Shkenca e biologjisë përfshin shumë seksione të ndryshme, shkencat e fëmijëve të mëdhenj dhe të vegjël. Dhe secila prej tyre është e rëndësishme jo vetëm në jetën e njeriut, por edhe për planetin në tërësi.
Për të dytin shekull me radhë, njerëzit po përpiqen të studiojnë jo vetëm diversitetin tokësor të jetës në të gjitha manifestimet e saj, por edhe për të zbuluar nëse ka jetë jashtë planetit, në hapësirën e jashtme. Këto çështje trajtohen nga një shkencë e veçantë - biologjia hapësinore. Do të diskutohet në rishikimin tonë.
Seksioni i Biologjisë - Biologjia e Hapësirës
Kjo shkencë është relativisht e re, por shumë intensivisht në zhvillim. Aspektet kryesore të të mësuarit janë:
- Faktorët e hapësirës së jashtme dhe ndikimi i tyre në organizmat e qenieve të gjalla, aktiviteti jetësor i të gjitha sistemeve të gjalla në hapësirë ose avion.
- Zhvillimi i jetës në planetin tonë me pjesëmarrjen e hapësirës, evolucioni i sistemeve të gjalla dhe gjasat e ekzistencës së biomasës jashtë planetit tonë.
- Mundësitë e ndërtimit të sistemeve të mbyllura dhe krijimit të kushteve reale të jetesës në to për një komoditetzhvillimi dhe rritja e organizmave në hapësirën e jashtme.
Mjekësia hapësinore dhe biologjia janë shkenca të lidhura ngushtë që studiojnë së bashku gjendjen fiziologjike të qenieve të gjalla në hapësirë, prevalencën e tyre në hapësirat ndërplanetare dhe evolucionin.
Falë kërkimeve të këtyre shkencave, u bë e mundur të përzgjidhen kushtet optimale për gjetjen e njerëzve në hapësirë, dhe pa shkaktuar asnjë dëm për shëndetin. Është mbledhur material i madh mbi praninë e jetës në hapësirë, aftësinë e bimëve dhe kafshëve (njëqelizore, shumëqelizore) për të jetuar dhe zhvilluar në mungesë peshe.
Historia e zhvillimit të shkencës
Rrënjët e biologjisë hapësinore shkojnë në kohët e lashta, kur filozofët dhe mendimtarët - shkencëtarët e natyrës Aristoteli, Heraklitus, Platoni dhe të tjerë - vëzhguan qiellin me yje, duke u përpjekur të identifikonin marrëdhënien e Hënës dhe Diellit me Tokën., për të kuptuar arsyet e ndikimit të tyre në tokën bujqësore dhe kafshët.
Më vonë, në mesjetë, filluan përpjekjet për të përcaktuar formën e Tokës dhe për të shpjeguar rrotullimin e saj. Për një kohë të gjatë, ekzistonte një teori e krijuar nga Ptolemeu. Ajo foli për faktin se Toka është qendra e Universit, dhe të gjithë planetët e tjerë dhe trupat qiellorë lëvizin rreth saj (sistemi gjeocentrik).
Megjithatë, ishte një shkencëtar tjetër, Poli Nicolaus Kopernicus, i cili vërtetoi gabimin e këtyre deklaratave dhe propozoi sistemin e tij heliocentrik të strukturës botërore: në qendër është Dielli dhe të gjithë planetët lëvizin përreth. Dielli është gjithashtu një yll. Pikëpamjet e tij u mbështetën nga ndjekësit e GiordanoBruno, Njuton, Kepler, Galileo.
