Животные в космосе изначально служили для проверки выживаемости в космическом полете , до того как были предприняты попытки человеческих космических полетов . Позже многие виды были отправлены для исследования различных биологических процессов и воздействия микрогравитации и космического полета, которые могли бы оказать на них. Биоастронавтика — это область биоинженерных исследований, которая охватывает изучение и поддержку жизни в космосе . На сегодняшний день семь национальных космических программ отправили в космос нечеловеческих животных: США, Советский Союз, Франция, Аргентина, Китай, Япония и Иран.
В космос запускалось множество различных животных, не относящихся к человеку, включая обезьян , собак , кошек , черепах, мышей, крыс, кроликов, рыб, лягушек, пауков, насекомых и перепелиные яйца (которые вылупились на станции «Мир» в 1990 году). США запустили первых землян в космос, причем плодовые мушки выжили в полете в 1947 году , а затем приматы в 1949 году. Советская космическая программа запустила в космос несколько собак , причем первые суборбитальные полеты были совершены в 1951 году, а первые орбитальные полеты — в 1957 году. [1]
Две черепахи и несколько видов растений были первыми землянами, облетевшими Луну в сентябре 1968 года в ходе миссии «Зонд-5» . В 1972 году пять мышей по кличкам Фе, Фи, Фо, Фум и Фуи совершили рекордные 75 оборотов вокруг Луны на борту командного модуля «Америка» в рамках миссии «Аполлон-17» (последней миссии, выведшей землян на лунную орбиту).
Животные использовались в аэронавтических исследованиях с 1783 года, когда братья Монгольфье отправили овцу, утку и петуха в воздух на воздушном шаре, чтобы проверить, могут ли выжить наземные животные (утка служила экспериментальным контролем ). Ограниченные поставки захваченных немецких ракет V-2 привели к тому, что США стали использовать запуски высотных воздушных шаров, перевозящих плодовых мушек, мышей, хомяков, морских свинок, кошек, собак, лягушек, золотых рыбок и обезьян на высоту до 44 000 м (144 000 футов; 27 миль). [2] Эти высотные полеты на воздушных шарах с 1947 по 1960 год проверяли воздействие радиации , физиологическую реакцию, системы жизнеобеспечения и восстановления. Американские высотные пилотируемые полеты на воздушных шарах происходили в тот же период времени, один из которых также перевозил плодовых мушек.
Первыми животными, отправленными в космос, были плодовые мушки на борту ракеты V-2, запущенной США 20 февраля 1947 года с ракетного полигона Уайт-Сэндс , штат Нью-Мексико . [2] [3] [4] [5] Целью эксперимента было изучение эффектов воздействия радиации на больших высотах. Ракета достигла высоты 109 км (68 миль) за 3 минуты 10 секунд, преодолев как 80 км (50 миль) по определению ВВС США, так и 100 км по международному определению границы космоса. Капсула Blossom была катапультирована и успешно раскрыла свой парашют. Плодовые мушки были извлечены живыми. Другие миссии V-2 перевозили биологические образцы, включая мох .
Альберт II , макак-резус , стал первой обезьяной , первым приматом и первым млекопитающим в космосе 14 июня 1949 года в запущенном США Фау-2 после неудачи первоначальной миссии Альберта по подъёму. Альберт I достиг только высоты 48–63 км (30–39 миль); Альберт II достиг около 134 км (83 мили) и погиб при ударе из-за отказа парашюта.
Многочисленные обезьяны нескольких видов были запущены США в 1950-х и 1960-х годах. Обезьянам были имплантированы датчики для измерения жизненно важных показателей, и многие находились под наркозом во время запуска. Уровень смертности среди этих обезьян был очень высок: около двух третей всех обезьян, запущенных в 1940-х и 1950-х годах, умерли во время миссий или вскоре после приземления. [6]
31 августа 1950 года США запустили мышь в космос (137 км) на борту ракеты V-2 (полет Albert V, в котором, в отличие от полетов Albert I-IV, не было обезьяны), однако животное погибло после приземления из-за отказа парашютной системы. [7] В 1950-х годах США запустили еще несколько мышей.
