अंतरिक्ष अन्वेषण प्रस्तुति में जीव विज्ञान की भूमिका। "अंतरिक्ष अन्वेषण में जीव विज्ञान की भूमिका" विषय पर प्रस्तुति। वैज्ञानिक उपकरणों का प्रयोग किया गया

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अंतरिक्ष अनुसंधान में जीव विज्ञान की भूमिका को समझने के लिए, हमें अंतरिक्ष जीव विज्ञान की ओर रुख करना चाहिए। अंतरिक्ष जीव विज्ञान मुख्य रूप से जैविक विज्ञानों का एक जटिल है जो अध्ययन करता है: 1) बाहरी अंतरिक्ष में और अंतरिक्ष यान पर उड़ानों के दौरान स्थलीय जीवों के जीवन की विशेषताएं 2) अंतरिक्ष यान और स्टेशनों के चालक दल के सदस्यों की जीवन गतिविधियों के लिए जैविक समर्थन प्रणाली के निर्माण के सिद्धांत 3) अलौकिक जीवन रूप।

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अंतरिक्ष जीव विज्ञान एक सिंथेटिक विज्ञान है जिसने जीव विज्ञान, विमानन चिकित्सा, खगोल विज्ञान, भूभौतिकी, रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और कई अन्य विज्ञानों की विभिन्न शाखाओं की उपलब्धियों को एक साथ लाया है और उनके आधार पर अपनी स्वयं की अनुसंधान विधियां बनाई हैं। अंतरिक्ष जीव विज्ञान में वायरस से लेकर स्तनधारियों तक विभिन्न प्रकार के जीवित जीवों पर काम किया जाता है।

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अंतरिक्ष जीव विज्ञान का प्राथमिक कार्य अंतरिक्ष उड़ान कारकों (त्वरण, कंपन, भारहीनता, परिवर्तित गैसीय वातावरण, सीमित गतिशीलता और बंद सीलबंद मात्रा में पूर्ण अलगाव, आदि) और बाहरी अंतरिक्ष (वैक्यूम, विकिरण, कम चुंबकीय क्षेत्र) के प्रभाव का अध्ययन करना है। ताकत, आदि) अंतरिक्ष जीव विज्ञान में अनुसंधान प्रयोगशाला प्रयोगों में किया जाता है, जो एक डिग्री या किसी अन्य तक, अंतरिक्ष उड़ान और बाहरी अंतरिक्ष के व्यक्तिगत कारकों के प्रभाव को पुन: उत्पन्न करता है। हालांकि, सबसे महत्वपूर्ण उड़ान जैविक प्रयोग हैं, जिसके दौरान जीवित जीव पर असामान्य पर्यावरणीय कारकों के एक जटिल प्रभाव का अध्ययन करना संभव है।

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गिनी सूअरों, चूहों, कुत्तों, उच्च पौधों और शैवाल (क्लोरेला), विभिन्न सूक्ष्मजीवों, पौधों के बीज, पृथक मानव और खरगोश ऊतक संस्कृतियों और अन्य जैविक वस्तुओं को कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों और अंतरिक्ष यान पर उड़ानों पर भेजा गया था।

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कक्षा में प्रवेश के क्षेत्रों में, जानवरों ने हृदय गति और श्वसन में तेजी दिखाई, जो अंतरिक्ष यान के कक्षीय उड़ान में संक्रमण के बाद धीरे-धीरे गायब हो गई। त्वरण का सबसे महत्वपूर्ण तात्कालिक प्रभाव फुफ्फुसीय वेंटिलेशन में परिवर्तन और फुफ्फुसीय परिसंचरण सहित संवहनी तंत्र में रक्त के पुनर्वितरण के साथ-साथ रक्त परिसंचरण के प्रतिवर्त विनियमन में परिवर्तन है। शून्य गुरुत्वाकर्षण में त्वरण के संपर्क में आने के बाद नाड़ी का सामान्यीकरण पृथ्वी की परिस्थितियों में एक अपकेंद्रित्र में परीक्षण की तुलना में बहुत धीरे-धीरे होता है। शून्य गुरुत्वाकर्षण में पल्स दर के औसत और पूर्ण दोनों मूल्य पृथ्वी पर संबंधित सिमुलेशन प्रयोगों की तुलना में कम थे, और स्पष्ट उतार-चढ़ाव की विशेषता थी। कुत्तों की मोटर गतिविधि के विश्लेषण से वजनहीनता की असामान्य स्थितियों और आंदोलनों को समन्वयित करने की क्षमता की बहाली में काफी तेजी से अनुकूलन दिखाया गया। बंदरों पर प्रयोगों में भी यही परिणाम प्राप्त हुए। अंतरिक्ष उड़ान से लौटने के बाद चूहों और गिनी सूअरों में वातानुकूलित सजगता के अध्ययन ने उड़ान-पूर्व प्रयोगों की तुलना में परिवर्तनों की अनुपस्थिति को स्थापित किया है।

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अनुसंधान की इकोफिजियोलॉजिकल दिशा के आगे के विकास के लिए सोवियत बायोसैटेलाइट "कॉसमॉस-110" पर दो कुत्तों के साथ और अमेरिकी बायोसैटेलाइट "बायोस-3" पर प्रयोग महत्वपूर्ण थे, जिसमें 22 दिनों के दौरान एक बंदर था उड़ान, कुत्तों को पहली बार न केवल अनिवार्य रूप से अंतर्निहित कारकों के प्रभाव से अवगत कराया गया, बल्कि कई विशेष प्रभाव (विद्युत प्रवाह के साथ साइनस तंत्रिका की जलन, कैरोटिड धमनियों का संपीड़न, आदि) भी थे, जिनका उद्देश्य स्पष्ट करना था भारहीनता की स्थिति में रक्त परिसंचरण के तंत्रिका विनियमन की विशेषताएं। जानवरों में रक्तचाप सीधे दर्ज किया गया। बायोस-3 बायोसैटेलाइट पर बंदर की उड़ान के दौरान, जो 8.5 दिनों तक चली, नींद-जागने के चक्रों में गंभीर बदलावों की खोज की गई (चेतना की अवस्थाओं का विखंडन, उनींदापन से जागने की ओर तेजी से संक्रमण, सपनों और गहरी नींद से जुड़ी नींद के चरणों में उल्लेखनीय कमी) नींद), साथ ही कुछ शारीरिक प्रक्रियाओं की सर्कैडियन लय में व्यवधान। कई विशेषज्ञों के अनुसार, जानवर की मृत्यु, जो उड़ान के शुरुआती अंत के तुरंत बाद हुई, वजनहीनता के प्रभाव के कारण हुई, जिसके कारण शरीर में रक्त का पुनर्वितरण, तरल पदार्थ की हानि और व्यवधान हुआ। पोटेशियम और सोडियम का चयापचय।

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कक्षीय अंतरिक्ष उड़ानों पर किए गए आनुवंशिक अध्ययनों से पता चला है कि बाहरी अंतरिक्ष के संपर्क में सूखे प्याज और कलौंजी पर उत्तेजक प्रभाव पड़ता है। मटर, मक्का और गेहूं की पौध में कोशिका विभाजन का त्वरण पाया गया। एक्टिनोमाइसेट्स (बैक्टीरिया) की विकिरण-प्रतिरोधी नस्ल की संस्कृति में, 6 गुना अधिक जीवित बीजाणु और विकासशील कालोनियाँ थीं, जबकि विकिरण-संवेदनशील नस्ल (वायरस, बैक्टीरिया, अन्य सूक्ष्मजीवों की शुद्ध संस्कृति या पृथक कोशिका संस्कृति) में एक निश्चित समय और स्थान) संबंधित संकेतकों में 12 गुना की कमी थी। उड़ान के बाद के अध्ययनों और प्राप्त जानकारी के विश्लेषण से पता चला है कि उच्च संगठित स्तनधारियों में लंबी अवधि की अंतरिक्ष उड़ान के साथ हृदय प्रणाली के अवरोध का विकास, जल-नमक चयापचय का उल्लंघन, विशेष रूप से कैल्शियम में उल्लेखनीय कमी होती है। हड्डियों में सामग्री.

