ГЛАВА 1. НАЧАЛО РАБОТ ПО КОСМИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.2. Первый этап научных исследований при полете животных на ракетах Р-2А

В повседневной целеустремленной работе пролетела зима 1950-1951 года, наступило лето. Незаметно прошло и лето. На исходе его началась подготовка экспедиции на полигон. В июле-августе 1951 года коллектив научных сотрудников и инженеров, возглавляемый мной, и коллектив конструкторов, инженеров и рабочих, возглавляемый Сергеем Павловичем, сосредоточились на полигоне. Началось опробование всех систем ракеты и ее головной части по строгому графику испытаний. Четкости и организованности испытаний немало способствовали усилия испытателей под руководством Александра Григорьевича Мрыкина и, безусловно, обаяние и тактичность председателя комиссии по испытаниям академика Анатолия Аркадьевича Благонравова.

Дружеская и теплая обстановка в коллективе научных работников, конструкторов, испытателей, инженеров и рабочих, взаимовыручка и поддержка обеспечили успех выполнения программ испытаний и исследований при подготовке к ракетному полету животных Прибытие экспедиции медицинских научных работников, конструкторов, инженеров и рабочих, участвующих в подготовке ракетного полета животных, вызвало живой интерес у работников полигона. Особым вниманием пользовались четвероногие космонавты. Животные и лаборатория экспедиции разместились в большом монтажном корпусе, где для собак было выделено специальное помещение. Общее руководство службами полигона и обеспечение испытаний осуществляли Александр Григорьевич Мрыкин и Николай Николаевич Смирницкий. От Министерства обороны СССР нам помогал Юрий Александрович Мозжорин, Керим Алиевич Керимов и другие. Непосредственно на местах о нас заботились работники полигона Андрей Григорьевич Карась и Александр Иванович Носов. Вся работа велась строго по графику, утвержденному Сергеем Павловичем Королевым. Была создана также Государственная комиссия под председательством академика Анатолия Аркадьевича Благонравова. Для организации поисков после приземления ракеты и транспортных нужд нам была придана воинская авиационная часть.

Каждый день прибывали новые медики, конструкторы, инженеры и рабочие. Чувствовалось по всему, что готовится небывалое событие. Все коллективы работали с подъемом.

В монтажно-испьггательном корпусе наше хозяйство отделялось от участка монтажа сетками. Через сетки видны были собаки, которые ничуть не смущались в необычной обстановке. И солидные взрослые работники полигона, и прибывшие сюда в командировку одолевали нас, как дети. Их интерес к собакам, закармливание приняли такие размеры, что пришлось вывешивать специальный приказ, запрещающий беспокоить животных.

На полигоне тренировки шли по графику. Регистрировались фоновые показатели. За нашей работой и полученными результатами пристально следили Анатолий Аркадьевич Благонравов и другие члены Государственной комиссии, Валентин Петрович Глушко, Николай Алексеевич Пилюгин, Александр Григорьевич Мрыкин. Они прямо в лаборатории проводили обсуждение результатов испытаний. Тут же устранялись выявленные недочеты, намечались программы на следующие дни. Часто приезжал Сергей Павлович Королев, обязательно присутствовал на наших испытаниях, спрашивал — когда же?

Вопрос этот витал в воздухе, и на одном из обсуждений были определены сроки первых стартов. Программа предусматривала шесть пусков ракет до высоты 100 километров с животными на борту в течение июля, августа и сентября 1951 года. Устанавливался распорядок, строго обязательный для всех. Каждый сотрудник знал свое место и обязанности в предпусковой период, во время пуска и поисков приземлившейся головной части ракеты с животными, при вскрытии герметической кабины и в момент доставки животных и научного материала в лабораторию монтажно-испьггательного корпуса полигона.

На предпусковом заседании Государственной комиссии я рассказал об уникальности эксперимента и просил еще раз не допускать на место приземления никого, кроме сотрудников, к которым собаки привыкли. Со мной все согласились.

Не могу не сказать здесь об академике Анатолии Аркадьевиче Благонравове. Генерал-лейтенант, дважды Герой Социалистического Труда, выдающийся ученый в области артиллерии, он был обаятельным мягким человеком, который умел слушать, уважать мнение других. Прежде чем принять решение о пуске, председатель Государственной комиссии выслушивал мнения представителей смежных наук, опрашивал геофизиков, несколько раз теребил меня: «Ну, как, все взвесили? Не торопитесь, лучше задержать пуск на день-два». Работая неторопливо, интеллигентно, мягко, он, тем не менее, смог очень четко организовать работу на всех этапах.

Наконец день пуска был определен решением Государственной комиссии. Накануне одноступенчатую ракету вывезли на стартовую площадку и установили вертикально на пусковом столе. Вокруг нее хлопотали специалисты.

Завтра, в день пуска, мы привезем сюда своих животных. Но кому из четвероногих друзей поручить первый полет? Сходимся во мнении, что первыми в космос отправятся Дезик и Цыган, продемонстрировавшие спокойствие и выносливость во всех испытаниях.

Надо сказать, что на полигоне нам завидовали, потому что Сергей Павлович больше всего времени уделял нашей группе. Чтобы мы были к нему еще ближе, он распорядился прикрепить нас к столовой, где кормили высшее начальство. За стол обычно садился с нами и сразу: «Как дела, что нового?» Я поражался, как все сведения он умел подвести к полету человека.

Очень любил Королев собак. Постоянно расспрашивал об их самочувствии, а приходя в лабораторию, ласково трепал их, гладил. На полигоне было жарко, собаки пили много воды. В обязанности солдат, охраняющих вольеры, входило обеспечение животных водой. Однажды, проходя мимо, Сергей Павлович увидел, что миски пустые. Он страшно рассердился, приказал посадить «на губу» нерадивого солдата, а сюда подобрать такого, который любит животных.

В столовой во время обеда я сообщил Сергею Павловичу, что завтра полетят Дезик и Цыган, на которых мы очень надеемся. Он молча кивнул головой.

Раннее утро 22 июля 1951 года. Солнце еще не взошло. Столь раннее время старта объясняется тем, что перед восходом воздух особенно чист, наблюдение и ведение ракеты осуществляется легче. Тогда еще не было средств ведения, поэтому важно было, чтобы солнце из-за горизонта освещало ракету. Члены Государственной комиссии и руководители эксперимента незадолго до этого посетили виварий, чтобы увидеть подготовленных к полету, отделенных от других собак Дезика и Цыгана. Наблюдаем, как полным ходом идут последние предпусковые приготовления. Люди трудятся на площадке с «трех часов ночи. Ракета, окрашенная в белый цвет, подсвечивается прожекторами. Волнующее, незабываемое зрелище! Сколько запусков пришлось мне пережить, а ничто не может сравниться с тем, первым.

Дезик и Цыган накормлены легкими, но калорийными продуктами: тушеным мясом, хлебом, молоком. Они свободно чувствуют себя в одежде, оснащенной датчиками. Регистрируется частота их пульса и дыхания. Полностью экипированные, зафиксированные в лотках животные ведут себя спокойно. Молодцы Дезик и Цыган, не зря целый год тренировались!

За час до старта я с механиком Воронковым поднимаюсь по лестнице на верхнюю площадку ракеты, напротив входного люка герметической кабины. Проверяем оборудование. Затем принимаем Дезика и Цыгана на лотках, устанавливаем их на свои места, закрепляем специальными замками. Подсоединяем все разъемы от датчиков на собаках к бортовой системе передачи информации. Заключительная операция на верхнем мостике ракеты — включение регенерационной установки и задраивание люка. Не удержался я: перед тем как закрыть крышку, поласкал собак и, будто они могли понять, пожелал им вернуться с победой.

Может возникнуть вопрос, почему я лично занимался всеми этими операциями наверху, перед стартом. Это было вменено мне в обязанность по требованию Сергея Павловича. По его предложению в решении Государственной комиссии было записано: «Окончательное оснащение и проверка перед стартом возложены лично на Яздовского В.И». Сергей Павлович не раз говорил, что доверяет мне: «А вдруг он чужих рук не послушается? Нет, я человек суеверный, полезай сам!» Приходилось часа полтора до старта, пристегнувшись ремнями, выполнять все операции самому. Мне это было понятно: мы сами всегда стремились своими руками проверить, прощупать каждый замок не потому, что не доверяли другим, просто так спокойнее.

Спустились мы с Воронковым с верхней площадки, я доложил Королеву, что все в порядке. Он молча обнял меня и предложил всем пройти в блиндаж. До пуска 20 минут. Моим коллегам-медикам очень хочется увидеть старт, услышать гул двигателя, и мы залегли в капониры, оставшиеся здесь со времен Великой Отечественной войны. Минут за семь до появления солнечного диска над горизонтом включается двигатель ракеты, она окутывается морем огня и дыма и, наконец, отрывается от пускового стола. И вот уже маленькой звездочкой мчится в лучах восходящего солнца, несет в неизвестные дали наших питомцев. Что ждет их там?

