XX amžiaus antroji pusė pasižymėjo ne tik atliekamais teoriniais tyrimais, siekiant rasti būdų tyrinėti kosmosą, bet ir praktiniu automatinių transporto priemonių sukūrimu ir paleidimu į artimas Žemės orbitas bei kitas planetas, pirmuoju pilotuojamu skrydžiu į kosmosą ir ilgalaikiais skrydžiais. orbitinėse stotyse ir žmogaus nusileidimas Mėnulio paviršiuje. Teoriniai tyrimai kosmoso technologijų srityje ir valdomų orlaivių projektavimas smarkiai paskatino daugelio mokslų, įskaitant ir naujos žinių šakos – kosminės medicinos – raidą.

Pagrindinės kosminės medicinos užduotys yra šios:

užtikrinti kosmonauto gyvybę ir saugumą visais skrydžio į kosmosą etapais, palaikyti jo sveikatos būklę ir aukštą efektyvumą;

skrydžio į kosmosą sąlygų poveikio žmogaus organizmui tyrimas, įskaitant fiziologinių parametrų poslinkių atsiradimo fenomenologijos ir mechanizmų tyrimą skrydžio į kosmosą metu;

prevencijos metodų kūrimas ir medicininės pagalbos kosmonautui teikimas įvykus nepageidaujamiems įvykiams, susijusiems su skrydžio sąlygų poveikiu žmogaus organizmui;

kosmonautų atrankos ir mokymo metodų kūrimas;

Kosminė medicina savo istorinėje raidoje perėjo nuo kosminio skrydžio veiksnių modeliavimo laboratorinėmis sąlygomis ir gyvūnų skrydžių raketomis bei palydovais metu iki tyrimų, susijusių su ilgalaikiais orbitinių stočių skrydžiais ir tarptautinių įgulų skrydžiais.

Formuojantis ir plėtojant kosmoso biologiją ir mediciną SSRS, kosmonautikos įkūrėjų K.E. Ciolkovskis, F.A. Tsanderis ir kiti, kurie suformulavo daugybę biologinių problemų, kurių sprendimas turėjo būti būtina sąlyga žmogui tyrinėti kosmosą. Teoriniai kosmoso biologijos ir medicinos aspektai yra pagrįsti klasikinėmis tokių gamtos mokslų pradininkų, kaip I.M., nuostatomis. Sechenovas, K.A. Timirjazevas, I.P. Pavlovas, V.V. Dokuchajevas, L.A. Orbeli ir kiti, kurių darbuose atsispindi organizmo ir išorinės aplinkos sąveikos doktrina, išplėtoti esminiai organizmo prisitaikymo prie kintančių aplinkos sąlygų klausimai.

Svarbų vaidmenį formuojant daugybę kosmoso medicinos nuostatų ir skyrių suvaidino darbai, atlikti aviacijos medicinos srityje, taip pat 50–60-aisiais atlikti biofizinių raketų ir erdvėlaivių tyrimai.

Praktinis kosmoso tyrinėjimas pilotuojamų skrydžių pagalba prasidėjo nuo istorinio Yu.A. Gagarinas, pirmasis pasaulyje kosmonautas, 1961 m. balandžio 12 d. atsidūrė erdvėlaivyje „Vostok“. Visi prisimename jo paprastą žmogišką frazę. „Eime“, ištarta paleidžiant erdvėlaivį „Vostok“, ši frazė glaustai ir kartu gana talpiai apibūdino didžiausią žmonijos pasiekimą. Be kita ko, Yu.A. Gagarinas buvo brandos testas tiek astronautikai apskritai, tiek kosmoso medicinai.

Prieš šį skrydį atlikti biomedicininiai tyrimai ir jų pagrindu sukurta gyvybės palaikymo sistema erdvėlaivio salone suteikė normalias gyvenimo sąlygas, būtinas astronautui užbaigti skrydį. Tuo metu sukurta kosmonautų atrankos ir mokymo sistema, skrendančio žmogaus būklės ir darbingumo biotelemetrinio stebėjimo sistema bei higieniniai salono parametrai lėmė skrydžio galimybę ir saugumą.

Tačiau visi ankstesni darbai, daugybė gyvūnų skrydžių erdvėlaiviuose negalėjo atsakyti į kai kuriuos su žmogaus skrydžiu susijusius klausimus. Taigi, pavyzdžiui, prieš skrydį Yu.A. Gagarino, nebuvo žinoma, kaip nesvarumo sąlygos veikia grynai žmogaus funkcijas: mąstymą, atmintį, judesių koordinaciją, supančio pasaulio suvokimą ir kt. Tik pirmojo žmogaus skrydis į kosmosą parodė, kad šios funkcijos reikšmingų nesvarumo pokyčių nepatiria. Štai kodėl Yu.A. Gagarinas visame pasaulyje žinomas kaip „žvaigždžių kelių“ atradėjas, žmogus, nutiesęs kelią visiems vėlesniems pilotuojamiems skrydžiams.

