Ιατροβιολογική έρευνα στο διάστημα. Παρουσίαση με θέμα «Ο ρόλος της βιολογίας στη διαστημική έρευνα» Ο ρόλος της βιολογίας στη διαστημική έρευνα

Η επιστήμη της βιολογίας περιλαμβάνει πολλά διαφορετικά τμήματα, μεγάλες και μικρές θυγατρικές. Και καθένα από αυτά είναι σημαντικό όχι μόνο στην ανθρώπινη ζωή, αλλά και για ολόκληρο τον πλανήτη ως σύνολο.

Για δεύτερο συνεχόμενο αιώνα, οι άνθρωποι προσπαθούν να μελετήσουν όχι μόνο την επίγεια ποικιλομορφία της ζωής σε όλες τις εκφάνσεις της, αλλά και να ανακαλύψουν αν υπάρχει ζωή έξω από τον πλανήτη, στο διάστημα. Με αυτά τα θέματα ασχολείται μια ειδική επιστήμη - η διαστημική βιολογία. για αυτήν και θα συζητηθούνστην κριτική μας.

Κεφάλαιο

Αυτή η επιστήμη είναι σχετικά νέα, αλλά πολύ εντατικά αναπτύσσεται. Οι κύριες πτυχές της μελέτης είναι:

1. Παράγοντες απώτερο διάστημακαι την επίδρασή τους στους οργανισμούς των έμβιων όντων, τη ζωτική δραστηριότητα όλων των ζωντανών συστημάτων στο διάστημα ή στα αεροσκάφη.
2. Η ανάπτυξη της ζωής στον πλανήτη μας με τη συμμετοχή του διαστήματος, η εξέλιξη των ζωντανών συστημάτων και η πιθανότητα ύπαρξης βιομάζας εκτός του πλανήτη μας.
3. Δυνατότητες κατασκευής κλειστών συστημάτων και δημιουργίας πραγματικών συνθηκών διαβίωσης σε αυτά για άνετη ανάπτυξη και ανάπτυξη οργανισμών στο διάστημα.

Η διαστημική ιατρική και η βιολογία είναι στενά συνδεδεμένες επιστήμες που μελετούν από κοινού τη φυσιολογική κατάσταση των έμβιων όντων στο διάστημα, την επικράτηση τους σε διαπλανητικούς χώρους και την εξέλιξη.

Χάρη στην έρευνα αυτών των επιστημών, κατέστη δυνατή η επιλογή των βέλτιστων συνθηκών για την εύρεση ανθρώπων στο διάστημα και χωρίς να προκληθεί βλάβη στην υγεία. Έχει συγκεντρωθεί τεράστιο υλικό για την παρουσία ζωής στο διάστημα, την ικανότητα των φυτών και των ζώων (μονοκύτταρα, πολυκύτταρα) να ζουν και να αναπτύσσονται σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας.

Ιστορία της ανάπτυξης της επιστήμης

Οι ρίζες της διαστημικής βιολογίας πηγαίνουν πίσω στο αρχαία εποχήόταν φιλόσοφοι και στοχαστές -φυσικοί επιστήμονες Αριστοτέλης, Ηράκλειτος, Πλάτωνας και άλλοι - παρακολουθούσαν έναστρος ουρανός, προσπαθώντας να εντοπίσει τη σχέση της Σελήνης και του Ήλιου με τη Γη, να κατανοήσει τους λόγους της επιρροής τους στη γεωργική γη και στα ζώα.

Αργότερα, στο Μεσαίωνα, άρχισαν προσπάθειες να προσδιοριστεί το σχήμα της Γης και να εξηγηθεί η περιστροφή της. Για πολύ καιρό, υπήρχε μια θεωρία που δημιουργήθηκε από τον Πτολεμαίο. Μίλησε για το γεγονός ότι η Γη είναι και όλοι οι άλλοι πλανήτες και ουράνια σώματακινείται γύρω της

Ωστόσο, βρέθηκε ένας άλλος επιστήμονας, ο Πολωνός Nicolaus Copernicus, ο οποίος απέδειξε την πλάνη αυτών των δηλώσεων και πρότεινε το δικό του, ηλιοκεντρικό σύστημα της δομής του κόσμου: στο κέντρο είναι ο Ήλιος και όλοι οι πλανήτες κινούνται γύρω. Ο Ήλιος είναι επίσης ένα αστέρι. Οι απόψεις του υποστηρίχθηκαν από τους οπαδούς των Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo.

Ωστόσο, η διαστημική βιολογία ως επιστήμη εμφανίστηκε πολύ αργότερα. Μόλις τον 20ο αιώνα, ο Ρώσος επιστήμονας Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ανέπτυξε ένα σύστημα που επιτρέπει στους ανθρώπους να διεισδύουν στα βάθη του διαστήματος και να τα μελετούν αργά. Δικαίως θεωρείται ο πατέρας αυτής της επιστήμης. Επίσης μεγάλο ρόλοΟι ανακαλύψεις στη φυσική και την αστροφυσική, την κβαντική χημεία και τη μηχανική των Αϊνστάιν, Μπορ, Πλανκ, Λαντάου, Φέρμι, Καπίτσα, Μπογκολιούμποφ και άλλων έπαιξαν στην ανάπτυξη της κοσμοβιολογίας.

Νέος Επιστημονική έρευνα, που επέτρεψε στους ανθρώπους να πραγματοποιούν μακροπρόθεσμες πτήσεις στο διάστημα, κατέστησε δυνατό να ξεχωρίσουν συγκεκριμένες ιατρικές και βιολογικές δικαιολογίες για την ασφάλεια και την επιρροή των εξωγήινων συνθηκών που διατύπωσε ο Tsiolkovsky. Ποιο ήταν το νόημα τους;

1. Στους επιστήμονες δόθηκε μια θεωρητική αιτιολόγηση για την επίδραση της έλλειψης βαρύτητας στους οργανισμούς των θηλαστικών.
2. Διαμόρφωσε διάφορες επιλογές για τη δημιουργία διαστημικών συνθηκών στο εργαστήριο.
3. Πρότεινε επιλογές για την απόκτηση τροφής και νερού από τους αστροναύτες με τη βοήθεια φυτών και την κυκλοφορία ουσιών.

Έτσι, ήταν ο Tsiolkovsky που έθεσε όλα τα βασικά αξιώματα της αστροναυτικής, τα οποία δεν έχουν χάσει τη σημασία τους σήμερα.

έλλειψη βαρύτητας

Η σύγχρονη βιολογική έρευνα στον τομέα της μελέτης της επίδρασης δυναμικών παραγόντων στο ανθρώπινο σώμα σε συνθήκες διαστήματος επιτρέπει στους αστροναύτες να απαλλαγούν από την αρνητική επίδραση αυτών των ίδιων παραγόντων στο μέγιστο.

Υπάρχουν τρία κύρια δυναμικά χαρακτηριστικά:

• δόνηση;
• επιτάχυνση;
• έλλειψη βαρύτητας.

