Космічна біологія, космічна медицина

Реферат на тему:

Космічна біологія, космічна медицина.

і космічна психологія Космічна біологія — наука, яка вивчає біологічну дію різноманітних факторів космічного простору на живі організми, розробляє методи й заходи по забезпеченню нормальної життєдіяльності в космічному польоті, займається пошуками форм життя, що, певно, існує не лише на Землі, і розробляє запобіжні заходи проти занесення земних форм життя на інші планети та в космос. Коло проблем цієї молодої космічної науки надзвичайно широке, а самі проблеми — досить специфічні. Тут і розробка біологічних та фізико-хімічних методів забезпечення необхідних життєвих умов у кабінах космічних кораблів, і вивчення фізіологічної дії невагомості, що виникає під час орбітального польоту космічного апарата, біологічної дії космічної радіації, і дослідження тривалого перебування в замкнутому екологічному середовищ та багато іншого.

Космічна біологія виникла «на стику» таких наук, як біологія, медицина, фізика, хімія астрономія, ракетна техніка та ряд інших, і від рівняється від них своєю комплексністю. Справді, щоб розв’язати, наприклад, проблему життя забезпечення в умовах космосу, потрібні не лише дані біології та медицини, а й інформація інших наук. Космічна біологія, використовуючи досягнення багатьох наук, розробляє свої, особливі методи досліджень, проводить свої специфічні експерименти. Вчені моделюють на землі космічні умови, тобто імітують окремі фактори космічного польоту — знижений тиск, шум, вібрації, прискорення, повну ізоляцію, обмеженість простору тощо.

Однак під час космічного рейсу людина зустрінеться з комплексом космічних факторів, які неможливо імітувати в лабораторії, зокрема, створити тривалу невагомість, повний спектр космічної радіації, відповідне нервово-психічне напруження тощо. Ось чому другий напрямок медико-біологічних досліджень — це дослідження не «дома», на Землі, а в космосіна ракетах та штучних супутниках.

Імітуючи на Землі різні космічні фактори, наприклад низький барометричний тиск або відсутність кисню, такого потрібного людині для дихання, вчені вивчають дію цих факторів на людину і пропонують запобіжні заходи. Дію таких факторів на організм людини вчені добре знають. Тут потрібні герметичні кабіни, кисневі прилади та скафандри. А ось вплив космічної радіації вивчено ще недостатньо. Його з’ясовують на тваринах, посилаючи їх у тривалі космічні рейси.

Або ж температурні умови космосу. Виявляється, що в кабіні корабля треба весь час підтримувати певний температурний режим. А метеорна небезпека. Чи страшна вона? І тут належить все вивчити, розробити певні рекомендації щодо захисту космонавтів. Одним словом, космос — це середовище, де людина може існувати, лише застосувавши певні захисні пристрої.

За рекомендаціями космічної біології розроблено цілий комплекс заходів, що гарантують безпеку польоту.

Під час польоту на космічному кораблі космонавта чекають: шум на активній ділянці, коли працюють потужні ракетні двигунивібрації, що в цей момент стрясають тіло ракетиперевантаження, зумовлені колосальним прискореннямневагомість, яка виникає після виведення корабля на орбіту.

Як долають ці перешкоди? Шум у кабінах зводять до мінімуму, застосовуючи звукоізоляцію, вплив вібрацій на організм знижують за допомогою різних амортизаторів. А як підвищити стійкість організму людини до дії перевантажень? Дослідженнями встановлено, що перевантаження краще переносити, коли вони спрямовані в напрямку «груди-спина», і гірше — якщо вздовж тіла. Ось чому в кабіні космічного корабля космонавти розміщуються завжди так, що перевантаження діють перпендикулярно до поздовжньої осі їх тіла або під незначним кутом. У цьому разі вони можуть переносити значне «збільшення» своєї ваги протягом тривалого часу.

І ось корабель на орбіті… Пасажири потрапляють у світ «зниклої» ваги. Тривала невагомість… У земних умовах її можна відтворити тільки на короткий час, наприклад, при русі літака по так званій параболі Кеплера. А це для людини — принципово новий стан. Чи зможе за таких умов працювати її орган рівноваги і координації - вестибулярний апарат? Адже при цьому «виключається» сигналізація із значної зони рецепторів, функціонування яких пов’язане з дією сили тяжіння. Чи буде збережена працездатність людини, чи зможе пристосуватись до незвичайної ситуації людський організм?

Дослідження у лабораторії, а згодом і в космосі позитивно відповіли на ці питання. Організм пристосовується до невагомості. Але вчених турбують і перехідні періоди — переходи від перевантажень до невагомості і навпаки. І виявляється, що людина гірше переносить саме перехід від стану зниклої ваги до перевантажень.

