Cosmos-110

Kosmos-110  är en sovjetisk biologisk satellit som lanserades i låg omloppsbana om jorden den 22 februari 1966 och återvände framgångsrikt till jorden 22 dagar senare. Satelliten var en modifierad obemannad Voskhod- rymdfarkost. Ombord fanns två hundar, Veterok och Ugolyok (utavlade hanar av liten storlek), samt ett antal biologiska prover, dosimetrisk utrustning och andra instrument. Syftet med uppdraget är att utarbeta långsiktiga rymdflygningar.

Hundarna sattes på fartyget sex timmar före start. För att rymma dem installerades två separata hytter i rymdfarkostens nedstigningsmodul. Det huvudsakliga försöksdjuret var Veterok, det andra kontrolldjuret.

Rekordet som sattes av hundar under flykten av levande varelser (22 dagar) slogs bara fem år senare, under Soyuz-11- uppdraget, när sovjetiska kosmonauter tillbringade nästan 24 dagar ombord på Salyut-1- stationen.

Syftet med flygningen

Huvudsyftet med experimentet är att studera kroppens funktion under påverkan av en lång period av viktlöshet och ökad strålning [3] .

Banan för "Kosmos-110" ( vars apogeumhöjd nådde 904 km) ingick i zonen för jordens nedre strålningsbälte , belägen över 500 km .

Förutom hundar innehöll satelliten Drosophila -larver, en vegetativ tradescantia- växt med knoppar, lökar och torra frön från ett antal högre växter, olika stammar av jäst , blodserumprover, preparat av olika proteiner, vissa stammar av chlorella och lysogena ( infekterad med lambdabakteriofager ) bakterier av Escherichia coli [ 4 ] [5] [6] [7] .

Under flygningen var det också planerat att genomföra ett antal fysikaliska studier, för vilka instrument installerades ombord: behållare med integrerade dosimetrar ( termoluminiscerande glas , fotodosimetrar) och nukleära emulsioner , och block för att bestämma åtgärder för att skydda biologiska objekt från kosmisk strålning . En uppsättning individuella dosimetrar [4] installerades på kroppen av varje hund .

Målet var också att testa fartygets system för den planerade långtidsbemannade flygningen på Voskhod-3 (denna flygning ägde aldrig rum).

Förberedelse

För genomförandet av en lång flygning behövde flera nya metoder för utfodring, hygienprocedurer, fixa hundar och mäta deras välbefinnande utvecklas.

Det beslutades att mata hundarna inte genom en speciell matare, utan artificiellt - genom en fistel i magen. Ett speciellt homogeniserat foder utvecklades. Den kom in i magen i portioner och innehöll allt som behövs för näring; det inkluderade kött, potatis, mjöl, vitaminer och andra komponenter, samt vatten. Speciellt för flygningen opererades hundar - en gastrostomi gjordes med tillbakadragande av fistel [4] .

Kirurgisk intervention användes också för att installera anordningar för att kontrollera tillståndet hos hundar: den vänstra halspulsådern fördes in i hudfliken (för att fixera manschetten och mäta blodtryck), en elektrod implanterades i området för sinus halspulsådern , subkutana EKG - elektroder för registrering av myogram . Djur implanterades med vaskulära katetrar i vena (nedre och övre vena cava) och arteriella (abdominal aorta ) kanaler för administrering av farmakologiska medel och blodprovtagning.

På grund av eventuella svårigheter med att rengöra behållaren och ventilationen beslöts att stoppa svansarna på hundarna.

Förutom att förbereda hundarna själva var det nödvändigt att göra lämpliga dräkter för dem och en behållare där de skulle vara i rymdfarkosten. Till skillnad från tidigare flygningar användes inte en hundskräddad kostym, utan en dimensionslös kostym. Det var ett snörningssystem som löpte längs buken. Denna dräkt kan användas med vilken hund som helst som väger mellan 6 och 10 kg.

