Bezpłatny fragment - ZWIERZĘTA W KOSMOSIE

Wstęp

W ciągu ostatnich siedemdziesięciu lat ludzkość dokonała niespotykanego w dziejach przyspieszenia w eksploracji przestrzeni kosmicznej. Od wystrzelenia pierwszego sztucznego satelity Ziemi w 1957 roku do budowy Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i ambitnych planów misji marsjańskich — tempo podboju kosmosu stale rośnie. Mimo, że w centrum uwagi mediów i podręczników historii stoją zazwyczaj ludzie — Gagarin, Armstrong i inni– nie sposób pominąć milczących, często niedocenianych pionierów tych misji: zwierząt.

To właśnie one — myszy, psy, koty, małpy, żaby, ryby, żółwie, a nawet pająki — utorowały drogę człowiekowi do gwiazd. Wysyłane w przestrzeń kosmiczną w warunkach ekstremalnych, poddawane eksperymentom i długotrwałej obserwacji, stanowiły modele biologiczne umożliwiające badanie wpływu mikrograwitacji, promieniowania kosmicznego, izolacji i długotrwałego lotu na żywe organizmy. Ich wkład w badania kosmiczne był niezbędny. Bez danych uzyskanych w trakcie lotów zwierzęcych astronautów wczesne misje załogowe mogłyby zakończyć się tragicznie.

Celem tej książki jest przedstawienie historii udziału zwierząt w misjach kosmicznych, ich znaczenia i kwestii etycznych dotyczących tego typu eksperymentów. Łącząc perspektywę lekarza weterynarii, naukowca, historyka medycyny oraz badacza nauk o życiu, pragnę przedstawić syntetyczne i w miarę możliwości szczegółowe ujęcie tego, co można nazwać „niewidzialnym frontem” kosmicznych podbojów. W książce oparłem się na materiałach źródłowych, w tym: raportach technicznych NASA i amerykańskiej marynarki wojennej, przeglądach publikacji i eksperymentów balonowych, rakietowych i satelitarnych z udziałem zwierząt, źródłach internetowych i naukowych, a także analizie historycznych i aktualnych programów agencji kosmicznych z siedmiu państw: USA, ZSRR/Rosji, Francji, Argentyny, Chin, Japonii i Iranu.

Wielowątkowość badań bioastronautycznych nakłada istotne ograniczenia metodologiczne. Eksperymenty z udziałem zwierząt niosą ze sobą ciężar odpowiedzialności moralnej i etycznej, który wymaga uwzględnienia nie tylko postępów naukowych, ale i kosztów biologicznych oraz psychicznych dla tych istot. Choć agencje badań kosmicznych wykazują wysoki standard dobrostanu zwierząt laboratoryjnych, historia zna też przypadki rażących nadużyć i instrumentalizacji życia dla celów politycznych i prestiżowych.

Równocześnie rozwój technologii modeli komputerowych i bioinżynierii zmusza do postawienia pytania: czy zwierzęta wciąż są potrzebne w badaniach kosmicznych? A jeśli tak — to na jakich zasadach mają w nich uczestniczyć?

Moim zamierzeniem nie była heroizacja czy potępienie bioastronautyki, lecz przedstawienie jej jako złożonego zjawiska, w którym nauka, technika, moralność i polityka są nierozdzielne. W erze nadchodzących załogowych misji na Marsa oraz rozwijających się programów kosmicznych refleksja nad przeszłością staje się koniecznością dla etycznej przyszłości badań.

Rozdział I: Zanim poleciał człowiek (1783–1957)

Od zarania dziejów człowiek spoglądał w niebo z mieszaniną podziwu i tęsknoty. Marzenia o lataniu, o przekroczeniu granic możliwości fizycznych, były równie stare jak sama cywilizacja. Mitologia pełna jest obrazów ludzi wznoszących się ponad chmury — Ikar ze skrzydłami z piór i wosku, rydwan Apollina, konstelacje przypisane postaciom i zwierzętom. Jednak dopiero w XVIII wieku pojawiła się realna szansa, by oderwać się od ziemi i powierzyć życie sile większej niż wszystkie inne — powietrzu.

