История биологии с начала XX века до наших дней

Греческие философы Анаксагор и Демокрит высказывали идею о распространении жизни, в том числе и разумной, вне Земли и о наличии во Вселенной множества обитаемых небесных тел. Эта идея была в дальнейшем развита в трудах многих выдающихся естествоиспытателей, математиков и философов. Ее сторонниками были Н. Кузанский, Джордано Бруно, Г. Галилей, В. Гершель, К. Гаусс и многие другие.

Известно, что Галилей, Гаусс, а позднее К.Э. Циолковский пытались даже решить вопрос о средствах связи с внеземными цивилизациями.

Принципиально новый этап в развитии астронавтики начался с конца XIX в когда возникла идея о возможности осуществления полетов человека в космическое пространство. Речь идет не о фантастических проектах космических летательных аппаратов, которые периодически появлялись в XVIII и XIX вв., а о конкретных попытках разработать принцип летательных аппаратов нового типа, способных совершать межпланетные полеты.

Впервые такие работы были выполнены в России Н.И. Кибальчичем (1881) и более фундаментально — К.Э. Циолковским (1903); позднее Р. Годдартом, Р. Эсно-Пельтри и Г. Обертом.

Труды К.Э. Циолковского.

Для истории биоастронавтики большое значение имеют широко известные труды одного из основоположников научной астронавтики — К.Э. Циолковского. В них содержатся также результаты его исследований по биоастронавтике, которым Циолковский придавал большое значение.

Уже в самый ранний период творчества (1876–1880) Циолковский достаточно ясно сознавал, что помимо технических проблем, связанных с созданием и эксплуатацией космических летательных аппаратов необходимо будет решать и многочисленные вопросы, касающиеся влияния полетов на организм растений, животных и человека. Ему было понятно, что при ускорениях, необходимых для преодоления земного притяжения и выхода летательного аппарата в космос, все живые объекты, находящиеся на его борту, неизбежно подвергнутся воздействию перегрузок. Не окажут ли они пагубное влияние на живой организм, не будет ли это препятствием для проникновения людей в мировое пространство? — вот первая проблема биоастронавтики, которая привлекла к себе внимание молодого Циолковского.

Циолковский считал, что ответ на вопрос о влиянии ускорений на организм животных и человека можно получить только после проведения экспериментов. В связи с этим в 1876–1878 гг. он ставил опыты, в которых исследовал влияние центробежной силы на организм животных и насекомых. В автобиографических заметках Циолковский замечает об этих экспериментах: «Я стал делать опыты с цыплятами. На центробежной машине я усиливал их вес в 5 раз, ни малейшего вреда они не получили, такие же опыты еще раньше я проводил в Вятке с насекомыми»[238]. Он считал, что можно одновременно испытывать и различные средства защиты. В дальнейшем Циолковский неоднократно возвращался к обсуждению этого вопроса, сознавая, что его эксперименты — только начало на пути к решению этой важной проблемы. Он был также убежден в необходимости проведения подобных исследований и с людьми.

Циолковский выдвинул идею «о предохранении слабых вещей и организмов от ударов и толчков и усиленной тяжести посредством погружения их в жидкость равной им плотности»[239], проявив глубокое понимание биологических проблем. Для доказательства правильности этой идеи он провел простой, но весьма убедительный эксперимент с погружением куриного яйца в жидкость со средней плотностью яйца. При сильных ударах по сосуду яйцо не разбивалось. В дальнейшем эта идея была развита Циолковским в повести «Вне Земли» (1918). Для защиты от действия повышенных ускорений герои повести при взлете ракеты и возвращении ее на Землю погружаются в специальные камеры наполненные жидкостью, плотность которой близка к плотности человеческого тела. Дышат они через трубки, выходящие в газовую среду ракеты.

Еще при жизни Циолковского, в 1931 г., группа советских ученых — инженер Н.А. Рынин в содружестве с врачами А.Н. Лихачевым, A.A. Сергеевым, В.А. Карасиком и другими — провела цикл экспериментов, позволивших установить, что погружение в воду подопытных животных существенно повышает их устойчивость к действию ускорений. Например, при действии кратковременных (ударных) ускорений лягушки могли переносить без видимых повреждений тысячекратное увеличение своего веса. В дальнейшем аналогичные эксперименты проводились в США (X. Джаспер с сотрудниками, 1956; А. Хольт с сотрудниками, 1956; Р. Маргариа, 1963).