Космические собаки
Юрий Гагарин после полета на каком-то банкете произнес фразу, которая стала печатной только в наше время: «До сих пор не пойму, кто я: «первый человек» или «последняя собака»?» Произнесенное сочли за шутку, но, как известно, в каждой шутке есть доля реальности. Дорогу в космос Гагарину прокладывали именно собаки.
К концу 40-х годов медики уже были знакомы с реакцией организма человека на перегрузки, вибрации, шум и другие факторы полетов на самолетах. Однако экспериментальных данных о биологическом действии невесомости не было. Осенью 1947г. Королев предложил возглавить исследования в этой области В.Яздовскому, в то время заведующему лабораторией скафандров и герметических кабин в Научно-исследовательском институте авиационной медицины (НИИАМ) ВВС МО СССР. НИИАМ разработал программу исследований медико-биологических проблем полетов на ракетах в верхних слоях атмосферы. Для проведения работ в виварии НИИАМ недалеко от стадиона «Динамо» собрали 32 московские дворняги весом не более 6 кг. и ростом до 35 см. с короткой шерстью (для удобства закрепления датчиков). Выбор в качестве подопытных животных собак объяснялся тем, что отечественные физиологи издавна использовали их для опытов, знали, как они себя ведут, понимали особенности строения собачьего организма. Беспородные собаки имели крепкое от природы здоровье, смекалку, были хорошо приспособлены к стрессам, неприхотливы в еде, легко подчинялись человеку. Осенью 1950г. отобранные дворняжки приступили к интенсивным тренировкам. Собак приучали к длительному нахождению в замкнутом пространстве без движения, большим перегрузкам, вибрации. К лету 1951г. были подготовлены первые 14 собак.
Первый полет собак Дезик и Цыган по баллистичческой траектории состоялся 22 июля 1951г. Для полётов использовалиь ракеты Р-1Б и Р-1В (геофизические ракеты, являющиеся модификацией ракеты Р-1). В головной части ракеты Р-1Б монтировались отсеки, удлиняющие ее на 3 м. по сравнению с Р-1. Непосредственно к приборному примыкал отсек ФИАН (Физический институт Академии Наук) с аппаратурой, предназначенной для изучения состава первичного космического излучения и его взаимодействия с веществом. Перед отсеком ФИАН располагались герметичный отсек, в котором обеспечивались условия для жизнедеятельности подопытных собак, и парашютная система для спасения головной части. Ракета Р-1В отличалась от ракеты Р-1Б только тем, что вместо аппаратуры ФИАН монтировалась парашютная система спасения всего корпуса ракеты.
Во время первой серии полетов продолжавшихся до сентябрь 1951г. решались вопросы:
- разработки методов исследований физиологических функций животного, пригодных для применения в условиях полета на ракете;
- создания системы жизнеобеспечения животных в герметичной кабине малого объема для полета до высоты 100км;
- изучения характера и степени влияния полета в верхние слои атмосферы на состояние физиологических функций организма и поведение животных;
- испытания контрольно-регистрирующей аппаратуры в необычных условиях.
Животные в ходе этой серии полетов запускались в герметической кабине на высоту 100км. и более. На 177 - 183-й сек. полета (на высоте около 100км.) происходило отделение головной части ракеты от ее корпуса. Затем на высоте 6-8км. раскрывался парашют и животные в герметической кабине спускались на Землю. Общее время пребывания животных в полете составляло 15-20мин.
В герметичный отсек объемом 0,28 м3 помещали двух собак, укрепленных привязными ремнями на специальных лотках. Над ними висела пленочная кинокамера, снимавшая животных на протяжении всего полета. Для поддержания необходимого газового состава атмосферы в кабине использовалась система регенерации воздуха. Давление поддерживалось регулятором давления. Перегрузки в полетах ракет этой серии не превышали 5,5g. После проведения серии экспериментов пришли к выводу, что герметичная кабина с системой регенерации воздуха обеспечивает необходимые условия для двух собак в течение трех часов. Воздействие перегрузок, космического излучения, частичной невесомости и других факторов полета не повлияли на состояние физиологических функций и поведение животных. Учащение пульса и дыхания наблюдались только в период вибрации на нисходящем участке траектории при вхождении кабины в плотные слои атмосферы. У животных, летавших дважды, не обнаруживалось каких-либо изменений.
