Вот тогда я начал понимать, что такое полет в космос!
Но сдаваться я не привык и дал себе слово, что преодолею все и в космос полечу.
Стиснул зубы – и пошел вперед…
Были люди, которые поддерживали меня. Мои коллеги в РКК «Энергия», космонавты и инструкторы в Центре подготовки космонавтов.
Требования к кандидатам со времени первой моей попытки несколько изменились, и я со своей близорукостью проходил по нормам для космонавта-исследователя. Когда я успешно прошел главную медицинскую комиссию, ко мне подошел врач, уже после того, как официально объявили «допущен к спецтренировкам», и спросил: «У вас родители живы?» Отвечаю, мол, отца уже нет, а мама жива. Он сказал тогда: «Сегодня вы должны купить большой букет роз и подарить своей маме. То, что мы вам без натяжек и оговорок или закрывая на что-то глаза, дали разрешение на спецтренировки, – это только генетика». Я возвращался в Москву довольно поздно на электричке. Было около полуночи. Подошел к какой-то бабушке, у нее оставались розы, забрал их все сразу, она отдала их почти даром, тоже домой хотела. Приезжаю, захожу в квартиру, темно, мама легла уже спать. Тихонечко прохожу в ее комнату, а она проснулась от того, что я вошел, увидела меня с букетом и спрашивает, по какому поводу цветы. А я не решился сказать правду. Говорю: «Разве я не могу просто так подарить своей маме цветы?» «Можешь, конечно, – отвечает она, – но тут какая-то причина все-таки есть». Я не решился ей сказать, что прошел отбор в космонавты. И только позже, когда информация попала в прессу, мама прочитала и узнала, в чем было дело.
Но не только гены помогли.
У меня есть любимое озеро в горах, в Киргизии – Сары-Челек. Много лет подряд со своим другом Джурой Дехкановым я уезжал на это озеро в отпуск. Мы ставили палатку, брали лодку, ловили рыбу, много плавали, поднимались выше в горы, ходили в походы через перевалы – и своими ногами, и на лошадях. Вряд ли мы могли проводить в этом заповеднике столь длительное время, если бы не лесник, на чьей подконтрольной территории находилось озеро.
Расположенное в субальпийском поясе заповедника плато – памятник древней геологической катастрофы. Естественная плотина площадью около 15 кв. км, подпирающая озеро Сары-Челек (старое название Тускаул ата), сформировалась в результате обвала двух хребтов. Завал в северо-западной части Чаткальского хребта (Западный Тянь-Шань) перекрыл реку, образовав озеро, которое оказалось в зоне контакта пород палеозойского возраста. Озеро проточное, питается речкой, ключами и тающим снегом, глубина – 240 м. Место очень красивое. Обрывы, выветренные скалы выглядят словно развалины древних крепостных стен. Над горной грядой возвышается вершина Мустор (4200 м над уровнем моря), покрытая вечными снегами и ледниками. Эти места своей сложной геологической историей и разнообразными климатическими условиями представляют исключительную научную ценность.
Когда летим над Тянь-Шанем, даже если я занят, ищу взглядом Сары-Челек. Вот уже почти 20 лет мы с моим другом Джурой проводим отпуск на этом озере высоко в горах и как раз в августе.
Случайно обнаружил указание на Сары-Челек в бортдокументации по научным экспериментам. Наверное, потому что непосредственно перед озером соприкасаются два древних разлома. Авторучкой рядом с названием была поставлена галочка. Удивительно, значит, кто-то из космонавтов уже наблюдал озеро, когда я был там.
Сегодня в бинокль показалось, что увидел расходящийся след от катера. Он там всего один – это Жакшыбек!.. Поразительно, если это действительно так, если я не ошибся. Конечно, невозможно разглядеть человека из космоса, но угадать…
Саша Серебров как-то сказал:
– Иссык-Куль сделал меня космонавтом.
Он имел в виду здоровье, которое прибавлялось во время тренировочных сборов на Иссык-Куле.
Наверное, я имею право то же самое сказать о Сары-Челеке. Ежегодное общение с природой, с горами. Отсюда я всегда возвращался полный сил. И здесь принимал самые важные решения.
Ночью, когда костер угасал, я лежал на спине, смотрел в черное звездное небо и думал: «Я буду там!» Впрочем, об этом я уже рассказывал в начале книги. А когда я летал, обнаружил старую бортдокументацию по бортовым экспериментам, с которой работала одна из предыдущих экспедиций. В ней я нашел указания по наблюдению за… озером Сары-Челек как зоной контакта нескольких цивилизаций. Вот какие удивительные совпадения случаются!
И наконец, еще одна причина того, что я смог дойти до космоса. Когда мне было 10 лет, я совершил свой первый мужской поступок: принял серьезное решение, которое (теперь это очевидно) повлияло на мою жизнь. Я сказал родителям, что хочу от них уехать к дедушке с бабушкой в деревню! Они очень удивились, но, посоветовавшись, согласились. Дедушка с бабушкой были учителями. Мне очень нравилось в деревне, а в городе – нет. И меня отвезли в Вербилки, о которых читатель уже знает. Рос на реке, в лесу, все время на свежем воздухе, велосипед, лыжи, коньки. Молоко парное, еда настоящая, свежая, свойская. Вербилки – место довольно известное: там Франц Гарднер в середине XVIII в. основал фарфоровое производство. В 1892 г. фабрику купил М. С. Кузнецов. «Гарднеровский» и «кузнецовский фарфор» все знают. С пятого по восьмой класс включительно я учился и рос в Вербилках. Потом родители сказали, что скоро в институт поступать, все-таки в Москве подготовка лучше – возвращайся. И я вернулся. Но в Вербилки езжу до сих пор, друзья у меня там. Так что космонавтом в плане здоровья меня сделали не только гены и не только горы и озеро, но и простая деревенская жизнь, родные Вербилки.
Помню, как за несколько месяцев до полета мы с друзьями собрались в вербилковском лесу на берегу реки Дубны. В какой-то момент зашел спор, надо ли мне лететь в космос. Большинство были против: на Земле много работы, ты тут нужен, и без тебя есть кому летать… Решили проголосовать. «За» оказалось всего два голоса. Мамин брат, Юрий Николаевич Градов сказал: «Поддерживаю, потому что знаю – все равно его не пустят!» И моя 15-летняя дочка Саша. Она аргументировала абсолютно по-детски, как и я бы это сделал в школе: «Пусть летит, ведь это так интересно!» Про опасности она тогда не думала и о страхах тоже. Интересно – и все!
Андрей Баскаков, мой друг, голосовавший «против», мне позже рассказывал: приехал он в Вербилки электричкой из Москвы, идет домой и встречает нашего одноклассника. Выпившего. Поглядел одноклассник на Андрея, и хотя тот никак его не укорял, но, видимо, прочиталось что-то в его взгляде, вдруг сказал: «А что? Там сейчас Юрка летит!..» И показал рукой на небо…
И этим людям, которых я перечислил по именам, и бабушке с дедушкой, и Сары-Челеку, и Вербилкам я тоже должен сказать: «Спасибо!..»
Космос
Дорога в другой мир
Автобусы с экипажами прибывают на стартовый комплекс и останавливаются примерно в 100 м от ракеты. Первый экипаж выходит из автобуса, и каждого космонавта под руки (поскольку спасательные скафандры изготавливают не для прогулок, а для космонавта, сидящего с согнутыми ногами и подтянутыми к подбородку коленями) ведут к ракете. Как правило, роль сопровождающих берут на себя начальники и врачи. Но возможны и иные варианты. Например, когда космонавт А. А. Волков провожал в полет своего сына Сергея, отцу, конечно, уступили право довести его до ракеты. В это время главный эпидемиолог бегает вокруг и протестующе машет руками. Он безуспешно пытается оградить экипаж от посторонних, ибо сейчас весь строжайший обсервационный режим летит в тартарары. Уже невозможно уберечь космонавтов от желающих дотронуться рукой до человека, который вот-вот окажется в космосе. Вообще к ракете посторонних не допускают, но все равно образуется небольшая толпа из начальства и стартовой команды.
Экипаж взбирается на несколько первых ступенек трапа, поворачивается лицом к провожающим, машет им руками – их фотографируют крайний раз перед полетом. Фотографируют все: у кого есть – фотоаппаратом, остальные телефонами. Еще несколько ступенек, и космонавты на первой площадке. Они немного отходят в сторону и благодарят за работу боевой расчет (так по военной еще традиции называют стартовиков). Еще несколько фотографий, и – в лифт. Дальше все происходит очень быстро. Отключают и забирают вентиляционную установку, космонавты снимают сапоги, которые до корабля предохраняли скафандр от повреждений и загрязнения. И – посадка в корабль. Первым идет бортинженер-1 в левое кресло, вторым – бортинженер-2 или космонавт-исследователь (или участник космического полета – турист) – в правое кресло, и только потом командир – в центральное кресло. Как правило, это не занимает много времени, но бывают и казусы.
Один космонавт, слишком плотный в жизни, а еще более в скафандре, не проходил в люк спускаемого аппарата, а лететь надо обязательно – дело-то политическое. Сопровождающий (он за свою жизнь десятки экипажей в корабль посадил) говорит ему:
– Закрой гермошлем.
– Зачем?
– Закрой, говорю!..
Космонавт закрывает гермошлем, и сопровождающий с размаху садится ему на голову. Тот мгновенно проскакивает вниз, в спускаемый аппарат, и слышит:
– Прошел? Ну, сиди. Обратно вытащить тебя уже не смогу.
Другой космонавт, садясь в корабле на свое место, не смог «заправить» (согнуть и подтянуть к подбородку) ноги. Ю. Г. Шаргин, тогда еще не космонавт, а военпред на «Энергии», минут двадцать, обливаясь потом, пытался помочь ему, но безуспешно. Он спустился вниз и обратился к А. А. Леонову:
– Алексей Архипович, у нас проблемы.
– Какие еще проблемы?
– Не вмещается бортинженер.
– Как не вмещается? – Леонов отправился наверх.
Минут через двадцать возвращается довольный:
– Ну вот, а ты говоришь – не вмещается!..
– Как вам удалось?
– Да, чего там… Сказал, что сейчас экипаж заменю. И ноги мгновенно стали на место.
Этот эпизод показывает, что космонавт в скафандре должен сидеть в своем ложементе как влитой. С этим техническим устройством связана примета: если для космонавта отливают ложемент – значит ему скоро в полет.