22 июля 1951 года Советский Союз запустил ракету R-1 IIIA-1, выведя собак Цыгана ( русский : Цыган , «Gypsy» или «Țigan/Țagaur» на цыганском языке) и Дезика ( русский : Дезик ) в космос, но не на орбиту. [8] Эти две собаки были первыми живыми высшими организмами, успешно восстановившимися после космического полета. [8] Обе космические собаки пережили полет, хотя Дезик умер в последующем полете. Позже в том же году США запустили мышей на борту космического корабля; однако им не удалось достичь высоты для настоящего космического полета.
3 ноября 1957 года второй в истории орбитальный космический корабль вывел на орбиту первое животное — собаку Лайку [1] , запущенную на борту советского космического корабля «Спутник-2» (на Западе прозванную «Мутник»). Лайка погибла во время полета, как и ожидалось, поскольку технология возвращения космических кораблей с орбиты еще не была разработана. [1] По меньшей мере 10 других собак были запущены на орбиту, а множество других совершили суборбитальные полеты до исторической даты 12 апреля 1961 года, когда Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе.
13 декабря 1958 года с мыса Канаверал , штат Флорида, была запущена ракета Jupiter IRBM , AM-13, на борту которой находилась обученная ВМС США южноамериканская беличья обезьяна по имени Гордо . Парашют для спасения носового конуса не сработал, и Гордо погиб. Телеметрические данные, отправленные во время полета, показали, что обезьяна пережила 10 g при запуске, 8 минут невесомости и 40 g при входе в атмосферу на скорости 16 000 км/ч (4400 м/с; 9900 миль/ч). Носовой конус затонул на расстоянии 1302 морских миль (2411 км) от мыса Канаверал и не был восстановлен.
Обезьянки Мисс Эйбл и Мисс Бейкер стали первыми обезьянами, пережившими космический полет после своего полета в 1959 году. 28 мая 1959 года на борту ракеты Jupiter IRBM AM-18 находились американка по имени Эйбл (Able) весом 3 кг (7 фунтов) и беличья обезьяна из Перу по имени Бейкер (Baker ) весом 310 г (11 унций) . Обезьяны пролетели в носовом конусе ракеты на высоту 579 км (360 миль) и расстояние 2735 км (1699 миль) по Атлантическому ракетному полигону с мыса Канаверал, Флорида. Они выдержали силы, в 38 раз превышающие нормальную силу тяжести, и находились в невесомости около 9 минут. Максимальная скорость 16 000 км/ч (4400 м/с; 9900 миль/ч) была достигнута во время их 16-минутного полета. Обезьяны пережили полет в хорошем состоянии. Эйбл умерла через четыре дня после полета от реакции на анестезию во время операции по удалению инфицированного медицинского электрода. Бейкер была в центре внимания СМИ в течение следующих нескольких месяцев, поскольку за ней пристально следили на предмет каких-либо побочных эффектов от ее космического полета. Ее даже спаривали в попытке проверить ее репродуктивную систему. [9] Бейкер прожила до 29 ноября 1984 года в Космическом и ракетном центре США в Хантсвилле, штат Алабама .
2 июля 1959 года в результате запуска советской ракеты Р-2, которая достигла высоты 212 километров (132 мили), на борту находились две собаки-космонавта и Марфуша — первый кролик, полетевший в космос. [2]
Запущенный 19 сентября 1959 года аппарат Jupiter AM-23 перевозил двух лягушек и 12 мышей, но был уничтожен во время запуска. [2]
4 декабря 1959 года макак-резус Сэм совершил полет в рамках миссии Little Joe 2 проекта «Меркурий» на высоту 85 км (53 мили). [2]
19 августа 1960 года Советский Союз запустил Спутник-5 (также известный как Корабль-Спутник-2), на борту которого находились собаки Белка и Стрелка , а также серый кролик, 40 мышей, 2 крысы и 15 колб с плодовыми мушками и растениями. [10] Это был первый космический корабль, который доставил животных на орбиту и вернул их живыми. [11] Один из щенков Стрелки, Пушинка, выведенный и родившийся после ее миссии, был подарен Каролине Кеннеди Никитой Хрущевым в 1961 году, и известно, что у него есть много потомков. [12]
США отправили трех черных мышей: Салли, Эми и Мо на 1000 км вверх и на 8000 км от мыса Канаверал 13 октября 1960 года с помощью ракеты-носителя Atlas D 71D. Мыши были извлечены из носового конуса около острова Вознесения и, как сообщалось, находились в хорошем состоянии. [13]
31 января 1961 года шимпанзе Хэм был запущен в суборбитальное пространство в капсуле Mercury на борту ракеты Redstone, чтобы стать первой человекообразной обезьяной в космосе. Миссия Хэма была Mercury-Redstone 2. Шимпанзе был обучен тянуть рычаги, чтобы получать награды в виде банановых шариков и избегать ударов током. [14] Его полет продемонстрировал способность выполнять задачи во время космического полета. Чуть более трех месяцев спустя Соединенные Штаты отправили Алана Шепарда в космос в суборбитальном полете.