Первая серия состояла из шести полетов в которых участвовало девять собак (из них три летали дважды). Во втором полете собаки Дезик и Лиса погибли из-за нераскрытия парашюта. В пятом полете собаки Мишка и Чижик погибли из-за разгерметизации кабины. Завершающий пуск первогом этапа состоялся 3 сентября 1951г. «космонавтами» были назначены Непутевый и Рожок. Накануне была проведена последняя тренировка животных, сняты фоновые показатели физиологических функций. Перед самым выездом на стартовую площадку выяснилось, что Рожок исчез. Времени для его поисков нет. Ракета готовится к пуску и через 2 часа необходимо поместить собак в кабину. В этот момент у кого-то возникла мысль взять неподготовленного пса из солдатской столовой. Подыскали среди них собаку, подходящую по массе, спокойную, светлой масти. Сообща придумали ей имя ЗИБ - «запасной исчезнувшего Бобика» (по другим воспоминаниям кличка была ЗИП - «запасной испытательный пёс»). В суматохе даже не разобрались, что ЗИБ, в сущности, щенок - это выяснилось уже после полета. Докладывать Королеву о замене Рожка ЗИБом нестали чтобы избежать лишних разговоров и нервотрепки. Приземления кабины ждали с большим с нетерпением и беспокойством. Как оказалось - ЗИБ перенес путешествие замечательно. То, что в космос слетала неподготовленная собака, щенок, и хорошо перенесла все факторы полета, представляло значительный интерес для науки. После полёта пса подарили академику Благонравову, у которого он прожил много лет.
Во второй серии экспериментов (1954 - 1956гг.) исследователями ставились следующие основные задачи:
- разработка способов обеспечения безопасности животных при полете в скафандре в разгерметизированной кабине;
- исследование выживаемости и жизнедеятельности животных после катапультирования из кабины в верхних слоях атмосферы;
- изучение влияния невесомости и других факторов полета на живой организм;
- испытание работы регистрирующей аппаратуры на различных этапах полета.
Безопасность животных в полетах с катапультированием и спуском на парашютах с больших высот обеспечивалась специальным оборудованием. В отсеке головной части ракеты размещалось по две катапультируемых тележки. На каждой тележке крепились парашютная система, кислородная система скафандра и аппаратура для регистрации физиологических показателей в полете. Разработанный в НПО «Звезда» скафандр представлял собой герметический мешок из трехслойной прорезиненной ткани со шлемом и двумя глухими рукавами для передних лап собаки. Внутри и снаружи скафандра применялись ремни для фиксации животного. Система кислородного питания состояла из трех двухлитровых баллонов с кислородом (900л.) и была рассчитана на 2-2,5 час. В нижней боковой части шлема находился клапан, автоматически открывавшийся при спуске ниже 4км. и дающий возможность животным дышать атмосферным воздухом.
Все полёты осуществлялись на ракетах Р-1Д и Р-1Е (различаются только способом спасения корпуса ракеты) и проводились по одинаковой схеме. Ракеты совершали полет до высоты 110 км. Действие невесомости продолжалось около 3,7 мин. На нисходящем участке траектории на высоте 75 - 86км. (при скорости 703-724 м/сек.) происходило катапультирование животного, находящегося на правой тележке. После катапультирования тележка свободно падала в течение 3-х сек. после чего включалась парашютная система (перегрузка в момент раскрытия парашюта составляла до 7g). На высоте 39-46 км. (на скорости около 1020 - 1148м/сек.) катапультировалось животное на левой тележке и после свободного падения на высоте 3,8км. раскрывался парашют. Тележки с животными, как правило, приземлялись на расстоянии от 3 (левая) до 70 (правая) км. от стартовой площадки.