Утро занималось тихое, ясное — казалось, природа к чему-то прислушивается, чего-то ждет. А уж как ждали мы! Академик С.А.Христианович опять скептически заметил, что вряд ли животные выдержат. Но я почему-то был уверен в успехе.

Минут через десять-пятнадцать после старта на горизонте показался белоснежный парашют, на котором спускалась головная часть ракеты. Все, кто увидел его, бросились к месту возможного приземления. В один миг были забыты все мои просьбы и увещевания! Увидеть первопроходцев космоса хотели все. Счастливчики, первыми достигшие кабины, уже смотрели через иллюминатор. Слышны были их громкие крики: «Живые, живые!»

Виталий Иванович Попов и Александр Дмитриевич Серяпин открыли люк, отсоединили штекеры датчиков, выключили систему регенерации воздуха и вытащили животных на лотках из кабины. Когда их раздели, Дезик и Цыган стали бегать, прыгать, ласкаться к своим экспериментаторам, явно игнорируя всех остальных. Весь их вид выражал довольство, хвосты работали не переставая, и вслед за «хозяевами» они пошли к автомашинам и уселись на свои места.

Кавалькада машин, минуя пусковую площадку, направилась к монтажному корпусу. Дезика и Цыгана сразу же тщательно обследовали. Никаких сдвигов в физиологическом состоянии у животных не нашли. Встречаясь друг с другом, сотрудники разных служб передавали из уст в уста: у собак все нормально! Но еще в течение нескольких дней к их вольеру было настоящее паломничество: каждый хотел своими глазами посмотреть на первых космонавтов.

Анализ данных полета убедил нас, что надо продолжать эксперимент ради накопления научных данных, ради статистической достоверности материала. Но уже легче было убеждать скептиков, уже увереннее звучали слова «космос», «космическая биология». Примерно в это же время в США на ракете «Аэроби» весом 60 кг на высоту до 70 км были запущены 3 особи белых мышей с аппаратурой, обеспечивающей их жизнедеятельность и способной регистрировать отдельные моменты поведения животных в полете. Мы почувствовали себя намного увереннее, намного ближе к главному старту, о котором мечтали все.

Радость Сергея Павловича и всех других исследователей и инженеров после первого полета четвероногих космонавтов искала какого-то выхода. И вот он дает команду: всем собираться на рыбалку! Обещана уха с пивом. Выехали на рассвете на машинах человек двести. Часам, к одиннадцати утра наловили не один десяток килограммов. Королев, как мальчишка, помолодевший, веселый, азартно рыбачил, давал поварам указания, как приготовить отменную уху. Подвезли две бочки пива. Расположились прямо на берегу речки Солянки. Обед получился знатный. Отдохнувшие, снявшие колоссальное напряжение предпусковых дней и ночей люди благодарили Сергея Павловича, преподнесшего им такой подарок.

Между тем подготовка ко второму пуску шла полным ходом. Лететь должны были тот же Дезик и Лиса. Заманчиво было получить информацию от Дезика второй раз. Остаются ли в организме следовые реакции на напряжения, имевшие место в первом полете? Проявляется ли в организме животного состояние, когда патологические сдвиги накапливаются в количественном и качественном отношении, иными словами — не кумулируются ли болезненные состояния?

В экспериментах и тренировках была подтверждена готовность к полету Дезика и Лисы, их фоновые показатели удовлетворяли нас. Подготовка шла гладко, без изменений. Аппаратура работала нормально. Распорядок и программа второго полета ничем не отличались от предыдущего. 29 июля 1951 года предстояло повторить эксперимент, прокладывавший дорогу в космос человеку.

Подготовка к полету была закончена за час двадцать минут до старта. Снова я завинтил крышку люка на верхней площадке, доложил Королеву о готовности. Вместе с Покровским и Серяпиным мы укрылись в капонире и стали ждать старта. Как и в первый раз, все шло точно по графику.

На восемнадцатой минуте после пуска мы рассчитывали увидеть парашют. Но его все не было. Самолетам была дана команда начать поиск приземлившейся головной части ракеты с животными. В поиск включилась и команда на автомашинах. Примерно через полчаса с одного из самолетов получили сигнал, что кабина обнаружена, и координаты места приземления. Автомашины с научными сотрудниками направились туда.

Оказалось, что головная часть ракеты падала свободно, а парашют остался нераскрытым в контейнере. Ударившись о землю, кабина разрушилась и животные погибли. Но информацию с автономных самописцев и пленку мы получили, так как они находились в бронекассетах.

Комиссия по расследованию причин гибели животных пришла к заключению, что вибрации привели к нарушению нормальной работы барореле — специального прибора, обеспечивающего ввод парашютной системы. Надежность остальных агрегатов и система подготовки животных сомнений не вызывали. Понимая, что без отдельных неудач в таком большом, сложном новом деле обойтись трудно, комиссия рекомендовала устранить дефекты в конструкции барореле, чтобы перейти к следующему этапу.

Цыгана решено было больше в полет не посылать, а сохранить для исследования отдаленных результатов космического путешествия. До самой смерти жил Цыган у академика Благонравова дома, и никаких отдаленных патологических изменений у него не отмечали.

В качестве новых космонавтов выбрали Мишку и Чижика. Полет назначили на 15 августа 1951 года. Ночью исследователи с животными и аппаратурой перебазировались из монтажного корпуса на пусковую площадку. Внимательно и четко проделали мы все операции. Собаки вели себя спокойно, верилось, что расстаемся ненадолго. Когда через 18 минут после старта на горизонте показался парашют, из нашего капонира раздалось мощное «ура!» Несмотря на запреты, само же начальство в первую очередь устремилось к месту приземления: всем не терпелось убедиться, что полет удался.

Собаки, освобожденные от одежды и датчиков, вели себя так, будто не пережили только что огромных перегрузок. Активные, ласковые Мишка и Чижик заняли свои места в машине, а их поведение в виварии не отличалось от обычного. Животные пользовались всеобщей любовью, ведь их полет ободрил всех, вселил надежду.

Кандидатами для четвертого полета стали Смелый и Рыжик, прошедшие полный курс подготовки в лаборатории в Москве. Здесь предстояло приучить их к герметической кабине, чтобы снять возможные напряжения, возникающие в необычной обстановке. Как правило, кандидатов в полет содержат отдельно и выводят на прогулку с осторожностью, чтобы другие животные их не травмировали. Точно так обстояло дело с Рыжиком и Смелым.

И вот 17 августа днем Смелый во время прогулки сорвался с поводка и убежал в степь. Что встретится ему в степи? Не потеряем ли мы оттренированное животное? Опасения росли, потому что найти Смелого не удавалось. Стемнело. Мы приуныли: не ожидали такого сюрприза. Ведь собаки подбираются по парам, у них тоже есть психологическая совместимость, важно, чтобы они дружили. Кем заменить Смелого? Хорошо, что Рыжик был спокойный, со всеми уживался. Кого дать ему в пару?

Решили на следующий день, 18 августа, подобрать пару Рыжику, а про побег Смелого пока никому ничего не говорить. Велико же было наше изумление, когда утром мы увидели Смелого, который с виноватым видом стал ласкаться к экспериментаторам. Сразу же поместили обеих собак в герметическую кабину. Надо было определить, не растерял ли Смелый за время путешествия в степи необходимые навыки. Обследование показало, что физиологическое состояние собаки не изменилось, рефлексы сохранились.

Четвертый старт состоялся 19 августа 1951 года. Утро снова было как по заказу: тихое, солнечное. Но оно стало еще прекраснее, когда мы увидели парашют. На месте приземления было все нормально. Смелый, чувствуя свою вину, вел себя дисциплинированно и больше не убегал в степь. При самом тщательном обследовании нарушений в поведении и состоянии здоровья «космонавтов» не обнаружили.

У нас накапливались многочисленные данные, на основе которых можно было составлять программу для тренировки и полета человека. Оставались два пуска из запланированных шести, а картина уже была ясна.

В пятый полет отправлялись Мишка и Чижик, которых можно было назвать «ветеранами космоса». Повторное пребывание в герметической кабине не вызвало у них никаких отрицательных реакций. Они охотно участвовали в эксперименте, всем своим видом показывая, что условия полета вполне переносимы. Иначе разве шли бы они с удовольствием в кабину?

Пятый полет был назначен на 28 августа 1951 года. Для поддержания давления в кабине устанавливаем пружинный автоматический регулятор давления. Помним, что Королев требует постоянного усложнения экспериментов, чтобы приблизить полет человека. Регулятор прошел наземные испытания с отличной оценкой. Как он поведет себя в космосе? Механизм его действия основан на следующем. При повышении давления в кабине игла регулятора отжимается и открывает отверстие в стенке кабины. Избыток газовой смеси выходит в открытое космическое пространство. При нормализации давления игла перекрывает отверстие в стенке кабины.