Baran, kaczka i kogut — niepozorni pionierzy

Nie człowiek był pierwszym, który wzbił się w powietrze, by poczuć smak nieba. Choć to ludzie zapisali się złotymi zgłoskami w annałach awiacji, to 19 września 1783 roku trzy zwierzęta jako pierwsze odbyły załogowy lot balonem — i to nie byle gdzie i przy dostojnych świadkach. Wszystko działo się w obecności samego króla Francji Ludwika XVI, królowej Marii Antoniny oraz tłumu arystokracji zgromadzonej w królewskich ogrodach pałacu w Wersalu. Za tym wydarzeniem stali dwaj wynalazcy, bracia Joseph-Michel i Jacques-Étienne Montgolfier, którzy zaledwie kilka miesięcy wcześniej zademonstrowali światu cudowną moc unoszącego się w górę gorącego powietrza. Ich balon — wykonany z jedwabiu i papieru, zdobiony znakami zodiaku oraz malowidłami przedstawiającymi słońce — był niczym wyjęty z bajki. Ale tym razem nie chodziło o spektakl. Chodziło o naukę.

Trójka pasażerów balonu została dobrana celowo, choć ich zestawienie może dziś wydawać się osobliwe. Na pokładzie znaleźli się:

Baran — symbolizował ssaka, którego rozmiar i fizjologia miały choć w przybliżeniu przypominać ludzką. Był to istotny punkt odniesienia do oceny wpływu wysokości i ciśnienia na organizm.

Kaczka — jako ptak wodny doskonale radzący sobie w powietrzu, miała posłużyć jako „kontrolny podróżnik”, zdolny przetrwać zmienne warunki lotu.

Kogut — istota latająca, ale niezdolna do długotrwałego unoszenia się w powietrzu. Miał on pomóc w ocenie wpływu lotu na mniej przystosowane do tego ptaki.

Wybór ten był więc przemyślaną symulacją przyszłych załóg mieszanych: organizmów przyzwyczajonych do różnych warunków ciśnienia, mobilności i adaptacyjności. Balon wystartował w południe i wzbił się na wysokość 500 metrów, unosząc się przez około osiem minut. Całe zdarzenie było nie tylko spektakularnym pokazem technicznym, lecz także symbolicznym „startem” epoki lotnictwa. Po przebyciu dystansu około 3 kilometrów statek powietrzny wylądował łagodnie w pobliskim lesie. Co najważniejsze — wszyscy trzej pasażerowie przeżyli lot i nie doznali żadnego uszczerbku na zdrowiu. Król miał ponoć zażartować, że skoro baran, kaczka i kogut poradzili sobie w przestworzach, to i człowiek zaryzykuje. Wkrótce potem rozpoczęto przygotowania do pierwszego lotu z udziałem ludzi — ale to zwierzęta z wrześniowego eksperymentu otworzyły drzwi do tej możliwości. Warto przytoczyć kilka ciekawostek dotyczących tego epokowego, choć zapomnianego wydarzenia. Balon Montgolfierów z tego eksperymentu nosił nazwę „Reveillon”, od nazwiska projektanta dekoracji królewskich, który przyozdobił go motywami astrologicznymi i mitologicznymi — zgodnie z duchem Oświecenia. Pierwotnie bracia Montgolfier planowali wysłać w powietrze kozła i kota, ale zmienili zdanie pod wpływem opinii naukowców z Akademii Nauk.

Po wylądowaniu doszło do niemałego zamieszania, wieśniacy, w pobliżu których wylądował ten niecodzienny przedmiot, uznali go za diabelskie stworzenie. Mieli podobno zniszczyć jego powłokę widłami i kamieniami, zanim dotarli królewscy wysłannicy. Dla zapewnienia dokumentacji naukowej całego wydarzenia powołano specjalną komisję królewską, która dokładnie zbadała zwierzęta po lądowaniu — stwierdzono jedynie lekkie oszołomienie koguta (nie bardzo wiadomo na jakich podstawach). Choć dziś nazwisko Montgolfier jest znane wszystkim miłośnikom historii awiacji, o trzech pierwszych pasażerach lotu słyszy się rzadko. Nie postawiono im pomników, nie nadano imion. A jednak to baran, kaczka i kogut jako pierwsi udowodnili, że organizmy żywe mogą wznieść się w niebo — i bezpiecznie wrócić na Ziemię. Właśnie to wydarzenie, przeprowadzone w sposób przemyślany i kontrolowany, uznaje się dziś za narodziny lotnictwa doświadczalnego.

