अंतरिक्ष में जीव विज्ञान की भूमिका पर एक संदेश। अंतरिक्ष में चिकित्सा एवं जैविक अनुसंधान। विषय पर प्रस्तुति: अंतरिक्ष अन्वेषण में जीव विज्ञान की भूमिका

जीव विज्ञान के विज्ञान में कई अलग-अलग खंड, बड़े और छोटे सहायक विज्ञान शामिल हैं। और उनमें से प्रत्येक न केवल मानव जीवन के लिए, बल्कि संपूर्ण ग्रह के लिए भी महत्वपूर्ण है।

लगातार दूसरी शताब्दी से, लोग न केवल जीवन की सभी अभिव्यक्तियों में सांसारिक विविधता का अध्ययन करने की कोशिश कर रहे हैं, बल्कि यह भी पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि ग्रह से परे, बाहरी अंतरिक्ष में जीवन है या नहीं। इन मुद्दों को एक विशेष विज्ञान - अंतरिक्ष जीव विज्ञान द्वारा निपटाया जाता है। इस पर हमारी समीक्षा में चर्चा की जाएगी।

अध्याय

यह विज्ञान अपेक्षाकृत युवा है, लेकिन बहुत गहनता से विकसित हो रहा है। अध्ययन के मुख्य पहलू हैं:

1. बाहरी अंतरिक्ष के कारक और जीवित प्राणियों के जीवों पर उनका प्रभाव, अंतरिक्ष या विमान में सभी जीवित प्रणालियों की महत्वपूर्ण गतिविधि।
2. अंतरिक्ष की भागीदारी से हमारे ग्रह पर जीवन का विकास, जीवित प्रणालियों का विकास और हमारे ग्रह की सीमाओं के बाहर बायोमास के अस्तित्व की संभावना।
3. बाहरी अंतरिक्ष में जीवों के आरामदायक विकास और वृद्धि के लिए बंद प्रणालियों के निर्माण और उनमें वास्तविक रहने की स्थिति बनाने की संभावना।

अंतरिक्ष चिकित्सा और जीव विज्ञान निकट से संबंधित विज्ञान हैं जो संयुक्त रूप से अंतरिक्ष में जीवित प्राणियों की शारीरिक स्थिति, अंतरग्रहीय स्थानों में उनकी व्यापकता और विकास का अध्ययन करते हैं।

इन विज्ञानों के अनुसंधान के लिए धन्यवाद, लोगों के स्वास्थ्य को कोई नुकसान पहुंचाए बिना, अंतरिक्ष में रहने के लिए इष्टतम स्थितियों का चयन करना संभव हो गया है। अंतरिक्ष में जीवन की उपस्थिति, पौधों और जानवरों (एककोशिकीय, बहुकोशिकीय) की भारहीनता में रहने और विकसित होने की क्षमताओं पर भारी मात्रा में सामग्री एकत्र की गई है।

विज्ञान के विकास का इतिहास

अंतरिक्ष जीव विज्ञान की जड़ें प्राचीन काल में हैं, जब दार्शनिकों और विचारकों - प्रकृतिवादियों अरस्तू, हेराक्लिटस, प्लेटो और अन्य - ने तारों वाले आकाश का अवलोकन किया, पृथ्वी के साथ चंद्रमा और सूर्य के संबंधों की पहचान करने, उनके कारणों को समझने की कोशिश की। कृषि भूमि एवं पशुओं पर प्रभाव।

बाद में, मध्य युग में, पृथ्वी के आकार को निर्धारित करने और इसके घूर्णन की व्याख्या करने का प्रयास शुरू हुआ। काफी समय तक टॉलेमी द्वारा रचित सिद्धांत को सुना जाता रहा। उन्होंने कहा कि पृथ्वी है और अन्य सभी ग्रह और खगोलीय पिंड इसके चारों ओर घूमते हैं

हालाँकि, एक और वैज्ञानिक थे, पोल निकोलस कोपरनिकस, जिन्होंने इन कथनों की भ्रांति को साबित किया और दुनिया की संरचना की अपनी सूर्यकेन्द्रित प्रणाली का प्रस्ताव रखा: केंद्र में सूर्य है, और सभी ग्रह चारों ओर घूमते हैं। इसके अलावा, सूर्य भी एक तारा है। उनके विचारों को जिओर्डानो ब्रूनो, न्यूटन, केपलर और गैलीलियो के अनुयायियों ने समर्थन दिया।

हालाँकि, यह एक विज्ञान के रूप में अंतरिक्ष जीव विज्ञान था जो बहुत बाद में सामने आया। केवल 20वीं शताब्दी में, रूसी वैज्ञानिक कॉन्स्टेंटिन एडुआर्डोविच त्सोल्कोव्स्की ने एक ऐसी प्रणाली विकसित की जो लोगों को अंतरिक्ष की गहराई में प्रवेश करने और धीरे-धीरे उनका अध्ययन करने की अनुमति देती है। उन्हें इस विज्ञान का जनक माना जाता है। इसके अलावा, आइंस्टीन, बोह्र, प्लैंक, लैंडौ, फर्मी, कपित्सा, बोगोलीबॉव और अन्य की भौतिकी और खगोल भौतिकी, क्वांटम रसायन विज्ञान और यांत्रिकी में खोजों ने ब्रह्मांड विज्ञान के विकास में एक प्रमुख भूमिका निभाई।

नए वैज्ञानिक अनुसंधान, जिसने लोगों को अंतरिक्ष में लंबी-योजनाबद्ध उड़ानें बनाने की अनुमति दी, ने अतिरिक्त ग्रह स्थितियों की सुरक्षा और प्रभाव के लिए विशिष्ट चिकित्सा और जैविक औचित्य की पहचान करना संभव बना दिया, जो त्सोल्कोव्स्की द्वारा तैयार किए गए थे। उनका सार क्या था?

1. वैज्ञानिकों को स्तनधारियों पर भारहीनता के प्रभाव का सैद्धांतिक औचित्य दिया गया।
2. उन्होंने प्रयोगशाला में अंतरिक्ष की स्थिति बनाने के लिए कई विकल्पों का अनुकरण किया।
3. उन्होंने अंतरिक्ष यात्रियों के लिए पौधों और पदार्थों के चक्र का उपयोग करके भोजन और पानी प्राप्त करने के विकल्प प्रस्तावित किए।

इस प्रकार, यह त्सोल्कोवस्की ही थे जिन्होंने अंतरिक्ष विज्ञान के सभी बुनियादी सिद्धांत निर्धारित किए, जिन्होंने आज भी अपनी प्रासंगिकता नहीं खोई है।

भारहीनता

अंतरिक्ष में मानव शरीर पर गतिशील कारकों के प्रभाव का अध्ययन करने के क्षेत्र में आधुनिक जैविक अनुसंधान अंतरिक्ष यात्रियों को इन्हीं कारकों के नकारात्मक प्रभाव से यथासंभव राहत देना संभव बनाता है।

तीन मुख्य गतिशील विशेषताएँ हैं:

• कंपन;
• त्वरण;
• भारहीनता.