Проблема невагомості має багато аспектів. І всі їх потрібно вивчити при підготовці польотів людини, провівши свого роду «біологічну розвідку» на тваринах. Біологічна розвідка і в майбутньому буде, за словами відомого спеціаліста з космічної медицини академіка В. В. Паріна, передувати кожному принципово новому кроку людини у космос.

Штучна атмосфера корабля, особливості харчування космонавтів у польоті, особливості режиму праці і відпочинку, ізоляція, обмеження рухів, емоціональне напруження і ін.- ці фактори вже пов’язані з перебуванням людини у герметичній кабіні космічного корабля. Тут космонавт позбавлений значної кількості подразників і звичного для нього соціального середовища. Все це в поєднанні з невагомістю, порушенням земного ритму (добової періодики), різким обмеженням рухів може призвести до серйозних психічних і вегетативних розладів. На допомогу приходить сурдокамера- «світ безмовності», яка дає змогу космонавтам відчути на землі дію цих факторів і пристосуватися до них.

Успішні польоти радянських космонавтів на космічних кораблях «Восток» і «Восход» та американських космонавтів на кораблях «Меркурій» і «Джеміні» довели правильність висновків і рекомендацій космічної біології. Людина під час польоту зберігає працездатність на досить високому рівні. Проте це лише початок, перші етапи в освоєнні космосу. Наступні польоти вимагатимуть більшої активізації космонавтів.

В майбутньому освоєння космічного простору неможливе без космічних рейсів, що триватимуть по кілька тижнів, місяців і навіть років. І тут особливо важливими стають дослідження, спрямовані на забезпечення необхідних умов для життя і діяльності космонавтів-дослідників у польоті та безпеки подібних подорожей у космічному просторі.

Вже тепер можна сподіватись, що дальше вивчення космосу, Місяця та інших планет сонячної системи відбуватиметься при активній участі космонавтів, які розміщатимуться в кабінах «зоряних» кораблів.

Але для цього треба розробити методи і принципи забезпечення умов для життя космонавтів, зокрема створити системи часткового або повного круговороту речовин у замкнутому об'ємі кабін космічних кораблів. Мається на увазі регенерація газового середовища, води, синтез продуктів харчування з використанням біологічних і хімічних методів, утилізація продуктів життєдіяльності людини, тварин і рослин тощо. Здійснюються пошуки найефективніших методів гарантування безпеки самих польотів, а також безпеки виходу космонавтів з корабля в аварійних ситуаціях або при посадці корабля на поверхню іншого небесного тіла. Над цими проблемами працює космічна біологія і космічна медицина.

І це далеко не все. Треба докладно вивчити радіаційну обстановку, де пролягатимуть траси майбутніх польотів. Можливо, потрібна буде і штучна гравітація на кораблі, адже при тривалих подорожах невагомість може негативно вплинути на організм. Набутий досвід показує, що потрібні дальші дослідження як по уточненню методів відбору космонавтів, так і з їх спеціальної підготовки. Оскільки тривалі рейси вимагатимуть, щоб екіпаж кораблів складався з кількох чоловік, при комплектуванні треба обов’язково враховувати психологічну сумісність його членів. Слід всебічно обґрунтувати і режим праці, і розподіл обов’язків між членами екіпажу.

Народилась ця молода наука в нашій країні в 1948 p., коли радянські вчені зробили першу експериментальну спробу медико-біологічних космічних досліджень.

На першому етапі (1948;1952 pp.) завдання космічної біології були досить скромні: обрати найбільш вдалий біологічний об'єкт для експериментів на ракетах (ним виявились собаки), розробити систему забезпечення умов життя для тварин при польоті до висоти 100 км, вивчити характер і ступінь впливу польоту на стан окремих фізіологічних функцій організму і поведінку тварин, розробити методи дослідження цих функцій, випробувати роботу контрольно-реєструючої апаратури в незвичних умовах досліду тощо.

На наступному етапі треба було з’ясувати питання безпеки польоту живих організмів на ракетах. Потім для біологічних експериментів використовували штучні супутники Землі. Вже через місяць після запуску першого радянського штучного супутника в космічний простір злетів другий штучний супутник з космічним пасажиром — собакою Лайкою. Політ Лайки приніс науці цінні відомості про вплив невагомості і перевантажень на живий організм.

Рік шістдесятий був позначений польотами космічних кораблів-супутників. Почалась генеральна репетиція до польоту в космос людини. В кабіні другого корабля-супутника вже був цілий «зоосад», в тому числі собаки Бєлка і Стрілка. Важливим результатом цього експерименту було те, що вперше в історії живі істоти благополучно повернулися з космосу на Землю, подолавши відстань понад 700 000 км.