Per 20 metų, praėjusių nuo Yu.A. Gagarino, žmonija nuolat ir visapusiškai tyrinėjo kosminę erdvę. O šiam šlovingam sukakties proga yra galimybė ne tik išanalizuoti šiandienos kosmoso medicinos pasiekimus, bet ir padaryti istorinį nukrypimą į praėjusius ir ankstesnius dešimtmečius.

Kosminius skrydžius per visą jų vystymąsi galima sąlygiškai suskirstyti į kelis etapus. Pirmasis etapas – pasirengimas pilotuojamam skrydžiui į kosmosą, jis apėmė nemažą laikotarpį. Kartu buvo atlikti tokie tyrimai kaip: 1) fiziologijos ir aviacijos medicinos duomenų apibendrinimas, tiriantis nepalankių aplinkos veiksnių įtaką gyvūnų ir žmonių organizmui; 2) atliekant daugybę laboratorinių tyrimų, kuriuose buvo imituojami kai kurie skrydžio į kosmosą veiksniai ir tiriama jų įtaka žmogaus organizmui; 3) specialiai parengti eksperimentai su gyvūnais raketų skrydžiuose į viršutinius atmosferos sluoksnius, taip pat orbitinių skrydžių metu dirbtiniais Žemės palydovais.

Tuomet pagrindinės užduotys buvo skirtos išnagrinėti esminės pilotuojamo skrydžio į kosmosą galimybės klausimą ir išspręsti sistemų, užtikrinančių, kad žmogus orbitinio skrydžio metu liktų erdvėlaivio kabinoje, sukūrimo problemą. Faktas yra tas, kad tuo metu buvo tam tikra daugybė gana autoritetingų mokslininkų nuomonė apie žmogaus gyvenimo nesuderinamumą su ilgalaikio nesvarumo sąlygomis, nes tai tariamai gali sukelti reikšmingų kvėpavimo ir kraujotakos sutrikimų. Be to, bijojo, kad žmogus gali neatlaikyti skrydžio metu patiriamos psichologinės įtampos.

Mūsų šalyje nuo šeštojo dešimtmečio pradžios buvo atlikta daugybė tyrimų su gyvūnais su vertikaliais raketų paleidimais 100, 200 ir 450 km aukštyje. Iš viso Sovietų Sąjungoje į raketas buvo paleisti 52 šunys, o nesvarumo trukmė, priklausomai nuo skrydžio aukščio, svyravo nuo 4 iki 10 minučių. Šių tyrimų rezultatų analizė parodė, kad skrendant raketomis buvo stebimi tik nedideli fiziologinių parametrų pokyčiai, pasireiškę širdies susitraukimų dažnio padažnėjimu ir kraujospūdžio padidėjimu veikiant pagreičiams kilimo ir raketos tūpimo metu (su polinkis normalizuotis ar net mažėti šiuos rodiklius esant nesvarumo būsenai).

Apskritai raketų skrydžio veiksnių poveikis nesukėlė didelių gyvūnų fiziologinių funkcijų sutrikimų. Biologiniai eksperimentai su vertikaliais raketų paleidimais parodė, kad šunys gali patenkinamai ištverti gana dideles perkrovas ir trumpalaikį nesvarumą.

1957 metais SSRS su šunimi Laika paleido antrąjį dirbtinį Žemės palydovą. Šis įvykis buvo itin svarbus kosminei medicinai, nes pirmą kartą leido labai organizuotam gyvūnui gana ilgai išbūti nesvarumo būsenoje. Dėl to buvo nustatyta, kad gyvūnai pakankamai toleravo skrydžio į kosmosą sąlygas. Vėlesni eksperimentai su šešiais šunimis antrojo, trečiojo, ketvirtojo ir penktojo sovietų palydovų laivų, grįžtančių į Žemę, skrydžių metu leido gauti daug medžiagos apie labai organizuotų gyvūnų organizmo pagrindinių fiziologinių sistemų reakcijas (tiek skrydis ir Žemėje, įskaitant laikotarpį po skrydžio).

Šių palydovų kabinose buvo laikomi įvairaus sudėtingumo biologiniai objektai: mikroorganizmai, įvairių augalų sėklos, žmogaus epitelio navikų ląstelių kultūros, nedideli išlikę triušio ir žmogaus odos ploteliai, vabzdžiai, juodai baltos laboratorinės pelės ir žiurkės, jūrų kiaulytės. Visi tyrimai, atlikti naudojant palydovinius laivus, suteikė plačią eksperimentinę medžiagą, kuri tvirtai įtikino mokslininkus žmogaus skrydžio į kosmosą saugumu (sveikatos požiūriu).

Panašių išvadų priėjo ir amerikiečių mokslininkai, kurie vėliau atliko beždžionių tyrimus erdvėlaivių suborbitinių ir orbitinių (dvi orbitų) skrydžių metu (1961 m.).

Tuo pačiu laikotarpiu buvo išspręstos ir astronautų gyvybės palaikymo sistemų kūrimo užduotys - deguonies tiekimo į saloną, anglies dioksido ir kenksmingų priemaišų, taip pat mitybos, vandens tiekimo, medicininės kontrolės ir žmogaus atliekų šalinimo sistemos. . Tiesiai šiuose darbuose dalyvavo kosminės medicinos specialistai.

