Не так давно в
Москве появился еще один памятник первопроходцам космоса. Монумент установили у
входа в институт, где в свое время начинались самые первые в нашей стране
эксперименты с животными в космосе. Пьедестал изображает ракету, которую
венчает ладонь человека, а рядом с ней собака, первое живое существо,
побывавшее на земной орбите. Это памятник знаменитой Лайке и вместе с ней -
людям, готовившим ее исторический полет. Нынешней осенью исполняется 55 лет с
того дня, когда был впервые выведен в космос спутник с животным на борту, и
хотя оно погибло, человек получил убедительное доказательство: полеты в космос
реальны.
Тогда, более
полувека назад, подобная задача казалась многим фантастикой, а сегодня мы уже
вполне серьезно обсуждаем пилотируемые экспедиции на другие планеты. И то, что
это стало возможным, - заслуга не только конструкторов, создателей сложнейшей
техники, но также ученых, которые занимаются космической биологией и медициной.
Для профессора Евгения Ильина, доктора медицинских наук, главного научного
сотрудника Института медико-биологических проблем РАН, эта область исследований
стала делом всей жизни. На его глазах разворачивалась удивительная эпопея
освоения космоса, а сегодня он участвует в подготовке новых уникальных
экспериментов. По просьбе нашей газеты ученый рассказывает об этих
экспериментах и о том, что им предшествовало.
- Евгений
Александрович, будете отмечать 55-летие полета Лайки?
- Официальных
торжеств по этому поводу не предусмотрено, они проходили в год полувекового
юбилея, но в институте мы, конечно, не оставим без внимания предстоящую дату. К
сожалению, сегодня с нами нет многих из тех, кто обеспечивал первые полеты в
космос, заложив в нашей стране основы космической биологии и космической
медицины. Это прежде всего такие замечательные ученые, как О. Г. Газенко, В. И.
Яздовский, А. М. Генин, А. А. Гюрджиан, И. С. Балаховский, А. Д. Серяшин, В. С.
Георгиевский, В. Н. Черниговский, В. В. Парин, Н. М. Сисакян, Н. П. Дубинин, В.
А. Энгельгардт, А. А. Имшенецкий и
многие другие. Я начинал свой путь в науке под их началом, так же как и один из
ведущих современных ученых в этой области, академик Анатолий Иванович Григорьев
- в течение многих лет директор, а нынче научный руководитель Института
медико-биологических проблем РАН.
- Большинство
перечисленных имен были так засекречены, что некоторые до сих пор практически
не известны широкой публике.
- Работы велись в
строжайшей тайне, и даже когда в конце 1950-х появились первые открытые
публикации о результатах биомедицинских исследований, ученые были названы под
вымышленными фамилиями. Скажем, академик Олег Георгиевич Газенко упоминался как
О. Г. Горлов, профессор Владимир Иванович Яздовский фигурировал как некто В. И.
Яковлев, замечательный биолог Абрам Моисеевич Генин был А. М. Галкиным,
академик Владимир Николаевич Черниговский - В. Н. Черновым и так далее. Первые эксперименты
проводились под эгидой Министерства обороны, именно его институт отвечал за
тематику до 1963 года, когда был создан Институт медико-биологических
проблем...
- Животные летали
и до Лайки?
- Да, и у нас, и
в США, но то были полеты на ракетах, мы их запускали с собаками, американцы - с
обезьянами. Лайке довелось первой побывать в космосе, до нее на орбите никого
не было.
- Ее полет был
рассчитан на семь суток, а продолжался около пяти часов...
- Собака, увы,
погибла от перегрева. Но такого поворота событий предусмотреть никто не мог,
ведь опыта космических полетов на тот период не было. Тогда еще никто не знал,
можно ли вообще выжить в космосе. Полет Лайки убедил: живой организм способен
адаптироваться к состоянию невесомости, ведь собака перенесла ее нормально, а
значит, можно лететь в космос! Но одновременно стали осознаваться другие
проблемы, о которых раньше не думали. Их постарались учесть, когда готовили
полет первого человека в космос. Вряд ли этот полет оказался бы успешным, если
бы до него не проводились эксперименты с животными, так что можно с полным
правом сказать: они помогли человеку проложить дорогу в космос.
Каждый такой
эксперимент приносил новую информацию, приоткрывал тайну жизни в космосе. С
этой точки зрения своеобразной вехой стал 22-дневный полет Белки и Стрелки в
1966 году, они были отправлены в космос и благополучно вернулись на Землю. Так
долго на земной орбите еще никто не находился! И этот протяженный полет
подтвердил информацию, которая уже накапливалась к тому времени: без
специальной подготовки отправляться в космос нельзя.