Hundar fixerades med nylonband fastsydda på kläder. Den justerbara längden på dessa remmar gjorde att hundarna kunde utföra ett stort antal rörelser utan att ändra sin kroppsposition.

Under sådana förhållanden var hundarna tvungna att tränas. Först och främst fick hundarna vänja sig vid de nya kläderna och sin egen ställning. Det är viktigt att hundarna inte försöker slita, klättra ut eller på annat sätt skada dräkter och utrustning. Det var också nödvändigt att vänja hundarna vid långvarig immobilisering.

Under träningen var hundarna orörliga i upp till 50-55 dagar, men som praxis har visat, efter den 20:e träningsdagen observerades en försämring av mentalt tillstånd [8] [9] .

Flygförlopp

Satelliten sköts upp i rymden från den 31:a platsen för Baikonur Cosmodrome (USSR) klockan 23:09 Moskva-tid den 22 februari 1966. Initiala omloppsparametrar: omloppstid 95,3 minuter ; apogeum höjd 904 km ; perigeehöjd 187 km ; orbital lutning 51°54′ [4] .

Den 26 februari 1966 sände USSR Central Television två gånger under dagen live från Cosmos-110. På tv-filmer var hundarna tydligt synliga och fortsatte den långa flygningen.

På flygningens 21:a dag avslöjades en ihållande trend av en gradvis försämring av luftens sammansättning i kabinen [10] .

Under flygningen fick Veterok ett antistrålmedel injicerat direkt i blodet. Två andra hundar (kontrollgrupp) på jorden hölls under liknande förhållanden, också med införandet av ett anti-strålningsläkemedel intravenöst. Ingen medicin gavs till kolet.

Under flygningen utsattes hundarna för speciella effekter (irritation av receptorzonerna i halspulsådern av elektrisk ström, fastklämning av halspulsådern, etc.) för att belysa egenskaperna hos den nervösa regleringen av blodcirkulationen under viktlösa förhållanden . Blodtrycket i kärlen registrerades direkt, genom katetrar [11] .

Den absorberade stråldosen som ackumulerades under flygningen var 12 s Gy (doshastigheten var ca 0,5 sGy/dag) [5] . Det mesta av den absorberade dosen berodde på protoner från de inre zonerna av jordens strålningsbälte, till skillnad från de tidigare Vostok- och Voskhod-flygningarna, då huvuddelen av dosen kom från primär kosmisk strålning [4] .

Slut på flygning

Cosmos-110:s flygning avslutades den 16 mars 1966 i den 330:e omloppsbanan. Satellitens nedstigningsfordon landade framgångsrikt i det tilldelade området [4] .

Från general Kamanins dagbok , som var en del av landstigningskommissionen:

“ [17 mars 1966.] Vi hade en stor rymddag igår: plantering av våra hundar och tittade på två amerikanska astronauters flygning. Vi fattade beslutet att landa Kosmos-110 den 15 mars och igår klockan 14:00 gav vi kommandot att gå ner. Alla landningskommandon gick bra, klockan 17:15 landade fartyget 210 kilometer sydost om Saratov med en flygning på 60 kilometer från den beräknade punkten. All radioutrustning för fartyget och markriktningsmätare fungerade bra. 30-40 minuter efter landning landade två flygplan ( An-12 och Il-14 ) på ​​Kosmos-110 radiofyr, sju fallskärmsjägare som landade från dem rapporterade: "Skiftets och hundarnas tillstånd är normalt " [10] .

“ Satelliten landade den 16 mars och vid sjutiden på kvällen var hundarna redan på IBMP . Alla gladde sig. Behållarna fördes till operationssalen och hundarna togs bort. Vår glädje ersattes av en känsla av smärta när nylondräkterna togs bort från hundarna, och vi såg att de inte hade något hår – bara bar hud, blöjutslag och till och med liggsår. Hundarna stod inte på benen och var mycket svaga, båda hade starkt hjärtslag och konstant törst. Hundarna tvättades noggrant med desinfektionsmedel, bandagedes och fördes till Shabolovka för en intervision kl 22:00. Sändningen var då direkt. Vi låtsades att hundarna stod för sig själva. De var väldigt ledsna, de gnällde inte ens, utan slickade bara varandras saliv ”, mindes E. N. Yumasheva [12] .