Megjithatë, biologjia hapësinore si shkencë u shfaq shumë më vonë. Vetëm në shekullin e 20-të, shkencëtari rus Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky zhvilloi një sistem që lejon njerëzit të depërtojnë në thellësitë e hapësirës dhe t'i studiojnë ato ngadalë. Ai konsiderohet me të drejtë babai i kësaj shkence. Gjithashtu, zbulimet në fizikë dhe astrofizikë, kiminë kuantike dhe mekanikën nga Ajnshtajni, Bohr, Planck, Landau, Fermi, Kapitza, Bogolyubov dhe të tjerë luajtën një rol të madh në zhvillimin e kozmobiologjisë.
Kërkimet e reja shkencore, të cilat i lejuan njerëzit të bënin fluturime të planifikuara gjatë në hapësirë, bëri të mundur identifikimin e justifikimeve specifike mjekësore dhe biologjike për sigurinë dhe ndikimin e kushteve jashtëtokësore që formuloi Tsiolkovsky. Cili ishte thelbi i tyre?
- Shkencëtarëve u është dhënë një justifikim teorik për efektin e mungesës së peshës në organizmat e gjitarëve.
- Ai modeloi disa variacione të kushteve hapësinore në laborator.
- Opsione të sugjeruara për astronautët për të marrë ushqim dhe ujë me ndihmën e bimëve dhe qarkullimin e materies.
Kështu, ishte Tsiolkovsky ai që parashtroi të gjitha postulatet bazë të astronautikës, të cilat nuk e kanë humbur rëndësinë e tyre sot.
papeshë
Kërkimet moderne biologjike në fushën e studimit të ndikimit të faktorëve dinamikë në trupin e njeriut në hapësirë u mundësojnë astronautëve të heqin qafe ndikimin negativ të këtyre faktorëve në maksimum.
Ka tre karakteristika kryesore dinamike:
- dridhje;
- përshpejtim;
- papeshë.
Efekti më i pazakontë dhe më i rëndësishëm në trupin e njeriut është mungesa e peshës. Kjo është një gjendje në të cilën forca e gravitetit zhduket dhe nuk zëvendësohet nga ndikime të tjera inerciale. Në këtë rast, një person humbet plotësisht aftësinë për të kontrolluar pozicionin e trupit në hapësirë. Një gjendje e tillë fillon tashmë në shtresat e poshtme të kozmosit dhe vazhdon në të gjithë hapësirën e tij.
Studimet mjekësore dhe biologjike kanë treguar se ndryshimet e mëposhtme ndodhin në trupin e njeriut në gjendje pa peshë:
- Rrahjet e zemrës rriten.
- Muskujt relaksohen (toni largohet).
- Performancë e ulur.
- Halucinacione të mundshme hapësinore.
Një person pa peshë është në gjendje të qëndrojë deri në 86 ditë pa dëmtuar shëndetin. Kjo është vërtetuar empirikisht dhe vërtetuar nga pikëpamja mjekësore. Megjithatë, një nga detyrat e biologjisë dhe mjekësisë hapësinore sot është të zhvillojë një sërë masash për të parandaluar efektin e mungesës së peshës në trupin e njeriut në përgjithësi, eliminimin e lodhjes, rritjen dhe konsolidimin e performancës normale.
Ka një sërë kushtesh që astronautët vëzhgojnë për të kapërcyer mungesën e peshës dhe për të mbajtur kontrollin mbi trupin:
- dizajni i avionit përputhet rreptësisht me standardet e nevojshme të sigurisë për pasagjerët;
- astronautët janë gjithmonë të lidhur me kujdes në vendet e tyre për të shmangur fluturimet e paparashikuara lart;
- të gjitha artikujt në anije janë rreptësishtvend i fiksuar dhe i siguruar siç duhet për të shmangur lëndimet;
- Lëngjet ruhen vetëm në kontejnerë të mbyllur dhe të mbyllur.
Për të arritur rezultate të mira në tejkalimin e mungesës së peshës, astronautët i nënshtrohen trajnimit të plotë në Tokë. Por, për fat të keq, deri më tani kërkimet moderne shkencore nuk lejojnë krijimin e kushteve të tilla në laborator. Në planetin tonë, nuk është e mundur të kapërcejmë forcën e gravitetit. Është gjithashtu një nga sfidat e ardhshme për hapësirën dhe biologjinë mjekësore.
