一、动物航天的意义
在浩瀚的太空中，除航天员外，还有远远超出航天员数目的各种动物曾经或正在太空中飞行着。人们为什么花费很大的代价把动物送上太空呢?因为动物航天具有如下重要的意义：
1.检验飞船系统的可靠性
载人航天的最终目的是将人送上天，使人能在太空环境中很好地生活和工作。为了达到这一目的，首要的任务是研制能够适合人生存的航天器。但在从未实现载人轨道飞行之前，无论是设计人员还是航天医学专家对航天器的人-机系统能否经受航天过程中多种特殊环境的考验心中无数。因此，在将人送上天之前，可以利用动物对飞船系统进行一系列的测试和鉴定性飞行。
前苏联和美国在将人送上天之前，都进行过多次动物飞行实验，每次动物飞行实验不仅对飞船的环境控制、生命保障和救生系统等进行了验证，而且能为提出更完善的实验设计奠定基础。例如，前苏联在“卫星”2号飞船飞行后不到4个月，于1960年12月1日又发射了“卫星”3号飞船。此飞船在返回地面时，由于自动稳定系统出现故障，致使飞船和动物在大气层中烧毁。此后，在改进飞船自动稳定系统的基础上，发射了载有动物的“卫星”4号飞船和“卫星”5号飞船，都取得了成功，然后前苏联才决定发射载有航天员加加林的“东方”1号载人飞船，从而开创了人类进入太空飞行的新纪元。
2.在载人航天中起着“先驱”作用
太空是个十分特殊的环境，尤其失重是地球上的人从未生活过的环境。载人航天前，科学家对在这种环境下人能否生存和工作有着不同的看法。一些医学专家认为，太空环境可能会影响人体的各个生理系统，甚至危害人的生命安全，因此必须首先进行动物航天实验，在确定对动物体无明显影响的情况下，才能进行载人航天。前苏联和美国在载人航天之前都进行了多次各种动物的太空飞行，记录了飞行中动物的四大生理指标(心率、血压、心电和呼吸)，在确保动物可以很好生存的情况下，才进行了载人航天。实现载人航天后，尽管动物航天“先驱”的重要作用有所降低，但在实现下一步的载人航天任务之前，例如重返月球、长期太空飞行与星际航行，动物航天仍然起着“先驱”的重要作用。
3.有助于深入地开展航天医学研究
动物和人体实验证明，航天可以引起各生理系统的明显改变，但很多关于这些变化的潜在危害性、变化机理和有效防护措施等深入的医学研究不能在人体中进行。例如，为了探讨某些变化机理，必须从分子、细胞和组织水平上了解航天对人生理系统的影响，在实验方法上需要采用插管、埋藏电极、取活体组织器官等方法，这些损伤性的实验方法不能在人体中进行，必须用动物进行实验。同时，由于参加航天飞行的航天员人数有限，而且他们在飞行中任务繁忙，不可能进行很多的医学实验;又由于航天飞行中对人体的实验条件很难控制，一些因素(例如心理活动、实验前状态、采用的对抗措施等)也会影响实验结果，因此目前对人在太空环境，尤其是失重状态下的一些生理变化规律尚未完全掌握，对生理系统变化机理的探讨也仅是刚刚开始。为了深入地开展航天医学研究，借助航天中的动物实验是必不可少的。
二、动物航天的历程
前苏联/俄罗斯和美国在载人航天的不同阶段进行了不同的动物实验。这些动物实验为载人航天提供了科学依据，为载人航天的成功作出了很大贡献。动物航天的历程大体上可分为载人航天前的准备阶段、登月前的准备阶段和国际生物医学计划实施阶段。
1.载人航天前的准备阶段(1948～1961年)
(1)动物航天实验的目的
前苏联和美国在20世纪40年代末就开始了动物航天实验。这些实验的目的是：
1.探查陌生的空间环境，观察空间辐射和微重力等因素对动物的影响，并查明这些因素是否会引起动物损伤性的变化，以推断将人送上天是否有危险，以及如何防护这些危险。
2.检验载人飞船的发射过程，并对飞船的一些重要系统进行空间实验，确定飞船系统的效能和可靠性，以保证载人航天的顺利进行。
(2)动物航天实验的方式
在载人航天前的准备阶段，动物航天实验的方式主要是生物火箭实验和生物卫星实验。
1.生物火箭实验
从20世纪4O年代末到50年代的10多年中，前苏联和美国用火箭将猴、狗和其他动物发射上天，在接近航天的条件下进行了生物医学研究，目的是了解近似轨道飞行的环境因素对动物的影响。
