Vloga biologije v predstavitvi prostora. Predstavitev na temo: Vloga biologije pri raziskovanju vesolja. Medicinske in biološke raziskave v vesolju

Znanost o biologiji vključuje veliko različnih področij, velikih in majhnih pomožnih ved. In vsak od njih je pomemben ne le v človeškem življenju, ampak tudi za ves planet kot celoto.

Že drugo stoletje zapored ljudje poskušajo preučiti ne le zemeljsko raznolikost življenja v vseh njegovih pojavnih oblikah, ampak tudi ugotoviti, ali obstaja življenje onkraj planeta, v vesolju. S temi vprašanji se ukvarja posebna veda – vesoljska biologija. O tem bomo razpravljali v našem pregledu.

Odsek

Ta veda je relativno mlada, vendar se zelo intenzivno razvija. Glavni vidiki študije so:

Dejavniki vesolja in njihov vpliv na organizme živih bitij, vitalnost vseh živih sistemov v vesolju ali letalu.
Razvoj življenja na našem planetu s sodelovanjem vesolja, razvoj živih sistemov in verjetnost obstoja biomase izven meja našega planeta.
Možnost gradnje zaprtih sistemov in ustvarjanje resničnih življenjskih pogojev v njih za udoben razvoj in rast organizmov v vesolju.

Vesoljska medicina in biologija sta tesno povezani vedi, ki skupaj preučujeta fiziološko stanje živih bitij v vesolju, njihovo razširjenost v medplanetarnih prostorih in evolucijo.

Zahvaljujoč raziskavam teh znanosti je postalo mogoče izbrati optimalne pogoje za bivanje ljudi v vesolju, ne da bi pri tem povzročili škodo zdravju. Zbranega je bilo ogromno gradiva o prisotnosti življenja v vesolju, sposobnostih rastlin in živali (enoceličnih, večceličnih), da živijo in se razvijajo v breztežnosti.

Zgodovina razvoja znanosti

Korenine vesoljske biologije segajo v pradavnino, ko so filozofi in misleci - naravoslovci Aristotel, Heraklit, Platon in drugi - opazovali zvezdnato nebo, poskušali ugotoviti odnos Lune in Sonca do Zemlje, razumeti razloge za njun vpliv na kmetijska zemljišča in živali.

Kasneje, v srednjem veku, so se začeli poskusi določiti obliko Zemlje in razložiti njeno vrtenje. Dolgo časa se je slišala teorija, ki jo je ustvaril Ptolomej. Povedala je, da Zemlja je in vsi drugi planeti in nebesna telesa se gibljejo okoli nje

Vendar pa je bil še en znanstvenik, Poljak Nikolaj Kopernik, ki je dokazal zmotnost teh izjav in predlagal svoj heliocentrični sistem zgradbe sveta: v središču je Sonce, vsi planeti pa se gibljejo okoli. Poleg tega je Sonce tudi zvezda. Njegove poglede so podpirali privrženci Giordana Bruna, Newtona, Keplerja in Galileja.

Vendar se je vesoljska biologija kot veda pojavila veliko kasneje. Šele v 20. stoletju je ruski znanstvenik Konstantin Eduardovič Ciolkovski razvil sistem, ki ljudem omogoča prodiranje v globine vesolja in njihovo počasno preučevanje. Upravičeno velja za očeta te znanosti. Veliko vlogo pri razvoju kozmobiologije so imela tudi odkritja v fiziki in astrofiziki, kvantni kemiji in mehaniki Einsteina, Bohra, Plancka, Landaua, Fermija, Kapitze, Bogolyubova in drugih.

Nove znanstvene raziskave, ki so ljudem omogočile dolgo načrtovane polete v vesolje, so omogočile identifikacijo posebnih medicinskih in bioloških utemeljitev varnosti in vpliva zunajplanetarnih razmer, ki jih je oblikoval Tsiolkovsky. Kaj je bilo njihovo bistvo?

Znanstveniki so dobili teoretično utemeljitev vpliva breztežnosti na sesalce.
Simuliral je več možnosti za ustvarjanje prostorskih pogojev v laboratoriju.
Predlagal je možnosti, da astronavti pridobivajo hrano in vodo z uporabo rastlin in kroženja snovi.

Tako je bil Tsiolkovsky tisti, ki je postavil vse osnovne postulate astronavtike, ki danes niso izgubili svojega pomena.

Breztežnost

Sodobne biološke raziskave na področju proučevanja vpliva dinamičnih dejavnikov na človeško telo v vesolju omogočajo, da astronavte čim bolj razbremenimo negativnega vpliva teh istih dejavnikov.