Старт и приземление прошли как обычно, по разработанной программе, но, вскрыв люк, мы обнаружили, что собаки погибли. В чем дело? Анализ обстоятельств гибели животных показал, что игла-регулятор давления не перекрыла отверстие в стенке кабины, произошла разгерметизация и животные погибли от недостатка кислорода. Обратный ход иглы при вибрациях оказался недостаточно надежным. Но информация эта, несмотря на неудачу, представлялась ученым очень ценной. Конструкторы убедились, что пока придется отказаться от регулятора давления. При подготовке шестого полета, вместо регулятора в стенке кабины просверлили отверстие, диаметр которого был точно рассчитан на стравливание газовой смеси при избыточном давлении.

Завершающий пуск на первом этапе ракетных полетов — 3 сентября 1951 года. «Космонавтами» назначены Непутевый и Рожок. Накануне проведена последняя тренировка животных, сняты фоновые показатели физиологических функций. Перед выездом на стартовую площадку я прошу привести собак. Чувствую какое-то волнение среди сотрудников, беготню. Что случилось? Рожок исчез! Клетка закрыта, Непутевый на месте, а Рожка нет. Времени для поисков тоже нет: пора отправляться на полигон. Службы уже готовят ракету к пуску. Через 2 часа мы должны поместить собак в кабину, задраить люк, доложить о готовности. Вот так фокус!

Неожиданно возникла мысль взять неподготовленную собаку. Около столовой всегда можно найти бездомных дворняг. Прошу подыскать среди них собаку, подходящую по массе, спокойную, светлой масти. Выбираем такую собаку из нескольких, сообща даем ей имя ЗИБ — запасной исчезнувшего Бобика. В суматохе даже не разобрались, что ЗИБ, в сущности, щенок — это выяснилось после полета.

На полигон прибыли без опоздания, в срок уложились со всей программой. Докладывая Сергею Павловичу о готовности, я слукавил: не упомянул о замене Рожка ЗИБом. Не хотелось иметь лишних разговоров, нервотрепки. Но приземления ждал с нетерпением и беспокойством: как он там, запасной исчезнувшего Бобика?

Наверное, ни одна собака не доставила нам столько радости, сколько этот самый ЗИБ. Он перенес путешествие замечательно! То, что в космос слетала неподготовленная собака, щенок, и хорошо перенесла все факторы полета, представляло значительный интерес для науки, укрепляло наши позиции.

Потом, когда Сергею Павловичу стало известно о нашей «подтасовке», он совсем не рассердился, а сказал с теплотой в голосе: «Да на наших кораблях в космос скоро будут летать по профсоюзным путевкам — на отдых!» Этот мотив в разных вариантах я слышал от него много раз.

Жили мы на полигоне в вагончиках, вечерами ходили друг к другу в гости. Сергей Павлович нас, как я уже говорил, любил особой любовью, поэтому часто приглашал к себе. В его вагончике всегда был коньяк — сам не пил, но на стол выставлял. В один из таких вечеров, после завершения программы, Сергей Павлович нарисовал нам (со мной был Александр Серяпин) красочную картину: «Представьте, — говорит, — себе, что через десяток-другой лет на берегу Волги выстроен космодром. И люди с него запросто, как на электричке за город, отправляются в космос. По путевке — на Венеру. И вы оба, с женами и детьми, летите в отпуск на Марс! И не заметите старичка у кассы в уголке. А это буду я».

Да, можно было мечтать, шутить, смеяться, потому что на душе — радость от удавшегося дела. И гордость: впервые в истории человечества советские люди приблизили самые невероятные вымыслы фантастов.

Первые полеты собак на ракетах стали реальным шагом на пути освоения космоса. В числе отмеченных Государственными премиями я с удовлетворением прочел кроме своего имени имена моих дорогих коллег Алексея Покровского, Виталия Попова, Александра Серяпина.

Летным экспериментам с полетом животных на ракетах Р-2А предшествовали эксперименты в барокамере, при испытаниях на самолетах со сбросом головной части ракеты и испытания парашютной системы кабины животных. Прошедшие успешно испытания позволили надеяться на положительные результаты полетов ракет с животными.

Всего по программе первой серии экспериментов было проведено 6 пусков ракет Р-2А с животными и со всем комплексом научной аппаратуры. Исследования были выполнены на 9 животных, из которых 3 животных побывали в полете дважды. Из 6 пусков ракет 2 полета закончились гибелью животных из-за конструктивных недоработок отдельных элементов ракетной системы.

У животных, которые отправлялись в полет на ракете второй раз, никаких следовых явлений от первого полета на ракете выявить не удалось. Поведение животных перед полетом было обычным.

Максимальная высота полета ракеты составляла 100,8 км, максимальная скорость полета — 4212 км/ч, перегрузки достигали 5,5 ед. Содержание углекислоты, кислорода в воздухе герметической кабины было в пределах заданных величин. Температура воздуха в герметических кабинах в полете была, несколько выше расчетных величин и находилась в зависимости от высокой температуры окружающего воздуха на Земле перед стартом ракеты.

Поведение животных в полете, состояние их отдельных физиологических функций существенным образом не отличались от исходных. Имевшие место отклонения были обусловлены высокой температурой воздуха перед стартом ракет и тряской при свободном падении головной части. Эти отклонения в поведении животных находились в допустимых физиологических пределах. Отклонения от нормального поведения и патологические изменения в состоянии физиологических функций животных после полета и в последующие дни и месяцы не отмечались. Выработанные ранее условные рефлексы у животных после полета сохранялись в полном объеме.

В то лето погибли 4 собаки. Несовершенство техники погубило их. Жалко: добрые, славные псы, прошедшие полную тренировку. Погибая, собаки спасали человеческие жизни. Ведь недаром академик И.И.Павлов поставил им памятник. Тем, которые погибали в его лаборатории, и этим разведчикам космоса. Эксперименты на животных завершили первый этап изучения возможности полета человека на ракете. В результате проведенных исследований на первом этапе:

— впервые был решен вопрос выживаемости и жизнедеятельности животных в герметической кабине малого объема при полете на ракете до высоты 100,8 км и скорости до 4212 км/ч;

— герметическая кабина малого объема с системой регенерации воздуха обеспечила жизненно необходимые условия в полете на ракете для пребывания 2 собак в течение 3 часов. Содержание кислорода в воздухе кабины колебалось от 21 до 46%, а углекислоты — до 1,5%;

— факторы внешней среды, имевшие место в полете на ракете, были в пределах величин, нормально переносимых животными;

— в поведении, общем состоянии и в состоянии отдельных физиологических функций животных в полете на ракете, после полета и в последующее время расстройств не наблюдалось;

— разработанные и примененные кинографический и осциллографический методы дали возможность в условиях полета ракеты зарегистрировать частоту и глубину дыхания, кожную температуру, общее состояние и поведение животных, а также факторы внешней среды;

— система спасения головной части ракеты обеспечивала (в случае ввода ее) надежный спуск и приземление животных и приборов.

После проведения первого этапа исследований возможность полета на ракете в верхние слои атмосферы стала более реальной.

Предстояло еще решить целый ряд вопросов:

1) как обеспечить сохранение жизни при условии разгерметизации кабины на большой высоте;

2) как обеспечить спасение в полете в случае неотделения головной части — герметической кабины от корпуса ракеты;

3) как обеспечить спасение в случае аварийной ситуации в полете при различных скоростях полета;

4) каково будет влияние внешней среды на живой организм при более длительном пребывании на высоте.

Необходимо было приступить к углубленным исследованиям влияния невесомости, ускорений, космических лучей и других факторов полета на ракетах на организм животных.

Были проработаны и рассмотрены конструктивные предложения по обеспечению исследований второго этапа полета на ракете с целью получения ответов на поставленные выше вопросы. Остановились на одном предложении, излагаемом ниже.

Исследования второго этапа решено было проводить на ракете Р-2А, отсек для размещения двух животных и оборудования выделялся тех же размеров, т.е. 0,28 м³. Коль скоро для целей исследования мы считали необходимым на определенных высотах покидать головную часть ракеты, то отсек решили изготовлять негерметическим.

Таким образом, в задачи исследований на втором этапе входило:

— изучить выживаемость и жизнедеятельность животных при полете на ракете и катапультировании из нее;

— приступить к изучению влияния более длительного состояния невесомости, космических лучей и других факторов среды на организм животных;

— изучить возможность обеспечения безопасности полета и создания жизненно необходимых условий животным при помощи безмасочных скафандров;

— изучить возможность покидания ракеты животными в скафандрах при максимальных скоростях и на максимальных высотах полета ракеты;

— испытать безмасочные скафандры при воздействии всех факторов внешней среды на высотах до 110 км — вакуум, космические лучи, корпускулярное, ультрафиолетовое излучения, метеориты и т д.;

— испытать всю регистрирующую аппаратуру в полете на ракете, при катапультировании из нее, свободном падении и т.д.;

— испытать парашюты для обеспечения безопасного спуска и приземления на различных высотах и скоростях полета.

