Собаки космонавты Белка и Стрелка совершили полет на корабле Спутник 5 19 августа 1960 года
В 1957 году в СССР Главным конструктором Сергеем Королевым была поставлена задача — подготовить собак для суточного орбитального полета с возможностью возвращения обратно в спускаемом аппарате. Для этого были отобраны 12 собак. Первоначальный отбор велся по специальной методике — собаки должны были весить до 6 килограмм, высотой до 35 сантиметров, возрастом от двух до шести лет. Отбирались только суки, так как для них проще было разработать ассенизационное устройство. Кроме того, окраска должна быть светлой, для лучшего наблюдения с экранов мониторов.
Основная часть подготовки к полету проходила на производственной базе Института медико-биологических проблем в столице СССР. Несколько месяцев собак приучали к длительному пребыванию в кабинах малого объема в условиях длительной изоляции и шума. Собаки привыкали к приему специальной пищи из автоматов кормления, ношению одежды и датчиков, и к туалету. Самым сложным было приучение животных к малому объему и замкнутому пространству. Для этого их помещали в металлический ящик, соответствовавший размерами контейнеру спускаемого аппарата, а затем на длительное время размещали в макете космического корабля. Несмотря на то, что предполагался односуточный полет в космос, собак тренировали на более длительный срок — до восьми суток. В контейнерах, которые разрабатывались двухместными, они могли видеть и слышать друг друга.
Одними из наиболее приспособившихся собак-претендентов были Белка и Стрелка. Белка — беспородная самка белого окраса — была лидером в команде, самая активная и общительная. На тренировках показывала лучшие результаты, в числе первых подходила к миске с едой, и первая научилась лаять, если что-то происходило не так. Стрелка — беспородная самка светлого окраса с коричневыми пятнами — была робкой и немного замкнутой, но тем не менее дружелюбной. Обеим собакам на момент полета в космос было около двух с половиной лет. Заключительный этап тренировок предполагал испытания животных в условиях, приближенных к реальным условиям орбитального полета. Собаки в специальной одежде с датчиками и ассенизационными устройствами находились в герметической кабине. Белка и Стрелка успешно прошли испытания на вибростенде и центрифуге и были поставлены в условия предполетного режима. За собаками круглосуточно наблюдали врачи и лаборанты, которые во время дежурства отмечали в специальном журнале изменения, происходившие в течение суток.
28 июля 1960 года в результате аварии первой ступени космического аппарата Спутник-5-1 погибли собаки Лисичка и Чайка. Анализ телеметрических данных показал, что причиной было разрушение камеры сгорания бокового блока ракеты на 23-й секунде полета вследствие высокочастотных колебаний. Сразу после аварии было принято решение обеспечить возможность катапультирования капсулы с животными в случае аварии на активном участке полета. Следующий корабль Спутник-5, на котором полетели Белка и Стрелка, отличался от предыдущего только наличием катапультируемой капсулы.
19 августа 1960 года в 11:44 по московскому времени со стартового комплекса № 1 был осуществлен успешный запуск второго космического корабля-спутника. Кабину, в которой находились собака космонавт Белка и собака космонавт Стрелка, поместили в корабль за два часа до старта. Подготовкой корабля к запуску руководил лично Сергей Королев. Во время старта и набора высоты у собак наблюдались сильно учащенные дыхание и пульс, но когда корабль был выведен на орбиту, они успокоились.
Система жизнеобеспечения, установленная в кабине корабля-спутника, полностью обеспечивала нормальную жизнедеятельность животных. Давление, температура и влажность воздуха в кабине корабля обеспечивались системами жизнедеятельности в пределах установленной нормы. Периодически проводилась очистка воздуха. Автоматы кормления обеспечивали пищей и водой Белку и Стрелку два раза в сутки, в рамках эксперимента по возможности приёма пищи в невесомости. Регистрацию физиологических функций в течение всего полета обеспечивал специально разработанный комплект медицинской исследовательской аппаратуры. Установка для регенерации воздуха содержала специальное регенерационное вещество, которое поглощало углекислоту и водяной пар и выделяло при этом необходимое количество кислорода. Запас регенерационного вещества обеспечивал потребности животных в кислороде в течение продолжительного времени.
