Введение в эпоху космических исследований
Историческое событие произошло 19 августа 1960 года: космический корабль с Белкой и Стрелкой на борту успешно стартовал. Этот полет стал первым в истории орбитальным путешествием живых организмов, завершившимся их благополучным возвращением на Землю.
Выбор и подготовка четвероногих космонавтов
Идея изучения влияния космических полетов на высокоорганизованные живые существа зародилась в конце 1948 года благодаря Сергею Королеву, выдающемуся конструктору ракетно-космических систем. После тщательных дискуссий выбор пал на собак как на идеальных «биологических объектов» для исследований. Физиологи давно применяли собак в экспериментах, что позволяло хорошо понимать их поведение и особенности организма. К тому же, собаки отличались покладистостью и легко поддавались дрессировке.
Изначально в группу кандидатов для космических полетов отбирали обычных беспородных собак. Медицинские специалисты полагали, что такие животные, привыкшие к выживанию в суровых условиях, будут более устойчивыми, нетребовательными и быстро адаптирующимися к взаимодействию с людьми. Критериями отбора были: вес не более шести килограммов (из-за ограничений по массе в ракете), рост до 35 сантиметров и возраст от двух до шести лет. Важными качествами считались крепкое здоровье, иммунитет к болезням, способность переносить неблагоприятные внешние факторы, а также общительность и выдержка. Впоследствии предпочтение отдавалось самкам (для удобства изготовления специального оборудования) и животным со светлой шерстью, чтобы их изображения лучше воспринимались телевизионной аппаратурой.
Учитывая будущую публичность этих «космонавтов», для отбора также имели значение их внешние данные: предпочтение отдавалось более привлекательным, стройным и «умно выглядящим» особям, чтобы они выгодно смотрелись в прессе.
Прямая подготовка собак к полетам проходила в стенах Института авиационной и космической медицины. Тренировки проводились в Москве, в неприметном краснокирпичном здании возле стадиона «Динамо», которое до революции служило гостиницей «Мавритания».
Для собак была разработана комплексная научная программа, включающая подготовку как к краткосрочным ракетным запускам, так и к продолжительным полетам на орбитальных спутниках. Одним из первых этапов было привыкание к специальной одежде двух типов: фиксирующей и санитарной. Животных также обучали питаться из автоматизированной кормушки, работавшей по принципу конвейерной ленты, которая подавала порции еды по расписанию. Поскольку в условиях невесомости пить воду из обычной миски было невозможно, необходимая влага поступала в организм собак вместе с пищей.
Важной частью подготовки было обучение животных комфортному пребыванию в стесненных условиях кабины на протяжении длительного времени (до 20 суток). Помимо этого, они проходили специализированные тренировки, такие как вращение на центрифуге, испытания на вибростенде и отработка катапультирования. Финальным этапом стал комплексный физиологический эксперимент, в ходе которого собаки находились в герметичной капсуле, имитирующей условия предстоящего полета, в течение продолжительного периода.
Ранние эксперименты и первые жертвы
Дебютный запуск с собаками произошел 22 июля 1951 года на полигоне Капустин Яр. Псы Цыган и Дезик совершили не орбитальный, а суборбитальный полет на геофизической ракете Р-2А, достигнув значительной высоты. Уже через пятнадцать минут они успешно приземлились в спускаемой капсуле с парашютом, вернувшись живыми. В период с июля 1951 по сентябрь 1962 года было выполнено 29 полетов собак в стратосферу на высоты 100-150 километров. К сожалению, восемь из этих миссий завершились трагически: гибель животных была вызвана разгерметизацией отсеков, отказами парашютных систем или неисправностями в системах жизнеобеспечения.
Первопроходцем орбитальных полетов среди собак стала Лайка. Однако из-за отсутствия на тот момент технологий возвращения с орбиты, она трагически погибла от перегрева спустя несколько часов после запуска.
К началу 1960 года был создан новый тип космического корабля, способный возвращаться на Землю и оснащенный всеми необходимыми системами жизнеобеспечения. Тем не менее, его первый тестовый запуск завершился неудачей.
Триумфальный полет Белки и Стрелки
Наконец, 19 августа 1960 года с космодрома Байконур в 15:44 состоялся триумфальный запуск второго возвращаемого космического корабля, успешно вышедшего на околоземную орбиту.
Основной целью этих испытаний была доработка конструкции космического аппарата и всех его систем для обеспечения безопасности и жизнедеятельности человека в условиях космического полета и успешного возвращения на Землю. Для проведения комплексных медико-биологических исследований на борт корабля-спутника были взяты Белка и Стрелка, а также мыши, различные насекомые и растения. Ученые стремились оценить воздействие космической среды на организмы живых существ. Параллельно с биологическими экспериментами проводились и другие научные исследования самого космического пространства.
