A ma ismert űrutazás hosszú évek technológiai fejlődésének eredménye, azonban kevés szó esik azokról az állatokról, amelyek segítettek kitaposni az utat az első emberes űrrepülésekig és napjainkban is fontos szerepet töltenek be az űrkutatásban.
Az űrutazás hajnalán, amikor még a Föld légkörén kívüli környezet ismeretlen volt, a tudósok úgy vélték, hogy az emberi szervezet nem élné túl a tartós súlytalanság állapotát. Ennek érdekében az első emberes küldetések előtt különböző állatokon, főleg majmokon, csimpánzokon, kutyákon, macskákon, egereken és nyulakon végeztek kísérleteket, abból a célból, hogy az állatokat sértetlenül az űrbe juttassák, feltérképezzék hogyan hat a mikrogravitáció az élő szervezetre, majd sértetlenül vissza is hozzák őket a Földre.
A kezdeti időkben az Amerikai Egyesült Államokban főként majmokat használtak a kutatásokhoz. 1948-1950 között V-2 típusú rakéták segítségével juttatták az állatokat különböző magasságokba Új-Mexikóból.
Technológiai kitekintés:
V-2 rakéta: Németországból származó irányított ballisztikus rakéta mely a II. világháború idején katonai célokra is használható volt, melyről korábban oldalunkon is írtunk. A rakéta hajtóműve folyékony üzemanyagot használt 1944-ben ez volt az első olyan mesterséges tárgy, amely 176 km magasságig jutva átlépte a Kármán vonalat ezzel elérve a világűrt.
A programban részt vevő majmok az Albert nevet kapták (Albert I – Albert IV), így a projekt neve is „Albert projekt” lett, az állatokat elaltatva, érzéstelenítve indították útnak.
A tesztek során számos probléma merült fel. Az első teszt esetében, ami 1948. június 11-én történt (hozzá kell tenni, hogy 1947-ben már jártak állatok az űrben, nevezetesen gyümölcslegyek), nem sikerült adatokat gyűjteni a 60 km magasságú tesztrepülésről. Az indítás előtt megszűnt az adatáramlás az állat légzésének mozgását monitorozó eszköztől, a tudósok azt valószínűsítették, hogy vagy meghibásodott a műszer, vagy az állat megfulladt a rakéta orrában kialakított szűk helyen, már az indítás előtt (az ejtőernyős rendszer meghibásodása miatt a zuhanást semmiképpen sem élte volna túl).
A kapszula ezt követően jelentős módosításon esett át, az állatok számára valamelyest tágasabb hely állt rendelkezésre, így a fulladás veszélye nem állt fent, azonban az ejtőernyővel rendszeresen adódtak problémák, így egyik állatot sem sikerült élve visszahozni a Földre.
A V-2 rakéta indításának pillanata, amelynek fedélzetén Albert II indult útnak, és érte el első majomként a világűrt, 1949-ben. Forrás: Smithsonian National Air and Space Museum
Ennek ellenére számos adatot tudtak gyűjteni: A rögzített szív- és légzési adatok egyik esetben sem mutattak kiugróan szélsőséges, rendellenes értéket az atmoszféra határáig. A kísérletek azonban nem szolgáltak adatokkal a kozmikus sugarak káros hatásaira vonatkozóan, egyrészt azért, mert az állatok nem töltöttek elég időt ehhez a világűrben, másrészt, ha jelentkeztek is volna káros hatások, azokat csak utólagos vizsgálattal deríthették volna ki, ami nem volt megoldható annak fényében, hogy az állatok nem élték túl az utat.
Megállapították továbbá, hogy a gyorsulási és lassulási erők sem okoztak sérülést az állatokban, a második repülés során például a maximális g-erő 5,5 volt a rakéta gyorsulása során, valamint 12-13 g volt az ejtőernyő nyitásának pillanatában (amelyek a repülés későbbi fázisában meghibásodtak). Az adatok azt mutatták, hogy ezek az értékek az élő szervezet tűréshatárán belül vannak.
Annak ellenére, hogy 1949. június 14-én a második indítás során (Albert II) már elérték a 133 km-es magasságot (hivatalosan a világűr 100 km magasságban, a Kármán-vonaltól kezdődik), kevés adat gyűlt össze a mikrogravitáció élettani hatását illetően, ezért 1950-ben a majmok helyett az ötödik repülés során egy egérrel végeztek kísérleteket, mely egyben az utolsó V-2 típusú rakéta indítása volt. Az egeret (a majmokkal ellentétben) nem altatták el, annak érdekében, hogy az állat mozgását, reakcióit meg tudják figyelni a változó gravitációs környezetben, ezért ebben a kísérletben a szív működésének és a légzésnek a monitorozása helyett a kapszulát fényképezőgépekkel szerelték fel, bizonyos időközönként felvételt készítve az egérről. Az állat ebben az esetben is elpusztult a visszatérés során, a fényképek viszont bebizonyították, hogy a súlytalanság állapota nem befolyásolta az állat mozgását, az izmok, és végtagok koordinációja normális volt.