मानव शरीर पर सबसे असामान्य और महत्वपूर्ण प्रभाव भारहीनता का होता है। यह एक ऐसी अवस्था है जिसमें गुरुत्वाकर्षण बल गायब हो जाता है और अन्य जड़त्वीय प्रभावों द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जाता है। इस मामले में, व्यक्ति अंतरिक्ष में शरीर की स्थिति को नियंत्रित करने की क्षमता पूरी तरह से खो देता है। यह अवस्था अंतरिक्ष की निचली परतों में पहले से ही शुरू हो जाती है और पूरे अंतरिक्ष में बनी रहती है।

चिकित्सा एवं जैविक अध्ययनों से पता चला है कि भारहीनता की स्थिति में मानव शरीर में निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

1. हृदय गति बढ़ जाती है.
2. मांसपेशियाँ शिथिल हो जाती हैं (स्वर चला जाता है)।
3. कार्यक्षमता घट जाती है.
4. स्थानिक मतिभ्रम संभव है.

एक व्यक्ति स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचाए बिना 86 दिनों तक शून्य गुरुत्वाकर्षण में रह सकता है। यह प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध और चिकित्सकीय रूप से पुष्टि की जा चुकी है। हालाँकि, आज अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा के कार्यों में से एक सामान्य रूप से मानव शरीर पर भारहीनता के प्रभाव को रोकने, थकान को खत्म करने, सामान्य प्रदर्शन को बढ़ाने और समेकित करने के उपायों का एक सेट विकसित करना है।

ऐसी कई स्थितियाँ हैं जिनका पालन अंतरिक्ष यात्री भारहीनता को दूर करने और शरीर पर नियंत्रण बनाए रखने के लिए करते हैं:

भारहीनता पर काबू पाने में अच्छे परिणाम प्राप्त करने के लिए अंतरिक्ष यात्रियों को पृथ्वी पर गहन प्रशिक्षण से गुजरना पड़ता है। लेकिन, दुर्भाग्य से, आधुनिक प्रौद्योगिकियाँ अभी तक प्रयोगशाला में ऐसी स्थितियाँ बनाने की अनुमति नहीं देती हैं। हमारे ग्रह पर गुरुत्वाकर्षण पर काबू पाना संभव नहीं है। यह अंतरिक्ष और चिकित्सा जीव विज्ञान के लिए भविष्य की चुनौतियों में से एक भी है।

अंतरिक्ष में अधिभार (त्वरण)

अंतरिक्ष में मानव शरीर को प्रभावित करने वाला एक अन्य महत्वपूर्ण कारक त्वरण, या अधिभार है। इन कारकों का सार अंतरिक्ष में मजबूत उच्च गति आंदोलनों के दौरान शरीर पर भार के असमान पुनर्वितरण में कम हो जाता है। त्वरण के दो मुख्य प्रकार हैं:

• लघु अवधि;
• जादा देर तक टिके।

जैसा कि बायोमेडिकल शोध से पता चलता है, अंतरिक्ष यात्री के शरीर की शारीरिक स्थिति को प्रभावित करने में दोनों त्वरण बहुत महत्वपूर्ण हैं।

उदाहरण के लिए, अल्पकालिक त्वरण (वे 1 सेकंड से भी कम समय तक चलते हैं) के प्रभाव में, शरीर में आणविक स्तर पर अपरिवर्तनीय परिवर्तन हो सकते हैं। इसके अलावा, यदि अंग प्रशिक्षित नहीं हैं और काफी कमजोर हैं, तो उनकी झिल्ली के फटने का खतरा होता है। ऐसे प्रभाव तब हो सकते हैं जब एक अंतरिक्ष यात्री वाला कैप्सूल अंतरिक्ष में अलग हो जाता है, जब उसे बाहर निकाल दिया जाता है, या जब कोई अंतरिक्ष यान कक्षा में उतरता है।

इसलिए, यह बहुत महत्वपूर्ण है कि अंतरिक्ष यात्री अंतरिक्ष में उड़ान भरने से पहले पूरी तरह से चिकित्सा परीक्षण और कुछ शारीरिक प्रशिक्षण से गुजरें।

दीर्घकालिक त्वरण रॉकेट के प्रक्षेपण और लैंडिंग के साथ-साथ अंतरिक्ष में कुछ स्थानिक स्थानों पर उड़ान के दौरान होता है। वैज्ञानिक चिकित्सा अनुसंधान द्वारा उपलब्ध कराए गए आंकड़ों के अनुसार, शरीर पर ऐसी तेजी का प्रभाव इस प्रकार है:

• दिल की धड़कन और नाड़ी बढ़ जाती है;
• साँस तेज हो जाती है;
• मतली और कमजोरी, पीली त्वचा देखी जाती है;
• दृष्टि ख़राब हो जाती है, आँखों के सामने लाल या काली फिल्म दिखाई देने लगती है;
• जोड़ों और अंगों में दर्द की अनुभूति हो सकती है;
• मांसपेशियों की टोन कम हो जाती है;
• न्यूरोह्यूमोरल विनियमन परिवर्तन;
• फेफड़ों और पूरे शरीर में गैस विनिमय अलग हो जाता है;
• पसीना आ सकता है.

अधिभार और भारहीनता चिकित्सा वैज्ञानिकों को विभिन्न तरीकों के साथ आने के लिए मजबूर करती है। हमें अंतरिक्ष यात्रियों को अनुकूलित करने और प्रशिक्षित करने की इजाजत देता है ताकि वे स्वास्थ्य के परिणामों और प्रदर्शन के नुकसान के बिना इन कारकों के प्रभावों का सामना कर सकें।

अंतरिक्ष यात्रियों को त्वरण के लिए प्रशिक्षित करने के सबसे प्रभावी तरीकों में से एक सेंट्रीफ्यूज मशीन है। इसमें यह है कि आप अतिभार के प्रभाव में शरीर में होने वाले सभी परिवर्तनों को देख सकते हैं। यह आपको इस कारक के प्रभाव को प्रशिक्षित करने और अनुकूलित करने की भी अनुमति देता है।

अंतरिक्ष उड़ान और चिकित्सा

निस्संदेह, अंतरिक्ष में उड़ानें लोगों के स्वास्थ्य पर बहुत बड़ा प्रभाव डालती हैं, खासकर उन लोगों पर जो अप्रशिक्षित हैं या जिन्हें पुरानी बीमारियाँ हैं। इसलिए, एक महत्वपूर्ण पहलू उड़ान की सभी जटिलताओं, बाह्यग्रहीय बलों के सबसे विविध और अविश्वसनीय प्रभावों के प्रति शरीर की सभी प्रतिक्रियाओं पर चिकित्सा अनुसंधान है।

शून्य गुरुत्वाकर्षण में उड़ान आधुनिक चिकित्सा और जीव विज्ञान को अंतरिक्ष यात्रियों को सामान्य पोषण, आराम, ऑक्सीजन की आपूर्ति, कार्य क्षमता के संरक्षण आदि प्रदान करने के उपायों का एक सेट आविष्कार करने और तैयार करने (और साथ ही, निश्चित रूप से लागू करने) के लिए मजबूर करती है।

इसके अलावा, दवा को अप्रत्याशित आपातकालीन स्थितियों के मामले में अंतरिक्ष यात्रियों को उचित सहायता प्रदान करने के साथ-साथ अन्य ग्रहों और स्थानों की अज्ञात ताकतों के प्रभाव से सुरक्षा प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह काफी कठिन है, इसमें बहुत समय और प्रयास, एक बड़ा सैद्धांतिक आधार और केवल नवीनतम आधुनिक उपकरणों और दवाओं के उपयोग की आवश्यकता होती है।

इसके अलावा, चिकित्सा, भौतिकी और जीव विज्ञान के साथ, अंतरिक्ष यात्रियों को अंतरिक्ष स्थितियों के भौतिक कारकों से बचाने का कार्य करती है, जैसे:

• तापमान;
• विकिरण;
• दबाव;
• उल्कापिंड.