Antrasis etapas, sutapęs su pirmuoju pilotuojamų skrydžių dešimtmečiu (1961–1970), pasižymėjo trumpalaikiais žmogaus skrydžiais į kosmosą (nuo vienos orbitos per 108 minutes iki 18 dienų). Jis prasideda istoriniu Yu.A. Gagarinas.

Per šį laiką atliktų biomedicininių tyrimų rezultatai patikimai įrodė ne tik žmogaus galimybę būti skrydžio į kosmosą sąlygomis, bet ir pakankamo darbingumo išsaugojimą jam atliekant įvairias užduotis riboto tūrio erdvėlaivio kabinoje bei dirbant. neparemtoje erdvėje už erdvėlaivio ribų. Tačiau buvo atskleista nemažai pokyčių motorinėje sferoje, širdies ir kraujagyslių sistemoje, kraujo sistemoje ir kitose žmogaus kūno sistemose.

Taip pat buvo nustatyta, kad kosmonautų prisitaikymas prie įprastų sausumos egzistavimo sąlygų po 18 dienų trunkančių kosminių skrydžių vyksta su tam tikrais sunkumais ir jį lydi ryškesnė reguliavimo mechanizmų įtampa nei astronauto prisitaikymas prie nesvarumo. Taigi, toliau ilgėjant skrydžio laikui, reikėjo sukurti tinkamų prevencinių priemonių sistemas, tobulinti medicininės kontrolės sistemas ir sukurti įgulos narių būklės skrydžio metu ir po jo prognozavimo metodus.

Vykdant pilotuojamus skrydžius pagal šias programas, kartu su medicininiais įgulų tyrimais buvo atlikti ir biologiniai eksperimentai. Taigi laivuose „Vostok-3“, „Vostok-6“, „Voskhod“, „Voskhod-2“, „Sojuz“ buvo tokių biologinių objektų kaip lizogeninės bakterijos, chlorella, tradescantia, hella ląstelės; žmogaus normalios ir vėžinės ląstelės, džiovintos augalų sėklos, vėžliai.

Trečiasis pilotuojamų kosminių skrydžių etapas yra susijęs su ilgalaikiais kosmonautų skrydžiais orbitinėse stotyse, jis sutampa su praėjusiu dešimtmečiu (1971–1980). Išskirtinis pilotuojamų skrydžių bruožas šiame etape, be reikšmingos asmens buvimo skrydžio metu, yra laisvos erdvės padidėjimas gyvenamosiose patalpose - nuo erdvėlaivio kabinos iki didelių gyvenamųjų patalpų orbitinės stoties viduje. . Pastaroji aplinkybė kosmoso medicinai turėjo dvejopą reikšmę: viena vertus, stotyje atsirado galimybė patalpinti įvairią biomedicininiams tyrimams skirtą įrangą ir priemones, padedančias užkirsti kelią neigiamam nesvarumo padariniams, kita vertus, ženkliai. sumažinti motorinį aktyvumą ribojančių veiksnių poveikį žmogaus organizmui – hipokineziją (t.y. susijusią su mažu laisvos vietos dydžiu).

Reikia pasakyti, kad orbitinėse stotyse galima sukurti patogesnes gyvenimo sąlygas, asmens higieną ir pan. O profilaktinių priemonių komplekso naudojimas gali iš esmės išlyginti nepageidaujamas organizmo reakcijas į nesvarumą, o tai turi didelį teigiamą poveikį. Tačiau, kita vertus, tai tam tikru mastu išlygina žmogaus organizmo reakcijas į nesvarumą, todėl sunku analizuoti įvairiose žmogaus kūno sistemose vykstančius poslinkius, būdingus nesvarumo sąlygoms.

Pirmą kartą ilgalaikė orbitinė stotis (Salyut) SSRS buvo paleista 1971 m. Vėlesniais metais pilotuojami skrydžiai buvo vykdomi orbitinėse stotyse Salyut-3, -4, -5, -6 (be to, ketvirtoji pagrindinė Salyut- 6 ekspedicija kosmose išbuvo 185 dienas). Daugybė biomedicininių tyrimų, atliktų skrendant orbitinėmis stotimis, parodė, kad ilgėjant žmogaus buvimo erdvėje trukmei, apskritai nebuvo pastebėta kūno reakcijų į skrydžio sąlygas sunkumo progresavimo.

Naudoti profilaktinių priemonių kompleksai užtikrino geros kosmonautų sveikatos būklės ir darbingumo palaikymą tokių skrydžių metu, taip pat prisidėjo prie reakcijų sušvelninimo ir palengvino prisitaikymą prie sausumos sąlygų poskrydžio laikotarpiu. Svarbu pažymėti, kad atlikti medicininiai tyrimai neatskleidė jokių kosmonautų kūno pakitimų, trukdančių sistemingai ilginti skrydžių trukmę. Tuo pačiu metu iš išorės buvo nustatyta, kad kai kuriose kūno sistemose yra funkcinių pakitimų, kurie yra tolesnio svarstymo objektas.