Невесомость, как
выяснилось, вполне переносима, но при длительном в ней пребывании организм
реагирует на условия жизни без веса: уменьшается мышечная масса, меняется
минеральный состав костей, они становятся хрупкими, этот процесс особенно ярко
выражен в позвонках, в костях конечностей. Так, прочность костей животных за
две недели космической вахты снижается почти на 30%. И хотя организм через
некоторое время после возвращения на Землю восстанавливается, есть опас
ность
переломов в нештатной ситуации, например при жесткой посадке. Значит, надо
заранее принимать меры, чтобы обеспечить человеку защиту. Пришлось
разрабатывать особые физические упражнения для космонавтов, конструировать
специальные тренажеры, костюмы, способные уменьшить воздействие невесомости...
- Но ведь к тому
времени уже начались полеты человека, надо ли было по-прежнему запускать в
космос животных?
- После 1966 года
таких запусков долго не было. Но возникли новые задачи, появилась идея
орбитальной станции, на которой будут работать люди, и со всей очевидностью
встал вопрос о возможности длительного пребывания в космосе. Предстояло
выяснить, чем чреваты такие долговременные полеты, какую опасность они несут
для организма, какими грозят нарушениями, что происходит в течение долгой
космической смены в живых тканях, в сердце, почках, мышцах, крови, костях...
Все это надо было
внимательно изучать, чтобы защитить человека и обеспечить его продолжительную
работу на орбите, и тут не обойтись без биологических экспериментов в космосе.
Для их обеспечения было принято решение о программе "БИОН",
подразумевавшей эксплуатацию серии специальных биологических спутников, и с
1973 по 1997 год был осуществлен запуск 11 аппаратов, на борту которых в
космосе побывали биологические объекты более 30 наименований.
- Собаки больше
не летали?
- Мы отказались
от этой идеи, в первых пяти биологических спутниках основными
"пассажирами" были крысы. Во-первых, они по своей функциональной
организации ближе к человеку, чем собаки, а во-вторых, занимают меньше места,
соответственно в космический аппарат можно поместить больше животных, а значит
- расширить круг исследований. В ходе экспериментов в космосе побывали 212
крыс, но в программе "БИОН" задействовали также 12 обезьян, рыб,
тритонов, насекомых, одноклеточные организмы...
Животные были
нужны и для решения новой задачи, выдвинутой в конце 1970-х, когда активно
прорабатывалась идея "Бурана". Предполагалось, что это будет корабль
многоразового использования, способный маневрировать, менять орбиты, доставлять
космонавтов и грузы на орбитальную станцию. Полеты на таких кораблях должны
были быть короткими, не более 7 суток, что не оставляло возможности на долгую
адаптацию к условиям космоса. Если до той поры медико-биологические
исследования выясняли влияние невесомости, ее длительное воздействие на
организм, то теперь предстояло обеспечить работоспособность человека в
кратковременных полетах.
- Это сложнее?
- Конечно, ведь
весь опыт убеждал: не все могут сразу перестроиться в невесомости. Многие
космонавты жаловались, например, на ощущение прилива крови к голове,
головокружение, тошноту, нарушение пространственной ориентации и координации
движений. А тут практически сразу после прилета надо включаться в работу, нет
времени на адаптацию! От нас ждали соответствующих рекомендаций, но мы их могли
дать только на основе тщательных биомедицинских исследований. Решили
сосредоточиться на обезьянах, чей вестибулярный аппарат, сердечно-сосудистая
система близки к человеку, сближает нас и вертикальная поза, определяющая
определенную динамику кровообращения...
В ходе
экспериментов по программе "БИОН", в которых принимали участие
коллеги из зарубежных стран, удалось сделать ряд очень важных выводов.
Выяснилось, в частности, что в невесомости значительно повышается возбудимость
вестибулярной системы. Справиться с этим можно с помощью фармацевтических
средств, а также путем более рационального размещения приборов управления
кораблем, чтобы основные из них были перед глазами и космонавту не приходилось
делать лишние движения головой.
- Эти опыты с
обезьянами вызвали протест по всему миру...
- Как-то нам даже
привезли целый мешок с письмами, поступавшими в Администрацию президента Бориса
Ельцина. Мы тогда составили один общий ответ всем нашим адресатам, объясняя
обеспокоенным защитникам животных: эксперименты не самоцель, они проводятся во
имя человека и ради обеспечения медицинской безопасности полетов. И еще мы
уточняли, что наши исследования подразумевают гуманное обращение с животными,
хороший уход, не допускается причинения боли. Кстати, многие наши обезьяны до
сих пор живы и здоровы - часть возвращена в питомник, часть передана в зоопарк.
Но без этих сложных опытов мы не могли бы вырабатывать рекомендации для
человека, помогая ему решать сложные задачи в космосе.
- Программа не
нашла продолжения?
- После 1997 года
биологические спутники действительно не создавались - прежде всего в силу
экономических причин. Но медико-биологические исследования не прекращались, для
проведения экспериментов пришлось "сесть на попутные корабли", то
есть воспользоваться другими аппаратами, которые запускались в космос. В
частности, в 2005-м и 2007-м отправляли животных на аппаратах
"Фотон-М", и эти эксперименты уже проводились на новом технологическом
уровне - с помощью методов, появившихся в науке сравнительно недавно. Они
позволяют исследовать влияние неве
сомости на организм на молекулярном уровне и
увидеть, какие изменения происходят в живой клетке, в генах. Именно в этом
ключе предполагаются работы и на двух модернизированных спутниках
"БИОН-М", запуск которых намечен в соответствии с Федеральной
космической программой России на период до 2015 года.
