Полеты на кораблях-спутниках

Второй искусственный спутник Земли просуществовал на орбите 162 сут. В этом эксперименте возвращение спутника с собакой Лайкой на Землю не предусматривалось. Это обстоятельство нас сильно удручало. Вот что рассказывал* о своем состоянии О.Г.Газенко через некоторое время после запуска спутника: «Сам по себе запуск и получение… информации — все очень здорово. Но когда ты понимаешь, что нельзя вернуть эту Лайку, что она там погибает, и что ты ничего не можешь сделать, и что никто, не только я, никто не может ее вернуть, потому что нет системы для возвращения, это какое-то очень тяжелое ощущение. Знаете? Когда я с космодрома вернулся в Москву, и какое-то время еще ликование было: выступления по радио, в газетах, я уехал за город. Понимаете? Хотелось какого-то уединения».

См.: Машкевич Т. В. Испытано на себе. М., Машиностроение, 1978, с. 36

И надо понять наши чувства, когда через некоторое время после полета Лайки С.П.Королев приехал в нашу лабораторию и поставил новую задачу: подготовить животных для суточного полета, но уже с возвращением на Землю. Основными целями запусков космических кораблей-спутников были дальнейшее исследование влияния факторов космического полета на организм животных и других биологических объектов, отработка систем, обеспечивающих жизнедеятельность человека, безопасность полета и благополучное возвращение его на Землю.

Были отобраны 12 собак, которых в течение ряда месяцев приучали к длительному нахождению в герметических кабинах (в условиях изоляции и шума), приему пищи из автоматов кормления, ношению датчиков, одежды и ассенизационного устройства. Самым сложным оказалось приучить животных к длительному пребыванию в кабине малого объема. Сначала их помещали в металлический ящик, который по размерам точно соответствовал контейнеру спутника, а затем уже на длительное время размещали в макете космического корабля-спутника.

На заключительном этапе тренировок животные с датчиками, в «космической» одежде и ассенизационным, устройством находились в герметической кабине, где создавались такие условия жизнеобеспечения, как и в реальных полетах. Врачи и лаборанты несли круглосуточное дежурство и в специальном журнале отмечали те изменения, которые возникали в течение суток. На этом этапе все сотрудники лаборатории работали с большим вдохновением, с огромной нагрузкой и с полной отдачей сил, поскольку заканчивались тренировки и уже приближался запуск животных и других биологических объектов на космических кораблях-спутниках.

Так, собаки Белка и Стрелка прошли предварительные отборочные испытания и тренировки и затем были поставлены в условия предполетного режима. После заключительных тренировок в герметической кабине, а также на вибростенде и центрифуге оказалось, что Белка и Стрелка наиболее устойчивы к факторам космического полета. Именно их и отобрали для полета на борту второго космического корабля-спутника, запуск которого состоялся 19 августа 1960 г. В ходе полета этого корабля-спутника предусматривалось проведение ряда медико-биологических экспериментов и осуществление программы научных исследований космического пространства.

Собаки Белка и Стрелка располагались в катапультируемом контейнере, являвшемся одним из вариантов тех, которые предназначались для отработки системы возвращения космонавта на Землю с помощью парашюта. В контейнере также находились мыши, насекомые, растения, семена и другие биологические объекты. Для измерения ионизирующей радиации в герметической кабине, а также на одежде собак были установлены специальные дозиметры. Газовый состав, влажность и температура воздуха в кабине корабля обеспечивались системой регенерации и системой терморегулирования.

Давление, температура и влажность воздуха в кабине сохранялись в пределах установленной нормы. Периодически проводилась очистка воздуха кабины. Система жизнеобеспечения, установленная в кабине корабля-спутника, полностью обеспечивала нормальную жизнедеятельность животных и поддерживала нормальный микроклимат в объекте. Пищу животные получали два раза в сутки при помощи автоматов кормления. Для контроля за состоянием животных в полете объединением «Биофизприбор» был разработан специальный комплект медицинской исследовательской аппаратуры, обеспечивающей регистрацию физиологических функций подопытных животных в течение всего полета.

С помощью телевизионной системы впервые велось систематическое наблюдение за состоянием и поведением животных. Изображения, передававшиеся с борта в то время, когда корабль-спутник находился в зоне действия наземных приемных пунктов, регистрировались на кинопленку. Путем просмотра пленок можно было определить, как вело себя животное в данный момент, и какие физиологические изменения наблюдались в этот период.

В полете регистрировались частота пульса, дыхания, артериальное давление (в сонных артериях), электрокардиограммы, фонокардиограммы (тоны сердца), двигательная активность животных и температура тела. Координация движения животных изучалась с помощью телевидения и контактно-реостатных датчиков, воспринимавших движения животных и передававших о них по телеметрии.