Энос стал первым и единственным шимпанзе, достигшим орбиты Земли, когда 29 ноября 1961 года он совершил два витка в капсуле «Меркурий» в рамках миссии «Меркурий-Атлас 5» . Два месяца спустя пилот проекта «Меркурий» Джон Гленн облетел Землю.
9 марта 1961 года Советский Союз запустил « Корабль-Спутник-4» , на борту которого находились собака по кличке Чернушка , несколько мышей, лягушек и, впервые в истории космоса, морская свинка . [15] Все они были успешно возвращены на Землю.
Франция запустила свою первую крысу (Гектора) в космос 22 февраля 1961 года. Еще две крысы были запущены в космос в октябре 1962 года. [16]
18 октября 1963 года Франция запустила кошку Фелисетт на борту ракеты-зонда Veronique AGI № 47. Запуск был организован французским Центром исследований и исследований в области авиационной медицины (CERMA). Фелисетт была найдена живой после 15-минутного полета и спуска на парашюте. В мозг Фелисетт были имплантированы электроды, а записанные нервные импульсы были переданы обратно на Землю. После двух месяцев анализа ее усыпили, чтобы можно было провести вскрытие. [17] 18 декабря 2019 года в «Université internationalle de l'espace» в Страсбурге , Франция, была открыта бронзовая статуя с изображением Фелисетт . 24 октября 1963 года CERMA отправила в космос вторую кошку, но полет столкнулся с трудностями, которые помешали ее восстановлению. [18] В 1967 году Франция запустила в суборбитальное пространство двух макак со свиными хвостами. [19]
Китай запустил мышей и крыс в 1964 и 1965 годах, а также двух собак в 1966 году. [20]
В ходе программы «Восход» 22 февраля 1966 года на борту «Космоса-110» были запущены две советские собаки-космонавты — Ветерок и Уголёк, которые провели на орбите 22 дня и приземлились 16 марта. Этот рекордно длительный космический полёт был превзойдён людьми только в 1971 году на «Союзе-11» и до сих пор остаётся самым продолжительным космическим полётом собак. [ необходима цитата ]
США запустили Биоспутник I в 1966 году и Биоспутник I/II в 1967 году с плодовыми мушками, паразитическими осами , мучными хрущаками и яйцами лягушек, а также бактериями , амебами , растениями и грибами . [21]
11 апреля 1967 года Аргентина также запустила крысу Белисарио на ракете Yarará [22] [ самостоятельно опубликованный источник? ] с военного полигона в Кордове, которая была успешно восстановлена. За этим полетом последовала серия последующих полетов с использованием крыс. [23] Неясно, превысили ли какие-либо аргентинские биологические полеты предел в 100 км.
Первые животные в глубоком космосе, первые, облетевшие Луну, и первые две черепахи в космосе были запущены на Зонде 5 14 сентября 1968 года Советским Союзом. Черепахи Хорсфилда были отправлены в окололунное путешествие на Луну вместе с винными мухами , мучными червями и другими биологическими образцами. Это были первые обитатели Земли, совершившие путешествие вокруг Луны. Капсула пролетела мимо места посадки на Земле, но была успешно найдена в море 21 сентября. Животные выжили, но немного потеряли в весе. Еще больше черепах последовало за окололунной миссией Зонда 6 в ноябре 1968 года (перед декабрьской американской миссией Аполлона 8 с экипажем ), а четыре черепахи полетели в окололунной миссии Зонда 7 , которая облетела Луну 11 августа 1969 года, через три недели после прогулки Аполлона 11 по Луне. [24]
28 июня 1969 года США запустили обезьяну Бонни, макаку, на Биоспутнике 3 , которая должна была совершить 30-дневный виток вокруг Земли, причем обезьяну кормили гранулами корма из дозатора, которым ее обучили управлять. Здоровье Бонни быстро ухудшалось, и 7 июля он был возвращен на Землю, [25] но умер на следующий день после того, как капсула Биоспутника была найдена в Тихом океане. [26]
Всего в 1950-х и 1960-х годах Советский Союз запустил миссии с не менее чем 57 пассажирскими слотами для собак. Фактическое количество собак в космосе меньше, поскольку некоторые собаки летали более одного раза.