Чтобы помочь космонавту безопасно перенести перегрузки при старте в космос, а потом и встречу с родной планетой, используют амортизационное кресло. Оно состоит из ложемента, амортизатора, грузов для балансировки кресла, привязных ремней, кабелей для ведения радиосвязи и передачи медицинских данных о состоянии космонавта. А держит все это металлический каркас. Кресло имеет два положения: при одном амортизатор взведен, то есть готов к работе, второе положение – невзведенное, амортизатор заблокирован. Невзведенное положение кресла предназначено для длительных перегрузок при выведении космического корабля на орбиту. В этом положении космонавту удобно работать с пультом управления кораблем. Взведенное положение необходимо, чтобы помочь космонавту перенести короткие ударные нагрузки при приземлении. Как это происходит, мы еще расскажем. Общая конструкция кресла универсальна за исключением одного элемента – ложемента.
Что такое ложемент? Обычно в чемоданчике для инструментов находятся отвертка, стамеска, молоток, напильник – каждый инструмент лежит в своем углублении точно по его форме, и перепутать их места не получится – в чужое гнездо инструмент не ляжет, а из своего не выпадет. Или в подарочной коробочке удобно уложена хрупкая чашка, чтобы не выскочила, не ударилась и не разбилась. Такое ложе – углубление, имеющее форму уложенного в него предмета, – называется ложементом.
Такой ложемент делают и для космонавта. Он нужен для равномерного распределения нагрузок по поверхности тела, для того чтобы обезопасить его при ударе о землю во время приземления. Поэтому ложемент должен быть выполнен точно по фигуре космонавта. То есть он индивидуален – для каждого космонавта свой, и поменяться ложементами нельзя.
Изготавливается ложемент по очень простой технологии. Сначала человека одевают в нижнее белье – майку с длинными рукавами и кальсоны – и укладывают в жидкий гипс. Затвердевая, гипс делается твердым, словно камень. После того как гипс застынет, человека из него вынимают, остается форма его тела от затылка до ягодиц. В этой гипсовой форме отливают металлическую «ванночку», в которой потом космонавт в скафандре будет лежать на спине в космическом корабле. Эту «ванночку» вручную подгоняют под тело космонавта, убирают мешающие выступы, шлифуют. Затем примеряют ее на космонавта в скафандре, в том числе и наддутом. Вот эта «ванночка» и есть ложемент космонавта. Он снабжен прочными ремнями, которыми космонавт накрепко затягивает себя, чтобы перегрузка не сместила его тело и не повредила. Поскольку ложемент сделан точно по фигуре, а ремнями космонавт крепко притянут к креслу, тело в нем не двигается при встрясках и ударе СА о землю. Это оберегает человека от ушибов и переломов костей.
Итак, за два с половиной часа до старта экипаж занял свои ложементы в космическом корабле, затянул ремни и начал предстартовую подготовку, проверяет связь и герметичность скафандров. Эта проверка занимает не так уж много времени – примерно полчаса. А потом начинается ожидание. Все, что надо было сделать, космонавты сделали. Теперь от них уже ничего не зависит. Они просто ждут, понимая, что сейчас под ними две сотни тонн горючего и скоро раздастся команда «Зажигание». Страшновато? Поэтому инструктор экипажа с командного пункта беседует с космонавтами, занимая их важными и не очень важными вопросами, стараясь успокоить, унять их естественное волнение. Иногда по просьбе космонавтов им включают музыку. Первым это попросил сделать Юрий Гагарин, с тех пор традицию соблюдают.
В это время на Земле всех лишних отправляют со стартовой площадки. В автобусе первого экипажа накрывают стол. В нем остается совсем немного людей. Генеральный конструктор и некоторые его замы, руководитель стартовой команды, начальник ЦПК или его зам. Случайных людей нет, впускают в этот круг редко и с разбором. Полтора часа под редкую рюмку идет разговор: вспоминают прошлое и ушедших, говорят об экипаже, задумываются о будущем. Это своеобразное таинство пилотируемой космонавтики, его мало кто видел, еще меньше тех, кто в нем участвовал.
Наконец взводится система аварийного спасения, автобус уезжает на наблюдательную площадку (члены Государственной комиссии и другие провожающие уехали туда сразу после того, как автобусы с космонавтами отправились к старту), откуда виден весь стартовый комплекс с расстояния несколько километров. Кто-то из автобуса спускается в бункер, а Игорь Владимирович Бармин, который много лет после своего отца возглавлял КБ общего машиностроения, строящего стартовые позиции, а затем назначенный Главным конструктором наземной космической инфраструктуры Роскосмоса, отходит к небольшому домику в 120 м от ракеты. Это, безусловно, нарушение всех инструкций по безопасности, но только там можно по-настоящему понять, что такое космический старт: пространство раскалывается от рева двигателей и тебе в лицо летят мелкие камушки, но это камушки Байконура!
Объявляется 15-минутная готовность, то есть команда «Ключ на старт» раздастся через четверть часа. Затем проходят сообщения о 10-минутной, 5-минутной готовности. Наконец объявляется минутная готовность, после чего и раздается команда «Ключ на старт!». Ею запускается автоматика предстартовых операций. Оператор поворачивает ключ, и от ракеты отходит заправочная мачта. Мы уже говорили, что ракета на старте находится в подвешенном состоянии. По бокам ее удерживают железные «руки», которые должны быть очень крепкими, ведь стартовая масса ракеты – 313 тонн.
Дальнейшее можно проследить по секундам.
Команда «Протяжка-1», и включается на запись система измерений ракеты.
Через 10 секунд – команда «Продувка», то есть продувка камер двигателей.
Через 50 секунд – команда «Протяжка-2», и включается на запись система измерений корабля.
Через 10 секунд – по команде «Ключ на дренаж» происходит закрытие дренажных клапанов на баках ракеты-носителя.
Через 50 секунд – команда «Наддув», и газы наддува подаются в баки ракеты.
Через 40 секунд – команда «Земля-борт», и происходит отвод кабель-мачты.
Через 25 секунд – команда «Пуск», и запускаются двигатели; секунд пятнадцать они набирают тягу, и вот уже могут удерживать вес ракеты. Тогда железные «руки» – опорные фермы – откидываются в наклонное положение, и боковые крепления автоматически отпускают ракету в полет. Она чуть-чуть покачается, будто выбирая курс, и устремляется в небо. Этот момент называется «Контакт подъема».
Запуск космической ракеты, несущей на себе корабль, всегда очень яркое и волнующее событие. Особенно если корабль пилотируемый! Этого момента ждут и те, кто участвует в подготовке к полету, и, конечно, экипаж, который отправляется в путь. Специалисты и гости сейчас смотрят на этот старт со смотровой площадки, находящейся в нескольких километрах. Но и другие работники космодрома, все местные жители хорошо видят это незабываемое зрелище даже издалека. Ракета оторвалась от стартовой позиции. Из двигателей рвутся потоки пламени, а земля начинает дрожать, как при землетрясении. Грохот слышен далеко. Ракета набирает скорость и устремляется все дальше в небо. Несколько секунд – и космонавты уже высоко в небе. Хорошо, если нет облачности, иначе ракета быстро скрывается из глаз. Хорошо, когда синее небо. Бывают и ночные пуски – особенно красивые: ракета превращается в яркую вспышку на фоне звезд, а когда исчезает, в небе остается необыкновенного цвета след ее стремительного пути.
На высоте 49 км (это две минуты полета), полностью отработав свое, отделяется первая ступень ракеты, то есть четыре боковых блока («боковушки», как иногда ласково называют их). Через 47 секунд после этого раскрываются две створки головного обтекателя и отбрасываются специальными пружинными толкателями. Головной обтекатель нужен для того, чтобы защитить датчики, антенны и солнечные батареи корабля, которые раскроются уже на орбите. Кроме того, головной обтекатель защищает отсеки корабля от механических нагрузок и нагрева, а также обеспечивает аэродинамическую устойчивость головного блока при уводе его системой аварийного спасения. На высоте 167 км (без малого пять минут полета) отделяется вторая ступень. Наконец на высоте около 200 км выключается третья ступень.
Во время выведения на орбиту члены экипажа испытывают три волны перегрузок – по количеству ступеней у ракеты-носителя. Благодаря тренировкам на центрифуге космонавты умеют хорошо их переносить. Они научились «дышать» животом. Во время дыхания наши плечи поднимаются, так как легкие наполняются кислородом. В момент наступления перегрузок грудную клетку сдавливает так сильно, что дышать привычным способом уже не получается, поэтому космонавтов учат дышать при помощи живота, это особенно важно при спуске, когда перегрузки побольше. Каждая перегрузка длится недолго, но даже для тренированного организма заметна.
Всего 526 секунд, чуть меньше 9 минут, требуется ракете, чтобы вывести космический корабль на околоземную орбиту. Но теперь ему надо избавиться от ненужной последней ступени ракеты. Поэтому по автоматической команде, которая называется «контакт отделения», специальные пружинные толкатели отбрасывают ее через четыре секунды после того, как корабль оказывается на орбите. Отделившись, третья ступень тормозится и уводится в сторону от космического корабля, теперь же она, кувыркаясь, не заденет и не повредит его. Этот последний этап, поэтому он и называется «контактом отделения». Все вместе участки полета с момента «контакта подъема» до «контакта отделения» называются выведением на орбиту или просто выведением.
Когда космический корабль выходит на орбиту, наступает невесомость. Космонавты узнают об этом при помощи «индикатора невесомости» – маленькой мягкой игрушки, выполняющей скорее функцию талисмана, нежели физического прибора. Она подвешивается на резиночке к пульту космонавта. Такие игрушки-амулеты есть у каждого экипажа – это тоже традиция. На выведении перегрузки действуют на игрушку так же, как и на космонавтов. Но космонавты лежат в своих ложементах и к тому же затянуты привязными ремнями. А игрушка просто висит на своей резинке. Под действием перегрузок резинка растягивается, потому что игрушку тянет в сторону, противоположную движению ракеты. Как только наступает невесомость, игрушка начинает свободно парить в воздухе, а резиночка принимает самые причудливые очертания. «Значит, наступила невесомость», – понимают космонавты.
Станция – живая. И предметы в ней оживают. Индикатор невесомости – небольшая мягкая игрушка на резиночке. На Земле она неподвижно лежит на столе. А здесь она плавает рядом с тобой, поворачивается, и возникает ощущение, что она слушает, что она – живая.
