Что же это такое — невесомость?
Мы привыкли к собственной тяжести. Привыкли к тому, что все окружающие нас предметы имеют вес. Иного мы и не представляем. Не только наша с вами жизнь прошла в условиях весомости. Вся история жизни на Земле протекала в этих же условиях. Земное притяжение за миллионы лет ни разу не исчезало. Поэтому все организмы, живущие на нашей планете, уже давно приспособились к тому, чтобы выдерживать свой собственный вес.
Уже в самые давние времена в организме животных образовались кости, ставшие подпорками для их тела. Без костей животные под действием земного притяжения «расползлись» бы по земле, как мягкая медуза, вынутая из воды на берег.
Все наши мышцы приспособились за миллионы лет к тому, чтобы двигать наше тело, преодолевая притяжение Земли.
И внутри нашего тела всё приспособлено к условиям весомости. У сердца мощная мускулатура, рассчитанная на то, чтобы непрерывно перекачивать несколько килограммов крови. И если вниз, в ноги, она ещё течёт легко, то наверх, в голову, её надо подавать с силой. Все наши внутренние органы подвешены на прочных связках. Если бы их не было, внутренности «скатились» бы вниз, сбились там в кучу.
Из-за постоянной весомости у нас выработался специальный орган, вестибулярный аппарат, расположенный в глубине головы, за ухом. Он позволяет нам чувствовать, в какой стороне от нас Земля, где находится «верх» и где «низ».
Вестибулярный аппарат — это небольшие полости, заполненные жидкостью. В них лежат крохотные камушки. Когда человек стоит прямо на ногах, камушки лежат на дне полости. Если человек ляжет, камушки перекатятся и лягут на боковую стенку. Мозг человека это почувствует. И человек, даже с закрытыми глазами, сразу скажет, где низ.
Итак, в человеке всё приспособлено к условиям, в которых он живёт на поверхности планеты Земля. Но ведь во Вселенной могут быть и совсем иные условия. Тяжесть на разных планетах зависит от их размера. На маленькой Луне, например, тяжесть в шесть раз меньше, чем на Земле. На огромном Юпитере — в три раза больше.
Существуют в природе места и такие, где предметы вообще ничего не весят. Например, в космическом пространстве, где-нибудь вдали от планет, от Солнца, от звёзд. Ведь любое небесное тело сильно притягивает только вблизи. А если от него удаляться, оно притягивает всё слабее и слабее. Зная это, многие думают, что невесомость в космическом корабле наступает потому, что корабль удалился от Земли и её притяжение ослабло. Но это грубейшая ошибка. При удалении от Земли её притяжение ослабевает не так уж быстро. Мы же с вами летим на высоте всего каких-то трёхсот километров. По сравнению с огромной Землёй — высота ничтожная. И тем не менее невесомость у нас полная.
Поставьте на Земле башню высотой в те же триста километров. На её вершине не будет ни малейшей невесомости. И наоборот, невесомость может возникнуть даже под землёй, например, в шахте.
В чём же дело?
Дело в том, что есть две невесомости.
Потеря веса, которая возникает на большом расстоянии от небесных тел из-за ослабления притяжения, называется статической невесомостью. А состояние, в котором сейчас находимся мы во время полёта по орбите, — динамической невесомостью.
Проявляются они совершенно одинаково. Ощущения человека одни и те же. Но причины разные.
Космонавты в полётах имеют дело только с динамической невесомостью.
О ней мы и поговорим.
Выражение «динамическая невесомость» означает: «невесомость, возникающая при движении».
Мы чувствуем притяжение Земли только тогда, когда сопротивляемся ему. Только когда «отказываемся» падать. А как только мы «согласились» падать, ощущение тяжести мгновенно пропадает.
Представьте себе, что вы гуляете с собакой, держа её на ремешке. Собака куда-то устремилась, натянула ремешок. Вы чувствуете натяжение ремешка — «притяжение» собаки, — только пока сопротивляетесь. А если послушно побежите за собакой, ремешок провиснет и ощущение притяжения исчезнет.
Так получается и с притяжением Земли.
Летит самолёт. В кабине приготовились к затяжному прыжку два парашютиста. Земля тянет их вниз. А они пока сопротивляются. Упёрлись ногами в пол самолёта. Чувствуют притяжение Земли — подошвы их ног с силой прижаты к полу. Они ощущают свой вес. «Ремешок натянут».
