生物学·人·宇宙 [复制链接]

第5版()
专栏：

生物学·人·宇宙
苏联院士　西萨基扬
1960年5月，苏联成功地发射了第一个宇宙飞船，开始了实现人类宇宙飞行的直接准备。大家知道，在第一个苏联宇宙飞船上设有人类宇宙飞行一切必需设备的密封舱。密封舱内带有一个模拟人体重量的载荷。之后不久，1960年8月19日发射了第二个宇宙飞船。在这个宇宙飞船的密封舱内，载有两只小狗和其他的生物。同时，在宇宙飞船的密封舱里，还装备了保证动物的生命活动以及其飞行和返回地球的安全的装置。
依靠第三、第四和第五个宇宙飞船，获得了大量的关于宇宙飞船结构、系统和在飞行条件下对动物机体影响方面的宝贵材料。发射这些卫星式宇宙飞船的基本目的，在于最终地改善保证人在宇宙飞行和返回地球时生命活动安全的结构和系统。
人类宇宙飞行具有两个方面——技术方面和生物学方面。从技术方面看来，人类宇宙飞行早在去年就具有实现的可能了。大家知道，第二个卫星式宇宙飞船重量为四千六百公斤，这个宇宙飞船载有许多试验用的生物，完成了自己的宇宙飞行，并顺利地返回了地球。显而易见，这样重量的宇宙飞船，毫无困难地可以载上一个人，而一个人的重量仅占整个卫星式宇宙飞船总重量的2％左右。
但是，对于人类宇宙飞行，除了这些科学技术条件之外，还必须解决许多极为复杂的生物学方面的任务。
人类宇宙飞行的生物学问题是多方面的，需要估计到宇宙环境中的一切特点，进行深入和全面的研究。第一，要研究宇宙飞行条件和宇宙空间的物理状态；第二，利用客观记录在宇宙飞船密封舱内的生理机能及其活动的方法，来研究宇宙飞行对于生物的影响；第三，确定保证安全宇宙飞行和顺利返回地球的整个系统的工作效能和特性。
大家知道，在发射第一个地球卫星后不久，苏联学者们把第二个地球卫星送上了轨道，实现了历史上第一次动物（小狗莱伊卡）的宇宙飞行。对莱伊卡宇宙飞行的观察，获得了关于宇宙飞行中，特别是在失重状态中对于生理机体影响的宝贵资料。同时，在对火箭垂直飞行中生物学观察的结果，也获得了广泛的试验资料。在这些科学研究中第一次的得到了有关人类宇宙飞行条件的重要资料。
地面生活的物理学和生物学条件与宇宙间的生活条件具有本质上的不同。宇宙空间的物理条件包括：极低的气压、宇宙辐射、紫外线辐射和微分子辐射的影响，流星的撞击的危险等。
人造地球卫星和宇宙飞船上的各种动物的飞行试验，就是为了解决人类宇宙飞行的生物学任务的。首先必须制成保证宇宙飞船密封舱内的正常生活条件：空气、压力、温度、养料、卫生和其他条件。
苏联学者们成功地解决了宇宙飞船上保证适于人生存的必需条件。在第二个宇宙飞船的密封舱内，就保持了正常的含有21％到24％的氧气和湿度达37％到40％的空气，温度保持在零上十七到二十度。
但是顾及到人的宇宙飞行，在这些试验中从一开始就提出了创造对于人体最良好条件的任务。在宇宙飞行的条件下，人体将遇到什么特殊情况呢？在将飞船发射进入轨道时，对人体发生作用的主要因素是由于飞行速度在这期间大大加快而产生的超重，以及振动和噪声。飞船进入轨道后超重现象被失重状态所代替，失重状态在整个沿轨道飞行时全继续着，当飞船进入稠密大气层时，则变成制动超重。
生物实验证明，对于高级生物可以在失重状态下长期生存的怀疑是没有根据的。来自宇宙飞船的无线电遥测和电视观察材料证明，生物不但顺利地度过了振动和超重作用的时期，并且也顺利地度过了失重状态。例如在第二个宇宙飞船进入人造卫星轨道后一个半小时，心脏跳动、呼吸、血压等这些重要的生理标志都与飞行前相近。
遥测材料和对生物观察的材料在刚刚返回地面时就证明，由于飞船进入稠密大气层和容器着陆产生的困难被顺利地克服了。
宇宙飞船上生物实验的广泛计划，使我们有可能取得关于生物在宇宙飞行后有否较长远影响的材料，问题的这个方面，对于准备人的宇宙飞行有着极为重要的意义。在这方面“小箭”的经历非常重要。在去年11月它生了六只小狗，这些小狗发展正常，“小箭”表现了母狗应当具有的特性。
生物实验大量的和多方面的材料的主要意义，就在于查明了宇宙飞船沿着位于近地辐射带内的圆形轨道飞行的条件，对于生物体没有很大的影响，并且也不会引起破坏基本生理作用的任何现象。但同时也查明了宇宙飞行的条件，可能对某些生命体的发育和繁殖发生影响，或引起遗传上的变化。非常有意思的是某些植物的干燥的种子（例如葱等）在第二个卫星式宇宙飞船上飞行一昼夜后下种，发芽比规定的时期快得多。小麦、豌豆、玉米种子发芽后，细胞分裂过程和生长过程也比规定的快，有些受到辐射的菌类生长过程加快的最多，几乎快了六倍。但是在考察对于辐射敏感的菌类时看到，它的生活能力（按排出胞子和生长起的菌群的数量计算）比规定的降低了几倍。
这样，进行实验的结果发现，宇宙飞行的条件对于各种生物体生活能力的作用，有促进的也有阻碍的。
但是应当说明，现在还很难把观察到的变化说成是某种因素作用的结果。很可能这些变化是由于宇宙飞行一整套条件影响而产生的。
人的长久的宇宙飞行，尤其是要实现星际间的航行，向生物学提出了更复杂的任务。短期的宇宙飞行，在密封舱内的必需的气体环境，可以用高活性的化学物质来创造；而长期飞行和星际航行，则要求在独立的空间建成完备的生态学环境，首先必须建立人在地面上习惯了的生活环境，其次要使空气再生，还必须利用人在宇宙飞船的隔绝系统中的排泄物参加物质循环。所以，研究微生物和小绿藻有很重要的意义。前者可以使人体排泄物参加物质循环，形成对人有益的物质，后者是氧气工厂，将是星际航行者的珍贵伴侣。
宇宙飞行的实现，使宇宙空间生命问题的研究有了现实的可能。