Η έλλειψη βαρύτητας είναι η πιο ασυνήθιστη και σημαντική όσον αφορά την επίδρασή της στο ανθρώπινο σώμα. Αυτή είναι μια κατάσταση στην οποία η δύναμη της βαρύτητας εξαφανίζεται και δεν αντικαθίσταται από άλλες αδρανειακές επιρροές. Σε αυτή την περίπτωση, ένα άτομο χάνει εντελώς την ικανότητα να ελέγχει τη θέση του σώματος στο διάστημα. Μια τέτοια κατάσταση ξεκινά ήδη από τα κατώτερα στρώματα του σύμπαντος και επιμένει σε ολόκληρο τον χώρο του.

Ιατρικές και βιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι οι ακόλουθες αλλαγές συμβαίνουν στο ανθρώπινο σώμα σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας:

1. Ο καρδιακός παλμός επιταχύνεται.
2. Οι μύες χαλαρώνουν (ο τόνος φεύγει).
3. Μειωμένη απόδοση.
4. Είναι πιθανές χωρικές παραισθήσεις.

Ένα άτομο με έλλειψη βαρύτητας μπορεί να μείνει έως και 86 ημέρες χωρίς να βλάψει την υγεία του. Αυτό έχει αποδειχθεί εμπειρικά και επιβεβαιώθηκε από ιατρική άποψη. Ωστόσο, ένα από τα καθήκοντα της διαστημικής βιολογίας και ιατρικής σήμερα είναι η ανάπτυξη ενός συνόλου μέτρων για την πρόληψη της επίδρασης της έλλειψης βαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα γενικά, την εξάλειψη της κόπωσης, την αύξηση και την εδραίωση της κανονικής απόδοσης.

Υπάρχουν διάφορες συνθήκες που παρατηρούν οι αστροναύτες για να ξεπεράσουν την έλλειψη βαρύτητας και να διατηρήσουν τον έλεγχο του σώματος:

Προκειμένου να επιτευχθούν καλά αποτελέσματα στην αντιμετώπιση της έλλειψης βαρύτητας, οι αστροναύτες υποβάλλονται σε ενδελεχή εκπαίδευση στη Γη. Αλλά, δυστυχώς, μέχρι στιγμής τα σύγχρονα δεν επιτρέπουν τη δημιουργία τέτοιων συνθηκών στο εργαστήριο. Στον πλανήτη μας, δεν είναι δυνατό να ξεπεραστεί η δύναμη της βαρύτητας. Είναι επίσης μια από τις μελλοντικές προκλήσεις για το διάστημα και την ιατρική βιολογία.

Δυνάμεις G στο διάστημα (επιταχύνσεις)

Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει το ανθρώπινο σώμα στο διάστημα είναι η επιτάχυνση ή η υπερφόρτωση. Η ουσία αυτών των παραγόντων περιορίζεται σε μια άνιση ανακατανομή του φορτίου στο σώμα κατά τη διάρκεια ισχυρών κινήσεων υψηλής ταχύτητας στο χώρο. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι επιτάχυνσης:

• βραχυπρόθεσμη?
• μακρύς.

Όπως δείχνουν οι βιοϊατρικές μελέτες, και οι δύο επιταχύνσεις είναι πολύ σημαντικές για να επηρεάσουν τη φυσιολογική κατάσταση του σώματος του κοσμοναύτη.

Έτσι, για παράδειγμα, υπό τη δράση βραχυπρόθεσμων επιταχύνσεων (διαρκούν λιγότερο από 1 δευτερόλεπτο), μπορούν να συμβούν μη αναστρέψιμες αλλαγές στο σώμα σε μοριακό επίπεδο. Επίσης, εάν τα όργανα δεν είναι εκπαιδευμένα, αρκετά αδύναμα, υπάρχει κίνδυνος ρήξης των μεμβρανών τους. Τέτοιες επιρροές μπορούν να πραγματοποιηθούν κατά τον διαχωρισμό της κάψουλας με τον αστροναύτη στο διάστημα, κατά την εκτίναξή του ή κατά την προσγείωση του διαστημικού σκάφους σε τροχιές.

Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντικό οι αστροναύτες να υποβάλλονται σε ενδελεχή ιατρική εξέταση και συγκεκριμένη φυσική εκπαίδευση πριν πετάξουν στο διάστημα.

Η επιτάχυνση μακράς δράσης συμβαίνει κατά την εκτόξευση και την προσγείωση ενός πυραύλου, καθώς και κατά τη διάρκεια της πτήσης σε ορισμένες χωρικές θέσεις στο διάστημα. Η επίδραση τέτοιων επιταχύνσεων στο σώμα, σύμφωνα με τα στοιχεία που παρέχει η επιστημονική ιατρική έρευνα, είναι η εξής:

• αυξημένος καρδιακός ρυθμός και σφυγμός.
• Η αναπνοή επιταχύνεται.
• υπάρχει η εμφάνιση ναυτίας και αδυναμίας, ωχρότητα του δέρματος.
• η όραση υποφέρει, μια κόκκινη ή μαύρη μεμβράνη εμφανίζεται μπροστά στα μάτια.
• πιθανή αίσθηση πόνου στις αρθρώσεις, τα άκρα.
• ο μυϊκός τόνος μειώνεται.
• μεταβολές της νευροχυμικής ρύθμισης.
• η ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες και στο σώμα ως σύνολο γίνεται διαφορετική.
• μπορεί να εμφανιστεί εφίδρωση.

Τα φορτία G και η έλλειψη βαρύτητας αναγκάζουν τους ιατρικούς επιστήμονες να καταλήξουν σε διάφορες μεθόδους. επιτρέποντας την προσαρμογή, την εκπαίδευση των αστροναυτών έτσι ώστε να μπορούν να αντέξουν τη δράση αυτών των παραγόντων χωρίς συνέπειες για την υγεία και χωρίς απώλεια αποτελεσματικότητας.

Ενα από τα πολλά αποτελεσματικούς τρόπουςΗ εκπαίδευση αστροναυτών για επιτάχυνση είναι μια συσκευή φυγοκέντρησης. Είναι σε αυτό που μπορείτε να παρατηρήσετε όλες τις αλλαγές που συμβαίνουν στο σώμα υπό τη δράση υπερφόρτωσης. Σας επιτρέπει επίσης να εκπαιδεύεστε και να προσαρμοστείτε στην επίδραση αυτού του παράγοντα.

Διαστημική πτήση και ιατρική

Οι πτήσεις στο διάστημα, φυσικά, έχουν ένα πολύ μεγάλη επιρροήγια την υγεία των ανθρώπων, ιδιαίτερα εκείνων που δεν είναι εκπαιδευμένοι ή έχουν χρόνιες ασθένειες. Επομένως, μια σημαντική πτυχή είναι η ιατρική έρευνα όλων των λεπτοτήτων της πτήσης, όλων των αντιδράσεων του σώματος στις πιο διαφορετικές και απίστευτες επιδράσεις των εξωγήινων δυνάμεων.

