19 августа 1960 года состоялось историческое событие: космический корабль успешно стартовал с собаками Белкой и Стрелкой на борту. Этот полет стал первым орбитальным путешествием живых существ, завершившимся их благополучным возвращением на Землю.
Собаки Белка и Стрелка после полета.
Начало космических экспериментов
Исследования воздействия космических условий на высокоорганизованные организмы начались еще в конце 1948 года по инициативе выдающегося конструктора ракетно-космических систем Сергея Королева. После тщательных дискуссий было решено использовать собак в качестве основного “биологического объекта” для экспериментов. Эти животные давно применялись физиологами в исследованиях, их поведение и особенности организма были хорошо изучены. К тому же, собаки отличаются неприхотливостью и легко поддаются дрессировке.
Отбор и подготовка четвероногих космонавтов
Изначально в отряд кандидатов для космических полетов набирали обычных дворовых собак. Медики полагали, что такие животные, привыкшие бороться за выживание, будут неприхотливы и легко адаптируются к новым условиям и персоналу. Для участия в экспериментах отбирали собак весом не более шести килограммов (из-за ограничений ракетной кабины), ростом до 35 сантиметров и возрастом от двух до шести лет. Важными критериями были крепкое здоровье, устойчивость к болезням и неблагоприятным факторам, а также контактность и терпение. Со временем предпочтение стали отдавать самкам светлого окраса – им было удобнее шить специальную одежду, и их лучше было видно на телеэкранах. Также учитывался “публичный” аспект: выбирали собак с более привлекательной внешностью, стройных и с “интеллектуальным” выражением морды, так как им предстояло появиться на газетных полосах.
Подготовка собак к полетам проходила в Институте авиационной и космической медицины, расположенном в Москве, недалеко от стадиона “Динамо”. Занятия проводились в старинном краснокирпичном особняке, который до революции служил гостиницей “Мавритания”.
Для подготовки собак к кратковременным суборбитальным и длительным орбитальным полетам была разработана всесторонняя научная программа. Животных приучали к специальной одежде (фиксирующей и ассенизационной) и обучению питанию из автоматической кормушки, подающей пищу в определенное время. Поскольку в невесомости собаки не могли пить воду из миски, необходимая жидкость поступала с едой. Особое внимание уделялось привыканию к длительному пребыванию в ограниченном пространстве кабины (до двадцати суток). Проводились тренировки на центрифуге для имитации перегрузок, испытания на вибростенде и отработка катапультирования. Завершающим этапом был комплексный физиологический эксперимент, в ходе которого собаки находились в герметичной капсуле, имитирующей условия предстоящего полета.
Предшественники и первые полеты
Первый старт с собаками состоялся 22 июля 1951 года на полигоне Капустин Яр. Собаки Цыган и Дезик совершили суборбитальный полет на геофизической ракете Р-2А, достигнув высоты, но не выходя на орбиту. Спустя пятнадцать минут они успешно вернулись на Землю в спускаемой капсуле с парашютом. Всего с июля 1951 по сентябрь 1962 года было проведено 29 суборбитальных полетов собак в стратосферу (на высоту 100-150 километров), восемь из которых завершились трагедией из-за разгерметизации, отказа парашютов или сбоев в системах жизнеобеспечения.
Первой собакой, совершившей орбитальный полет, стала Лайка. К сожалению, технологии для ее безопасного возвращения на Землю на тот момент еще не существовало, и она погибла от перегрева через несколько часов после запуска.
К началу 1960 года был создан новый тип космического корабля, способного к возвращению на Землю и оснащенного полноценными системами жизнеобеспечения. Однако его первый испытательный полет завершился неудачей.
Исторический полет Белки и Стрелки
19 августа 1960 года с космодрома Байконур, в 15:44, был успешно запущен второй возвращаемый космический корабль. Основной целью этого запуска была дальнейшая отработка всех систем, критически важных для обеспечения жизнедеятельности и безопасности человека в условиях космического полета и его благополучного возвращения на Землю. Для медико-биологических исследований на борту корабля-спутника разместили собак Белку и Стрелку, а также мышей, насекомых и различные растения. Ученые стремились оценить воздействие космической среды на организмы этих животных, параллельно проводя общую программу научных исследований космоса.
Устройство корабля и биологические объекты
Корабль-спутник был разделен на две основные части: спускаемый аппарат с герметичной кабиной и приборный отсек. На внешней стороне корабля находились баллоны со сжатым газом для системы ориентации, реактивные двигатели, научные датчики, солнечные батареи, антенны и жалюзи для терморегулирования. Солнечные батареи автоматически ориентировались на Солнце. Перед входом в плотные слои атмосферы, при возвращении на Землю, спускаемый аппарат отделялся от приборного отсека, который сгорал в верхних слоях атмосферы.