Forcat G në hapësirë (përshpejtimet)
Një tjetër faktor i rëndësishëm që ndikon në trupin e njeriut në hapësirë është përshpejtimi, ose mbingarkesa. Thelbi i këtyre faktorëve reduktohet në një rishpërndarje të pabarabartë të ngarkesës në trup gjatë lëvizjeve të forta me shpejtësi të lartë në hapësirë. Ekzistojnë dy lloje kryesore të nxitimit:
- afatshkurtër;
- gjatë.
Siç tregojnë studimet biomjekësore, të dy përshpejtimet janë shumë të rëndësishme për të ndikuar në gjendjen fiziologjike të trupit të astronautit.
Pra, për shembull, nën veprimin e përshpejtimeve afatshkurtra (ato zgjasin më pak se 1 sekondë), në trup mund të ndodhin ndryshime të pakthyeshme në nivel molekular. Gjithashtu, nëse organet nuk janë të trajnuara, mjaft të dobëta, ekziston rreziku i këputjes së membranave të tyre. Ndikime të tilla mund të kryhen gjatë ndarjes së kapsulës me astronautin në hapësirë, gjatë nxjerrjes së tij.ose kur zbarkoni një anije në orbita.
Prandaj, është shumë e rëndësishme që astronautët t'i nënshtrohen një ekzaminimi të plotë mjekësor dhe trajnimit të caktuar fizik përpara se të fluturojnë në hapësirë.
Nxitimi me veprim të gjatë ndodh gjatë lëshimit dhe uljes së një rakete, si dhe gjatë fluturimit në disa vende hapësinore në hapësirë. Efekti i përshpejtimeve të tilla në trup, sipas të dhënave të siguruara nga kërkimet shkencore mjekësore, është si më poshtë:
- rrahjet e zemrës dhe pulsi përshpejtohen;
- frymëmarrja përshpejtohet;
- ka dukuri të vjelljes dhe dobësisë, lëkura e zbehtë;
- vizioni vuan, një film i kuq ose i zi shfaqet para syve;
- mund të ndjejë dhimbje në kyçe, gjymtyrë;
- bie toni i indit muskulor;
- ndryshime të rregullimit neuromoral;
- shkëmbimi i gazit në mushkëri dhe në trup në tërësi bëhet i ndryshëm;
- mund të shkaktojë djersitje.
Forcat G dhe mungesa e peshës i detyrojnë shkencëtarët mjekësorë të gjejnë mënyra të ndryshme. duke lejuar përshtatjen, trajnimin e astronautëve në mënyrë që ata të përballojnë veprimin e këtyre faktorëve pa pasoja shëndetësore dhe pa humbje të efikasitetit.
Një nga mënyrat më efektive për të trajnuar astronautët për të përshpejtuar është aparati i centrifugës. Është në të që ju mund të vëzhgoni të gjitha ndryshimet që ndodhin në trup nën veprimin e mbingarkesave. Gjithashtu ju lejon të stërviteni dhe të përshtateni me ndikimin e këtij faktori.
Fluturim në hapësirë dhe mjekësi
Fluturimet në hapësirë sigurisht që kanë një ndikim shumë të madh në shëndetin e njerëzve, veçanërisht të atyre që janë të patrajnuar ose që kanë sëmundje kronike. Prandaj, një aspekt i rëndësishëm është hulumtimi mjekësor i të gjitha hollësive të fluturimit, të gjitha reagimet e trupit ndaj efekteve më të ndryshme dhe të pabesueshme të forcave jashtëtokësore.
Fluturimi në mungesë peshe detyron mjekësinë dhe biologjinë moderne të shpikë dhe formulojë (në të njëjtën kohë të zbatojë, sigurisht) një sërë masash për t'u siguruar astronautëve ushqim normal, pushim, furnizim me oksigjen, kapacitet pune e kështu me radhë.