Η πτήση στην έλλειψη βαρύτητας αναγκάζει τη σύγχρονη ιατρική και βιολογία να εφεύρει και να διατυπώσει (ταυτόχρονα να εφαρμόσει, φυσικά) ένα σύνολο μέτρων για την παροχή στους αστροναύτες κανονική διατροφή, ανάπαυση, παροχή οξυγόνου, διατήρηση της ικανότητας εργασίας κ.λπ.

Επιπλέον, η ιατρική έχει σχεδιαστεί για να παρέχει στους κοσμοναύτες αξιοπρεπή βοήθεια σε περίπτωση απρόβλεπτων καταστάσεων έκτακτης ανάγκης, καθώς και προστασία από τις επιπτώσεις άγνωστων δυνάμεων άλλων πλανητών και διαστημάτων. Είναι αρκετά δύσκολο, απαιτεί πολύ χρόνο και κόπο, μεγάλη θεωρητική βάση, χρήση μόνο του πιο σύγχρονου εξοπλισμού και σκευασμάτων.

Επιπλέον, η ιατρική, μαζί με τη φυσική και τη βιολογία, έχει το καθήκον να προστατεύει τους αστροναύτες από τους φυσικούς παράγοντες των διαστημικών συνθηκών, όπως:

• θερμοκρασία;
• ακτινοβολία;
• πίεση;
• μετεωρίτες.

Επομένως, η μελέτη όλων αυτών των παραγόντων και χαρακτηριστικών είναι πολύ σημαντική.

στη βιολογία

Η διαστημική βιολογία, όπως και κάθε άλλη βιολογική επιστήμη, έχει ένα ορισμένο σύνολο μεθόδων που επιτρέπουν τη διεξαγωγή έρευνας, τη συσσώρευση θεωρητικού υλικού και την επιβεβαίωσή του με πρακτικά συμπεράσματα. Αυτές οι μέθοδοι δεν παραμένουν αναλλοίωτες στο χρόνο, επικαιροποιούνται και εκσυγχρονίζονται σύμφωνα με την τρέχουσα ώρα. Ωστόσο, οι ιστορικά καθιερωμένες μέθοδοι βιολογίας παραμένουν επίκαιρες μέχρι σήμερα. Αυτά περιλαμβάνουν:

1. παρατήρηση.
2. Πείραμα.
3. Ιστορική ανάλυση.
4. Περιγραφή.
5. Σύγκριση.

Αυτές οι μέθοδοι βιολογικής έρευνας είναι βασικές, σχετικές ανά πάσα στιγμή. Υπάρχουν όμως πολλά άλλα που προέκυψαν με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, της ηλεκτρονικής φυσικής και της μοριακής βιολογίας. Ονομάζονται σύγχρονα και παίζουν τον μεγαλύτερο ρόλο στη μελέτη όλων των βιολογικών-χημικών, ιατρικών και φυσιολογικών διεργασιών.

Σύγχρονες μέθοδοι

1. Μέθοδοι γενετικής μηχανικής και βιοπληροφορικής.Αυτό περιλαμβάνει αγροβακτηριακό και βαλλιστικό μετασχηματισμό, PCR (αλυσιδωτές αντιδράσεις πολυμεράσης). Ο ρόλος της βιολογικής έρευνας αυτού του είδους είναι μεγάλος, καθώς είναι αυτοί που καθιστούν δυνατή την εύρεση επιλογών για την επίλυση του προβλήματος της διατροφής και του κορεσμού οξυγόνου και καμπίνες για την άνετη κατάσταση των αστροναυτών.
2. Μέθοδοι χημείας και ιστοχημείας πρωτεϊνών. Επιτρέπουν τον έλεγχο των πρωτεϊνών και των ενζύμων στα ζωντανά συστήματα.
3. Χρήση μικροσκοπίου φθορισμού, μικροσκοπία υπερανάλυσης.
4. Χρήσεις μοριακής βιολογίας και βιοχημείαςκαι τις μεθόδους έρευνας τους.
5. Βιοτηλεμετρία- μέθοδος που είναι αποτέλεσμα συνδυασμού εργασιών μηχανικών και ιατρών σε βιολογική βάση. Σας επιτρέπει να ελέγχετε όλες τις φυσιολογικά σημαντικές λειτουργίες του σώματος από απόσταση χρησιμοποιώντας κανάλια ραδιοεπικοινωνίας του ανθρώπινου σώματος και συσκευή εγγραφής υπολογιστή. Η διαστημική βιολογία χρησιμοποιεί αυτή τη μέθοδο ως την κύρια μέθοδο για την παρακολούθηση των επιπτώσεων των διαστημικών συνθηκών στους οργανισμούς των αστροναυτών.
6. Βιολογική ένδειξη διαπλανητικού χώρου. Μια πολύ σημαντική μέθοδος διαστημικής βιολογίας, που καθιστά δυνατή την αξιολόγηση των διαπλανητικών καταστάσεων του περιβάλλοντος, τη λήψη πληροφοριών για τα χαρακτηριστικά διαφορετικών πλανητών. Η βάση εδώ είναι η χρήση ζώων με ενσωματωμένους αισθητήρες. Είναι πειραματόζωα (ποντίκια, σκύλοι, πίθηκοι) που εξάγουν πληροφορίες από τροχιές, τις οποίες χρησιμοποιούν οι επίγειοι επιστήμονες για ανάλυση και συμπεράσματα.

Οι σύγχρονες μέθοδοι βιολογικής έρευνας επιτρέπουν την επίλυση προηγμένων προβλημάτων όχι μόνο της διαστημικής βιολογίας, αλλά και καθολικών.

Προβλήματα διαστημικής βιολογίας

Όλες οι παραπάνω μέθοδοι βιοϊατρικής έρευνας, δυστυχώς, δεν έχουν ακόμη καταφέρει να λύσουν όλα τα προβλήματα της διαστημικής βιολογίας. Υπάρχει μια σειρά από επίκαιρα ζητήματα που παραμένουν επείγοντα μέχρι σήμερα. Ας εξετάσουμε τα κύρια προβλήματα που αντιμετωπίζει η διαστημική ιατρική και η βιολογία.

1. Επιλογή εκπαιδευμένου προσωπικού για διαστημικές πτήσεις, του οποίου η κατάσταση της υγείας θα μπορούσε να ανταποκρίνεται σε όλες τις απαιτήσεις των γιατρών (συμπεριλαμβανομένου του να επιτρέπεται στους κοσμοναύτες να υπομείνουν αυστηρή εκπαίδευση και εκπαίδευση για πτήσεις).
2. Αξιοπρεπές επίπεδο εκπαίδευσης και προμήθειας όλων των απαραίτητων για τα πληρώματα του χώρου εργασίας.
3. Διασφάλιση της ασφάλειας από κάθε άποψη (συμπεριλαμβανομένων από άγνωστους ή ξένους παράγοντες επιρροής από άλλους πλανήτες) σε πλοία εργασίας και κατασκευές αεροσκαφών.
4. Ψυχοφυσιολογική αποκατάσταση αστροναυτών κατά την επιστροφή τους στη Γη.
5. Ανάπτυξη τρόπων προστασίας των αστροναυτών και από
6. Εξασφάλιση κανονικών συνθηκών διαβίωσης στις καμπίνες κατά τις διαστημικές πτήσεις.
7. Ανάπτυξη και εφαρμογή εκσυγχρονισμένων τεχνολογιών υπολογιστών στη διαστημική ιατρική.
8. Εφαρμογή διαστημικής τηλεϊατρικής και βιοτεχνολογίας. Χρησιμοποιώντας τις μεθόδους αυτών των επιστημών.
9. Ιατρική και βιολογικά προβλήματαγια άνετες πτήσεις αστροναυτών προς τον Άρη και άλλους πλανήτες.
10. Σύνθεση φαρμακολογικών παραγόντων που θα λύσουν το πρόβλημα της παροχής οξυγόνου στο διάστημα.