इसलिए, इन सभी कारकों और विशेषताओं का अध्ययन बहुत महत्वपूर्ण है।

जीवविज्ञान में

अंतरिक्ष जीव विज्ञान, किसी भी अन्य जैविक विज्ञान की तरह, तरीकों का एक निश्चित सेट है जो इसे अनुसंधान करने, सैद्धांतिक सामग्री जमा करने और व्यावहारिक निष्कर्षों के साथ इसकी पुष्टि करने की अनुमति देता है। ये विधियां समय के साथ अपरिवर्तित नहीं रहती हैं, बल्कि वर्तमान समय के अनुसार अद्यतन और आधुनिकीकरण के अधीन हैं। हालाँकि, जीव विज्ञान की ऐतिहासिक रूप से स्थापित पद्धतियाँ आज भी प्रासंगिक बनी हुई हैं। इसमे शामिल है:

1. अवलोकन।
2. प्रयोग।
3. ऐतिहासिक विश्लेषण.
4. विवरण।
5. तुलना।

जैविक अनुसंधान की ये विधियाँ बुनियादी और किसी भी समय प्रासंगिक हैं। लेकिन कई अन्य भी हैं जो विज्ञान और प्रौद्योगिकी, इलेक्ट्रॉनिक भौतिकी और आणविक जीव विज्ञान के विकास के साथ उभरे हैं। उन्हें आधुनिक कहा जाता है और सभी जैविक, रासायनिक, चिकित्सा और शारीरिक प्रक्रियाओं के अध्ययन में सबसे बड़ी भूमिका निभाते हैं।

आधुनिक तरीके

1. जेनेटिक इंजीनियरिंग और जैव सूचना विज्ञान के तरीके।इसमें एग्रोबैक्टीरियल और बैलिस्टिक ट्रांसफॉर्मेशन, पीसीआर (पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन) शामिल हैं। इस प्रकार के जैविक अनुसंधान की भूमिका महान है, क्योंकि यह वह है जो अंतरिक्ष यात्रियों की आरामदायक स्थिति के लिए पोषण और ऑक्सीजन संतृप्ति और केबिन की समस्या का समाधान ढूंढना संभव बनाता है।
2. प्रोटीन रसायन विज्ञान और हिस्टोकैमिस्ट्री के तरीके. आपको जीवित प्रणालियों में प्रोटीन और एंजाइमों को नियंत्रित करने की अनुमति देता है।
3. प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी का उपयोग करना, सुपर-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोपी।
4. आण्विक जीव विज्ञान और जैव रसायन का उपयोगऔर उनकी शोध विधियाँ।
5. बायोटेलीमेट्री- एक विधि जो जैविक आधार पर इंजीनियरों और डॉक्टरों के काम के संयोजन का परिणाम है। यह आपको मानव शरीर और एक कंप्यूटर रिकॉर्डर के बीच रेडियो संचार चैनलों का उपयोग करके दूरी पर शरीर के सभी शारीरिक रूप से महत्वपूर्ण कार्यों को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। अंतरिक्ष जीव विज्ञान अंतरिक्ष यात्रियों के जीवों पर अंतरिक्ष स्थितियों के प्रभावों की निगरानी के लिए इस पद्धति का मुख्य उपयोग करता है।
6. अंतरग्रहीय अंतरिक्ष का जैविक संकेत. अंतरिक्ष जीव विज्ञान की एक बहुत ही महत्वपूर्ण विधि, जो पर्यावरण की अंतरग्रहीय स्थितियों का आकलन करने और विभिन्न ग्रहों की विशेषताओं के बारे में जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देती है। यहां आधार अंतर्निर्मित सेंसर वाले जानवरों का उपयोग है। यह प्रायोगिक जानवर (चूहे, कुत्ते, बंदर) हैं जो कक्षाओं से जानकारी प्राप्त करते हैं, जिसका उपयोग सांसारिक वैज्ञानिकों द्वारा विश्लेषण और निष्कर्ष के लिए किया जाता है।

जैविक अनुसंधान के आधुनिक तरीके न केवल अंतरिक्ष जीव विज्ञान में, बल्कि सार्वभौमिक समस्याओं को भी हल करना संभव बनाते हैं।

अंतरिक्ष जीव विज्ञान की समस्याएं

चिकित्सा और जैविक अनुसंधान के सभी सूचीबद्ध तरीके, दुर्भाग्य से, अभी तक अंतरिक्ष जीव विज्ञान की सभी समस्याओं को हल करने में सक्षम नहीं हैं। ऐसे कई गंभीर मुद्दे हैं जो आज भी ज्वलंत बने हुए हैं। आइए अंतरिक्ष चिकित्सा और जीव विज्ञान के सामने आने वाली मुख्य समस्याओं पर विचार करें।

1. अंतरिक्ष उड़ान के लिए प्रशिक्षित कर्मियों का चयन, जिनकी स्वास्थ्य स्थिति सभी चिकित्सा आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है (अंतरिक्ष यात्रियों को उड़ानों के लिए कठोर प्रशिक्षण और प्रशिक्षण का सामना करने की अनुमति देने सहित)।
2. अंतरिक्ष चालक दल के कर्मचारियों के लिए उचित स्तर का प्रशिक्षण और सभी आवश्यक वस्तुओं की आपूर्ति।
3. कामकाजी जहाजों और विमान संरचनाओं की सभी प्रकार से (अन्य ग्रहों के अज्ञात या विदेशी प्रभाव वाले कारकों सहित) सुरक्षा सुनिश्चित करना।
4. पृथ्वी पर लौटने पर अंतरिक्ष यात्रियों का साइकोफिजियोलॉजिकल पुनर्वास।
5. अंतरिक्ष यात्रियों और उनसे सुरक्षा के तरीकों का विकास
6. अंतरिक्ष उड़ानों के दौरान केबिनों में सामान्य रहने की स्थिति सुनिश्चित करना।
7. अंतरिक्ष चिकित्सा में आधुनिक कंप्यूटर प्रौद्योगिकियों का विकास और अनुप्रयोग।
8. अंतरिक्ष टेलीमेडिसिन और जैव प्रौद्योगिकी का परिचय। इन विज्ञानों की विधियों का उपयोग करना।
9. मंगल और अन्य ग्रहों पर अंतरिक्ष यात्रियों की आरामदायक उड़ानों के लिए चिकित्सा और जैविक समस्याओं का समाधान करना।
10. औषधीय एजेंटों का संश्लेषण जो अंतरिक्ष में ऑक्सीजन आपूर्ति की समस्या का समाधान करेगा।

