19 августа 1960 года был осуществлен запуск космического корабля с собаками Белкой и Стрелкой на борту. Это был первый орбитальный полет живых существ с успешным возвращением на Землю.
Работа по определению реакций высокоорганизованного живого существа на воздействие условий ракетного полета началась в конце 1948 года по инициативе конструктора ракетно-космических систем Сергея Королева. После долгих обсуждений решили, что «биологическим объектом» исследований будет собака. Физиологи издавна использовали этих животных для опытов, знали, как они себя ведут, понимали особенности строения организма. Кроме того, собаки не капризны, их легко тренировать.
Первый отряд животных – кандидатов на полеты в космос – состоял из самых обычных дворовых псов. Медики считали, что они с первого дня вынуждены бороться за выживание, к тому же неприхотливы и очень быстро привыкают к персоналу, что было равносильно дрессуре.
Для экспериментов отбирали небольших собак не тяжелее шести килограммов (кабина ракеты была рассчитана на маленький вес), ростом не выше 35 сантиметров и возрастом от двух до шести лет. Они должны были иметь крепкое здоровье, высокую сопротивляемость заболеваниям и устойчивость к неблагоприятным воздействиям внешней среды, а также быть контактными и терпеливыми. Позднее в «космический отряд» стали подбирать «девочек» (им проще было шить ассенизационную одежду) светлого окраса, чтобы лучше было видно на телевизионной картинке. Помня, что животным придется «красоваться» на страницах газет, отбирали «объекты» покрасивее, постройнее и с «интеллектуальными» мордашками.
Непосредственная подготовка собак к полету проводилась в Институте авиационной и космической медицины. Их готовили в Москве на задворках стадиона «Динамо», в находившемся рядом с институтом красно-кирпичном особнячке, где до революции размещалась гостиница «Мавритания».
Была разработана серьезная научная программа подготовки собак к коротким ракетным полетам и к длительным полетам на искусственных спутниках. Прежде всего, животных приучали к одежде, которая была двух видов – фиксирующая и ассенизационная. Их учили есть из автоматической кормушки, представлявшей собой конвейерную ленту, которая в заданное время подавала коробки с пищей. Лакать в невесомости воду из миски собаки не могли, поэтому необходимое количество воды содержалось в пище.
Еще животных приучали к тому, чтобы они могли спокойно находиться в кабине небольшого объема в течение длительного времени (до двадцати суток). Также они проходили различные специальные тренировки: вращение на центрифуге, испытание на вибростенде, катапультирование. В заключение проводился комплексный физиологический эксперимент: собаки в течение длительного времени находились в закрытой герметичной капсуле, подвергаясь тем воздействиям, которые их ожидали в полете.
Первый собачий старт состоялся 22 июля 1951 года на полигоне Капустин Яр. Собаки Цыган и Дезик были запущены еще не на околоземную орбиту, а отправлены в суборбитальный полет на высотной геофизической ракете Р-2А. Они вернулись на Землю живыми через пятнадцать минут в спускаемой капсуле на парашюте. Всего с июля 1951 по сентябрь 1962 года состоялось 29 собачьих полетов в стратосферу на высоту 100-150 километров. Восемь из них закончились трагически. Собаки гибли от разгерметизации кабины, отказа парашютной системы, неполадок в системе жизнеобеспечения.
Первый орбитальный полет совершила собака Лайка. Так как средства возвращения с околоземной орбиты тогда еще не были придуманы, то она погибла через несколько часов после старта от перегрева.
В начале 1960 года был разработан возвращаемый корабль, оснащенный системами жизнеобеспечения. Первый его старт оказался неудачным.
19 августа 1960 года был осуществлен успешный запуск на околоземную орбиту второго возвращаемого космического корабля. Старт состоялся с космодрома Байконур в 15 часов 44 минуты.
Главной задачей испытаний космического корабля была дальнейшая отработка конструкции и всех систем, обеспечивающих жизнедеятельность человека, его безопасность в условиях полета в безвоздушном, космическом пространстве и возвращения на Землю.
Для проведения медико-биологических исследований в кабине корабля-спутника были помещены: две собаки (Белка и Стрелка), мыши, насекомые и растения. Ученые предполагали определить степень влияния космоса на организм летавших животных. Одновременно с медико-биологическими экспериментами в полете проводилась программа научных исследований космического пространства.