Но вот они согласились следовать туда, куда тянет их Земля. Стали на край люка и повалились вниз. «Ремешок провис». Ощущение притяжения Земли сразу же пропало. Они стали невесомы.
Не верите? Тогда представьте себе такое продолжение этой истории.
Одновременно с парашютистами с самолёта сбросили большой пустой ящик. И вот летят рядом, с одной скоростью, кувыркаясь в воздухе, два человека, не раскрывшие парашютов, и пустой ящик.
Один человек протянул руку, схватился за летящий рядом ящик, открыл в нём дверцу и втянулся внутрь.
Теперь из двух человек один летит, кувыркаясь снаружи ящика, а другой летит, кувыркаясь внутри ящика.
У них будут совершенно разные ощущения.
Тот, который летит снаружи, видит и чувствует, что он стремительно летит вниз. В ушах у него свистит ветер. Вдали видна приближающаяся Земля. Мимо проносятся облака.
А тот, который летит внутри ящика, закрыл дверцу и начал, отталкиваясь от стенок, «плавать» по ящику. Ему кажется, что ящик спокойно стоит на Земле, а он, потеряв вес, плавает по воздуху, как рыба в аквариуме.
Строго говоря, разницы между обоими парашютистами нет никакой. Оба с одной и той же скоростью камнем летят к Земле. Но один сказал бы: «Я лечу», а другой: «Я плаваю на месте». Всё дело в том, что один ориентируется по Земле, а другой — по ящику, в котором летит.
Вот именно так и возникает состояние динамической невесомости в кабине космического корабля.
В первый момент может показаться непонятным вот что. Казалось бы, космический корабль летит параллельно Земле, как самолёт. А в горизонтально летящем самолёте никакой невесомости не бывает. Но мы уже знаем, что наш космический корабль-спутник непрерывно падает. Он гораздо больше похож на сброшенный с самолёта ящик, чем на самолёт.
Динамическая невесомость возникает иногда и на Земле. Невесомы, например, пловцы-ныряльщики, летящие в воду с вышки. Невесомы в течение нескольких секунд лыжники во время прыжка с трамплина. Невесомы падающие камнем вниз парашютисты, пока они не раскрыли парашюты. Для тренировок космонавтов секунд на тридцать — сорок создают невесомость в самолёте. Для этого лётчик делает «горку». Он разгоняет самолёт, круто взмывает наклонно вверх и выключает мотор. Самолёт начинает полёт по инерции, как брошенный рукой камень. Сперва немного поднимается, потом описывает дугу, заворачивая вниз. Пикирует к Земле. Всё это время самолёт, как говорят, находится в состоянии свободного падения. И всё это время в его кабине царит самая настоящая невесомость. Затем лётчик снова включает мотор и осторожно выводит самолёт из пикирования на нормальный горизонтальный полёт. При включении мотора невесомость, конечно, сразу исчезает.
5. ДОМ НА ОРБИТЕ
Итак, мы причалили к станции и состыковались с ней. Между нашим кораблём и станцией образовалась круглая «труба». Пока она занята стыковочными приспособлениями, штангой и воронкой, которые подобно плотным крышкам закрывают входы в трубу с обеих сторон. Проверив всё, космонавты открывают обе крышки, откидывают их в стороны и освобождают проход. Перебирая руками по стенкам трубы, мы «переплываем» на станцию.
Это целый вагон! Здесь светло и просторно. Стены круглые, как в салоне пассажирского самолёта. Пол плоский. Но ходить по нему не приходится. Он сделан, чтобы помещение имело привычный для глаз вид. И чтобы легче было ориентироваться, соображать, где что находится.
Сами посудите, как вы, например, скажете товарищу: «Захвати мой блокнот, я оставил его правее барометра». Для вас он был правее. А ваш товарищ подплывёт к этому месту вниз головой и для него это будет левее. Когда есть пол, всё ясно — извольте все плавать ногами к полу, если хотите понимать друг друга. И чтобы самим не запутаться, не заблудиться, не забыть, что находится позади, что впереди, что сверху, что снизу. Куда плыть обедать. Где спальня.
На стенах и потолке — круглые иллюминаторы. Всё свободное место на стенах занято аппаратурой и разными мудрёными приспособлениями. Всюду много поручней, чтобы было за что хвататься, когда плаваешь.
Помещений несколько. В одном космонавты спят, едят, занимаются физкультурой. В другом — ведут научную работу и управляют станцией. В третьем — санузел.
Как же здесь живут, в этом «доме на орбите»?
