Текст книги "Наши космические пути"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 30 (всего у книги 32 страниц)

Так, например, главйой осью первой автоматической межпланетной станции являлась ось, проходящая через ее центр инерции и чувствительную фотоследящую головку, располагавшуюся в центре верхнего днища автоматической космической станции. Оптическая ось объективов фотоаппаратов, установленных на космической станции, была параллельна главной оси станции.

Читателю нетрудно представить себе свободно летящее тело. Им может быть снаряд после выхода его из канала ствола орудия; самолет или ракета, летящие с выключенным двигатёлем; искусственный спутник Земли после выхода его на орбиту или высотный контейнер (после отделения его от ракеты-носителя), запускаемый в верхние слои атмосферы для геофизических наблюдений.

Как же происходит полет свободного тела? Если у тела нет начальной скорости и на него действует переменная сила сопротивления воздуха (или воды), то оно совершает свободное падение, направленное к центру Земли. Иначе говоря, такое падение обусловлено земным притяжением.

Если же свободное тело падает с небольшой по сравнению с радиусом Земли высоты, то движение его под действием постоянной силы тяжести и переменной силы сопротивления воздуха будет происходить по вертикальной прямой, соединяющей начальное положение тела с центром Земли.

В таких условиях как раз и находится сферический контейнер с приборами, забрасываемый геофизической ракетой в верхние слои атмосферы. В начале своего падения, в безвоздушном пространстве и затем при входе в плотные слои атмосферы он испытывает различное ускорение.

Полет советской межпланетной автоматической станции (MAC) вокруг Земли также был свободным. Он определялся в конечном счете параметрами движения в конце участка разгона последней ступени ракеты-носителя. Поэтому точность удержания во время полета станции на заранее рассчитанной траектории была возможна, как мы уже знаем, лишь при совершенной системе управления ракетойносителем.

Схема движения MAC под влиянием одновременно действующих на нее сил тяготения Земли, Луны и Солнца была весьма сложна. Таким образом свободное тело может испытывать в полете различные возмущения или толчки, которые будут влиять на условия его передвижения. К числу их можно отнести начальные возмущения (угловые скорости), получаемые при отделении, например, сферического контейнера или искусственного спутника Земли от ракеты-носителя; внешние импульсные возмущения: удары метеоритов, вращающие моменты от трения корпуса спутника о более плотные слои атмосферы и другие. Только имея точные данные о таких возмущениях, то есть зная, с какой скоростью будет вращаться ИСЗ или другой космический летательный аппарат относительно своего центра массы в пространстве под влиянием указанных причин, можно создавать надежную и экономичную систему его ориентации.

На третьем советском спутнике, был установлен магнитометр, измерительный датчик которого автоматически ориентировался, используя для этого влияние земного магнитного поля. Два других датчика позволяли определить положение корпуса спутника относительно земного поля и скорость вращения ИСЗ вокруг собственных осей. Эти весьма важные данные позволили построить затем ориентируемые спутники, ориентируемые космические корабли и ориентируемые межпланетные станции.

Для чего нужна ориентация?

Ответить на этот вопрос нетрудно. Угловая ориентация космических ракет, искусственных спутников Земли и геофизических контейнеров позволяет более полно и эффективно решить целый ряд научных и практических задач по исследованию Солнца, верхних слоев атмосферы, электрических полей, микрометеоритов, магнитного поля Земли. Ориентация необходима для фотографирования земной и лунной поверхности, для безопасных полетов межпланетных кораблей и возвращения их на землю, для будущей всемирной связи и всемирного телевизионного вещания и для многих других целей.