Катапультные тележки со скафандрами разрабатывались и изготавливались по нашему техническому заданию на заводе «Звезда» при постоянных консультациях и совместной работе конструкторов, инженеров и научных работников под моим руководством. Разработка и изготовление проводились Александром Бойко, Николаем Рассказовым под руководством Семена Михайловича Алексеева.

Разработку головной части ракеты Р-2А, но уже в негерметическом варианте с размещением в ней 2 катапультных тележек и оптической системы с аппаратом для аэросъемки и бронированной кассетой на 120 м фотопленки выполняла группа конструкторов под руководством Григория Григорьевича Болдырева и Александра Матвеевича Петряхина. Вся регистрирующая аппаратура тележки разрабатывалась под руководством Р.Г.Грюнталя, а тележки со всем оборудованием — под руководством С.М.Алексеева, А.М.Бахрамова, А.И.Бойко. С успехом выполнены разработка, изготовление и заводские испытания всего оборудования. Кроме того, для предполетных испытаний в ОКБ Сергея Павловича Королева и на космодроме был изготовлен и смонтирован специальный стенд с тросовыми приводами. На этих установках каждая катапультная тележка с полной экипировкой проходила огневые испытания с отстрелом люков, катапультных тележек с животными и приборами с регистрацией всех физических и биологических показателей. Только после подобных испытаний тележка со всем оборудованием могла использоваться в полетах животных на ракете. Кроме того, каждая катапультная тележка, оснащенная парашютом, приборами, животным в скафандре, поднималась на самолете до заданной высоты и сбрасывалась в воздушный поток с автоматическим вводом парашютной системы тележки. Все испытания по полной программе прошли все катапультные тележки на предстоящие девять пусков ракет Р-2А. Учитывая большую сложность предстоящих экспериментов, любой отказ в работе установки или системы тщательно анализировался и принимались меры к устранению выявленного дефекта. После этого проводились повторные испытания с отстрелом тележек с приборами и экипировкой. И только после успешного прохождения испытания проводился допуск тележки со всем оборудованием к летным экспериментам с животными. Мы совместно с организацией Сергея Павловича проработали разные варианты проведения очень сложных биологических экспериментов по программе второго этапа.

Мы считали, что покинуть ракету в случае необходимости на восходящей ветви траектории ее полета не представляет трудности, так как полет ракеты на этом участке является полетом стабилизированным.

Исходя из этого было сочтено необходимым провести исследование возможности покидания головной части ракеты путем катапультирования на нисходящей ветви траектории полета. В полете на максимальной высоте 100-110 км головная часть отделялась от корпуса ракеты на 188-й секунде после старта. Затем головная часть переходила в режим нестабилизированного свободного падения, вращаясь, иногда входя в плоский штопор. Поэтому и представляло значительный интерес изучить возможность катапультирования животного с приборами из нестабилизированной свободно падающей головной части ракеты.

На 247-й секунде от момента старта на ракете открывалась пневматическим устройством крышка правого люка, на 250-й секунде на высоте 80-90 км катапультировалась из головной части правая тележка с животным и приборами и сразу же принудительно вводилась в действие парашютная система правой катапультной тележки, обеспечивающая спуск. Проведенные три спуска ракет заставили отказаться от открытия и закрытия крышек люков на высоте и перейти на отстрел крышек люков при помощи пироустройств (взрывных болтов), отказаться также от принудительного ввода парашютной системы тележки тотчас же после катапультирования, а производить небольшую затяжку и вводить парашютную систему от автомата. Пришлось также увеличить начальную скорость отстрела катапультной тележки. Этим была повышена надежность ввода парашютной системы катапультных тележек и уменьшена возможность запутывания и обрыва строп самого парашюта тележки выступающими элементами головной части ракеты.

Уже в последующих пусках на ракетах парашют правой тележки вводился через 3 с после катапультирования из головной части и дальше тележка с животным в скафандре и аппаратурой спускалась с высоты 75-85 км в течение 50-65 мин до Земли, подвергаясь непосредственному воздействию всех факторов внешней среды в верхних слоях атмосферы. Скорость, на которой производился выброс тележки из головной части, была равна 703-724 м/с, или 2531-2606 км/ч. Это соответствовало 250-й секунде от начала старта.

Головная часть ракеты, освободившись от правой тележки, продолжала, вращаясь, свободно падать, и на высоте 35-50 км при скорости 1020-1148 м/с (3672-4133 км/ч) на 298-й секунде производилось катапультирование левой тележки с животным в скафандре и с аппаратурой. Крышка левого люка отстреливалась на 295-й секунде. Парашютная система левой катапультной тележки сразу не вводилась. Введение парашюта на такой скорости вызвало бы разрушение парашюта вследствие высокой температуры торможения. Левая катапультная тележка с животным и аппаратурой свободно падала до высоты 3800-4000 м, где при помощи автомата вводилась парашютная система, обеспечивающая спуск и приземление левой тележки.

Обеспечение безопасности полета и создание необходимых условий животным в процессе полета на ракете с последующим их катапультированием из кабины и свободным парашютированием с большой высоты требовали разработки совершенно новых средств спасения и иного оборудования для поддержания жизни животных. Лучше всего для этих целей подходили специально разработанные скафандры.

В летной практике обычно используют вентиляционный скафандр с кислородной маской. Его применение для обеспечения жизни животного сопряжено с риском и некоторыми неудобствами. Дело в том, что в процессе полета и особенно катапультирования и при свободном парашютировании кислородная маска может быть смещена или просто сорвана животными. Кроме того, использование маски значительно ухудшило бы киносъемку поведения животных в полете.

В процессе работы был создан и использован специальный вентиляционный скафандр для животного без кислородной маски. В скафандре были предусмотрены съемный шлем, система кислородного питания и выдвижной лоток. Скафандр изготовлялся из трехслойной прорезиненной ткани и представлял собой герметический мешок с двумя глухими «рукавами» для передних лап животного. На его верхне-задней поверхности был сделан специальный распах и «аппендикс», обеспечивающие помещение и фиксацию животного внутри скафандра. На нижне-боковой поверхности внутренней стороны скафандра крепились четыре ремня для фиксации животного. Аналогичного типа ремни располагались и с внешней стороны оболочки скафандра. С их помощью проводилось крепление скафандра к выдвижному лотку.

Шлем скафандра имел шарообразную форму и, будучи выполнен из плексигласа, обеспечивал возможность киносъемки животного в полете. В нижне-боковой части шлема располагался очень маленький люк диаметром 25 мм, который автоматически открывался на высоте 4000 м при снижении животного на парашюте и обеспечивал возможность поступления атмосферного воздуха животному для дыхания в скафандре после израсходования запаса кислорода.

Система кислородного питания скафандра состояла из 3 двухлитровых баллонов, заполненных кислородом при давлении 150 атм. Запас кислорода 900 литров был достаточен для пребывания животного в скафандре в течение 2-2,5 часа при вентиляции скафандра 6 л/мин. Допустимая утечка из скафандра составляла не более 2,5 л/мин.

Ввиду того, что непрерывное поступление кислорода в скафандр могло вызвать избыточное повышение давления в скафандре, в его оболочку были вмонтированы специальные автоматические регуляторы абсолютного и избыточного давления в процессе полета на высоте свыше 4350 м, которые поддерживали постоянное рабочее давление в скафандре 440 мм рт.ст. Запас прочности скафандра при данном давлении составлял не менее 2,5-3.

Скафандр закреплялся на выдвижном лотке и вставлялся во внутреннюю часть специально сконструированной тележки. С помощью катапультной тележки обеспечивалось катапультирование животных из кабины ракеты.

Катапультная тележка представляла собой сварную кассету из стали. Комплект из двух тележек по форме и размерам в основном соответствовал специально выделенному отсеку в головной части ракеты объемом 0,28м³.

Конструкция тележки обеспечивала возможность крепления на ней кислородной аппаратуры скафандра, парашютной системы и всей аппаратуры для регистрации физиологических функций в полете.

Парашютная система предназначалась для спасения животного после его катапультирования на высоте. Она состояла из парашютов и парашютных автоматов, укладываемых с помощью специального ранца на боковой поверхности тележки.

В нижней части тележек размещался телескопический пиромеханизм катапультирования. Направляющие тележек имели 6 роликов, которые обеспечивали ее свободное движение по горизонтали в момент катапультирования.

В задней и верхней частях тележек располагалась аппаратура для регистрации физиологических функций животного в полете. Она состояла из специального усилителя, именуемого авиационным медицинским комплектом оптического самописца, и источника электрической энергии. Авиационный медицинский комплект был предназначен для регистрации основных физиологических функций животного: частоты дыхания, величины максимального и минимального артериального давления, частоты пульса, температуры тела либо температуры среды в скафандре. Конструктивно прибор представлял собой комплект малогабаритных датчиков с одним усилителем и автоматом давления.