美国在1948～1952年发射了8枚生物火箭，飞行的动物是7只麻醉的猴和14只清醒的小鼠，火箭飞行高度为58～134公里。实验记录了飞行中猴的心率、呼吸和血压，并拍摄了小鼠的行为。这些实验不仅可以了解整个飞行中动物的状态，对载人航天器的设计和改进也提供了科学数据。例如，1948年将一只猴发射到62公里的高空，可惜的是在返回时由于降落伞系统失火，动物受冲击而死亡。1951年9月，将11只小鼠和1只猴发射到71公里的高空，由于使用了改进的降落伞回收系统，小鼠都活着顺利回到地面，而猴仍在冲击着陆后死亡。1952年5月发射的两只猴因生命保障系统得到改进而成功地返回地面。1958年，美国利用火箭进行了3次载小鼠的亚轨道飞行实验，飞行高度为224公里，目的是研究动物在20～30分钟失重时间内的生理反应。通过遥测心电说明，小鼠可以耐受整个飞行过程。1958～1959年，美国利用“丘比特”火箭进行了3次载动物飞行，目的是观察未麻醉的猴在飞行过程中的意识和确定保障生命活动的基本条件。虽然其中的两次飞行没有回收到动物，但采集的遥测资料为以后的载人航天飞行提供了参考数据。
与美国相比，前苏联的空间动物实验处于领先地位，这些实验也为前苏联载人航天的首次发射成功起到了重要的保障作用。在1949年以前，前苏联就用A-3和A-4系列地理火箭将狗送入空间。
1949～1952年，前苏联进行了密闭舱生物火箭探测，发射了6枚火箭，飞行高度为110公里，有9只狗参加实验，其中3只参加了两次飞行，目的是检测动物密闭舱的生保系统和回收系统，并了解动物高空飞行时的生理功能和行为状态。飞行结果证明，采用再生气体的密闭舱可以保证2只狗飞行3小时，飞行综合因素没有引起动物行为和生理功能的明显改变。
1953～1956年，前苏联发射了9枚火箭，飞行高度为110公里，12只狗参加实验，记录了狗在飞行中的四大生理指标(呼吸、心率、血压和体温)，目的是研究穿密闭服的动物在非密闭舱内的生理反应以及在不同高度弹射回收动物的安全性。飞行结果证明，在非密闭舱中穿着密闭服的动物，在79～86公里高度以565～728米/秒的速度和在39～46公里高度以1020～1150米/秒的速度弹射回收是可行的;在完全和部分失重的情况下，动物的脉搏、呼吸和血压无明显异常。
1955～1960年，前苏联发射了11枚火箭，飞行高度为212～450公里，14只狗参加实验，部分动物飞行了2～3次。目的是探测更高高度的飞行对动物的影响，研究有关设备与防护措施在保证动物安全中的作用。飞行结果证明，失重对狗的生理功能影响不大，在整个飞行期间密闭舱提供了维持动物生命的可靠条件;在再入阶段，由于引导伞释放前振动和翻滚产生的多项加速度对狗有严重影响，回收后即刻发现部分狗的肛门、鼻和眼巩膜有出血现象。此结果对载人航天器的发射和返回技术提出了更高的要求。
我国在1964～1966年成功地发射了T7A-S1和T7A-S2生物探空火箭，将狗、大白鼠和小白鼠等动物垂直发射到70～80公里高空，用于研究火箭发射过程中的主动段、失重段和返回段环境对动物机体的影响。
通过生物火箭实验达到了以下目的：
获取了火箭在飞行过程中的一些动力学因素(如超重、失重、噪声和振动冲击)对动物生理功能影响的实验资料;
初步了解了高空大气的物理性质和宇宙辐射的强度;
初步解决了密闭舱弹射、回收和安全救生的方法;
研究了密闭舱生命保障系统和防护装置;
发展了生物遥测技术。
2.生物卫星实验
首次生物卫星实验是前苏联于1957年11月3日发射第2颗人造地球卫星时进行的。星上携带了一只名叫“莱伊卡”的狗，这也是第一次在轨道上进行的长时间生物医学研究。这次生物卫星实验研究了空间综合因素对高等动物的影响，并考验了从1956年开始研制的生保系统和生理遥测系统等飞行装置的效能。因这颗人造地球卫星不能返回地面，“莱伊卡”在消耗完卫星上的氧气后死亡。但此次飞行说明高等动物可以耐受发射和轨道的飞行环境，特别是能在失重环境下生活。1960～1961年，前苏联利用可返回地面的卫星式飞船进行了生物研究，先后发射了5艘卫星式飞船，除第1艘外，其他的飞船上都载有动物(狗、大鼠、小鼠、豚鼠、蛙和果蝇等)。在卫星式飞船飞行期间，利用遥测技术记录了狗的四项生理指标，并用舱内的电视摄像机记录了动物的反应和行为。
美国在载人航天前的准备阶段也进行了生物卫星实验，主要以猴和黑猩猩作为实验对象。最后，美国还在“水星”飞船上进行了载人前的生物飞行实验。1961年1月31日，一只叫做“哈姆”的黑猩猩在“水星”飞船的座舱内完成了16分32秒的亚轨道飞行实验。3个月后，航天员谢泼德完成了首次载人亚轨道飞行。同年11月，另一只叫做“埃罗斯”的黑猩猩也乘“水星”飞船上天，完成了3圈轨道飞行。1962年2月20日，美国航天员格伦完成了首次载人轨道飞行。
与火箭相比，生物卫星飞行的时间更长，而且具有较长时间的失重环境，因此可以获得更多的实验资料。通过在生物卫星上的动物实验，使人们进一步消除了人上天前的一系列疑虑，排除了空间因素对人体有重大危害的