बायोमेडिकल अनुसंधान के विकसित, बेहतर और व्यापक रूप से लागू तरीके निश्चित रूप से सभी सौंपे गए कार्यों और मौजूदा समस्याओं को हल करने की अनुमति देंगे। हालाँकि, ऐसा कब होगा यह एक जटिल और अप्रत्याशित प्रश्न है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इन सभी मुद्दों को न केवल रूसी वैज्ञानिकों द्वारा, बल्कि दुनिया के सभी देशों की वैज्ञानिक परिषद द्वारा भी संबोधित किया जाता है। और यह एक बड़ा प्लस है. आख़िरकार, संयुक्त अनुसंधान और खोज असमान रूप से अधिक और तेज़ सकारात्मक परिणाम देंगे। अंतरिक्ष समस्याओं को सुलझाने में घनिष्ठ वैश्विक सहयोग, ग्रहेतर अंतरिक्ष की खोज में सफलता की कुंजी है।

आधुनिक उपलब्धियाँ

ऐसी कई उपलब्धियां हैं. आखिरकार, हर दिन गहन, गहन और श्रमसाध्य कार्य किया जाता है, जो हमें अधिक से अधिक नई सामग्री खोजने, निष्कर्ष निकालने और परिकल्पना तैयार करने की अनुमति देता है।

ब्रह्मांड विज्ञान में 21वीं सदी की सबसे महत्वपूर्ण खोजों में से एक मंगल ग्रह पर पानी की खोज थी। इसने तुरंत ग्रह पर जीवन की उपस्थिति या अनुपस्थिति, पृथ्वीवासियों के मंगल ग्रह पर जाने की संभावना आदि के बारे में दर्जनों परिकल्पनाओं को जन्म दिया।

एक और खोज यह थी कि वैज्ञानिकों ने वह आयु सीमा निर्धारित कर ली है जिसके भीतर कोई व्यक्ति यथासंभव आराम से और गंभीर परिणामों के बिना अंतरिक्ष में रह सकता है। यह उम्र 45 वर्ष से प्रारंभ होकर लगभग 55-60 वर्ष पर समाप्त होती है। जो युवा अंतरिक्ष में जाते हैं वे पृथ्वी पर लौटने पर अत्यधिक मनोवैज्ञानिक और शारीरिक रूप से पीड़ित होते हैं, और अनुकूलन और पुनर्निर्माण में कठिनाई होती है।

चंद्रमा पर भी पानी की खोज की गई (2009)। पृथ्वी के उपग्रह पर बुध और बड़ी मात्रा में चाँदी भी पाई गई।

जैविक अनुसंधान विधियां, साथ ही इंजीनियरिंग और भौतिक संकेतक, हमें आत्मविश्वास से यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति देते हैं कि अंतरिक्ष में आयन विकिरण और विकिरण के प्रभाव हानिरहित हैं (कम से कम पृथ्वी की तुलना में अधिक हानिकारक नहीं हैं)।

वैज्ञानिक अनुसंधान ने साबित कर दिया है कि अंतरिक्ष में लंबे समय तक रहने से अंतरिक्ष यात्रियों के शारीरिक स्वास्थ्य पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। हालाँकि, मनोवैज्ञानिक रूप से समस्याएँ बनी रहती हैं।

ऐसे अध्ययन किए गए हैं जो साबित करते हैं कि उच्च पौधे बाहरी अंतरिक्ष में होने पर अलग तरह से प्रतिक्रिया करते हैं। अध्ययन के दौरान कुछ पौधों के बीजों में कोई आनुवंशिक परिवर्तन नहीं दिखा। इसके विपरीत, दूसरों ने आणविक स्तर पर स्पष्ट विकृतियाँ दिखाईं।

जीवित जीवों (स्तनधारियों) की कोशिकाओं और ऊतकों पर किए गए प्रयोगों से साबित हुआ है कि अंतरिक्ष इन अंगों की सामान्य स्थिति और कार्यप्रणाली को प्रभावित नहीं करता है।

विभिन्न प्रकार के चिकित्सा अध्ययन (टोमोग्राफी, एमआरआई, रक्त और मूत्र परीक्षण, कार्डियोग्राम, कंप्यूटेड टोमोग्राफी, और इसी तरह) ने निष्कर्ष निकाला कि मानव कोशिकाओं की शारीरिक, जैव रासायनिक, रूपात्मक विशेषताएं 86 तक अंतरिक्ष में रहने के दौरान अपरिवर्तित रहती हैं। दिन.

प्रयोगशाला स्थितियों में, एक कृत्रिम प्रणाली को फिर से बनाया गया जो किसी को भारहीनता की स्थिति के जितना संभव हो उतना करीब पहुंचने की अनुमति देता है और इस प्रकार शरीर पर इस स्थिति के प्रभाव के सभी पहलुओं का अध्ययन करता है। इसने, बदले में, शून्य गुरुत्वाकर्षण में मानव उड़ान के दौरान इस कारक के प्रभाव को रोकने के लिए कई निवारक उपायों को विकसित करना संभव बना दिया।

एक्सोबायोलॉजी के परिणामों में पृथ्वी के जीवमंडल के बाहर कार्बनिक प्रणालियों की उपस्थिति का संकेत देने वाला डेटा शामिल था। अब तक, इन मान्यताओं का केवल सैद्धांतिक निरूपण ही संभव हो सका है, लेकिन जल्द ही वैज्ञानिक व्यावहारिक साक्ष्य प्राप्त करने की योजना बना रहे हैं।

जीवविज्ञानियों, भौतिकविदों, डॉक्टरों, पारिस्थितिकीविदों और रसायनज्ञों के शोध के लिए धन्यवाद, जीवमंडल पर मानव प्रभाव के गहरे तंत्र की पहचान की गई है। यह ग्रह के बाहर कृत्रिम पारिस्थितिकी तंत्र बनाने और उन पर पृथ्वी के समान प्रभाव डालने से संभव हुआ।

ये आज अंतरिक्ष जीव विज्ञान, ब्रह्मांड विज्ञान और चिकित्सा की सभी उपलब्धियाँ नहीं हैं, बल्कि केवल मुख्य हैं। इसमें काफी संभावनाएं हैं, जिसका कार्यान्वयन भविष्य के लिए सूचीबद्ध विज्ञानों का कार्य है।

अंतरिक्ष में जीवन

आधुनिक विचारों के अनुसार, अंतरिक्ष में जीवन मौजूद हो सकता है, क्योंकि हाल की खोजें जीवन के उद्भव और विकास के लिए कुछ ग्रहों पर उपयुक्त परिस्थितियों की उपस्थिति की पुष्टि करती हैं। हालाँकि, इस मुद्दे पर वैज्ञानिकों की राय दो श्रेणियों में विभाजित है:

• पृथ्वी के अलावा कहीं भी जीवन नहीं है, न कभी था और न कभी होगा;
• बाह्य अंतरिक्ष के विशाल विस्तार में जीवन है, लेकिन लोगों ने अभी तक इसकी खोज नहीं की है।

कौन सी परिकल्पना सही है, इसका निर्णय प्रत्येक व्यक्ति को करना है। दोनों के लिए पर्याप्त सबूत और खंडन है।

1957 में पहले कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह के प्रक्षेपण और अंतरिक्ष विज्ञान के आगे के विकास ने विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों के लिए बड़ी और जटिल समस्याएं खड़ी कर दीं। ज्ञान की नई शाखाएँ उभरीं। उन्हीं में से एक है - अंतरिक्ष जीवविज्ञान.