23 декабря 1969 года в рамках «Операции Навидад» (Операция Рождество) Аргентина запустила Хуана ( обезьяну кай , уроженца аргентинской провинции Мисьонес) с помощью ракеты Canopus II . [27] Он поднялся на высоту 82 километра [28] и затем был успешно возвращен. Позже, 1 февраля 1970 года, опыт был повторен с самкой обезьяны того же вида с помощью ракеты X-1 Panther. Он достиг большей высоты, чем его предшественник, но был потерян после отказа парашюта капсулы.
9 ноября 1970 года две лягушки-быки были запущены в одностороннюю миссию на спутнике Orbiting Frog Otolith с целью более глубокого изучения космической болезни движения.
Apollo 16 , запущенный 16 апреля 1972 года, нес нематод . Apollo 17 , запущенный 7 декабря 1972 года, нес пять карманных мышей , Fe, Fi, Fo, Fum и Phooey , которые оставались в командном модуле с астронавтом Рональдом Эвансом, когда он кружил вокруг Луны в течение шести дней. Одна из мышей умерла во время путешествия. [29]
Skylab 3 (1973) доставил карманных мышей и первую рыбу в космосе ( мумихог ), а также первых пауков в космосе ( садовых пауков по имени Арабелла и Анита ). Мумихог также был запущен США в совместной миссии «Аполлон-Союз» , запущенной 15 июля 1975 года.
Советы осуществили несколько миссий программы «Бион» , включавших спутники с биологическими грузами. В ходе этих запусков они запускали черепах, крыс и мумихогов. На корабле «Союз-20» , запущенном 17 ноября 1975 года, черепахи установили рекорд продолжительности пребывания животных в космосе, проведя в космосе 90,5 дней. «Салют-5» 22 июня 1976 года перевозил черепах и рыбу ( данио-зебру ).
Советский Союз отправил восемь обезьян в космос в 1980-х годах на полетах Bion. На полетах Bion также летали зебровые данио, плодовые мушки, крысы, яйца палочников и первые тритоны в космосе.
В 1985 году США отправили двух беличьих обезьян на борт космического челнока Spacelab 3 вместе с 24 самцами-альбиносами и яйцами палочников .
На борту Bion 7 (1985) находилось 10 тритонов ( Pleurodeles waltl ). Тритонам ампутировали часть передних конечностей, чтобы изучить скорость регенерации в космосе, знания для понимания восстановления человека после космических травм.
После того, как эксперимент был потерян в результате катастрофы космического челнока « Челленджер» , куриные эмбрионы (оплодотворенные яйца) были отправлены в космос в ходе эксперимента на STS-29 в 1989 году. Эксперимент был разработан для студенческого конкурса.
Четыре обезьяны летали на борту последних полетов Bion Советского Союза, а также лягушки и плодовые мушки. Полеты программы Foton перевозили спящих артемий ( Artemia franciscana ), тритонов, плодовых мушек и песчаных жуков ( Trigonoscelis gigas ). [30] [31]
Китай запустил морских свинок в 1990 году. [32]
Японский журналист Тоёхиро Акияма во время своего полета на космическую станцию «Мир» в декабре 1990 года взял с собой японских древесных лягушек. Другие биологические эксперименты на борту станции «Мир» включали использование перепелиных яиц.
Япония запустила своих первых животных — тритонов — в космос 18 марта 1995 года на борту космического корабля .