Впрочем, момент наступления невесомости трудно пропустить и без таких нештатных приспособлений. Внешнее восприятие невесомости для космонавта – пинок в зад, который последует через четыре секунды после того, как «индикатор невесомости» окажется в свободном плавании. Это толкатель отбросил корабль от третьей ступени ракеты после выведения на орбиту, а отдача пришлась как раз на ту часть корпуса корабля, за которой расположены ложементы космонавтов. А внутреннее восприятие космонавта аналогично хорошо знакомому нам по урокам физкультуры в первом классе школы кувырку вперед или назад на мате.
Выведение на орбиту выполнено, и космонавты поздравляют друг друга. У них наступает короткая эйфория: свершилось – мы в космосе!
Встреча на орбите
Встреча космических кораблей на орбите – одна из основных операций, выполняемых при полетах в космос. Она необходима для сборки и обслуживания орбитальных комплексов (смена экипажей, доставка припасов, дозаправка топливом и т. д.), для спасения экипажа в аварийных ситуациях, для ремонта космических объектов, таких как телескоп «Хаббл», например. Операция встречи возможна во многих практических ситуациях, и в каждом случае есть свои особенности. Так, причаливание космического корабля к орбитальной станции должно осуществляться со скоростью сближения, близкой к нулевой, чтобы удар при соприкосновении двух объектов большой массы не вызвал существенных деформаций конструкции, а перегрузки, возникающие при контакте объектов, не превышали допустимой величины. Для спасения экипажа станции в случае аварийной ситуации необходимо осуществить встречу корабля-спасателя с ней за возможно короткое время. При встрече в нормальных условиях (смена экипажа, снабжение станции) требование ко времени сближения не имеет столь существенного значения и на первый план выступает требование экономичности.
Наиболее экономичен (встреча происходит при минимальном расходе топлива) вариант выведения корабля в плоскость орбиты станции, но зато он требует запуска обоих объектов с одной и той же точки и исключительно точного, до секунд, выдерживания времени старта. Земля вращается (см. рис.), и потому периодичность пролета космической станции на стартовой установкой космодрома меняется в зависимости от высоты орбиты (см. таблицу).
Выведение осуществляется либо с прямым выходом корабля на орбиту станции, либо он предварительно выводится на промежуточную орбиту, называемую орбитой ожидания (дежурной орбитой), с последующим переходом на орбиту станции. В качестве промежуточной орбиты выбирается либо круговая, располагающаяся по соображениям экономичности ниже орбиты станции, либо эллиптическая орбита, апогей которой касается орбиты станции. Для построения орбиты ожидания с требуемыми параметрами необходимо выполнить ряд коррекций. Разница в периодах обращения объектов позволяет выбрать момент начала сближения при наиболее выгодном взаимном положении. На малых расстояниях начинается этап причаливания, который завершается стыковкой.
Раньше стыковку старались проводить через сутки после старта, но потом обнаружили, что именно в это время у космонавта наступает пик расстройства вестибулярного аппарата – даже если это расстройство проявляется в слабой форме, все равно координация некоторое время оставляет желать лучшего. Поэтому решили дать возможность экипажу некоторое время адаптироваться к невесомости и стыковку проводить через двое суток. Хотя адаптация вестибулярного аппарата в это время еще продолжается, космонавты лучше готовы к проведению ответственной операции. К настоящему времени автоматическая стыковка отработана в достаточной степени, и на нее идут почти сразу после выведения; таким образом, космонавты прибывают на станцию всего через несколько часов после старта. Тем не менее двухсуточная схема сближения и стыковки остается резервной. Иногда ее используют как основную, например, при испытаниях новой модификации космического корабля.
Стыковка, то есть «встреча», космических аппаратов на орбите когда-то была настоящим чудом. Если говорить простым языком, стыковка – это присоединение двух или нескольких космических аппаратов герметично друг к другу, включая электрические и гидравлические разъемы, и объединение их объемов путем открытия люков. Чтобы осуществить стыковку на орбите, нужно сначала приблизиться к космическому аппарату, с которым необходимо стыковаться. А для этого требуется владение космической навигацией и системой сближения, которая помогала бы двум космическим кораблям найти друг друга в космосе.
Первая автоматическая стыковка на орбите была выполнена космическими аппаратами «Космос-186» и «Космос-188» 30 октября 1967 г. Правда, полной стыковки тогда не получилось – корабли выполнили лишь жесткий механический захват, но и это было уже большим достижением.
Первая успешная стыковка пилотируемых космических кораблей состоялась 16 января 1969 г. Это были корабли «Союз-4» и «Союз-5», в составе экипажей которых входили: В. А. Шаталов, Б. В. Волынов, А. С. Елисеев и Е. В. Хрунов. При этом Хрунов и Елисеев осуществили переход из корабля в корабль через открытый космос. Так фактически была создана на короткое время (4,5 часа) первая в мире космическая станция.
Без стыковки не обходится ни один современный полет в космос. Разработанная в СССР система стыковки оказалась настолько хороша, что американцы установили ее и на своих космических кораблях – шаттлах, и на модулях космической станции.
Благодаря стыковке корабль доставляет на станцию космонавтов, запасы еды, контейнеры с топливом и многое другое. Без стыковки не обойтись при подготовке к межпланетным полетам, когда идет сборка космических кораблей на орбите, заправка их топливом и доставка экипажа.
Готовятся к стыковке заранее. В ЦУПе планируется точное время старта корабля, высота и другие параметры орбиты станции, с которой предстоит совершить стыковку. После выведения корабля на орбиту, он, как машина, которая перестраивается из одной полосы в другую, выходит на орбиту ожидания. ЦУП вводит в память бортового компьютера корабля информацию о параметрах двух орбит: корабля и станции. При помощи этой информации компьютер определяет путь, по которому корабль будет приближаться к станции, – он называется траекторией сближения.
Космонавты в корабле надевают спасательные скафандры, потому что вероятны нештатные ситуации, в результате которых произойдет разгерметизация или потребуется срочный спуск.
Система управления корабля начинает автоматическое сближение. Алгоритмы бортового компьютера «Союза» самостоятельно рассчитывают необходимые импульсы для выполнения процесса сближения по оптимальным траекториям и для их осуществления выдают необходимые команды в бортовые системы. Начинается дальний участок сближения. Теперь надо успешно провести космический корабль по выбранной траектории. Это делает система управления сближением. Космонавты контролируют информацию о параметрах сближения, отображаемую на пульте.
Чтобы избежать возможного столкновения со станцией на конечном этапе, сближение осуществляется в так называемую «вынесенную точку». Вероятно, опасно прямо с проспекта на скорости зарулить в ворота гаража? Лучше заехать на площадку перед ним («вынесенная точка»), а потом аккуратно поставить машину в гараж. Так и в космосе: корабль ведут к пустому, не занятому, участку пространства примерно в километре от станции.
На расстоянии менее 200 км радиотехническая система сближения обнаруживает и захватывает «цель». Теперь сближение можно производить более точно, и на дальности 20 км вынесенную точку приближают к станции – на расстояние 750 м. Когда расстояние от корабля до станции станет меньше 8 км, бортовой компьютер переносит и вынесенную точку – теперь она находится на расстоянии всего 300 м.
Корабль оказался на ближнем участке сближения. Теперь осуществляется облет станции – экипаж корабля подбирается к выбранному стыковочному узлу. При этом есть опасность повредить оборудование, находящееся на станции: с одной стороны – солнечные батареи, с другой – антенны и прочие приборы. Кораблю надо приблизиться так, чтобы ничего не задеть. Поэтому желательно делать это на свету и в зонах радиовидимости ЦУПа и наземных измерительных пунктов. Чтобы светотеневая обстановка благоприятствовала космонавтам при стыковке, стараются к сеансу радиосвязи вывести корабль в окрестность станции на дальность около километра.
За 100–200 м корабль зависает напротив стыковочного узла, то есть его скорость относительно станции равна нулю. И вот наконец он начинает медленно-медленно приближаться к станции – 2 м/с, чтобы не врезаться или не пролететь мимо нее. Если возникает опасность столкновения, происходит автоматический увод корабля от станции.
Желательно осуществить стыковку с первого раза. Выполнить вторую попытку будет гораздо сложнее. Причаливание осуществляется аккуратно, экипаж как бы подкрадывается к цели. Чтобы стыковочный механизм сработал нормально, необходимо расположить корабль и станцию на одной линии, совсем как ключ от двери перед тем, как вставить его в замочную скважину. Конечно, при этом неминуемо будут возникать боковые смещения и отклонения от оси. Как следствие – после сцепки два космических аппарата начинают немного колебаться один относительно другого. Однако эти колебания быстро прекращаются, как говорят, успокаиваются. Чтобы упростить этот процесс, сгладить колебания, предусмотрены амортизаторы.
Обычно стыковка осуществляется в автоматическом режиме. Приборы и системы, установленные на корабле, действуют по определенной программе, заложенной еще на Земле. Однако бывают случаи, когда командиру экипажа рекомендуется принять управление на себя (или он сам делает это) и осуществить стыковку вручную, а это куда сложнее, чем продеть нитку в иголку. Для ручной стыковки командир использует специальную мишень, расположенную на причале станции. В процессе сближения экипаж осуществляет визуальный контроль стыковки по стыковочной мишени, которая подсвечивается Солнцем или фарой корабля. Наконец следует доклад: «Есть касание!»
«Причал», «причаливание» – термины из словаря моряков. Ничего удивительного – ведь и название «корабль» пришло из морского дела. Да, и в космосе, и в морском порту есть «причал». Однако на космической станции он не такой, как на морском берегу. Прибывшее судно достаточно принайтовить канатами или тросами к чугунному кнехту на причале, и экипаж может по трапу легко покинуть борт. В космосе все сложнее. Причаливший космический корабль надо накрепко зафиксировать, плотно присоединить корабль к станции, проверить герметичность перехода и только потом переходить в космическую станцию. Для этого придумали удобную систему стыковки с внутренним переходом. Она состоит из двух частей. Одна установлена на крышке переходного люка бытового отсека космического корабля, а ее автоматика размещена в «серванте» бытового отсека. На другом космическом объекте, например, станции, которая ожидает прилетающий корабль, находится вторая часть стыковочного устройства. Все операции по стыковке выполняются механизмами корабля, а механизмы станции находятся в ожидании.
Стыковочный механизм корабля представляет собой довольно сложное устройство со штырем, точнее, штангой, которая может втягиваться в стыковочный механизм и выдвигаться.