Известно, наиример, какое важное место среди этих проблем занимают исследования Солнца с помощью искусственных спутников Земли. Для решения такой задачи одна из осей ИСЗ должна быть постоянно ориентирована на Солнце. Например, при изучении рентгеновского участка солнечного спектра соответствующие приборы, размещенные на искусственном спутнике, должны быть ориентированы на Солнце в течение определенного времени с различной степенью точности. Если не ограничиваться получением некоторых интегральных характеристик этого излучения, а фотографировать весь солнечный спектр, то требуемая точность ориентировки ИСЗ на Солнце резко возрастает. Такая же высокая точность ориентировки приборов на Солнце нужна при фотографировании солнечной короны и зодиакального света. В этом случае необходима полная ориентация спутника: одна его ось должна точно смотреть на Солнце, в то время как другая ось должна быть постоянно направлена к центру Земли. Если бы мы могли знать положение этой оси по отношению к земной поверхности, то появилась бы возможность с борта спутника фотографировать облака и расположенные на нашей планете объекты.

Таким образом, не только корпус спутника, но и почти все установленные на нем приборы для научных наблюдений требуют для своей работы ориентировки в течение длительного времени относительно различных опорных тел, расположенных в мировом пространстве. Относится это и к солнечной батарее, которая для превращения солнечной энергии в электрическую должна быть ориентирована в направлении на Солнце во время движения космического летательного аппарата.

Как известно, источником энергии на ИСЗ и космических кораблях могут служить специальные малогабаритные аккумуляторы. Однако незначительная их емкость сильно ограничивает срок «активной жизни» спутника. Это подтвердил, в частности, опыт первых наших, а затем американских ИСЗ. Поэтому уже на третьем спутнике в качестве источника питания начали применяться солнечные батареи, собранные из кремниевых фотоэлементов. Применение солнечных батарей, как известно, обеспечило рекордно длительную работу радиостанции «Маяк», установленной на борту третьего советского спутника.

Способы угловой ориентации в условиях невесомости и безвоздушного пространства

Когда самолет или ракета летят в атмосфере, то их положение в пространстве можно, как известно, изменить с помощью руля, элеронов или интерцепторов, которые управляются от автопилотов с применением гироскопических узлов и различных маятниковых приборов.

В условиях же полета свободного тела такие приборы не будут действовать, так как аэродинамические рули в безвоздушном пространстве беспомощны, а приборы, действие которых основано на использовании маятникового эффекта (то есть силы тяжести), в условиях невесомости также бесполезны. Как же в таком случае быть?

Ученым удалось найти способ изменения положения осей свободного тела относительно Земли, Солнца, Луны звезд и других объектов.

Угловая ориентация свободного тела может быть осуществлена прежде всего о помощью маленьких реактивных двигателей, у которых газовые струи направлены в разные стороны по отношению к его осям. Подобный способ уже давно применяется, в частности, для стабилизации геофизической ракеты, летящей в стратосфере.

Второй способ космической ориентации свободного тела осуществляется с помощью вращающихся маховиков или, как говорят специалисты, с помощью так называемых инерционных масс, располагаемых на его осях. Его предложил еще К. Э. Циолковский. Способ основан на одном из классических законов механики, открытых около двухсот лет тому назад Ньютоном. Это широко известный в механике «закон сохранения главного момента количества движения».

Для ориентировки одной из трех осей спутника необходимо поместить в его корпусе на двух жестко связанных с ним осях по маховичку, которые будут вращаться двигателями относительно этих осей с определенными угловыми скоростями. Их вращение при этом должно быть направлено в сторону движения корпуса спутника, и в этом случае вращение ИСЗ вокруг этих двух его осей прекратится. Маховички, правда, будут продолжать вращаться внутри корпуса спутника с нарастающими угловыми скоростями; величина их будет тем больше, чем быстрее вначале вращался корпус спутника вокруг этих двух осей, то есть чем больше была его начальная угловая скорость. Маховички согласно указанному закону, так сказать, «забирают» в себя ту угловую скорость, которую имел корпус спутника, например, при отделении его от ракеты-носителя. Если же ИСЗ не имел начальной скорости вращения, а его главная ось была лишь отклонена на какой-то угол от направления на ориентир, то после того как маховички «отработают» этот угол, они уже дальше вращаться не будут.

Таким способом можно остановить в безвоздушном пространстве вращение корпуса спутника, если оно имеется, и повернуть ИСЗ на желаемый угол, то есть осуществить угловую его ориентацию относительно Земли, Солнца, магнитного поля Земли и т. п.