Состоялось девять полетов с двенадцатью собаками (из них шестеро летали дважды). Во втором третьем и четвертом полетах погибло по одной собаке. В пятом полете погиб весь «экипаж» - собаки Лиса и Бульба. В момент старта ракеты Р-1Е её внезапно повело в сторону. Срабатывание стабилизационных рулей при её выравнивании оказалось слишком резким. Произошел сильный динамический удар, от которого тележки с собаками пробили люк и вылетели в атмосферу сработала парашютная система, но на землю животные опустились уже мертвыми.
В третьей серии экспериментов (1957-1960 гг.) полеты животных проводились в герметических кабинах одноступенчатых геофизических ракет Р-2А и Р-5А на высоты до 212 и 450км. соответственно.
Ракета Р-2А разрабатывалась на базе баллистической ракеты Р-2. Головная часть ракеты Р-2А представляла собой герметичный отсек, предназначенный для исследования выживания и жизнедеятельности животных. Животные не катапультировались, а спасались вместе с головной частью. Кроме собак, использовались белые крысы и мыши, которых парами (самца и самку) помещали в проволочную клетку без какой-либо фиксации. В двух полётах использовались также кролики, находившиеся в специальном лотке. При запуске ракет Р-2А максимальная скорость на восходящей траектории полета сос- тавляла 1,72км/сек. на нисходящей - 1,75км/сек. На активном участке полёта осевые перегрузки плавно нарастали от 1 до 6, после чего наступал период динамической невесомости, длящейся 360 - 370 сек. Головная часть отделялась от корпуса ракеты в верхней точке траектории полета. При торможении герметичной кабины вновь возникали значительные перегрузки продолжительностью 35-40сек. На высоте 4 км. открывался тормозной парашют головной части, а на высоте 2 км. вводилась основная парашютная система. На 605-660-й сек. с момента старта головная часть ракеты приземлялась. Вес головной части ракеты составлял около 1400 кг.
Состоялось 11 запусков животных на ракетах Р-2А. В экспериментах участвовало 11 собак, некоторые из которых летали по два - три раза. Собака Кусачка поднималась в стратосферу пять раз (после второго полёта её переименовали в Отважную). Во втором полете серии две собаки погибли из-за разгерметизации кабины.
На ракете Р-5А (являвшейся модификацией баллистической ракеты Р-5) были продолжены геофизические и биологические эксперименты до высоты 450км. В головной части имелся специальный герметичный отсек для медико-биологических экспериментов с двумя клетками из плексигласа, что позволяло с помощью киносъемки вести наблюдения за поведением животных во время полета. В герметичном отсеке размещались киноаппаратура с кассетой на 300 м. пленки, система зеркал и осветительная аппаратура. Для регенерации воздуха в отсеке служили два патрона с гранулами надперекисных соединений калия. При запуске ракет Р-5А до высоты 450 км. на активном участке полёта перегрузки были несколько больше, чем при полёте ракет Р-2, а период невесомости достигал 9-10 мин.
При проведении исследований на этом этапе изучались сдвиги некоторых физиологических функций, поведение животных во время полета, состояние их здоровья и те изменения, которые могли быть следствием полетов на ракетах. У животных во время полета регистрировались пульс, кровяное давление, дыхание, снималась электрокардиограмма. В некоторых полетах одна из собак была под наркозом с целью анализа механизмов сдвига физиологических функций.
Состоялось 3 пуска ракет Р-5А. В первом полете 21.02.1958г. животные погибли из-за разгерметизации кабины. В третьем полете при посадке не сработал парашют, животные погибли.
Всего с июля 1951 по июнь 1960г. состоялось 29 собачьих полетов на геофизических ракетах. Из 36 собак участвовавших в полетах 15 погибли. Четырехлетнее наблюдение за оставшимися в живых животными показало, что полет в биокабинах геофизических ракет не вызывает каких-либо стойких и неблагоприятных последствий в общем состоянии животных и их поведении. Эти результаты позволили приступить к практическим работам по подготовке к полёту в космос человека.