Οι ανεπτυγμένες, βελτιωμένες και πολύπλοκες μέθοδοι βιοϊατρικής έρευνας θα επιτρέψουν σίγουρα την επίλυση όλων των εργασιών και των υφιστάμενων προβλημάτων. Ωστόσο, το πότε θα γίνει αυτό είναι ένα περίπλοκο και μάλλον απρόβλεπτο ερώτημα.

Να σημειωθεί ότι με όλα αυτά τα θέματα δεν ασχολούνται μόνο Ρώσοι επιστήμονες, αλλά και το Ακαδημαϊκό Συμβούλιο όλων των χωρών του κόσμου. Και αυτό είναι ένα μεγάλο συν. Άλλωστε, κοινές έρευνες και αναζητήσεις θα δώσουν δυσανάλογα μεγαλύτερο και ταχύτερο θετικό αποτέλεσμα. Η στενή παγκόσμια συνεργασία για την επίλυση διαστημικών προβλημάτων είναι το κλειδί της επιτυχίας στην εξερεύνηση του εξωγήινου διαστήματος.

Σύγχρονα επιτεύγματα

Υπάρχουν πολλά τέτοια επιτεύγματα. Εξάλλου, η εντατική εργασία πραγματοποιείται καθημερινά, ενδελεχής και επίπονη, η οποία σας επιτρέπει να βρίσκετε όλο και περισσότερα νέα υλικά, να εξάγετε συμπεράσματα και να διατυπώνετε υποθέσεις.

Μία από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις του 21ου αιώνα στην κοσμολογία ήταν η ανακάλυψη νερού στον Άρη. Αυτό προκάλεσε αμέσως δεκάδες υποθέσεις για την παρουσία ή απουσία ζωής στον πλανήτη, για τη δυνατότητα επανεγκατάστασης γήινων στον Άρη κ.λπ.

Μια άλλη ανακάλυψη ήταν ότι οι επιστήμονες έχουν καθορίσει τα όρια ηλικίας μέσα στα οποία ένα άτομο μπορεί να βρίσκεται στο διάστημα όσο το δυνατόν πιο άνετα και χωρίς σοβαρές συνέπειες. Δεδομένης ηλικίαςξεκινά στα 45 και τελειώνει περίπου στα 55-60 χρόνια. Οι νέοι που πηγαίνουν στο διάστημα υποφέρουν εξαιρετικά ψυχολογικά και φυσιολογικά μετά την επιστροφή τους στη Γη, είναι δύσκολο να προσαρμοστούν και να ξαναχτιστούν.

Νερό ανακαλύφθηκε επίσης στη Σελήνη (2009). Ο υδράργυρος και ένας μεγάλος αριθμός απόασήμι.

Οι μέθοδοι βιολογικής έρευνας, καθώς και οι μηχανικοί και φυσικοί δείκτες, καθιστούν δυνατό να συμπεράνουμε με σιγουριά την αβλαβή (τουλάχιστον, όχι πιο επιβλαβή από τη Γη) των επιπτώσεων της ακτινοβολίας ιόντων και της έκθεσης στο διάστημα.

Επιστημονικές μελέτες έχουν αποδείξει ότι η μακρά παραμονή στο διάστημα δεν αφήνει αποτύπωμα στην πάθηση φυσική υγείααστροναύτες. Ωστόσο, τα ψυχολογικά προβλήματα παραμένουν.

Έχουν διεξαχθεί μελέτες που αποδεικνύουν ότι τα ανώτερα φυτά αντιδρούν διαφορετικά όταν βρίσκονται στο διάστημα. Οι σπόροι ορισμένων φυτών στη μελέτη δεν έδειξαν γενετικές αλλαγές. Άλλα, αντίθετα, παρουσίασαν εμφανείς παραμορφώσεις σε μοριακό επίπεδο.

Πειράματα που έγιναν σε κύτταρα και ιστούς ζωντανών οργανισμών (θηλαστικών) απέδειξαν ότι ο χώρος δεν επηρεάζει την κανονική κατάσταση και τη λειτουργία αυτών των οργάνων.

Διάφοροι τύποι ιατρικών μελετών (τομογραφία, μαγνητική τομογραφία, εξετάσεις αίματος και ούρων, καρδιογράφημα, αξονική τομογραφία κ.λπ.) οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι τα φυσιολογικά, βιοχημικά, μορφολογικά χαρακτηριστικά των ανθρώπινων κυττάρων παραμένουν αμετάβλητα όταν μένουν στο διάστημα έως και 86 ημέρες. .

Κάτω από εργαστηριακές συνθήκες, αναδημιουργήθηκε ένα τεχνητό σύστημα, το οποίο καθιστά δυνατό να φτάσουμε όσο το δυνατόν πιο κοντά στην κατάσταση έλλειψης βαρύτητας και έτσι να μελετήσουμε όλες τις πτυχές της επιρροής αυτής της κατάστασης στο σώμα. Αυτό, με τη σειρά του, κατέστησε δυνατή την ανάπτυξη μιας σειράς από προληπτικά μέτραγια την πρόληψη της επίδρασης αυτού του παράγοντα κατά τη διάρκεια μιας ανθρώπινης πτήσης σε μηδενική βαρύτητα.

Τα αποτελέσματα της εξωβιολογίας έχουν γίνει δεδομένα που υποδεικνύουν την παρουσία οργανικών συστημάτων έξω από τη γήινη βιόσφαιρα. Μέχρι στιγμής, μόνο η θεωρητική διατύπωση αυτών των υποθέσεων έχει καταστεί δυνατή, αλλά σύντομα οι επιστήμονες σχεδιάζουν να αποκτήσουν πρακτικά στοιχεία.

Χάρη στην έρευνα βιολόγων, φυσικών, γιατρών, οικολόγων και χημικών, αποκαλύφθηκαν βαθιές μηχανισμοί ανθρώπινης επίδρασης στη βιόσφαιρα. Για να επιτευχθεί αυτό, κατέστη δυνατό δημιουργώντας τεχνητά οικοσυστήματα έξω από τον πλανήτη και ασκώντας την ίδια επιρροή σε αυτά όπως στη Γη.