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उच्च ऊंचाई और बैलिस्टिक मिसाइलों, उपग्रहों, उपग्रहों और अन्य अंतरिक्ष यान पर किए गए जैविक अनुसंधान के परिणामस्वरूप, यह स्थापित किया गया कि एक व्यक्ति अपेक्षाकृत लंबे समय तक अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों में रह सकता है और काम कर सकता है। यह दिखाया गया है कि भारहीनता शारीरिक गतिविधि के प्रति शरीर की सहनशीलता को कम कर देती है और सामान्य (पृथ्वी) गुरुत्वाकर्षण की स्थितियों को फिर से अनुकूलित करना कठिन बना देती है। अंतरिक्ष में जैविक अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण परिणाम इस तथ्य की स्थापना है कि भारहीनता में उत्परिवर्तनीय गतिविधि नहीं होती है, कम से कम जीन और गुणसूत्र उत्परिवर्तन के संबंध में। अंतरिक्ष उड़ानों में आगे इकोफिजियोलॉजिकल और इकोबायोलॉजिकल अनुसंधान की तैयारी और संचालन करते समय, मुख्य ध्यान इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं पर भारहीनता के प्रभाव, बड़े चार्ज के साथ भारी कणों के जैविक प्रभाव, शारीरिक और जैविक प्रक्रियाओं की दैनिक लय का अध्ययन करने पर दिया जाएगा। कई अंतरिक्ष उड़ान कारकों का संयुक्त प्रभाव।

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अंतरिक्ष जीव विज्ञान में अनुसंधान ने कई सुरक्षात्मक उपायों को विकसित करना संभव बना दिया और अंतरिक्ष में सुरक्षित मानव उड़ान की संभावना तैयार की, जिसे सोवियत और फिर अमेरिकी जहाजों की उड़ानों द्वारा लोगों के साथ किया गया। अंतरिक्ष जीव विज्ञान का महत्व समाप्त नहीं होता है वहाँ। विशेष रूप से नए अंतरिक्ष मार्गों के जैविक अन्वेषण के लिए कई मुद्दों को हल करने के लिए इस क्षेत्र में अनुसंधान की विशेष रूप से आवश्यकता बनी रहेगी। इसके लिए बायोटेलीमेट्री के नए तरीकों (जैविक घटनाओं के दूरस्थ अध्ययन और जैविक संकेतकों के माप के लिए एक विधि), छोटे टेलीमेट्री के लिए प्रत्यारोपण योग्य उपकरणों के निर्माण (प्रौद्योगिकियों का एक सेट जो दूरस्थ माप और जानकारी के संग्रह की अनुमति देता है) के विकास की आवश्यकता होगी। ऑपरेटर या उपयोगकर्ता के लिए), शरीर में उत्पन्न होने वाली विभिन्न प्रकार की ऊर्जा को ऐसे उपकरणों को बिजली देने के लिए आवश्यक विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना, जानकारी को "संपीड़ित" करने के नए तरीके आदि। अंतरिक्ष जीवविज्ञान भी विकास में एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा लंबी अवधि की उड़ानों के लिए आवश्यक बायोकॉम्प्लेक्स, या ऑटोट्रॉफ़िक और हेटरोट्रॉफ़िक जीवों के साथ बंद पारिस्थितिक तंत्र।

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जीओयू लिसेयुम नंबर 000

सेंट पीटर्सबर्ग का कलिनिंस्की जिला

अनुसंधान

अंतरिक्ष में चिकित्सा एवं जैविक अनुसंधान

गुरशेव ओलेग

प्रमुख: जीवविज्ञान शिक्षक

सेंट पीटर्सबर्ग, 2011

परिचय 2

20वीं सदी के मध्य में जैव चिकित्सा अनुसंधान की शुरुआत। 3

मानव शरीर पर अंतरिक्ष उड़ान का प्रभाव। 6

एक्सोबायोलॉजी। 10

अनुसंधान के विकास की संभावनाएँ। 14

प्रयुक्त स्रोतों की सूची. 17

परिशिष्ट (प्रस्तुति, प्रयोग) 18

परिचय

अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा- एक जटिल विज्ञान जो अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों में मानव जीवन और अन्य जीवों की विशेषताओं का अध्ययन करता है। अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा के क्षेत्र में अनुसंधान का मुख्य कार्य जीवन समर्थन के साधनों और तरीकों का विकास करना, अलग-अलग अवधि और जटिलता की डिग्री की उड़ानों के दौरान अंतरिक्ष यान और स्टेशनों के चालक दल के सदस्यों के स्वास्थ्य और प्रदर्शन को संरक्षित करना है। अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा अंतरिक्ष विज्ञान, खगोल विज्ञान, खगोल भौतिकी, भूभौतिकी, जीव विज्ञान, विमानन चिकित्सा और कई अन्य विज्ञानों से अटूट रूप से जुड़े हुए हैं।

हमारी आधुनिक और तेज़ रफ़्तार 21वीं सदी में इस विषय की प्रासंगिकता काफी अधिक है।

"चिकित्सा और जैविक अनुसंधान" विषय में पिछले दो वर्षों से मेरी रुचि रही है, जब से मैंने अपने पेशे की पसंद पर निर्णय लिया है, इसलिए मैंने इस विषय पर शोध कार्य करने का निर्णय लिया।

2011 एक वर्षगांठ वर्ष है - अंतरिक्ष में पहली मानव उड़ान के 50 वर्ष।

बीच में बायोमेडिकल रिसर्च की शुरुआतXXशतक

निम्नलिखित मील के पत्थर को अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा के विकास में शुरुआती बिंदु माना जाता है: 1949 - पहली बार रॉकेट उड़ानों के दौरान जैविक अनुसंधान करना संभव हुआ; 1957 - पहली बार, एक जीवित प्राणी (कुत्ता लाइका) को दूसरे कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह पर निकट-पृथ्वी कक्षीय उड़ान में भेजा गया; 1961 - अंतरिक्ष में पहली मानवयुक्त उड़ान पूरी हुई। अंतरिक्ष में चिकित्सकीय रूप से सुरक्षित मानव उड़ान की संभावना को वैज्ञानिक रूप से प्रमाणित करने के लिए, अंतरिक्ष यान (एसवी) के प्रक्षेपण, कक्षीय उड़ान, वंश और पृथ्वी पर लैंडिंग की विशेषता वाले प्रभावों की सहनशीलता का अध्ययन किया गया, और बायोटेलेमेट्रिक उपकरण और जीवन समर्थन का संचालन किया गया। अंतरिक्ष यात्रियों के लिए प्रणालियों का परीक्षण किया गया। शरीर पर भारहीनता और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभावों का अध्ययन करने पर मुख्य ध्यान दिया गया।

लाइका (अंतरिक्ष यात्री कुत्ता) 1957

आररॉकेटों, दूसरे कृत्रिम उपग्रह (1957), घूमने वाले अंतरिक्ष यान-उपग्रहों (1960-1961) पर जैविक प्रयोगों के दौरान प्राप्त परिणामों ने, जमीन पर आधारित नैदानिक, शारीरिक, मनोवैज्ञानिक, स्वास्थ्यकर और अन्य अध्ययनों के आंकड़ों के साथ मिलकर वास्तव में मनुष्य के लिए रास्ता खोल दिया। अंतरिक्ष में। इसके अलावा, पहली मानव अंतरिक्ष उड़ान की तैयारी के चरण में अंतरिक्ष में जैविक प्रयोगों ने उड़ान कारकों के प्रभाव में शरीर में होने वाले कई कार्यात्मक परिवर्तनों की पहचान करना संभव बना दिया, जो जानवरों पर बाद के प्रयोगों की योजना बनाने का आधार था। और मानवयुक्त अंतरिक्ष यान, कक्षीय स्टेशनों और जैव उपग्रहों की उड़ानों के दौरान पौधों के जीव। प्रायोगिक जानवर के साथ दुनिया का पहला जैविक उपग्रह - कुत्ता "लाइका"। 3 नवंबर, 1957 को कक्षा में लॉन्च किया गया। और 5 महीने तक वहां रहा। उपग्रह 14 अप्रैल, 1958 तक कक्षा में मौजूद था। उपग्रह में दो रेडियो ट्रांसमीटर, एक टेलीमेट्री प्रणाली, एक सॉफ्टवेयर उपकरण, सूर्य और ब्रह्मांडीय किरणों के विकिरण का अध्ययन करने के लिए वैज्ञानिक उपकरण, केबिन में स्थितियों को बनाए रखने के लिए पुनर्जनन और थर्मल नियंत्रण प्रणाली थी। प्राणी के अस्तित्व के लिए आवश्यक है। अंतरिक्ष उड़ान की स्थितियों में किसी जीवित जीव की स्थिति के बारे में पहली वैज्ञानिक जानकारी प्राप्त की गई थी।

अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा के क्षेत्र में उपलब्धियाँ काफी हद तक मानवयुक्त अंतरिक्ष यात्रियों के विकास में सफलताओं को पूर्व निर्धारित करती हैं। उड़ने के साथ-साथ 12 अप्रैल, 1961 को किया गया, यह अंतरिक्ष विज्ञान के इतिहास में ऐसी युगांतरकारी घटनाओं पर ध्यान देने योग्य है, जैसे कि 21 जुलाई, 1969 को अंतरिक्ष यात्रियों की लैंडिंग। आर्मस्ट्रांग(एन. आर्मस्ट्रांग) और एल्ड्रिना(ई. एल्ड्रिन) चंद्रमा की सतह तक और सैल्यूट और मीर कक्षीय स्टेशनों पर चालक दल की कई महीनों (एक वर्ष तक) की उड़ानें। यह अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा की सैद्धांतिक नींव के विकास, अंतरिक्ष उड़ानों में चिकित्सा और जैविक अनुसंधान करने की पद्धति, अंतरिक्ष यात्रियों के चयन और उड़ान पूर्व तैयारी के तरीकों के औचित्य और कार्यान्वयन के साथ-साथ संभव हो गया। जीवन समर्थन उपकरणों का विकास, चिकित्सा निगरानी, ​​और उड़ान में चालक दल के सदस्यों के स्वास्थ्य और प्रदर्शन को बनाए रखना।

टीम अपोलो 11 (बाएं से दाएं): नील। ए. आर्मस्ट्रांग, कमांड मॉड्यूल पायलट माइकल कोलिन्स, कमांडर एडविन (बज़) ई. एल्ड्रिन।

मानव शरीर पर अंतरिक्ष उड़ान का प्रभाव

अंतरिक्ष उड़ान के दौरान, मानव शरीर उड़ान की गतिशीलता (त्वरण, कंपन, शोर, भारहीनता) से संबंधित कारकों के एक समूह से प्रभावित होता है, सीमित मात्रा के एक सीलबंद कमरे में रहना (परिवर्तित गैस वातावरण, हाइपोकिनेसिया, न्यूरो-भावनात्मक तनाव, आदि)। ), साथ ही एक आवास के रूप में बाहरी अंतरिक्ष के कारक (ब्रह्मांडीय विकिरण, पराबैंगनी विकिरण, आदि)।

अंतरिक्ष उड़ान की शुरुआत और अंत में, शरीर रैखिक त्वरण से प्रभावित होता है . किसी अंतरिक्ष यान के प्रक्षेपण और निचली-पृथ्वी की कक्षा में प्रवेश की अवधि के दौरान उनके मूल्य, वृद्धि का क्रम, समय और कार्रवाई की दिशा रॉकेट और अंतरिक्ष परिसर की विशेषताओं पर निर्भर करती है, और पृथ्वी पर वापसी की अवधि के दौरान - बैलिस्टिक पर उड़ान की विशेषताएं और अंतरिक्ष यान का प्रकार। कक्षा में युद्धाभ्यास करने के साथ-साथ शरीर पर त्वरण का प्रभाव भी पड़ता है, लेकिन आधुनिक अंतरिक्ष यान की उड़ानों के दौरान उनका परिमाण महत्वहीन होता है।

बैकोनूर कॉस्मोड्रोम से अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के लिए सोयुज टीएमए-18 अंतरिक्ष यान का प्रक्षेपण

मानव शरीर पर त्वरण के प्रभाव और उनके प्रतिकूल प्रभावों से सुरक्षा के तरीकों के बारे में बुनियादी जानकारी विमानन चिकित्सा के क्षेत्र में अनुसंधान के माध्यम से प्राप्त की गई थी, अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा ने केवल इस जानकारी को पूरक बनाया; यह पाया गया कि भारहीनता की स्थिति में, विशेष रूप से लंबे समय तक रहने से, त्वरण के प्रभावों के प्रति शरीर की प्रतिरोधक क्षमता में कमी आ जाती है। इस संबंध में, कक्षा से उतरने से कुछ दिन पहले, अंतरिक्ष यात्री एक विशेष शारीरिक प्रशिक्षण व्यवस्था में चले जाते हैं, और उतरने से तुरंत पहले उन्हें शरीर के जलयोजन की डिग्री और परिसंचारी रक्त की मात्रा बढ़ाने के लिए पानी-नमक की खुराक मिलती है। विशेष कुर्सियाँ विकसित की गई हैं - समर्थन और एंटी-जी सूट, जो अंतरिक्ष यात्रियों के पृथ्वी पर लौटने पर त्वरण के प्रति बढ़ी हुई सहनशीलता सुनिश्चित करता है।

अंतरिक्ष उड़ान के सभी कारकों में से, प्रयोगशाला स्थितियों में स्थिर और व्यावहारिक रूप से अप्राप्य भारहीनता है। शरीर पर इसका प्रभाव विविध है। क्रोनिक तनाव की विशेषता वाली गैर-विशिष्ट अनुकूली प्रतिक्रियाएं और विभिन्न विशिष्ट परिवर्तन दोनों शरीर की संवेदी प्रणालियों की परस्पर क्रिया में व्यवधान, शरीर के ऊपरी आधे हिस्से में रक्त के पुनर्वितरण, गतिशीलता में कमी और मस्कुलोस्केलेटल सिस्टम पर स्थैतिक भार के लगभग पूर्ण निष्कासन के कारण होते हैं। .

आईएसएस ग्रीष्म 2008

कॉस्मॉस बायोसैटेलाइट्स की उड़ानों के दौरान अंतरिक्ष यात्रियों की जांच और जानवरों पर कई प्रयोगों ने यह स्थापित करना संभव बना दिया कि मोशन सिकनेस (बीमारी) के अंतरिक्ष रूप के लक्षण परिसर में संयुक्त विशिष्ट प्रतिक्रियाओं की घटना में अग्रणी भूमिका वेस्टिबुलर तंत्र की है। . यह भारहीन परिस्थितियों में ओटोलिथ और अर्धवृत्ताकार नहर रिसेप्टर्स की उत्तेजना में वृद्धि और वेस्टिबुलर विश्लेषक और शरीर के अन्य संवेदी प्रणालियों की बातचीत में व्यवधान के कारण होता है। भारहीनता की स्थिति में, मनुष्यों और जानवरों में हृदय प्रणाली के बाधित होने, छाती की वाहिकाओं में रक्त की मात्रा में वृद्धि, यकृत और गुर्दे में जमाव, मस्तिष्क परिसंचरण में परिवर्तन और प्लाज्मा की मात्रा में कमी के लक्षण दिखाई देते हैं। इस तथ्य के कारण कि भारहीनता की स्थिति में एंटीडाययूरेटिक हार्मोन, एल्डोस्टेरोन का स्राव और गुर्दे की कार्यात्मक स्थिति बदल जाती है, शरीर में हाइपोहाइड्रेशन विकसित होता है। इसी समय, बाह्य कोशिकीय द्रव की मात्रा कम हो जाती है और शरीर से कैल्शियम, फास्फोरस, नाइट्रोजन, सोडियम, पोटेशियम और मैग्नीशियम लवण का उत्सर्जन बढ़ जाता है। मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली में परिवर्तन मुख्य रूप से उन विभागों में होते हैं, जो पृथ्वी पर जीवन की सामान्य परिस्थितियों में, सबसे बड़ा स्थैतिक भार सहन करते हैं, यानी, पीठ और निचले छोरों की मांसपेशियां, निचले छोरों और कशेरुकाओं की हड्डियों में। उनकी कार्यक्षमता में कमी, पेरीओस्टियल हड्डी के निर्माण की दर में मंदी, स्पंजी पदार्थ का ऑस्टियोपोरोसिस, डीकैल्सीफिकेशन और अन्य परिवर्तन होते हैं जो हड्डियों की यांत्रिक शक्ति में कमी का कारण बनते हैं।