W kolejnych dekadach balony wykorzystywano coraz częściej jako narzędzie do badań atmosferycznych. W XIX i XX wieku naukowcy zaczęli wykorzystywać je do wysyłania zwierząt w coraz wyższe warstwy atmosfery. Szczury, myszy, żaby i króliki były wysyłane w specjalnych kapsułach przyczepionych do balonów, aby badać wpływ ciśnienia, temperatury, promieniowania i braku tlenu na organizmy żywe. W latach 30. XX wieku Auguste Piccard i Paul Kipfer osiągnęli rekordową wysokość 15 781 metrów w hermetycznej gondoli balonu. Chociaż ich lot był załogowy, stał się inspiracją do eksperymentów ze zwierzętami wysyłanymi powyżej 20 km n.p.m. W jednej z misji z lat 50. za pomocą balonu stratosferycznego wysłano psa, który zginął w wyniku awarii systemu utrzymania ciśnienia w kapsule — był to pierwszy, tragiczny przykład, że eksperymenty graniczne nie zawsze przebiegają po myśli naukowców, a czasami ciągną za sobą ofiary.

Rakiety V2

Po II wojnie światowej technologia rakietowa — rozwijana głównie przez Niemców w postaci rakiet V2 — stała się przedmiotem pożądania dwóch światowych potęg: Stanów Zjednoczonych i Związku Radzieckiego. Konstruktorzy, naukowcy i inżynierowie rakietowi — z których najbardziej znanym był Wernher von Braun — w większości zostali „przygarnięci” przez USA i rozpoczęli pracę nad rozwojem rakiet nośnych zdolnych do osiągania granic przestrzeni kosmicznej. O ile wcześniej balony stratosferyczne pozwalały jedynie na powolne wznoszenie się w górne warstwy atmosfery, to rakiety — zasilane paliwem ciekłym — mogły osiągać wysokości rzędu 100 kilometrów, czyli docierać w zaledwie kilka minut do tzw. linii Kármána, będącej umowną granicą przestrzeni kosmicznej. Jednak zanim odważono się na lot człowieka, należało sprawdzić, jak żywy organizm reaguje na ekstremalne warunki, czyli przeciążenia rzędu 6–15 G, mikrograwitację, promieniowanie, wibracje, hałas i ryzyko awarii.

W 1948 roku Stany Zjednoczone zrealizowały przełomową misję — wystrzeliły pierwszą rakietę z żywą małpą na pokładzie. Był to Albert I, makak rezus, który został umieszczony w nosie rakiety V2 specjalnie zmodyfikowanej do tego eksperymentu. Ta pionierska misja nie zakładała bezpiecznego odzyskania kapsuły, nie zawierała systemów podtrzymywania życia, znanych z późniejszych lotów. Albert I zginął najprawdopodobniej z powodu uduszenia, co jednak nie przekreśliło naukowej wartości eksperymentu — pozwolił on zarejestrować m.in. zachowanie ciśnienia kabinowego i reakcje systemów telemetrycznych. W kolejnych latach na pokładzie rakiet V2 oraz ich ulepszonych wersji — Aerobee i Jupiter — startowały kolejne zwierzęta: Albert II (1949), który był pierwszym ssakiem, który faktycznie osiągnął przestrzeń kosmiczną, dochodząc do wysokości 134 km. Niestety, zginął w wyniku awarii spadochronu. Albert III i Albert IV także nie przeżyli powrotu — choć ten ostatni przetrwał sam lot i jego funkcje życiowe były stale monitorowane. Amerykanie kontynuowali serię lotów z kolejnymi małpami — aż do Alberta VI, którym była w rzeczywistości samica małpy o imieniu Yorick (1951), która jako pierwsze zwierzę przeżyła lot suborbitalny i została odzyskana wraz z kapsułą po udanym lądowaniu. Yorick zmarła krótko po misji — prawdopodobnie z powodu przegrzania i stresu cieplnego po lądowaniu na pustyni.

Obok małp, USA intensywnie wykorzystywały także myszy i szczury — zwierzęta o krótkim czasie życia, ale łatwe w monitorowaniu pod kątem procesów fizjologicznych, takich jak ciśnienie krwi, akcja serca czy zmiany neurologiczne. Były one często umieszczane w wirujących kapsułach, pozwalających symulować obrót ciała w warunkach nieważkości. Większość tych misji była jednostronna — kapsuły nie były jeszcze wyposażone w systemy odzysku, a zwierzęta często ginęły wskutek eksplozji, nieotwierających się spadochronów, przeciążeń lub niedotlenienia. Niemniej każda z tych misji była krokiem milowym, ponieważ pozwalały analizować, jak organizmy żywe radzą sobie z kluczowymi problemami misji kosmicznych, czyli:

— ekstremalnymi przeciążeniami, które mogą przekraczać 10 g, powodując ucisk narządów wewnętrznych;

— nagłym przejściem w stan mikrograwitacji, zaburzającym orientację przestrzenną i funkcje błędnika;

— nagromadzeniem dwutlenku węgla przy niedoskonałej wentylacji;

— skokowym promieniowaniem kosmicznym, które w lotach suborbitalnych było wówczas nieprzewidywalne;

— stresem związanym z izolacją i ograniczoną możliwością ruchu.

