1. 4. 5. Околоземная космическая сфера
С созданием В. И. Вернадским учения о биосфере стало ясно, что в естественно-научных работах необходимо выйти на новый уровень обзора окружающей среды - планетарно-космический, на котором стало бы возможным рассмотрение биосферы как единой глобальной открытой системы. Такой подход к изучению биосферы открывает путь к пониманию жизни как космического явления.
Изучение Земли как целостного космического тела, изучение околоземного космоса, планетарных тел, Солнца и межпланетной среды стало возможным с применением космических средств. Располагая данными о зависимости биосферных процессов от космических факторов, естественные науки начали планомерное комплексное изучение и освоение космического пространства с целью углубления знаний о Земле и о жизни на ней. Совокупность наземных, авиационных и космических методов исследования Земли впервые предстала как единая система исследований нашей планеты, причем природоохранные исследования выступают как одно из главных направлений деятельности по сбору и обработке информации о Земле.
Приоритет в освоении околоземного космоса принадлежит нашей стране в связи с запуском первого спутника Земли (1957) и полетом первого человека в космос (1961).
Пионеры космонавтики и ракетной техники К. Э. Циолковский, Ю. В. Кондратюк, Ф. А. Цандер, Н. И. Тихомиров, С. П. Королев, В. П. Глушко, Н. А. Рынин, Р. Годдард, Г. Оберт, К. Ридель и многие другие проложили путь человечеству в космос.
Благодаря достижениям в освоении космического пространства человек получил возможность наблюдать Земной шар с огромных расстояний и наблюдать вселенную за пределами земной атмосферы.
Космонавты рассказывают, что над линией горизонта на высоте примерно 100 километров простирается слой яркости бело-желтых тонов, и такие слои яркости, иной раз повисшие над Землей несколькими ярусами, космонавтам довелось видеть не раз.
Вот что рассказывал А. А. Леонов, впервые вышедший в открытый космос в 1965 г.: «Яркие немигающие звезды на фоне темно-фиолетового с переходом в бархатную черноту бездонного неба сменялись видом Земли... Солнце, яркое, как бы включенное в черноту неба, проникая лучами через забрало гермошлема, ощутимо согревало лицо. Затем опять звезды, земные просторы...»
Изучая влияние космических физических факторов на процессы в живой природе, А. Л. Чижевский (1897-1964) установил зависимость между циклами активности Солнца и многими явлениями в биосфере. Он показал, что физические поля Земли (в частности электромагнитные и радиационные) должны учитываться в числе основных причин, влияющих на состояние биосферы.
Космос не только влияет на биосферу, но в известной мере является ее первоосновой. Во всяком случае, жизнь обязана своим существованием не только веществу Земли, но и энергии Солнца, без которой прекратились бы почти все движения на поверхности планеты.
Солнечная энергия, аккумулирующаяся в гидросфере и атмосфере, имеет большое экологическое значение, поскольку, перемещаясь по поверхности Земли с воздушными и морскими течениями, эта энергия способна сглаживать избыток или недостаток тепла в отдельных географических регионах экосферы.
Кроме того, способность солнечной энергии аккумулироваться в мертвом органическом веществе и в глинистых минералах позволяет солнечной энергии участвовать в большом геологическом круговороте вещества.
Солнечная энергия, трансформируясь в тепло, включается в тепловой поток недр Земли и, выходя на поверхность, участвует еще раз в ее тепловом балансе. Излучаясь через атмосферу, часть тепла временно возвращается обратно в нижние слои тропосферы молекулами НЮ и ССЬ , тем самым еще раз оказывая влияние на экологические условия на поверхности Земли. В конечном итоге тепловое инфракрасное излучение уходит в космическое пространство, замыкая тем самым большой круговорот энергии между Космосом, поверхностью Земли и ее недрами.
Солнечное излучение в виде солнечного ветра на пути к Земле встречается с радиационными полями Земли, а затем с самой внешней оболочкой Земли - магнитосферой - областью околоземного пространства, физические свойства которого определяются магнитными полями Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц. Солнечный ветер образуется благодаря непрерывному расширению (истечению) плазмы солнечной короны и состоит из заряженных частиц. Он также образует магнитное поле.
Искусственные спутники Земли позволили не только доказать существование солнечного ветра, но и измерить в межпланетном пространстве поток плазмы от Солнца к Земле, впервые осуществленной с автоматической межпланетной станции «Луна-2». Результаты этих экспериментов имеют непосредственное приложение к биосферным исследованиям, так как солнечный ветер не только регулирует динамические процессы в межпланетном пространстве, но и влияет на появление и развитие геомагнитных бурь.
Во время геомагнитной бури происходит нагрев и усиление ионизации верхних слоев атмосферы, увеличение яркости полярных сияний, нарушается радиосвязь на коротких волнах. При этом отмечаются изменения в жизнедеятельности организмов, начиная от простейших до человека.
В 1919 г. первые гелиобиологические эксперименты были поставлены А. Л. Чижевским при участии и консультации К. Э. Циолковского.
В дальнейшем А. Л. Чижевский установил связь возникновения эпидемий и эпизоотии (эпидемий, поражающих животных), обострений нервных и психических заболеваний и ряда других биологических явлений с изменением солнечных вспышек. Результаты исследований были опубликованы им в 1930 г.
Чрезвычайную роль Солнца во всех проявлениях жизни на Земле четко определил также и В. И. Вернадский [2]: «Изучение отражения на земных процессах солнечных излучений уже достаточно для получения первого, но точного и глубокого представления о биосфере как о земном и космическом механизме. Солнцем в корне переработан и изменен лик Земли, пронизана и охвачена биосфера».
В настоящее время специалисты в области космической биомедицины занимаются исследованием влияния космических факторов на живое вещество планеты, в первую очередь на человека как его составную часть. Это необходимо не только для решения мировоззренческих задач, но и для того, чтобы обеспечить жизнедеятельность космонавтов в длительных полетах, применить меры профилактики для сохранения здоровья и работоспособности людей, обживающих космос в интересах всего человечества.
Еще К. Э. Циолковский (1857-1935) в своих трудах разработал концепцию широкого освоения человечеством мирового пространства.
Мировое пространство он понимал не только как ближний космос, а как пространство Солнечной системы, как галактическое и даже межгалактическое.
Выход в околоземный космос - это вторая фаза эволюции человечества. За второй последует третья стадия, когда человеческий род заселит и галактические просторы.