Vienaip ar kitaip, gyvybė mūsų planetoje atsirado dėl kosminių ir planetinių sąlygų derinio, o dabar dėl ilgos evoliucijos ir savo atstovo, žmogaus, asmenyje, ji pati patenka tiesiai į Visatą. Toks, matyt, yra gyvenimo raidos dėsningumas, kuris reiškia jau ne praeitį, o ateitį. Kosmosas, planeta ir dar kartą erdvė – tai visuotinis gyvybės ciklas, kurį dabar demonstruoja žmonija. Žemėje gimusi gyvybė, išeinanti už planetos ribų, taip atskleidžia savo kosminį siekį. Tokia yra mūsų išgyvenamo kosminio amžiaus „evoliucinė“ prasmė.

Sausumos mikroorganizmus galima rasti iki 100 kilometrų aukštyje. Šis etapas žymi natūralaus žemiškojo gyvenimo plėtimosi į kosmosą ribą. Tačiau raketų ir kosmoso technologijų pagalba, tai yra „dirbtinai“, žmogus ne tik pats išeina į kosmosą, bet ir pasiima su savimi gyvūnus bei augalus. Pradžioje (o tai jau daroma) tiriama skrydžio į kosmosą sąlygų įtaka žemiškosios gyvybės atstovams, o ateityje – kuriama nauja gyvenamoji erdvė, jos apgyvendinimas.

Biologinių eksperimentų erdvėje tikslai yra daugialypiai, jie padeda spręsti tokias praktines astronautikos problemas kaip orbitinio skrydžio pavojingumo gyvai būtybei (įskaitant, žinoma, ir patį žmogų) laipsnio nustatymas, augalų įtraukimo galimybės nustatymas ir sukūrimas. gyvybės palaikymo sistemoje, naudojant juos skrydžiams į kosmosą kaip anglies dvideginio, deguonies ir maisto tiekėjus. Be to, kosmoso bioeksperimentai turi esminę mokslinę reikšmę. Pavyzdžiui, jie padeda išsiaiškinti radiacijos ir nesvarumo įtaką vienam iš paslaptingų gyvųjų mechanizmų – genetiniam kodui, paveldimų savybių „įrašams“, perduodamų iš tėvų vaikams, iš vieno gyvo organizmo į kitą.

Be abejo, tiek praktikai, tiek mokslui svarbūs ir ilgalaikio nesvarumo būsenos organizmų elgsenos tyrimai. Antžeminėmis sąlygomis tokią būseną galima tik imituoti (pavyzdžiui, kosmonautų apmokymas su kosminiais kostiumais vandens aplinkoje) arba iš dalies sukurti tik kelioms minutėms (treniruotės staigiai besileidžiančiame, „krentančiame“ lėktuve). Mokslininkai mano, kad žinant gyvų būtybių reakciją į nesvarumą, galima eksperimentiniu būdu atskleisti gravitacijos vaidmenį gyvybės Žemėje atsiradimui ir vystymuisi, tai yra išspręsti svarbiausią mokslinę ir ideologinę problemą – išbandyti jėgų trūkumą. labai kosmologinė gravitacijos hipotezė, lemianti pagrindinius gyvybės raidos etapus, apie kurią kalbėjome.

Biologiniai eksperimentai erdvėje yra subtilus ir labai specifinis dalykas. Pradėkime nuo to, kad dažnai tokie eksperimentai atliekami be tiesioginio tyrėjų dalyvavimo, automatiniuose palydovuose. Tam naudojama sudėtinga ir tuo pat metu kuo lengvesnė bei kompaktiškesnė įranga - tai yra būtinas reikalavimas norint paleisti naudingąjį krovinį į orbitą. Pavyzdžiui, aukštesniems gyvūnams sukuriamos automatinės sistemos, tiekiančios deguonį kvėpavimui, maistui ir gėrimams bei pašalinančios atliekas. Pirmasis gyvas padaras, palikęs planetą, buvo šuo Laika, paleistas 1957 metais antruoju sovietiniu palydovu, praėjus mėnesiui po garsiojo pirmojo Sputnik paleidimo. Šunys taip pat buvo paleisti po to, grįžę jau gyvi ir sveiki. O 1983 ir 1985 metais beždžionės išskrido į kosmosą ir taip pat saugiai grįžo į Žemę.

Kol kas į pilotuojamus skrydžius kosmonautai su savimi nesiima aukštesnių gyvūnų. Sudėtingi ir labai sunkūs kosminiai eksperimentai su gyva medžiaga. Laive, turinčiame nesvarumą, ant stalo negalima išdėlioti įrankių, eksperimentinių gyvūnų ar net augalų, negalima dėti stiklainių su maistinių medžiagų, daiginimo ir fiksavimo tirpalais. Nespėjus atsigręžti atgal, visa tai bus ore, išsibarsčiusi po visą skyrių. Ir tai ne tik patirties nesėkmė, bet ir grėsmė visai skrydžių programai, o gal ir įgulos narių sveikatai. Mažiausi ore pakibę skysčio lašeliai gali patekti į žmogaus kvėpavimo takus, sutrikdyti sudėtingos įrangos darbą. Ir ne visas medžiagas čia galima laikyti atviruose induose. Tie, kurie net šiek tiek kenkia žmogui (o su tokiomis medžiagomis dažnai tenka susidurti biologams), reikalauja griežto sandarinimo. Prie to reikia pridurti, kad kosmonautų darbas net ilguose, mėnesių trukmės skrydžiuose yra suplanuotas pažodžiui minutėmis; be biologinių, jie atlieka daug kitų programų. Taigi – dar vienas būtinas reikalavimas visiems eksperimentams: maksimalus operacijų paprastumas.