Obstajajo tri glavne dinamične značilnosti:

vibracije;
pospešek;
breztežnost.

Najbolj nenavaden in pomemben učinek na človeško telo je breztežnost. To je stanje, v katerem gravitacijska sila izgine in je ne nadomestijo drugi inercijski vplivi. V tem primeru oseba popolnoma izgubi sposobnost nadzora položaja telesa v prostoru. To stanje se začne že v nižjih plasteh prostora in traja v celotnem njegovem prostoru.

Medicinske in biološke študije so pokazale, da se v breztežnostnem stanju v človeškem telesu pojavijo naslednje spremembe:

Srčni utrip se poveča.
Mišice se sprostijo (ton izgine).
Zmogljivost se zmanjša.
Možne so prostorske halucinacije.

Človek lahko brez škode za zdravje ostane v breztežnosti do 86 dni. To je eksperimentalno dokazano in medicinsko potrjeno. Vendar je ena od nalog vesoljske biologije in medicine danes razviti nabor ukrepov za preprečevanje vpliva breztežnosti na človeško telo na splošno, odpravo utrujenosti, povečanje in utrjevanje normalne zmogljivosti.

Obstajajo številni pogoji, ki jih astronavti upoštevajo, da premagajo breztežnost in ohranijo nadzor nad telesom:

Da bi dosegli dobre rezultate pri premagovanju breztežnosti, se astronavti na Zemlji temeljito izobražujejo. Toda na žalost sodobne tehnologije še ne omogočajo ustvarjanja takšnih pogojev v laboratoriju. Na našem planetu ni mogoče premagati gravitacije. To je tudi eden od prihodnjih izzivov za vesoljsko in medicinsko biologijo.

Preobremenitve v prostoru (pospeški)

Drug pomemben dejavnik, ki vpliva na človeško telo v vesolju, je pospešek oziroma preobremenitev. Bistvo teh dejavnikov je neenakomerna prerazporeditev obremenitve na telo med močnimi hitrimi gibi v prostoru. Obstajata dve glavni vrsti pospeška:

kratkoročno;
dolgotrajno.

Kot kažejo biomedicinske raziskave, sta oba pospeška zelo pomembna pri vplivanju na fiziološko stanje astronavtovega telesa.

Na primer, pod vplivom kratkotrajnih pospeškov (trajajo manj kot 1 sekundo) lahko pride do nepopravljivih sprememb v telesu na molekularni ravni. Poleg tega, če organi niso usposobljeni in so dovolj šibki, obstaja nevarnost, da počijo njihove membrane. Do takih udarcev lahko pride, ko se kapsula z astronavtom loči v vesolju, ko se izstreli ali ko vesoljsko plovilo pristane v orbiti.

Zato je zelo pomembno, da astronavti pred poletom v vesolje opravijo temeljit zdravniški pregled in določen fizični trening.

Dolgotrajno pospeševanje se pojavi med izstrelitvijo in pristankom rakete ter med letom na nekaterih prostorskih lokacijah v vesolju. Učinek takšnih pospeškov na telo je po podatkih znanstvenih medicinskih raziskav naslednji:

povečanje srčnega utripa in pulza;
dihanje se pospeši;
opazimo slabost in šibkost, bledo kožo;
vid trpi, pred očmi se pojavi rdeč ali črn film;
lahko pride do občutka bolečine v sklepih in okončinah;
mišični tonus se zmanjša;
spremembe nevrohumoralne regulacije;
izmenjava plinov v pljučih in v telesu kot celoti postane drugačna;
lahko se pojavi potenje.

Preobremenitve in breztežnost prisilijo medicinske znanstvenike, da pripravijo različne metode. kar nam omogoča, da prilagodimo in usposobimo astronavte, da lahko prenesejo učinke teh dejavnikov brez posledic za zdravje in brez izgube zmogljivosti.

Eden najučinkovitejših načinov urjenja astronavtov za pospeševanje je centrifuga. V njem lahko opazujete vse spremembe, ki se pojavijo v telesu pod vplivom preobremenitev. Omogoča tudi usposabljanje in prilagajanje vplivu tega dejavnika.

Vesoljski poleti in medicina

Poleti v vesolje imajo seveda zelo velik vpliv na zdravje ljudi, še posebej tistih, ki niso trenirani ali imajo kronične bolezni. Zato je pomemben vidik medicinska raziskava vseh zapletenosti letenja, vseh reakcij telesa na najrazličnejše in neverjetne vplive zunajplanetarnih sil.