В герметичной кабине спускаемого аппарата располагались системы жизнеобеспечения для животных, оборудование для проведения биологических экспериментов, часть научной аппаратуры, катапультируемый контейнер, а также дополнительные клетки и емкости с различными биологическими образцами.
В катапультируемом контейнере, помимо собак, находились: шесть черных и шесть белых лабораторных мышей, сотни плодовых мух-дрозофил, два сосуда с традесканцией, семена различных культур (лук, горох, пшеница, кукуруза, нигелла), емкости с грибками-актиномицетами и одноклеточная водоросль хлорелла в разных питательных средах. Дополнительно, вне этого контейнера, в основной кабине корабля находились еще две белые лабораторные крысы и 28 лабораторных мышей (15 черных и 13 белых).
Собаки, отправившиеся в космос, были преимущественно светлого окраса; лишь у Стрелки имелись темные пятна. Вес Белки составлял 4,5 кг, ее рост — 30 см, длина — 47 см. Стрелка была чуть крупнее: 5,5 кг, 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, крепясь к стенкам контейнера, ограничивали излишнюю подвижность, но позволяли животным стоять, сидеть, лежать и даже незначительно перемещаться.
Контроль и измерения в полете
Корабль оснастили комплексной медико-биологической аппаратурой, непрерывно регистрирующей физиологические изменения в организмах собак на протяжении всего полета. Радиотелеметрическая система обеспечивала передачу служебных и научных данных. Для визуального контроля за животными внутри кабины установили радиотелевизионную систему. Две специально разработанные телекамеры с подсветкой и зеркалами были расположены таким образом, чтобы при передаче изображения Белка была видна анфас, а Стрелка — в профиль.
Сергей Королев придавал огромное значение изучению радиационного воздействия. В герметичной кабине, а также на костюмах собак были установлены дозиметры для измерения ионизирующей радиации. Для более глубокого анализа влияния космических факторов на клеточные системы живых организмов на борту корабля-спутника разместили образцы кожи человека и кролика.
Возвращение на Землю
И катапультируемый контейнер, и спускаемый аппарат были оборудованы собственными парашютными системами, обеспечивающими мягкую посадку со скоростью 6-8 м/с для контейнера и 10 м/с для аппарата. Спускаемый аппарат имел жаропрочные иллюминаторы и быстрооткрывающиеся герметичные люки. Катапультирование контейнера с животными осуществлялось через отстреливаемый люк по сигналу барометрических датчиков на высоте 7-8 километров.
Космический корабль был успешно выведен на почти круговую орбиту высотой 306-339 километров. В ходе полета непрерывно регистрировались электрокардиограммы (ЭКГ) собак, измерялись артериальное давление, температура тела и частота дыхания. Также велся анализ их двигательной активности.
Животные перенесли полет хорошо, демонстрируя на телевизионных кадрах спокойную адаптацию к невесомости. Белка, например, лаяла, но из-за расположения микрофона вне герметичного контейнера ее “репортаж” не был записан.
Полет длился более 25 часов, за которые корабль совершил 17 полных оборотов вокруг Земли. Утром 20 августа 1960 года, в 10:15, была отдана команда на спуск. На высоте восьми километров раскрылись парашюты спускаемого аппарата. При снижении до пяти километров крышка люка была отстрелена, и из аппарата катапультировался контейнер с животными. Посадка произошла в расчетном районе с отклонением всего в 10 километров.
Значение и наследие полета
После возвращения исследования не выявили у четвероногих “космонавтов” каких-либо негативных изменений, вызванных космическим путешествием. Эксперимент предоставил бесценные данные о воздействии космических факторов на физиологические, генетические и цитологические системы живых организмов. Эти результаты подтвердили возможность безопасного полета человека в космос.
После своего исторического полета Белка и Стрелка продолжили жить в Институте авиационной и космической медицины, став народными любимцами. Ученые продолжили наземные исследования, стремясь понять возможное влияние космического полета на генетику животных. Стрелка успешно принесла здоровое потомство дважды, и один из ее щенков даже был подарен семье президента США Джона Кеннеди. Обе собаки прожили долгую жизнь и умерли естественной смертью. Их чучела сегодня являются экспонатами Музея Космонавтики, напоминая о важном этапе освоения космоса.
Дмитрий Верхов