Choć wiele z tych zwierząt zapłaciło najwyższą cenę, to właśnie dzięki ich misjom możliwe było zbudowanie bezpiecznych systemów dla człowieka. Dane z lotów zwierząt wykorzystano przy konstruowaniu kapsuł Mercury oraz projektowaniu kombinezonów, systemów wentylacyjnych i sensorów biomedycznych.

Łajka — sukces okupiony cierpieniem

Na początku listopada 1957 roku, zaledwie kilka tygodni po przełomowym wystrzeleniu pierwszego sztucznego satelity — Sputnika 1, radzieckie władze ogłosiły gotowość do kolejnego, jeszcze bardziej spektakularnego kroku: wysłania żywego stworzenia na orbitę okołoziemską. Wybór padł na niewielką, ważącą około 6 kilogramów suczkę o łagodnym spojrzeniu i czarno-białym umaszczeniu. Nadano jej imię Łajka, choć wcześniej nazywała się Kudriawka (Kędziorka). Została ona wybrana spośród kilkudziesięciu bezpańskich psów błąkających się po ulicach Moskwy. Uznano, że bezdomne psy z miejskich przestrzeni są bardziej odporne na hałas, stres, chłód i głód — lepiej nadają się do ekstremalnych warunków. Przez kilka tygodni była intensywnie szkolona. Umieszczano ją w coraz mniejszych przestrzeniach, uczono spożywania pokarmu w formie odżywczego żelu, zapinano do uprzęży, przyzwyczajano do dźwięków i wibracji. Była spokojna, posłuszna, wykazywała silne więzi z opiekunami. Inżynierowie i lekarze weterynarii przywiązali się do niej — wiedząc jednocześnie, że nigdy nie wróci ze swojej misji.

Kapsuła Sputnika 2 była prymitywna, nie posiadała systemu deorbitującego ani mechanizmów ratunkowych. Lot zaplanowano jako jednostronny — miał przynieść dane, nie ocalenie. Start nastąpił 3 listopada 1957 roku. Wewnątrz kapsuły umieszczono czujniki mierzące tętno, ciśnienie, temperaturę ciała i częstość oddechu Łajki. Karmnik żelowy, wentylacja, a nawet wentylator chłodzący — wszystko miało zapewnić przetrwanie przynajmniej przez kilka dni. W rzeczywistości Łajka przeżyła zaledwie 5–6 godzin. Awaria systemu termicznego sprawiła, że temperatura w kabinie wzrosła powyżej 40°C. Łajka zmarła z przegrzania i stresu.

Przez dekady oficjalna wersja głosiła, że suczka żyła przez kilka dni i została „uśpiona” specjalnie przygotowanym posiłkiem. Prawdę ujawnił dopiero w 2002 roku Dmitrij Malaszenkow z Instytutu Problemów Biomedycznych, który uczestniczył w programie. Wstrząsające informacje wywołały międzynarodową dyskusję na temat etyki badań naukowych z udziałem zwierząt.

Po locie Łajka stała się globalnym symbolem. Jej imieniem nazywano ulice, szkoły, marki przemysłowe, a nawet radziecką markę papierosów. W mediach zachodnich przedstawiano ją jako bohaterkę, ale również ofiarę systemu. W 2008 roku w Moskwie odsłonięto pomnik — prostą sylwetkę psa stojącego na rakiecie. W 2015 nazwano jej imieniem jedną z planetoid (23238 Laika). W kulturze popularnej pojawia się w komiksach, piosenkach (np. „Laika” zespołu Arcade Fire), filmach animowanych i sztukach teatralnych.

Dziś imię Łajki przywoływane jest przy każdej dyskusji na temat praw zwierząt w badaniach naukowych. Dla jednych jest symbolem odwagi i poświęcenia (chociaż przyznajmy nieświadomym tego), dla innych — przestrogą przed instrumentalnym traktowaniem życia. Jej ofiara w ostateczności nie poszła jednak na marne. Dane z misji Sputnika 2 pozwoliły skonstruować systemy podtrzymywania życia, które uratowały wielu przyszłych astronautów — w tym Jurija Gagarina. W zamian za to Łajka nie otrzymała możliwości powrotu. Ale otrzymała coś więcej — nieśmiertelność i stałe miejsce w historii nauki i podboju kosmosu. Radziecki program kosmiczny przeszedł do historii między innymi dzięki misji Sputnika 2.

Eksperymenty z innymi zwierzętami