Космічна біологія

Космічна біологія - галузь біології, що вивчає особливості існування живих організмів під позаземних умовах, вплив на них космічних факторів, а також можливість існування життя на інших планетах.
Виникнення і розвиток космічної біології пов'язано з успіхами сучасної науки і ракетної техніки, що дозволили здійснити польоти за межі земної атмосфери.
Космічна біологія розробляє методи дослідження та засоби забезпечення життєдіяльності людини та тварин в умовах космічного польоту, коли на живий організм можуть одночасно впливати різні фактори. В першу чергу це іонізуюча радіація (див. Космічне випромінювання), прискорення і невагомість, а також тривала ізоляція в умовах обмеження рухової активності, штучна атмосфера, деякі особливості живлення і ін Дію цих факторів на людину, тварин і рослини вивчається в лабораторних умовах, що імітують окремі фактори космічного польоту, або в польотах на штучних супутниках Землі та космічних кораблях, керованих безпосередньо людиною.
При вирішенні проблеми існування життя на інших планетах проводиться вивчення природних умов цих планет, аналіз складу метеоритів в зіставленні з формами прояви життя на Землі в різних кліматичних умовах (Арктика, Антарктика, гори, пустелі та ін).
В якості об'єктів дослідження використовують тварин (мавп, собак, мишей, морських свинок), комах (мух дрозофіл та ін), рослини (одноклітинні водорості - хлорела; насіння пшениці, гороху, цибулі та ін).
Дослідження тварин, які вчинили польоти на різних літальних апаратах (в тому числі і на ракетах), дали наукові докази можливості польотів людей в космічний простір.
У процесі медико-біологічних досліджень вивчають функціональні системи організму (серцево-судинну, дихальну, травну і ін), що характеризують її загальний стан, межі переносимості впливу шкідливих факторів; проводять вивчення захисних функцій організму, біохімічні дослідження крові, сечі, стан кровотворних функцій цитологічними та гістологічними методами. На рослинах і дрозофілах проводять генетичні дослідження процесів передачі спадкових ознак, розмноження і росту при впливі факторів космічного польоту.
У дослідженнях з космічної біології широко застосовуються сучасні методи і апаратура. Так, для вивчення і контролю за станом різних функціональних систем використовується электрофизиологическая апаратура (електроенцефалографи, електрокардіографи, миографы та ін); для вимірювання фізичних та фізіологічних параметрів, що характеризують стан об'єкта дослідження і умов його існування безпосередньо в польоті,- телеметричні методи, телебачення, що дозволяє спостерігати за об'єктом на відстані, лічильно-вирішальні машини, що дають можливість своєчасно і точно обробляти інформацію, необхідну для контролю за станом живого об'єкта, що знаходиться в кабіні космічного корабля.
Отримані дані про дію окремих факторів космічного польоту на живі організми дали можливість розробити захисні заходи з безпеки польотів людини в космосі - герметичні кабіни, скафандри, засоби захисту від іонізуючої радіації та ін (див. Космічна медицина).
Великий і дуже складною проблемою космічної біології є розробка засобів забезпечення нормальної життєдіяльності людини при польоті в космос. Вибір відповідної системи життєзабезпечення космонавта визначається тривалістю космічного польоту. Так, для польоту тривалістю тільки в кілька діб застосовується система життєзабезпечення, заснована на використанні взятих з Землі запасів їжі, води і кисню або високоефективних хімічних сполук, що поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень.
В тривалих космічних польотах до інших планет сонячної системи, коли запаси, взяті з Землі, не зможуть забезпечити космонавтів, будуть застосовуватися більш складні системи життєзабезпечення, засновані на біологічному круговороті речовин у кабіні корабля. У зв'язку з цим проводять експериментальні роботи по обґрунтуванню принципів і методів забезпечення необхідних умов для життєдіяльності людини у кабіні космічного корабля.
Для забезпечення космонавтів повітрям використовують фізичні або фізико-хімічні способи регенерації газового середовища кабін, тобто перетворення використаного повітря в повітря, придатний для дихання, з незначною добавкою свіжого, нерегенерированного повітря із запасів, взятих з Землі.
Система забезпечення водою передбачає відновлення води з відходів життєдіяльності людини (повітря, що видихається, піт, сеча). З допомогою перегонки, електроосмосу, очищення іонообмінними смолами і т. д. можна одержувати воду, придатну для пиття.
Для забезпечення космонавтів необхідними харчовими речовинами створюють біологічні співтовариства: рослина - тварина - людина. Для цього на кораблі можуть бути використані водорості (наприклад, хлорелла), городні культури, зоо - і фітопланктон, риби, домашня птиця, кролики й т. п. Створення подібних систем є необхідною умовою забезпечення польоту людини на інші планети сонячної системи.
В цілому наукові досягнення космічної біології справили великий вплив на розвиток загальної біології, сприяли успіхам космічної медицини у вирішенні завдань щодо забезпечення космічних польотів людини.