Очевидно, что реальная система стабилизации космических летательных аппаратов будет сочетать в себе два вышеуказанных способа. С одной стороны, может быть использована система реактивных сопел, способных устранять большие возмущающие моменты, то есть большие угловые скорости вращения космических летательных аппаратов вокруг его осей, а с другой стороны, вращающиеся инерционные массы, с помощью которых удастся осуществить весьма точную стабилизацию.

Автоматы ориентируют спутник

Сигнал, который заставляет маховички или реактивные микродвигатели (то есть стабилизирующие элементы) вращаться в определенную сторону с определенной скоростью, создается системой астроориентировки. Система астроориентировки космических летательных аппаратов состоит из сложного комплекса гироскопических и астрономических узлов. Подобные системы, называемые астронавигационными, применяются уже давно в ракетах, полет которых по определенному заданному курсу осуществляется при помощи различных ориентиров, например, небесных светил. За положением светил зорко наблюдают «глаза» ракеты – астрономические приборы. Стоит ракете под влиянием какой-либо причины сбиться с курса, как в тот же момент это отклонение с помощью электронных приборов автоматически вычисляется и к механизмам, которые управляют газовыми рулями, поступает сигнал, заставляющий космический летательный аппарат возвратиться на прежний курс. Таким образом, космический летательный аппарат с астронавигационной системой управления сам прокладывает и рассчитывает свой курс, ориентируясь по заранее выбранным звездам.

А как же спутник? Как и ракета, он должен сохранять строго определенное положение в полете, автоматически определять свое положение в пространстве и по отношению к географическим координатам Земли. Для этой цели будет служить сложная автоматическая фотоследящая система ориентации спутника за выбранными звездами-ориентирами. Оптическая ее часть предназначена автоматически следить за этими звездами, непрерывно определяя местоположение спутника относительно земных географических координат. С помощью этой системы будут вырабатываться также сигналы, управляющие вращением маховичков, а через них и поворотом корпуса спутника относительно жестко связанных с ним осей.

Питание же для электродвигателей, которые вращают маховички внутри корпуса спутника, поступает от солнечной или аккумуляторной батареи в зависимости от того, падает ли в данном случае на него солнечный свет или он экранирован Землей.

Регулируемой величиной в автоматической ориентации космического летательного аппарата, например, на Солнце, является отклонение оси от направления на Солнце. Очевидно, что в качестве чувствительного к этому отклонению элемента можно взять фотоэлектрический элемент, который вырабатывает управляющий сигнал, пропорциональный этому отклонению.

Для решения задачи ориентации космического летательного аппарата на Солнце, как было выше выяснено, надо осуществить вращение ИСЗ вокруг двух его осей.

Конструктивно эту задачу можно решить следующим образом. С помощью чувствительного блока фотоследящей системы определяется угол рассогласования ориентируемой оси с направлением на Солнце. При этом чувствительный блок вырабатывает управляющий сигнал, который усиливается и подается на стабилизирующие элементы (то есть маховички). Последние так изменяют момент количества движения системы, чтобы ориентируемая ось снова совпадала с направлением на Солнце. В качестве чувствительного блока системы ориентации в зависимости от выбранного типа ориентира может быть применен магниточувствительный датчик, или фотоэлектрический блок, или, наконец, гироскоп, который не нуждается в пространственном ориентире, ибо его ось всегда старается сохранить неизменным заданное относительномирового пространства положение. Однако ось любого гироскопа вследствиетрения со временем уходит от заданного направления. Кроме того, значительный вес, размеры и ограниченность запаса источников питания делают иногда нерентабельным его использование на ИСЗ. Правда, для временной ориентации гироскоп может быть применен и на спутнике, например, для удержания какой-либо оси спутника в направлении на Солнце или звезды при временной их потере в процессе работы фотоследящей системы (например, при временном экранировании спутника Землей).

Самым перспективным является применение на ИСЗ фотоэлектрического элемента, так как, имея малые габариты и вес, что весьма существенно для условий спутника, он может обеспечить высокую точность ориентации.