Let v breztežnostnem okolju sili sodobno medicino in biologijo, da iznajdeta in oblikujeta (in seveda izvajata) nabor ukrepov, ki astronavtom zagotavljajo normalno prehrano, počitek, oskrbo s kisikom, ohranjanje delovne sposobnosti ipd.

Poleg tega je medicina zasnovana tako, da astronavtom nudi dostojno pomoč v primeru nepredvidenih izrednih razmer, pa tudi zaščito pred vplivom neznanih sil drugih planetov in vesolja. To je precej težko, zahteva veliko časa in truda, veliko teoretično bazo ter uporabo le najnovejše sodobne opreme in zdravil.

Poleg tega ima medicina, skupaj s fiziko in biologijo, nalogo zaščititi astronavte pred fizičnimi dejavniki vesoljskih razmer, kot so:

temperatura;
sevanje;
pritisk;
meteoriti.

Zato je preučevanje vseh teh dejavnikov in značilnosti zelo pomembno.

v biologiji

Vesoljska biologija, tako kot katera koli druga biološka znanost, ima določen nabor metod, ki ji omogočajo izvajanje raziskav, zbiranje teoretičnega gradiva in potrditev s praktičnimi zaključki. Ti načini ne ostanejo nespremenjeni skozi čas, ampak so predmet posodobitev in posodobitev v skladu s trenutnim časom. Vendar pa so zgodovinsko uveljavljene metode biologije še vedno pomembne do danes. Tej vključujejo:

Opazovanje.
Eksperimentirajte.
Zgodovinska analiza.
Opis.
Primerjava.

Te metode biološkega raziskovanja so osnovne in relevantne v vsakem trenutku. Obstajajo pa še številni drugi, ki so nastali z razvojem znanosti in tehnologije, elektronske fizike in molekularne biologije. Imenujejo se sodobni in igrajo največjo vlogo pri preučevanju vseh bioloških, kemičnih, medicinskih in fizioloških procesov.

Sodobne metode

Metode genskega inženiringa in bioinformatike. To vključuje agrobakterijsko in balistično transformacijo, PCR (verižne reakcije s polimerazo). Vloga tovrstnih bioloških raziskav je velika, saj prav te omogočajo iskanje rešitev za problem prehrane in nasičenosti s kisikom ter kabine za udobno stanje astronavtov.
Metode proteinske kemije in histokemije. Omogoča nadzor nad beljakovinami in encimi v živih sistemih.
Uporaba fluorescenčne mikroskopije, mikroskopija visoke ločljivosti.
Uporaba molekularne biologije in biokemije in njihove raziskovalne metode.
Biotelemetrija- metoda, ki je rezultat kombinacije dela inženirjev in zdravnikov na biološki osnovi. Omogoča vam nadzor nad vsemi fiziološko pomembnimi funkcijami telesa na daljavo z uporabo radijskih komunikacijskih kanalov med človeškim telesom in računalniškim snemalnikom. Vesoljska biologija uporablja to metodo kot glavno za spremljanje učinkov vesoljskih razmer na organizme astronavtov.
Biološka indikacija medplanetarnega prostora. Zelo pomembna metoda vesoljske biologije, ki omogoča oceno medplanetarnih stanj okolja in pridobivanje informacij o značilnostih različnih planetov. Osnova pri tem je uporaba živali z vgrajenimi senzorji. Poskusne živali (miši, psi, opice) so tiste, ki iz orbit pridobivajo informacije, ki jih zemeljski znanstveniki uporabljajo za analize in sklepe.

Sodobne metode bioloških raziskav omogočajo reševanje naprednih problemov ne le vesoljske biologije, ampak tudi univerzalnih.

Problemi vesoljske biologije

Vse naštete metode medicinskih in bioloških raziskav žal še niso uspele rešiti vseh problemov vesoljske biologije. Obstaja vrsta perečih vprašanj, ki ostajajo pereča do danes. Razmislimo o glavnih težavah, s katerimi se soočata vesoljska medicina in biologija.

Izbira usposobljenega osebja za polete v vesolje, katerega zdravstveno stanje bi lahko zadostilo vsem zdravstvenim zahtevam (vključno z omogočanjem astronavtom, da prestanejo stroge treninge in urjenje za polete).
Dostojna raven usposabljanja in oskrbe delavcev vesoljske posadke z vsem potrebnim.
Zagotavljanje varnosti v vseh pogledih (vključno pred neznanimi ali tujimi dejavniki vpliva z drugih planetov) delujočih ladij in struktur letal.
Psihofiziološka rehabilitacija astronavtov po vrnitvi na Zemljo.
Razvoj načinov za zaščito astronavtov in pred
Zagotavljanje normalnih bivalnih razmer v kabinah med poleti v vesolje.
Razvoj in uporaba moderniziranih računalniških tehnologij v vesoljski medicini.
Uvajanje vesoljske telemedicine in biotehnologije. Z uporabo metod teh znanosti.
Reševanje medicinskih in bioloških problemov za udobne polete astronavtov na Mars in druge planete.
Sinteza farmakoloških učinkovin, ki bodo rešile problem oskrbe vesolja s kisikom.