Përveç kësaj, mjekësia është krijuar për t'u ofruar kozmonautëve ndihmë të denjë në rast të situatave të paparashikuara, emergjente, si dhe mbrojtje nga efektet e forcave të panjohura të planetëve dhe hapësirave të tjera. Është mjaft e vështirë, kërkon shumë kohë dhe përpjekje, një bazë të madhe teorike, përdorimin vetëm të pajisjeve dhe barnave moderne moderne.
Përveç kësaj, mjekësia, së bashku me fizikën dhe biologjinë, ka për detyrë të mbrojë astronautët nga faktorët fizikë të kushteve hapësinore, si p.sh.:
- temperatura;
- rrezatim;
- presion;
- meteorite.
Prandaj, studimi i të gjithë këtyre faktorëve dhe veçorive është shumë i rëndësishëm.
Metodat e kërkimit në biologji
Biologjia e hapësirës, si çdo shkencë tjetër biologjike, ka një grup të caktuar metodash që lejojnë kryerjen e kërkimit, grumbullimin e materialit teorik dhe konfirmimin e tij me përfundime praktike. Këto metoda me kalimin e kohësmbeten të pandryshuara, përditësohen dhe modernizohen në përputhje me kohën aktuale. Sidoqoftë, metodat e vendosura historikisht të biologjisë mbeten ende të rëndësishme edhe sot e kësaj dite. Këto përfshijnë:
- Vëzhgim.
- Eksperiment.
- Analizë historike.
- Përshkrim.
- Krahasim.
Këto metoda të kërkimit biologjik janë bazë, relevante në çdo kohë. Por ka një sërë të tjerash që kanë lindur me zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë, fizikës elektronike dhe biologjisë molekulare. Ato quhen moderne dhe luajnë rolin më të madh në studimin e të gjitha proceseve biologjiko-kimike, mjekësore dhe fiziologjike.
Metodat moderne
- Metodat e inxhinierisë gjenetike dhe bioinformatikës. Kjo përfshin transformimin agrobakterial dhe balistik, PCR (reaksionet zinxhir polimeraza). Roli i kërkimeve biologjike të këtij lloji është i madh, pasi janë ato që bëjnë të mundur gjetjen e opsioneve për zgjidhjen e problemit të ushqyerjes dhe oksigjenimit të raketave dhe kabinave për komoditetin e astronautëve.
- Metodat e kimisë së proteinave dhe histokimisë. Lejoni të kontrolloni proteinat dhe enzimat në sistemet e gjalla.
- Përdorimi i mikroskopit fluoreshent, mikroskopi me rezolucion super.
- Përdorimi i biologjisë molekulare dhe biokimisë dhe metodat e tyre të kërkimit.
- Biotelemetria është një metodë që është rezultat i një kombinimi të punës së inxhinierëve dhe mjekëve mbi baza biologjike. Kjo ju lejon të kontrolloni të gjitha funksionet fiziologjikisht të rëndësishme të punës.organizmi në distancë duke përdorur kanale radio komunikimi të trupit të njeriut dhe një regjistrues kompjuteri. Biologjia hapësinore përdor këtë metodë si bazë për gjurmimin e efekteve të kushteve hapësinore në organizmat e astronautëve.
- Tregimi biologjik i hapësirës ndërplanetare. Një metodë shumë e rëndësishme e biologjisë hapësinore, e cila bën të mundur vlerësimin e gjendjeve ndërplanetare të mjedisit, marrjen e informacionit për karakteristikat e planetëve të ndryshëm. Baza këtu është përdorimi i kafshëve me sensorë të integruar. Janë kafshët eksperimentale (minjtë, qentë, majmunët) që nxjerrin informacionin nga orbitat, të cilat përdoren nga shkencëtarët tokësorë për analiza dhe përfundime.