1908 में, के. ई. त्सोल्कोव्स्की ने विचार व्यक्त किया कि बिना किसी क्षति के पृथ्वी पर लौटने में सक्षम कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह के निर्माण के बाद, अगला कदम अंतरिक्ष यान चालक दल के जीवन को सुनिश्चित करने से जुड़ी जैविक समस्याओं को हल करना होगा। दरअसल, पहले पृथ्वीवासी - सोवियत संघ के नागरिक यूरी अलेक्सेविच गगारिन - के वोस्तोक-1 अंतरिक्ष यान पर अंतरिक्ष उड़ान में जाने से पहले, कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों और अंतरिक्ष यान पर व्यापक चिकित्सा और जैविक अनुसंधान किया गया था। वे गिनी सूअरों, चूहों, कुत्तों, उच्च पौधों और शैवाल (क्लोरेला), विभिन्न सूक्ष्मजीवों, पौधों के बीज, पृथक मानव और खरगोश ऊतक संस्कृतियों और अन्य जैविक वस्तुओं को अंतरिक्ष उड़ान में ले गए। इन प्रयोगों ने वैज्ञानिकों को यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति दी कि अंतरिक्ष उड़ान में जीवन (कम से कम बहुत लंबे समय तक नहीं) संभव है। यह प्राकृतिक विज्ञान के एक नए क्षेत्र - अंतरिक्ष जीव विज्ञान - की पहली महत्वपूर्ण उपलब्धि थी।

चूहों का परीक्षण शून्य गुरुत्वाकर्षण स्थितियों में किया जाता है।

अंतरिक्ष जीवविज्ञान के कार्य क्या हैं? उसके शोध का विषय क्या है? वह जिन तरीकों का इस्तेमाल करती है उनमें क्या खास है? आइए पहले आखिरी प्रश्न का उत्तर दें। शारीरिक, आनुवांशिक, रेडियोबायोलॉजिकल, माइक्रोबायोलॉजिकल और अन्य जैविक अनुसंधान विधियों के अलावा, अंतरिक्ष जीवविज्ञान व्यापक रूप से भौतिकी, रसायन विज्ञान, खगोल विज्ञान, भूभौतिकी, रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और कई अन्य विज्ञानों की उपलब्धियों का उपयोग करता है।

किसी भी उड़ान माप के परिणाम को रेडियो टेलीमेट्री लाइनों के माध्यम से प्रसारित किया जाना चाहिए। इसलिए, जैविक रेडियोटेलीमेट्री (बायोटेलीमेट्री) मुख्य शोध पद्धति है। यह बाह्य अंतरिक्ष में प्रयोगों के दौरान नियंत्रण का एक साधन भी है। रेडियोटेलीमेट्री का उपयोग जैविक प्रयोगों की पद्धति और प्रौद्योगिकी पर एक निश्चित छाप छोड़ता है। तथ्य यह है कि सामान्य स्थलीय परिस्थितियों में काफी आसानी से ध्यान में रखा जा सकता है या मापा जा सकता है (उदाहरण के लिए, सूक्ष्मजीवों की संस्कृतियां बोना, विश्लेषण के लिए एक नमूना लेना, इसे रिकॉर्ड करना, पौधों या बैक्टीरिया की वृद्धि दर को मापना, श्वसन की तीव्रता, नाड़ी निर्धारित करना) दर, आदि), अंतरिक्ष में एक जटिल वैज्ञानिक और तकनीकी समस्या बन जाती है। खासकर यदि प्रयोग मानवरहित पृथ्वी उपग्रहों या बिना चालक दल के अंतरिक्ष यान पर किया जाता है। इस मामले में, अध्ययन की जा रही जीवित वस्तु पर सभी प्रभावों और सभी मापी गई मात्राओं को उपयुक्त सेंसर और रेडियो उपकरणों का उपयोग करके, विभिन्न भूमिकाएं निभाने वाले विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जाना चाहिए। उनमें से कुछ पौधों, जानवरों या अध्ययन की अन्य वस्तुओं के साथ किसी भी हेरफेर के लिए एक कमांड के रूप में काम कर सकते हैं, अन्य अध्ययन की जा रही वस्तु या प्रक्रिया की स्थिति के बारे में जानकारी रखते हैं।

इस प्रकार, अंतरिक्ष जीवविज्ञान के तरीकों को उच्च स्तर के स्वचालन की विशेषता है और रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, रेडियो टेलीमेट्री और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी से निकटता से संबंधित हैं। शोधकर्ता को इन सभी तकनीकी साधनों का अच्छा ज्ञान होना आवश्यक है, और इसके अलावा, उसे विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं के तंत्र का गहन ज्ञान भी आवश्यक है।

अंतरिक्ष जीव विज्ञान के सामने क्या चुनौतियाँ हैं? उनमें से तीन सबसे महत्वपूर्ण हैं: 1. पृथ्वी के जीवित जीवों पर अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों और अंतरिक्ष कारकों के प्रभाव का अध्ययन। 2. अंतरिक्ष उड़ानों के दौरान, अलौकिक और ग्रहीय स्टेशनों पर जीवन सुनिश्चित करने की जैविक नींव का अध्ययन। 3. बाह्य अंतरिक्ष में जीवित पदार्थ और कार्बनिक पदार्थों की खोज और अलौकिक जीवन की विशेषताओं और रूपों का अध्ययन। आइए उनमें से प्रत्येक के बारे में बात करें।

अंतरिक्ष जीव विज्ञान जीव विज्ञान की एक शाखा है जो अलौकिक स्थितियों में जीवित जीवों के अस्तित्व की विशेषताओं, उन पर ब्रह्मांडीय कारकों के प्रभाव के साथ-साथ अन्य ग्रहों पर जीवन के अस्तित्व की संभावना का अध्ययन करती है।

अंतरिक्ष जीव विज्ञान का उद्भव और विकास आधुनिक विज्ञान और रॉकेट प्रौद्योगिकी की सफलताओं से जुड़ा है, जिसने पृथ्वी के वायुमंडल से परे उड़ानें संचालित करना संभव बना दिया है।

अंतरिक्ष जीव विज्ञान अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों में मनुष्यों और जानवरों की जीवन गतिविधि को सुनिश्चित करने के लिए अनुसंधान विधियों और साधनों को विकसित करता है, जब विभिन्न कारक एक साथ एक जीवित जीव को प्रभावित कर सकते हैं। सबसे पहले, यह आयनीकरण विकिरण (ब्रह्मांडीय विकिरण देखें), त्वरण और भारहीनता, साथ ही सीमित शारीरिक गतिविधि, एक कृत्रिम वातावरण, कुछ आहार संबंधी विशेषताओं आदि की स्थितियों में दीर्घकालिक अलगाव है। मनुष्यों पर इन कारकों का प्रभाव, जानवरों और पौधों का अध्ययन प्रयोगशाला स्थितियों में किया जाता है, अंतरिक्ष उड़ान के व्यक्तिगत कारकों का अनुकरण करते हुए, या कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों और सीधे मनुष्यों द्वारा नियंत्रित अंतरिक्ष यान पर उड़ानों में किया जाता है।