Razvite, izboljšane in celovito uporabljene metode biomedicinskih raziskav bodo zagotovo omogočile reševanje vseh zastavljenih nalog in obstoječih problemov. Kdaj pa se bo to zgodilo, je zapleteno in precej nepredvidljivo vprašanje.

Treba je opozoriti, da vsa ta vprašanja obravnavajo ne le ruski znanstveniki, ampak tudi znanstveni svet vseh držav sveta. In to je velik plus. Konec koncev bo skupno raziskovanje in iskanje dalo neprimerno večji in hitrejši pozitiven rezultat. Tesno globalno sodelovanje pri reševanju vesoljskih problemov je ključ do uspeha pri raziskovanju zunajplanetarnega vesolja.

Sodobni dosežki

Takih dosežkov je veliko. Navsezadnje se vsak dan izvaja intenzivno, temeljito in mukotrpno delo, ki nam omogoča, da najdemo vedno več novih materialov, sklepamo in oblikujemo hipoteze.

Eno najpomembnejših odkritij 21. stoletja v kozmologiji je bilo odkritje vode na Marsu. To je takoj povzročilo na desetine hipotez o prisotnosti ali odsotnosti življenja na planetu, o možnosti selitve zemljanov na Mars itd.

Drugo odkritje je bilo, da so znanstveniki določili starostni razpon, v katerem je človek lahko v vesolju čim bolj udoben in brez hujših posledic. Ta starost se začne pri 45 letih in konča pri približno 55-60 letih. Mladi, ki gredo v vesolje, ob vrnitvi na Zemljo zelo psihično in fiziološko trpijo ter se težko prilagajajo in obnavljajo.

Vodo so odkrili tudi na Luni (2009). Na Zemljinem satelitu so našli tudi živo srebro in velike količine srebra.

Biološke raziskovalne metode ter inženirski in fizikalni indikatorji nam omogočajo zanesljivo sklepati, da so učinki ionskega sevanja in obsevanja v vesolju neškodljivi (vsaj ne bolj škodljivi kot na Zemlji).

Znanstvene raziskave so dokazale, da dolgotrajno bivanje v vesolju ne pušča odtisa na fizičnem zdravju astronavtov. Psihične težave pa ostajajo.

Izvedene so bile študije, ki dokazujejo, da se višje rastline različno odzivajo na bivanje v vesolju. Semena nekaterih rastlin med raziskavo niso pokazala nobenih genetskih sprememb. Drugi so, nasprotno, pokazali očitne deformacije na molekularni ravni.

Poskusi na celicah in tkivih živih organizmov (sesalcev) so dokazali, da prostor ne vpliva na normalno stanje in delovanje teh organov.

Različne vrste medicinskih študij (tomografija, MRI, preiskave krvi in urina, kardiogram, računalniška tomografija itd.) so privedle do zaključka, da fiziološke, biokemične in morfološke značilnosti človeških celic ostanejo nespremenjene med bivanjem v vesolju do 86 let. dnevi.

V laboratorijskih pogojih je bil poustvarjen umetni sistem, ki omogoča, da se čim bolj približamo stanju breztežnosti in tako preučujemo vse vidike vpliva tega stanja na telo. To pa je omogočilo razvoj številnih preventivnih ukrepov za preprečevanje učinkov tega dejavnika med človeškim letom brez gravitacije.

Rezultati eksobiologije so vključevali podatke, ki kažejo na prisotnost organskih sistemov zunaj zemeljske biosfere. Do zdaj je postala mogoča le teoretična formulacija teh predpostavk, kmalu pa nameravajo znanstveniki pridobiti praktične dokaze.

Zahvaljujoč raziskavam biologov, fizikov, zdravnikov, ekologov in kemikov so bili ugotovljeni globoki mehanizmi človeškega vpliva na biosfero. To je postalo mogoče z ustvarjanjem umetnih ekosistemov zunaj planeta in nanje enakim vplivom kot na Zemlji.