Apie tai, kaip mokslininkai išnarplioja šį prieštaravimų tarp tyrimo tikslų ir griežtai ribojančių jo vykdymo sąlygų raizginį, kaip rengiami įdomūs eksperimentai, papasakosime naudodamiesi eksperimentų su vaisine musele – Drosophila – pavyzdžiu.

Šie vabzdžiai, kosmobiologinių tyrimų veteranai, startavo biopalydovuose, pilotuojamuose erdvėlaiviuose, nukeliavo iki Mėnulio ir atgal automatiniais zondais „Zond“. Musių laikymas erdvėje didelių rūpesčių nesukelia. Jiems nereikia specialių blokų su gyvybės palaikymo sistema. Jie gana gerai jaučiasi įprastame mėgintuvėlyje, į kurio dugną pilamas šiek tiek maistinių medžiagų sultinio.

Salyut stotyse eksperimentai su Drosophila buvo atliekami specialiuose termostatuose esant pastoviai, griežtai kontroliuojamai temperatūrai. Biokonteineris, skirtas eksperimentuoti su lervų ir lėliukių vystymusi, susideda iš keturių plastikinių vamzdelių, įkištų į stačiakampio putplasčio stovo lizdus. Mėgintuvėliai dedami į termostatą, kuris automatiškai palaiko +25 laipsnių temperatūrą. Šis instrumentas, kuris buvo skraidintas Sojuz ir Salyuts, yra lengvas ir kompaktiškas, nereikalaujantis jokių specialių veiksmų ar stebėjimų skrydžio metu. Baigus eksperimentą, užauginus vieną musių kartą, biokonteineris išimamas iš termostato ir siunčiamas į Žemę kitame transporto laive.

Tačiau daug įdomiau nesvarumo būsenoje sulaukti kelių kartų vaisinių musių: tai pasirodytų tikromis „eterinėmis būtybėmis“, jei vartotume Ciolkovskio terminologiją, kurios ne tik vystosi, bet ir gimsta kosmose. Ir tai ne terminijos, o vienos drąsiausių Kalugos mokslininko hipotezių eksperimentinis patvirtinimas.

Tokio pobūdžio eksperimentams buvo sukurtas kitas įrenginys. Tai maždaug 10 centimetrų ilgio plastikinis kubas, surinktas iš sekcijų su maistine terpe ir durelėmis tarp jų. Skrydžio metu kosmonautai reikiamu metu išima šį kubą iš termostato ir atveria prieigą prie antrosios sekcijos pirmoje sekcijoje esantiems vabzdžiams. Musės deda kiaušinėlius naujoje „gyvenamojoje erdvėje“, suteikdamos gyvybę kitai kartai. Iš tokių sėklidžių atsiranda grynai kosminės lervos. Jos savo ruožtu virsta lėliukais, paskui musėmis, kurios perkeliamos į kitą prietaiso skyrių ir ten išperina kitus kosminius palikuonis.

Būtent taip atsitiko realybėje. Gyvos būtybės, net jei kol kas tik vaisinės muselės, sugeba gyventi ir daugintis už Žemės ribų. Ši svarbi ir daug žadanti išvada, padaryta remiantis kosminiu eksperimentu, įrodo, kad gyvybė ir erdvė nėra kontraindikuotini vienas kitam.

KOSMO MEDICINA – medicinos sritis, tirianti žmogaus gyvenimo ypatybes veikiant kosminio skrydžio veiksniams, siekiant sukurti priemones ir metodus, padedančius palaikyti erdvėlaivių ir stočių įgulų sveikatą ir darbingumą. Pagrindiniai kosmoso medicinos uždaviniai: skrydžio į kosmosą (SF) veiksnių įtakos žmogaus organizmui tyrimas; prevencijos ir apsaugos nuo neigiamo jų poveikio poveikio priemonių kūrimas; fiziologinis ir sanitarinis-higieninis reikalavimų pilotuojamų orlaivių gyvybės palaikymo sistemai, taip pat įgulos gelbėjimo įrangai avarijos atveju pagrindimas. Svarbios kosminės medicinos sritys; kosmonautų atrankos ir paruošimo skrydžiui klinikinių ir psichofiziologinių metodų ir kriterijų kūrimas; medicininės kontrolės priemonių ir metodų kūrimas visuose skrydžio etapuose; sprendžiant ligų prevencijos ir gydymo skrendant bei ilgalaikių tūpimų skrydžio neigiamo poveikio šalinimo klausimus. Kosminė medicina glaudžiai susijusi su kosmoso biologija, kosmoso fiziologija ir psichofiziologija, kosmoso radiobiologija ir kt.