Устройство корабля и состав экипажа
Спутник-корабль был сконструирован из двух ключевых компонентов: спускаемого аппарата с герметичной кабиной и приборного отсека. Внешняя часть аппарата включала баллоны со сжатым газом для системы ориентации, реактивные двигатели, сенсоры научной аппаратуры, солнечные батареи, антенны и жалюзи для терморегуляции. Солнечные батареи автоматически поворачивались, чтобы всегда быть ориентированными на Солнце. Процесс возвращения на Землю предусматривал отделение спускаемого аппарата от основного корабля перед входом в плотные атмосферные слои, в то время как приборный отсек сгорал.
Герметичная кабина спускаемого аппарата была оборудована системой жизнеобеспечения для животных, аппаратурой для биологических экспериментов, частью научного оборудования, катапультируемым контейнером, а также различными клетками и емкостями с биологическими образцами.
Внутри катапультируемого контейнера размещались собаки, а также клетка с двенадцатью лабораторными мышами (шесть черных и шесть белых), сотни плодовых мух-дрозофил, два контейнера с традесканцией, семена различных сельскохозяйственных культур (лук, горох, пшеница, кукуруза, нигелла), специальные емкости с грибками-актиномицетами и одноклеточная водоросль хлорелла в жидкой и твердой средах. Дополнительно, вне этого контейнера, в кабине корабля находились еще две белые лабораторные крысы и 28 лабораторных мышей (15 черных и 13 белых).
Собаки, отправленные в космос, были преимущественно светлого окраса, за исключением Стрелки, у которой имелись темные пятна. Белка весила 4,5 кг при росте 30 см и длине 47 см. Стрелка была немного крупнее – 5,5 кг веса, 32 см в высоту и 50 см в длину. Для полета на них надели специальные костюмы красного и зеленого цветов, а также фиксирующие цепи, которые крепились к стенкам контейнера. Эти цепи ограничивали чрезмерную подвижность, но позволяли животным принимать различные позы: стоять, сидеть, лежать, а также совершать небольшие перемещения.
Космический аппарат был оборудован обширным комплексом медико-биологического оборудования, регистрирующего все изменения в организмах собак на протяжении всего полета. Для передачи служебных и научных данных на Землю применялась радиотелеметрическая аппаратура. Для визуальных наблюдений за собаками в кабине была установлена радиотелевизионная система. Две специально изготовленные телевизионные камеры с системой подсвета и зеркал разместили так, чтобы через люки контейнера при передаче изображений Белка смотрелась в анфас, а Стрелка в профиль.
Сергей Королев уделял особое внимание радиационным измерениям. Поэтому в герметической кабине, а также на одежде собак были установлены дозиметры для измерения ионизирующей радиации. На борту корабля-спутника также находились небольшие участки кожи человека и кролика с целью выяснения возможного влияния факторов космического полета на клеточные системы живых организмов.
Катапультируемый контейнер и спускаемый аппарат имели свои парашютные системы, которые снижали скорость приземления соответственно до 6-8 и 10 метров в секунду. В стенках спускаемого аппарата располагались жаропрочные иллюминаторы и быстро раскрывающиеся герметические люки. Катапультирование контейнера происходило через отстреливаемый люк по команде от барометрических датчиков на высоте 7-8 километров.
Корабль был выведен на орбиту, близкую к круговой, с высотой 306-339 километров. Во время полета проводилась регистрация электрокардиограмм (ЭКГ), замерялось артериальное давление, температура тела и частота дыхания, проводился анализ двигательной активности у собак.
Животные чувствовали себя нормально, на телевизионных кадрах было видно, что они спокойно переносили состояние невесомости. Белка лаяла, но так как микрофон был установлен вне герметичного контейнера — «репортажа» из космоса не получилось.
Успешное возвращение и наследие
Полет Белки и Стрелки, продолжавшийся более 25 часов и включавший 17 витков вокруг Земли, успешно завершился 20 августа 1960 года в 10:15, когда была дана команда на спуск. На высоте восьми километров открылись парашюты спускаемого аппарата. При снижении до пяти километров отстрелилась крышка люка, и из спускаемого аппарата катапультировался контейнер с животными. Посадка произошла в заданном районе, при этом отклонение от расчетной точки составило 10 километров.
Исследования вернувшихся «космонавтов» не выявили у них каких-либо отрицательных изменений после космического путешествия. В ходе эксперимента были получены уникальные данные о влиянии факторов космического полета на физиологические, генетические и цитологические системы живых организмов. На основании собранных данных ученые удостоверились, что полет человека в космос возможен и не представляет опасности для живого организма.
После своего исторического полета Белка и Стрелка продолжали жить в Институте авиационной и космической медицины, став всеобщими любимцами. Ученые не ограничивались лишь космическими экспериментами и продолжали исследования на земле, стремясь выяснить, повлиял ли полет в космос на генетику животных. Стрелка дважды приносила здоровое потомство. Один из ее щенков был даже подарен семье президента США Джона Кеннеди. Собаки умерли естественной смертью, а их чучела выставлены в Музее Космонавтики, увековечивая их вклад в освоение космоса.
