19 августа 1960 года ознаменовалось важным событием: на орбиту Земли был успешно запущен космический аппарат с собаками Белкой и Стрелкой. Этот полет стал первым в истории, когда живые существа не только достигли орбиты, но и благополучно вернулись на родную планету.
Начало космических экспериментов
Исследования по изучению воздействия космического полета на живые организмы стартовали в конце 1948 года по инициативе Сергея Королева, главного конструктора ракетно-космических систем. После тщательного рассмотрения различных вариантов было принято решение использовать собак в качестве основного «биологического объекта». Выбор пал на них, поскольку физиологи уже давно работали с этими животными, хорошо знали их поведение и особенности строения организма, а также отмечали их неприхотливость и способность к обучению.
В первый «космический отряд» вошли обычные беспородные собаки. Медики полагали, что дворняги, привыкшие выживать с рождения, будут более выносливыми, нетребовательными и быстро адаптируются к новым условиям. Для участия в экспериментах отбирались особи весом до шести килограммов (чтобы соответствовать габаритам кабины), ростом не более 35 сантиметров и возрастом от двух до шести лет. Важными критериями были отменное здоровье, устойчивость к болезням и внешним воздействиям, а также покладистый характер и терпеливость. Со временем в команду стали предпочитать самок из-за удобства пошива специальной ассенизационной одежды, а также животных со светлой шерстью, так как их было лучше видно на телеэкранах. Также учитывался и «фотогеничный» внешний вид – выбирали собак постройнее, с выразительными мордочками, поскольку им предстояло появиться на обложках газет.
Подготовка к полету
Тренировки и подготовка собак к полетам проходили в московском Институте авиационной и космической медицины. Занятия проводились в небольшом краснокирпичном здании, бывшей гостинице «Мавритания» дореволюционных времен, расположенном неподалеку от стадиона «Динамо».
Для подготовки животных к коротким ракетным и продолжительным спутниковым полетам была разработана всесторонняя научная программа. В первую очередь, собак приучали к специальным костюмам: фиксирующим и ассенизационным. Их обучали питаться из автоматической кормушки-конвейера, которая подавала порции еды по расписанию. Из-за отсутствия гравитации собаки не могли пить воду из миски, поэтому вся необходимая влага поступала с пищей.
Животных также тренировали выдерживать длительное пребывание в тесном пространстве кабины (до двадцати суток). Кроме того, они проходили испытания на центрифуге, вибростенде и тренировки по катапультированию. Завершающим этапом был комплексный физиологический эксперимент, в ходе которого собаки в течение длительного времени находились в закрытой герметичной капсуле, имитирующей условия предстоящего полета.
Предшествующие миссии и трагедии
Первый полет собак в космос произошел 22 июля 1951 года на полигоне Капустин Яр. Собаки по кличкам Цыган и Дезик совершили суборбитальный полет на геофизической ракете Р-2А, достигнув значительной высоты, но не выходя на орбиту. Они благополучно возвратились на Землю спустя пятнадцать минут в спускаемой капсуле на парашюте.
В период с июля 1951 по сентябрь 1962 года в общей сложности было осуществлено 29 запусков собак в стратосферу на высоту 100-150 километров. К сожалению, восемь из этих миссий завершились гибелью животных по разным причинам: разгерметизация кабины, отказ парашютной системы или сбои в системе жизнеобеспечения.
Пионером орбитальных полетов среди животных стала собака Лайка. Однако на тот момент технологии возвращения космических аппаратов с орбиты отсутствовали, и Лайка трагически погибла от перегрева спустя всего несколько часов после старта.
К началу 1960 года был создан новый тип возвращаемого космического корабля, оборудованного всеми необходимыми системами жизнеобеспечения. Тем не менее, первый испытательный запуск этого аппарата потерпел неудачу.
Исторический полет Белки и Стрелки
И вот, 19 августа 1960 года, в 15:44 с космодрома Байконур успешно стартовал второй экспериментальный возвращаемый космический корабль, направлявшийся на околоземную орбиту.
Основной целью этой миссии была доработка конструкции космического аппарата и всех его систем, критически важных для обеспечения безопасности и жизнедеятельности человека в условиях космического пространства, а также его успешного возвращения на Землю. Для обширных медико-биологических исследований на борту спутника-корабля разместили широкий спектр биологических объектов: помимо двух собак, Белки и Стрелки, там находились мыши, различные насекомые и растения. Ученые стремились оценить воздействие космической среды на организмы животных и других форм жизни, параллельно с биологическими исследованиями проводились и общенаучные изыскания космического пространства.