Kosminė medicina grįžta į aviacijos mediciną, o jos vystymąsi lėmė raketų technologijos sukūrimas ir astronautikos pasiekimai. Biologiniai ir fiziologiniai tyrimai su gyvūnais ir naudojant raketas bei palydovinius laivus leido išbandyti gyvybės palaikymo sistemas, ištirti CP faktorių fiziologinį poveikį ir pagrįsti jo galimybę bei saugumą žmonėms. Namų mokslininkų veikla leido išspręsti daugybę esminių ir taikomųjų kosminės medicinos problemų, įskaitant veiksmingos medicininės pagalbos sveikatos ir aktyvios žmogaus veiklos pilotuojamuose erdvėlaiviuose sistemos sukūrimą. Tai palengvino daugybė tyrimų ir eksperimentų, atliktų mūsų šalyje 1960-1990 metais tiek antžeminio modelio sąlygomis, tiek erdvėlaiviuose Vostok, Voskhod, Sojuz erdvėlaiviuose, Salyut serijos orbitinėse stotyse, "Mir" ir „Bion“ serijos automatiniai prietaisai (biologiniai palydovai).

Skrydžio į kosmosą metu žmogaus kūną veikia veiksniai, susiję su skrydžio dinamika (pagreitis, triukšmas, vibracija, nesvarumas ir kt.); veiksniai, susiję su buvimu vadinamosiose hermetiškai uždarytose nedidelės apimties patalpose su dirbtine buveine. Sudėtingas šių veiksnių poveikis skrydžio metu ne visada leidžia nustatyti griežtus priežastinius ryšius tarp užfiksuotų žmogaus fiziologinių parametrų nukrypimų įvairiuose skrydžio etapuose.

Tarp visų CP veiksnių nesvarumas (mikrogravitacija) yra unikalus ir praktiškai nepakartojamas laboratorinėmis sąlygomis. Pradiniu jo veikimo periodu dėl hidrostatinio slėgio pašalinimo atsiranda kūno skysčių poslinkis kaukolės (galvos link) kryptimi, taip pat atsiranda vadinamosios judesio ligos požymių dėl veiklos neatitikimo. jutimo sistemų ir kt. Medicininiai ir biologiniai tyrimai parodė, kad praktiškai visų fiziologinių organizmo sistemų adaptacinių reakcijų vystymasis užsitęsus nesvarumo sąlygomis gali sukelti neigiamų pasekmių – širdies ir kraujagyslių sistemos dekompensaciją, ortostatinį nestabilumą, raumenų atrofiją, osteoporozę. ir tt vibracijos stovai, slėgio kameros, panardinimo stovai ir kt.).

Norint sukurti, paleisti ir išplėsti TKS, reikėjo sukurti ir įdiegti bendrą kosminio laivo medicininės paramos sistemą. Medicininė pagalba – tai organizacinių, medicininių, sanitarinių-higieninių ir medicininių-techninių priemonių sistema, kuria siekiama išsaugoti ir palaikyti kosmonautų sveikatą ir darbingumą visuose jų veiklos etapuose. Apima: astronautų medicininę atranką ir apžiūrą; medicininis ir biologinis ekipažų mokymas; medicininė ir sanitarinė pagalba pilotuojamų erdvėlaivių kūrimui; laive esančių medicininės ir biologinės paramos priemonių kūrimas; medicininė pagalba kosmonautų sveikatos ir veiklos srityse; įgulos sveikatos ir aplinkos stebėjimas orbitinių stočių gyvenamuosiuose skyriuose (sanitarinė ir higieninė bei radiacinė kontrolė); CP faktorių neigiamo poveikio organizmui prevencija, medicininė pagalba pagal indikacijas; medicininė pagalba įgulos narių sveikatai po skrydžio, įskaitant medicininės reabilitacijos priemones.

Norint išvengti nepageidaujamų žmogaus organizmo reakcijų įvairiuose skrydžio etapuose (įskaitant reabilitacijos laikotarpį po skrydžio), naudojamas paruošiamųjų ir prevencinių priemonių ir priemonių rinkinys prieš skrydį: bėgimo takelis, dviračių ergometras, vakuuminis kostiumas, imituoja neigiamą spaudimą apatinei kūno daliai, treniruočių apkrovų kostiumus, espanderius, vandens druskos priedus, farmakologines priemones ir kt. Pagrindinis prevencinių priemonių tikslas – neutralizuoti prisitaikymą prie nesvarumo, kuris pasiekiamas sukuriant ašinę apkrovą kūnui , fizinis lavinimas, imituojantis hidrostatinio kraujospūdžio poveikį, subalansuota mityba su galima jo korekcija. Šių priemonių efektyvumą patvirtina ilgalaikiai vidaus ekipažų CP.

Didelis įvairių rūšių kosminės spinduliuotės biologinis aktyvumas lemia priemonių, skirtų sukurti dozimetrijos priemones, nustatyti leistinas dozes erdvėlaivių metu, kurti priemones ir metodus, skirtus užkirsti kelią žalingam kosminės spinduliuotės poveikiui ir apsisaugoti nuo jo, svarbą. Radiacinės saugos užtikrinimas yra ypač svarbus didėjant erdvėlaivių, ypač tarpplanetinių, nuotoliui ir trukmei. Siekiant užtikrinti darbų atlikimą atvirame kosmose ar planetų paviršiuje, taip pat išgelbėti gyvybę laive ar stotyje nukritus slėgiui, naudojami kosminiai kostiumai su gyvybės palaikymo sistema.

