.На прикладі живих організмів, визначити значення лабораторних і льотних експериментів.

3.Встановити ступінь гуманності експериментів.

4. Встановити значення космічної біології.
Гіпотеза: Чи можливо за допомогою космічної біології розвідати нові космічні траси і організувати космічний туризм.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Щоб користуватися попереднім переглядом презентацій створіть собі аккаунт (обліковий запис) Google і увійдіть в нього: https://accounts.google.com

Підписи до слайдів:

Дослідницька робота Значення біології в космічних дослідженнях Виконала: Суздальцева Марія Учениця МАОУ «Гімназія імені Н.В.Пушкова» Керівник: Учитель біології Омельченко Ю.Е

Обгрунтування ті ми: Щоб зрозуміти яка роль біології в космічних дослідженнях ми повинні звернутися до космічної біології. Мета роботи: вивчити вплив на живий організм комплексу незвичайних факторів зовнішнього середовища. Завдання: 1.Изучить особливість космічної біології. 2.На прикладі живих організмів, визначити значення лабораторних і льотних експериментів. 3.Встановити ступінь гуманності експериментів. 4. Встановити значення космічної біології. Гіпотеза: Чи можливо за допомогою космічної біології розвідати нові космічні траси і організувати космічний туризм.

Вступ. Космічна біологія-це комплекс переважно біологічних наук, які вивчають: 1) особливості життєдіяльності земних організмів в умовах космічного простору і при польотах на космічних літальних апаратах 2) принципи побудови біологічних систем забезпечення життєдіяльності членів екіпажів космічних кораблів і станцій 3) позаземні форми життя.

Космічна біологія - синтетична наука, яка зібрала в єдине ціле досягнення різних розділів біології, авіаційної медицини, астрономії, геофізики, радіоелектроніки та багатьох ін. Наук і створила на їх основі власні методи дослідження. Роботи з космічної біології ведуться на різних видах живих організмів, починаючи з вірусів і закінчуючи ссавцями.

Основна частина. Першочергове завдання космічної біології - вивчення впливу чинників космічного польоту (прискорення, вібрація, невагомість, змінена газове середовище, обмежена рухливість і повна ізоляція в замкнутих герметичних об'ємах і ін.) І космічного простору (вакуум, радіація, зменшена напруженість магнітного поля і ін.) .

Основна частина. Дослідження з космічної біології ведуться в лабораторних експериментах, в тій чи іншій мірі відтворюють вплив окремих факторів космічного польоту і космічного простору. Однак найбільш істотне значення мають льотні біологічні експерименти, в ході яких можна вивчити вплив на живий організм комплексу незвичайних факторів зовнішнього середовища.

На штучних супутниках Землі і космічних кораблях в політ відправлялися морські свинки, миші, собаки, вищі рослини і водорості (хлорела), різні мікроорганізми, насіння рослин, ізольовані культури тканин людини і кролика і інші біологічні об'єкти.

На ділянках виходу на орбіту у тварин виявлялося прискорення почастішання пульсу і дихання, які поступово зникали після переходу корабля на орбітальний політ.

Нормалізація пульсу після впливу прискорень в невагомості відбувається значно повільніше, ніж після випробувань на центрифузі в умовах Землі.

Аналіз рухової активності собак показав досить швидку адаптацію до незвичайних умов невагомості і відновлення здатності до координованих рухів. Такі ж результати були отримані і в експериментах на мавпах. Дослідженнями умовних рефлексів у щурів і морських свинок після повернення їх з космічного польоту встановлено відсутність змін в порівнянні з передпольотної дослідами.

Висновки: 1.В ході роботи я з'ясувала, що дослідження з космічної біології дозволили розробити ряд захисних заходів і підготували можливість безпечного польоту в космос людини, що і було здійснено польотами радянських, а потім і американських кораблів з людьми на борту. 2.Переконайтеся, що і сследованія в цій області будуть і надалі особливо потрібні для біологічної розвідки нових космічних трас. Це зажадає розробки нових методів біотелеметрії (спосіб дистанційного дослідження біологічних явищ і вимірювання біологічних показників), створення імплантуються пристроїв для малої телеметрії (сукупність технологій, що дозволяє виробляти вилучені вимірювання і збір інформації для надання оператору або користувачеві), перетворення різних видів виникає в організмі енергії в необхідну для живлення таких пристроїв електричну енергію, нових методів "стиснення" інформації та ін. 3. Я вивчаю, і буду продовжувати вивчати наукову літературу з даної проблеми; Я збираюся продовжити роботу по даній темі. Тому, що переконана, що космічна біологія зіграє важливу роль і в розробці необхідних для тривалих польотів бікомплексов.