Наблюдение за состоянием и поведением собак впервые велось с помощью телевизионной системы. Видеоинформация, передававшаяся с борта корабля во время прохождения корабля-спутника в зоне действия наземных приемных пунктов, регистрировалась на киноплёнку. В дальнейшем при просмотре этой пленки можно было определить, как вело себя животное в определённый момент и какие физиологические изменения в этот период происходили. Кроме того, информация, накопленная во время нахождения корабля вне зоны видимости наземных служб, передавалась на Землю позднее. В полете в космос регистрировались частота пульса, дыхания, артериальное давление (в сонных артериях), электрокардиограммы, фонокардиограммы (тоны сердца), двигательная активность животных и температура тела.
Координация движения животных изучалась с помощью телевидения и контактно-реостатных датчиков, воспринимавших движения животных и передававших о них по телеметрии. Медицинская информация с борта корабля-спутника передавалась на наземные радиотелеметрические системы. Врачи-физиологи обрабатывали полученные данные и специальным кодом передавали их в центр управления полетом. Информация обрабатывалась с помощью ЭВМ. После стресса, вызванного взлетом, Белка и Стрелка вели себя спокойно, вначале даже немного вяло. Несмотря на перегрузки и вибрацию вначале, собаки с аппетитом ели свою специализированную пищу. Состояние невесомости не оказывало существенного воздействия на систему кровообращения. Температура тел собак не изменялась в течение всего полета. Однако после четвертого витка вокруг Земли Белка почему-то стала крайне беспокойна, пыталась вырваться из привязных ремней и лаяла. Ее стало тошнить. Несмотря на это, послеполётные анализы не выявили у Белки особых отклонений от нормы. Через несколько часов после старта выяснилось, что на корабле отказал датчик инфракрасной вертикали, поэтому для предпосадочной ориентации была использована резервная солнечная система.
20 августа 1960 года в 13:32 на 18 витке с Земли была дана команда на запуск цикла спуска. Была включена тормозная двигательная установка, и корабль сошел с орбиты. Через некоторое время спускаемый аппарат успешно приземлился в заданном районе (треугольник Орск-Кустанай-Амангельды) в 10 км от расчетной точки. Программа была выполнена полностью. По первому визуальному осмотру, когда специалисты прибыли на место приземления, было видно, что Белка и Стрелка чувствуют себя удовлетворительно. Иногда во время тренировок в центре подготовки бывало, что собаки выглядели хуже.
За время своего полета Белка и Стрелка преодолели расстояние в 700 тысяч км. Эксперимент суточного орбитального полета Белки и Стрелки на втором космическом корабле-спутнике являлся существенным вкладом в изучение и освоение космического пространства. Объем проведенных исследований и характер решаемых при этом задач позволили сделать выводы о возможности человека совершить орбитальный полет вокруг Земли. Во время полета Белки и Стрелки и, согласно результатам, полученным после него, учеными были получены уникальные научные данные о влиянии факторов космического полета на физиологические, биохимические, генетические и цитологические системы животных (в том числе и млекопитающих) и растений.
У Белки и Стрелки после орбитального полета биохимические исследования показали, что суточный полет вызвал у них реакцию типа «стресс», но на Земле эти отклонения быстро возвратились к исходным значениям. Было сделано заключение о временности данной реакции во время полета. Заметных изменений в обмене веществ также не было обнаружено. Ученых насторожили некоторые особенности физиологического состояния собаки Белки, которая после четвертого витка стала крайне беспокойной, билась и пыталась освободиться от элементов крепления. Собака лаяла, было отчетливо видно, что она плохо себя чувствует, хотя ее попутчица Стрелка весь полёт провела спокойно. Никаких отклонений в проведённых послеполётных анализах у собак не наблюдалось. Были сделаны выводы, что необходимо осторожно подходить к вопросам планирования предстоящего полета человека в космос. На основании этого было принято решение ограничить полет первого человека в космос минимальным количеством витков. Так что Белка фактически предопределила одновитковый полет первого космонавта Юрия Алексеевича Гагарина.
После того как данный эксперимент показал, что возможен безопасный спуск с орбиты, была создана специальная поисково-спасательная служба. В ее состав также входили и научные сотрудники, готовившие Белку и Стрелку к полету, и хорошо знавшие их индивидуальные особенности, чтобы на месте приземления оперативно и точно определить состояние собак.