Конечно, весь здешний быт определяется невесомостью. Думаете, это удовольствие? Ошибаетесь. Только в первый момент забавно и приятно поплавать в воздухе. А потом начинаешь понимать, что от невесомости сплошные неудобства и неприятности.
Самое главное, что летают-то ведь не только люди. Летают все предметы.
Если дать им летать, получится кавардак. Представьте себе, что вокруг вас начали, кувыркаясь, плавать по воздуху блокноты и авторучки, туфли и куртки, полотенца и одеяла, куски хлеба и мяса. В первый момент, конечно, расхохочешься. А потом заплачешь. Во-первых, ничего не найдёшь на своём месте. Всё улетело. А куда? Плыви, ищи. Во-вторых, все вещи, плавая, будут натыкаться на вас. То карандаш попал в рот. То простыня накрыла с головой. То сухарик влетел за воротник.
Но это всё ещё не так страшно. Куда страшнее, например, обыкновенные хлебные крошки. Мы не боимся их, потому что у нас на Земле они спокойно лежат на столе и ждут, когда их смахнут в мусорное ведро. А тут они, если дать им разлететься по комнате, начнут плавать перед глазами, щекотать шею, путаться в волосах. И, что хуже всего, при вдохе попадать в горло. Вы будете непрерывно давиться ими, кашлять.
Американские космонавты, летавшие на Луну, рассказывали, какое было мучение, когда у них однажды порвалась обивка стены кабины и оттуда стала вылезать вата, заложенная для тепла. Эта вата крохотными кусочками разлетелась по кабине, залезая в глаза, в рот, в нос. Люди охотились за этими ватными мухами, размахивая мокрыми полотенцами.
Вообще мусор в невесомости — страшная вещь. Хуже пчёл и москитов: не хочет лежать! Летает! Мешает! Пылесос тут — самый лучший друг. Только с его помощью космонавты и спасаются от всей этой «мошкары».
Здесь всё надо закреплять. Заметьте, на всех столиках, креслах, даже просто на стенах есть самые различные зажимы, резинки, петли, скобки. Во время работы космонавт закрепляет блокнот. Карандаш у него на шнурке, привязан к руке. Космонавт и сам себя пристёгивает, когда работает. Ведь нужно, чтобы руки были свободны. А если некогда пристегнуться, держится за поручни ногами, локтями, плечом.
Космонавт Николаев говорил, что ноги у него в космосе стали уже не ногами, а двумя хвостами, которыми он размахивал, как рыба, цеплялся, как обезьяна. А космонавт Севастьянов плавал по кабине без ботинок и потом обнаружил, что у него до дыр протёрлись носки. Так старательно он работал пальцами ног, цепляясь за всё, что можно, чтобы не занимать руки.
Ну конечно, когда космонавту надо работать долго на одном месте, он пристёгивается особыми крючками с защёлками, которые имеются у него на поясе. Или даже притягивается ремнями, как на самолёте.
Кстати, плавать по кабине тоже не просто. Будешь грести руками, как в воде, — не поможет. Воздух всё же не вода, он жиденький. Поэтому надо летать от стенки к стенке. Надо научиться рассчитывать силу толчка, когда отправляешься в полёт. Слабо оттолкнёшься — не долетишь, зависнешь в середине и будешь размахивать руками, тянуться, барахтаться, пока медленно не подплывёшь к какой-нибудь стенке и не ухватишься за поручень. А если переборщишь и оттолкнёшься слишком сильно, то так стукнешься о противоположную стенку, что покажется, будто упал с потолка на пол. Не удивляйтесь. Невесомость — потеря веса, но не потеря «массивности». Если, плывя навстречу друг другу, вы стукнетесь лбами, то шишки будут не меньше, чем на Земле. Да, кстати, и любой предмет, лихо кувыркающийся в свободном полёте по кабине, может очень больно стукнуть — если наткнётся на вас или вы на него.
Спать в невесомости приходится в мешках, прикреплённых к лежанкам. Иначе во сне уплывёшь нечаянно в другую комнату. Спать можно, конечно, в любом положении. Хоть стоя, хоть вниз головой. Ощущение будет одинаковое, голова не затечёт.
Космонавт Волков писал в своём дневнике: «Жора спит в мешке, руки высунул, и они как-то странно торчат вверх. Всплыли».
Но самая большая проблема здесь — это еда. Конечно, об обычных тарелках и стаканах и речи быть не может. Тарелку, впрочем, закрепить на столе можно. Но как закрепить на тарелке суп? Или даже котлету? Улетают!