Главная деталь ответной части, находящейся на станции, – приемный конус с гнездом, в которое должен попасть штырь. Сразу точно попасть в гнездо трудновато. Поэтому для облегчения дела перед гнездом расположен металлический конус. Наливая воду из чайника в бутылку, легко промахнуться мимо узкого горлышка, но если вставить в бутылку воронку (а она обычно делается в форме конуса), то струя воды, ударив в стенку воронки, затем неминуемо попадет в горлышко. Так и в стыковочном устройстве: достаточно попасть штырем в конус, и форма воронки сама загонит штырь в гнездо.
Мы не случайно только что сказали, что струя воды ударяет в стенку воронки. Так и для двух космических кораблей любая стыковка начинается с удара. Существует целая наука, называемая «теория удара», без которой разработать систему стыковки в космосе невозможно. Чтобы сделать удар как можно слабее, надо уменьшить скорость сближения. Соударение штыря и конуса начинается с касания. В этот момент относительная скорость корабля и станции очень мала – обычно около 10 см/с, но не более 35 см/с. Касание и есть первый момент стыковки.
Главное сделано – попали! На конце штанги находится головка вроде кулачка. На головке сделаны четыре защелки, которые зацепляются в гнезде. Как будто кулачок раскрылся и пальцы зацепились за гнездо. После того как взаимные колебания успокоятся, штанга начинает втягиваться, и обе сцепившиеся части стыковочного устройства все плотнее и плотнее прижимаются друг к другу. Это одна из сложных операций, которую надо выполнить. Если ее проделать аккуратно, то стык окажется герметичным благодаря механизму его герметизации, который располагается на стыковочном шпангоуте (еще один морской термин!): он сделан в виде металлического кольца. Такое же кольцо находится и стыковочном механизме станции. На каждом шпангоуте по восемь замков. После стягивания замки шпангоутов защелкиваются. Объединяются электрические цепи и другие коммуникации корабля и станции.
Специальные резиновые уплотнения не дадут воздуху выходить из корабля и станции. Но герметичность стыка надо проверить с помощью датчиков, эта тщательная процедура продолжается около двух часов. И когда космонавты убедятся, что воздух не вырвется наружу, можно открыть внутренние люки и спокойно перейти через внутренний тоннель с корабля на станцию. Процесс проверки герметичности стыка долгий, занимает около двух часов. Поэтому журналистам, коллегам и родным космонавтов, иностранным гостям, руководителям космической отрасли и другим важным персонам, которые в ЦУПе внимательно следят за информацией на больших экранах, придется запастись терпением. Но вот наконец один из наиболее ответственных этапов полета успешно завершен.
А когда космический корабль уходит от станции, направляясь обратно на Землю, все проделывается в обратном порядке: люки закрываются, замки открываются, штанга выдвигается, штырь и гнездо расцепляются, пружинные толкатели отталкивают корабль от станции, космические аппараты расстыковываются.
Космонавт Владимир Ляхов оставил на станции «Мир» в назидание следующему экипажу короткую записку: «Все будет не так». Действительно, в космосе очень многое не так, как на Земле, и первое, что вносит непохожесть, – невесомость.
Невесомость
Для Юрия Гагарина переход к невесомости прошел легко. Но уже второй космонавт, Герман Титов, добавил к впечатлениям Гагарина новые ощущения: «Примерно с четвертого витка самочувствие несколько ухудшилось. Возникла тяжесть в голове и неприятные ощущения при движении глазами. Несколько позднее появились неприятные ощущения при резких движениях головой, а также при наблюдении в иллюминатор за быстро движущейся поверхностью Земли и облаками. Явления эти ослабевают, если закрыть глаза или ограничить движения». Это показала себя космическая болезнь движения – нарушение функций вестибулярного аппарата в условиях невесомости. Сопровождается она (в разной степени, в зависимости от природных качеств организма и тренированности) тошнотой, иногда рвотой, спазмами в желудке, головокружением, потливостью и другими неприятными реакциями. Из-за перераспределения крови в организме в невесомости космическая болезнь движения переносится тяжелее своего земного аналога – «морской болезни». А кровь приливает к голове настолько явно, что лица краснеют и становятся одутловатыми.
Космонавтов тренировали, они летали «на невесомость», испытывали ее кратковременно на самолетных горках, в параболических полетах, но никто не может сказать с уверенностью, как примет космонавта настоящая невесомость. Это покажет только космический полет. Даже некоторые известные опытные космонавты, выполнившие по нескольку полетов, каждый раз тяжело переносят встречу с невесомостью. Период адаптации длится от 10 дней до двух недель. Потом все нормализуется. А бывает, человек с первого раза легко переносит невесомость и быстро адаптируется. Вот сейчас в корабле по-настоящему и выяснится, приняла ли человека невесомость. Это в основном зависит от того, какие гены он унаследовал от предков.
Чтобы ослабить космическую болезнь движения, надо реже менять положение тела, не вертеть головой, прислониться затылком к твердой поверхности. Если тошнит, закрыть глаза. Поменьше есть, а лучше всего – поспать. Поспать надо обязательно, как бы ни тянуло глядеть в иллюминатор на удивительные, непривычные виды Земли. Сон – лучшее средство против космической болезни движения.
В корабле слишком мало места, чтобы космонавты могли ощутить приятные стороны невесомости. Пока они только привыкали к ней, а некоторые могли испытать признаки болезни движения. Переход из корабля на станцию космонавт воспринимает как резкое расширение пространства чуть ли не до безграничных размеров. Станция кажется огромной, хотя на самом деле там теснота. Станцию можно сравнить с железнодорожным вагоном, в котором вы оказались, подъехав к нему на легковой машине. В первые секунды в условиях невесомости такое увеличение объема может даже вызвать неприятные ощущения. Но затем космонавт начинает осваивать невесомость, как ребенок учится ходить.
Пожалуй, невесомость – самая романтичная сторона космонавтики (для тех, кто смотрит на нее со стороны). Когда по телевизору показывают орбитальную станцию и экипаж, видно, как космонавты «плавают» внутри космического дома, перелетают из отсека в отсек, отталкиваясь от стенок. Но это не значит, что гравитационное притяжение исчезло. На космической станции, летающей на высоте 350 км, ускорение свободного падения всего лишь на 10 % меньше, чем на поверхности Земли, и составляет 8,8 м/с². На орбите притяжение Земли складывается со скоростью полета станции, это приводит к тому, что любое тело беспрерывно падает, но никак не может упасть. И получается, что веса нет. А значит, корабли, орбитальные комплексы, спутники, вся аппаратура и предметы, расположенные в них, и, конечно, люди перестают что-либо весить. Научно говоря, весомость становится равной нулю.
Невесомость можно назвать свободой от всяких сил. Но за всякую свободу приходится платить. Эта плата – космическая болезнь движения, о которой мы уже говорили. Частично свободу от силы тяжести можно ощутить в бассейне. Если лечь на воду и закрыть глаза, можно представить себя парящим в невесомости. Кстати, именно в бассейне космонавты привыкают к силе тяжести после невесомости.
Исчезновение силы притяжения в первые дни создавало ощущение некоторой внутренней неустойчивости, а затем – большей свободы. «Центр устойчивости», который был где-то вне, переместился внутрь моего «Я».
У человека есть совершенно удивительный «прибор», с помощью сигналов которого о весомости мозг управляет мышцами и конечностями тела, то есть координацией движений. Этот «прибор» – вестибулярный аппарат. В то время, когда мы идем по улице, вертя головой, он дает сигналы для ходьбы, и мы даже не задумываемся об этом. Более сложный случай – гимнаст, исполняющий свою программу на брусьях либо на перекладине. Вестибулярный аппарат легко справляется и с этим. Отолитовые шарики в полукружных каналах внутреннего уха, которые на Земле мягко скатываются к самой нижней точке, подсказывая организму, где низ. На участке выведения на орбиту космонавт чувствует «сверхвесомость», то есть перегрузку. А вот когда он оказался на орбите, вестибулярный аппарат попадает в совершенно непривычные для него условия: в невесомости отолитовые шарики начинают плавать, беспорядочно стукаясь в стенки каналов, показывая, что низ то тут, то там. Вестибулярный аппарат начинает возмущаться, что выражается в тошноте, но и тут он привыкает, настраивается и продолжает надежно служить человеку. Однако на адаптацию требуется время. Она у всех проходит по-разному. У кого-то очень быстро, кому-то она не нужна, а кто-то тратит на нее пару недель. К жизни и работе в космосе нужно привыкнуть.
Еще в 1911 г. (за полвека до полета Юрия Гагарина) К. Э. Циолковский писал о том, что в условиях космического пространства человек будет иначе смотреть на окружающие вещи, по-другому двигаться, ощущать время и пространство.
Когда Ньютон, глядя на падающее яблоко, открыл закон всемирного тяготения, он думал и о яблоке, и о Земле, и о других неодушевленных телах. Даже в задачах, где одним из тел был человек, он для ученого считался всего лишь «падающим объектом», таким же, как остальные. Ньютоновская механика не занимается внутренним состоянием свободно падающего космонавта. А это состояние как раз и описывается понятием «невесомость», которая не только необычна для человека, но и неестественна. И вот уже космонавт перестает быть просто механическим объектом ньютоновской механики, но становится и сложным организмом, реагирующим на исчезновение весомости как весьма приятными, так и малоприятными ощущениями.
На Земле благодаря гравитации мы знаем, что такое вертикаль. Но вот изменился всего один параметр: не чувствует больше организм выделенного направления к центру Земли, которое заставляет нас ходить вертикально, лежать горизонтально и присаживаться, когда устаешь. Наступила невесомость, и ты оказался в ином мире, жить и работать в котором нужно по-другому. А для этого необходимо вырабатывать в себе абсолютно новые навыки. Эти навыки на Земле не могли понадобиться, значит, нужно заново учиться передвигаться, есть, пить, спать, работать по-другому. Даже думать начинаешь по-другому. Когда ты оказываешься в другом мире, иногда привычные для тебя алгоритмы, которые выработаны жизнью на Земле, отказывают. Поэтому мысль уже просто вынуждена двигаться какими-то иными путями.
Сердце не знает, что ему, качая кровь, больше не надо преодолевать силу тяжести, и работает, как на Земле. И нагнетает кровь в верхнюю половину тела, в основном в голову. Это тоже неприятно: голова тяжелеет. (Кстати, по возвращении на Землю начинается противоположный процесс – кровь отливает от головы, можешь упасть в обморок.) К хорошему быстро привыкаешь. Мышцы уже не напрягаются, как Земле, и начинают атрофироваться. Сердечная мышца тоже. Поэтому спортивные тренажеры обязательны.