Αυτά δεν είναι όλα τα επιτεύγματα της διαστημικής βιολογίας, της κοσμολογίας και της ιατρικής σήμερα, αλλά μόνο τα κύρια. Υπάρχουν μεγάλες δυνατότητες, η εφαρμογή του οποίου είναι έργο των εισηγμένων επιστημών για το μέλλον.

Ζωή στο διάστημα

Σύμφωνα με τις σύγχρονες ιδέες, ζωή στο διάστημα μπορεί να υπάρχει, αφού πρόσφατες ανακαλύψεις επιβεβαιώνουν την παρουσία σε ορισμένους πλανήτες κατάλληλων συνθηκών για την εμφάνιση και την ανάπτυξη της ζωής. Ωστόσο, οι απόψεις των επιστημόνων για αυτό το θέμα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:

• Δεν υπάρχει ζωή πουθενά εκτός από τη Γη, ποτέ δεν υπήρξε και δεν θα υπάρξει ποτέ.
• υπάρχει ζωή στις τεράστιες εκτάσεις του διαστήματος, αλλά οι άνθρωποι δεν την έχουν ακόμη ανακαλύψει.

Ποια από τις υποθέσεις είναι σωστή, εναπόκειται στον καθένα να αποφασίσει. Υπάρχουν αρκετά στοιχεία και διάψευση τόσο για το ένα όσο και για το άλλο.

διαφάνεια 1

Για να κατανοήσουμε τον ρόλο της βιολογίας στην εξερεύνηση του διαστήματος, πρέπει να στραφούμε στη διαστημική βιολογία. Η διαστημική βιολογία είναι ένα σύμπλεγμα κυρίως βιολογικών επιστημών που μελετά: 1) τα χαρακτηριστικά της ζωής των επίγειων οργανισμών στο διάστημα και κατά τις πτήσεις με διαστημόπλοια 2) τις αρχές της κατασκευής βιολογικών συστημάτων για τη διασφάλιση της ζωής των μελών του πληρώματος των διαστημικών σκαφών και σταθμών 3 ) εξωγήινες μορφές ζωής.

Ο ρόλος της βιολογίας στη διαστημική έρευνα

διαφάνεια 2

Η διαστημική βιολογία είναι μια συνθετική επιστήμη που συγκέντρωσε τα επιτεύγματα διαφόρων κλάδων της βιολογίας, της αεροπορικής ιατρικής, της αστρονομίας, της γεωφυσικής, της ραδιοηλεκτρονικής και πολλών άλλων επιστημών και δημιούργησε τις δικές της μεθόδους έρευνας στη βάση τους. Οι εργασίες στη διαστημική βιολογία πραγματοποιούνται σε διάφορους τύπους ζωντανών οργανισμών, από ιούς έως θηλαστικά.

διαφάνεια 3

Το πρωταρχικό καθήκον της διαστημικής βιολογίας είναι να μελετήσει την επίδραση των παραγόντων πτήσης στο διάστημα (επιτάχυνση, δόνηση, έλλειψη βαρύτητας, αλλοιωμένο αέριο περιβάλλον, περιορισμένη κινητικότητα και πλήρης απομόνωση σε κλειστούς ερμητικούς όγκους κ.λπ.) και του εξωτερικού χώρου (κενό, ακτινοβολία, μειωμένο μαγνητικό πεδίο δύναμη, κλπ.) . Η έρευνα στη διαστημική βιολογία πραγματοποιείται σε εργαστηριακά πειράματα, αναπαράγοντας σε κάποιο βαθμό την επίδραση μεμονωμένων παραγόντων της διαστημικής πτήσης και του διαστήματος. Ωστόσο, τα περισσότερα σημαντικόςέχουν πειράματα βιολογικών πτήσεων, κατά τα οποία είναι δυνατό να μελετηθεί η επίδραση σε έναν ζωντανό οργανισμό ενός συμπλέγματος ασυνήθιστων περιβαλλοντικών παραγόντων.

διαφάνεια 4

Ινδικά χοιρίδια, ποντίκια, σκύλοι, ανώτερα φυτά και φύκια (chlorella), διάφοροι μικροοργανισμοί, σπόροι φυτών, απομονωμένες καλλιέργειες ιστού ανθρώπου και κουνελιού και άλλα βιολογικά αντικείμενα στάλθηκαν σε πτήση με τεχνητούς δορυφόρους της Γης και διαστημόπλοια.

διαφάνεια 5

Στις περιοχές εισόδου σε τροχιά, τα ζώα παρουσίασαν επιτάχυνση στην αύξηση του καρδιακού ρυθμού και της αναπνοής, η οποία σταδιακά εξαφανίστηκε μετά τη μετάβαση του πλοίου σε τροχιακή πτήση. Το πιο σημαντικό άμεσο αποτέλεσμα των επιταχύνσεων είναι οι αλλαγές στον πνευμονικό αερισμό και η ανακατανομή του αίματος στο αγγειακό σύστημα, συμπεριλαμβανομένης της πνευμονικής κυκλοφορίας, καθώς και αλλαγές στην αντανακλαστική ρύθμιση της κυκλοφορίας του αίματος. Η ομαλοποίηση του παλμού μετά την πρόσκρουση των επιταχύνσεων στην έλλειψη βαρύτητας συμβαίνει πολύ πιο αργά από ό,τι μετά από δοκιμές σε φυγόκεντρο υπό γήινες συνθήκες. Τόσο η μέση όσο και η απόλυτη τιμή του παλμού στην έλλειψη βαρύτητας ήταν χαμηλότερες από ό,τι στα αντίστοιχα πειράματα προσομοίωσης στη Γη και χαρακτηρίστηκαν από έντονες διακυμάνσεις. Ανάλυση κινητική δραστηριότηταΤα σκυλιά έδειξαν μια αρκετά γρήγορη προσαρμογή σε ασυνήθιστες συνθήκες έλλειψης βαρύτητας και την αποκατάσταση της ικανότητας συντονισμού των κινήσεων. Τα ίδια αποτελέσματα λήφθηκαν σε πειράματα σε πιθήκους. Ερευνα εξαρτημένα αντανακλαστικάσε αρουραίους και ινδικά χοιρίδια, μετά την επιστροφή τους από τη διαστημική πτήση, δεν βρέθηκαν αλλαγές σε σύγκριση με τα πειράματα πριν από την πτήση.