І ось 12 квітня 1961 р. перша радянська людина, Ю. О. Гагарін, у космосі. Тріумф, який по праву поділяє з іншими науками і космічна біологія.

Наступні запуски кораблів з космонавтами пересвідчували у життєвості ідей космічної біології, правильності її висновків, надійності рекомендацій. Разом з іншими космічними науками вона розширює владу людини над космосом, наближає той час, коли, як казав наш видатний співвітчизник К.Е.Ціолковський, «людина стане громадянином Всесвіту».

Космічна медицина — наукова дисципліна, що вивчає дію різних факторів космічного польоту (перевантажень, невагомості, вібрацій, радіації, ізольованості тощо) на організм людини та її працездатність. Вона г, складовою частиною ширшої га-тузі науки — космічної біології, що розробляє медико-біологічні проблеми космічних польотів.

За рекомендаціями космічної медицини добирають кандидатів у космонавти, підготовляють їх до космічних рейсів, здійснюють лікарський контроль за станом здоров’я під час космічної подорожі, створюють надійні медико-технічні системи, що дають змогу космонавтам жити і плідно працювати в кабінах космічних кораблів під час польоту тощо.

Успішні польоти космонавтів на космічних кораблях наочно показали, як блискуче склала науковий і практичний іспит ця молода наука. Разом з тим вони поставили перед нею ряд нових завдань. Це, зокрема, розробка методів відбору і підготовки космонавтів-дослідників і особливо методів комплектування екіпажів багатомісних космічних кораблів, вивчення психофізіологічних можливостей людини по керуванню космічним апаратом, його системами й дослідницькою апаратурою при тривалому польоті та ін. Докладніше про меди-ко-біологічні дослідження, пов’язані з освоєнням космосу, див. Космічна біологія.

Космічна психологія — наукова дисципліна, яка вивчає питання, пов’язані з психологічною підготовкою, тренуванням і відбором космонавтів, режимом їх праці й відпочинку, підвищенням їх працездатності й оперативної пильності тощо. Ця наука ще зовсім молода, вона тільки-но стає на ноги. Але у неї велике майбутнє. Вже «не за горами» політ людини до інших планет — сусідів Землі. І тому виняткового значення набуває проблема психічних реакцій і стану людини в умовах тривалого космічного польоту до інших планет та під час перебування на їх поверхні. Адже характер цих реакцій і стан людини визначаються специфікою умов космічних подорожей: ізольованістю людини в малому просторі, зміною її просторової орієнтації, невагомістю, зниженням кількості й інтенсивності нервової імпульсації, відчуттям новизни і небезпеки, почуттям відриву від Землі тощо. Все це і зумовило народження такої науки, як космічна психологія.

Для польотів у космос на даному етапі погрібна людина, яка має високі позитивні індивідуально-психологічні особливості. Важливо завчасно встановити можливості кандидата в космонавти, передбачити, як він буде переносити екстремальні фактори польоту, раптові подразники і перешкоди. Треба вивчити і такі індивідуальні якості майбутніх космонавтів, як просторова сміливість, реакції на новизну обстановки, здатність продовжувати роботу в ускладнених умовах тощо.

Психологічний відбір провадять, моделюючи умови космічного польоту. Для цього, зокрема, використовують барокамеру, сурдокамеру, термокамеру, центрифугу тощо. Виявляється, що в міру збільшення швидкості й висоти польоту великого значення набуває вміння людини орієнтуватися в навколишньому просторі. Просторове напруження — так назвали вчені ті труднощі й зусилля, що виникають у людини в зв’язку з перебуванням, переміщенням і діями у просторі, і відповідно запропонували методи його усунення або зниження.

Як показали дослідження, значне психологічне напруження викликають у космонавтів екстремальні фактори польоту. Реакції на новизну обстановки, на різні зміни середовища, на небезпеку польоту виражаються в нервово-емоційних збудженнях та значних функціональних зсувах, що можуть спричинитися до ускладнень. Зокрема, відомо, що під час зльоту та спуску у космонавтів різко зростає частота дихання і серцевих скорочень. І тут космічна психологія дає свої рекомендації щодо саморегуляції емоціонального стану й подолання згаданого напруження.

Важлива і проблема оптимальних режимів праці, активного відпочинку і сну для тривалого польоту. Адже у космонавтів треба виховати «почуття часу» і певний робочий ритм. Це досягається тренуванням космонавтів на Землі в умовах, максимально наближених до космічних. І слова космонавтів «самопочуття відмінне», «політ проходить добре» — найкраще визнання заслуг космічної психології. Це вона майже все передбачила на Землі, вдало імітуючи умови космічного рейсу.