Список літератури: Література 1. Авіакосмічна і екологічна медицина. - 2000. - T. 34, N 2. 2. Копаладзе Р.А. // Регламентація експериментів на тварин - етика, законодавства, альтернативи: Огляд / Под ред. Н.А. Горбунової. - M., 1998. 3. Лук'янов А.С., Лук'янова Л.Л., Чернавського H.M., Гілязов С.Ф. Біоетика. Альтернативи експериментів на тваринах. - M., 1996. 4. Павлова Т.М. Біоетика у вищій школі. - M., 1997. 5. Прийоми роботи з експериментальними тваринами: Методичні рекомендації. - M., 1989. 6. Санітарні правила по влаштуванню, обладнання та утримання експериментально-біологічних клінік (віваріїв). - M., 1973. 7. Фоссе P. // Лаб. тварини. - 1991. - T. 1, N 1. - С. 39-45. 8. Ховард -Джонс H. // Хроніка ВООЗ. - 1985. - T. 39. - С. 3-8. 9. Швейцер А. Занепад і відродження культури. - M., 1993. 10. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. - Washington: National Academy Press, 1996. 11. Regan T. The Case for Animal Rights. - London; N.-Y., 1984.

КОСМІЧНА БИОЛОГИЯ, наука, що вивчає вплив факторів космічного польоту і космічного простору на процеси життєдіяльності земних організмів, що здійснює пошук позаземних форм життя. До факторів космічного польоту відносять прискорення під час зльоту і повернення на Землю, вібрації на етапі зльоту, умови проживання всередині космічного апарату, ізоляцію від зовнішнього світу, невагомість, віддаленість від Землі в разі польотів на Місяць і планети; до факторів космічного простору - іонізуюче випромінювання радіаційних поясів Землі, корпускулярне випромінювання Сонця, галактичне космічне випромінювання, знижену напруженість магнітного поля в разі польотів за межами магнітосфери Землі, жорстке УФ-випромінювання, вакуум, різкі перепади температур, метеоритну небезпеку. Дослідження в галузі космічної біології проводяться на Землі шляхом моделювання різних факторів і умов, але найбільш істотне значення мають експерименти в умовах космічного польоту. У проведенні біологічних досліджень в космічному просторі крім учених СРСР (пізніше Росії) і США, які зробили найбільш значний внесок у розвиток космічної біології, беруть участь також учені Франції, Італії, ФРН та деяких інших країн.

Передумовами появи космічної біології з'явилися проводяться в 1930-і роки дослідження біологічної дії радіації в висотних польотах аеростатів, а також розпочаті в 1949 році в нашій країні дослідження біологічної дії динамічних чинників (прискорення, вібрації, короткочасної невагомості) і космічної радіації в польотах ракет на висоті від 100 до 450 км. В експериментах на собаках, мавпах, кроликах, мишах і морських свинках в польотах ракет було показано, що динамічні чинники, характерні для будь-якого космічного польоту, цілком стерпні організмом і не призводять до яких-небудь істотних змін його функціонального стану, не виявлено шкідливої дії радіації .

Народженням космічної біології можна вважати 1957 рік, коли на другому штучному супутнику Землі (ШСЗ) в орбітальний політ відправили першу живу істоту - собаку Лайку. Аналіз телеметричної інформації показав, що життя в космосі можлива, і це стало потужним стимулом для прискореного створення корабля «Восток», призначеного для польоту людини в космос. У період, що передує польоту Ю. А. Гагаріна, в чотирьох короткочасних орбітальних польотах радянських, які повернуться на Землю космічних кораблів-супутників (модифіковані кораблі «Восток») були проведені експерименти на різних організмах, тканинних і клітинних культурах. Ці дослідження не виявили ушкоджують ефектів і віддалених біологічних наслідків короткочасних космічних польотів, відкривши тим самим шлях людині в космос.

У наступні роки біологічні експерименти проводилися в польотах як пілотованих, так і безпілотних КА. Так, в 1966 проведений експеримент з тривалим (22 діб) перебуванням двох собак в польоті ШСЗ «Космос-110». У 1968-1969 радянські автоматичні КА серії «Зонд», на яких знаходилися черепахи, облетіли Місяць. Комплекс експериментів з різними біооб'єктами (насіння, рослини, ікра жаб, мікроорганізми і ін.) Був проведений на радянському ШСЗ «Космос-368» (1970), КК «Союз» і на першій в світі орбітальної станції «Салют» (1971); західнонімецький експеримент з медичними п'явками - на висотних ракетах США і Франції; спільний італо-американський експеримент з жабами - на супутнику OFA (1970). Мікробіологічні дослідження на поверхні Місяця були виконані екіпажем КК «Аполлон-16» (1972), на «Аполлоні-17» разом з астронавтами перебували миші. Для вирішення проблем космічної біології істотне значення мало створення в 1970-80-і роки орбітальних станцій «Союз» і «Мир», медико-біологічних лабораторій в складі КК «Спейс шаттл», російський КА для наукових і технологічних експериментів: біосупутники «Біон» і КА «Фотон». Хоча в умовах орбітального космічного польоту не відзначалося суттєвих незворотних змін в організмах, в той же час перебування в умовах невагомості в ряді випадків супроводжувалося значними змінами в м'язовій, кістковій, серцево-судинної та вестибулярної системах. Ці результати свідчили, з одного боку, про те, що, по-видимому, не існує будь-яких біологічних обмежень на шляху подальшого проникнення людини в космос, з іншого - про необхідність розробки і застосування в пілотованих космічних польотах засобів профілактики несприятливої дії невагомості на організм людини. Виходячи з цього, космічну біологію слід розглядати як науковий фундамент космічної медицини, основне завдання якої - медико-біологічне і санітарно-гігієнічне забезпечення космічних польотів екіпажів.