To niso vsi današnji dosežki vesoljske biologije, kozmologije in medicine, ampak le glavni. Obstaja velik potencial, katerega uresničevanje je naloga naštetih ved za prihodnost.

Življenje v vesolju

Po sodobnih predstavah lahko življenje v vesolju obstaja, saj nedavna odkritja potrjujejo prisotnost na nekaterih planetih ustreznih pogojev za nastanek in razvoj življenja. Vendar pa so mnenja znanstvenikov o tem vprašanju razdeljena v dve kategoriji:

nikjer razen na Zemlji ni življenja, nikoli ga ni bilo in nikoli ne bo;
V prostranstvih vesolja obstaja življenje, vendar ga ljudje še niso odkrili.

Katera hipoteza je pravilna, se odloči vsak sam. Za oboje je dovolj dokazov in ovržb.

Diapozitiv 1

Da bi razumeli vlogo biologije pri raziskovanju vesolja, se moramo obrniti na vesoljsko biologijo. Vesoljska biologija je kompleks pretežno bioloških ved, ki preučujejo: 1) značilnosti življenjske aktivnosti kopenskih organizmov v vesolju in med poleti vesoljskih plovil 2) načela gradnje bioloških sistemov za vzdrževanje življenja članov posadke vesoljskih ladij in postaj. 3) nezemeljske oblike življenja.

Vloga biologije pri raziskovanju vesolja

Diapozitiv 2

Vesoljska biologija je sintetična veda, ki je v eno celoto združila dosežke različnih vej biologije, letalske medicine, astronomije, geofizike, radioelektronike in mnogih drugih ved ter na njihovi podlagi ustvarila lastne raziskovalne metode. Delo na področju vesoljske biologije se izvaja na različnih vrstah živih organizmov, od virusov do sesalcev.

Diapozitiv 3

Primarna naloga vesoljske biologije je preučevanje vpliva dejavnikov vesoljskega leta (pospešek, vibracije, breztežnost, spremenjeno plinasto okolje, omejena mobilnost in popolna izolacija v zaprtih zaprtih prostorninah itd.) in vesolja (vakuum, sevanje, zmanjšano magnetno polje). moč itd.). Raziskave v vesoljski biologiji potekajo v laboratorijskih poskusih, ki tako ali drugače reproducirajo vpliv posameznih dejavnikov vesoljskih letov in vesolja. Vendar pa so najpomembnejši biološki poskusi letenja, med katerimi je mogoče preučiti vpliv kompleksa nenavadnih okoljskih dejavnikov na živi organizem.

Diapozitiv 4

Na lete z umetnimi zemeljskimi sateliti in vesoljskimi ladjami so pošiljali morske prašičke, miši, pse, višje rastline in alge (klorelo), različne mikroorganizme, rastlinska semena, izolirane človeške in zajčje tkivne kulture ter druge biološke predmete.

Diapozitiv 5

Na območjih vstopa v orbito so živali pokazale pospešek srčnega utripa in dihanja, ki je postopoma izginilo, ko je vesoljsko plovilo prešlo na orbitalni let. Najpomembnejši takojšnji učinek pospeševanja so spremembe v pljučni ventilaciji in prerazporeditvi krvi v žilnem sistemu, tudi v pljučnem obtoku, ter spremembe v refleksni regulaciji krvnega obtoka. Normalizacija pulza po izpostavljenosti pospeškom v ničelni gravitaciji poteka veliko počasneje kot po preskusih v centrifugi v zemeljskih razmerah. Tako povprečne kot absolutne vrednosti srčnega utripa v ničelni gravitaciji so bile nižje kot v ustreznih simulacijskih poskusih na Zemlji, zanje pa so značilna izrazita nihanja. Analiza motorične aktivnosti psov je pokazala dokaj hitro prilagajanje nenavadnim razmeram breztežnosti in obnovitev sposobnosti koordinacije gibov. Enake rezultate so dobili pri poskusih na opicah. Študije pogojnih refleksov pri podganah in morskih prašičkih po vrnitvi iz vesoljskega poleta so pokazale odsotnost sprememb v primerjavi s poskusi pred poletom.