Орбитальные полеты собак начались в 1957г. К первому полету в космос готовились три собаки: Лайка, Альбина и Муха. Последняя была собакой «технологической». На ней отрабатывались элементы космического полета. Последнего эксперимента она не выдержала. Ее посадили на трое суток в кабину где она должна была есть, спать и справлять все физиологические нужды. Муха же не притронулась ни к еде, ни к питью, и кабина оказалась чистой. Медики заключили, что Муха – собака впечатлительная, и этот эксперимент для нее был стрессом. Биологи же посчитали, что пища, предложенная собаке, была без запаха и поэтому она до нее не дотронулась. Из двух оставшихся собак на полет утвердили Лайку.
3 ноября 1957г. ТАСС сообщило, что «в соответствии с программой Международного геофизического года по научным исследованиям атмосферы, а также по изучению физических процессов и условий жизни в космическом пространстве... произведен запуск второго искусственного спутника Земли». Далее перечислялось, какая исследовательская аппаратура находится на борту спутника, и в самам конце сказано, что спутник несет «герметичный контейнер с подопытным животным (собакой)». Имя ее мир узнал лишь через день – Лайка. Никто тогда не знал, что у собаки, чьи портреты появились во всех газетах шансов на возвращение нет. Возвращать аппараты на Землю тогда не умели. Планировалось, что Лайка продживет на орбите несколько дней, но она погибла через 4-5 часов после старта.
Встречаются две версии причин гибели Лайки. Первая - техническая ошибка в конструкции кабины. Уже при наземных испытаниях в барокамере было выяснено, что в условиях вакуума не обеспечивается отвод тепла от гермокабины и уже через несколько часов температура в ней повышалась до недопустимой величины. На переделку времени не было и решено было пожертвовать собакой. Для экспериментаторов важно было, как собака перенесет вывод на орбиту и те несколько витков, которые она будет жить и которые дадут ценную телеметрию. По другой версии причиной было отклонение орбиты от расчетной. Орбита получилась более вытянутой, чем ожидалось "Солнечная" часть орбиты оказалась значительно больше чем "теневая". Кабина раскалилась, Лайка перегрелась и погибла предположительно на четвертом витке. Между тем газеты и радио по нескольку раз в день докладывали о самочувствии уже мертвой собачки. А потом сообщили, будто бы собачка приняла снотворное и отдала жизнь ради науки.
На Западе в то время уже существовали и активно действали общества защиты животных. Что началось, когда пришла весть о гибели собаки в космосе. Во многих странах у советских посольств и представительств были выставлены пикеты. Газеты выносили на первые полосы снимки, на которых манифестанты шли с плакатами, где были портрет Лайки и лаконичная надпись: «Убийцы!». Тогда, в ноябре 1957г. своему успеху радовались похоже только мы. Позже перед Парижским обществом защиты собак воздвигли гранитную колонну в честь всех животных, отдавших жизнь во имя науки. Ее вершину венчал устремленный ввысь спутник, из которого выглядывала Лайка.
В начале 1960г. был разработан корабль «Восток», оснащенный системами жизнеобеспечения и специальным возвращаемым отсеком. Его испытывали на тех же собаках. В полёты на космическом корабле было решено отправлять только самок поскольку для женской особи проще сделать скафандр с системой приема мочи и кала.
6 марта 1960г. был сформирован первый отряд советских космонавтов – «Группа ВВС № 1». В него вошли двадцать молодых летчиков. Отработка ракеты-носителя и космического корабля «Восток» шла полным ходом но не совсем гладко. Было решено отправить человека в космос только после двух подряд удачных полетов собачьих экипажей.
28 июля 1960г. со стартового комплекса № 1 космодрома Байконур стартовала РН «Восток» (8К72). Она должна была вывести на околоземную орбиту корабль «Восток», в котором находились две собаки – Лисичка и Чайка. Из-за взрыва камеры сгорания двигателя 1-ой ступени на 29сек. полета пуск закончился неудачей. Собаки погибли.