Kosminė medicina taip pat tiria dekompresinės ligos prevencijos vystymosi mechanizmus ir metodus; sumažėjusio (hipoksija) ir padidėjusio (hiperoksija) deguonies kiekio poveikis; dienos režimo keitimas; įgulos narių suderinamumo psichologija. Žmogaus gyvybės užtikrinimas pilotuojamuose erdvėlaiviuose ir orbitinėse stotyse sukuriamas įrangos komplektu, kurio efektyvumas stebimas atliekant sanitarinius-higieninius ir mikrobiologinius atmosferos, vandens, vidaus paviršių ir kt. tyrimus. Speciali kosmoso medicinos sekcija yra skirta kosmonautų atrankai ir mokymui.

Rusijos kosmoso agentūra koordinuoja visą kosmoso veiklą Rusijos Federacijoje, įskaitant medicininę pagalbą erdvėlaiviui. Biomedicininių problemų institutas yra Valstybinis tyrimų centras, nagrinėjantis kosminės medicinos problemas ir atsakingas už kosmonautų sveikatą erdvėlaivyje. Yu. A. Gagarino kosmonautų mokymo centras yra vadovaujanti organizacija atrankos ir medicininio bei biologinio paruošimo erdvėlaiviui ir reabilitacijai po skrydžio etapuose. Kosmoso biologijos ir medicinos skyrius veikia kaip RAS kosmoso mokslinės tarybos dalis. Žurnalas „Aerospace and Ecological Medicine“ yra skirtas kosmoso medicinos problemoms. Specialūs kosmoso fiziologijos ir medicinos kursai yra įtraukti į Rusijos valstybinio medicinos universiteto Medicinos ir biologijos fakulteto bei Maskvos valstybinio universiteto Fundamentaliosios medicinos fakulteto programas.

Jungtinėse Amerikos Valstijose NASA koordinuoja kosminės medicinos problemų darbą; Europoje – Europos kosmoso agentūra (ESA); Japonijoje – Japonijos kosmoso tyrimų agentūra (JAXA); Kanadoje – Kanados kosmoso agentūra (CSA). Didžiausios tarptautinės organizacijos yra Kosmoso tyrimų komitetas (COSPAR) ir Tarptautinė astronautikos federacija (IAF).

Lit.: Trumpas kosmoso biologijos ir medicinos žinynas. 2-asis leidimas M., 1972; Kosmoso biologijos ir medicinos pagrindai. Jungtinis sovietų ir amerikiečių leidimas: 3 tomuose / Redagavo O. G. Gazenko, M. Calvin. M., 1975; Kosmoso biologija ir medicina: bendras sovietų ir amerikiečių leidimas: 5 tomai M., 1994-2001.

Medicinos šaka, skirta astronautų sveikatai užtikrinti, gali pagerinti žmonių gerovę Žemėje.

Kosminė medicina kaip atskira disciplina atsirado praėjusio amžiaus 50-aisiais. Kai žmonės pirmą kartą pradėjo užkariauti kosmosą – aplinką, kuri nėra skirta žmonių gyvenimui, ji buvo sukurta taip, kad susidorotų su tiesioginiu mikrogravitacijos poveikiu žmogaus fiziologijai. Pamažu kosminė medicina taip pat susidūrė su ilgalaikėmis beveik visiško nesvarumo, radiacijos ir ilgalaikės ekspedicijos narių izoliacijos nuo likusio pasaulio pasekmėmis.

Pirmieji kosmonautai, žinoma, buvo kariniai lakūnai bandytojai, tačiau buvo akivaizdu, kad į kosmosą reikia siųsti ir gydytojus, kad jie galėtų vietoje ištirti kūno reakciją į kosminio skrydžio veiksnius. Borisas Egorovas tapo pirmuoju gydytoju kosmonautu – 1964 metų spalį jis daugiau nei dieną praleido erdvėlaivyje „Voskhod-1“ ir surinko reikšmingos medžiagos apie g jėgų ir mikrogravitacijos poveikį vestibiuliariniam aparatui.

NASA įtraukė gydytojus į kosminių programų ir įrangos (įskaitant gyvybės palaikymo sistemas, skafandrus, oro užraktus ir kt.) kūrimą 1967 m. Pirmasis iš jų buvo Story Musgrave'as, kuris vėliau pats dalyvavo šešiuose skrydžiuose pagal „Space Shuttle“ programą.

Nors nuo to laiko kosminė medicina nuėjo ilgą kelią, ji vis dar labai priklauso nuo gebėjimo sugrąžinti astronautą į Žemę, jei jam prireiktų rimtos medicininės pagalbos. Tačiau, atsižvelgiant į planuojamas ilgalaikes misijas į kosmosą (ypač skrydį į Marsą), nesvarumo sąlygomis kuriami nauji diagnostikos ir gydymo metodai.