Diapozitiv 6

Za nadaljnji razvoj ekofizioloških raziskav so bili pomembni poskusi na sovjetskem biosatelitu Cosmos-110 z dvema psoma na krovu in na ameriškem biosatelitu Bios-3, na krovu katerega je bila opica. Med 22-dnevnim letom so bili psi prvič izpostavljeni ne le vplivom neizogibno inherentnih dejavnikov, ampak tudi številnim posebnim vplivom (draženje sinusnega živca z električnim tokom, stiskanje karotidnih arterij itd.). .), ki so bili namenjeni razjasnitvi značilnosti živčne regulacije krvnega obtoka v breztežnostnih razmerah. Krvni tlak pri živalih je bil zabeležen neposredno. Med letom opice na biosatelitu Bios-3, ki je trajal 8,5 dni, so odkrili resne spremembe v ciklih spanja in budnosti (fragmentacija stanj zavesti, hitri prehodi iz zaspanosti v budnost, opazno zmanjšanje faz spanja, povezanih s sanjami in globoko spanje), kot tudi motnje cirkadianega ritma nekaterih fizioloških procesov. Pogin živali, ki je sledil kmalu po predčasnem koncu leta, je bil po mnenju številnih strokovnjakov posledica vpliva breztežnostnega stanja, ki je povzročilo prerazporeditev krvi v telesu, izgubo tekočine in motnje presnovo kalija in natrija.

Diapozitiv 7

Genetske študije, izvedene na orbitalnih vesoljskih poletih, so pokazale, da ima izpostavljenost vesolju stimulativen učinek na suha semena čebule in nigelle. Pospeševanje delitve celic so odkrili pri kalčkih graha, koruze in pšenice. V kulturi na sevanje odporne rase aktinomicet (bakterij) je bilo 6-krat več preživelih spor in razvijajočih se kolonij, medtem ko je bilo v na sevanje občutljivega seva (čista kultura virusov, bakterij, drugih mikroorganizmov ali celična kultura izolirana na določenem času in kraju) je prišlo do 12-kratnega zmanjšanja ustreznih kazalcev. Študije po poletu in analiza pridobljenih informacij so pokazale, da dolgotrajni vesoljski polet pri visoko organiziranih sesalcih spremlja razvoj detreninga srčno-žilnega sistema, kršitev presnove vode in soli, zlasti znatno zmanjšanje kalcija. vsebino v kosteh.

Diapozitiv 8

Kot rezultat bioloških raziskav, izvedenih na višinskih in balističnih raketah, satelitih, satelitih in drugih vesoljskih plovilih, je bilo ugotovljeno, da lahko človek relativno dolgo živi in dela v pogojih vesoljskega leta. Dokazano je, da breztežnost zmanjšuje toleranco telesa na telesno aktivnost in otežuje ponovno prilagoditev na razmere normalne (zemeljske) gravitacije. Pomemben rezultat bioloških raziskav v vesolju je ugotovitev, da breztežnost nima mutagenega delovanja, vsaj v zvezi z genskimi in kromosomskimi mutacijami. Pri pripravi in izvedbi nadaljnjih ekofizioloških in ekobioloških raziskav vesoljskih poletov bo glavna pozornost namenjena proučevanju vpliva breztežnosti na znotrajcelične procese, bioloških učinkov težkih delcev z velikim nabojem, dnevnega ritma fizioloških in bioloških procesov ter skupni učinki številnih dejavnikov vesoljskih poletov.

Diapozitiv 9

Raziskave v vesoljski biologiji so omogočile razvoj številnih zaščitnih ukrepov in pripravile možnost varnega poleta človeka v vesolje, ki so ga izvedli poleti sovjetskih in nato ameriških ladij z ljudmi na krovu. Pomen vesoljske biologije se tu ne konča. Raziskave na tem področju bodo še naprej še posebej potrebne za reševanje številnih vprašanj, zlasti za biološko raziskovanje novih vesoljskih poti. To bo zahtevalo razvoj novih metod biotelemetrije (metoda za daljinsko preučevanje bioloških pojavov in merjenje bioloških indikatorjev), ustvarjanje implantabilnih naprav za majhno telemetrijo (nabor tehnologij, ki omogočajo daljinske meritve in zbiranje informacij). operaterju ali uporabniku), pretvorbo različnih vrst energije, ki nastaja v telesu, v električno energijo, potrebno za napajanje tovrstnih naprav, nove metode »stiskanja« informacij itd. Izredno pomembno vlogo pri razvoju bo imela tudi vesoljska biologija. biokompleksov oziroma zaprtih ekoloških sistemov z avtotrofnimi in heterotrofnimi organizmi, potrebnimi za dolgotrajna leta.

1 od 9

Predstavitev na temo: Vloga biologije pri raziskovanju vesolja

Diapozitiv št

Opis diapozitiva:

Vloga biologije v raziskovanju vesolja Da bi razumeli vlogo biologije v raziskovanju vesolja, se moramo obrniti na vesoljsko biologijo, ki je kompleks pretežno bioloških ved, ki proučujejo: 1) življenjsko aktivnost kopenskih organizmov v vesolju in med leti. o vesoljskih plovilih 2) načela konstrukcije bioloških sistemov za podporo življenjskim funkcijam članov posadke vesoljskih ladij in postaj 3) nezemeljske oblike življenja.