Как мы уже отмечали, на третьем ИСЗ был установлен магнитометр, измерительный датчик которого автоматически ориентировался по направлению полного вектора земного магнитного поля. Два потенциометрических датчика, помещенных на узле ориентации, позволяли определить положение корпуса спутника относительно земного поля и скорость вращения ИСЗ вокруг собственных осей.

Эти важные данные давали возможность оценить начальные угловые скорости ИСЗ и, учитывая их, построить любой полностью ориентируемый спутник, а также решить проблему его возращения на Землю.

Угловая ориентация искусственных спутников Земли имеет, таким образом, большое значение для создания будущих более совершенных, возвращаемых на Землю спутников и межпланетных кораблей.

Ориентация на Солнце и Луну

А как же происходила ориентация межпланетной автоматической станции? Как и ракета, станция должна была иметь определенное положение в полете, автоматически определить свое место в пространстве по отношению к Солнцу и Луне. Все это осуществлялось сложной автоматической фотоследящей системой ориентации, состоящей из солнечных датчиков, располагаемых на верхнем и нижнем днищах, логических электронных устройств и управляемых двигателей. Последние ориентировали корпус автоматической межпланетной станции так, чтобы фотоаппараты, расположенные вдоль одной из ее осей, неизменно смотрели на невидимую с Земли сторону Луны.

Система ориентации АМС была включена после сближения с Луной в тот момент, когда АМС находилась в заданном положении относительно Луны и Солнца, обеспечивающем необходимые условия для фотографирования. Расстояние до Луны при этом составляло в соответствии с расчетом 60-70 тысяч километров.

В начале работы система ориентации прежде всего прекратила произвольное вращение автоматической межпланетной станции вокруг ее центра тяжести, возникшее в момент отделения от последней ступени ракеты-носителя.

Автоматическая межпланетная станция освещалась тремя яркими небесными светилами: Солнцем, Луной и Землей. Траектория ее движения была выбрана таким образом, чтобы в момент съемки станция находилась приблизительно на прямой, соединяющей Солнце и Луну. При этом наша планета должна быть в стороне от направления Солнце – Луна, чтобы не произошло ориентации на Землю вместо Луны.

Указанное положение межпланетной станции относительно небесных светил в момент начала ориентации позволило использовать такой прием: первоначально ее нижнее днище с помошью солнечных датчиков направлялось на Солнце; этим самым оптические оси фотоаппаратов направлялись в противоположную сторону – на Луну. Затем оптическое устройство, в поле зрения которого Земля и Солнце уже не могли появиться, отключало ориентацию на Луну.

После того, как было произведено экспонирование всех кадров, система ориентации выключалась. В момент выключения системы она сообщила автоматической межпланетной станции упорядоченное вращение с определенной угловой скоростью. Величина ее была выбрана так, чтобы, с одной стороны, улучшить тепловой режим, а с другой – исключить влияние вращения на работу научной аппаратуры.

Успешно проведенный советскими учеными невиданный в истории человечества эксперимент, таким образом, позволил решить целый ряд сложных задач: успешно обеспечить точный полет космического аппарата по сложной, заранее рассчитанной орбите, ориентировать станцию в космическом пространстве, осуществить радиотелемеханическую связь и передачу телевизионных изображений на огромных расстояниях.

♦  НА ДАЛЕКОЙ ПЛАНЕТЕ ВЕНЕРА

И. ШКЛОВСКИЙ, профессор

Как многим хорошо известно, Венера покрыта густым слоем облаков. Пелена облаков там настолько плотная, что поверхность планеты совершенно под ней невидна. По этой причине астрономы почти ничего не знали о физических условиях, господствующих на поверхности Венеры. Неизвестен и до сих пор даже перрюд ее вращения вокруг своей оси. Достаточно хорошо мы знали только ее массу, размеры и характеристики ее движения вокруг Солнца (среднее расстояние от Солнца, период обращения).