Diagnostika, operacijos ir atkūrimas kosmose

Kai erdvėlaivyje ar stotyje įvyksta tam tikra medicininė situacija, diagnozei nustatyti gali prireikti specialios įrangos. Rentgeno ir KT neegzistuoja, nes juose naudojama kosminės aplinkos sąlygomis nepriimtina spinduliuotė. Ultragarsas tampa geriausiu pasirinkimu, nes jis leidžia fotografuoti įvairius organus ir audinius ir nereikalauja sunkios bendros įrangos. NASA jau naudoja mažus, nešiojamojo kompiuterio dydžio ultragarsinius aparatus, kad patikrintų astronautų, kurie ilgą laiką praleidžia orbitoje, akių ir regos nervo sveikatą.

MRT skaitytuvas suteikia daugiau diagnostikos galimybių nei ultragarsas, tačiau jis yra labai sunkus ir brangus. Tačiau neseniai Saskačevano universiteto (Kanada) mokslininkai sukūrė kompaktišką MRT aparatą, kuris sveria mažiau nei toną (vidutinis skaitytuvas sveria 11 tonų), kainuoja apie 200 000 USD ir neturi įtakos laive esančiai elektroninei įrangai.

Pilvo laparoskopinėms teleoperacijoms kosmose atlikti amerikiečių kompanija „Virtual Incision“ kartu su NASA sukūrė žmogaus kumščio dydžio chirurginį robotą. Ją valdys gydytojas Žemėje. Siekiant užkirsti kelią biologiniams skysčiams plisti visame modulyje mikrogravitacijos metu, Carnegie Mellon universiteto ir Luisvilio universiteto mokslininkai sukūrė specialią chirurginę sistemą AISS (Aqueous Immersion Surgical System). Tai permatoma dėžutė, kuri užtepama ant žaizdos ir pripildoma steriliu fiziologiniu tirpalu – neleidžia ištekėti kraujui. Sistema leidžia chirurgams dirbti su žaizda, o taip pat, pasikeitus slėgiui joje, paimti kraują, kad vėliau prireikus jį būtų galima grąžinti į kraujotakos sistemą.

Kosmosas veikia virusus ir bakterijas taip pat, kaip ir žmogus. Tyrimai parodė, kad mikrogravitacijos sąlygos padidina tokių organizmų virulentiškumą; jie pradeda aktyviau daugintis, greičiau mutuoti ir geriau atsispirti antibiotikams. Kaip alternatyva pastarajam, šalta plazma gali būti naudojama virusams ir bakterijoms naikinti. Laboratorinėmis sąlygomis buvo nustatyta, kad jis naikina daugumą mikroorganizmų ir pagreitina žaizdų gijimą.

Bendrosios sveikatos problemos kosmose

Gydytojams ir astronautams tenka susidurti su įvairiausiomis problemomis. Tarp jų yra „kosmoso liga“ (galvos svaigimas ir pusiausvyros praradimas paliekant ir grįžtant į Žemės gravitaciją), „kosminė osteopenija“ (kaulų masės praradimas mikrogravitacijos sąlygomis, vidutiniškai 1 % per mėnesį), raumenų masės praradimas, nes raumenims nereikia įveikti gravitacijos, regėjimo pablogėjimo dėl padidėjusio intrakranijinio slėgio ir daugelio kitų.

Iš šiuo metu užfiksuotų ligų ir būklių, kuriomis sirgo įvairių kosminių ekspedicijų dalyviai – viršutinių kvėpavimo takų infekcijos, virusinis gastroenteritas, dermatitas, nemiga, „jūrligė“, aritmija, inkstų diegliai, tačiau akivaizdu, kad ilgų misijų metu į tolimą atstumą. žmonių teks susidurti su kitomis medicininėmis problemomis.

Kiekvienas iš jų, ypač sunki liga ar sužalojimas, gali neigiamai paveikti ekspedicijos eigą, sukelti jos nesėkmę ir įgulos narių praradimą. Grįžimas į Žemę bus arba neįmanomas, arba labai sunkus, priklausomai nuo jau nueito kelio, todėl medicininės pagalbos (įskaitant skubią ir psichologinę) teikimas turėtų būti visiškai arba kiek įmanoma autonomiškas.

Žemės ir kosmoso medicina

Kosminėms ekspedicijoms sukurti pokyčiai gali būti naudingi Žemei. Kai kurie iš jų jau tapo realybe. Pavyzdžiui, skaitmeninės vaizdo gavimo technologijos, kurias NASA sukūrė siekdama geriau fotografuoti Mėnulį, atsidūrė MRT ir CT aparatuose. Šių dienų ortopediniuose čiužiniuose ir pagalvėse naudojamos atminties putos taip pat iš pradžių buvo sukurtos pilotų patogumui ir saugumui.

Ir tai tik maža dalis tokių kosminių tyrimų „atšakų“. Kosminė medicina, besivystanti, gali ne tik nuvesti žmogų į žvaigždes, bet ir pagerinti jo gyvenimą namuose – Žemėje.

Panašūs straipsniai