После выхода корабля-спутника на орбиту Белка и Стрелка сначала «повисли» в кабине, лапы и головы их были опущены. Постепенно они стали поднимать головы, двигать лапами и привыкать к невесомости. Обе собаки вели себя спокойно, но были периоды, когда их двигательная активность заметно возрастала. В дальнейшем через разные временные интервалы (5 — 7,5 ч) поведение животных было спокойным, движения становились более плавными и координированными. Животные без особых затруднений перемещались взад и вперед к автомату кормления. В течение всего полета не было обнаружено каких-либо существенных нарушений в координации их движений.

По мере поступления медицинской информации с борта корабля-спутника на наземные радиотелеметрические системы врачи-физиологи тут же их обрабатывали, анализировали и кодом передавали данные в Центр управления полетом. Проводилась и обработка данных с помощью ЭВМ. Анализ медицинской информации свидетельствовал, что показатели сердечно-сосудистой системы изменялись в пределах обычных физиологических колебаний. Состояние невесомости продолжительностью до 24 ч не оказывало существенного влияния на систему кровообращения.

У животных отмечалось постепенное урежение частоты пульса. У Белки и Стрелки на 3 — 5-м витке полета частота пульса была 60 — 70 ударов в минуту. Артериальное давление в условиях невесомости снижалось, но были периоды, когда оно несколько увеличивалось. Максимальное артериальное давление на 2 — 5-м витке у Стрелки колебалось в пределах 92 — 100 мм рт.ст., минимальное равнялось 34 мм рт.ст. Дыхание незакономерно изменялось, особенно во время повышения двигательной активности собак. К концу воздействия невесомости частота дыхания была ниже необходимого уровня, зарегистрированного на Земле. Температура тела практически не изменялась на протяжении всего полета. Когда открылась кормушка автомата кормления, собаки с аппетитом съели космический завтрак.

В течение суток программа была выполнена полностью. При спуске корабля-спутника с него катапультировали контейнер с Белкой и Стрелкой и другими биологическими объектами, который приземлился в заданном районе в 10 км от расчетной точки.

Надо сказать, что как только технически был решен вопрос о возможности спуска с орбиты собак и других биологических объектов, одновременно была создана специальная поисково-спасательная служба, состоявшая из нескольких отрядов. В них были и научные сотрудники, готовившие к полету животных и хорошо знавшие индивидуальные особенности поведения собак, чтобы на месте приземления оперативно и точно определить состояние Белки и Стрелки. В такой поисково-спасательный отряд входил и В.С.Георгиевский. Он вспоминает:

«О том, что спускаемый аппарат находится в заданном районе, мы получили сообщение от парашютистов, находясь на борту вертолета. Прибыв к месту приземления, я выбежал из вертолета и кинулся к спускаемому аппарату. Увидев картину, привычную по неоднократным наблюдениям на заключительной стадии тренировок собак, проводившуюся в макетном объекте спускаемого аппарата, сразу же успокоился. Знаменитые теперь уже собаки Белка и Стрелка, увидев и узнав меня, сразу позволили мне сделать заключение о хорошем их состоянии. Они узнали знакомого экспериментатора, ласкались, проявляли радость и ожидание, что их освободят от датчиков, фиксирующей одежды и дадут возможность побегать по земле…

Проведенные первые медицинские обследования показали, что носовые зеркальца у Белки и Стрелки были влажные, холодные, языки, которыми они старательно облизывали мне руки, были розовые. Они ласкались, тихо лаяли и повизгивали; следовательно, с голосовыми связками было все в порядке. Одежда также была в хорошем состоянии. Часто после лабораторных экспериментов мы находили их в более плачевном состоянии. Потертостей и раздражений на теле тоже не удалось обнаружить, насколько можно было определить при свете фар вертолета и карманных фонариков. Сердце и легкие были в порядке, живот мягкий и безболезненный. Хотя действие происходило ночью в степи, а не в лаборатории, состояние собак было оценено даже лучше, чем мы ожидали.

Пока я извлекал крыс и другие биологические объекты, собаки немного погуляли в степи. Трудно было отдать себе отчет в том, что присутствуешь на заключительном этапе одного из важнейших эпохальных событий покорения космоса.

Но нас все уже ждали. Ждали с большим нетерпением, и пришлось вскоре звать собак в вертолет. Они охотно прибежали. По прибытии на аэродром я увидел радостную возбужденную толпу, устремившуюся к вертолету. В темноте трудно было разобрать лица. Возглас механика: «Они опрокинут вертолет» заставил меня на всякий случай посадить собак в специально приготовленную клетку.