Только самые верхние слои атмосферы Венеры (открытой ровно двести лет тому назад великим Ломоносовым) могли изучаться методами астрофизики. Химический состав «верхушки» венерианской атмосферы оказался сильно отличающимся от земной. Несколько лет тому назад советский астроном Козырев наблюдал свечение ночного неба Венеры. Это свечение оказалось довольно ярким. Применявшийся Н. А. Козыревым спектроскопический метод позволил выявить в этом свечении яркие полосы, по-видимому, принадлежащие молекулам азота. Таким образом, было доказано, что в атмосфере Венеры имеется азот. Это вполне естественно. В земной атмосфере азот имеет вторичное происхождение. Это означает, что он не присутствовал в атмосфере нашей планеты «изначала», а постепенно «выпаривался» из твердой коры. То же самое, по-видимому, имело место и на Венере.

Только совсем недавно в спектре атмосферы Венеры была обнаружена слабая полоса водяных паров. Совершенно ясно, что обнаружение водяных паров в верхних слоях атмосферы Венеры имеет принципиальное значение.

Все попытки обнаружить в атмосфере Венеры кислород не увенчались успехом. Отсюда можно сделать вывод, что если он там и есть, то его в тысячу раз меньше, чем в земной атмосфере.

К перечисленным выше довольно скудным сведениям о Венере следует прибавить еще данные, касающиеся измерения температуры видимого с Земли облачного слоя.

Вот, собственно, все, что было известно достоверного.

Существенное изменение произошло около двух лет тому назад, когда на помощь «оптической» астрономии пришла радиоастрономия. При помощи больших радиотелескопов и весьма чувствительной приемной аппаратуры советские и американские радиоастрономы смогли измерить поток радиоизлучения от Венеры на волнах в диапазоне 8 миллиметров, 3 и 10 сантиметров. У нас в стране наблюдения проводились А. Д. Кузьминым и А. Е. Саломоновичем на 22-метровом радиотелескопе физического института Академии наук СССР.

Замечательным свойством радиоволн является их способность свободно проходить сквозь густые облака. Следовательно, источником радиоизлучения Венеры является ее поверхность, а не облачный слой.

Всякое нагретое тело, как известно, излучает широкий спектр электромагнитных волн, в том числе и радиоволны. Поэтому, зная поток радиоизлучения от Венеры, а также расстояние до нее и размеры планеты, можно по известным простым формулам физики определить температуру излучающей поверхности. Результаты оказались поразительными. По наблюдениям на волнах 3 и 10 сантиметров температура в некоторых районах поверхности Венеры оказалась около 300 градусов Цельсия!

Наблюдения советских ученых на волне 8 миллиметров дали несколько более низкое значение температуры, что, по-видимому, объясняется тем, что радиоволны с длиной 8 миллиметров частично поглощаются атмосферой Венеры.

Заметим еще, что эта температура есть некоторое среднее между «дневным» и «ночным» значениями, так как освещенная Солнцем часть планеты видна в виде узкого яркого серпа. Кузьмин и Саломонович нашли систематическое увеличение средней температуры по мере того, как изменяется освещенная часть планеты в результате относительного орбитального движения Венеры и Земли. Поэтому имеются все основания полагать, что «днем» на поверхности Венеры температура еще выше.

В чем причина столь высокой температуры поверхности Венеры? Естественно, что полная теория этого явления пока еще не разработана – слишком мало времени прошло после описанных выше наблюдений.

Всем хорошо известно, почему под стеклом парников зимой вызревают овощи. Солнечные лучи свободно проникают через стекло парников и нагревают там их внутреннюю поверхность. Нагретая поверхность испускает невидимые инфракрасные лучи, которые стеклом не пропускаются. Инфракрасные тепловые лучи оказываются как бы в ловушке, и это вызывает нагревание парника.

Совершенно так же обстоит дело й на Земле. Только роль стекла играет наша атмосфера.

Атмосфера Венеры представляет собой значительно более совершенный парник, чем земная. Именно поэтому температура поверхности планеты столь высока, хотя на верхушке облачного слоя господствует сорокаградусный мороз.