Космічна біологія є за своєю суттю інтегративної наукою, що використовує досягнення інших областей біології для вивчення феномена життя, умов її виникнення і поширення у Всесвіті. У зв'язку з цим вона тісно взаємодіє з біофізики, радіобіологією, астробіології та іншими науками. Хоча поки не вдалося виявити ознак життя ні на Місяці, ні на Марсі, ні у відкритому космосі, пошук прямих або непрямих доказів її існування (або існування її попередників) триває з використанням автоматичних міжпланетних космічних апаратів.

Великий внесок у становлення і розвиток космічної біології внесли вітчизняні вчені - О. Г. Газенко, В. В. Парин, А. І. Григор'єв, В. І. Яздовскій, серед американських вчених - Дж. Генрі, А. Грейб, О. Рейнолдс і Г. Клейн, які керували колективами вчених і інженерів, які повинні були дати відповідь на питання про можливість життя і роботи в космосі без шкоди для здоров'я людини і забезпечити виконання наміченої програми польоту.

Літ .: Основи космічної біології і медицини. М., 1975. Т. 2. Кн. 2; Космічна біологія і медицина. М., 1994. [Т. 2]; Орбітальна станція «Мир». Космічна біологія і медицина. М., 2001. Т. 2; Григор'єв А. І., Ільїн Е. А. Тварини в космосі. До 50-річчя космічної біології // Вісник Російської академії наук. 2007. Т. 77. № 11.

слайд 1

Щоб зрозуміти яка роль біології в космічних дослідженнях ми повинні звернутися до космічної біології. Космічна біологія-це комплекс переважно біологічних наук, які вивчають: 1) особливості життєдіяльності земних організмів в умовах космічного простору і при польотах на космічних літальних апаратах 2) принципи побудови біологічних систем забезпечення життєдіяльності членів екіпажів космічних кораблів і станцій 3) позаземні форми життя.

Роль біології в космічних дослідженнях

слайд 2

слайд 3

Першочергове завдання космічної біології - вивчення впливу чинників космічного польоту (прискорення, вібрація, невагомість, змінена газове середовище, обмежена рухливість і повна ізоляція в замкнутих герметичних об'ємах і ін.) І космічного простору (вакуум, радіація, зменшена напруженість магнітного поля і ін.) . Дослідження з космічної біології ведуться в лабораторних експериментах, в тій чи іншій мірі відтворюють вплив окремих факторів космічного польоту і космічного простору. Однак найбільш істотне значення мають льотні біологічні експерименти, в ході яких можна вивчити вплив на живий організм комплексу незвичайних факторів зовнішнього середовища.

слайд 4

слайд 5

На ділянках виходу на орбіту у тварин виявлялося прискорення почастішання пульсу і дихання, які поступово зникали після переходу корабля на орбітальний політ. Найбільш важливий безпосередній ефект дії прискорень - зміни легеневої вентиляції і перерозподіл крові в судинній системі, в тому числі в малому колі, а також зміни в рефлекторної регуляції кровообігу. Нормалізація пульсу після впливу прискорень в невагомості відбувається значно повільніше, ніж після випробувань на центрифузі в умовах Землі. Як середні, так і абсолютні значення частоти пульсу в невагомості були нижче, ніж у відповідних моделюючих дослідах на Землі, і характеризувалися вираженими коливаннями. Аналіз рухової активності собак показав досить швидку адаптацію до незвичайних умов невагомості і відновлення здатності до координованих рухів. Такі ж результати були отримані і в експериментах на мавпах. Дослідженнями умовних рефлексів у щурів і морських свинок після повернення їх з космічного польоту встановлено відсутність змін в порівнянні з передпольотної дослідами.

слайд 6

Важливими для подальшого розвитку екофізіологіческого напрямки досліджень з'явилися експерименти на радянському біосупутнику "Космос-110" з двома собаками на борту і на американському біосупутнику "Біос-3", на борту якого перебувала мавпа. Під час 22-добового польоту собаки вперше піддавалися не тільки впливу неминуче властивих чинників, але і ряду спеціальних впливів (роздратування синусного нерва електричним струмом, перетискання сонних артерій і т. Д.), Що мали на меті з'ясувати особливості нервової регуляції кровообігу в умовах невагомості. Кров'яний тиск у тварин реєструвалося прямим шляхом. Під час польоту мавпи на біосупутнику "Біос-3", що тривав 8,5 доби, були виявлені серйозні зміни циклів сну і неспання (фрагментація станів свідомості, швидкі переходи від сонливості до активного дня, помітне скорочення фаз сну, пов'язаних зі сновидіннями і глибокої дрімотою) , а також порушення добової ритміки деяких фізіологічних процесів. Послідувала незабаром після дострокового закінчення польоту смерть тварини була, на думку ряду фахівців, обумовлена впливом невагомості, яка привела до перерозподілу крові в організмі, втрати рідини і порушення обміну калію і натрію.

слайд 7

Генетичні дослідження, проведені в орбітальних космічних польотах, показали, що перебування в космічному просторі справляє стимулювальний ефект на сухе насіння цибулі і нігелли. Прискорення ділення клітин було виявлено на проростках гороху, кукурудзи, пшениці. У культурі стійкою до радіації раси актиноміцетів (бактерії) виявилося в 6 разів більше тих, що вижили суперечка і розвивалися колоній, тоді як в чутливому до радіації штамі (чиста культура вірусів, бактерій, інших мікроорганізмів або культура клітин, ізольована в певний час і в певному місці) відбулося зниження відповідних показників в 12 разів. Послеполётние дослідження і аналіз отриманої інформації показали, що тривалий космічний політ супроводжується у високоорганізованих ссавців розвитком детренированности серцево-судинної системи, порушенням водно-сольового обміну, зокрема значним зменшенням вмісту кальцію в кістках.

слайд 8

В результаті проведених біологічних досліджень на висотних і балістичних ракетах, ШСЗ, ККС і ін. Космічних літальних апаратах встановлено, що людина може жити і працювати в умовах космічного польоту порівняно тривалий час. Показано, що невагомість знижує переносимість організмом фізичних навантажень і ускладнює реадаптацию до умов нормальної (земної) гравітації. Важливий результат біологічних досліджень в космосі - встановлення того факту, що невагомість не володіє мутагенною активністю, принаймні щодо генних і хромосомних мутацій. При підготовці та проведенні подальших екофізіологіческіх і екобіологіческіх досліджень в космічних польотах основна увага буде приділена вивченню впливу невагомості на внутрішньоклітинні процеси, біологічних ефектів важких частинок з великим зарядом, добової ритміки фізіологічних і біологічних процесів, комбінованим впливів ряду факторів космічного польоту.

слайд 9

Дослідження з космічної біології дозволили розробити ряд захисних заходів і підготували можливість безпечного польоту в космос людини, що і було здійснено польотами радянських, а потім і американських кораблів з людьми на борту. Значення космічної біології цим не вичерпується. Дослідження в цій області будуть і надалі особливо потрібні для вирішення низки питань, зокрема для біологічної розвідки нових космічних трас. Це зажадає розробки нових методів біотелеметрії (спосіб дистанційного дослідження біологічних явищ і вимірювання біологічних показників), створення імплантуються пристроїв для малої телеметрії (сукупність технологій, що дозволяє виробляти вилучені вимірювання і збір інформації для надання оператору або користувачеві), перетворення різних видів виникає в організмі енергії в необхідну для живлення таких пристроїв електричну енергію, нових методів "стиснення" інформації та ін. Надзвичайно важливу роль космічна біологія зіграє і в розробці необхідних для тривалих польотів біокомплексів, або замкнутих екологічних систем з автотрофними і гетеротрофних організмами.

ГОУ ліцей № 000

Калінінського району м Санкт-Петербурга

Дослідницька робота

Медико-біологічні дослідження в космосі

Гуршевим Олегом

Керівник: вчитель біології

Санкт-Петербург, 2011 р

введення 2

Початок медико-біологічних досліджень в середині XX століття. 3

Вплив космічного польоту на організм людини. 6

Екзобіологія. 10

Перспективи розвитку досліджень. 14

Список використаних джерел. 17

Додаток (презентація, експерименти) 18

Вступ

Космічна біологія і медицина- комплексна наука, що вивчає особливості життєдіяльності людини та інших організмів в умовах космічного польоту. Основним завданням досліджень в галузі космічної біології і медицини є розробка засобів і методів життєзабезпечення, збереження здоров'я і працездатності членів екіпажів космічних кораблів і станцій в польотах різної тривалості і ступеня складності. Космічна біологія і медицина нерозривно пов'язана з космонавтикою, астрономією, астрофізикою, геофізиків, біологією, авіаційної медициною і багатьма іншими науками.

Актуальність теми досить велика в наш сучасний і стрімкий XXI століття.

Тема «Медико-біологічний досліджень» мене цікавила останні роки два, з тих пір, як я визначився у виборі професії тому я вирішив зробити дослідницьку роботу на цю тему.

2011 рік є ювілейним - 50 років від дня першого людського польоту в космос.

Початок Медико-біологічних досліджень в серединіXXстоліття

Відправними в становленні космічної біології і медицини вважаються наступні віхи: 1949 г. - вперше з'явилася можливість проведення біологічних досліджень при польотах ракет; 1957 г. - вперше жива істота (собаку Лайку) відправили в навколоземний орбітальний політ на другому штучному супутнику Землі; 1961 г. - перший пілотований політ у космос, досконалий. З метою наукового обґрунтування можливості безпечного в медичному відношенні польоту людини в космос досліджувалася переносимість впливів, характерних для старту, орбітального польоту, спуску і посадки на Землю космічних літальних апаратів (КЛА), а також випробовувалася робота біотелеметріческой апаратури і систем забезпечення життєдіяльності космонавтів. Основна увага приділялася вивченню впливу на організм невагомості і космічного випромінювання.

Лайка (собака-космонавт) 1957 р

Результатом, отримані при проведенні біологічних експериментів на ракетах, другому штучному супутнику (1957 р), що обертаються космічних кораблях-супутниках (1960-1961 рр.), в сукупності з даними наземних клінічних, фізіологічних, психологічних, гігієнічних та інших досліджень фактично відкрили шлях людині в космос. Крім цього, біологічні експерименти в космосі на етапі підготовки першого космічного польоту людини дозволили виявити ряд функціональних змін, що виникають в організмі під час дії факторів польоту, що стало підставою для планування подальших експериментів на тваринах і рослинних організмах в польотах пілотованих космічних кораблів, орбітальних станцій і біосупутнику . Перший в світі біологічний супутник з піддослідним тваринам - собакою «Лайкою». Виведений на орбіту 03.11.1957 р І перебував там 5 місяців. Супутник проіснував на орбіті до 14.04.1958 р На супутнику було два радіопередавача, телеметрична система, програмний пристрій, наукові прилади для дослідження випромінювання Сонця і космічних променів, системи регенерації і терморегулювання для підтримки в кабіні умов, необхідних для існування тварини. Отримано перші наукові відомості про стан живого організму в умовах космічного польоту.

Досягнення в галузі космічної біології і медицини багато в чому визначили успіхи в розвитку пілотованої космонавтики. Поряд з польотом , Скоєному 12 квітня 1961, слід зазначити такі епохальні події в історії космонавтики, як висадку 21 липня 1969 р астронавтів Армстронга(N. Armstrong) і Олдрина(Е. Aldrin) на поверхню Місяця і багатомісячні (до року) польоти екіпажів на орбітальних станціях «Салют» і «Мир». Це стало можливим завдяки розробці теоретичних основ космічної біології і медицини, методології проведення медико-біологічних досліджень в космічних польотах, обґрунтування та впровадження методів відбору і передпольотної підготовки космонавтів, а також розробці засобів життєзабезпечення, медичного контролю, збереження здоров'я і працездатності членів екіпажу в польоті.

Команда Апполо 11 (зліва на право): Neil. A. Armstrong, Command Module Pilot Michael Collins, Commander Edwin (Buzz) E. Aldrin.

Вплив космічного польоту на організм людини

У космічному польоті на організм людини впливає комплекс факторів, пов'язаних з динамікою польоту (прискорення, вібрація, шум, невагомість), перебуванням в герметичному приміщенні обмеженого обсягу (змінена газове середовище, гіпокінезія, нервово-емоційне напруження і т. Д.), А також фактори космічного простору як середовища існування (космічне випромінювання, ультрафіолетове випромінювання і ін.).

На початку і наприкінці космічного польоту на організм впливають лінійні прискорення . Їх величини, градієнт наростання, час і напрям дії в період запуску і виведення КЛА на навколоземну орбіту залежать від особливостей ракетно-космічного комплексу, а в період повернення на Землю - від балістичних характеристик польоту і типу КЛА. Виконання маневрів на орбіті також супроводжується впливом прискорень на організм, проте їх величини при польотах сучасних КЛА незначні.

Старт космічного корабля «Союз ТМА-18» до Міжнародної космічної станції з космодрому Байконур

Основні відомості про вплив прискорень на організм людини і способи захисту від їх несприятливого впливу були отримані при дослідженнях в галузі авіаційної медицини, космічна біологія і медицина лише доповнили ці відомості. Було встановлено, що перебування в умовах невагомості, особливо тривалий час, призводить до зниження стійкості організму до дії прискорень. У зв'язку з цим за кілька діб до спуску з орбіти космонавти переходять на спеціальний режим фізичних тренувань, а безпосередньо перед спуском отримують водно-сольові добавки для збільшення ступеня гідратації організму і об'єму циркулюючої крові. Розроблено спеціальні крісла - ложементи і протівоперегрузочниє костюми, що забезпечує підвищення переносимості прискорень при поверненні космонавтів на Землю.

Серед усіх факторів космічного польоту постійним і практично невідтворюваних в лабораторних умовах є невагомість. Вплив її на організм різноманітне. Виникають як неспецифічні адаптаційні реакції, характерні для хронічного стресу, так і різноманітні специфічні зміни, зумовлені порушенням взаємодії сенсорних систем організму, перерозподілом крові в верхню половину тіла, зменшенням динамічних і практично повним зняттям статичних навантажень на опорно-руховий апарат.

МКС літо 2008 р

Обстеження космонавтів і численні експерименти на тваринах в польотах біосупутнику «Космос» дозволили встановити, що провідна роль у виникненні специфічних реакцій, що об'єднуються в симптомокомплекс космічної форми хвороби руху (заколисування), належить вестибулярному апарату. Це пов'язано з підвищенням в умовах невагомості збудливості рецепторів отолитов і півколових каналів і порушенням взаємодії вестибулярного аналізатора та інших сенсорних систем організму. В умовах невагомості у людини і тварин виявляються ознаки детренированности серцево-судинної системи, збільшення обсягу крові в судинах грудної клітки, застійні явища в печінці та нирках, зміна мозкового кровообігу, зменшення обсягу плазми. У зв'язку з тим, що в умовах невагомості змінюються секреція антидіуретичного гормону, альдостерону і функціональний стан нирок, розвивається гипогидратация організму. При цьому зменшується вміст позаклітинної рідини і збільшується виведення з організму солей кальцію, фосфору, азоту, натрію, калію і магнію. Зміни в опорно-руховому апараті виникають переважно в тих відділах, які в звичайних умовах життєдіяльності на Землі несуть найбільшу статичне навантаження, т. Е. М'язах спини і нижніх кінцівок, в кістках нижніх кінцівок і хребцях. Відзначаються зниження їх функціональних можливостей, уповільнення швидкості периостального костеобразования, остеопороз губчастої речовини, декальцинація і інші зміни, які призводять до зниження механічної міцності кісток.

У початковий період адаптації до невагомості (займає в середньому близько 7 діб.) Приблизно у кожного другого космонавта виникають запаморочення, нудота, дискоординація рухів, порушення сприйняття положення тіла в просторі, відчуття припливу крові до голови, утруднення носового дихання, погіршення апетиту. У ряді випадків це призводить до зниження загальної працездатності, що ускладнює виконання професійних обов'язків. Вже на початковому етапі польоту з'являються початкові ознаки змін в м'язах і кістках кінцівок.

У міру збільшення тривалості перебування в умовах невагомості багато неприємні відчуття зникають або згладжуються. Одночасно з цим практично у всіх космонавтів, якщо не вжити належних заходів, прогресують зміни стану серцево-судинної системи, обміну речовин, м'язової і кісткової тканини. Для попередження несприятливих зрушень використовується широкий комплекс профілактичних заходів і засобів: вакуумна ємність, велоергометр, бігова доріжка, тренувально-навантажувальні костюми, Електроміостимулятори, тренувальні еспандери, прийом сольових добавок і т. Д. Це дозволяє підтримувати хороший стан здоров'я і високий рівень працездатності членів екіпажів в тривалих космічних польотах.

Неминучим супутнім фактором будь-якого космічного польоту є гіпокінезія - обмеження рухової активності, яка, незважаючи на інтенсивні фізичні тренування під час польоту, призводить в умовах невагомості до загальної детренированности і астенізація організму. Численні дослідження показали, що тривала гіпокінезія, створювана перебуванням в ліжку з нахилом головного кінця (-6 °), надає на організм людини практично такий же вплив, як і тривала невагомість. Цей спосіб моделювання в лабораторних умовах деяких фізіологічних ефектів невагомості широко використовувалося в СРСР і США. Максимальна тривалість такого модельного експерименту, проведеного в Інституті медико-біологічних проблем МОЗ СРСР, склала один рік.

Специфічною проблемою є дослідження впливу на організм космічних випромінювань. Дозиметричні і радіобіологічні експерименти дозволили створити і впровадити в практику систему забезпечення радіаційної безпеки космічних польотів, яка включає засоби дозиметричного контролю та локального захисту, радіозахисні препарати (радіопротектори).

Орбітальна станція «МИР»

До завдань космічної біології і медицини входить вивчення біологічних принципів і методів створення штучного середовища проживання на космічних кораблях і станціях. Для цього відбирають живі організми, перспективні для включення їх в якості ланок в замкнуту екологічну систему, досліджують продуктивність і стійкість популяцій цих організмів, моделюють експериментальні єдині системи живих і неживих компонентів - біогеоценози, визначають їх функціональні характеристики і можливості практичного використання в космічних польотах.

Успішно розвивається і такий напрямок космічної біології і медицини, як екзобіология, що вивчає наявність, поширення, особливості та еволюцію живої матерії у Всесвіті. На підставі наземних модельних експериментів і досліджень в космосі отримані дані, що свідчать про теоретичну можливість існування органічної матерії за межами біосфери. Проводиться також програма пошуку позаземних цивілізацій шляхом реєстрації та аналізу радіосигналів, що йдуть з космосу.

«Союз ТМА-6»

екзобіологія

Один з напрямків космічної біології; займається пошуками живої матерії і органічних речовин в космосі і на інших планетах. Основна мета екзобіології полягає в отриманні прямих або непрямих даних про існування життя в космосі. Підставою для цього служать знахідки попередників складних органічних молекул (синильної кислоти, формальдегіду та ін.), Які виявлені в космічному просторі спектроскопічними методами (всього знайдено до 20 органічних сполук). Методи екзобіології різні і розраховані не тільки на виявлення інопланетних проявів життя, а й на отримання деяких характеристик можливих позаземних організмів. Для припущення про існування життя у позаземних умовах, наприклад, на інших планетах Сонячної системи, важливо з'ясувати здатність виживання організмів у ході експериментального відтворення цих умов. Багато мікроорганізмів можуть існувати при близьких до абсолютного нуля і високих (до 80-95 ° С) температуpax; їх суперечки витримують глибокий вакуум і довгих, висушування. Вони переносять набагато більші дози іонізуючого випромінювання, ніж в космічному просторі. Позаземні організми, ймовірно, повинні мати більш високою пристосованістю до життя в середовищі, що містить малу кількість води. Анаеробні умови не є перешкодою для розвитку життя, тому теоретично можна припустити існування в космосі самих різних за властивостями мікроорганізмів, які могли адаптуватися до незвичайних умов, виробляючи різні захисні пристосування. Експерименти, здійснені в СРСР і США, не дали доказів існування життя на Марсі, чи немає життя на Венері і Меркурії, малоймовірна вона і на планетах-гігантах, а також їх супутниках. У Сонячній системі життя є, ймовірно, лише на Землі. Згідно з одними уявленнями, життя поза Землею можлива тільки на водно-вуглецевій основі, властивої нашій планеті. Інша точка зору не виключає і кремніевоамміачной основи, однак людство поки не володіє методами виявлення позаземних форм життя.

«Вікінг»

Програма «Вікінг»

Програма «Вікінг»- космічна програма НАСА з вивчення Марса, зокрема, на предмет наявності життя на цій планеті. Програма включала запуск двох ідентичних космічних апаратів - «Вікінг-1» і «Вікінг-2», які повинні були провести дослідження на орбіті і на поверхні Марса. Програма «Вікінг» була кульмінацією серії місій по вивченню Марса початок яким поклав в 1964 р «Маринер-4», продовжені «Маринер-6» і «Марінер-7», які пролетіли в 1969, і орбітальними місіями «Маринер-9» в 1971 і 1972 рр. «Вікінги» зайняли місце в історії освоєння Марса як перші, благополучно сіли на поверхню, американські космічні апарати. Це була одна з найбільш інформативних і успішних місій на червону планету, хоча їй і не вдалося виявити життя на Марсі.

Обидва апарати були запущені в 1975 р з мису Канаверал, штат Флорида. Перед польотом спусковий апарат були ретельно стерилізовані для запобігання зараження Марса земними формами життя. Час польоту зайняло небагато чим менше року і до Марсу прибутку в 1976 г. Тривалість місій «Вікінг» планувалася в 90 днів після приземлення, але кожен апарат пропрацював значно більше цього терміну. Орбітальний апарат «Вікінг-1» пропрацював до 7 серпня 1980 р спусковий апарат - до 11 листопада 1982 р орбітальний апарат «Вікінг-2» функціонував до 25 липня 1978 року, спускний апарат - до 11 квітня 1980 р

Засніжена пустеля на Марсі. Знімок «Вікінга-2»

Програма «БІОН»

Програма «БІОН»включає в себе комплексні дослідження на тваринах і рослинних організмах в польотах спеціалізованих супутників (біосупутнику) в інтересах космічної біології, медицини та біотехнології. З 1973 по 1996 р запущено в космос 11 біосупутнику.

Провідна наукова установа:ГНЦ РФ - Інститут медико-біологічно проблем РАН (Москва)
Конструкторське бюро:РНП РКЦ «ЦСКБ-Прогрес» (м Самара)
Тривалість польотів:від 5 до 22,5 діб.
Місце запуску:космодром Плесецьк
Район приземлення:Казахстан
Країни-учасниці:СРСР, Росія, Болгарія, Угорщина, Німеччина, Канада, Китай, Нідерланди, Польща, Румунія, США, Франція, Чехословаччина

Дослідження на щурах і мавпах в польотах біосупутнику показали, що перебування в невагомості призводить до суттєвих, але оборотним функціональним, структурним і метаболічних змін в м'язах, кістках, міокарді і нейро-сенсорної системи ссавців. Описана феноменологія і вивчений механізм розвитку цих змін.

Вперше в польотах біосупутнику «БІОН» реалізована на практиці ідея про створення штучної сили тяжіння (ІСТ). В експериментах на щурах встановлено, що ІСТ, створювана обертанням тварин на центрифузі, перешкоджає розвитку несприятливих змін в м'язах, кістках і міокарді.

В рамках Федеральної космічної програми Росії на період 2006-2015 рр. в розділі «Космічні засоби для фундаментальних космічних досліджень» заплановано продовження програми «БІОН», запуски космічних апаратів «БІОН-М» намічені на 2010, 2013 і 2016 рр.

«БІОН»

Перспективи розвитку досліджень

Сучасний етап освоєння і вивчення космічного простору характеризується поступовим переходом від тривалих орбітальних польотів до міжпланетних перельотів, найближчим з яких бачиться експедиція на Марс. У цьому випадку ситуація змінюється докорінно. Вона змінюється не тільки об'єктивно, що пов'язано зі значним збільшенням тривалості перебування в космосі, посадкою на іншу планету і поверненням на Землю, але і, що дуже важливо - суб'єктивно, оскільки, покинувши вже стала звичною земну орбіту, космонавти залишаться (в дуже невеликій за чисельністю групі своїх колег) «самотніми» на неосяжних просторах Всесвіту.

Разом з тим, виникають принципово нові проблеми, пов'язані з різким зростанням інтенсивності космічної радіації, необхідністю використання поновлюваних джерел кисню, води і їжі, і головне, рішенням психологічних і медичних завдань.

DIV_ADBLOCK380 ">

Труднощі управління такою системою в обмеженому герметично замкнутому просторі настільки велика, що не доводиться сподіватися на її швидке впровадження в практику. Цілком ймовірно перехід на біологічну систему життєзабезпечення відбуватиметься поступово в міру готовності її окремих ланок. На першому етапі розвитку БСЖО, очевидно, відбудеться заміна фізико-хімічного методу одержання кисню та утилізації вуглекислого газу - на біологічний. Як відомо, основні «постачальники» кисню - це вищі рослини і фотосинтезуючі одноклітинні організми. Більш складним завданням є поповнення запасів води і їжі.

Питна вода очевидно ще дуже довгий час буде мати «земне походження», а технічна (використовувана для господарських потреб) вже зараз заповнюється за рахунок регенерації конденсату атмосферної вологи (КДА), сечі та інших джерел.

Безумовно, головний компонент майбутньої замкненій екологічної системи - рослини. Дослідження на вищих рослинах і фотосинтезуючих одноклітинних організмах на борту космічних апаратів показали, що умови космічного польоту, рослини проходять всі стадії розвитку, починаючи з проростання насіння до утворення первинних органів, цвітіння, запліднення і дозрівання нового покоління насіння. Таким чином, була експериментально доведена принципова можливість здійснення повного циклу розвитку рослин (від насіння до насіння) в умовах мікрогравітації. Результати космічних експериментів були настільки обнадійливими, що дозволили вже на початку 80-х років зробити висновок про те, що розробка систем біологічного життєзабезпечення і створення на цій основі екологічно замкнутої системи в обмеженому герметичному обсязі є не таким вже складним завданням. Однак з плином часу стало очевидно, що проблема не може бути вирішена остаточно, по крайней мере, до тих пір, поки не будуть визначені (розрахунковим або експериментальним шляхом) основні параметри, що дозволяють збалансувати масо - і енергопотоки цієї системи.

Для відновлення запасів їжі необхідно також ввести в систему тварин. Зрозуміло, на перших етапах це повинні бути «малогабаритні» представники тваринного світу - молюски, риби, птиці, а пізніше, можливо кролики та інші ссавці.

Таким чином, космонавтам під час міжпланетних перельотів необхідно не тільки навчитися вирощувати рослини, утримувати тварин і культивувати мікроорганізми, а й розробити надійний, спосіб управління «космічним ковчегом». А для цього, перш за все треба з'ясувати, як росте і розвивається окремо взятий організм в умовах космічного польоту, а потім які вимоги пред'являє спільноті кожен окремо взятий елемент замкнутої екологічної системи.

Моїм основним завданням в дослідницькій роботі було з'ясувати, який цікавий і захоплюючий нехай пройшли космічні дослідження і який довгий шлях їм ще треба буде пройти!

Якщо тільки собі уявити, яке розмаїття всього живого є на нашій планеті, то що можна припустити тоді про космос ...

Всесвіт настільки велика і невідома, що такий вид досліджень життєво важливий для нас, що живуть на планеті Земля. А ми ж тільки на самому початку шляху і нам належить стільки всього пізнати і побачити!

Протягом всього того часу, коли я робив цю роботу, дізнався стільки всього цікавого, про що ніколи не підозрював, дізнався прекрасних дослідників як Карл Саган, дізнався про найцікавіших космічних програмах, проведених в XX столітті, як США, так і в СРСР, дізнався багато про сучасні програми, як «БІОН», і багато всього іншого.

Дослідження тривають ...

Список використаних джерел

Велика Дитяча Енциклопедія Всесвіт: Науково-популярне видання. - Російське енциклопедичне товариство, 1999. Сайт http: // spacembi. ***** / Велика енциклопедія Всесвіт. - М.: Изд-во «Астрель», 1999.

4. Енциклопедія Всесвіт ( "РОСМЕН")

5. Сайт Wikipedia (картинки)

6.Космос на рубежі тисячоліть. Документи і матеріали. М., Міжнародні відносини (2000р.)

Додаток.

"Марссоперенос"

"Маpссоперенос"Відпрацювання одного з ланок майбутньої біолого-технічної системи життєзабезпечення космонавтів.

мета:Отримання нових даних про процеси газо-рідинного забезпечення в коренезаселеному середовища в умовах космічного польоту

завдання:Експериментальне визначення коефіцієнтів капілярної дифузії вологи і газів

Очікувані результати:Створення установки з корнеобитаемой середовищем для вирощування рослин з урахуванням умов мікрогравітації

· Комплект "Кювета експериментальна" для визначення характеристик влагопереноса (швидкості переміщення фронту просочення і вмісту вологи в окремих зонах)

Відеокомплекс LIV для відеозйомки руху фронту просочення

мета:Використання нових комп'ютерних технологій для підвищення комфортності перебування космонавта в умовах тривалого космічного польоту.

завдання:Активізація конкретних областей мозку, відповідальних за зорові асоціації космонавта, пов'язані з рідними місцями і сім'єю на Землі з подальшим підвищенням його працездатності. Аналіз стану космонавта на орбіті шляхом тестування за спеціальними методиками.

Використовувана наукова апаратура:

Блок EGE2 (індивідуальний жорсткий диск космонавта з альбомом фотографій і опитувальником)

"VEST"Отримання даних для розробки заходів профілактики несприятливого впливу умов польоту на здоров'я і працездатність екіпажу МКС.

мета:Оцінка нової інтегрованої системи одягу з різних типів матеріалів для використання в умовах космічного польоту.

завдання:

носіння одягу "VEST", спеціально розробленої для польоту італійського космонавта Р. Вітторіо на РС МКС; отримання відкликання космонавта щодо психологічного і фізіологічного здоров'я, тобто комфортності (зручності), несучості одягу; її естетики; ефективності теплотривкості і фізичної гігієни на борту станції.

Очікувані результати:Підтвердження функціональності нової інтегрованої системи одягу "VEST", в тому числі її ергономічних показників в умовах космічного польоту, що дозволить зменшити масу і об'єм одягу, планованої до використання в довгострокових космічних польотах на МКС.