Корабль-спутник имел модульную конструкцию, состоящую из спускаемого аппарата с герметичной кабиной и приборного отсека. Внешняя часть корабля была оснащена баллонами со сжатым газом для ориентации, реактивными двигателями, научными датчиками, солнечными батареями, антеннами и жалюзи для терморегуляции. Солнечные батареи автоматически ориентировались на Солнце. Для возвращения на Землю предполагалось отделение спускаемого аппарата от остальной части корабля непосредственно перед входом в плотные слои атмосферы; приборный отсек при этом сгорал.
Внутри герметичной кабины спускаемого аппарата находились системы жизнеобеспечения для животных, оборудование для проведения биологических экспериментов, часть научного оборудования, а также катапультируемый контейнер и различные клетки с биологическими образцами.
Катапультируемый контейнер содержал собак, 12 лабораторных мышей (по шесть черных и белых), несколько сотен плодовых мух-дрозофил, два сосуда с традесканцией, семена различных сельскохозяйственных культур (лук, горох, пшеница, кукуруза, нигелла), а также емкости с грибками-актиномицетами и одноклеточной водорослью хлореллой в разных средах. Помимо этого, в основной кабине корабля, вне катапультируемого контейнера, находились две белые лабораторные крысы и 28 лабораторных мышей (15 черных и 13 белых).
Белка и Стрелка были светлого окраса, при этом Стрелка имела характерные темные пятна. Вес Белки составлял 4,5 кг, ее рост – 30 см, длина – 47 см. Стрелка была чуть крупнее: 5,5 кг, 32 см в высоту и 50 см в длину. На собак надели специальные комбинезоны красного и зеленого цветов, а также фиксирующие цепи, которые, ограничивая излишние движения, все же позволяли животным менять положение – стоять, сидеть, лежать и немного перемещаться.
На борту корабля была установлена обширная медико-биологическая аппаратура, регистрировавшая все изменения в состоянии организмов собак на протяжении всего полета. Радиотелеметрическая система обеспечивала передачу служебных и научных данных. Для непрерывного визуального наблюдения за собаками была задействована радиотелевизионная система: две специально разработанные телекамеры с подсветкой и зеркалами были расположены таким образом, чтобы транслировать изображение Белки анфас, а Стрелки – в профиль.
Сергей Королев уделял особое внимание контролю радиационного фона. В связи с этим, в герметичной кабине и на костюмах собак были размещены дозиметры для измерения ионизирующего излучения. Дополнительно, на борту корабля-спутника находились образцы кожи человека и кролика для изучения потенциального воздействия космических факторов на клеточные структуры.
Как катапультируемый контейнер, так и спускаемый аппарат были оснащены индивидуальными парашютными системами, обеспечивающими мягкую посадку со скоростью 6-8 м/с и 10 м/с соответственно. Стенки спускаемого аппарата имели термостойкие иллюминаторы и быстрооткрывающиеся герметичные люки. Контейнер с животными катапультировался через специальный люк по команде барометрических датчиков, когда высота снижалась до 7-8 километров.
Возвращение и значение полета
Корабль был успешно выведен на орбиту, близкую к круговой, с апогеем 339 км и перигеем 306 км. На протяжении всего полета велся мониторинг физиологических показателей собак: регистрировались электрокардиограммы (ЭКГ), измерялись артериальное давление, температура тела и частота дыхания, а также анализировалась их двигательная активность. Животные, судя по телеметрическим данным и видео, чувствовали себя хорошо и спокойно переносили невесомость. Белка даже лаяла, однако из-за расположения микрофона вне герметичного контейнера полноценного «космического репортажа» записать не удалось.
Полет продлился более 25 часов, в течение которых корабль совершил 17 оборотов вокруг Земли. Утром 20 августа 1960 года, в 10:15, была отдана команда на начало спуска. На высоте восьми километров раскрылись парашюты спускаемого аппарата. Когда высота уменьшилась до пяти километров, крышка люка отстрелилась, и из аппарата катапультировался контейнер с собаками. Посадка успешно произошла в запланированном районе, с отклонением всего в 10 километров от расчетной точки.
После приземления тщательное обследование «четвероногих космонавтов» не выявило никаких негативных изменений в их организмах. Эксперимент позволил собрать бесценные данные о воздействии космических факторов на физиологические, генетические и цитологические системы живых организмов. Эти результаты подтвердили возможность безопасного полета человека в космос.
Жизнь после космоса
После своего исторического полета Белка и Стрелка продолжали жить в Институте авиационной и космической медицины, где стали всеобщими любимицами. Исследования не прекращались: ученые стремились понять долгосрочное влияние космического путешествия на генетику животных. Стрелка успешно произвела на свет два здоровых помета. Один из ее щенков был даже подарен семье президента США Джона Кеннеди. Собаки прожили долгую жизнь и скончались естественной смертью. Их чучела сегодня можно увидеть в Музее космонавтики, как дань их вкладу в освоение космоса.