Другой реакцией оказывается нарушение координации движений. Любое наше действие контролирует мозг. Именно мозг дает сигнал ногам при ходьбе, он управляет нашими мышцами, ему подчиняется все тело. Для каждого движения существует свой сигнал, который и регулирует это движение, то есть заставляет наше тело двигаться именно так, как мы хотим. В первые дни полета координация движения у космонавта нарушается. Это сказывается прежде всего на мелких движениях, которые требуют больше усилий от мозга и меньших усилий от мышц. Чтобы осознать, как надо действовать, приходится пробовать и ошибаться. В космосе не нужно прикладывать много силы, и к этому надо привыкнуть.
Однажды на станции «Мир» проводили эксперимент, в котором участвовал цыпленок. Птенца выпустили «поплавать» по орбитальному комплексу и наблюдали за тем, как он себя поведет. Малыш начал забавно кувыркаться в воздухе, махать крылышками, перебирать лапками и от этого постоянно крутился. Если человека, который только что оказался на космической станции, взять за пояс и оставить посреди модуля, чтобы он не мог дотянуться ни до одной панели, он будет барахтаться точно так же. Но человек почти мгновенно находит самый подходящий способ передвижения по станции – перелеты от одной точки, где можно зафиксироваться, к другой. Такие перелеты требуют формирования некоторого навыка, который приходит с опытом. Отталкиваться нужно кончиками пальцев и очень легко. Сильный толчок дает большую скорость перемещения и требует дополнительных усилий для остановки (хорошо еще, если не получишь травму, ударившись о твердый предмет или фрагмент конструкции). Но при слишком слабом отталкивании космонавт может не достигнуть точки назначения и зависнуть в большом объеме, где не от чего оттолкнуться.
В условиях невесомости, когда понятия «верх» и «низ» теряют смысл, чтобы помочь космонавту чувствовать себя как в привычной среде, панели внутри модуля выполняются в разных, но стандартных для Земли цветах – «потолок» белый, «пол» коричневый, «стены» зеленоватые. Светильники расположены на «потолке», реже – на боковых панелях и никогда на «полу». Психологически это облегчает привыкание к новому миру, но в реальности космонавты двигаются и работают, принимая самые необычные позы, не из желания покрасоваться друг перед другом или запечатлеть себя на видео на память (хотя это тоже бывает), а в поисках удобных для работы положений в безопорном пространстве, притом что аппаратура, компьютеры, научные приборы закреплены как на боковых панелях, так и на «полу». Часто оказывается, что космонавт все время видит привычную обстановку под разными и необычными углами зрения, и требуется несколько секунд, чтобы мозг правильно сориентировался. Такого явления в земной жизни нет, поскольку возможности необычных поз ограничены гравитацией. Чтобы уменьшить дискомфорт от переключения «картинок» обстановки, космонавты предпочитают перелетать от точки к точке, из модуля в модуль лицом к «полу».
Иногда невесомость обманывает человека, словно играет с ним. Мы привыкли жить в мире, где все зависит от притяжения. Подбрось вверх любой предмет, он обязательно упадет на землю. Мы точно знаем: там, где небо, – там верх, а где земля – низ. И наше тело обычно расположено таким образом, что ноги внизу, а голова вверху. Но даже если встать с ног на голову, все равно можно точно определить, где низ, где верх. А вот в условиях невесомости могут возникать разные иллюзии, привыкнуть к которым удается не сразу.
Один из самых распространенных сюрпризов – человек видит вещи перевернутыми «вверх ногами». Однажды из-за такой иллюзии не удалась стыковка.
В 1968 г. была поставлена задача состыковать два корабля «Союз». Один из них летел в беспилотном варианте, другой пилотировал космонавт. Система автоматического сближения вывела пилотируемый корабль на расстояние 200 м до беспилотного. В этот момент космонавту показалось неправильным положение космических аппаратов по отношению друг к другу. У него возникла иллюзия, будто он оказался вниз головой, и космонавт попытался перевернуть свой корабль. Это было следствием невесомости. Автоматика вновь и вновь включала двигатели, чтобы вернуть корабль в правильное положение, а космонавт верил себе, а не приборам. В результате топливо было израсходовано почти полностью. По указанию Земли дальнейшие попытки стыковки были прекращены, и оба корабля возвратились на Землю.
Жизнь в космосе
Особенность жизни на борту космической станции состоит в том, что исчезает привычное не только для обычной жизни, но даже для периода подготовки разделение на рабочее время суток и период отдыха. Быт на борту космической станции настолько перемешан с работой, что рассказывать о них отдельно было бы невозможно.
Что такое быт в нашем земном понимании? Приготовить пищу, убрать квартиру, починить кран, пообедать, помириться с домочадцами после вчерашнего срыва из-за неприятностей на работе, лечь вовремя спать, чтобы не проспать завтра подъем на работу…
Что такое работа на Земле? Оказаться вовремя на рабочем месте, включить компьютер или необходимые приборы и установки, не попадаться на глаза начальству («всякая кривая короче прямой, которая проходит мимо начальника»), не злоупотреблять перекурами, вместе со звонком отправиться в столовую («война войной, а обед по расписанию…»), в оставшиеся от обеденного перерыва 20 минут сгонять пару блиц-партий в шахматы, еще через два часа попить чайку, в конце дня выключить компьютер и все остальное («уходя, гасите свет»), по дороге домой забежать в магазин… Впрочем, здесь опять начинается быт.
В космосе все по-другому. Там все выглядит так, будто вы живете в мастерской, в цеху, в лаборатории, в которой работаете и общаетесь с теми, с кем рядом живете. Причем делаете несколько дел одновременно.
Как-то пришлось космонавту А. А. Сереброву снимать на станции маленький видеоролик – приветствие космическому конгрессу в России. Это сейчас из ЦУПа на борт в массовом порядке тексты поздравлений присылают, которые остается лишь начитать перед камерой, а тогда экипаж подошел к делу творчески. Требовалось как раз работу космонавта показать. И вот Серебров – в невесомости! – фиксируется, цепляясь правой ногой, левой что-то пилит, прикрепив к ноге ножовку, левой рукой держит у глаза какую-то подзорную трубу, одновременно записывая в блокнот правой рукой, а кроме того, элегантными круговыми движениями своей «пятой точки» с прикрепленной к ней салфеткой делает влажную уборку – протирает от пыли панели модуля. Шутка, конечно, но точно отражает особенность работы в космосе: все разное и часто приходится многое делать параллельно.
Многое отличает работу космонавта в космосе от того, чему он учился на Земле. Прежде всего, все предметы летают. Если их не зафиксировать, довольно быстро они исчезают. Правда, некоторые из них можно найти на вентиляторах, куда их обычно относит потоком воздуха, но находишь (если находишь) не сразу.
В безопорном пространстве любые, даже простейшие, действия требуют фиксации тела. Рукой держаться не рационально: руками делаешь важную работу, руки заняты другим. А фиксироваться нужно, иначе уплывешь. Значит, надо учиться фиксироваться иначе, например, большим пальцем ноги. Фактически ноги постепенно овладевают функциями рук. У стола и в других местах на «полу» есть скобы. Ступней цепляешься за такую скобу. Поэтому сверху больших пальцев возникают мозоли (а на ступне снизу кожа становится тонкая и нежная – ведь ходить не приходится).
Бортовые сутки космонавтов протекают по расписанию. Каждый вечер из ЦУПа приходит радиограмма по форме 24 с суточной программой полета индивидуально для каждого члена экипажа, где не по часам, а по минутам (!) расписано, что когда надо будет сделать ему завтра. Просчитано даже время, за которое они должны выполнить ту или иную задачу. Космонавт живет по чрезвычайно жесткому графику. Большая часть дня отводится на обслуживание систем станции, проведение научных экспериментов и спортивные тренировки. Космонавт обязан с вечера внимательно проработать программу, чтобы ясно представлять свои завтрашние действия; приготовить все необходимое; если что непонятно, проконсультироваться со специалистами в ЦУПе во время сеанса связи.
Наступает завтрашний день, и с чего он начинается? Не с того, чтобы почистить зубы, а с контроля основных параметров, прежде всего давления на станции (взгляни на мановакууметр) – нет ли утечки воздуха, разгерметизации? Это правило, которое неукоснительно выполняется каждым экипажем. Безопасность превыше всего, сначала убедись, что все в порядке, а потом приступай к другим делам. Что это – быт или работа? Это положено делать по инструкции, значит – работа. Но ведь герметичность станции – вопрос не только работоспособности служебных систем, это и вопрос жизни космонавтов. Некоторые системы на станции связаны с открытым космосом. Конечно, через клапаны, которые закрыты. Но случаются и утечки. Тогда их надо найти и устранить неисправность. Следовательно, речь идет и о быте, причем не в приниженном («быт заедает!..»), а в самом высоком смысле – если вопросами жизнеобеспечения занимаешься как следует – будешь жить.
Конечно, дальше надо будет умыться, побриться (подробнее об этом чуть позже) и, наконец, приступать к выполнению дневного рабочего плана. Строго соблюдать график очень сложно: иногда Земля не совсем точно учитывает фактор невесомости, то есть работы в условиях безопорного пространства; порой космонавту не хватает опыта, бывает, самочувствие не слишком хорошее или настроение испортилось, что называется, встал не с той ноги. На какие-то операции уходит больше времени, чем предполагалось, а работу надо сделать. Делаешь за счет личного времени вместо того, чтобы отдыхать. А пока работаешь, по ходу де́ла решаешь бытовые вопросы: то температура в модуле поднялась – выясни почему, может быть, надо изменить режим работы вентиляторов; то противопожарный датчик сработал – ведь реагирует они не на сам дым, а на изменение прозрачности воздуха, что бывает и из-за пыли; значит, сними нужную панель, отвинтив на ней винты, и берись за пылесос… Или, наоборот, обедаешь, и тут подходит сеанс связи. Начинаешь докладывать о работе, отвечать на вопросы специалистов. Пока суть да дело, обеденный перерыв закончился, а ты еще не поел. Заканчивай быстрее, и вновь за работу. Между прочим, на Земле твое рабочее время учитывают: сделал быстрее – молодец, перерасход же весь суммируют и по возвращении лишат премии, а то и вычтут из зарплаты.