Корабль-спутник состоял из двух основных частей: спускаемого аппарата с герметической кабиной и приборного отсека. На наружной поверхности корабля были расположены баллоны с запасами сжатого газа для системы ориентации и реактивные двигатели, датчики научной аппаратуры, солнечные батареи, антенны, жалюзи системы терморегулирования. С помощью автономного привода солнечные батареи постоянно ориентировались на Солнце. При возвращении на Землю предусматривалось отделение спускаемого аппарата от космического корабля перед входом в плотные слои атмосферы (приборный отсек сгорал в этих слоях).
В герметической кабине спускаемого аппарата размещались система жизнеобеспечения животных, оборудование для биологических экспериментов, часть научной аппаратуры, катапультируемый контейнер, клетки и контейнеры с биологическими объектами.
В катапультируемом контейнере находились собаки, клетка с шестью черными и шестью белыми лабораторными мышами, несколько сотен плодовых мух-дрозофил, два сосуда с растением традесканцией, семена различных сортов лука, гороха, пшеницы, кукурузы и нигеллы, специальные сосуды с грибками-актиномицетами, одноклеточная водоросль хлорелла в жидкой и на твердой питательных средах. Кроме того, вне катапультируемого контейнера в кабине корабля были размещены еще две белые лабораторные крысы, 15 черных и 13 белых лабораторных мышей.
Отправившиеся в космос собаки были светлой масти, только Стрелка имела темные пятна. Белка весила 4,5 килограмма. Она была высотой 30 сантиметров и длиной 47 сантиметров. Стрелка весила 5,5 килограмма при высоте 32 сантиметра и длине 50 сантиметров. На собак надели специальные костюмчики красного и зеленого цветов, а также фиксирующие цепочки, которые крепились к стенкам контейнера, ограничивая свободу движений, но позволяли стоять, сидеть, лежать и даже немного двигаться вперед и назад.
Корабль был оснащен медико-биологической аппаратурой, фиксирующей изменения, происходившие в организмах собак на протяжении всего полета. Для передачи служебной и научной информации использовалась радиотелеметрическая аппаратура. Для визуальных наблюдений за собаками в кабине была установлена радиотелевизионная система. Две специально изготовленные телевизионные камеры с системой подсвета и зеркал разместили так, чтобы через люки контейнера при передаче изображений Белка смотрелась в анфас, а Стрелка в профиль.
Сергей Королев чрезвычайное внимание уделял радиационным измерениям, специальной службе радиационной обстановки во время полета. Поэтому в герметической кабине, а также на одежде собак были установлены дозиметры для измерения ионизирующей радиации, на борту корабля-спутника также находились небольшие участки кожи человека и кролика с целью выяснения возможного влияния факторов космического полета на клеточные системы живых организмов.
Катапультируемый контейнер и спускаемый аппарат имели свои парашютные системы, которые снижали скорость приземления соответственно до 6-8 и 10 метров в секунду. В стенках спускаемого аппарата располагались жаропрочные иллюминаторы и быстрораскрывающиеся герметические люки, катапультирование контейнера происходило через отстреливаемый люк по команде от барометрических датчиков на высоте 7-8 километров.
Корабль был выведен на орбиту, близкую к круговой, с высотой 306-339 километров. Во время полета проводилась регистрация электрокардиограмм (ЭКГ), замерялось артериальное давление, температура тела и частота дыхания, проводился анализ двигательной активности у собак.
Животные чувствовали себя нормально, на телевизионных кадрах было видно, что они спокойно переносили состояние невесомости. Белка лаяла, но так как микрофон был установлен вне герметичного контейнера – «репортажа» из космоса не получилось.
Полет продолжался более 25 часов, за это время корабль совершил 17 полных витков вокруг Земли. 20 августа 1960 года в 10 часов 15 минут была дана команда на спуск. На высоте восемь километров открылись парашюты спускаемого аппарата. При снижении до пяти километров отстрелилась крышка люка, и из спускаемого аппарата катапультировался контейнер с животными. Посадка произошла в заданном районе, при этом отклонение от расчетной точки составило 10 километров.
Исследование летавших на корабле «космонавтов» не выявило у них каких-то отрицательных изменений после космического путешествия. В ходе эксперимента были получены уникальные данные о влиянии факторов космического полета на физиологические, генетические и цитологические системы живых организмов. На основании собранных данных ученые удостоверились, что полет в космос человека возможен и опасности для живого организма не представляет.
После полета Белка и Стрелка жили в Институте авиационной и космической медицины. Они стали всеобщими любимцами.
Ученые не ограничивались лишь космическими экспериментами и продолжали исследования на земле. Они хотели выяснить, повлиял ли полет в космос на генетику животного. Стрелка дважды приносила здоровое потомство. Один из ее щенков был подарен семье президента США Джона Кеннеди. Умерли собаки естественной смертью. Их чучела выставлены в Музее Космонавтики.