Diapozitiv št

Opis diapozitiva:

Diapozitiv št

Opis diapozitiva:

Diapozitiv št

Opis diapozitiva:

Diapozitiv št

Opis diapozitiva:

Diapozitiv št

Opis diapozitiva:

Pomembni za nadaljnji razvoj ekofiziološke smeri raziskav so bili poskusi na sovjetskem biosatelitu "Cosmos-110" z dvema psima na krovu in na ameriškem biosatelitu "Bios-3", na krovu katerega je bila 22 dni opica med letom so bili psi prvič izpostavljeni ne le vplivom neizogibno inherentnih dejavnikov, ampak tudi številnim posebnim vplivom (draženje sinusnega živca z električnim tokom, stiskanje karotidnih arterij itd.), ki so bili namenjeni razjasnitvi značilnosti živčne regulacije krvnega obtoka v breztežnosti. Krvni tlak pri živalih je bil zabeležen neposredno. Med letom opice na biosatelitu Bios-3, ki je trajal 8,5 dni, so odkrili resne spremembe v ciklih spanja in budnosti (fragmentacija stanj zavesti, hitri prehodi iz zaspanosti v budnost, opazno zmanjšanje faz spanja, povezanih s sanjami in globoko spanje), kot tudi motnje cirkadianega ritma nekaterih fizioloških procesov. Pogin živali, ki je sledil kmalu po predčasnem koncu leta, je bil po mnenju številnih strokovnjakov posledica vpliva breztežnostnega stanja, ki je povzročilo prerazporeditev krvi v telesu, izgubo tekočine in motnje presnovo kalija in natrija.

Diapozitiv št

Opis diapozitiva:

Diapozitiv št

Opis diapozitiva:

Diapozitiv št

Opis diapozitiva:

VESOLJSKA BIOLOGIJA, veda, ki proučuje vpliv vesoljskih poletov in vesoljskih dejavnikov na življenjske procese kopenskih organizmov, išče nezemeljske oblike življenja. Dejavniki vesoljskega poleta so pospešek pri vzletu in povratku na Zemljo, tresljaji pri vzletu, življenjske razmere v vesoljskem plovilu, izoliranost od zunanjega sveta, breztežnost, oddaljenost od Zemlje pri poletih na Luno in planete; na dejavnike vesolja - ionizirajoče sevanje zemeljskih sevalnih pasov, korpuskularno sevanje sonca, galaktično kozmično sevanje, zmanjšana jakost magnetnega polja pri poletih izven Zemljine magnetosfere, močno UV sevanje, vakuum, nenadne temperaturne spremembe, nevarnost meteoritov . Raziskave na področju vesoljske biologije potekajo na Zemlji z modeliranjem različnih dejavnikov in pogojev, vendar so najpomembnejši poskusi v pogojih vesoljskih letov. Poleg znanstvenikov iz ZSSR (kasneje Rusije) in ZDA, ki so najbolj prispevali k razvoju vesoljske biologije, pri izvajanju bioloških raziskav v vesolju sodelujejo tudi znanstveniki iz Francije, Italije, Nemčije in nekaterih drugih držav.

Predpogoji za nastanek vesoljske biologije so bile študije bioloških učinkov sevanja pri poletih z baloni na velikih višinah v tridesetih letih 20. stoletja, pa tudi študije bioloških učinkov dinamičnih dejavnikov (pospeški, vibracije, kratkotrajna breztežnost) in kozmičnih. sevanja pri poletih raket na višini, ki se je pri nas začela leta 1949 od 100 do 450 km. V poskusih na psih, opicah, zajcih, miših in morskih prašičkih med raketnimi poleti se je izkazalo, da telo popolnoma prenaša dinamične dejavnike, ki so značilni za vse vesoljske polete, in ne povzročajo bistvenih sprememb v njegovem funkcionalnem stanju; učinki sevanja so bili odkriti.