Veterok och Ugolyok återhämtade sig och levde i vivarium av Institutet för biomedicinska problem fram till ålderdomen.

Forskningsresultat

Studier efter flygning av hundar som flyger på biosatelliten Kosmos-110 visade att långvarig rymdflygning hos välorganiserade däggdjur åtföljs av utvecklingen av avträning av det kardiovaskulära systemet, såväl som en kränkning av vatten-saltmetabolismen, i synnerhet, en signifikant minskning av kalciumhalten i benen [11] . Flygningen påverkade inte spermatogenesen påtagligt hos hundar, även om vissa abortiva spermier hittades [13] . Effekten av flykt på reproduktionen av avkommor hittades inte, valparna födda från båda hundarna var friska.

Den stimulerande effekt som faktorerna för en lång rymdfärd utövade på frön och lökar från radiokänsliga växter (lök, sallad, bönor, vitlök) under efterföljande groning på jorden hittades, medan frön från radioresistenta växter (rädisor, kål) en sådan effekt jämfört med kontrollprover noterades inte. Bestrålning av strålkänsliga växter med enbart joniserande strålning i samma doser, i frånvaro av andra rymdflygningsfaktorer, orsakade dock inte en liknande effekt, därför tror författarna till studierna att samtidiga faktorer påverkar växternas tillväxtprocesser [6 ] .

Förutom frön och lökar fanns det även en vegetativ blommande växt ombord - Tradescantia paludosa , Sacks-klon nr 5. Tradescantia-mikrosporer används flitigt inom strålningsgenetik. De innehåller endast 3 par stora, välfärgade kromosomer och är ett lämpligt material för cytologisk analys för att studera olika effekter på cellkärnan. Celler med onormala storlekar (mycket stora och mycket små) och mitosanomalier hittades i mikrosporer efter flygningen [14] .

Ombord fanns en kultur av den lysogena stammen K-12(λ) av Escherichia coli, som är en bekväm biologisk modell som gör det möjligt att upptäcka effekterna av låga doser av strålning: även när den bestrålas med en dos på mindre än en rad ( centigray ), desintegrering av lambdaprofagen från den bakteriella kromosomen detekteras. Den ackumulerade dosen vid placeringspunkten var 36 rad, fagproduktionen i kulturen ökade 2,3 gånger jämfört med kontrollen [15] .

Studien av chlorella -stammarna LARG-1, LARG-2 och LARG-3 avslöjade inte, i jämförelse med kontrollgruppen, någon signifikant effekt av flygfaktorer på fysiologiska, mutations- och genetiska processer [16] [17] .

Gamla ärtfrön som hade lagrats i flera år före flygningen och hade låg groningsförmåga visade "återupplivning" [7] [18] .