Кстати, супы, напитки и вообще жидкости держать открытыми здесь вообще нельзя. Вот, например, вода в бутылке. Она не стекла на дно бутылки, как ей положено. Она расползлась по стенкам ровным слоем. А воздушный пузырёк собрался в шарик в серединке. Если бутылку открыть и чуть тряхнуть, вода вылезет наружу. Не выльется, а именно «вылезет» странными, блестящими шариками. И они отправятся летать по комнате. Как мыльные пузыри. Но мыльный пузырь коснётся лица — не страшно, он лопнет — и останется лишь чуть влажное пятнышко. А эти водяные шарики не пустые внутри, а сплошные. Шарик величиной с апельсинчик залезет за шиворот — считайте, что вам вылили туда полстакана воды. Надо переодеваться.
Вода здесь хранится только в закрытых ёмкостях, например, в резиновых мешках с трубочкой. Открывайте краник и сосите, как из соски. А умываться можно, только вытираясь влажными салфетками. Зубы лучше чистить особой, съедобной зубной пастой.
Вся жидкая пища — супы, кофе, соки — здесь хранится в «тубиках», из которых космонавты просто «сосут» её, выдавливают в рот.
Твёрдая пища разделена ещё на Земле на маленькие кусочки, завёрнутые в целлофан. Мясные блюда приготовлены с соусом, застывающим, как студень. Хлеб нарезан, чтобы каждый кусочек брать сразу в рот, не откусывая. Чтобы не было крошек.
Несмотря на все эти трудности, меню космонавтов всё же очень разнообразное. У них в холодильниках хранятся и бифштексы, и куры, и разные паштеты, и даже вобла. Конечно, очищенная. Много всяких кондитерских изделий. Много фруктовых соков и молочных продуктов. У космонавтов есть электропечка, в которой они разогревают свой обед, прежде чем его распаковать.
После еды они немедленно и очень старательно собирают отходы, бумажки, коробочки, пустые тубы, салфетки и прячут их в специальные контейнеры. Тут уж это не просто аккуратность, а средство самозащиты. Сами понимаете, что будет, если мусор разлетится по комнатам.
Вообще невесомость оказалась далеко не безобидной.
Человеческий организм, попав в условия невесомости, начинает перестраиваться. Человек худеет. Ноги его от бездействия слабеют. Да и не только ноги. Всё тело становится дряблым, как при долгом лежании в постели. Кости становятся хрупкими. Ещё бы. Они здесь не испытывают нагрузки. Мышцы работают мало. А от бездействия все органы слабеют. На Земле человек, пролежавший в постели несколько месяцев, и то заново учится ходить.
Наши космонавты Николаев и Севастьянов после восемнадцати дней пребывания в невесомости, вернувшись на Землю, вообще первое время не могли встать на ноги. Они у них подкашивались, как ватные. Отвыкли от тяжести.
Чтобы уменьшить вредное изнеживающее действие невесомости, учёные придумали разные средства. Во-первых, они рекомендуют космонавтам побольше заниматься в космосе физкультурой. В основном, с эспандерами. Во-вторых, они придумали для них особые нагрузочные костюмы «пингвин». В эти плотно облегающие костюмы вшиты резинки, стягивающие тело в клубочек. Чтобы в таком костюме держаться прямо, приходится всё время слегка напрягать мышцы. А это как раз и нужно, чтобы они не слабели.
Делают на орбитальных станциях и «бегущую дорожку». Это прочная широкая лента, соединённая концами в кольцо. На полу установлены ролики. Лента надета на них, и когда электромотор вращает ролики, лента движется. Космонавт встаёт на неё ногами. Чтобы не уплыть, пристёгивается эластичными тяжами. Они заменяют космонавту его вес, тянут за пояс и за плечи вниз к полу, прижимают к «дорожке». Она под космонавтом бежит назад. А он по ней бежит вперёд. Получается бег на месте, как бывает, когда вы на эскалаторе метро пытаетесь бежать навстречу его движению. На «бегущей дорожке» можно не сходя с места пробежать хоть пять километров.
Нужно сказать, что не все легко переносят невесомость, особенно в первый момент. Многим кажется, что их подвесили вниз головой. У некоторых наступает лёгкая тошнота. Первые день — два космонавты обычно привыкают к невесомости. А потом почти все чувствуют себя хорошо.
Итак, с бытом дома на орбите мы познакомились. Теперь поплывём к иллюминаторам и посмотрим, что там видно.