Все перемешано в жизни космонавта на борту, а на Земле его к подобному образу жизни не готовили. Для этого понадобилось бы на годы отрывать его от семьи и создавать искусственно усложненные условия подготовки, что увеличило бы ее продолжительность и подорвало бы психологическое состояние космонавта. Но здесь он быстро вживается и врабатывается в новый ритм. Строго говоря, свободного времени не бывает, за исключением запланированных выходных дней. Но космонавты так привыкают к работе, что бездельничать целый день не могут, и начинают работать по собственной инициативе, например проводить научные эксперименты, числящиеся в программе работ.
Мы уже знаем, что первым делом космонавты по мановакууметру проверяют давление в станции, затем умываются, приводят себя в порядок и приступают к завтраку. Обычно члены экипажа завтракают вместе, но бывает, у каждого собственное расписание.
После еды пора приступать к работе: надо заниматься контролем систем станции. Перемещаемся в рабочую зону. По плану у космонавта могут оказаться и научные исследования, эксперименты, и текущий ремонт станции. Работают космонавты не менее 8 часов. Чтобы не снижалась работоспособность, они могут и отдохнуть немного. Сделать маленькую паузу и попить кофе, например.
В середине дня – обед, и хорошо, если расписание позволяет космонавтам опять собраться вместе – это положительно сказывается на общей атмосфере и взаимоотношениях членов экипажа.
Во время ужина экипаж смотрит видеофильмы, обсуждает проделанную работу и планы на завтра. Вечером у космонавта также есть около двух часов на отдых. В личное время космонавт может писать письма и дневники, читать книжки или любоваться Землей из иллюминатора. Но чаще всего личное время космонавты используют для работы, потому что не всегда все удается закончить в запланированное время.
Однако такой распорядок дня – не ежедневный. Это стандартный день космонавта. В субботу космонавтов стараются сильно не нагружать. Хотя космонавты признаются, что свободные дни не любят, потому что время тогда тянется медленно. Ведь развлечений в космосе не так много, а если ничего не делать, начинаешь скучать по дому, по родным.
Сегодня космонавт со станции может позвонить домой и друзьям или воспользоваться электронной почтой. Но ответы он будет получать только от тех, кого он предварительно занес в список своих корреспондентов. Такой фильтр необходим, чтобы члены экипажа не оказались завалены письмами и сообщениями.
Приведу выдержки из моей личной переписки с Геннадием Падалкой в юбилейном для меня 2009 г. А для Геннадия это был год, когда его, полковника, прямо во время подготовки к полету, увольняли из Вооруженных сил. По этому поводу я брал у Гены интервью, которое, по договоренности, должно быть опубликовано в «Новой газете» на следующий день после старта.
МАР 30, 2009 7:02
Гена, привет!
Послал тебе вчера фотографии с Байконура, но подтверждения не получил. Думаю, из-за того, что у тебя много работы. Поэтому посылаю тебе интервью без подтверждения связи. Докладываю. Сегодня в обзорах печати по телевидению и радио упоминали твое интервью, поэтому, когда я утром поехал в Звездный, мне пришлось заглянуть в три киоска, прежде чем удалось купить пару номеров. В 9 утра наши ребята в отряде уже читали твое интервью и говорили: «Все правильно сказал Гена…»Реакцию начальников пока не знаю. В приложениях – текст с сайта (чтобы удобнее было читать) и как это выглядит в газете – два файла в pdf (анонс на первой полосе и полный разворот в середине). Подтверди получение одним словом. Привет всем! ЮраПриложения – 1 файлДва других следующим письмом (из-за объема)
31 Мар 2009 05:06:15
Юра, все СУПЕР!!! Я очень доволен! Сегодня ознакомлю ребят. Спасибо тебе, ДРУГ!
March 30, 2009 7:07
Гена, здесь заключительное третье приложение – интервью. Подтверди. Счастливо! Юра
31 Мар 2009 05:10::35
Юра, я все получил. Нет времени даже позвонить, пока идет пересменка. Все «устаканится» после ухода ребят. До связи!
15 Апр 2009
Юра ты где? Не могу тебе дозвониться.[13]
May 09, 2009 4:46
Дорогой Гена! Поздравляю тебя с праздником – Днем Победы! Как ты там? Наверное, работы невпроворот. Ждешь старта 25 мая и прибытия второй части твоего экипажа? Получил ли ты мой отчет по Эвересту и фотографии? Твое интервью до сих пор ищут и передают в ксерокопиях среди широкого круга космических специалистов. Я заказал в ЦУПе 15 минут связи с тобой 30 или 31 мая. (Тогда я буду иметь право опубликовать что-то к 21 июня.) Потом тебе придется готовиться к выходу и т. д. Удачи тебе! Юра
10 Мая 2009 08:55:07
Юра, привет! С праздником тебя тоже. Я звонил тебе сегодня и на мобильный, и на домашний. Никто не ответил. Погода хорошая, наверное, где-нибудь отдыхаете. Работы много, ты прав. Даже на выходные включают в task list, так как официально планировать ничего нельзя, день отдыха. Отказывать неудобно, приходится делать. В основном все работы связаны с предстоящей миссией из шести человек. Ждем грузовик. Стыковка 12 мая. Все проходит спокойно, экипаж хороший. Ребята молодцы. Буду ждать встречи с тобой в ЦУПе. Гена
June 06, 2009 8:19
Дорогой Гена, стараюсь следить за ситуацией, держись, ты – молодец! Посылаю тебе мою вчерашнюю статью, чтобы ты был в курсе земных космических событий. Гена, 11 июня я улетаю из Москвы: хочу скрыться на юбилейный период и отметить день рождения на берегу Адриатического моря, в Черногории (посматривай на меня с орбиты, особенно когда будешь звонить). Привет Роме, Франку и всему большому экипажу. Обнимаю, ЮраP. S. Франку и Бобу передай, что фотографии с праздника я выслал их женам по e-mail в полном объеме, а Юле Романенко передал лично в Звездном.
07 Июн 2009 15:01:05
Юра, привет! Спасибо тебе огромное за статью и всю информацию, которую ты мне присылаешь. Благодаря тебе я в курсе всех событий. У нас все прекрасно. На удивление, вопреки всем опасениям и волнениям со стороны земли, полет проходит невозмутимо спокойно. Ребята «въехали» в станционную жизнь очень быстро. Экипаж радует. Никто специально не планировал и не подбирал нас. Все получилось само собой. Приятного, солнечного и теплого тебе отдыха. Буду звонить, споем тебе happy birthday.Обнимаю, Гена
20 Июн 2009 00:31:35
Дорогой Гена! Поздравляю тебя с днем рождения! Слова – все в газете, которую высылаю, но хотелось бы услышать твой голос и поздравить «вживую». Если будет минутка 21 июня – позвони. В этот день я должен буду долго сидеть в аэропорту Лос-Анджелеса и ждать рейс на Гонолулу (лечу туда на конференцию). День 21 июня закончу на Гавайях. Мой телефон прежний и один запасной, который я тебе сообщал. Обнимаю тебя! Юра
16 Jul 2009 11:23:42
Юра, привет! Наконец-то шаттл стартовал и работы прибудет. Давно с тобой не общались. У нас все спокойно. Такое ощущение, что летают не шестеро, а двое. Отправляю тебе видеоролик, сделанный по нашим фотографиям одного из вулканов Курильской гряды. Получилось очень красиво.>> Удачи тебе и всем привет. Гена
17 Июл 2009 13:41:42
Здравствуй, Гена! Действительно, давно не переписывались. Буду исправляться. До послеполетного интервью, думаю, еще что-нибудь сможем сделать. Обязательно. За видеоролик большое спасибо. Кстати, когда я был в Гонолулу, видел, как по телевидению США показывали твой снимок извержения вулкана, который ты прислал мне как раз перед моим отъездом. Правда, фамилию автора снимка не называли, сказали просто: «…снимок, сделанный русскими астронавтами на МКС»…Большой привет Роману и, конечно, остальным членам экипажа. Не забудьте 20 июля отметить 40-летие высадки экипажа «Аполлона-11» на Луну. Я подготовил для газеты статью по этому поводу и взял интервью у Чертока, который на 98-м году жизни довольно бодр и даже сам пришел на интервью в дом-музей Королёва (ему там от дома недалеко идти). Напиши мне потом, как отметили эту великую дату. В этой связи мои особые поздравления американской части твоего экипажа. Третье по значимости событие в истории мировой космонавтики. Счастливо! Юра
09 Авг 2009 23:12:34
Здравствуй, Гена! Давно от тебя не было весточки. Наверное, работы много? Получил ли ты письмо об изменениях в моей траектории? Мама позавчера выписалась из больницы. Идет на поправку. Передай, пожалуйста, мои поздравления с днем рождения Роману. Самые теплые пожелания ему от меня. Посылаю всем вам интересную статью из американской газеты. Было бы любопытно узнать ваше мнение. Удачи! Юра
10 Aug 2009 00:33:14
Юра, добрый день! Письмо твое получил, и я в курсе всех новостей. Сегодня отметили день рождения Романа. Передал ему твои поздравления. Следующий на очереди Боб (Канада). Это будет уже четвертый день рождения в нашем экипаже. В некотором смысле рекорд. К сожалению, статья, которую ты прислал, не читается. Если возможно, пришли в другом формате. Готовимся к встрече следующего шаттла. Все идет размеренно и спокойно. Летать одно удовольствие. Всего тебе самого наилучшего.
Гена.
13 Авг 2009 11:51:05
Дорогой Гена! Поздравляю тебя с 11-летием нашего первого старта в космос. За эти годы ты великолепно проявил себя, стал одним из лучших космонавтов и астронавтов мира и вообще достиг многого. Я горжусь тем, что ты меня учил и что я летал с тобой. Желаю тебе удачи, мой командир! Альтаир-3[14]
18 Авг 2009 08:36:34
Гена, добрый день! У нас прошла неделя холодов и дождей. Сейчас лето возвращается. Часто езжу в Звездный. Привет тебе от всех ребят.