Для регистрации частоты дыхания использовался угольный датчик, представлявший собой резиновую трубку длиной 150 мм, диаметром 5 мм, заполненную угольным порошком. Датчик крепился на грудной клетке животного. Он подсоединялся на одно из плеч измерительного моста сопротивлений, в диагональ которого включался гальванометр оптического самописца.

При дыхании движение грудной клетки животного вызывало изменение сопротивления угольного датчика. Возникающие при этом колебания силы тока регистрировались через гальванометр на ленте оптического самописца. Кривые записи позволяли судить о ритме и частоте дыхания.

Система приборов, обеспечивающая регистрацию величины артериального давления, состояла из манжеты, автомата давления и термо-анемометрического датчика осцилляции. Манжета представляла собой герметический резиновый мешочек размером 150 х 55 мм, заключенный во фланелевую оболочку. С помощью тесемок на оболочке манжета плотно крепилась на бедре животного. Во избежание смещения манжеты в период движения животного проводилось ее дополнительное тугое прибинтовывание к конечности с фиксацией бинта на туловище животного. Посредством резиновой трубки манжета соединялась с автоматом давления. Автомат был собран в виде отдельного блока и предназначался для автоматического создания и регистрации давления в манжете. Он включал в себя электромеханический датчик давления в виде мембранной коробки. При повышении давления в манжете возникали перемещения мембраны, которые посредством щетки, двигающейся по проволочному потенциометру, преобразовывались в электрические колебания. Реостат датчика являлся одним из плеч неравновесного моста сопротивления, в диагональ которого включался гальванометр оптического самописца. Изменения сопротивления моста были пропорциональны изменению величины давления в манжете. Линейность датчика позволила проводить измерение величины давления в манжете с точностью ±2,5 мм рт.ст.

Ползунок реостата посредством концевых контактов управлял одновременно и работой автомата, подающего воздух в манжету. Это специальное устройство обеспечивало периодическое создание давления в манжете от 40 до 240 мм рт.ст. Цикл повышения давления до величины 240 мм рт.ст. продолжался в наземных условиях в течение 3-5 с, после чего начиналось медленное, в течение 40-45 с, понижение давления до 40 мм рт.ст. В этот момент автоматическое устройство вновь срабатывало, и начинался цикл повышения давления в манжете и т.д.

В герметическую систему трубопроводов, соединяющих манжету с автоматом давления, посредством тройника подсоединялся термоанемометрический датчик осцилляции. С помощью нагретых проволочных спиралей он преобразовывал пульсовые колебания воздуха в манжете в электрические колебания. Колебания воздуха в манжете направлялись на нагретую вольфрамовую спираль, которая изменяла температуру, а, следовательно, и свое сопротивление пропорционально колебаниям скорости воздуха, проходящего через датчик. Возникающие в связи с этим колебания электрического напряжения после соответствующего усиления подавались на гальванометр оптического самописца и записывались в виде кривой. Последняя характеризовала пульсовые осцилляции воздуха в манжете.

Регистрация осцилляции артерии происходила в период понижения давления в манжете. Величины максимального и минимального артериального давления определялись по характеру осцилляции (форме, амплитуде) и величине давления в манжете. За максимальное артериальное давление принималось давление в манжете, соответствующее началу восстановления кровотока под манжетой, внешне характеризующееся резким увеличением амплитуды осцилляции. Минимальное артериальное давление определялось как давление в манжете, соответствующее прекращению обжима артерии манжетой, что проявлялось на записи резким уменьшением амплитуды осцилляции.

Для обеспечения точной расшифровки данных артериального давления в каждом исследовании проводилась предварительная тарировочная запись изменения давления в манжете с отметкой изменения давления по ртутному манометру через каждые 10 мм рт.ст.

Температура тела животного или температура воздуха в скафандре определялась с помощью термосопротивления, преобразующего колебания температуры в изменение тока. Датчик температуры являлся одним из плеч моста сопротивления, в диагональ которого включался гальванометр регистрирующего прибора. Датчик обеспечивал непрерывную регистрацию изменения температуры с точностью ±0,5°С в течение всего полета. Перед исследованиями датчик температуры тарировался в исследуемом диапазоне температур по ртутному термометру. Его тарировка проводилась при нагревании бензина в сосуде Дюара.

Кроме описанного метода регистрации на оптическом самописце была применена передача основных показателей физиологических функций по телеметрии с их регистрацией на наземной установке. В этих опытах передача показателей физиологических функций (артериального давления и дыхания) у 2 животных производилась непрерывно по 4 телеметрическим каналам. Величина давления в манжете, необходимая для определения кровяного давления, не регистрировалась по системе телеметрии. На пленке отмечались лишь моменты начала каждого цикла создания давления, по которому, пользуясь предварительной тарировкой автомата давления в лаборатории, можно было определить величину давления в манжете в каждый отрезок времени.

Отсек для животных имел объем 0,28 м³. В нем размещались 2 катапультируемые тележки: правая (1), левая (2), аппарат для аэрокиносъемки, лампа подсвета с рефлектором, акселерограф для регистрации перегрузок по осям х, у, z и телеметрические датчики давления и температуры. Внутренняя поверхность отсека была покрыта теплоизоляционным материалом. Для покидания животными ракеты отсек имел 2 автоматически открывающихся либо отстреливаемых крышки люков. Размеры люков обеспечивали свободный выброс катапультных тележек из отсека. На крышках люков отсека размещались зеркала (18х24 см), позволяющие проводить отраженную киносъемку животных. Для крепления зеркал были сделаны специальные кронштейны с учетом необходимости регулировки их положения в 3 плоскостях.

Барометрическое давление, парциальное давление кислорода, содержание углекислоты и влажность воздуха в отсеке поддерживались в заданных пределах. Требовалось, чтобы температура в отсеке не превышала 25°С. Электрические цепи аппаратуры отсека и аппаратуры катапультируемых тележек были раздельны с таким расчетом, чтобы электрические цепи отсека катапультируемых тележек позволяли проводить проверку работы аппаратуры на ракете при ее вертикальном положении на пусковом столе. Аппарат для аэрокиносъемки с лампой подсвета и системой зеркал размещался в отсеке таким образом, чтобы обеспечивалась надежная киносъемка поведения животных в полете.

Работа всего оборудования и аппаратуры тщательно проверялась в специальных автономных испытаниях перед каждым пуском ракеты.

Исследования проводились на собаках массой 4-5 кг. Все животные в предполетный период находились под специальным надзором ветеринарного врача и были вполне здоровы. Для гашения рефлексов на обстановку каждое животное подвергалось тренировке с пребыванием в скафандре в фиксированном положении с укрепленными на нем датчиками.

Тренировка проводилась ежедневно в течение нескольких месяцев, с постепенным увеличением времени пребывания в скафандре. В работе использовались только те животные, которые в течение последних 7-10 дней тренировочного периода спокойно переносили 2-часовое пребывание в скафандре. Тренировка прекращалась за сутки до выезда на полигон и возобновлялась по прибытии на место испытаний.

Поведение собак в период пребывания в скафандре, а также состояние работы всего комплекса оборудования и аппаратуры тщательно изучали и проверяли в специальных комплексных испытаниях. Испытания проводились в наземных условиях за 2-3 дня перед каждым полетом с пробными катапультированиями тележек с животными из отсека головной части изделия соответственно условиям их катапультирования на высоте.

Таким образом, автономные и комплексные испытания являлись генеральной проверкой технической подготовленности аппаратуры и оборудования отсека к пуску и использовались одновременно для тренировки животных.

В день пуска ракеты животных привозили на стартовую позицию за 3-4 ч до пуска ракеты. За 2 ч до полета на животных надевались специальные «лифчики», после чего укреплялись датчики для регистрации физиологических функций и проводилась фиксация животных в скафандрах. С помощью выдвижного лотка скафандр с животным крепился в тележке. В этом положении при открытом шлеме скафандра проводилась регистрация физиологических функций животного. Полученные при этом данные характеризовали состояние животного перед полетом и поэтому при анализе всех материалов принимались нами за исходные. За 40-50 мин до пуска обе тележки с двумя животными помещались в отведенный отсек головной части ракеты и в течение 15-20 мин проводилась проверка состояния всей системы электропитания агрегатов отсека. За 20-35 мин до пуска шлем скафандра закрывался, и включалась подача кислорода в скафандр из автономной системы кислородного питания. После выполнения указанных работ люк и отсек закрывались крышками. Отсек с животными после этого считался готовым к пуску. Пуск проводился обычно за 3-5 мин до восхода Солнца.

С целью изучения непосредственного влияния на организм животного полетов на ракете в течение всего полета, от момента пуска ракеты до приземления, проводилась автоматическая динамическая регистрация основных физиологических показателей животного: величин максимального и минимального кровяного давления, частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела. Кроме того, на протяжении всего полета ракеты, вплоть до момента катапультирования тележек, проводилась киносъемка поведения животных. Для этих целей использовался аэрокиносьемочный аппарат, устанавливаемый вместе с лампой подсвета на задней стенке отсека, сверху и сзади катапультных тележек с животными. Подобное размещение киносъемочной аппаратуры позволяло проводить съемку только зеркального изображения животного в скафандре. Метод прямой киносъемки был невозможен, так как конструкция и размеры отсека не позволяли установить киноаппарат прямо перед шлемом скафандра с животным. Киносъемка в полете проводилась со скоростью 24 кадра в секунду, что обеспечивало при максимальной зарядке аппарата 120-метровой пленкой продолжительность киносъемки в течение 5-6 мин полета.

Для изучения более отдаленных последствий влияния полетов на организм животного, в частности для определения влияния этих полетов на состояние кроветворной системы и деятельности сердца, у животных выполнялись клинические анализы крови и электрокардиография. Указанные исследования проводились за 1-2 суток до полета и через несколько суток после него, что позволяло исключить данные, обусловленные острым воздействием полета, и обеспечивало регистрацию только его отдаленных последствий. Подобная постановка вопроса определялась следующими соображениями:

— сложностью организации забора проб крови для анализа сразу же после приземления животных. Последнее обстоятельство объясняется тем, что место приземления тележки с животными обнаруживалось специальной поисковой группой только через 3-8 ч, после чего проходило еще некоторое время, пока животное доставлялось в лабораторию. Ввиду этого в разных опытах неизбежно прошли бы различные сроки между окончанием полета и взятием крови, что, конечно, усложнило бы анализ полученных данных;

— в процессе забора крови некоторые собаки вели себя очень агрессивно, и потому взятие крови у такой собаки перед полетом усложнило бы подготовку к нему и в какой-то степени исказило бы физиологический фон исследования.

Во всех исследованиях кровь бралась путем пункции и собиралась в небольшой тигель, куда уже был прибавлен оксалат калия. Эта порция крови использовалась для определения всех ее составных частей, за исключением подсчета числа лейкоцитов; для определения же числа лейкоцитов кровь бралась непосредственно из капли, стекавшей с иглы.

При проведении электрокардиографических исследований серебряные электроды, смоченные физиологическим раствором или раствором сернокислого цинка, накладывались на переднюю правую и заднюю левую конечности собаки. Регистрация биотоков сердца проводилась с помощью электрокардиографа ЭКП-4м. Кроме этого проводилась рентгенография опорно-мышечной системы животного до и после полета на ракете.

После полета тележки с животными приземлялись обычно в радиусе 3-70 км от места старта ракеты и на значительном расстоянии друг от друга. Поисковые группы, имеющие в своем распоряжении средства наблюдения и быстрого передвижения, обеспечивали доставку животных к месту назначения, как правило, спустя 3-8 ч после старта.

Регистрация параметров внешней среды при полете животных на ракете, а также наиболее важных моментов самого полета (отделение головной части ракеты, катапультирование тележек, раскрытие парашютов и т.д.) проводилась с помощью системы телеметрического контроля и частично на оптических самописцах.

Почти во всех случаях полет ракеты совершался до высоты 110 км. Полет на восходящей ветви траектории был в основном стабилизированным, но иногда имели место вращения ракеты вокруг ее вертикальной оси. Такой характер полета ракеты сохранялся вплоть до момента отделения головной части. После отделения от корпуса головная часть ракеты переходила в режим нестабилизированного свободного падения. На высоте 80-90 км происходило катапультирование животного, находящегося на правой тележке. После катапультирования животное в скафандре свободно падало в течение 3 с. Вслед за этим вводилась в действие парашютная система. Динамическая нагрузка при раскрытии парашютов достигала 500 кг, а перегрузка была равна 7 ед. Снижение животного с раскрытым парашютом происходило иногда с некоторым раскачиванием. После выброса из отсека правой катапультной тележки с животным головная часть ракеты продолжала свободно падать без всякой стабилизации. В падающей головной части продолжал работать киносъемочный аппарат, обеспечивающий съемку поведения животного, оставшегося на левой катапультной тележке.

На 297-300-й секунде полета, когда головная часть ракеты в своем падении достигала высоты 39-46 км, проводилось катапультирование животного, находящегося на левой тележке. Выброс тележки осуществлялся при скорости около 1000 м/с. После этого левая катапультная тележка продолжала нестабилизированное свободное падение до высоты 3,8 км, и только на этой высоте вводилась в действие парашютная система тележки. В начальный период падения этой тележки отмечалось повышение температуры на выступающих поверхностях.

Исследования показали, что внешние факторы, действующие на животное в полете, имеют свои особенности. Ввиду того, что отсек головной части ракеты не был герметичным, барометрическое давление в нем быстро понижалось в соответствии с подъемом ракеты. Так, например, в одном из полетов давление внутри отсека изменялось следующим образом: перед пуском оно было равно 760 мм рт.ст.; на 20-й секунде полета, т.е. на высоте 2040 м, равнялось 640 мм рт.ст.; на 40-й секунде (9292 м) — 266 мм рт.ст., на 60-й секунде (23 985 м) — 50 мм рт.ст.; на 120-й секунде (81 606 м) — 18 мм рт.ст. и держалось на этом уровне вплоть до отделения головной части ракеты.

Приведенные данные показывают, что на всех участках восходящей траектории полета барометрическое давление в негерметическом отсеке ракеты превышало давление наружной среды на 18-44 мм рт.ст. Указанное явление может быть связано с поступлением кислорода в отсек или с его стравливанием через клапаны абсолютного и относительного давления скафандра. Путем подачи чистого газообразного кислорода из баллонов катапультной тележки абсолютное давление внутри скафандра во всех полетах поддерживалось в пределах 450-470 мм рт.ст. Как известно из работ отечественных и зарубежных авторов, эта величина давления кислорода является вполне достаточной, чтобы поддержать необходимое парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе и предотвратить развитие явлений гипоксии у животных в полете.

Температурные условия полета животных на ракете также были удовлетворительными. На участке восходящей ветви траектории полета ракеты, соответствующем прохождению плотных слоев атмосферы (до 30-35 км), наружная металлическая обшивка отсека всегда нагревалась, причем ее температура достигала значительных величин. Ввиду того, что внутренняя поверхность отсека была покрыта 4-5-миллиметровой фетровой теплоизоляцией, температура воздуха в отсеке в летнее время не поднималась выше 22-28°С, при исходной температуре воздуха перед пуском от +18 до +22°С. В зимнее время температура воздуха внутри отсека в полете колебалась в пределах от -10 до -6°С при температуре наружного воздуха у земли -11-12°С.

Животные в условиях полета подвергались также воздействию факторов, обусловленных движением самой ракеты: перегрузкам и невесомости. Влияние перегрузок отражалось на животном в период активного полета ракеты, а также в момент вхождения животного в отделившейся головной части ракеты или на тележке в плотные слои атмосферы. В условиях активного движения ракеты поперечная перегрузка обычно не превышала 5-кратной. Величина продольной и боковой перегрузок на активном участке полета оказывалась значительно меньше и достигала всего 0,15-0,18 ед. При вхождении в плотные слои атмосферы в период падения отмечалось уменьшение поперечных перегрузок с 5 до 1,0—1,2 ед, тогда как величина боковой и продольной перегрузок возрастала до 2-3 ед. Суммарное время действия перегрузок в этот период составляло около 40-50 с при действии перегрузок максимальной величины в течение 5-10 с.

Работами отечественных и зарубежных исследователей доказано, что действующие на организм животного и человека поперечные перегрузки при катапультировании достаточно хорошо переносятся даже при величине 15-20 ед. Следует признать поэтому, что возникавшие продольные и поперечные перегрузки при полете на ракете были физиологически допустимыми для животных и могли вызвать лишь умеренно выраженные изменения функций организма.

Состояние невесомости возникало в полете сразу после выключения двигателя, когда ракета поднималась по инерции вверх до высшей точки своего полета. Значительное снижение веса отмечалось также при свободном падении головной части ракеты, а затем и при свободном падении тележек с животными, особенно левой катапультной тележки. Частичная и полная невесомость в условиях падения тележек наблюдалась до момента вхождения их в плотные слои атмосферы, когда возникало торможение движения тележек и значительно уменьшалась вертикальная скорость их падения. Действие частичной и полной невесомости продолжалось в течение 220 с, т.е. около 3,7 мин.

Приведенные материалы свидетельствуют о том, что в условиях полета на ракете организм животных подвергается влиянию довольно разнообразных, а подчас и необычных внешних раздражителей. Интенсивность их воздействия на различных участках полета имеет значительные отличия. В соответствии с преобладающим значением того или иного внешне действующего фактора целесообразно различать полет животного на активном участке движения ракеты, в период инерционного движения ракеты, свободное падение животного с высоты в отделившейся головной части или в катапультной тележке и парашютирование.

Исследования показали, что разработанные катапультные тележки надежно обеспечивали работу и сохранность комплекта аппаратуры и оборудования при катапультировании из отсека головной части, свободном падении с больших высот и спуске на парашюте. В этих условиях катапультная тележка до известной степени имитировала катапультное кресло, применяемое на современных самолетах как средство покидания летным составом кабины самолета в аварийной ситуации.

Регистрирующая аппаратура, как правило, работала устойчиво. На ней иногда неблагоприятно сказывалось действие вибраций в период работы двигателя ракеты и ударные перегрузки, возникающие при отстрелах контейнеров и катапультировании тележек. Это отражалось в первую очередь на работе оптических самописцев: качество их записи на активном участке было недостаточным. Безмасочный скафандр обеспечивал жизненно необходимые условия для животных на всех участках полета. Давление в скафандре при подаче кислорода (6 л/мин) поддерживалось в пределах 470-450 мм рт.ст., а изменения температуры воздуха в скафандре не превышали 2-3°С по сравнению с исходными величинами. Гибели животных по причине кислородного голодания ни в одном случае не было. Некоторые неудачи в первых пусках ракет были связаны с конструктивными недостатками отдельных узлов парашютной системы тележек. В одном случае гибель животного произошла вследствие сильного удара катапультной тележки о землю. В момент приземления тележки скорость порывистого ветра превысила 8 м/с.

Результаты работы позволили считать, что усовершенствованная в процессе пусков ракет аппаратура и специальное оборудование (скафандр, катапультная тележка) обеспечили необходимые условия для жизни животных при полетах в верхние слои атмосферы до высот 110 км, их катапультирование и безопасный спуск с больших высот. Научные исследования были проведены на 12 собаках, причем 6 собак летали по 2 раза. Данные, характеризующие состояние физиологических функций животных в полете, были получены у большинства экспериментальных животных.

Как известно, при полете ракеты в верхние слои атмосферы на животное могут действовать самые разнообразные внешние раздражители. Поскольку характер и выраженность этих раздражителей на разных этапах полета различны, дальнейший анализ материалов исследования проводится в соответствии с особенностями отдельных участков полета. Такими участками являются: полет животного при активном движении ракеты, в период ее инерционного движения на восходящем участке пути, свободное падение животного с высоты в отделившейся головной части ракеты и катапультной тележке.

Каждый из указанных участков траектории характеризуется наиболее важными факторами из числа тех, которые могут оказать влияние на изменение физиологических функций организма. В начале полета и на протяжении всего активного участка преимущественное значение имеет действие шума двигателя, вибрации и возрастающего по величине ускорения; в период «инерционного движения» и свободного падения с высоты наиболее значительным фактором является невесомость; наконец, при спуске животного на парашюте, по мере вхождения в плотные слои атмосферы, вновь вступает в действие сила земного тяготения и ускорения. К этому следует добавить, что при полете ракеты выше 23 км может оказать влияние космическая радиация. Поскольку влияние различного рода чрезвычайных внешних раздражителей (шума, перегрузок и т.п.) на состояние физиологических функций животных изучалось во многих экспериментальных работах, для настоящего исследования наибольший интерес представляли данные, характеризующие влияние состояния частичной и полной невесомости, которая в этих полетах продолжалась около 220 с.

Почти все исследователи, занимавшиеся этим вопросом, пришли к выводу, что явление кратковременной невесомости не должно повлечь за собой сколько-нибудь серьезных изменений в деятельности сердечнососудистой и дыхательной систем. Впрочем, это были лишь теоретические соображения. Как обстоит дело в действительности, мог показать только эксперимент. Примерно в этот же период в США G.Henry, Ballinger, H. von Beckh, A.Graybiel и др. выполнили на мелких обезьянах, находившихся в состоянии глубокого наркоза, ряд летных экспериментов, в которых было показано, что артериальное и венозное давление, а также частота сердечных сокращений и дыхания во время полета на ракете существенно не изменялись. Было отмечено, что в период невесомости не выявляется заметная тенденция к снижению систолического и диастолического давления. Это, по-видимому, результат влияния глубокого наркоза на корковую деятельность животных.

Успешные запуски в нашей стране животных в скафандрах при их катапультировании из негерметизированных кабин головных частей ракет с получением полного объема научной информации о показателях физиологических функций и поведенческих реакций животных в условиях действия комплекса факторов космического полета потребовали расширения подобных работ и увеличения объема исследований. Я был вызван в правительственные органы, Академию наук и Министерство обороны СССР с докладом и планом расширения работ по космической биологии и медицине. Необходимы были дополнительные кадры, средства и оборудование. Из Генерального штаба МО СССР от Первого заместителя начальника Генерального штаба генерала армии Михаила Сергеевича Малинина, президента Академии наук Александра Николаевича Несмеянова, Василия Михайловича Рябикова и Александра Григорьевича Мрыкина последовало предложение в адрес Главнокомандующего ВВС главного маршала авиации П.Ф.Жигарева и его заместителя Ф.А.Агальцова о расширении кадрового состава возглавляемой мной лаборатории, укреплении ее материальной базы. П.Ф.Жигарев в адрес М.С.Малинина ответил письмом следующего содержания: «Владимир Иванович Яздовский занимается фантазией, исследуя животных при полетах ракет, это так далеко от реальных полетов человека. Когда он приступит к подготовке космических полетов человека, тогда мы увеличим ему и штатную численность лаборатории и проведем ее дооснащение. А пока рано». Что и говорить, понимание перспективы космонавтики и огромная помощь!..

К счастью, нашлись люди большого государственного ума, понимающие перспективы развития космонавтики. С четким критическим анализом неконструктивных подходов к этой проблеме и с призывом оказания полной и срочной помощи моей группе выступили М.С.Малинин, А.Т.Мрыкин и В.М.Рябиков. Решение Министерства обороны СССР и выпуск его директивы состоялись в течение нескольких дней. Помощь моей группе была оказана полная. Но меня — ретивого начальника лаборатории, позволившего выступить с критикой начальства, отметили задержкой с присвоением очередного звания и холодным, даже предвзятым отношением к делу.

Работа пошла ускоренными темпами. К нам поступили новые сотрудники, которых мы с любовью приняли и стали знакомить с работами по программе: кандидаты медицинских наук Абрам Генин, Игорь Балаховский, Федор Горбов, Иван Акулиничев, Олег Газенко, Андрей Гребенев, Всеволод Георгиевский, Армен Гюрджиан, Альберт Афанасьев, Ада Котовская, Иван Касьян, Наталья Казакова, Тамара Львова, Валентина Ненахова, Светлана Себежко-Симпура, Зоя Скуридина, Евгений Юганов, Екатерина Петрова и др. Каждый вновь прибывший получил конкретный участок работы. Сложился на редкость трудолюбивый дружный коллектив.

Особенность наших экспериментов состояла в том, что исследования основных физиологических функций проводились на интактных животных. Результаты экспериментов показали, что у животных в полете на ракете возникали умеренные изменения артериального давления, частоты пульса и дыхания.

Перед полетом максимальное артериальное давление у животных обычно составляло 120-135 мм рт.ст. при величине минимального давления 60-70 мм рт.ст. Исходя из результатов телеметрической регистрации кровяного давления, было отмечено, что на активном участке полета имело место некоторое повышение артериального давления.

В начале инерционного движения ракеты увеличение максимального кровяного давления у животных достигало 60-70 мм рт.ст., а минимального — 10-20 мм рт.ст. Однако в одном случае величина артериального давления практически не изменилась. В последующий период инерционного движения ракеты на восходящем участке, т.е. в условиях почти полной невесомости, артериальное давление у животных, как правило, понижалось на 10-12 мм рт.ст. Примечательно, однако, что величина артериального давления при этом никогда не достигала исходного уровня.

В период свободного падения животных вместе с головной частью ракеты до момента их катапультирования отметить какой-либо закономерности в изменении артериального давления не представлялось возможным. Полученный фактический материал показал, что в этот период у некоторых животных артериальное давление незначительно повышалось, а в ряде случаев понижалось.

Определенный интерес представляют данные об изменении частоты сердечных сокращений животных. В предполетный период частота пульса животных равнялась обычно 95-160 ударам в минуту. На активном участке полета ракеты у животных наблюдалось как учащение, так и урежение пульса. В большинстве, случаев частота пульса увеличивалась на 32-56 ударов в минуту, в одном случае она осталась практически неизменной, а в трех случаях уменьшилась на 6-60 ударов в минуту. Отсутствие закономерности в изменении частоты пульса нельзя объяснить различиями в виде и характере внешних действующих раздражителей в каждом полете.

В полете на ракете 7 июня 1956 года участвовали собаки Альбина и Козявка. Та и другая на активном участке полета испытывали действие одинаковых раздражителей, однако у первой отмечалось урежение пульса, а у второй — его учащение.

Аналогичные явления наблюдались и во время полета ракеты 14 июня 1956 г. Так, например, при фактически одинаковой частоте пульса у животных в предполетном состоянии у одной собаки на активном участке полета ракеты отмечалось урежение пульса на 25 ударов в минуту, а у другой — его учащение на 40 ударов в минуту.

Эти собаки использовались в пусках ракет дважды. В обоих случаях одна из них реагировала на воздействие комплекса раздражителей (шум, перегрузки и т.д.) урежением сердечных сокращений, а другая — учащением. Указанные обстоятельства позволяют считать, что различие в изменении частоты пульса в условиях активного полета ракеты определяется индивидуальными особенностями каждого животного — типами их нервной системы. Важно отметить, что в начале полета в большинстве случаев частота пульса изменялась параллельно изменению артериального давления.

У собак Козявки (7 и 14 июня 1956 года) и Малышки (4 ноября 1955 года) учащение ритма сердечных сокращений на 32-50 ударов в минуту сопровождалось увеличением максимального артериального давления на 23-35 мм рт.ст. и некоторым увеличением минимального давления.

Можно полагать, что указанные изменения деятельности сердечнососудистой системы осуществлялись по типу вегетативных реакций, сопровождающих ориентировочный рефлекс животных в ответ на необычные и сильные раздражители внешней среды.

В ряде случаев имела место пассивно-оборонительная реакция, которая помимо других вегетативных симптомов сопровождалась непроизвольными мочеиспусканием и дефекацией. Проведенные лабораторные исследования показали, что подобные явления довольно часто возникают при действии изменяющихся по величине перегрузок.

В условиях невесомости у животных не возникало существенных изменений частоты сердечных сокращений. Можно отметить лишь некоторую тенденцию к урежению пульса. У 8 из 10 животных частота пульса уменьшалась на 7-24 удара в минуту и только у 2 урежение пульса достигало 36-46 ударов в минуту.

В конце инерционного движения ракеты происходил отстрел ее головной части от корпуса. У большинства животных это воздействие не вызывало заметных изменений частоты сердечных сокращений, однако у 2 собак имело место незначительное кратковременное учащение пульса. При свободном падении в головном отсеке ракеты у 10 собак частота пульса уменьшалась на 8-24 удара в минуту, у 2 животных она осталась неизменной и лишь у одной собаки отмечалось учащение пульса на 25 ударов в минуту. Изменения частоты сердечных сокращений при парашютировании были отмечены только у 2 собак, что не позволило сделать какие-либо определенные выводы об изменении пульса в этот период.

Характер и степень непосредственного влияния полета на организм животного могут быть определены в известной мере и по состоянию функций дыхания.

Предполетные исследования показали, что у большинства животных в обычных условиях частота дыхания составляла 30-52 в минуту, а у одной собаки достигала 156 ударов в минуту. На активном участке полета ракеты характер и частота дыхания у большинства животных оставались практически неизменными, однако у одной собаки число дыхательных движений уменьшалось со 156 до 66 в минуту, а у другой — с 52 до 28. В период невесомости у всех животных отмечалось умеренное урежение дыхания на 6-17 дыхательных движений в минуту.

Как видно из приведенных данных, урежение частоты дыхания животных в условиях невесомости является незначительным и свидетельствует лишь о тенденции к урежению. При свободном падении головной части ракеты у животных возникало учащение дыхания на 5-14 дыхательных движений в минуту. В период парашютирования у животных наблюдали учащение или урежение дыхания на 2-5 в минуту, что не выходило за пределы колебаний частоты дыхания животных в обычных условиях.

Интересны результаты киносъемки животных в полете. В условиях полета вплоть до момента катапультирования из ракеты поведение животных, как правило, изменялось мало. В период полета они спокойно лежали в скафандрах и лишь в некоторые моменты активного движения ракеты, когда действие перегрузок и вибраций было особенно сильным, животные становились беспокойными и проявляли двигательную активность. В несколько меньшей степени двигательное беспокойство животных в виде покачивания головой, подергивания телом и так далее наблюдалось в момент выключения двигателя и во время катапультирования.

Материалы проведенных исследований показали, что разнообразные внешние раздражители (шум двигателя, перегрузки, невесомость и т.д.), действующие при полете ракеты в верхние слои атмосферы, не вызывали существенных изменений в состоянии сердечно-сосудистой системы и дыхательной функции животных. Наблюдавшиеся в этих условиях функциональные изменения имели, как правило, малую выраженность и не сопровождались серьезными изменениями в общем поведении животных.

Значительный интерес представляет вопрос о ближайших и отдаленных последствиях для животных полета на ракете. Пять животных, совершивших полет до высоты 110 км, находились под наблюдением в течение ряда лет. Ни поведение этих животных, ни масса тела, ни окраска шерстяного покрова заметным образом не изменились. Более того, 5 из 12 собак участвовали в полетах дважды. Примечательно, что каких-либо следовых явлений у них обнаружить не удалось, причем поведение во время второго полета, по существу, было аналогично таковому в первом полете.

С целью более подробного изучения отдаленных последствий влияния на организм животного полетов на ракете, в частности влияния этих полетов на состояние кроветворной системы, проводились исследования крови. Анализы крови выполнялись за несколько дней до полетов и через несколько дней и даже месяцев после них с тем, чтобы исключить острые воздействия, связанные с влиянием обстановки полета, и выявить только более отдаленные последствия. Исследования проводились на 4 собаках, из них Линда летала на ракете один раз, а Козявка, Альбина и Малышка — по два раза.

Со стороны показателей крови никаких характерных изменений не наблюдалось. Количество эритроцитов во всех случаях колебалось в пределах от 5 до 8 млн, что соответствует норме для этого вида животных. Количество гемоглобина колебалось в физиологических пределах, обычных для здоровых животных. У большинства собак не удалось выявить какой-либо закономерности изменения числа лейкоцитов. Их количество колебалось от 8 до 15 тыс. в 1 мм3, что не выходило за пределы нормы. Только у собаки Козявки перед первым полетом число лейкоцитов оказалось увеличенным до 25 000. Это увеличение, очевидно, связано с травмой. Труднее всего интерпретировать результаты изменения показателя РОЭ. Величина его зависит от целого ряда факторов, причем далеко не все из них в настоящее время известны. Хотя четкого увеличения этого показателя не было, создалось впечатление, что под влиянием полетов происходило некоторое увеличение времени этой реакции. Во всех случаях как до, так и после полетов число нейтрофилов составляло 60-80 %, число лимфоцитов 8-30 %, моноцитов 3-7 %. Эти величины не представляли существенных отклонений от обычных уровней. Заметных различий между результатами анализов до и после полетов также не удалось обнаружить.

В результате исследований были сделаны следующие заключения:

— впервые осуществлены выходы из кабины ракетного летательного аппарата и пребывание животных в безмасочных скафандрах в открытом околоземном космическом пространстве;

— у животных в условиях полета на ракете не возникало существенных изменений функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Отмеченные изменения величины артериального давления, частоты пульса и дыхания имели, как правило, малую выраженность и отличались кратковременностью. В ряде случаев эти изменения сопровождали пассивно-оборонительную реакцию;

— у животных, находившихся в течение 3,7 мин в условиях частичной и полной невесомости, отмечалась тенденция к некоторому снижению величины артериального давления и урежению пульса;

— каких-либо изменений общего состояния животных или их отдельных физиологических функций, пигментации кожи или волосяного покрова, которые можно было бы связать с воздействием космической радиации, установить не удалось. При наблюдении за животными на протяжении длительного времени после полета на ракете не было обнаружено заметных изменений общего состояния и поведения;

— безмасочные скафандры с автономной системой жизнеобеспечения создали необходимые условия для жизни животных при полете в негерметической кабине ракеты до высоты 100 км, при их катапультировании из кабины и спуске с высоты 80-90 км при общем времени пребывания в верхних слоях атмосферы 50-65 мин;

— катапультирование на высоте 80-90 км при скорости 565-728 м/с (2034-2621 км/ч) и на высоте 39-46 км при скорости 1020-1150 м/с (3672-4140 км/ч) является надежным методом покидания кабины ракеты. Это воздействие не вызывает заметных нарушений в состоянии животного;

— парашютные системы обеспечивали безопасный спуск животных вместе с аппаратурой с высоты 80-90 км и их спасение;

— использованная в условиях полета на ракете аппаратура обеспечила регистрацию физиологических функций животных.

Успешное окончание программы медико-биологических исследований при полетах животных на ракетах с катапультированием их в скафандрах и с более длительным воздействием факторов космического полета на живой организм вдохновило нас на поиск дальнейших путей расширения медико-биологических исследований по научному обоснованию будущих космических полетов человека.