В 1990-х годах США перевозили на борту космических челноков сверчков , мышей, крыс, лягушек, тритонов, плодовых мушек, улиток , карпов , медаку (рисовую рыбу), устричных жабообразных , морских ежей , меченосцев , яйца губчатой моли , яйца палочников, артемию ( Artemia salina ), перепелиные яйца и медуз .
Последний полет Колумбии в 2003 году перевозил шелкопрядов , садовых пауков-кругопрядов , пчел-плотников , муравьев-жнецов и японских киллифиш (медака). Нематоды ( C. elegans ) из одного эксперимента были найдены еще живыми в обломках после катастрофы шаттла Колумбия . [33]
C. elegans также являются частью экспериментов на борту Международной космической станции , а также исследований с использованием перепелиных яиц.
Более ранние миссии Space Shuttle включали проекты для начальной, средней и старшей школы; некоторые из них включали муравьев , яйца палочников и цисты артемии . Другие научные миссии включали яйца губчатой моли .
12 июля 2006 года компания Bigelow Aerospace запустила надувной космический модуль Genesis I , содержащий множество мелких предметов, таких как игрушки и простые эксперименты, выбранные сотрудниками компании, которые будут наблюдаться через камеру. Среди этих предметов были насекомые, что, возможно, сделало его первым частным полетом с запуском животных в космос. Включая мадагаскарских шипящих тараканов и мексиканские прыгающие бобы — семена, содержащие живые личинки моли Cydia saltitans . [34] 28 июня 2007 года компания Bigelow запустила Genesis II , почти близнеца Genesis I. Этот космический корабль также перевозил мадагаскарских шипящих тараканов и добавил южноафриканских скорпионов ( Hadogenes troglodytes ) и муравьев-сборщиков семян ( Pogonomyrmex californicus ). [35]
В сентябре 2007 года во время миссии Европейского космического агентства FOTON -M3 тихоходки , также известные как водяные медведи, смогли выжить в течение 10 дней на открытом пространстве, используя только свою естественную защиту. [36] [37]
В той же миссии несколько тараканов перевозились внутри герметичного контейнера, и по крайней мере одна из самок зачала во время миссии. После того, как их вернули на Землю, та, которую назвали Надежда, стала первым земным существом, которое произвело на свет детенышей, зачатых в космосе. [38]
15 марта 2009 года во время обратного отсчета STS-119 была замечена летучая мышь со свободным хвостом , цепляющаяся за топливный бак. Наблюдатели НАСА считали, что летучая мышь улетит, как только Шаттл начнет запуск, но этого не произошло. Проанализировав изображения, эксперт по дикой природе, оказывавший поддержку центру, сказал, что у нее, вероятно, было сломано левое крыло и какая-то проблема с правым плечом или запястьем. Скорее всего, животное быстро погибло во время подъема Discovery на орбиту. [39]
В ноябре 2009 года в ходе миссии STS-129 в космос были доставлены личинки бабочек-монархов и расписных леди-расписных леди для проведения школьного эксперимента, а также тысячи круглых червей C. elegans для долгосрочных исследований потери веса.
В мае 2011 года последний полет космического челнока « Индевор» ( STS-134 ) доставил двух пауков-золотистого кругопряда , названных Глэдис и Эсмеральда, а также колонию плодовых мушек в качестве источника их пищи для изучения влияния микрогравитации на поведение пауков. [40] [41] Тихоходки и экстремофилы также были отправлены на орбиту. [42] [43] [44]
В ноябре 2011 года в рамках эксперимента по межпланетному полету «Фобос-Грунт» планировалось доставить тихоходок на Марс и обратно; однако миссия не смогла покинуть околоземную орбиту.
В октябре 2012 года 32 особи медаки были доставлены на Международную космическую станцию кораблем «Союз ТМА-06М» для создания новой водной среды обитания в модуле «Кибо» .