अन्य ग्रहों पर जीवन के अस्तित्व की समस्या को हल करते समय, इन ग्रहों की प्राकृतिक स्थितियों का अध्ययन किया जाता है, विभिन्न जलवायु परिस्थितियों (आर्कटिक, अंटार्कटिक, पहाड़ों) में पृथ्वी पर जीवन की अभिव्यक्ति के रूपों की तुलना में उल्कापिंडों की संरचना का विश्लेषण किया जाता है। रेगिस्तान, आदि)।

पशु (बंदर, कुत्ते, चूहे, गिनी सूअर), कीड़े (ड्रोसोफिला मक्खियाँ, आदि), पौधे (एककोशिकीय शैवाल - गेहूं, मटर, प्याज, आदि के बीज) का उपयोग अनुसंधान वस्तुओं के रूप में किया जाता है।

विभिन्न विमानों (रॉकेट सहित) पर उड़ान भरने वाले जानवरों के अध्ययन ने बाहरी अंतरिक्ष में मानव उड़ानों की संभावना का वैज्ञानिक प्रमाण प्रदान किया है।

चिकित्सा और जैविक अनुसंधान की प्रक्रिया में, शरीर की कार्यात्मक प्रणालियों (हृदय, श्वसन, पाचन, आदि) का अध्ययन किया जाता है, जो इसकी सामान्य स्थिति, हानिकारक कारकों के प्रभावों के प्रति सहनशीलता की सीमा को दर्शाती है; साइटोलॉजिकल और हिस्टोलॉजिकल तरीकों का उपयोग करके शरीर के सुरक्षात्मक कार्यों, रक्त, मूत्र के जैव रासायनिक अध्ययन, हेमटोपोइएटिक कार्यों की स्थिति का अध्ययन करना। अंतरिक्ष उड़ान कारकों के प्रभाव में वंशानुगत विशेषताओं और विकास के संचरण की प्रक्रियाओं का आनुवंशिक अध्ययन पौधों और फल मक्खियों पर किया जाता है।

अंतरिक्ष जीव विज्ञान अनुसंधान में आधुनिक तरीकों और उपकरणों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, विभिन्न कार्यात्मक प्रणालियों की स्थिति का अध्ययन और निगरानी करने के लिए, इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल उपकरण (इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफ, इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफ, मायोग्राफ, आदि) का उपयोग किया जाता है; सीधे उड़ान में अध्ययन की वस्तु की स्थिति और उसके रहने की स्थिति को दर्शाने वाले भौतिक और शारीरिक मापदंडों को मापने के लिए - टेलीमेट्रिक तरीके, टेलीविजन, जो आपको दूर से वस्तु का निरीक्षण करने की अनुमति देता है, कंप्यूटर जो जानकारी को समय पर और सटीक रूप से संसाधित करना संभव बनाते हैं। अंतरिक्ष यान के केबिन में स्थित एक जीवित वस्तु की स्थिति की निगरानी करना आवश्यक है।

जीवित जीवों पर अंतरिक्ष उड़ान के व्यक्तिगत कारकों के प्रभाव पर प्राप्त आंकड़ों ने अंतरिक्ष में मानव उड़ानों की सुरक्षा के लिए सुरक्षात्मक उपाय विकसित करना संभव बना दिया - हेमेटिक केबिन, आयनीकरण विकिरण के खिलाफ सुरक्षा के साधन, आदि (अंतरिक्ष चिकित्सा देखें)।

अंतरिक्ष जीव विज्ञान की एक बड़ी और बहुत जटिल समस्या अंतरिक्ष में उड़ान के दौरान सामान्य मानव जीवन सुनिश्चित करने के साधनों का विकास है। किसी अंतरिक्ष यात्री के लिए उपयुक्त जीवन समर्थन प्रणाली का चुनाव अंतरिक्ष उड़ान की अवधि से निर्धारित होता है। इस प्रकार, केवल कुछ दिनों तक चलने वाली उड़ान के लिए, एक जीवन समर्थन प्रणाली का उपयोग किया जाता है, जो पृथ्वी से लिए गए भोजन, पानी और ऑक्सीजन या अत्यधिक प्रभावी रासायनिक यौगिकों के उपयोग पर आधारित होती है जो ऑक्सीजन को अवशोषित और छोड़ते हैं।

सौर मंडल के अन्य ग्रहों के लिए लंबी अवधि की अंतरिक्ष उड़ानों में, जब पृथ्वी से ली गई आपूर्ति अंतरिक्ष यात्रियों को प्रदान नहीं की जा सकती है, तो जहाज के केबिन में पदार्थों के जैविक परिसंचरण के आधार पर अधिक जटिल जीवन समर्थन प्रणालियों का उपयोग किया जाएगा। इस संबंध में, अंतरिक्ष यान के केबिन में मानव जीवन के लिए आवश्यक परिस्थितियाँ प्रदान करने के सिद्धांतों और तरीकों को प्रमाणित करने के लिए प्रायोगिक कार्य किया जा रहा है।

अंतरिक्ष यात्रियों को हवा प्रदान करने के लिए, केबिन के गैस वातावरण के भौतिक या भौतिक-रासायनिक तरीकों का उपयोग किया जाता है, अर्थात, उपयोग की गई हवा को सांस लेने के लिए उपयुक्त हवा में परिवर्तित करना, जिसमें पृथ्वी से लिए गए भंडार से ताजी, अप्रयुक्त हवा को थोड़ा जोड़ा जाता है।

जल आपूर्ति प्रणाली में मानव अपशिष्ट (सांस छोड़ने वाली हवा, मूत्र) से पानी की वसूली शामिल है। आसवन, इलेक्ट्रोस्मोसिस, आयन एक्सचेंज रेजिन के साथ शुद्धिकरण आदि के माध्यम से पीने के लिए उपयुक्त पानी प्राप्त किया जा सकता है।

अंतरिक्ष यात्रियों को आवश्यक पोषक तत्व प्रदान करने के लिए, जैविक समुदाय बनाए जाते हैं: पौधे - पशु - मानव। इस उद्देश्य के लिए, जहाज शैवाल (उदाहरण के लिए, क्लोरेला), उद्यान फसलों, चिड़ियाघर- और फाइटोप्लांकटन, मुर्गीपालन, खरगोश आदि का उपयोग कर सकता है। सौर मंडल के अन्य ग्रहों के लिए मानव उड़ान सुनिश्चित करने के लिए ऐसी प्रणालियों का निर्माण एक आवश्यक शर्त है। .