Metodat moderne të kërkimit biologjik lejojnë zgjidhjen e problemeve të avancuara jo vetëm të biologjisë hapësinore, por edhe atyre universale.
Probleme të biologjisë hapësinore
Të gjitha metodat e listuara të kërkimit biomjekësor, për fat të keq, nuk kanë arritur ende të zgjidhin të gjitha problemet e biologjisë hapësinore. Ka një sërë çështjesh aktuale që mbeten urgjente edhe sot e kësaj dite. Le të hedhim një vështrim në sfidat kryesore me të cilat përballet mjekësia dhe biologjia hapësinore.
- Përzgjedhja e personelit të trajnuar për fluturimin në hapësirë, gjendja shëndetësore e të cilit mund të plotësojë të gjitha kërkesat e mjekëve (përfshirë lejimin e astronautëve për t'i bërë ballë stërvitjes rigoroze dhe trajnimit për fluturime).
- Niveli i mirë i trajnimit dhe furnizimi i gjithçkaje të nevojshme për ekuipazhet e hapësirës së punës.
- Sigurimi i sigurisë në të gjitha aspektet (përfshirë nga faktorë të panjohur ose të huaj të ndikimitnga planetët e tjerë) anijet e punës dhe strukturat e avionëve.
- Rehabilitimi psiko-fiziologjik i astronautëve pas kthimit në Tokë.
- Zhvillimi i mënyrave për të mbrojtur astronautët dhe anijen kozmike nga rrezatimi.
- Sigurimi i kushteve normale të jetesës në kabina gjatë fluturimeve në hapësirë.
- Zhvillimi dhe aplikimi i teknologjisë së avancuar kompjuterike në mjekësinë hapësinore.
- Pranimi i telemjekësisë hapësinore dhe bioteknologjisë. Duke përdorur metodat e këtyre shkencave.
- Zgjidhja e problemeve mjekësore dhe biologjike për fluturime komode të astronautëve në Mars dhe planetë të tjerë.
- Sinteza e agjentëve farmakologjikë që do të zgjidhin problemin e furnizimit me oksigjen në hapësirë.
Metodat e zhvilluara, të përmirësuara dhe komplekse në aplikim të kërkimit biomjekësor me siguri do të zgjidhin të gjitha detyrat dhe problemet ekzistuese. Megjithatë, kur do të jetë kjo është një pyetje e vështirë dhe mjaft e paparashikueshme.
Duhet theksuar se me të gjitha këto çështje merren jo vetëm shkencëtarët rusë, por edhe Këshilli Akademik i të gjitha vendeve të botës. Dhe ky është një plus i madh. Në fund të fundit, kërkimet dhe kërkimet e përbashkëta do të japin një rezultat pozitiv në mënyrë disproporcionale më të madhe dhe më të shpejtë. Bashkëpunimi i ngushtë global në zgjidhjen e problemeve hapësinore është çelësi i suksesit në eksplorimin e hapësirës jashtëtokësore.
Arritjet moderne
Ka shumë arritje të tilla. Në fund të fundit, puna intensive kryhet çdo ditë, e plotë dhe e përpiktë, e cila ju lejon të gjeni gjithnjë e më shumëmaterialet, nxirrni përfundime dhe formuloni hipoteza.
Një nga zbulimet më të rëndësishme të shekullit të 21-të në kozmologji ishte zbulimi i ujit në Mars. Kjo nxiti menjëherë dhjetëra hipoteza për praninë ose mungesën e jetës në planet, për mundësinë e zhvendosjes së tokësorëve në Mars, e kështu me radhë.
Një tjetër zbulim ishte se shkencëtarët kanë përcaktuar kufijtë e moshës brenda të cilave një person mund të jetë në hapësirë sa më rehat dhe pa pasoja serioze. Kjo moshë fillon nga 45 vjeç dhe përfundon rreth 55-60 vjeç. Të rinjtë që shkojnë në hapësirë vuajnë jashtëzakonisht psikologjikisht dhe fiziologjikisht pas kthimit në Tokë, duke u përshtatur dhe rindërtuar fort.