- Когда первый
полет?
- Он несколько
раз сдвигался. Очередная дата была минувшей весной, затем сместилась на начало
нынешней осени, потом на конец сентября. То есть запуск должен был происходить
как раз в эти дни, но тут уже мы сами попросили об отсрочке: срок полета почти
месяц, и возвращение на Землю ожидалось бы в конце октября, в это время уже
достаточно холодно, день короток. Учитывая, что поисковые вертолеты обычно
летают только в светлое время суток, а значительный объем исследований
предполагается на месте приземления, была большая вероятность, что полностью
осуществить задуманное не удастся. Попросили перенести сроки запуска на апрель
следующего года, так что и мы, и наши партнеры из США, Франции, Италии,
Германии, Южной Кореи находимся сейчас в ожидании весны...
- Кто полетит?
- Планируем, что
на первом модернизированном биологическом спутнике будут гекконы, улитки, рыбы,
песчанки, много микроорганизмов, а главное - 45 лабораторных мышей. Им уделим
особое внимание, поскольку это идеальный объект для молекулярно-генетических
исследований, это направление становится определяющим в нашей работе. Будем
более углубленно изучать влияние невесомости, сосредоточимся на экспериментах в
условиях открытого космоса, чтобы лучше понимать, какое воздействие оказывают
на организм радиация, жесткое космическое излучение, резкие перепады
температуры. Эти исследования получат новое развитие при запуске следующего
аппарата - "БИОН-М" номер два, его программа пока обсуждается.
- Есть признаки
мутации клеток в космическом полете?
- Пока таких
данных нет, известно лишь, что в условиях невесомости меняется активность
генов, регулирующих процесс клеточного деления. Но до сих пор мы исследовали
биологические организмы на низких орбитах, да и уровень радиации внутри корабля
весьма невелик. Если же иметь в виду межпланетные полеты - а
медико-биологические исследования сегодня нацелены как раз на их подготовку, -
тут уже вступают в силу новые факторы. В частности, такой компонент радиации,
как тяжелые заряженные частицы галактического космического излучения,
обладающие большой проникающей силой. Есть данные, что такие частицы могут
поражать нейроны головного мозга, а потому, не исключено, в межпланетных
полетах человеку потребуются особые шлемы.
Ведем переговоры
с Роскосмосом о возможности создания такого аппарата, который летал бы
достаточно долго и в то же время - за пределами магнитосферы Земли. Важно
исследовать не только влияние тяжелых заряженных частиц на организм, но и его
реакцию на среду без магнитного поля. Здесь пока - сплошные вопросы, проблема
практически не изучена. Вполне возможно, что мы придем к таким неожиданным
результатам, что в кораблях, отправляющихся в межпланетный полет, придется
создавать искусственное магнитное поле...
- Допускаете, что
можете получить такую информацию, которая исключала бы дальние космические
полеты человека?
- Боюсь, человек
достаточно упрям, чтобы отказаться от поставленной цели. Освоение космоса будет
наверняка развиваться, а значит, потребуются и межпланетные полеты. Задача
космической биологии, космической медицины в этой ситуации - сделать их
безопасными, для этого нужны медико-биологические исследования.
- Земные
организмы еще ни разу не оказывались в столь дальнем полете?
- В конце 1960-х,
еще до того, как человек впервые ступил на Луну, ее облетели черепахи на борту
советских аппаратов "Зонд-5" и "Зонд-7", американцы
проводили эксперимент с мышами во время полета одного из "Аполлонов".
Вот, пожалуй, и все. Эксперименты с живыми организмами планировались в миссии
"Фобос-Грунт", которая, к сожалению, потерпела неудачу.
- Можете
представить, что доведется проводить медико-биологические исследования
организмов с других планет?
- Вполне
возможно, что там будут найдены какие-либо формы жизни, и если такое случится,
наш институт наверняка примет участие в исследованиях. А пока вместе с рядом
российских научных центров, в том числе с Московским университетом, мы задумали
любопытный эксперимент. Создается искусственный метеорит, в поры которого будут
внедрены микроорганизмы, куски метеорита закрепят на обшивке космического
аппарата, который отправится в полет, а потом вернется на Землю. Как известно,
вхождение в плотные слои атмосферы, посадка сопряжены с колоссальным нагревом
аппарата. Любопытно, что произойдет с нашим метеоритом и с внедренными в него
микроорганизмами?
Если выживут, это
в большой степени укрепит позиции сторонников теории панспермии, считающих, что
жизнь на Землю была занесена из космоса...
P. S. Лекция
профессора Е. А. Ильина будет на Фестивале науки в МГУ. Следите за программой!