भारहीनता के अनुकूलन की प्रारंभिक अवधि के दौरान (औसतन लगभग 7 दिन लगते हैं), लगभग हर दूसरे अंतरिक्ष यात्री को चक्कर आना, मतली, आंदोलनों का असंयम, अंतरिक्ष में शरीर की स्थिति की खराब धारणा, सिर में रक्त की भीड़ की भावना का अनुभव होता है। नाक से सांस लेने में कठिनाई और भूख न लगना। कुछ मामलों में, इससे समग्र प्रदर्शन में कमी आती है, जिससे पेशेवर कर्तव्यों का पालन करना मुश्किल हो जाता है। उड़ान के प्रारंभिक चरण में ही, अंगों की मांसपेशियों और हड्डियों में परिवर्तन के प्रारंभिक लक्षण दिखाई देने लगते हैं।

जैसे-जैसे वजनहीनता की स्थिति में रहने की अवधि बढ़ती है, कई अप्रिय संवेदनाएं गायब हो जाती हैं या समाप्त हो जाती हैं। इसी समय, लगभग सभी अंतरिक्ष यात्रियों में, यदि उचित उपाय नहीं किए जाते हैं, तो हृदय प्रणाली, चयापचय, मांसपेशियों और हड्डी के ऊतकों की स्थिति में परिवर्तन होता है। प्रतिकूल परिवर्तनों को रोकने के लिए, निवारक उपायों और साधनों की एक विस्तृत श्रृंखला का उपयोग किया जाता है: एक वैक्यूम टैंक, एक साइकिल एर्गोमीटर, एक ट्रेडमिल, प्रशिक्षण-लोड सूट, एक इलेक्ट्रिक मांसपेशी उत्तेजक, प्रशिक्षण विस्तारक, नमक की खुराक, आदि। यह आपको बनाए रखने की अनुमति देता है लंबी अवधि की अंतरिक्ष उड़ानों में चालक दल के सदस्यों का अच्छा स्वास्थ्य और उच्च स्तर का प्रदर्शन।

किसी भी अंतरिक्ष उड़ान का एक अपरिहार्य सहवर्ती कारक हाइपोकिनेसिया है - मोटर गतिविधि की एक सीमा, जो उड़ान के दौरान गहन शारीरिक प्रशिक्षण के बावजूद, भारहीनता की स्थिति में शरीर के सामान्य अवरोध और अस्थेनिया की ओर ले जाती है। कई अध्ययनों से पता चला है कि लंबे समय तक सिर झुकाकर (-6°) बिस्तर पर रहने से उत्पन्न हाइपोकिनेसिया का मानव शरीर पर लंबे समय तक वजनहीनता के समान ही प्रभाव पड़ता है। प्रयोगशाला स्थितियों में वजनहीनता के कुछ शारीरिक प्रभावों को मॉडलिंग करने की इस पद्धति का व्यापक रूप से यूएसएसआर और यूएसए में उपयोग किया गया था। यूएसएसआर स्वास्थ्य मंत्रालय के चिकित्सा और जैविक समस्या संस्थान में आयोजित ऐसे मॉडल प्रयोग की अधिकतम अवधि एक वर्ष थी।

एक विशिष्ट समस्या शरीर पर ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव का अध्ययन है। डोसिमेट्रिक और रेडियोबायोलॉजिकल प्रयोगों ने अंतरिक्ष उड़ानों की विकिरण सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एक प्रणाली बनाना और व्यवहार में लाना संभव बना दिया, जिसमें डोसिमेट्रिक नियंत्रण और स्थानीय सुरक्षा, रेडियोप्रोटेक्टिव दवाएं (रेडियोप्रोटेक्टर) शामिल हैं।

कक्षीय स्टेशन "मीर"

अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा के कार्यों में अंतरिक्ष यान और स्टेशनों पर कृत्रिम आवास बनाने के लिए जैविक सिद्धांतों और तरीकों का अध्ययन शामिल है। ऐसा करने के लिए, वे ऐसे जीवित जीवों का चयन करते हैं जो एक बंद पारिस्थितिक तंत्र में लिंक के रूप में शामिल होने का वादा कर रहे हैं, इन जीवों की आबादी की उत्पादकता और स्थिरता का अध्ययन करते हैं, जीवित और गैर-जीवित घटकों की प्रयोगात्मक एकीकृत प्रणालियों का मॉडल बनाते हैं - बायोजियोकेनोज़, उनकी कार्यात्मक विशेषताओं और संभावनाओं का निर्धारण करते हैं। अंतरिक्ष उड़ानों में व्यावहारिक उपयोग के लिए।

एक्सोबायोलॉजी के रूप में अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा की ऐसी दिशा भी सफलतापूर्वक विकसित हो रही है, जो ब्रह्मांड में जीवित पदार्थ की उपस्थिति, वितरण, विशेषताओं और विकास का अध्ययन करती है। अंतरिक्ष में जमीन-आधारित मॉडल प्रयोगों और अध्ययनों के आधार पर, जीवमंडल के बाहर कार्बनिक पदार्थ के अस्तित्व की सैद्धांतिक संभावना का संकेत देने वाले डेटा प्राप्त किए गए हैं। अंतरिक्ष से आने वाले रेडियो संकेतों को रिकॉर्ड करके और उनका विश्लेषण करके अलौकिक सभ्यताओं की खोज करने का कार्यक्रम भी चलाया जा रहा है।

"सोयुज टीएमए-6"

एक्सोबायोलॉजी

अंतरिक्ष जीव विज्ञान के क्षेत्रों में से एक; अंतरिक्ष और अन्य ग्रहों पर जीवित पदार्थ और कार्बनिक पदार्थों की खोज करता है। एक्सोबायोलॉजी का मुख्य लक्ष्य अंतरिक्ष में जीवन के अस्तित्व का प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष प्रमाण प्राप्त करना है। इसका आधार जटिल कार्बनिक अणुओं (हाइड्रोसायनिक एसिड, फॉर्मेल्डिहाइड, आदि) के अग्रदूतों की खोज है, जो स्पेक्ट्रोस्कोपिक तरीकों से बाहरी अंतरिक्ष में खोजे गए थे (कुल मिलाकर, 20 कार्बनिक यौगिक पाए गए थे)। एक्सोबायोलॉजी विधियां अलग-अलग हैं और न केवल जीवन की विदेशी अभिव्यक्तियों का पता लगाने के लिए, बल्कि संभावित अलौकिक जीवों की कुछ विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए भी डिज़ाइन की गई हैं। अलौकिक स्थितियों में जीवन के अस्तित्व को मानने के लिए, उदाहरण के लिए, सौर मंडल के अन्य ग्रहों पर, इन स्थितियों को प्रयोगात्मक रूप से पुन: उत्पन्न करते समय जीवों की जीवित रहने की क्षमता निर्धारित करना महत्वपूर्ण है। कई सूक्ष्मजीव पूर्ण शून्य और उच्च (80-95 डिग्री सेल्सियस तक) के करीब तापमान पर मौजूद हो सकते हैं; उनके बीजाणु गहरे निर्वात और लंबे समय तक सूखने का सामना कर सकते हैं। वे बाहरी अंतरिक्ष की तुलना में आयनकारी विकिरण की बहुत अधिक मात्रा को सहन करते हैं। अलौकिक जीव संभवतः कम पानी वाले वातावरण में रहने के लिए अधिक अनुकूल होंगे। अवायवीय परिस्थितियाँ जीवन के विकास में बाधा नहीं बनती हैं, इसलिए विभिन्न प्रकार के गुणों वाले सूक्ष्मजीवों के अंतरिक्ष में अस्तित्व को मानना ​​सैद्धांतिक रूप से संभव है जो विभिन्न सुरक्षात्मक उपकरणों को विकसित करके असामान्य परिस्थितियों के अनुकूल हो सकते हैं। यूएसएसआर और यूएसए में किए गए प्रयोगों ने मंगल ग्रह पर जीवन के अस्तित्व का सबूत नहीं दिया, शुक्र और बुध पर कोई जीवन नहीं है, और विशाल ग्रहों, साथ ही उनके उपग्रहों पर भी इसकी संभावना नहीं है। सौर मंडल में जीवन संभवतः केवल पृथ्वी पर ही है। कुछ विचारों के अनुसार, पृथ्वी के बाहर जीवन केवल जल-कार्बन आधार पर ही संभव है, जो हमारे ग्रह की विशेषता है। एक अन्य दृष्टिकोण सिलिकॉन-अमोनिया आधार को बाहर नहीं करता है, लेकिन मानवता के पास अभी तक अलौकिक जीवन रूपों का पता लगाने के तरीके नहीं हैं।