Uji u zbulua gjithashtu në Hënë (2009). Mërkuri dhe një sasi e madhe argjendi u gjetën gjithashtu në satelitin e Tokës.
Metodat e kërkimit biologjik, si dhe treguesit inxhinierikë dhe fizikë, na lejojnë të konkludojmë me besim se efektet e rrezatimit jon dhe ekspozimi në hapësirë janë të padëmshme (të paktën jo më të dëmshme se në Tokë).
Studimet shkencore kanë vërtetuar se qëndrimi i gjatë në hapësirë nuk ndikon në shëndetin fizik të astronautëve. Megjithatë, problemet psikologjike mbeten.
Janë kryer studime që vërtetojnë se bimët më të larta reagojnë ndryshe ndaj qëndrimit në hapësirë. Farat e disa bimëve në studim nuk treguan ndonjë ndryshim gjenetik. Të tjerët, përkundrazi, treguan deformime të dukshme në nivel molekular.
Përvoja,kryera në qelizat dhe indet e organizmave të gjallë (gjitarëve) vërtetoi se hapësira nuk ndikon në gjendjen dhe funksionimin normal të këtyre organeve.
Llojet e ndryshme të studimeve mjekësore (tomografia, MRI, testet e gjakut dhe urinës, kardiograma, tomografia e kompjuterizuar etj.) çuan në përfundimin se karakteristikat fiziologjike, biokimike dhe morfologjike të qelizave njerëzore mbeten të pandryshuara kur qëndrojnë në hapësirë. deri në 86 ditë.
Në kushte laboratorike u rikrijua një sistem artificial që ju lejon të afroheni sa më afër gjendjes së mungesës së peshës dhe kështu të studioni të gjitha aspektet e efektit të kësaj gjendjeje në trup. Kjo, nga ana tjetër, bëri të mundur zhvillimin e një sërë masash parandaluese për të parandaluar ndikimin e këtij faktori gjatë një fluturimi njerëzor në gravitetin zero.
Rezultatet e ekzobiologjisë janë të dhëna që tregojnë praninë e sistemeve organike jashtë biosferës së Tokës. Deri më tani, vetëm formulimi teorik i këtyre supozimeve është bërë i mundur, por së shpejti shkencëtarët planifikojnë të marrin edhe prova praktike.
Falë kërkimeve të biologëve, fizikanëve, mjekëve, ekologëve dhe kimistëve, janë zbuluar mekanizma të thellë të ndikimit njerëzor në biosferë. Kjo u bë e mundur duke krijuar ekosisteme artificiale jashtë planetit dhe duke ushtruar mbi to të njëjtin ndikim si në Tokë.
Këto nuk janë të gjitha arritjet e biologjisë hapësinore, kozmologjisë dhe mjekësisë sot, por vetëm ato kryesore. Ka shumë potencial, zbatimi i të cilit ështëdetyra e shkencave të renditura për të ardhmen.
Jeta në hapësirë
Sipas ideve moderne, jeta në hapësirë mund të ekzistojë, pasi zbulimet e fundit konfirmojnë praninë në disa planetë të kushteve të përshtatshme për shfaqjen dhe zhvillimin e jetës. Megjithatë, mendimet e dijetarëve për këtë çështje ndahen në dy kategori:
- jeta nuk është askund veç Tokës, kurrë nuk ka qenë dhe nuk do të jetë kurrë;
- jeta ekziston në hapësirat e mëdha të hapësirës, por njerëzit ende nuk e kanë zbuluar atë.
Cila nga hipotezat është e saktë - i takon secilit individ të vendosë. Ka mjaft prova dhe përgënjeshtrime si për njërin ashtu edhe për tjetrin.