διαφάνεια 6

Τα πειράματα στον σοβιετικό βιοδορυφόρο Kosmos-110 με δύο σκύλους και στον αμερικανικό βιοδορυφόρο Bios-3 με έναν πίθηκο επί του σκάφους ήταν σημαντικά για την περαιτέρω ανάπτυξη της οικοφυσιολογικής γραμμής έρευνας. Κατά τη διάρκεια της πτήσης των 22 ημερών, τα σκυλιά υποβλήθηκαν για πρώτη φορά όχι μόνο στην επίδραση αναπόφευκτα εγγενών παραγόντων, αλλά και σε μια σειρά ειδικών επιδράσεων (ερεθισμός του ρινικού κόλπου από ηλεκτρικό ρεύμα, σύσφιξη των καρωτιδικών αρτηριών κ.λπ. .), με στόχο την αποσαφήνιση των χαρακτηριστικών της νευρικής ρύθμισης της κυκλοφορίας του αίματος σε συνθήκες χωρίς βάρος. Η αρτηριακή πίεση των ζώων καταγράφηκε απευθείας. Κατά τη διάρκεια της πτήσης του πιθήκου στον βιοδορυφόρο Bios-3, η οποία διήρκεσε 8,5 ημέρες, βρέθηκαν σοβαρές αλλαγές στους κύκλους ύπνου και εγρήγορσης (κατακερματισμός των καταστάσεων συνείδησης, γρήγορες μεταβάσεις από την υπνηλία στην εγρήγορση, μια αξιοσημείωτη μείωση στις φάσεις ύπνου που σχετίζονται με όνειρα και βαθιά υπνηλία), καθώς και παραβίαση του καθημερινού ρυθμού ορισμένων φυσιολογικών διεργασιών. Ο θάνατος του ζώου, που ακολούθησε λίγο μετά το πρόωρο τέλος της πτήσης, οφειλόταν, σύμφωνα με αρκετούς ειδικούς, στην επίδραση της έλλειψης βαρύτητας, που οδήγησε σε ανακατανομή αίματος στο σώμα, απώλεια υγρών και μειωμένο κάλιο. και τον μεταβολισμό του νατρίου.

Διαφάνεια 7

Γενετικές μελέτες που διεξήχθησαν σε τροχιακές διαστημικές πτήσεις έδειξαν ότι η ύπαρξη στο διάστημα έχει διεγερτική επίδραση στα ξερά κρεμμύδια και σπόρους νιγκέλας. Η επιτάχυνση της κυτταρικής διαίρεσης βρέθηκε σε σπορόφυτα μπιζελιών, καλαμποκιού και σιταριού. Σε μια καλλιέργεια μιας ανθεκτικής στην ακτινοβολία φυλής ακτινομυκήτων (βακτήρια), υπήρχαν 6 φορές περισσότερα επιζώντα σπόρια και αναπτυσσόμενες αποικίες, ενώ σε ένα ευαίσθητο στην ακτινοβολία στέλεχος (μια καθαρή καλλιέργεια ιών, βακτηρίων, άλλων μικροοργανισμών ή μια κυτταρική καλλιέργεια που απομονώθηκε σε συγκεκριμένη ώρα και σε συγκεκριμένο μέρος) σημειώθηκε μείωση των αντίστοιχων δεικτών κατά 12 φορές. Μελέτες μετά την πτήση και ανάλυση των πληροφοριών που ελήφθησαν έδειξαν ότι η μακροχρόνια διαστημική πτήση σε εξαιρετικά οργανωμένα θηλαστικά συνοδεύεται από την ανάπτυξη καταπόνησης του καρδιαγγειακού συστήματος, παραβίαση του μεταβολισμού νερού-αλατιού, ειδικότερα, σημαντική μείωση του περιεκτικότητα σε ασβέστιο στα οστά.

Διαφάνεια 8

Ως αποτέλεσμα βιολογικών μελετών που πραγματοποιήθηκαν σε μεγάλο υψόμετρο και βαλλιστικούς πυραύλους, AES, KKS και άλλα διαστημόπλοια, έχει διαπιστωθεί ότι ένα άτομο μπορεί να ζήσει και να εργαστεί σε συνθήκες διαστημικής πτήσης για σχετικά μεγάλο χρονικό διάστημα. Η έλλειψη βαρύτητας έχει αποδειχθεί ότι μειώνει την ανοχή του σώματος σωματική δραστηριότητακαι περιπλέκει την επαναπροσαρμογή στις συνθήκες της κανονικής (επίγειας) βαρύτητας. Ένα σημαντικό αποτέλεσμα της βιολογικής έρευνας στο διάστημα είναι η διαπίστωση του γεγονότος ότι η έλλειψη βαρύτητας δεν έχει μεταλλαξιογόνο δράση, τουλάχιστον σε σχέση με γονιδιακές και χρωμοσωμικές μεταλλάξεις. Κατά την προετοιμασία και τη διεξαγωγή περαιτέρω οικοφυσιολογικών και οικολογικών μελετών στις διαστημικές πτήσεις, η κύρια προσοχή θα δοθεί στη μελέτη της επίδρασης της έλλειψης βαρύτητας στις ενδοκυτταρικές διεργασίες, των βιολογικών επιδράσεων των βαρέων σωματιδίων με μεγάλο φορτίο, του καθημερινού ρυθμού των φυσιολογικών και βιολογικών διεργασιών και τις συνδυασμένες επιδράσεις ενός αριθμού παραγόντων πτήσης στο διάστημα.

Διαφάνεια 9

Η έρευνα στη διαστημική βιολογία κατέστησε δυνατή την ανάπτυξη μιας σειράς προστατευτικών μέτρων και προετοίμασε τη δυνατότητα ασφαλούς πτήσης στο διάστημα για ένα άτομο, η οποία διεξήχθη από πτήσεις σοβιετικών και στη συνέχεια αμερικανικών πλοίων με άτομα επί του σκάφους. Η σημασία της διαστημικής βιολογίας δεν σταματά εκεί. Η έρευνα στον τομέα αυτό θα συνεχίσει να είναι ιδιαίτερα απαραίτητη για την επίλυση ορισμένων προβλημάτων, ιδίως για τη βιολογική αναγνώριση νέων διαστημικών διαδρομών. Αυτό θα απαιτήσει την ανάπτυξη νέων μεθόδων βιοτηλεμετρίας (μια μέθοδο για την εξ αποστάσεως μελέτη βιολογικών φαινομένων και τη μέτρηση βιολογικών δεικτών), τη δημιουργία εμφυτεύσιμων συσκευών για μικρή τηλεμετρία (ένα σύνολο τεχνολογιών που επιτρέπουν μετρήσεις εξ αποστάσεως και τη συλλογή πληροφοριών ο χειριστής ή ο χρήστης), ο μετασχηματισμός διάφορα είδηενέργεια που προέρχεται από το σώμα στην ηλεκτρική ενέργεια που είναι απαραίτητη για την τροφοδοσία τέτοιων συσκευών, νέες μέθοδοι «συμπίεσης» πληροφοριών κ.λπ. οικολογικά συστήματαμε αυτοτροφικούς και ετερότροφους οργανισμούς.

Στείλτε την καλή σας δουλειά στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Παρόμοια Έγγραφα

γενικά χαρακτηριστικάεπιστήμες βιολογίας. Στάδια ανάπτυξης της βιολογίας. Ανακάλυψη των θεμελιωδών νόμων της κληρονομικότητας. Θεωρία κυττάρων, νόμοι κληρονομικότητας, επιτεύγματα βιοχημείας, βιοφυσικής και μοριακής βιολογίας. Το ζήτημα των λειτουργιών της ζωντανής ύλης.

