История биологии с начала XX века до наших дней

Для имитации состояния невесомости и тренировки к нему космонавтов Циолковский предлагал также использовать погружение в жидкость, что лишь в некоторой степени воспроизводило состояние невесомости. В этом случае отолитовый аппарат будет продолжать функционировать, внутренние органы также сохранят свой вес. Если же человек станет двигаться, вода будет оказывать соответствующее сопротивление. Эта идея Циолковского также получила конкретизацию в работах советских и некоторых зарубежных исследователей, которые изучали реакцию животных и человека при длительном (10–14 дней) пребывании в воде. В частности, советские исследователи (В.И. Слесарев и сотрудники, 1962; И.Д. Пестов и др., 1972) успешно использовали опыты с погружением в жидкость для воспроизведения некоторых изменений в состоянии кровообращения, которые возникают при невесомости. Ими было выявлено снижение ортостатической устойчивости у некоторых практически здоровых людей после многочасового нахождения в таких условиях. В целях более полного моделирования физиологического влияния невесомости при погружении испытуемых в жидкость американский физиолог Л. Найт (1958) для исключения информации, поступающей от отолитового аппарата, придавал определенное положение голове испытуемых, стремясь получить как бы эффект «слепого пятна», известный из физиологической оптики. При этом обследуемые, ранее испытавшие влияние невесомости в условиях полета, указывали на возникновение у них ощущений, сходных с теми, которые они испытывали в состоянии невесомости. Погружение в жидкость было использовано американскими исследователями и для тренировки космонавтов, в частности, Ю. Сернана. Таким образом, идея Циолковского о моделировании некоторых биологических эффектов невесомости посредством погружения в жидкость получила признание и развитие.

Константин Эдуардович Циолковский. 1857–1935.

Примечательно, что Циолковский впервые обратил внимание на крайнюю затруднительность произвольных движений в условиях невесомости и рассмотрел различные средства преодоления этого затруднения. Так он предложил использовать для перемещения маленькие реактивные двигатели. Эта идея уже осуществлена: американский космонавт Э. Уайт (1968)в полете на корабле «Джемини-4» покинул кабину и некоторое время перемещался в открытом космосе, используя реактивную силу воздушной струи специального «пистолета».

Для преодоления ряда неудобств, связанных с невесомостью, Циолковский (1895) впервые предложил создание искусственной силы тяжести посредством вращения космического корабля. Согласно его идее центробежная сила, действующая на космонавта, должна быть во много раз меньше силы земного тяготения. Идею создания искусственной тяжести для обеспечения благоприятных условий жизни человека во время полета в космос позднее развивали в своих работах французские и американские исследователи (Р. Эсно-Пельтри, 1912; Н. Дейш, 1921).

Мечтая о завоевании мирового пространства, Циолковский выдвинул задачу создания искусственного спутника Земли, заселенного людьми. Он считал, что помещение, в котором будут находиться люди, должно представлять собой герметически замкнутое пространство с искусственной газовой атмосферой и с достаточно высоким барометрическим давлением. При этом он ясно сознавал, что осуществление такого проекта помимо технических трудностей связано с необходимостью решения ряда биологических и санитарных проблем. При относительно кратковременных полетах в космос, например на Луну, космонавты, по мнению Циолковского, смогут пользоваться запасами кислорода, взятыми с Земли, а углекислоту, вредную для организма, удалять из атмосферы кабины при помощи поглощающих ее химических веществ, например щелочей. Таким образом, Циолковскому принадлежит идея использования в герметических кабинах при кратковременных космических полетах регенерационных установок для обеспечения необходимых условий жизнедеятельности.

Для длительных полетов в космос Циолковский предложил создавать на космических кораблях искусственную атмосферу, для чего отводить определенную площадь под оранжерею с растениями. Он писал: «Как земная атмосфера очищается растениями при помощи солнца, так может возобновляться и наша искусственная. Она должна будет, так же как и земная, поддерживать круговорот необходимых для жизни человека веществ кислорода и воды и очищать воздух от углекислого газа»[240]. Чтобы осуществить эту идею, он предлагал провести специальные эксперименты, в которых можно определить наименьшую поверхность, освещаемую солнечными лучами и достаточную для обеспечения дыхания и питания человека, и подобрать годные для этой цели растения.