सामान्य तौर पर, अंतरिक्ष जीव विज्ञान की वैज्ञानिक उपलब्धियों का सामान्य जीव विज्ञान के विकास पर बहुत प्रभाव पड़ा और मानव अंतरिक्ष उड़ानों को सुनिश्चित करने की समस्याओं को हल करने में अंतरिक्ष चिकित्सा की सफलता में योगदान दिया।

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इकोफिजियोलॉजिकल अनुसंधान के आगे के विकास के लिए सोवियत बायोसैटेलाइट कॉसमॉस-110 पर दो कुत्तों के साथ और अमेरिकी बायोसैटेलाइट बायोस-3 पर प्रयोग महत्वपूर्ण थे, जिसमें बोर्ड पर एक बंदर था। 22-दिवसीय उड़ान के दौरान, कुत्तों को पहली बार न केवल अनिवार्य रूप से अंतर्निहित कारकों के प्रभाव से अवगत कराया गया, बल्कि कई विशेष प्रभावों (विद्युत प्रवाह के साथ साइनस तंत्रिका की जलन, कैरोटिड धमनियों का संपीड़न, आदि) से भी अवगत कराया गया। ।), जिसका उद्देश्य भारहीनता की स्थिति में रक्त परिसंचरण के तंत्रिका विनियमन की विशेषताओं को स्पष्ट करना था। जानवरों में रक्तचाप सीधे दर्ज किया गया। बायोस-3 बायोसैटेलाइट पर बंदर की उड़ान के दौरान, जो 8.5 दिनों तक चली, नींद-जागने के चक्रों में गंभीर बदलावों की खोज की गई (चेतना की अवस्थाओं का विखंडन, उनींदापन से जागने की ओर तेजी से संक्रमण, सपनों और गहरी नींद से जुड़ी नींद के चरणों में उल्लेखनीय कमी) नींद), साथ ही कुछ शारीरिक प्रक्रियाओं की दैनिक लय में व्यवधान। कई विशेषज्ञों के अनुसार, जानवर की मृत्यु, जो उड़ान के शुरुआती अंत के तुरंत बाद हुई, वजनहीनता के प्रभाव के कारण हुई, जिसके कारण शरीर में रक्त का पुनर्वितरण, तरल पदार्थ की हानि और व्यवधान हुआ। पोटेशियम और सोडियम का चयापचय।

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अंतरिक्ष जीव विज्ञान में अनुसंधान ने कई सुरक्षात्मक उपायों को विकसित करना संभव बना दिया और अंतरिक्ष में सुरक्षित मानव उड़ान की संभावना तैयार की, जिसे सोवियत और फिर अमेरिकी जहाजों की उड़ानों द्वारा लोगों के साथ किया गया। अंतरिक्ष जीव विज्ञान का महत्व यहीं समाप्त नहीं होता है। विशेष रूप से नए अंतरिक्ष मार्गों के जैविक अन्वेषण के लिए कई मुद्दों को हल करने के लिए इस क्षेत्र में अनुसंधान की विशेष रूप से आवश्यकता बनी रहेगी। इसके लिए बायोटेलीमेट्री के नए तरीकों (जैविक घटनाओं के दूरस्थ अध्ययन और जैविक संकेतकों के माप के लिए एक विधि), छोटे टेलीमेट्री के लिए प्रत्यारोपण योग्य उपकरणों के निर्माण (प्रौद्योगिकियों का एक सेट जो दूरस्थ माप और जानकारी के संग्रह की अनुमति देता है) के विकास की आवश्यकता होगी। ऑपरेटर या उपयोगकर्ता के लिए), शरीर में उत्पन्न होने वाली विभिन्न प्रकार की ऊर्जा को ऐसे उपकरणों को बिजली देने के लिए आवश्यक विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना, जानकारी को "संपीड़ित" करने के नए तरीके आदि। अंतरिक्ष जीवविज्ञान भी विकास में एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा लंबी अवधि की उड़ानों के लिए आवश्यक बायोकॉम्प्लेक्स, या ऑटोट्रॉफ़िक और हेटरोट्रॉफ़िक जीवों के साथ बंद पारिस्थितिक तंत्र।

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अंतरिक्ष अन्वेषण में जीव विज्ञान की भूमिका को समझने के लिए हमें अंतरिक्ष जीव विज्ञान की ओर रुख करना होगा। अंतरिक्ष जीव विज्ञान मुख्य रूप से जैविक विज्ञानों का एक जटिल है जो अध्ययन करता है: 1) बाहरी अंतरिक्ष में और अंतरिक्ष यान पर उड़ानों के दौरान स्थलीय जीवों की जीवन गतिविधि की विशेषताएं 2) अंतरिक्ष यान और स्टेशनों के चालक दल के सदस्यों के जीवन का समर्थन करने के लिए जैविक प्रणालियों के निर्माण के सिद्धांत 3) अलौकिक जीवन रूप।

अंतरिक्ष अन्वेषण में जीव विज्ञान की भूमिका

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अंतरिक्ष जीव विज्ञान एक सिंथेटिक विज्ञान है जिसने जीव विज्ञान, विमानन चिकित्सा, खगोल विज्ञान, भूभौतिकी, रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और कई अन्य विज्ञानों की विभिन्न शाखाओं की उपलब्धियों को एक साथ लाया है और उनके आधार पर अपनी स्वयं की अनुसंधान विधियां बनाई हैं। अंतरिक्ष जीव विज्ञान में वायरस से लेकर स्तनधारियों तक विभिन्न प्रकार के जीवित जीवों पर काम किया जाता है।

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अंतरिक्ष जीव विज्ञान का प्राथमिक कार्य अंतरिक्ष उड़ान कारकों (त्वरण, कंपन, भारहीनता, परिवर्तित गैसीय वातावरण, सीमित गतिशीलता और बंद सीलबंद मात्रा में पूर्ण अलगाव, आदि) और बाहरी अंतरिक्ष (वैक्यूम, विकिरण, कम चुंबकीय क्षेत्र) के प्रभाव का अध्ययन करना है। ताकत, आदि) अंतरिक्ष जीव विज्ञान में अनुसंधान प्रयोगशाला प्रयोगों में किया जाता है, जो एक डिग्री या किसी अन्य तक, अंतरिक्ष उड़ान और बाहरी अंतरिक्ष के व्यक्तिगत कारकों के प्रभाव को पुन: उत्पन्न करता है। हालांकि, सबसे महत्वपूर्ण उड़ान जैविक प्रयोग हैं, जिसके दौरान जीवित जीव पर असामान्य पर्यावरणीय कारकों के एक जटिल प्रभाव का अध्ययन करना संभव है।

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गिनी सूअरों, चूहों, कुत्तों, उच्च पौधों और शैवाल (क्लोरेला), विभिन्न सूक्ष्मजीवों, पौधों के बीज, पृथक मानव और खरगोश ऊतक संस्कृतियों और अन्य जैविक वस्तुओं को कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों और अंतरिक्ष यान पर उड़ानों पर भेजा गया था।

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कक्षा में प्रवेश के क्षेत्रों में, जानवरों ने हृदय गति और श्वसन में तेजी दिखाई, जो अंतरिक्ष यान के कक्षीय उड़ान में संक्रमण के बाद धीरे-धीरे गायब हो गई। त्वरण का सबसे महत्वपूर्ण तात्कालिक प्रभाव फुफ्फुसीय वेंटिलेशन में परिवर्तन और फुफ्फुसीय परिसंचरण सहित संवहनी तंत्र में रक्त के पुनर्वितरण के साथ-साथ रक्त परिसंचरण के प्रतिवर्त विनियमन में परिवर्तन है। शून्य गुरुत्वाकर्षण में त्वरण के संपर्क में आने के बाद नाड़ी का सामान्यीकरण पृथ्वी की परिस्थितियों में एक अपकेंद्रित्र में परीक्षण की तुलना में बहुत धीरे-धीरे होता है। शून्य गुरुत्वाकर्षण में पल्स दर के औसत और पूर्ण दोनों मूल्य पृथ्वी पर संबंधित सिमुलेशन प्रयोगों की तुलना में कम थे, और स्पष्ट उतार-चढ़ाव की विशेषता थी। कुत्तों की मोटर गतिविधि के विश्लेषण से वजनहीनता की असामान्य स्थितियों और आंदोलनों को समन्वयित करने की क्षमता की बहाली में काफी तेजी से अनुकूलन दिखाया गया। बंदरों पर प्रयोगों में भी यही परिणाम प्राप्त हुए। अंतरिक्ष उड़ान से लौटने के बाद चूहों और गिनी सूअरों में वातानुकूलित सजगता के अध्ययन ने उड़ान-पूर्व प्रयोगों की तुलना में परिवर्तनों की अनुपस्थिति को स्थापित किया है।