Anteckningar

1. ↑ Alla flygningar av rymdskepp "VOSHOD"
2. ↑ Jonathan McDowell. Starta  Logg . Datum för åtkomst: 14 januari 2012. Arkiverad från originalet den 24 april 2012.
3. ↑ Den sista "Soluppgången" .
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 Ivanov 3. Yu. På flyget "Cosmos-110"  // Jorden och universum. - 1966. - Nr 4 . Arkiverad 30 november 2020.
5. ↑ 1 2 Antipov VV, Delone NL , Nikitin MD, Parfyonov GP, Saxonov PP Några resultat av radiobiologiska studier utförda på Cosmos-110 biosatellit  (engelska)  // Livsvetenskap och rymdforskning. - 1969. - Vol. 7 . - S. 207-208 .
6. ↑ 1 2 Delaunay N. L., Morozova E. M., Antipov V. V., Parfenov G. Ya., Trusova A. S. Tillväxtstimulering i lök Allium svavel efter att lökar var i rymdfärd på rymdfarkostsatelliten Kosmos -110"  // Space Research. - 1967. - V. 5 , nr. 6 . - S. 940-943 . (ryska)
7. ↑ 1 2 Delaunay N. L. , Morozova E. M., Antipov V. V., Parfenov G. P., Trusova A. S., Ukstina E. I. Rymdflygningens inflytande ombord på satellitrymdfarkosten Kosmos-110 » på fröna av några högre växter  // Izv. Acad. Sciences of the USSR, ser. biol. - 1968. - Utgåva. 1 . - S. 126-129 . (ryska)
8. ↑ Veterok och kol. Rymdresenärer . veterok-ugolyok.gmik.ru. Hämtad 24 juni 2019. Arkiverad från originalet 10 juni 2019. (obestämd)
9. ↑ Flygningar på specialiserade rymdfarkoster . www.astronaut.ru Hämtad 24 juni 2019. Arkiverad från originalet 24 juni 2019. (obestämd)
10. ↑ 1 2 Kamanin N. P. Dolt utrymme: bok 2 . - M. : Infortext-IF, 1997. - 448 sid.
11. ↑ 1 2 Rymdbiologi / Larin V. V. // Konda - Kun. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1973. - S. 233-235. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / chefredaktör A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, v. 13).
12. ↑ Ishkov S. Fyrbenta hjältar. Arkiverad 14 juni 2018 på Wayback Machine - Moskovskaya Pravda. 2018-02-22.
13. ↑ Fedorova N. L. Tillståndet för spermatogenes hos hundar Ugolyok och Veterok efter flygningen på Cosmos-110-satelliten  // Space Biology and Medicine. - 1967. - T. 1 . - S. 28-31 . (ryska)
14. ↑ Delaunay N. L., Trusova A. S., Morozova E. M., Antipov V. V., Parfenov G. P. Effekt av rymdflygning på rymdfarkostsatelliten Kosmos-110 på tradescantia-mikrosporer  // Space Research. - 1968. - T. 6 . - S. 299-305 . (ryska)
15. ↑ Zhukov-Verezhnikov N. N., Volkov M. N., Maysky I. N., Guberniev M. A., Rybakov N. I., Antipov V. V., Kozlov V. A., Saxonov P. P. , Parfenov G. P., Kolobov A. V., Kolobov A. V., Kolobov A. V., Rybakov N. I., Antipov V. V., Kozlov V. A., Saxonov P. P. , Parfenov G. P., Kolobov A. V., Kolobov A. V., Rybakov K. D. -110 satellit  // Rymdforskning. - 1968. - T. 6 , nr. 1 . - S. 144-149 . (ryska)
16. ↑ Vaulina E. N., Anikeeva I. D., Parfenov G. P. Chlorella ombord på Cosmos-110 // Space Research. - 1967. - T. 5 . - S. 285-292 .
17. ↑ Shevchenko V. A., Sakovich I. S., Meshcheryakova B. K., Petrovnin G. M. Studie av chlorellas vitala aktivitet i rymdflygning // Rymdbiologi och medicin. - 1967. - T. 1 . - S. 25-27 .
18. ↑ Gertsussky D. F., Nikitina I. V., Alekseenko M. V., Skukina I. S. Om frågan om förändringar i strålningseffekten i växter under påverkan av rymdflygningsfaktorer // Rymdbiologi och medicin. - 1968. - T. 2 . - S. 12-14 .

Länkar

• Redaktionell. Den sista "Voskhod"  : En uppsättning av sekretessbelagda dokument // www.roscosmos.ru: officiella webbplats. - 2021. - 16 mars. — Tillträdesdatum: 2021-03-17.