На основании всех имеющихся радиоастрономических и оптических наблюдений мы можем сейчас построить весьма предварительную модель атмосферы Венеры. Прежде всего возникает вопрос, какие молекулы в ее атмосфере вызывают «парниковый эффект». Очевидно, это могут быть только такие молекулы, которые сильно поглощают во всей инфракрасной части спектра. Оказывается, что только молекулы водяных паров могут дать такое поглощение. Причем для этого их нужно совсем немного – всего несколько граммов над каждым квадратным сантиметром поверхности планеты. Это лишь в несколько раз превышает среднее содержание водяных паров в земной атмосфере. Основная часть атмосферы Венеры ниже облачного слоя, как показывают расчеты, должна состоять из углекислоты. Атмосферное давление на поверхности Венеры приблизительно в пять раз больше, чем на поверхности Земли. Как видим, атмосфера Венеры достаточно плотная. Кроме углекислоты, в ее атмосфере должен быть еще молекулярный азот. Его количество, как можно полагать, примерно такое же, как и в земной атмосфере.

По-видимому, Венера вращается вокруг своей оси довольно медленно. Это следует из наблюдаемого теплового режима планеты.

При давлении около 5 атмосфер и температуре плюс 300 градусов или даже более высокой, не может быть и речи о том, что на поверхности планеты есть моря.

Какой же мрачный это мир! Раскаленные скалы, полное отсутствие водоемов, углекислая плотная атмосфера и пелена облаков, закрывающая все небо. Сквозь нее не видно ни солнца, ни звезд.

Как непохожи эти две соседние планеты – Земля и Венера.И немалую роль в судьбах планет-сестер оказало различие в расстояниях их от Солнца. На этом примере мы видим, что неприятная близость к Солнцу для развития жизни несравненно более губительна, чем некоторое отдаление.

Удивляет малое содержание водяных паров в атмосфере Венеры. Похоже на то, что по каким-то причинам первоначальный материал, из которого образовалась Венера, был в десятки тысяч раз беднее водяными парами, чем тот материал, из которого образовалась Земля. Что же это за причины? Здесь уже, однако, мы вступаем в область космогонии. Поэтому в настоящей статье об этом мы говорить не будем.

Разумеется, обрисованная выше картина физических условий на Венере является весьма предварительной и в дальнейшем будет уточняться. Важнейшую роль в уточнении наших представлений о природе Венеры должны играть исследования с помощью автоматических межпланетных станций. Первая такая станция успешно направлена в сторону этой планеты. Нет слов, чтобы выразить свое восхищение перед этим новым триумфом советской науки и техники. И еще следует помнить, что один такой полет не решит всех задач, стоящих перед наукой. За первым полетом по «проторенной» межпланетной трассе последуют другие. Научная аппаратура будет все более совершенствоваться. И недалеко уже то время, когда Венера раскроет нам свои тайны.

♦  ЧЕЛОВЕК И КОСМОС

Н. СИСАКЯН, академик

Советская наука и техника не перестают изумлять человечество все новыми и новыми блестящими успехами в исследовании космического пространства. Пятый корабль-спутник внушительного веса 4695 килограммов, несший в своей кабинечетвероногого космонавта – собаку Звездочку и другие биологические объекты, 25 марта поднялся с территории Советского Союза и в тот же день по команде с Земли совершил посадку в заданном районе.

К полетам советских космических кораблей, к выдающимся результатам, полученным нашими учеными при исследовании Вселенной, приковано внимание всего мира. Этот интерес советской и мировой общественности обусловлен прежде всего тем, что каждый такой полет обогащает науку новыми важными фактами о закономерностях действия условий космического пространства на живые существа, дает ценные сведения о работе множества сложнейшей исследовательской аппаратуры, автоматических устройств и оборудования корабля. Накопляются все новые сведения о неизведанных глубинах космоса. Наконец, мы получаем ясное представление о нарастающей мощности наших ракетных систем, с неизменной точностью доставляющих в космические просторы все более и более тяжелые корабли.

Осуществленные за последнее время полеты различных живых существ и благополучное возвращение их на Землю имеют еще и другое, весьма важное, фундаментальное значение. С каждым таким полетом приближается тот момент, когда пассажиром космического корабля впервые станет человек. Это будет новой исторической вехой в развитии науки.