δοκιμή, προστέθηκε στις 25/02/2012


Μεθοδολογία σύγχρονης βιολογίας. Φιλοσοφικά και μεθοδολογικά προβλήματα της βιολογίας. Στάδια μετασχηματισμού ιδεών για τη θέση και το ρόλο της βιολογίας στο σύστημα επιστημονική γνώση. Η έννοια της βιολογικής πραγματικότητας. Ο ρόλος του φιλοσοφικού στοχασμού στην ανάπτυξη των βιοεπιστημών.

περίληψη, προστέθηκε 30/01/2010


Η γέννηση της βιολογίας ως επιστήμης. Ιδέες, αρχές και έννοιες της βιολογίας του XVIII αιώνα. Έγκριση της θεωρίας της εξέλιξης του Χ. Δαρβίνου και η διαμόρφωση του δόγματος της κληρονομικότητας. Εξελικτικές απόψεις των Λαμάρκ, Δαρβίνου, Μέντελ. Εξέλιξη πολυγονιδιακών συστημάτων και γενετική μετατόπιση.

θητεία, προστέθηκε 01/07/2011


Η επίδραση της οπτικοποίησης στην ποιότητα κατάκτησης των γνώσεων της βιολογίας των μαθητών σε όλα τα στάδια του μαθήματος. Η ιστορία της έννοιας της «ορατότητας» ως διδακτικής αρχής της διδασκαλίας. Ταξινόμηση οπτικών βοηθημάτων στη βιολογία και μέθοδοι εφαρμογής τους στην τάξη.

θητεία, προστέθηκε 05/03/2009


Θεωρητικά θεμέλια, θέμα, αντικείμενο και νόμοι της βιολογίας. Ουσία, ανάλυση και απόδειξη των αξιωμάτων της θεωρητικής βιολογίας, γενικευμένη από τον Β.Μ. Mednikov και χαρακτηρίζοντας τη ζωή και τη μη ζωή που διαφέρει από αυτήν. Χαρακτηριστικά της γενετικής θεωρίας της ανάπτυξης.

περίληψη, προστέθηκε 28/05/2010


Η έννοια των μεγεθυντικών συσκευών (φούπα, μικροσκόπιο), ο σκοπός και η συσκευή τους. Τα κύρια λειτουργικά και εποικοδομητικά-τεχνολογικά μέρη ενός σύγχρονου μικροσκοπίου που χρησιμοποιείται στα μαθήματα βιολογίας. Διεξαγωγή εργαστηριακών εργασιών σε μαθήματα βιολογίας.

θητεία, προστέθηκε 18/02/2011


Βιογραφική έρευνα και επιστημονική δραστηριότηταΚάρολος Δαρβίνος, ο ιδρυτής της εξελικτικής βιολογίας. Τεκμηρίωση της υπόθεσης της καταγωγής του ανθρώπου από πίθηκο πρόγονο. Βασικά σημεία εξελικτικό δόγμα. εύρος της φυσικής επιλογής.

παρουσίαση, προστέθηκε 26/11/2016


Η χρήση των φυκιών στο διάστημα. Αρνητικές πλευρές. Η επιστήμη που ασχολείται με τα προβλήματα της βιολογίας στο διάστημα ονομάζεται διαστημική βιολογία. Ένα από τα προβλήματα που έχει η χρήση των φυκιών προς όφελος της ανθρωπότητας είναι η κατάκτηση του διαστήματος.

διαφάνεια 1


Περιγραφή της διαφάνειας:

διαφάνεια 2



Περιγραφή της διαφάνειας:

διαφάνεια 3



Περιγραφή της διαφάνειας:

διαφάνεια 4



Περιγραφή της διαφάνειας:

διαφάνεια 5



Περιγραφή της διαφάνειας:

διαφάνεια 6



Περιγραφή της διαφάνειας:

Τα πειράματα στον σοβιετικό βιοδορυφόρο Kosmos-110 με δύο σκύλους και στον αμερικανικό βιοδορυφόρο Bios-3 με έναν πίθηκο επί του σκάφους ήταν σημαντικά για την περαιτέρω ανάπτυξη της οικοφυσιολογικής γραμμής έρευνας. Κατά τη διάρκεια της πτήσης των 22 ημερών, τα σκυλιά υποβλήθηκαν για πρώτη φορά όχι μόνο στην επίδραση αναπόφευκτα εγγενών παραγόντων, αλλά και σε μια σειρά ειδικών επιδράσεων (ερεθισμός του ρινικού κόλπου από ηλεκτρικό ρεύμα, σύσφιξη των καρωτιδικών αρτηριών κ.λπ. .), με στόχο την αποσαφήνιση των χαρακτηριστικών της νευρικής ρύθμισης της κυκλοφορίας του αίματος σε συνθήκες χωρίς βάρος. Η αρτηριακή πίεση των ζώων καταγράφηκε απευθείας. Κατά τη διάρκεια της πτήσης του πιθήκου στον βιοδορυφόρο Bios-3, η οποία διήρκεσε 8,5 ημέρες, βρέθηκαν σοβαρές αλλαγές στους κύκλους ύπνου και εγρήγορσης (κατακερματισμός των καταστάσεων συνείδησης, γρήγορες μεταβάσεις από την υπνηλία στην εγρήγορση, μια αξιοσημείωτη μείωση στις φάσεις ύπνου που σχετίζονται με όνειρα και βαθιά υπνηλία), καθώς και παραβίαση του καθημερινού ρυθμού ορισμένων φυσιολογικών διεργασιών. Ο θάνατος του ζώου, που ακολούθησε λίγο μετά το πρόωρο τέλος της πτήσης, οφειλόταν, σύμφωνα με αρκετούς ειδικούς, στην επίδραση της έλλειψης βαρύτητας, που οδήγησε σε ανακατανομή αίματος στο σώμα, απώλεια υγρών και μειωμένο κάλιο. και τον μεταβολισμό του νατρίου.

Διαφάνεια 7



Περιγραφή της διαφάνειας:

Διαφάνεια 8



Περιγραφή της διαφάνειας:

Διαφάνεια 9



Περιγραφή της διαφάνειας:

Η έρευνα στη διαστημική βιολογία κατέστησε δυνατή την ανάπτυξη μιας σειράς προστατευτικών μέτρων και προετοίμασε τη δυνατότητα ασφαλούς πτήσης στο διάστημα για ένα άτομο, η οποία διεξήχθη από πτήσεις σοβιετικών και στη συνέχεια αμερικανικών πλοίων με άτομα επί του σκάφους. Η σημασία της διαστημικής βιολογίας δεν σταματά εκεί. Η έρευνα στον τομέα αυτό θα συνεχίσει να είναι ιδιαίτερα απαραίτητη για την επίλυση ορισμένων προβλημάτων, ιδίως για τη βιολογική αναγνώριση νέων διαστημικών διαδρομών. Αυτό θα απαιτήσει την ανάπτυξη νέων μεθόδων βιοτηλεμετρίας (μέθοδος εξ αποστάσεως μελέτης βιολογικών φαινομένων και μέτρησης βιολογικών δεικτών), τη δημιουργία εμφυτεύσιμων συσκευών για μικρή τηλεμετρία (ένα σύνολο τεχνολογιών που επιτρέπουν απομακρυσμένες μετρήσεις και τη συλλογή πληροφοριών παρέχεται σε χειριστή ή χρήστη), η μετατροπή διαφόρων τύπων ενέργειας που προέρχεται από το σώμα σε ηλεκτρική ενέργεια που είναι απαραίτητη για την τροφοδοσία τέτοιων συσκευών, νέες μέθοδοι "συμπίεσης" πληροφοριών κ.λπ. Η διαστημική βιολογία θα παίξει επίσης εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη βιοσυμπλεγμάτων ή κλειστών οικολογικών συστημάτων με αυτότροφους και ετερότροφους οργανισμούς, απαραίτητα για μακροχρόνιες πτήσεις.

