«Огонек» 1961 г. №12, с.30

Много вопросов нужно выяснить, прежде чем первый человек отправится в невиданное путешествие. Даже солнечное тепло, благодаря которому и возможна на Земле сама жизнь, может обернуться в космосе врагом человека. Он должен остерегаться не только Солнца, но и таких ничтожных источников тепла, как приборы, в которых могут нагреваться лампы, и даже самого себя. Наш организм - это тоже печка: большую часть энергии, что мы получаем с пищей, мы безрассудно тратим на обогревание окружающего воздуха. Взрослый мужчина, даже не производя никакой работы, выделяет столько же тепла, сколько 50-ваттная электрическая лампочка.

Собака Чернушка, совершившая путешествие на четвертом корабле-спутнике.

Космических путешественников от большинства неприятностей убережет герметическая, специально оборудованная кабина. Но и когда космические условия создаются на Земле, тоже приходится прибегать к особым изолированным камерам.

Помещенное в барокамеру животное сразу оказывается наглухо отделенным от исследователя. За исследователя смотрят, меряют, контролируют точные электронные приборы. Они вертятся вместе с подопытными животными на центрифуге, погружаются в соленую воду, взлетают с креслом-катапультой, выдерживают резкие переходы от тепла к холоду, считают радиоактивные частицы, не обращая внимания на недостаток кислорода и низкое давление воздуха.

Когда космический полет совершается в лаборатории, такие приборы просто прикрепляют к подопытному животному и проводами соединяют с приемной аппаратурой. Но как передаются по ним сведения о температуре или давлении крови? Ведь по проводам течет электрический ток, а измеряются совсем неэлектрические процессы. Как узнать, на сколько делений поднялась в термометре ртуть или сколько ударов насчитал счетчик пульса?

Например, откуда мы узнали, как чувствовала себя в полете Чернушка? Ведь подопытное животное находилось за тысячи километров от исследователя, и их не связывало ничего, кроме, незримых радиоволн. И все же от ученых не укрылись малейшие перемены в поведении собаки.

Небольшой пакетик из папиросной бумаги с двумя тончайшими медными усиками свободно умещается на ладони. Если посмотреть на свет, видно, что от усиков внутрь бумажного пакетика тянется тончайшая - толщиной в сотые доли миллиметра - проволочка, уложенная спиралькой. Вот и все устройство. Называется оно датчиком.

Свойство обыкновенной проволоки, по которой пропущен ток, менять электрическое сопротивление при растяжении или сжатии инженерам известно давно. «Электронные репортеры» - незаменимые их помощники во всех случаях, когда надо перевести на язык электричества таинственные процессы, происходящие в самом сердце машины. Наклеенные на детали станка или турбины датчики претерпевают все превратности судьбы, которые выпадают на их долю. Изгибается лопасть турбины - и тотчас послушно растягивается проволочная спиралька. И, значит, меняется величина тока в той цепи, куда включен приборчик.

«А нельзя ли работу живого мотора - сердца и живых рычагов - конечностей изучать с помощью таких же датчиков?» - задумались физиологи. Датчики были наклеены к разным местам тела. Так удалось превратить в электрические сигналы ритмические сокращения сердца, дыхательные движения грудной клетки, невидимые на глаз колебания мышечных волокон.

Этот миниатюрный приборчик можно прикрепить и непосредственно к сердцу. Удивительные опыты были проделаны на животных: собаки с датчиками, пришитыми к сердцу, нормально ели, спали, двигались. И если бы не тонкие провода, связывающие их с зеленоватым экраном, на котором непрерывным ручейком струились световые зигзаги, никто бы и не догадался, что все это время идет волнующий репортаж из святая святых организма.

Переводить на язык электричества разнообразные физиологические процессы может не только кусочек особой проволоки. Его роль с успехом выполняют, например, угольные зерна или порошок; при сдавливании электрическое сопротивление их также меняется.

Можно взять и просто тонкую резиновую трубку и заполнить ее ртутью. По краям же воткнуть проволочки и по ним подвести ток. Если теперь один конец резиновой трубочки прикрепить, например, к изъятому из тела животного сердцу, а другой закрепить неподвижно, то при каждом его движении трубка будет растягиваться, а заполняющий ее столбик жидкости - удлиняться. И, стало быть, изменится электроток, текущий по ртути.