19 августа 1960г. осуществлен пуск второго корабля «Восток» с собаками Белка и Стрелка на борту. Корабль выведен на орбиту с параметрами: наклонение - 65град., период обращения - 91 мин., перигей - 306 км., апогей - 339 км. 20 августа спускаемый аппарат совершил мягкую посадку - Белка и Стрелка благополучно возвратились на землю. С ними слетали 21 серая и 19 белых мышей. Телевидение показало кадры полета Белки и Стрелки. Было хорошо видно, как они кувыркались в невесомости. И если Стрелка относилась ко всему настороженно, то Белка радостно бесилась и даже лаяла. Белка и Стрелка стали всеобщими любимцами. Их возили по детским садам, школам, детским домам, показывали журналистам на пресс-конференциях. Стрелка дважды приносила здоровое потомство, милых щенят, которых мечтал приобрести каждый. Но все было строго, каждый щенок был на учете. В августе 1961г. одного из них попросил лично Н.С.Хрущев. Он отправил его в подарок Жаклин Кеннеди, жене президента США. Так что, возможно, на американской земле до сих пор бегает потомство космонавта Стрелки.
Стрелка со своими щенками Пушок - один из них
В октябре 1960г. ЦК КПСС принял секретное решение о полете человека в космос. Назначался и срок – декабрь 1960г. К полету уже все было готово. Оставалось выполнить одно условие: в космос должны успешно слетать два корабля с собаками.
1 декабря стартовал третий «Восток» с Пчелкой и Мушкой. Корабль выведен на орбиту с параметрами: наклонение - 65 град., период обращения - 88 мин., перигей - 180 км., апогей- 249км. В общей сложности собаки пробыли на орбите сутки. 2 декабря должна была состоятся посадка спускаемого аппарата, но из-за сбоя спуск произошел в нерасчетном районе и было принято решение подорвать спускаемый аппарат. Находившиеся на борту собаки погибли. Старт человека отложили.
22 декабря 1960г. РН «Восток» (8К72К) вывела на орбиту корабль «Восток». На борту находились собаки Комета и Шутка. Из-за аварии РН (разрушение газогенератора 3-ей ступени на 425-й сек. полета) пуск закончился неудачей. Спускаемый аппарат корабля аварийно отделился и, совершив суборбитальный полет, приземлился в районе Туры (река Нижняя Тунгуска, Красноярский край). Собаки остались в спускаемом аппарате из-за отказа катапульты, что и спасло их жизни в суровых зимних условиях.
9 марта 1961 г. на новой модификации корабля «Восток-3» в космос ушла Чернушка. Программа полета предусматривала одновитковый полет. На борту кроме собаки находился манекен человека в шутку названный «Иваном Ивановичем». Внутри манекена разместили мышей, морских свинок, другие биологические объекты в целях изучения влияния радиационного излучения. Полет прошел благополучно, аппаратура работала безотказно. Спускаемый аппарат корабля совершил посадку в Куйбышевской области (манекен при этом катапультировался).
25 марта полет по аналогичной программе совершила Звездочка. Полет прошел благополучно, спускаемый аппарат совершил посадку в 45км. юго-восточнее г.Воткинск. Манекен штатно катапультировался. После завершения полетов Звездочку отдали в Московский зоопарк откуда она благополучно сбежала. Так что теперь значительная часть московских дворняг могут гордиться своей родословной. Опыт показал, что полеты собак на кораблях «Восток» проходили с некоторыми сдвигами в их физиологическом состоянии. Симптомы проявлялись после четвертого витка. Это заставило планировать первый предстоящий полет человека в космическое пространство продолжительностью не более одного витка с максимальной автоматизацией режимов управления. До старта человека в космос оставалось 18 дней.
Последний «собачий» полет состоялся 22 февраля 1966г. РН «Восход» (11А57) вывела на орбиту беспилотный космический корабль «Восход-3КВ». На борту находились собаки Ветерок и Уголек. На спутнике были различные штаммы дрожжей, образцы сывороток крови, препараты различных белков, некоторые штаммы хлореллы и лизогенных бактерий. 16 марта 1966г. спускаемый аппарат совершил мягкую посадку. На Землю возвращены собаки Ветерок и Уголек, а также биологические объекты.