Η εκτόξευση το 1957 του πρώτου τεχνητού δορυφόρου της Γης και η περαιτέρω ανάπτυξη της αστροναυτικής έθεσε μεγάλα και πολύπλοκα προβλήματα σε διάφορους τομείς της επιστήμης. Νέοι κλάδοι γνώσης έχουν εμφανιστεί. Ενας από αυτούς - διαστημική βιολογία.

Το 1908, ο K. E. Tsiolkovsky εξέφρασε την ιδέα ότι μετά τη δημιουργία ενός τεχνητού δορυφόρου της Γης ικανού να επιστρέψει στη Γη χωρίς ζημιά, η λύση των βιολογικών προβλημάτων που σχετίζονται με τη διασφάλιση της ζωής των πληρωμάτων διαστημικών σκαφών θα ήταν με τη σειρά του. Πράγματι, πριν ο πρώτος γήινος είναι πολίτης Σοβιετική ΈνωσηΓιούρι Αλεξέεβιτς Γκαγκάριν - πήγε σε διαστημική πτήση με το διαστημόπλοιο Vostok-1, διεξήχθη εκτεταμένη ιατρική και βιολογική έρευνα σε τεχνητούς δορυφόρους και διαστημόπλοια της Γης. Ινδικά χοιρίδια, ποντίκια, σκύλοι, ανώτερα φυτά και φύκια (chlorella), διάφοροι μικροοργανισμοί, σπόροι φυτών, απομονωμένες καλλιέργειες ιστού ανθρώπου και κουνελιού και άλλα βιολογικά αντικείμενα στάλθηκαν σε διαστημικές πτήσεις. Αυτά τα πειράματα επέτρεψαν στους επιστήμονες να καταλήξουν στο συμπέρασμα ότι η ζωή σε διαστημική πτήση (τουλάχιστον όχι πολύ μεγάλη) είναι δυνατή. Αυτό ήταν το πρώτο σημαντικό επίτευγμα ενός νέου πεδίου της φυσικής επιστήμης - της διαστημικής βιολογίας.

Τα ποντίκια δοκιμάζονται σε μηδενική βαρύτητα.

Ποια είναι τα καθήκοντα της διαστημικής βιολογίας; Ποιο είναι το αντικείμενο της έρευνάς της; Τι το ιδιαίτερο έχουν οι μέθοδοι που χρησιμοποιεί; Ας απαντήσουμε πρώτα στην τελευταία ερώτηση. Εκτός από φυσιολογικές, γενετικές, ραδιοβιολογικές, μικροβιολογικές και άλλες βιολογικές μεθόδουςΗ ερευνητική διαστημική βιολογία χρησιμοποιεί ευρέως τα επιτεύγματα της φυσικής, της χημείας, της αστρονομίας, της γεωφυσικής, της ραδιοηλεκτρονικής και πολλών άλλων επιστημών.

Τα αποτελέσματα οποιωνδήποτε μετρήσεων κατά την πτήση πρέπει να μεταδίδονται μέσω ραδιοτηλεμετρικών γραμμών. Ως εκ τούτου, η βιολογική ραδιοτηλεμετρία (biotelemetry) είναι η κύρια μέθοδος έρευνας. Είναι επίσης ένα μέσο ελέγχου κατά τη διάρκεια πειραμάτων στο διάστημα. Η χρήση της ραδιοτηλεμετρίας αφήνει ένα ορισμένο αποτύπωμα στη μεθοδολογία και την τεχνική των βιολογικών πειραμάτων. Κάτι που, υπό κανονικές επίγειες συνθήκες, μπορεί εύκολα να ληφθεί υπόψη ή να μετρηθεί (για παράδειγμα, σπορά καλλιέργειες μικροοργανισμών, λήψη δείγματος για ανάλυση, διόρθωση, μέτρηση του ρυθμού ανάπτυξης φυτών ή βακτηρίων, προσδιορισμός της έντασης της αναπνοής, ρυθμός σφυγμού κ.λπ.), στο διάστημα μετατρέπεται σε σύνθετο επιστημονικό και τεχνικό πρόβλημα. Ειδικά αν το πείραμα διεξάγεται σε μη επανδρωμένους δορυφόρους της Γης ή σε μη επανδρωμένα διαστημόπλοια. Σε αυτήν την περίπτωση, όλες οι επιρροές στο υπό μελέτη ζωντανό αντικείμενο και όλες οι μετρούμενες ποσότητες πρέπει να μετατραπούν σε ηλεκτρικά σήματα με τη βοήθεια κατάλληλων αισθητήρων και συσκευών ραδιομηχανικής, που παίζουν διαφορετικό ρόλο. Μερικά από αυτά μπορούν να χρησιμεύσουν ως εντολή για κάποιου είδους χειραγώγηση με φυτά, ζώα ή άλλα αντικείμενα μελέτης, άλλα μεταφέρουν πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του αντικειμένου ή της διαδικασίας υπό μελέτη.

Έτσι, οι μέθοδοι της διαστημικής βιολογίας διακρίνονται από υψηλό βαθμό αυτοματισμού και συνδέονται στενά με την ραδιοηλεκτρονική και την ηλεκτρική μηχανική, τη ραδιοτηλεμετρία και την τεχνολογία υπολογιστών. Ο ερευνητής πρέπει να είναι εξοικειωμένος με όλα αυτά τεχνικά μέσα, και, επιπλέον, χρειάζεται μια βαθιά γνώση των μηχανισμών των διαφόρων βιολογικών διεργασιών.

Ποιες είναι οι προκλήσεις που αντιμετωπίζει η διαστημική βιολογία; Τα σημαντικότερα από αυτά είναι τρία: 1. Μελέτη της επίδρασης των συνθηκών πτήσης στο διάστημα και των διαστημικών παραγόντων στους ζωντανούς οργανισμούς της Γης. 2. Μελέτη των βιολογικών θεμελίων της υποστήριξης ζωής σε συνθήκες πτήσης στο διάστημα, σε εξωγήινους και πλανητικούς σταθμούς. 3. Η αναζήτηση ζωντανής ύλης και οργανικών ουσιών στον παγκόσμιο χώρο και μελέτη χαρακτηριστικών και μορφών εξωγήινης ζωής. Ας μιλήσουμε για καθένα από αυτά.