Из эластичной резины делают браслет, надевают его на лапу животного и считают удары пульса.

Датчиком служат также кварц, сегнетова соль, фосфат аммония и другие кристаллы, где в ответ на механическое сжатие возникает свой электроток. Причем происходит все почти мгновенно. Но в этом и большой недостаток: быстрое сокращение мышцы или биение пульса они успевают заметить, медленные же процессы, которые длятся минуты или даже секунды, уловить не могут, так как за это время заряд с кристалла утечет.

Обычный электромагнит, и тот используется физиологами для исследования организма. Якорек укрепляют, например, на груди. Изменения грудной клетки при дыхании, переданные через него железному сердечнику, превращаются в колебания электротока.

Спиралька проволочного датчика, приклеенного к телу, растягиваясь, становится тоньше на доли микрона. Какой глаз уловит эту разницу? А электрический ток легко подмечает такое изменение.

Ни в какой микроскоп не увидеть, как растет трава. Прикрепив же к ее листу пластинку-электрод, а другую закрепив неподвижно, так что получился крохотный конденсатор, удалось по изменениям его электрической емкости измерить, насколько подросло растение за пятнадцать минут. А ведь прибавка в росте составляла всего стомиллионную долю миллиметра.

В тридцатых годах наш соотечественник А. А. Ющенко пытался построить передатчик, который можно было бы укрепить прямо на собаке и по радио регистрировать ее условные рефлексы. Нас отделяют от него какие-нибудь два-три десятка лет. Но передатчики в ту пору весили не один килограмм. Попробуй поносить на себе такое устройство!

А сейчас нас не удивляет, когда идет разговор о радиопередаче из желудка.

Проглоченная больным радиопилюля в течение нескольких часов движется по желудку и кишечнику и непрерывно радирует о температуре внутри пищеварительного тракта, давлении стенок и даже составе пищеварительных соков.

Один из зарубежных ученых, зимовавший на антарктическом материке, заинтересовался недавно, как удается пингвинам предохранить яйца от 60-70-градусных морозов. Он разрезал яйцо пингвина пополам, вложил внутрь крошечный термометр с передатчиком и вновь склеил обе половины. Не подозревающий подвоха пингвин-отец принялся прилежно греть на лапах яйцо, а ученый включил приемник и стал слушать удивительную радиопередачу. Так удалось узнать, что температура внутри высиживаемого яйца даже во время антарктических морозов достигает 39,6 градуса.

В Ленинграде уже несколько лет во время соревнований измеряют по радио биотоки мышц гребцов. В Свердловске радиопульсофон сообщает прямо с лыжной трассы о самочувствии спортсмена. А московский инженер Л. П. Шуватов создал специальный радиошлем, в который вмонтированы датчики, питающая их батарейка, усилитель электротока и даже передатчик с антенной.

Датчики укрепляют непосредственно на теле человека. На мочке уха подвешивается небольшая стеклянная пластинка, покрытая тонким слоем полупроводника, чувствительного к свету. С противоположной стороны уха прикреплена крохотная лампочка, которая как бы просвечивает мочку. При каждом биении пульса кровеносные сосуды уха заполняются кровью и на полупроводниковый слой попадает меньше света. В следующее мгновение краешек уха светлеет, и в фотополупроводнике возникает небольшой родничок электротока.

Если взять два таких датчика и на одном укрепить красный, а на другом синий светофильтр, то он сможет различить даже цвет пульсирующей крови и по нему насыщенность ее кислородом. Кровь красная, когда в ней много кислорода, и синеватая, когда она наполнена углекислым газом.

Ритм дыхания не всегда удобно мерить по движениям грудной клетки. Тогда датчик дыхания -в виде знакомого нам конденсатора или электромагнита - можно установить с помощью резинового пояска на пути вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

На руку надевают обычный растягивающийся кусочек проволоки, чтобы измерять- мышечное усилие. К руке же и к голове крепятся электроды, отводящие биотоки, возникающие при работе сердца и мозга. Против сердца устанавливают микрофон, превращающий неуловимую мелодию сердца в радиоволны.

Все вместе такие датчики весят граммов тридцать - сорок.

...Именно такое необычное соединение крошечных габаритов и беспредельной дальности действия и позволило ученым слушать удивительные передачи из космоса, так сказать, с борта живого организма.