"वाइकिंग"

वाइकिंग कार्यक्रम

वाइकिंग कार्यक्रम- विशेष रूप से इस ग्रह पर जीवन की उपस्थिति के लिए मंगल ग्रह का अध्ययन करने के लिए नासा का अंतरिक्ष कार्यक्रम। कार्यक्रम में दो समान अंतरिक्ष यान, वाइकिंग 1 और वाइकिंग 2 का प्रक्षेपण शामिल था, जिन्हें कक्षा में और मंगल की सतह पर अनुसंधान करना था। वाइकिंग कार्यक्रम मंगल ग्रह का पता लगाने के लिए मिशनों की एक श्रृंखला का समापन था, जो 1964 में मेरिनर 4 के साथ शुरू हुआ, 1969 में मेरिनर 6 और मेरिनर 7 के साथ जारी रहा, और 1971 और 1972 में मेरिनर 9 कक्षीय मिशन के साथ जारी रहा। वाइकिंग्स ने मंगल ग्रह की खोज के इतिहास में सतह पर सुरक्षित रूप से उतरने वाले पहले अमेरिकी अंतरिक्ष यान के रूप में अपना स्थान बना लिया। यह लाल ग्रह पर सबसे अधिक जानकारीपूर्ण और सफल मिशनों में से एक था, हालांकि यह मंगल ग्रह पर जीवन का पता लगाने में विफल रहा।

दोनों डिवाइस 1975 में केप कैनावेरल, फ्लोरिडा से लॉन्च किए गए थे। उड़ान से पहले, स्थलीय जीवन रूपों द्वारा मंगल ग्रह के प्रदूषण को रोकने के लिए लैंडरों को सावधानीपूर्वक कीटाणुरहित किया गया था। उड़ान का समय एक वर्ष से थोड़ा कम समय लगा और 1976 में मंगल ग्रह पर पहुंचा। वाइकिंग मिशन की अवधि लैंडिंग के बाद 90 दिनों की योजना बनाई गई थी, लेकिन प्रत्येक उपकरण इस अवधि से काफी अधिक समय तक संचालित हुआ। वाइकिंग-1 ऑर्बिटर 7 अगस्त 1980 तक, अवरोही यान 11 नवंबर 1982 तक प्रचालित रहा। वाइकिंग-2 ऑर्बिटर 25 जुलाई 1978 तक प्रचालित रहा और अवरोही यान 11 अप्रैल 1980 तक प्रचालित रहा।

मंगल ग्रह पर बर्फीला रेगिस्तान. वाइकिंग 2 का फोटो

बीओएन कार्यक्रम

बीओएन कार्यक्रमइसमें अंतरिक्ष जीव विज्ञान, चिकित्सा और जैव प्रौद्योगिकी के हित में विशेष उपग्रहों (जैव उपग्रहों) की उड़ानों के दौरान जानवरों और पौधों के जीवों पर जटिल अध्ययन शामिल हैं। 1973 से 1996 तक 11 जैव उपग्रह अंतरिक्ष में प्रक्षेपित किये गये।

अग्रणी वैज्ञानिक संस्थान:रूसी संघ का राज्य वैज्ञानिक केंद्र - रूसी विज्ञान अकादमी (मास्को) के चिकित्सा और जैविक समस्याओं का संस्थान
डिजाइन विभाग:जीएनपी आरकेटी "टीएसएसकेबी-प्रगति" (समारा)
उड़ान का समय: 5 से 22.5 दिन तक.
लॉन्च स्थान:प्लेसेत्स्क कॉस्मोड्रोम
लैंडिंग क्षेत्र:कजाखस्तान
भाग लेने वाले देश:यूएसएसआर, रूस, बुल्गारिया, हंगरी, जर्मनी, कनाडा, चीन, नीदरलैंड, पोलैंड, रोमानिया, अमेरिका, फ्रांस, चेकोस्लोवाकिया

जैव उपग्रह उड़ानों पर चूहों और बंदरों पर किए गए अध्ययन से पता चला है कि भारहीनता के संपर्क में आने से स्तनधारियों की मांसपेशियों, हड्डियों, मायोकार्डियम और न्यूरोसेंसरी प्रणाली में महत्वपूर्ण लेकिन प्रतिवर्ती कार्यात्मक, संरचनात्मक और चयापचय परिवर्तन होते हैं। घटना विज्ञान का वर्णन किया गया है और इन परिवर्तनों के विकास के तंत्र का अध्ययन किया गया है।

पहली बार, BION जैव उपग्रहों की उड़ानों में कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण (AG) बनाने के विचार को व्यवहार में लाया गया। चूहों पर प्रयोगों में, यह स्थापित किया गया कि सेंट्रीफ्यूज में जानवरों को घुमाकर बनाया गया आईएसटी मांसपेशियों, हड्डियों और मायोकार्डियम में प्रतिकूल परिवर्तनों के विकास को रोकता है।

2006-2015 की अवधि के लिए रूस के संघीय अंतरिक्ष कार्यक्रम के ढांचे के भीतर। "मौलिक अंतरिक्ष अनुसंधान के लिए अंतरिक्ष सुविधाएं" अनुभाग में, BION कार्यक्रम की निरंतरता की योजना बनाई गई है, BION-M अंतरिक्ष यान का प्रक्षेपण 2010, 2013 और 2016 के लिए निर्धारित है;

"बायोन"

अनुसंधान विकास की संभावनाएँ

बाहरी अंतरिक्ष की खोज और अन्वेषण के वर्तमान चरण को लंबी कक्षीय उड़ानों से अंतरग्रहीय उड़ानों तक क्रमिक संक्रमण की विशेषता है, जिनमें से निकटतम को इस प्रकार देखा जाता है मंगल ग्रह पर अभियान. इस मामले में, स्थिति मौलिक रूप से बदल जाती है। यह न केवल वस्तुनिष्ठ रूप से बदलता है, जो अंतरिक्ष में रहने, दूसरे ग्रह पर उतरने और पृथ्वी पर लौटने की अवधि में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है, बल्कि, जो बहुत महत्वपूर्ण है, व्यक्तिपरक रूप से, क्योंकि, पहले से ही परिचित पृथ्वी की कक्षा को छोड़कर, ब्रह्मांड के विशाल विस्तार में अंतरिक्ष यात्री (अपने सहयोगियों के समूह की बहुत कम संख्या में) "अकेले" रहेंगे।

साथ ही, ब्रह्मांडीय विकिरण की तीव्रता में तेज वृद्धि, ऑक्सीजन, पानी और भोजन के नवीकरणीय स्रोतों का उपयोग करने की आवश्यकता और सबसे महत्वपूर्ण, मनोवैज्ञानिक और चिकित्सा समस्याओं के समाधान से जुड़ी मौलिक रूप से नई समस्याएं उत्पन्न होती हैं।

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ऐसी प्रणाली को एक सीमित भली भांति बंद करके नियंत्रित करने की कठिनाई इतनी अधिक है कि कोई भी इसके शीघ्र व्यवहार में कार्यान्वयन की आशा नहीं कर सकता है। पूरी संभावना है कि जैविक जीवन समर्थन प्रणाली में परिवर्तन धीरे-धीरे होगा क्योंकि इसके व्यक्तिगत लिंक तैयार हो जाएंगे। BSZhO के विकास के पहले चरण में, जाहिर है, ऑक्सीजन के उत्पादन और कार्बन डाइऑक्साइड के उपयोग की भौतिक-रासायनिक विधि को जैविक द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा। जैसा कि ज्ञात है, ऑक्सीजन के मुख्य "आपूर्तिकर्ता" उच्च पौधे और प्रकाश संश्लेषक एकल-कोशिका जीव हैं। एक अधिक कठिन कार्य पानी और खाद्य आपूर्ति की पूर्ति करना है।

पीने का पानी स्पष्ट रूप से बहुत लंबे समय तक "स्थलीय उत्पत्ति" का होगा, और तकनीकी पानी (घरेलू जरूरतों के लिए उपयोग किया जाता है) पहले से ही वायुमंडलीय नमी संघनन (एएमसी), मूत्र और अन्य स्रोतों के पुनर्जनन के माध्यम से फिर से भरा जा रहा है।

बेशक, भविष्य के बंद पारिस्थितिक तंत्र का मुख्य घटक पौधे हैं। अंतरिक्ष यान पर उच्च पौधों और प्रकाश संश्लेषक एकल-कोशिका वाले जीवों पर किए गए अध्ययनों से पता चला है कि अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों के तहत, पौधे विकास के सभी चरणों से गुजरते हैं, बीज के अंकुरण से लेकर प्राथमिक अंगों के निर्माण, फूल, निषेचन और नई पीढ़ी के बीजों की परिपक्वता तक। . इस प्रकार, सूक्ष्मगुरुत्वाकर्षण स्थितियों में पौधे के विकास (बीज से बीज तक) के पूर्ण चक्र को पूरा करने की मौलिक संभावना प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध हो गई थी। अंतरिक्ष प्रयोगों के परिणाम इतने उत्साहजनक थे कि उन्होंने हमें 80 के दशक की शुरुआत में ही यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति दे दी थी कि जैविक जीवन समर्थन प्रणालियों का विकास और इस आधार पर एक सीमित सीमाबद्ध मात्रा में पारिस्थितिक रूप से बंद प्रणाली का निर्माण इतना मुश्किल काम नहीं है। हालाँकि, समय के साथ, यह स्पष्ट हो गया कि समस्या को पूरी तरह से हल नहीं किया जा सकता है, कम से कम तब तक जब तक कि मुख्य पैरामीटर जो इस प्रणाली के द्रव्यमान और ऊर्जा प्रवाह को संतुलित करना संभव बनाते हैं (गणना या प्रयोग द्वारा) निर्धारित नहीं किए जाते हैं।

खाद्य आपूर्ति को फिर से भरने के लिए, जानवरों को भी सिस्टम में शामिल किया जाना चाहिए। बेशक, पहले चरण में ये पशु जगत के "छोटे आकार" के प्रतिनिधि होने चाहिए - मोलस्क, मछली, पक्षी, और बाद में, संभवतः खरगोश और अन्य स्तनधारी।

इस प्रकार, अंतरग्रहीय उड़ानों के दौरान, अंतरिक्ष यात्रियों को न केवल पौधों को उगाना, जानवरों को रखना और सूक्ष्मजीवों की खेती करना सीखना होगा, बल्कि "अंतरिक्ष जहाज" को नियंत्रित करने का एक विश्वसनीय तरीका भी विकसित करना होगा। और ऐसा करने के लिए, हमें सबसे पहले यह पता लगाना होगा कि एक व्यक्तिगत जीव अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों के तहत कैसे बढ़ता और विकसित होता है, और फिर एक बंद पारिस्थितिक तंत्र का प्रत्येक व्यक्तिगत तत्व समुदाय पर क्या मांग करता है।

अपने शोध कार्य में मेरा मुख्य कार्य यह पता लगाना था कि अंतरिक्ष अन्वेषण कितना दिलचस्प और रोमांचक रहा है और इसे अभी कितना लंबा सफर तय करना है!

यदि आप हमारे ग्रह पर सभी जीवित चीजों की विविधता की कल्पना करते हैं, तो आप अंतरिक्ष के बारे में क्या सोच सकते हैं...

ब्रह्मांड इतना बड़ा और अज्ञात है कि इस प्रकार का शोध पृथ्वी ग्रह पर रहने वाले हमारे लिए महत्वपूर्ण है। लेकिन हम अभी यात्रा की शुरुआत में हैं और हमारे पास सीखने और देखने के लिए बहुत कुछ है!

जब तक मैं यह काम कर रहा था, मैंने बहुत सी दिलचस्प चीजें सीखीं जिन पर मुझे कभी संदेह नहीं था, मैंने कार्ल सागन जैसे अद्भुत शोधकर्ताओं के बारे में सीखा, मैंने 20 वीं शताब्दी में संयुक्त राज्य अमेरिका और अमेरिका दोनों में किए गए सबसे दिलचस्प अंतरिक्ष कार्यक्रमों के बारे में सीखा। यूएसएसआर, मैंने BION जैसे आधुनिक कार्यक्रमों के बारे में और भी बहुत कुछ सीखा।

शोध जारी है...

प्रयुक्त स्रोतों की सूची

ग्रेट चिल्ड्रेन्स इनसाइक्लोपीडिया यूनिवर्स: लोकप्रिय विज्ञान संस्करण। - रशियन इनसाइक्लोपीडिक पार्टनरशिप, 1999। वेबसाइट http://spacembi. *****/ बिग इनसाइक्लोपीडिया यूनिवर्स। - एम.: पब्लिशिंग हाउस "एस्ट्रेल", 1999।

4. एनसाइक्लोपीडिया यूनिवर्स ("रोसमेन")

5. विकिपीडिया वेबसाइट (चित्र)

6.सहस्राब्दी के मोड़ पर अंतरिक्ष। दस्तावेज़ और सामग्री. एम., अंतर्राष्ट्रीय संबंध (2000)

आवेदन पत्र।

"मंगल स्थानांतरण"

"मंगल स्थानांतरण"अंतरिक्ष यात्रियों के लिए भविष्य की जैविक-तकनीकी जीवन समर्थन प्रणाली की एक कड़ी का विकास।

लक्ष्य:अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों के तहत जड़-निवास वातावरण में गैस-तरल आपूर्ति की प्रक्रियाओं पर नया डेटा प्राप्त करना

कार्य:नमी और गैसों के केशिका प्रसार गुणांक का प्रायोगिक निर्धारण

अपेक्षित परिणाम:सूक्ष्मगुरुत्वाकर्षण स्थितियों के संबंध में बढ़ते पौधों के लिए जड़-जीवित वातावरण के साथ एक संस्थापन का निर्माण

· नमी स्थानांतरण की विशेषताओं (संसेचन मोर्चे की गति की गति और अलग-अलग क्षेत्रों में नमी की मात्रा) का निर्धारण करने के लिए "प्रायोगिक क्युवेट" सेट करें

संसेचन मोर्चे की गति की वीडियो रिकॉर्डिंग के लिए LIV वीडियो कॉम्प्लेक्स

लक्ष्य:लंबी अंतरिक्ष उड़ान के दौरान किसी अंतरिक्ष यात्री के रहने की सुविधा को बेहतर बनाने के लिए नई कंप्यूटर प्रौद्योगिकियों का उपयोग।

कार्य:अंतरिक्ष यात्री के पृथ्वी पर उसके मूल स्थानों और परिवार से जुड़े दृश्य जुड़ाव के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क के विशिष्ट क्षेत्रों का सक्रिय होना, जिससे उसके प्रदर्शन में और वृद्धि होती है। विशेष तकनीकों का उपयोग करके परीक्षण करके कक्षा में अंतरिक्ष यात्री की स्थिति का विश्लेषण।

प्रयुक्त वैज्ञानिक उपकरण:

ब्लॉक EGE2 (तस्वीरों के एक एल्बम और एक प्रश्नावली के साथ एक अंतरिक्ष यात्री की व्यक्तिगत हार्ड ड्राइव)

"बनियान"आईएसएस चालक दल के स्वास्थ्य और प्रदर्शन पर उड़ान स्थितियों के प्रतिकूल प्रभावों को रोकने के उपायों के विकास के लिए डेटा प्राप्त करना।

लक्ष्य:अंतरिक्ष उड़ान वातावरण में उपयोग के लिए विभिन्न प्रकार की सामग्रियों की एक नई एकीकृत वस्त्र प्रणाली का मूल्यांकन।

कार्य:

"वेस्ट" कपड़े पहनना, विशेष रूप से आईएसएस आरएस पर इतालवी अंतरिक्ष यात्री आर. विटोरी की उड़ान के लिए डिज़ाइन किया गया; मनोवैज्ञानिक और शारीरिक कल्याण, यानी आराम (सुविधा), कपड़े पहनने की क्षमता के बारे में अंतरिक्ष यात्री से प्रतिक्रिया प्राप्त करना; उसका सौंदर्यशास्त्र; स्टेशन पर गर्मी प्रतिरोध और शारीरिक स्वच्छता की प्रभावशीलता।

अपेक्षित परिणाम:अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों में इसके एर्गोनोमिक संकेतक सहित नई एकीकृत वस्त्र प्रणाली "वेस्ट" की कार्यक्षमता की पुष्टि, जो आईएसएस के लिए दीर्घकालिक अंतरिक्ष उड़ानों में उपयोग के लिए नियोजित कपड़ों के वजन और मात्रा को कम कर देगी।

1957 में पहले कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह के प्रक्षेपण और अंतरिक्ष विज्ञान के आगे के विकास ने विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों के लिए बड़ी और जटिल समस्याएं खड़ी कर दीं। ज्ञान की नई शाखाएँ उभरीं। उन्हीं में से एक है - अंतरिक्ष जीवविज्ञान.

1908 में, के. ई. त्सोल्कोव्स्की ने विचार व्यक्त किया कि बिना किसी क्षति के पृथ्वी पर लौटने में सक्षम कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह के निर्माण के बाद, अगला कदम अंतरिक्ष यान चालक दल के जीवन को सुनिश्चित करने से जुड़ी जैविक समस्याओं को हल करना होगा। दरअसल, पहले पृथ्वीवासी - सोवियत संघ के नागरिक यूरी अलेक्सेविच गगारिन - के वोस्तोक-1 अंतरिक्ष यान पर अंतरिक्ष उड़ान में जाने से पहले, कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों और अंतरिक्ष यान पर व्यापक चिकित्सा और जैविक अनुसंधान किया गया था। वे गिनी सूअरों, चूहों, कुत्तों, उच्च पौधों और शैवाल (क्लोरेला), विभिन्न सूक्ष्मजीवों, पौधों के बीज, पृथक मानव और खरगोश ऊतक संस्कृतियों और अन्य जैविक वस्तुओं को अंतरिक्ष उड़ान में ले गए। इन प्रयोगों ने वैज्ञानिकों को यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति दी कि अंतरिक्ष उड़ान में जीवन (कम से कम बहुत लंबे समय तक नहीं) संभव है। यह प्राकृतिक विज्ञान के एक नए क्षेत्र - अंतरिक्ष जीव विज्ञान - की पहली महत्वपूर्ण उपलब्धि थी।

चूहों का परीक्षण शून्य गुरुत्वाकर्षण स्थितियों में किया जाता है।

अंतरिक्ष जीवविज्ञान के कार्य क्या हैं? उसके शोध का विषय क्या है? वह जिन तरीकों का इस्तेमाल करती है उनमें क्या खास है? आइए पहले आखिरी प्रश्न का उत्तर दें। शारीरिक, आनुवांशिक, रेडियोबायोलॉजिकल, माइक्रोबायोलॉजिकल और अन्य जैविक अनुसंधान विधियों के अलावा, अंतरिक्ष जीवविज्ञान व्यापक रूप से भौतिकी, रसायन विज्ञान, खगोल विज्ञान, भूभौतिकी, रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और कई अन्य विज्ञानों की उपलब्धियों का उपयोग करता है।

किसी भी उड़ान माप के परिणाम को रेडियो टेलीमेट्री लाइनों के माध्यम से प्रसारित किया जाना चाहिए। इसलिए, जैविक रेडियोटेलीमेट्री (बायोटेलीमेट्री) मुख्य शोध पद्धति है। यह बाह्य अंतरिक्ष में प्रयोगों के दौरान नियंत्रण का एक साधन भी है। रेडियोटेलीमेट्री का उपयोग जैविक प्रयोगों की पद्धति और प्रौद्योगिकी पर एक निश्चित छाप छोड़ता है। तथ्य यह है कि सामान्य स्थलीय परिस्थितियों में काफी आसानी से ध्यान में रखा जा सकता है या मापा जा सकता है (उदाहरण के लिए, सूक्ष्मजीवों की संस्कृतियां बोना, विश्लेषण के लिए एक नमूना लेना, इसे रिकॉर्ड करना, पौधों या बैक्टीरिया की वृद्धि दर को मापना, श्वसन की तीव्रता, नाड़ी निर्धारित करना) दर, आदि), अंतरिक्ष में एक जटिल वैज्ञानिक और तकनीकी समस्या बन जाती है। खासकर यदि प्रयोग मानवरहित पृथ्वी उपग्रहों या बिना चालक दल के अंतरिक्ष यान पर किया जाता है। इस मामले में, अध्ययन की जा रही जीवित वस्तु पर सभी प्रभावों और सभी मापी गई मात्राओं को उपयुक्त सेंसर और रेडियो उपकरणों का उपयोग करके, विभिन्न भूमिकाएं निभाने वाले विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जाना चाहिए। उनमें से कुछ पौधों, जानवरों या अध्ययन की अन्य वस्तुओं के साथ किसी भी हेरफेर के लिए एक कमांड के रूप में काम कर सकते हैं, अन्य अध्ययन की जा रही वस्तु या प्रक्रिया की स्थिति के बारे में जानकारी रखते हैं।

इस प्रकार, अंतरिक्ष जीवविज्ञान के तरीकों को उच्च स्तर के स्वचालन की विशेषता है और रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, रेडियो टेलीमेट्री और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी से निकटता से संबंधित हैं। शोधकर्ता को इन सभी तकनीकी साधनों का अच्छा ज्ञान होना आवश्यक है, और इसके अलावा, उसे विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं के तंत्र का गहन ज्ञान भी आवश्यक है।

अंतरिक्ष जीव विज्ञान के सामने क्या चुनौतियाँ हैं? उनमें से तीन सबसे महत्वपूर्ण हैं: 1. पृथ्वी के जीवित जीवों पर अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों और अंतरिक्ष कारकों के प्रभाव का अध्ययन। 2. अंतरिक्ष उड़ानों के दौरान, अलौकिक और ग्रहीय स्टेशनों पर जीवन सुनिश्चित करने की जैविक नींव का अध्ययन। 3. बाह्य अंतरिक्ष में जीवित पदार्थ और कार्बनिक पदार्थों की खोज और अलौकिक जीवन की विशेषताओं और रूपों का अध्ययन। आइए उनमें से प्रत्येक के बारे में बात करें।

सुज़ाल्टसेवा मारिया

अंतरिक्ष अनुसंधान में जीव विज्ञान की भूमिका को समझने के लिए हमें अंतरिक्ष जीव विज्ञान की ओर रुख करना होगा।

— कार्य का लक्ष्य:किसी जीवित जीव पर असामान्य पर्यावरणीय कारकों के एक समूह के प्रभाव का अध्ययन करें।

1.अंतरिक्ष जीव विज्ञान की विशेषताओं का अध्ययन करें।

2. जीवित जीवों के उदाहरण का उपयोग करके प्रयोगशाला और उड़ान प्रयोगों का महत्व निर्धारित करें।

3. प्रयोगों की मानवीयता की डिग्री स्थापित करें।

4.अंतरिक्ष जीव विज्ञान के महत्व को स्थापित करें।
परिकल्पना: क्या अंतरिक्ष जीव विज्ञान की मदद से नए अंतरिक्ष मार्गों का पता लगाना और अंतरिक्ष पर्यटन को व्यवस्थित करना संभव है?

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अनुसंधान कार्य अंतरिक्ष अनुसंधान में जीव विज्ञान का महत्व प्रदर्शनकर्ता: मारिया सुज़ाल्टसेवा MAOU की छात्रा "एन.वी. पुष्कोव के नाम पर व्यायामशाला" पर्यवेक्षक: जीवविज्ञान शिक्षक ओमेलचेंको यू.ई.

तर्क: अंतरिक्ष अनुसंधान में जीव विज्ञान की भूमिका को समझने के लिए, हमें अंतरिक्ष जीव विज्ञान की ओर रुख करना होगा। कार्य का उद्देश्य: किसी जीवित जीव पर असामान्य पर्यावरणीय कारकों के एक समूह के प्रभाव का अध्ययन करना। उद्देश्य: 1.अंतरिक्ष जीव विज्ञान की विशेषताओं का अध्ययन करें। 2. जीवित जीवों के उदाहरण का उपयोग करके प्रयोगशाला और उड़ान प्रयोगों का महत्व निर्धारित करें। 3. प्रयोगों की मानवीयता की डिग्री स्थापित करें। 4.अंतरिक्ष जीव विज्ञान के महत्व को स्थापित करें। परिकल्पना: क्या अंतरिक्ष जीव विज्ञान की मदद से नए अंतरिक्ष मार्गों का पता लगाना और अंतरिक्ष पर्यटन को व्यवस्थित करना संभव है?

परिचय। अंतरिक्ष जीव विज्ञान मुख्य रूप से जैविक विज्ञानों का एक जटिल है जो अध्ययन करता है: 1) बाहरी अंतरिक्ष में और अंतरिक्ष यान पर उड़ानों के दौरान स्थलीय जीवों की जीवन गतिविधि की विशेषताएं 2) अंतरिक्ष यान और स्टेशनों के चालक दल के सदस्यों के जीवन का समर्थन करने के लिए जैविक प्रणालियों के निर्माण के सिद्धांत 3) अलौकिक जीवन रूप।

अंतरिक्ष जीव विज्ञान एक सिंथेटिक विज्ञान है जिसने जीव विज्ञान, विमानन चिकित्सा, खगोल विज्ञान, भूभौतिकी, रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और कई अन्य विज्ञानों की विभिन्न शाखाओं की उपलब्धियों को एक साथ लाया है और उनके आधार पर अपनी स्वयं की अनुसंधान विधियां बनाई हैं। अंतरिक्ष जीव विज्ञान में वायरस से लेकर स्तनधारियों तक विभिन्न प्रकार के जीवित जीवों पर काम किया जाता है।

मुख्य हिस्सा। अंतरिक्ष जीव विज्ञान का प्राथमिक कार्य अंतरिक्ष उड़ान कारकों (त्वरण, कंपन, भारहीनता, परिवर्तित गैसीय वातावरण, सीमित गतिशीलता और बंद सीलबंद मात्रा में पूर्ण अलगाव, आदि) और बाहरी अंतरिक्ष (वैक्यूम, विकिरण, कम चुंबकीय क्षेत्र) के प्रभाव का अध्ययन करना है। ताकत, आदि)

मुख्य हिस्सा। अंतरिक्ष जीव विज्ञान में अनुसंधान प्रयोगशाला प्रयोगों में किया जाता है, जो एक डिग्री या किसी अन्य तक, अंतरिक्ष उड़ान और बाहरी अंतरिक्ष के व्यक्तिगत कारकों के प्रभाव को पुन: उत्पन्न करता है। हालांकि, सबसे महत्वपूर्ण उड़ान जैविक प्रयोग हैं, जिसके दौरान जीवित जीव पर असामान्य पर्यावरणीय कारकों के एक जटिल प्रभाव का अध्ययन करना संभव है।

गिनी सूअरों, चूहों, कुत्तों, उच्च पौधों और शैवाल (क्लोरेला), विभिन्न सूक्ष्मजीवों, पौधों के बीज, पृथक मानव और खरगोश ऊतक संस्कृतियों और अन्य जैविक वस्तुओं को कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों और अंतरिक्ष यान पर उड़ानों पर भेजा गया था।

कक्षा में प्रवेश के क्षेत्रों में, जानवरों ने हृदय गति और श्वसन में तेजी दिखाई, जो अंतरिक्ष यान के कक्षीय उड़ान में संक्रमण के बाद धीरे-धीरे गायब हो गई।

शून्य गुरुत्वाकर्षण में त्वरण के संपर्क में आने के बाद नाड़ी का सामान्यीकरण पृथ्वी की परिस्थितियों में एक अपकेंद्रित्र में परीक्षण की तुलना में बहुत धीरे-धीरे होता है।

कुत्तों की मोटर गतिविधि के विश्लेषण से वजनहीनता की असामान्य स्थितियों और आंदोलनों को समन्वयित करने की क्षमता की बहाली में काफी तेजी से अनुकूलन दिखाया गया। बंदरों पर प्रयोगों में भी यही परिणाम प्राप्त हुए। अंतरिक्ष उड़ान से लौटने के बाद चूहों और गिनी सूअरों में वातानुकूलित सजगता के अध्ययन ने उड़ान-पूर्व प्रयोगों की तुलना में परिवर्तनों की अनुपस्थिति को स्थापित किया है।

इकोफिजियोलॉजिकल अनुसंधान के आगे के विकास के लिए सोवियत बायोसैटेलाइट कॉसमॉस-110 पर दो कुत्तों के साथ और अमेरिकी बायोसैटेलाइट बायोस-3 पर प्रयोग महत्वपूर्ण थे, जिसमें बोर्ड पर एक बंदर था।

कक्षीय अंतरिक्ष उड़ानों पर किए गए आनुवंशिक अध्ययनों से पता चला है कि बाहरी अंतरिक्ष के संपर्क में सूखे प्याज और कलौंजी पर उत्तेजक प्रभाव पड़ता है।

उच्च ऊंचाई और बैलिस्टिक मिसाइलों, उपग्रहों, उपग्रहों और अन्य अंतरिक्ष यान पर किए गए जैविक अनुसंधान के परिणामस्वरूप, यह स्थापित किया गया कि एक व्यक्ति अपेक्षाकृत लंबे समय तक अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों में रह सकता है और काम कर सकता है।

निष्कर्ष: 1. अपने काम के दौरान, मुझे पता चला कि अंतरिक्ष जीवविज्ञान में अनुसंधान ने कई सुरक्षात्मक उपायों को विकसित करना संभव बना दिया और अंतरिक्ष में सुरक्षित मानव उड़ान की संभावना तैयार की, जिसे सोवियत और फिर की उड़ानों द्वारा किया गया था अमेरिकी जहाज़ जिन पर लोग सवार हैं। 2. मुझे विश्वास है कि नए अंतरिक्ष मार्गों के जैविक अन्वेषण के लिए इस क्षेत्र में अनुसंधान की विशेष रूप से आवश्यकता बनी रहेगी। इसके लिए बायोटेलीमेट्री के नए तरीकों (जैविक घटनाओं के दूरस्थ अध्ययन और जैविक संकेतकों के माप के लिए एक विधि), छोटे टेलीमेट्री के लिए प्रत्यारोपण योग्य उपकरणों के निर्माण (प्रौद्योगिकियों का एक सेट जो दूरस्थ माप और जानकारी के संग्रह की अनुमति देता है) के विकास की आवश्यकता होगी। ऑपरेटर या उपयोगकर्ता के लिए), शरीर में उत्पन्न होने वाली विभिन्न प्रकार की ऊर्जा को ऐसे उपकरणों को बिजली देने के लिए आवश्यक विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना, सूचना के "संपीड़न" के नए तरीके आदि। 3. मैं अध्ययन कर रहा हूं, और अध्ययन करना जारी रखूंगा , इस मुद्दे पर वैज्ञानिक साहित्य; मैं इस विषय पर काम करना जारी रखूंगा. क्योंकि मुझे विश्वास है कि अंतरिक्ष जीवविज्ञान लंबी अवधि की उड़ानों के लिए आवश्यक बाइकोकॉम्प्लेक्स के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।

सन्दर्भ: सन्दर्भ 1. एयरोस्पेस और पर्यावरण चिकित्सा. - 2000. - टी. 34, एन 2. 2. कोपलाडेज़ आर.ए. // पशु प्रयोगों का विनियमन - नैतिकता, कानून, विकल्प: समीक्षा / एड। पर। गोर्बुनोवा। - एम., 1998. 3. लुक्यानोव ए.एस., लुक्यानोवा एल.एल., चेर्नव्स्काया एन.एम., गिल्याज़ोव एस.एफ. जैवनैतिकता। पशु प्रयोग के विकल्प. - एम., 1996.4. पावलोवा टी.एन. उच्च शिक्षा में जैवनैतिकता. - एम., 1997. 5. प्रायोगिक जानवरों के साथ काम करने की तकनीकें: पद्धति संबंधी सिफारिशें। - एम., 1989. 6. प्रायोगिक जैविक क्लीनिकों (विवेरियम) के डिजाइन, उपकरण और रखरखाव के लिए स्वच्छता नियम। - एम., 1973. 7. फॉसे आर. // लैब। जानवरों। - 1991. - टी. 1, एन 1. - पी. 39-45। 8 . हॉवर्ड-जोन्स एच. // डब्ल्यूएचओ क्रॉनिकल। - 1985. - टी. 39. - पी. 3-8. 9 . श्वित्ज़र ए. संस्कृति का पतन और पुनरुद्धार। - एम., 1993.10. लेबोरेटरी पशुओं की देखभाल और प्रयोग के लिए मार्गदर्शक। - वाशिंगटन: नेशनल एकेडमी प्रेस, 1996. 11. रेगन टी. पशु अधिकारों का मामला। - लंडन; एन.-वाई., 1984.

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