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इकोफिजियोलॉजिकल अनुसंधान के आगे के विकास के लिए सोवियत बायोसैटेलाइट कॉसमॉस-110 पर दो कुत्तों के साथ और अमेरिकी बायोसैटेलाइट बायोस-3 पर प्रयोग महत्वपूर्ण थे, जिसमें बोर्ड पर एक बंदर था। 22-दिवसीय उड़ान के दौरान, कुत्तों को पहली बार न केवल अनिवार्य रूप से अंतर्निहित कारकों के प्रभाव से अवगत कराया गया, बल्कि कई विशेष प्रभावों (विद्युत प्रवाह के साथ साइनस तंत्रिका की जलन, कैरोटिड धमनियों का संपीड़न, आदि) से भी अवगत कराया गया। ।), जिसका उद्देश्य भारहीनता की स्थिति में रक्त परिसंचरण के तंत्रिका विनियमन की विशेषताओं को स्पष्ट करना था। जानवरों में रक्तचाप सीधे दर्ज किया गया। बायोस-3 बायोसैटेलाइट पर बंदर की उड़ान के दौरान, जो 8.5 दिनों तक चली, नींद-जागने के चक्रों में गंभीर बदलावों की खोज की गई (चेतना की अवस्थाओं का विखंडन, उनींदापन से जागने की ओर तेजी से संक्रमण, सपनों और गहरी नींद से जुड़ी नींद के चरणों में उल्लेखनीय कमी) नींद), साथ ही कुछ शारीरिक प्रक्रियाओं की दैनिक लय में व्यवधान। कई विशेषज्ञों के अनुसार, जानवर की मृत्यु, जो उड़ान के शुरुआती अंत के तुरंत बाद हुई, वजनहीनता के प्रभाव के कारण हुई, जिसके कारण शरीर में रक्त का पुनर्वितरण, तरल पदार्थ की हानि और व्यवधान हुआ। पोटेशियम और सोडियम का चयापचय।

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कक्षीय अंतरिक्ष उड़ानों पर किए गए आनुवंशिक अध्ययनों से पता चला है कि बाहरी अंतरिक्ष के संपर्क में सूखे प्याज और कलौंजी के बीजों पर उत्तेजक प्रभाव पड़ता है। मटर, मक्का और गेहूं की पौध में कोशिका विभाजन का त्वरण पाया गया। एक्टिनोमाइसेट्स (बैक्टीरिया) की विकिरण-प्रतिरोधी नस्ल की संस्कृति में, 6 गुना अधिक जीवित बीजाणु और विकासशील कालोनियाँ थीं, जबकि विकिरण-संवेदनशील नस्ल (वायरस, बैक्टीरिया, अन्य सूक्ष्मजीवों की शुद्ध संस्कृति या पृथक कोशिका संस्कृति) में एक निश्चित समय और स्थान) संबंधित संकेतकों में 12 गुना की कमी थी। उड़ान के बाद के अध्ययनों और प्राप्त जानकारी के विश्लेषण से पता चला है कि उच्च संगठित स्तनधारियों में लंबी अवधि की अंतरिक्ष उड़ान के साथ हृदय प्रणाली के अवरोध का विकास, जल-नमक चयापचय का उल्लंघन, विशेष रूप से कैल्शियम में उल्लेखनीय कमी होती है। हड्डियों में सामग्री.

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उच्च ऊंचाई और बैलिस्टिक मिसाइलों, उपग्रहों, उपग्रहों और अन्य अंतरिक्ष यान पर किए गए जैविक अनुसंधान के परिणामस्वरूप, यह स्थापित किया गया कि एक व्यक्ति अपेक्षाकृत लंबे समय तक अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों में रह सकता है और काम कर सकता है। यह दिखाया गया है कि भारहीनता शारीरिक गतिविधि के प्रति शरीर की सहनशीलता को कम कर देती है और सामान्य (पृथ्वी) गुरुत्वाकर्षण की स्थितियों को फिर से अनुकूलित करना कठिन बना देती है। अंतरिक्ष में जैविक अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण परिणाम इस तथ्य की स्थापना है कि भारहीनता में उत्परिवर्तनीय गतिविधि नहीं होती है, कम से कम जीन और गुणसूत्र उत्परिवर्तन के संबंध में। अंतरिक्ष उड़ानों में आगे इकोफिजियोलॉजिकल और इकोबायोलॉजिकल अनुसंधान की तैयारी और संचालन करते समय, मुख्य ध्यान इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं पर भारहीनता के प्रभाव, बड़े चार्ज के साथ भारी कणों के जैविक प्रभाव, शारीरिक और जैविक प्रक्रियाओं की दैनिक लय का अध्ययन करने पर दिया जाएगा। कई अंतरिक्ष उड़ान कारकों का संयुक्त प्रभाव।

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अंतरिक्ष जीव विज्ञान में अनुसंधान ने कई सुरक्षात्मक उपायों को विकसित करना संभव बना दिया और अंतरिक्ष में सुरक्षित मानव उड़ान की संभावना तैयार की, जिसे सोवियत और फिर अमेरिकी जहाजों की उड़ानों द्वारा लोगों के साथ किया गया। अंतरिक्ष जीव विज्ञान का महत्व यहीं समाप्त नहीं होता है। विशेष रूप से नए अंतरिक्ष मार्गों के जैविक अन्वेषण के लिए कई मुद्दों को हल करने के लिए इस क्षेत्र में अनुसंधान की विशेष रूप से आवश्यकता बनी रहेगी। इसके लिए बायोटेलीमेट्री के नए तरीकों (जैविक घटनाओं के दूरस्थ अध्ययन और जैविक संकेतकों के माप के लिए एक विधि), छोटे टेलीमेट्री के लिए प्रत्यारोपण योग्य उपकरणों के निर्माण (प्रौद्योगिकियों का एक सेट जो दूरस्थ माप और जानकारी के संग्रह की अनुमति देता है) के विकास की आवश्यकता होगी। ऑपरेटर या उपयोगकर्ता के लिए), शरीर में उत्पन्न होने वाली विभिन्न प्रकार की ऊर्जा को ऐसे उपकरणों को बिजली देने के लिए आवश्यक विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना, जानकारी को "संपीड़ित" करने के नए तरीके आदि। अंतरिक्ष जीवविज्ञान भी विकास में एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा लंबी अवधि की उड़ानों के लिए आवश्यक बायोकॉम्प्लेक्स, या ऑटोट्रॉफ़िक और हेटरोट्रॉफ़िक जीवों के साथ बंद पारिस्थितिक तंत्र।