Удачи! Юра
30 Сен 2009 18:01:48
Дорогой Гена! Ну, вот и приближается завершение твоей командировки. Ребята улетели благополучно. Теперь у тебя наступает вновь очень напряженный период – пересменка. Писать, наверное, будет некогда. Но все же обрати внимание на следующее событие. В пятницу, 2 октября, как раз в день стыковки, твоя кафедра Российской академии государственной службы отмечает юбилей. Я знаю, что ты писал им приветствие. Но все же, если хочешь добавить что-то через меня, пришли пару строк. Или же позвони. Я буду там, на торжественной части с 17 до 18 часов по московскому времени. У нас сегодня печальное событие – ушел из жизни Павел Романович Попович. Его похороны тоже в пятницу. Одновременно умер и космонавт Николай Степанович Порваткин. Такие дела. Привет всем, Юра
30 Сен 2009 19:11:41
Юра, привет! Если успеешь, сделай, пожалуйста, фото[15] и передай от меня поздравления, наилучшие пожелания и слова благодарности всем моим педагогам. До встречи на Земле! Гена
04 Окт 2009 10:55:48
Гена, добрый день! Докладываю: фотографию твою отпечатал 50×70, вставил в рамку и подарил на общем сборе выпускников кафедры от твоего имени. Были овации, а затем троекратное ура! Пожалуйста, не забудь волан (если ты его брал) для турнира твоего имени. Большой привет тебе от Сережи Авдеева. Сейчас улетаю в Прагу на конгресс космонавтов. Буду там с вечера 4-го до утра 10-го. Сережа Авдеев тоже будет. Привет всему большому экипажу. Жду тебя на Земле. Обнимаю, Юра
Но тем не менее пишут, посылают с космической оказией и читают традиционные бумажные письма.
«Как читают письма в космосе? На Земле – получил письмо, вскрыл, прочитал, иногда в лифте, по пути от почтового ящика до квартиры. И отложил, не всегда даже помня куда.
Во время торжественного ужина по случаю успешной стыковки и встречи я передал Талгату и Николаю привезенные письма. Они взяли их и удалились к своим спальным местам. Аккуратно пристроив письма в укромные места, они вернулись к столу и несколько часов не подавали виду, как им хочется почитать, что им написали близкие.
Уже отправив нас отдыхать и уединившись, они не спеша и со вкусом погрузились в чтение. (“Письмецо в конверте погоди – не рви…” – еще свежо впечатление от байконурского “Белого солнца пустыни”.) И вот сейчас я вижу, как они во время работы время от времени вытаскивают из нагрудного кармана каждый свое письмо, перечитывают что-то и вновь убирают, иногда пересказывая друг другу вслух.
Возможно, когда-нибудь на Земле факсимильная связь, электронная почта и другие новые технологии полностью вытеснят бумажный конверт с вложенным в него листочком. И тогда эпистолярный жанр в старинном его понимании сохранится только в космосе. Простое “письмецо в конверте” выполняет особую функцию – общение с близким человеком через переданное сквозь время и пространство прикосновение».
Выходной день у космонавтов – воскресенье. Впрочем, в этот день космонавты тоже работают: есть список заданий, которые желательно выполнить. И, немного отдохнув, они принимаются за дело. Космонавты – народ трудолюбивый.
График дня иногда меняется из-за появления срочных работ. Возникают и непредвиденные ситуации, которые могут сдвинуть график. Бывают запланированные задания, перед которыми необходимо хорошенько выспаться, тогда космонавты спят до обеда. Когда осуществляется выход в космос или стыковка – не до сна. А космонавт все время должен быть отдохнувшим и готовым к работе.
Значительную часть времени занимает поддержание станции в работоспособном состоянии. Для этого периодически проводятся ремонтно-профилактические работы. Например, требуется заменить какой-нибудь блок. Это только на первый взгляд дело несложное – взял отвертку, отвинтил болты, снял да заменил. Сделайте вдох поглубже и попробуйте дочитать следующий абзац до конца, в нем очень краткий перечень предстоящих действий в случае простой замены блока.
Прежде всего космонавт внимательно знакомится с содержанием радиограммы по предстоящей работе, обращается к бортинструкции, вникает в задачу, запоминает последовательность операций. Далее требуется освободить доступ к панели, за которой расположен блок. А это означает, что все закрепленное на панели требуется переместить на другое место и зафиксировать. Это надо сделать так, чтобы не перекрыть стандартные пути перемещения космонавтов в модуле и не помешать выполнению запланированных ими работ. Продумать, как закрепить в своей рабочей зоне бортдокументацию, инструменты и, разумеется, как зафиксировать себя. Далее космонавт снимает панель, очищает пылесосом запанельное пространство, находит номер блока (иногда он расположен на корпусе крайне неудобно), убеждается, что это именно тот блок, который необходимо заменить, освобождает доступ к элементам крепления блока и штепсельным разъемам (для этого часто приходится отсоединять от борта кабели, проложенные рядом с блоком), снять с корпуса блока статическое электричество, расстыковать штепсельные разъемы и установить на них заглушки, снять блок, поставить на его место новый, подстыковать штепсельные разъемы (работа сложная, требует навыков), при необходимости проверить (или, как говорят, «прозвонить») электрические цепи, проделать ряд перечисленных операций в обратном порядке, включить и проверить работу блока, привести рабочую зону в исходное состояние, включая возвращение на панель всего, что на ней было. А потом еще разместить снятый блок на место хранения, которое надо занести в компьютер, в систему инвентаризации. И так каждый раз. А блоков, которые приходится менять, на станции много. Много и других видов ремонтно-профилактических работ, которые мы здесь описывать не будем, чтобы не превращать рассказ в техническую инструкцию.
Жизнь на станции, как это ни парадоксально, – модель нормальной человеческой жизни.
Наша сверхполитизированная повседневность – не жизнь, а лишь временной поток, влекущий безостановочно политиков в непредсказуемое будущее (такова уж их доля), а для тех, кого политика обволокла помимо их воли, она как ил на дне – мешает идти и мутит воду.
В нормальной жизни человек думает, как заработать на хлеб, починить крышу до начала дождей, огород вскопать…
Так и на станции – каждый день масса дел, которые надо переделать.
Сделаешь – будешь жить.
Космические эксперименты чрезвычайно дороги, поэтому готовить их нужно весьма тщательно. Главная особенность космического эксперимента – уникальное сочетание факторов космического пространства, влияющих на исследуемый процесс. Между тем, опыт выполнения экспериментов на орбитальном комплексе «Мир» и на МКС показал, что в них учитывается в основном фактор невесомости (микрогравитация). Ряд иных факторов, таких как корпускулярные потоки спокойного Солнца, радиовсплески на Солнце, параметры солнечного ветра, возмущения ионосферы и магнитосферы и другие, при проведении космических экспериментов обычно считаются пренебрежимо малыми или экранированными. Учет воздействия указанных факторов и возможных эффектов их нелинейного взаимодействия представляется существенно важным. Поэтому на смену методологии однофакторных экспериментов приходят комплексные исследования, учитывающие одновременное влияние совокупности различных факторов на исследуемый процесс, методы автоматизации эксперимента и методы планирования многофакторных экспериментов.
Один виток вокруг Земли станция делает за полтора часа; 16 раз в сутки космонавты встречают рассветы и столько же раз наблюдают закаты. Немудрено, что суточные ритмы могут легко сбиться. Разумеется, расписание космонавтов четко привязано ко времени определенного часового пояса. На «Салютах» и «Мире» они жили по московскому времени, а с появлением МКС – по гринвичскому.
Бывает, время смещают за несколько дней до выхода в открытый космос. И тем не менее совершенно необходимо строго соблюдать режим (у космонавтов он называется РТО – режим труда и отдыха), чтобы постараться не сбить внутренние циклы, свойственные человеку на Земле. Иначе возникают функциональные расстройства и даже болезни, могут появиться нарушения в работе желудочно-кишечного тракта, приходится принимать слабительное и т. д. Желательно не смещать время более чем на три часа, принимать пищу три раза в день (космонавты устраивают себе также и вечернее чаепитие, что, конечно же, не возбраняется), перерыв между спортивными занятиями и обедом или, наоборот, не должен оказаться менее двух часов. Множество таких условий и требований и составляет суть РТО.
А 16 раз в день хорошо встречать Новый год или собственный день рождения. Правда, в реальности никто этого не делает, потому что быстро надоедает.
Ну вот, день почти закончен. Сейчас изучим план на завтра. Так… Вот за это отдельное спасибо: предлагают завтра проснуться в 5 утра и запустить вакуумирование камеры, необходимой для эксперимента, который начнется в 10 часов. В 5.10 можно лечь и доспать… Отбой положен в 23.00 – так по режиму труда и отдыха. Сейчас час ночи. Пора спать.
Я не сказал: «Ложиться спать», – потому что там, где нет «верха» и «низа», ложиться в прямом смысле невозможно. Спальное место может оказаться вовсе не на условном полу, а на боковых панелях, а то и на «потолке». Получается, что спать можно и «стоя», и «вверх ногами», и как угодно.
В служебном модуле МКС (на базовом блоке орбитального комплекса «Мир») расположены две каюты – для командира и бортинженера. Каюта – это узкий вертикальный «пенал», около двух метров высотой, как шкаф без дверки, но занавешенный, вертикальный относительно условного «пола» и «потолка». Спальный мешок прикрепляется вертикально – ногами к условному полу, головой – к условному потолку. Напротив – небольшое зеркало, вентилятор, лампа освещения, на панелях помимо компьютера можно увидеть фотографии близких, книжку, некоторые важные бумаги. Есть и небольшой иллюминатор, чтобы можно было глянуть в «окно» перед сном. Каютка совсем маленькая – разместиться в ней может только один человек.
Если в экипаже трое, шестеро или в тот период, когда на станции находится смена экипажа либо экипаж посещения, остальным приходится организовывать себе маленькую космическую «спальню» в других модулях станции (иногда командир или бортинженер – но только один из них! – тоже предпочитает найти себе закоулок потише и поспокойнее). Что такое настоящая космическая «спальня»? Это не только место, где спишь. Это своего рода личная «берлога», где можно уединиться хоть на 10 минут в рабочий день, чтобы отдохнуть чуток или прочитать письмо, сделать запись в дневнике. Для этого важно не только выбрать место для спального мешка, но и организовать вокруг него похожую жилую (и рабочую – компьютер!) зону. Необходимо зафиксировать на панели с помощью резиновых лент или «липучки» личные вещи: расческу, зеркальце, бритву, блокнот, ручки, диктофон, пакет с соком, чтобы сделать пару глотков ночью, и многое другое, что требуется человеку в повседневной жизни. Надо, чтобы там был светильник, позволяющий почитать, причем такой, чтобы выключать его можно было бы, не выбираясь из мешка. Найденная зона отдыха должна хорошо вентилироваться, чтобы не было душно, то есть следует располагаться неподалеку от вентиляторов, но не слишком близко, дабы не создавать угрозу простудного заболевания (иммунитет в космосе у человека снижается). Температура воздуха должна быть комфортной. Надо, чтобы не требовалось каждый день убирать свои вещи, кроме разве что спального мешка. Нельзя, чтобы твоя «берлога» мешала другим членам экипажа выполнять свою программу (иногда космонавт начинает какой-нибудь эксперимент в то время, когда другие члены экипажа еще спят). И наоборот, перемещения других членов экипажа не должны мешать космонавту отдыхать, случайно будить его. Желательно, чтобы рядом не было шумно работающих систем. Сам спальник можно размещать где угодно, хоть на «потолке».