Успешные запуски космических кораблей продемонстрировали всему миру исключительные возможности советской науки и техники. Получен огромный экспериментальный материал, который свидетельствует о полной возможности космического полета человека уже в настоящее время. Но высокий гуманизм советской науки, сознание величайшей ответственности за судьбу каждого человека делает необходимым проведение серии экспериментальных запусков космических кораблей-спутников, чтобы быть совершенно уверенным в безопасном полете и благополучном возвращении на Землю первого космонавта.

При оценке возможности космического полета человека необходимо иметь в виду две стороны этого вопроса – техническую и биологическую.

С точки зрения технических возможностей полет человека может быть осуществлен уже сегодня, а точнее – мог быть осуществлен еще несколько месяцев назад. Отметим, что вес второго космического корабля-спутника, на котором совершили свой полет и благополучно возвратились многочисленные живые организмы, от самых простых до самых сложных, составлял 4,6 тонны. Надо полагать, что в такой огромный корабль можно было бы без особых затруднений поместить и человека, вес которого составил бы меньше двух процентов от веса корабля-спутника. Следовательно, с технической стороны космический полет человека мог быть осуществлен уже в августе прошлого года при запуске второго космического корабля.

Однако для этого необходимо решить множество чрезвычайно сложных биологических задач. Подготовка и осуществление полетов различных живых организмов на космических кораблях и искусственных спутниках Земли, начиная от пионера космических полетов – собаки Лайки, представляет собой непрерывную оерию биологических исследований, направленных на разрешение именно таких задач.

Проведенные в нашей стране многочисленные вертикальные подъемы животных на ракетах позволили накопить обширный экспериментальный материал о пребывании животных организмов в условиях, близких к космическому полету. Животные проходили при этом ряд испытаний и благополучно возвращались на Землю. Но вертикальные высотные подъемы, так же как и полеты по баллистической траектории, не являются полетами космическими. Им не присущи многие факторы, свойственные лишь космическим полетам. Изучить эти факторы и их влияние на живые организмы можно только при полетах на искусственных спутниках Земли и космических кораблях.

Но для этого необходимо было прежде всего разработать методы и средства обеспечения нормальных жизненных условий для обитателей космических кораблей (сохранение определенного состава атмосферы корабля, ее давления, температуры, обеспечения питания животных, создание санитарных условий). И вот последовала серия замечательных биологических экспериментов на космических кораблях-спутниках и на высотных ракетах. Они значительно обогатили наши знания о влиянии на живые организмы условий полета на ракетных аппаратах и позволили совершить новый важный шаг на пути подготовки полета человека в космос. Широкий общебиологический подход к решению поставленных научных проблем, применение биотелеметрии и большого числа других новых методов исследования, использование разнообразных биологических объектов – все это позволило получить обширный и исключительно ценный научный материал, богатый новыми интересными фактами и выводами.

Опыты на космических кораблях строились с учетом наибольшего охвата различных биохимических систем и живых существ. Для этих целей использовались ферменты, фаги, вирусы, препараты клеточных ядер и цитоплазмы клеток, бактериальные культуры, ткани человека и кролика, грибки (продуценты антибиотиков), зеленые водоросли, семена высших растений, собаки, мыши, крысы, морские свинки и некоторые другие организмы. Программа включала большое число биохимических, микробиологических, иммунологических, цитологических, генетических и физиологических исследований.

Благодаря применению радиотелеметрических и телевизионных методов получена полная и ценная научная информация о том, какие происходили изменения основных физиологических функций организмов и как вели себя подопытные животные на различных участках полета.

Как известно, собаки и другие биологические объекты, которые направлялись в космические полеты, довольно нетребовательны к внешним условиям и могут без нарушения физиологических функций переносить значительные колебания температуры, влажности и давления воздуха, а также изменения содержания кислорода в нем. Тем не менее при подготовке космических полетов ставилась задача максимально снизить допустимые колебания этих величин с тем, чтобы создать наиболее благоприятные условия для существования живых организмов в кабине корабля. Дело в том, что существенные отклонения этих величин от нормальных пределов поставили бы животных в условия дополнительной физиологической нагрузки и увеличили бы трудности их космического полета.