Za rojstvo vesoljske biologije lahko štejemo leto 1957, ko je bilo na drugem umetnem zemeljskem satelitu (AES) v orbito poslano prvo živo bitje, psička Lajka. Analiza telemetričnih informacij je pokazala, da je življenje v vesolju možno, kar je služilo kot močna spodbuda za pospešeno ustvarjanje vesoljskega plovila Vostok, namenjenega človekovemu poletu v vesolje. V obdobju pred poletom Yu. A. Gagarina so v štirih kratkotrajnih orbitalnih poletih sovjetskih vesoljskih plovil, ki so se vračala na Zemljo (modificirano vesoljsko plovilo Vostok), izvajali poskuse na različnih organizmih, tkivnih in celičnih kulturah. Te študije niso razkrile škodljivih učinkov in dolgoročnih bioloških posledic kratkotrajnih vesoljskih poletov, s čimer so človeku odprle pot v vesolje.

V naslednjih letih so bili biološki poskusi izvedeni na poletih vesoljskih plovil s posadko in brez nje. Tako je bil leta 1966 izveden poskus z dolgotrajnim (22 dni) bivanjem dveh psov med letom satelita Cosmos-110. V letih 1968-1969 je sovjetsko avtomatsko vesoljsko plovilo serije Zond z želvami obkrožilo Luno. Na sovjetskem satelitu "Cosmos-368" (1970), vesoljskem plovilu "Sojuz" in na prvi orbitalni postaji na svetu je bil izveden niz poskusov z različnimi biološkimi predmeti (semeni, rastlinami, žabjimi ikremi, mikroorganizmi itd.). Saljut" (1971); Zahodnonemški poskus z medicinskimi pijavkami - na višinskih raketah v ZDA in Franciji; skupni italijansko-ameriški poskus z žabami - na satelitu OFA (1970). Mikrobiološke raziskave na površini Lune je izvedla posadka vesoljskega plovila Apollo 16 (1972); na Apollu 17 so bile poleg astronavtov tudi miši. Za reševanje problemov vesoljske biologije so v sedemdesetih in osemdesetih letih prejšnjega stoletja ustanovili orbitalne postaje Sojuz in Mir, medicinske in biološke laboratorije kot del vesoljskega raketoplana ter rusko vesoljsko plovilo za znanstvene in tehnološke poskuse: biosatelit Bion je bil bistveno in vesoljsko plovilo "Foton". Čeprav v pogojih orbitalnega vesoljskega leta niso opazili pomembnih nepopravljivih sprememb v organizmih, so hkrati breztežnost v številnih primerih spremljale pomembne spremembe v mišičnem, skeletnem, kardiovaskularnem in vestibularnem sistemu. Ti rezultati so po eni strani pokazali, da očitno ni bioloških omejitev na poti nadaljnjega človekovega prodiranja v vesolje, po drugi strani pa je treba razviti in uporabiti v vesoljskih poletih s posadko sredstva za preprečevanje škodljivih učinkov breztežnost na človeški organizem. Na podlagi tega je treba vesoljsko biologijo obravnavati kot znanstveno podlago vesoljske medicine, katere glavna naloga je medicinsko-biološka in sanitarno-higienska podpora vesoljskih poletov posadke.

Vesoljska biologija je sama po sebi integrativna veda, ki uporablja dosežke drugih področij biologije za preučevanje pojava življenja, pogojev njegovega nastanka in razširjenosti v vesolju. V tem pogledu tesno sodeluje z biofiziko, radiobiologijo, astrobiologijo in drugimi znanostmi. Čeprav še ni bilo mogoče zaznati znakov življenja niti na Luni, niti na Marsu niti v vesolju, se iskanje neposrednih ali posrednih dokazov o njegovem obstoju (ali obstoju njegovih predhodnikov) nadaljuje z uporabo avtomatskih medplanetarnih vesoljskih plovil.

Velik prispevek k oblikovanju in razvoju vesoljske biologije so prispevali domači znanstveniki - O. G. Gazenko, V. V. Parin, A. I. Grigoriev, V. I. Yazdovsky, med ameriškimi znanstveniki - J. Henry, A. Graybill, O. Reynolds in G. Klein, ki vodile ekipe znanstvenikov in inženirjev, ki so morale odgovoriti na vprašanje možnosti bivanja in dela v vesolju brez škode za zdravje ljudi in zagotoviti izvedbo načrtovanega programa letenja.

Lit.: Osnove vesoljske biologije in medicine. M., 1975. T. 2. Knjiga. 2; Vesoljska biologija in medicina. M., 1994. [T. 2]; Orbitalna postaja "Mir". Vesoljska biologija in medicina. M., 2001. T. 2; Grigoriev A.I., Ilyin E.A. Živali v vesolju. K 50. obletnici vesoljske biologije // Bilten Ruske akademije znanosti. 2007. T. 77. št. 11.

Diapozitiv 1

Opis diapozitiva:

Diapozitiv 2