Már a V-2 rakéta utolsó indítása előtt, 1948-ban elkezdték kifejleszteni az Aerobee rakétát, melynek első indítása 1949-ben történt. A kutatás hasonló irányultságú volt, mint a korábbiak, és a végeredmény is hasonlóan alakult: a fiziológiai adatokat sikeresen rögzítették, azonban a kísérletben résztvevő állat meghalt az ejtőernyő meghibásodása miatt.
Az Aerobee rakéta felépítése (orr rész, üzemanyagtartály, hajtómű és részegységei, vezérsíkok) Forrás: Smithsonian National Air and Space Museum
Technológiai kitekintés:
Aerobee rakéta: 1985-ig használt, kutatási célokat szolgáló eszköz volt, arra tervezve, hogy méréseket, tudományos kísérleteket végezzenek vele szuborbitális repülés közben. Állatos repülésre 3 alkalommal használták.
1951. szeptember 20-án egy Yorick névre hallgató majmot 11 egér társaságában az Aerobee nevű rakétával 72 km-es repülésre küldték. A majomnak a szívműködését, légzését, vérnyomását vizsgálták, 9 egéren a kozmikus sugárzást tanulmányozták, a 2 további egérre vonatkozóan pedig a mikrogravitáció hatásait vizsgálták fotók segítségével. Bár az ejtőernyő ezúttal működött, a kapszulát csak késve tudták kinyitni, és az Új-Mexikó déli részén landoló modul erőteljesen felmelegedett. Valószínűleg ebből az okból kifolyólag Yorick és két másik egér a visszatérést után 2 órával elpusztult. A boncolás kiderítette, hogy az állatok nem a repülésbe, vagy az űr viszontagságaiba haltak bele.
Yorick a kimentése utáni pillanatokban. Forrás: Corey S. Powell
1952 májusában a harmadik és egyben utolsó Aerobee küldetésen két Fülöp-szigeteki majmot (Patricia és Mike) indítottak útnak mintegy 58 km magasságig, 2 egér (Mildred and Albert) társaságában.
Az egereket egy szabadon forgó dobban helyezték el, egyikük számára „kapaszkodót” biztosítottak, amibe a súlytalanság állapotában tudott kapaszkodni. A fényképek alapján ez az egér nyugodtabb maradt, a másik viszont átmeneti dezorientáció jeleit mutatta.
A majmokat különböző pozícióban helyezték el az úthoz, Patricia-t ülő-, míg Mike-ot fekvő pozícióban, hogy a nagy mértékű gyorsulás hatásait vizsgálhassák, azonban az eltérő testhelyzetek közötti adatokban nem jelentkezett különbség.
Az állatok szerencsésen túlélték az utat, később mindkét majom természetes okokból pusztult el.
Archív felvétel jelen cikk témájában, az állatok rakétás repüléséről. A film angol nyelvű.
A rakétával történő repülés mellett 1950-től kezdődően nagy magasságú léggömbök segítségével is indítottak állatokat (főként egereket, hörcsögöket, tömegük miatt ritkábban kutyákat kutyákat) a világűr felé. Az 1950 és 1952 közötti ilyen jellegű műveletek rengeteg tapasztalatot nyújtottak a léggömb és a kapszula technikájának tökéletesítésében, de csak 1953-tól kezdődően gyűjtöttek jelentősebb mennyiségű adatot olyan problémákról, mint a kozmikus sugarak biológiai hatásai.
A fejlesztéseknek (például a kapszulák súlyának csökkentése) köszönhetően egyre magasabbra tudták felvinni az állatokat, azonban a mikrogravitáció tanulmányozására nem volt alkalmas a nagy magasságú léggömbök használata, ugyanis ezek legfeljebb a sztratoszféra középső rétegéig voltak képesek felemelkedni, hozzávetőlegesen 30 km magasságig, tehát az Aerobee rakétával elért 3 és fél perces „súlytalansági” állapotot nem tudták túlszárnyalni ezzel a technológiával, 1958-ig mégis ez maradt a fő csapásirány az Amerikai Egyesült Államokban, olyannyira, hogy 1957 és 1958 között a „Man high” projekt keretében három alkalommal embert is útnak indítottak nagy magasságú léggömb segítségével speciális „kapszulában”.
A „Man high” projekt keretében használt kapszula, keresztmetszete, és a kapszula repülés közben. Fotók: National Museum of the United States Air Force
Ezzel párhuzamosan a Szovjetunióban is zajlottak állatkísérletek a világűr felfedezésének céljából, az űrverseny pedig egyre inkább fokozódni kezdett az évtized vége felé a két nagyhatalom között, mely az állaton végzett repüléses kísérletekre is rányomta bélyegét, amelynek részleteiről a 2. részben lesz szó.