Біологія і польоти в космос. Продовження.

Зовсім ще недавно здавалося, що далекі космічні польоти зі швидкостями, що наближаються до світлових, – справа настільки далекого майбутнього, що біологу можна не поспішати з обговоренням пов’язаних з ними питань. Однак розвиток космонавтики йде вперед так швидко, а завдання в галузі біологічного забезпечення дальніх польотів такі складні, що біологія може спізнитися, якщо вже сьогодні не приступить до обговорення відповідних проблем.

Для того, щоб космічні апарати досягли швидкостей, порівнянних зі світловими, знадобляться не тільки технічні вдосконалення. Чи не основними стануть при цьому біологічні проблеми. Вони пов’язані головним чином з тим, що при різкому збільшенні швидкостей вступлять у свої права деякі, фізичні явища, що не зустрічаються при звичайних швидкостях. Період розгону ракети, тобто час від старту до досягнення постійного рівноприскореного руху, буде, безсумнівно, займати багато часу, і, таким чином, живі об’єкти протягом тривалого часу будуть перебувати під впливом прискорень. Правда, це буде відбуватися вже поза полем тяжіння Землі.

Мабуть, не виключено, що при переході відомого порога швидкостей може позначитися ефект збільшення маси атомів, що складають гігантські молекули живих клітин. Як це відіб’ється на здійсненні такими молекулами обмінних: процесів! Чи будуть знаходитися в рівномірно-прискореному русі молекули в цілому, або ж виникнуть які-небудь умови, що сприяють розділенню їх на атоми у зв’язку з впливом незвичайних швидкостей! Іншими словами, виникає своєрідна біологічна проблема, яку можна сформулювати так: чи можливе життя, коли система знаходиться під впливом тривалих підвищених прискорень, а також швидкостей, що наближаються до світлових!

Може бути, фізики скажуть нам, що цей фактор не буде впливати на конструкцію живих молекул і на взаємодію атомів всередині них і, таким чином, ця проблема відпаде. Але нам здається, що для цього потрібні спеціальні докази.

Природно, виникає питання про те, чи не можна цю проблему вирішити експериментально. Біологічна сторона таких експериментів може бути забезпечена вже в даний час. Якби вже сьогодні можна було розганяти ракети до близькосвітлових швидкостей і отримувати на Землі радіосигнали з таких ракет, то для рішень задачі можна було б застосовувати біоелементи АМН або інші типи і конструкції їх.

У період розгону мікроби будуть знаходитися в біоелементі у вигляді спор, які дуже стійкі, переносять будь-які перевантаження, які можна створити на Землі, витримують кип’ятіння, заморожування і радіаційні впливи в десятки тисяч рентген. Можна сподіватися, що спори благополучно пройдуть період прискорення і у відповідний момент зможуть бути посіяні на живильне середовище.

Біоелементи мають розміри маленьких «пальчикових» радіоламп і можуть бути встановлені на ракетах сотнями. Їх можна включати один за іншим також і в період розгону, щоб встановити, в який момент збільшення прискорень вступають в дію сили, небезпечні для живих організмів, Таким чином, може бути обстежений весь відрізок польоту від старту до кінця періоду прискорень і отримані точні дані про можливості існування живих тіл при різних швидкостях, в тому числі таких, коли вступають в силу так звані релятивістські ефекти.

При польотах ракет і космічних кораблів, літаючих зі швидкостями, що наближаються до світлових, не менш цікавим є питання про відносне підвищення енергії космічних частинок при можливому зіткненні з літальним апаратом і вплив їх на біологічні об’єкти. Тут ми маємо на увазі так звані «первинні» і «вторинні» космічні промені. (Припускають, що «первинні» космічні промені є уламками ядер великої кількості частинок – від протонів до важких елементів, а «вторинні» космічні промені є результатом зіткнення важких первинних частинок з високими енергіями і частинок повітряного середовища.)

При швидкості польоту 160 000 км / сек рівень радіаційної дози від бомбардування корабля протонами і електронами буде колосальним. Проте вважається, що ця загроза може бути усунена відповідним екрануванням.

МОЖЛИВІСТЬ БІОЛОГІЧНОЇ ПЕРЕВІРКИ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ

Відоме твердження ейнштейнівської теорії відносності про те, що для спостерігача, який рухається зі швидкістю, порівнянною зі швидкістю світла, час тече повільніше, ніж для нерухомого. Це так званий парадокс часу. Експерименти з елементарними частинками довели його математичну справедливість.

Але що буде з живим організмом, який полетить на міжзоряному кораблі з близькою до світлової швидкістю! Як будуть протікати при цьому біологічні процеси! Автори фантастичних романів стверджують, що в уповільненому темпі, уповільненому в тій же мірі, що і течія часу. Їхні герої повертаються з далеких космічних польотів «ровесниками» своїх онуків. Чи праві фантасти!

Може бути, щоб відповісти на це питання, потрібно дочекатися часу, коли до зірок на кораблі, що летить зі швидкістю, близькою до світлової, відправиться чоловік. Ми припускаємо, що ще до польоту людини можна буде перевірити на досліді справедливість парадоксу часу для живих істот. Допоможуть у цьому знову-таки біоелементи, Мікроорганізми з їх дуже незначною тривалістю життя – самий підходящий об’єкт для подібного експерименту.

Справді, собака, наприклад, живе 10-12 років. Щоб перевірити з її допомогою справедливість парадоксу часу, потрібно було б з двох цуценят одного посліду – цуценят-ровесників – одного залишити на Землі, а іншого послати в космос на ракеті, що летить зі швидкістю, близькою до світлової. Після повернення чотириногого «космонавта» слід було б порівняти вік його і його «земного» брата. Але різниця у віці, вимірювана в кілька днів або навіть тижнів, маловловима. Щоб вона була видимою для експериментаторів, політ піддослідної собаки повинен тривати надто довго. Інша справа мікроби!

За допомогою біоелементів можна визначити різницю в часі розмноження мікробів на Землі і на ракеті. Потрібно лише одночасно здійснити в двох біоелементах – контрольному «земному» і «космічному», що летить на ракеті, – посів спор на живильне середовище.

Виходячи з припущення, що цикл розмноження мікробів в замкнутому об’ємі буде проходити за 24 години, ракета з біоелементом, за нашими підрахунками, повинна досягти швидкості близько 160 тисяч кілометрів на секунду. Різниця в швидкості розмноження в космічному польоті і на Землі за рахунок парадоксу часу складе близько 14 відсотків. Вона може бути заміряна по різниці в часі спрацьовування (під дією тиску газів, що виділяються при зростанні бактерій) «земного» і «космічного» біоелементів.

Автор: Копйов В. Я.