Толпа кино— и фоторепортеров, корреспондентов приблизилась к вертолету. Все кричали: «Где собаки? Давай скорее собак!» Каждому непременно хотелось своими глазами увидеть собак, убедиться лично, что они живы и здоровы. Я понимал, что незнакомые лица — это люди, занимающие важные посты, имеющие отношение к данной работе, но они не медики. И все тянут руки и требуют показать летавших собак. Я был в большом затруднении. Наконец, мелькнуло хорошо знакомое лицо Олега Георгиевича Газенко. Я с облегчением передал ему в руки клетку с собаками, затем, увидев Армена Арамовича Гюрджиана, отдал ему клетку с крысами. Толпа отхлынула. Большинство сели в самолет Ил-14, который быстро взлетел.

Вот тут только я сообразил и осознал всю важность этого момента».

ТАСС сообщало: «…Запуск и возвращение на Землю космического корабля-спутника, созданного гением советских ученых, инженеров, техников и рабочих, является предвестником полета человека в межпланетное пространство». Действительно, были полностью отработаны все необходимые условия для безопасного полета человека в космическое пространство. Впервые в истории млекопитающие, совершившие односуточный полет на космическом корабле вокруг Земли, благополучно возвратились на Землю в полной целости и сохранности. Проведенные исследования позволили выдать исходные научные данные для разработки систем жизнеобеспечения и медицинского контроля за состоянием космонавтов в полете и систем, обеспечивающих безопасность полета человека в космос.

С 15 марта 1960 г. по 25 марта 1961 г. было запущено 5 кораблей-спутников, из них на 4 последних были животные на борту. Основной задачей этих полетов были отработка различных систем корабля, в том числе системы жизнеобеспечения, и проведение медико-биологических экспериментов в целях подготовки и обеспечения полета человека на корабле «Восток». В этих запусках предусматривалось уже возвращение животных на Землю, чтобы выяснить, как ведет себя организм на разных участках космического полета.

1 декабря 1960 г. полетел третий, космический корабль-спутник с собаками Пчелкой и Мушкой. Однако корабль во время спуска изменил траекторию полета, вошел в плотные слои атмосферы и прекратил свое существование. 9 и 21 марта были запущены четвертый и пятый корабли-спутники соответственно с собаками Чернушкой и Звездочкой. Во время полета Звездочки в кресле космонавта находился манекен с датчиками для определения перегрузок на активном участке полета, в момент катапультирования тележек и в ходе приземления. Животные вели себя спокойно, частота пульса у обеих собак была в пределах 100 — 102 удара в минуту. Оба корабля с животными благополучно завершили полет.

Ученые-медики во главе с В.И.Яздовским и О.Г.Газенко получили очень важные сведения об изменениях физиологических функций и поведения животных во время орбитальных полетов. Полученные записи были тщательным образом проанализированы и учтены при подготовке космонавтов. Полеты четвертого и пятого кораблей-спутников, по существу, стали последними контрольными испытаниями перед полетом человека в космос. В этих контрольных запусках проводилась окончательная отработка системы жизнеобеспечения, испытание безмасочного скафандра, предназначенного для обеспечения безопасности человека в полете и благополучного спуска на Землю. Отработаны конструкции, накоплен опыт управления кораблем и контроль за его полетом с Земли и измерения параметров его движения.

Полеты животных на четвертом и пятом кораблях-спутниках увенчались успехом. Послеполетное клиническое обследование собак, совершавших полеты на космических кораблях-спутниках, не обнаружило никаких особенностей в их общем состоянии и поведении. Справились с невесомостью и чувствовали себя нормально после полета Белка, Стрелка, Чернушка и Звездочка. Биохимическое обследование крови и мочи после космических полетов не обнаружило у животных нарушений обмена веществ и патологических изменений. Не было выявлено существенных изменений в картине крови, за исключением умеренного лейкоцитоза. Кратковременные полеты кораблей по орбитам, расположенным ниже радиационных поясов Земли, не представили для животных какой-либо радиационной опасности. Превосходное выполнение программ полета четвертого и пятого кораблей-спутников позволило окончательно убедиться в надежности космического корабля. В своей книге «Развитие ракетостроения и космонавтики в СССР» академик В.П.Глушко* так охарактеризовал этот этап: «…Была создана конструкция летательного аппарата для полета человека в космос и отработаны все необходимые многочисленные системы, например, обеспечение жизнедеятельности и безопасности космонавта в кабине, многоканальной радиосвязи, траекторных измерений, телевизионной и телеметрической информации, систем стабилизации и ориентации кабины космонавта, тормозной двигательной установки, мягкого приземления».

*Глушко В.П. Развитие ракетостроения и космонавтики в СССР. М., Машиностроение, 1981, с. 63