28 января 2013 года иранские информационные агентства сообщили, что Иран отправил обезьяну в ракете « Пишгам » на высоту 116 км (72 мили) и забрал «груз». Позже на иранском сайте космических исследований было загружено 18-минутное видео. [45] Видео было позже загружено на YouTube. [46]
3 февраля 2013 года, в 31-ю годовщину своей революции, Иран стал последней страной, запустившей животных в космос. Животные (мышь, две черепахи и несколько червей) были запущены на вершине ракеты Kavoshgar 3 и вернулись живыми на Землю. [47] [48]
В январе 2014 года на МКС изучались стратегии поиска муравьев-травянок . [49] [50]
19 июля 2014 года Россия объявила, что запустила спутник Foton-M4 на низкую околоземную орбиту (575 километров) с одним самцом и четырьмя самками гекконов (возможно, золотистых гекконов ) в качестве полезной нагрузки. Это была попытка изучить влияние микрогравитации на репродуктивные привычки рептилий. [51] 24 июля 2014 года было объявлено, что Россия потеряла контроль над спутником Foton-M4, оставив всего два месяца на восстановление связи до того, как запасы пищи гекконов будут исчерпаны. [52] Впоследствии контроль над спутником был восстановлен 28 июля 2014 года. [53] 1 сентября 2014 года Россия подтвердила гибель всех пяти гекконов, заявив, что их мумифицированные тела, по-видимому, указывают на то, что они замерзли насмерть. Сообщается, что Россия назначила чрезвычайную комиссию для расследования гибели животных. [54]
23 сентября 2014 года миссия SpaceX CRS-4 доставила 20 мышей для жизни на МКС для изучения долгосрочных эффектов микрогравитации на грызунов. Это было первое использование Rodent Research Hardware System . [55]
14 апреля 2015 года SpaceX CRS-6 доставил 20 мышей C57BL/6NTAC для жизни на МКС для оценки микрогравитации как крайней противоположности здоровому активному образу жизни. В отсутствие гравитации астронавты подвержены уменьшению мышечной, костной и сухожильной массы. «Хотя мы не собираемся лечить домоседов», — заявляет руководитель проекта в Институте биомедицинских исследований Novartis (NIBR) доктор Сэм Кадена, — «мы надеемся, что эти эксперименты помогут нам лучше понять потерю мышечной массы у групп населения, для которых физическая активность в любой форме невозможна; например, у немощных пожилых людей или тех, кто находится в постели или иммобилизован из-за хирургического вмешательства или хронического заболевания». [56]
8 апреля 2016 года Rodent Research 3 доставил 20 мышей на SpaceX CRS-8 . Эксперимент, спонсируемый Eli Lilly and Co., был посвящен изучению ингибирования миостатина для профилактики скелетной и мышечной атрофии и слабости. Известно, что у мышей наблюдается быстрая потеря мышечной и костной массы всего лишь после 12 дней пребывания в космосе. Мышей усыпили и препарировали на станции, а затем заморозили для последующего возвращения на Землю для дальнейшего изучения. [57]
29 июня 2018 года космический корабль SpaceX Dragon стартовал из Флориды с 20 мышами на борту. Экипаж грызунов прибыл на МКС 2 июля 2018 года. Их рекордное путешествие — это было самое длительное пребывание мышей вне планеты — было частью исследования того, как физиология и режим сна жителей Земли реагировали на стресс от пребывания в космосе. [58]
Китайский лунный модуль Chang'e 4 несет 3-килограммовый герметичный контейнер с семенами и яйцами насекомых, чтобы проверить, могут ли растения и насекомые вылупляться и расти вместе в синергии. [59] Эксперимент включает шесть типов организмов: [60] [61] семена хлопчатника , картофель, рапс , Arabidopsis thaliana (цветковое растение), а также дрожжи и яйца плодовой мушки . Если яйца вылупятся, личинки будут производить углекислый газ, в то время как проросшие растения будут выделять кислород посредством фотосинтеза . [ необходима цитата ] Миниатюрная камера снимает рост. [60]
11 апреля 2019 года израильский космический аппарат Beresheet врезался в Луну во время неудачной попытки посадки. [62] Его полезная нагрузка включала несколько тысяч тихоходок . Они могли бы потенциально выживать на поверхности Луны в течение нескольких лет, хотя неясно, пережили ли они столкновение. [63]
3 июня 2021 года SpaceX CRS-22 запустил тихоходок (водяных медведей) и гавайских бобтейлов на МКС. Кальмары были запущены в качестве детенышей и будут изучаться, чтобы увидеть, могут ли они включить свои симбиотические бактерии в свой световой орган во время пребывания в космосе. [64]
{{cite journal}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )