История биологии с начала XX века до наших дней - [288]
Еще при жизни Циолковского, в 1931 г., группа советских ученых — инженер Н.А. Рынин в содружестве с врачами А.Н. Лихачевым, A.A. Сергеевым, В.А. Карасиком и другими — провела цикл экспериментов, позволивших установить, что погружение в воду подопытных животных существенно повышает их устойчивость к действию ускорений. Например, при действии кратковременных (ударных) ускорений лягушки могли переносить без видимых повреждений тысячекратное увеличение своего веса. В дальнейшем аналогичные эксперименты проводились в США (X. Джаспер с сотрудниками, 1956; А. Хольт с сотрудниками, 1956; Р. Маргариа, 1963).
Рассматривая вопрос о границах повышения устойчивости к действию ускорения при погружении в жидкость, Циолковский отмечал, что они определяются неодинаковой плотностью разных тканей организма и их разным удельным весом. Например, плотность костной ткани позвоночных относительно высока, тогда как легочная ткань, заполненная воздухом, имеет небольшую плотность. По этой причине во время вдоха при погружении в воду, устойчивость животных к действию ускорений снижается, так как при этом возникают повреждения легких.
Большое внимание уделял Циолковский вопросу о влиянии невесомости на живые организмы, отчетливо понимая, что успешное изучение этой проблемы связано с возможностью моделирования условий невесомости в эксперименте. Его заслугой является первое научно обоснованное описание различных способов получения состояния невесомости.
>Реальное состояние кратковременно пониженной весомости и даже полной невесомости, по мнению Циолковского, наблюдается при свободном падении специальных камер. Для получения более длительного состояния невесомости в наземных условиях Циолковский предложил использовать специальное устройство, представляющее собой U-образную трубу большого диаметра: внутри трубы по рельсовому пути движется тележка; сначала она как бы «падает» вниз, далее по инерции поднимается вверх и затем снова падает. При этом периодически возникает состояние невесомости. Идеи Циолковского были впоследствии использованы советскими и зарубежными исследователями.
>Через 62 года после выхода в свет книги Циолковского «Грезы о земле и небе» (1895), в которой приводилось описание устройства для получения невесомости в наземных условиях, американский исследователь У. Уолтон (1957) предложил использовать с этой целью специальное устройство, названное им «гравитроном». Принцип работы «гравитрона» заключается в том, что невесомость возникает при свободном падении кабины в подковообразной трубе высотой 240 м., из которой для исключения трения выкачан воздух. Фактически это модернизация проекта Циолковского.
Для имитации состояния невесомости и тренировки к нему космонавтов Циолковский предлагал также использовать погружение в жидкость, что лишь в некоторой степени воспроизводило состояние невесомости. В этом случае отолитовый аппарат будет продолжать функционировать, внутренние органы также сохранят свой вес. Если же человек станет двигаться, вода будет оказывать соответствующее сопротивление. Эта идея Циолковского также получила конкретизацию в работах советских и некоторых зарубежных исследователей, которые изучали реакцию животных и человека при длительном (10–14 дней) пребывании в воде. В частности, советские исследователи (В.И. Слесарев и сотрудники, 1962; И.Д. Пестов и др., 1972) успешно использовали опыты с погружением в жидкость для воспроизведения некоторых изменений в состоянии кровообращения, которые возникают при невесомости. Ими было выявлено снижение ортостатической устойчивости у некоторых практически здоровых людей после многочасового нахождения в таких условиях. В целях более полного моделирования физиологического влияния невесомости при погружении испытуемых в жидкость американский физиолог Л. Найт (1958) для исключения информации, поступающей от отолитового аппарата, придавал определенное положение голове испытуемых, стремясь получить как бы эффект «слепого пятна», известный из физиологической оптики. При этом обследуемые, ранее испытавшие влияние невесомости в условиях полета, указывали на возникновение у них ощущений, сходных с теми, которые они испытывали в состоянии невесомости. Погружение в жидкость было использовано американскими исследователями и для тренировки космонавтов, в частности, Ю. Сернана. Таким образом, идея Циолковского о моделировании некоторых биологических эффектов невесомости посредством погружения в жидкость получила признание и развитие.
Константин Эдуардович Циолковский. 1857–1935.
Примечательно, что Циолковский впервые обратил внимание на крайнюю затруднительность произвольных движений в условиях невесомости и рассмотрел различные средства преодоления этого затруднения. Так он предложил использовать для перемещения маленькие реактивные двигатели. Эта идея уже осуществлена: американский космонавт Э. Уайт (1968)в полете на корабле «Джемини-4» покинул кабину и некоторое время перемещался в открытом космосе, используя реактивную силу воздушной струи специального «пистолета».
Для преодоления ряда неудобств, связанных с невесомостью, Циолковский (1895) впервые предложил создание искусственной силы тяжести посредством вращения космического корабля. Согласно его идее центробежная сила, действующая на космонавта, должна быть во много раз меньше силы земного тяготения. Идею создания искусственной тяжести для обеспечения благоприятных условий жизни человека во время полета в космос позднее развивали в своих работах французские и американские исследователи (Р. Эсно-Пельтри, 1912; Н. Дейш, 1921).