Много требований к космической «спальне», не сразу удается найти подходящее место. На станции «Мир» для этого приходилось даже переезжать время от времени. Но вот на МКС соблюсти все перечисленные условия уже не удается. Почему? Казалось бы, МКС в несколько раз больше «Мира», найти себе уголок по вкусу не составляет труда. Но станция международная, экипаж большой, так что российским космонавтам нередко приходится жить втроем в одной «комнате». А модуль загружен продовольственными контейнерами, в том числе и уже пустыми, научной аппаратурой, упаковками с бельем и одеждой и т. д.
Но вот место найдено. Теперь надо развернуть спальный мешок и привязать его к скобам на панелях, для этого достаточно шести точек крепления. Если их меньше, мешок будет болтаться. Можно и больше, но шести достаточно. Однако если залезть в него, то все равно будешь покачиваться, ибо в невесомости он плотно к поверхности прилегать не будет. Для человека комфортной будет постель, частично имитирующая земные условия – ощущение опоры тела на кровать. Поэтому спальный мешок дополнительно фиксируют поперек тремя резиновыми поясами-притягами, пристегивая их карабинчиками к петлям на панелях.
Может показаться, что вентиляция спального мешка недостаточна. Некоторые космонавты в таких случаях увеличивают его объем, вшивая полотенца. Другие стремятся расположиться так, чтобы воздушный поток от вентилятора был направлен внутрь спального мешка. При этом опять-таки важно не простудиться. Конечно, у спального мешка есть капюшон, им можно прикрыться от потока воздуха. Если же во время сна вы перевернетесь в мешке со спины на живот, лицо окажется внутри капюшона, где возникает застойная зона с повышенной концентрацией углекислого газа. В результате утром у космонавта болит голова, он будет неважно себя чувствовать, работоспособность его окажется пониженной – не выспался! Поэтому удобнее пользоваться не капюшоном, а шерстяной спортивной шапочкой, лучше всего совсем тонкой, не мешающей спать. Жена одного космонавта перед полетом мужа долго искала ему шапочку – теплую, тонкую и легкую, чтобы как можно меньше отнимать вес укладки личных вещей. «А зачем ему там шапочка?» – поинтересовалась знакомая. «Чтобы спать под открытой форточкой», – пошутила жена.
Устраиваться в спальном мешке надо так, чтобы руки не плавали свободно в пространстве, стукая время от времени по твоему же лицу, но вместе с тем и так, чтобы в случае срабатывания аварийной сигнализации из мешка можно было быстро высвободиться. Вот такие сонные премудрости.
Теперь можно, удобно расположившись в космической постели, немного почитать на сон грядущий. Прямо из мешка, протянув руку, прибавим немного света, достанем здесь же зафиксированную книжку. Через 15 минут – пара глотков сока из заранее приготовленного пакета, гасим свет и – спать.
На сон по нормативам полагается 7–8 часов, а мы уже задержались больше, чем на два часа. Но это ничего. Почему-то в космосе, чтобы выспаться, хватает и 5–6 часов (в первые дни полета для лучшей адаптации организма к невесомости, наоборот, нет ничего лучше длительного сна). По-видимому, это связано с тем, что на Земле во время сна отдыхают и мозг, занятый в течение дня решением многих проблем, и мышцы. В космосе ходить и бегать не приходится, вот и требуется для отдыха меньше времени.
Какие же сны снятся в космосе? Вовсе не космические, а совсем обычные. Часто снится Земля, семья, родная природа. А вот по возвращению на Землю космонавтам снится невесомость и космический полет. Как бы трудно в полете ни приходилось, космос – вторая родина космонавта.
Иногда космонавтам приходится напряженно работать несколько суток подряд, и тогда они ухитряются засыпать минут на 20–30 и восстанавливают таким образом работоспособность. «Коротким снам» они научились еще в процессе подготовки, в этот период иногда приходится тяжелее, чем в космическом полете. Другое дело, что в космосе надо научиться спать при самых разных внешних помехах – вибрации, сквозняк, слишком высокая или слишком низкая температура, шум.
На борту довольно шумно, работает множество систем – от очень сложных до обычных вентиляторов, гоняющих воздух. Уровень шума примерно такой, как в квартире на втором этаже прямо над трамвайной остановкой, – в общем, привыкнуть можно. Опаснее в космосе – полная тишина. Это означает, что нет электричества, даже вентиляторы остановились. Следовательно, воздух не перемешивается, а значит, скоро вокруг головы космонавта скопится углекислый газ, который тот выдыхает. Впрочем, такой мрачный сценарий пока не реализовывался и приводится здесь просто как объяснение того, что тишина бывает пострашнее шума. Однажды на станции «Мир» ЦУП ошибочно выключил по командной радиолинии систему вентиляции. Однако от необычной тишины космонавты проснулись и сумели предупредить опасность. Так что шума можно и не слышать, а вот тишину вовремя услышать – очень важно!
Помимо постоянного шума на станции некоторые устройства иногда издают звуки, выделяющиеся из шумового фона, и потому вызывают у космонавта непроизвольную тревогу, поскольку отдаленно похожи на сигналы, предупреждающие о нештатной ситуации. Например, перекладывание клапана одной из систем напоминает удар по пустой металлической бочке. Но похожий звук может быть и при возникновении действительно аварийной ситуации. Конечно, не стоит забывать и о самой аварийно-предупредительной сигнализации, которая не столько раздражает громкостью, сколько приводит к возникновению тревожного чувства, а иногда – стресса. Порой она срабатывает и ночью. Но лучше лишний раз проснуться, чем проспать нештатную ситуацию.
Как говорят, на всякий пожарный, в станции установили сигнализацию, предупреждающую о возгорании или появлении дыма. Но прозрачность воздуха, на которую реагируют датчики, меняется, как мы уже говорили, не только из-за дыма, но и из-за пыли. Поэтому тревожный звук пожарной сигнализации время от времени беспокоит космонавтов. Тогда смотришь на пульте, какой датчик среагировал, снимаешь соответствующую панель, убеждаешься, что огня и дыма нет, берешь пылесос и начинаешь убираться – пылесосишь, протираешь панели салфетками с дезинфицирующими пропитками. Уборка должна быть регулярной, требования к чистоте в космосе строже, чем на Земле. При открытии какой-нибудь панели прежде всего берешь в руки пылесос и осуществляешь чистку запанельного пространства и сеток вентиляторов. Если этого не делать, сетки вентиляторов забиваются уже через неделю. Необходимо вовремя заменять пылесборники.
Случаются в космосе и настоящие пожары.
В феврале 1997 г. на станции «Мир» вышли из строя обе установки по производству кислорода системы «Электрон». Пришлось перейти на резервную систему получения кислорода с помощью твердотопливных генераторов (кислородных шашек). А 23 февраля одна из них загорелась. Отсеки заволокло дымом, так что пришлось надеть противогазы. Но экипаж, В. Г. Корзун и А. Ю. Калери, не растерялся и в короткое время ликвидировал очаг возгорания.
И вновь, следуя чересполосице дня, возвращаемся в утро, чтобы продолжить рассказ про текущий день, но в другом ракурсе. Проверив показания приборов (как мы помним, именно с этого начинается день), необходимо произвести утренний туалет: умыться, причесаться, почистить зубы. Подплывешь к системе регенерации воды из конденсата и выпускаешь из крана чуть-чуть воды. Она становится водяным шариком. Шарик берешь в ладони и наносишь на лицо. Тонкой пленкой, мелкими капельками вода покрывает лицо, и никуда не стекает, удерживаясь в условиях невесомости только силой поверхностного натяжения. Потом вытираешься полотенцем. Если космонавт совсем уж соскучился по нормальному земному умыванию, он выпускает немного больше воды, которая тут же принимает форму шара, и погружает в этот пузырь лицо. Разумеется, затем надо тщательно собрать воду в полотенце. Для других гигиенических процедур (также можно и для умывания) используются влажные полотенца со специальной дезинфицирующей пропиткой. Полотенца упакованы в герметичные пакеты и пропитка не высыхает, оставляя полотенца влажными. Мылом не пользуются. Чтобы почистить зубы, такой же шарик воды берут в рот, полощут и затем сплевывают в салфетку.
Бреются электробритвами (каждый своей) либо любым другим типом бритвы, к которому космонавт привык на Земле. Волосы (или мыло со сбритой щетиной) аккуратно собирают салфеткой и помещают в герметичный пакет, а затем – в отходы. В комплект гигиеническо-косметических средств космонавтов входят также крем-гель, который можно использовать как после бритья, так и для рук и тела, металлическая расческа для волос, жевательные резинки, зубочистки, сухие дезодоранты без запаха. Никакие духи, лосьоны и аэрозоли в космосе не используются.
Конечно, нужно упомянуть и туалет. В космическом корабле и на станции он называется «ассенизационное устройство». Грубо говоря, принцип его действия – сочетание унитаза и пылесоса. «Твердые отходы», как их называют в учебном пособии по ассенизационному устройству, собираются в резиновом мешочке, предварительно закрепляемом на унитазе. Они попадают в воздушный поток и далее – в сборник отходов. Однако такой принцип лишь выглядит простым. На деле туалет – это сложное техническое устройство, включающее в себя систему фильтров, механизмов переработки, а также электроники. Но пользоваться таким туалетом не сложно, если с ним обходиться аккуратно и точно соблюдать все правила. На подготовке сдают экзамен и по туалету, а в полете иногда приходится поработать космическим сантехником. Там все профессии уважаемы, а эта – особенно.
Одно время на станции «Мир» был душ. Космонавт А. А. Серебров даже ухитрился устроить в душевой кабине баню. Ему грузовиком прислали на станцию веники. И душ, и баня очень нравились космонавтам, это была прекрасная психологическая разгрузка. Но, с другой стороны, после мытья необходимо было привести душевую в порядок, устранить излишнюю влажность, вытереть кабину насухо. После того, как все это проделаешь, изгваздаешься так, что непонятно: а был ли в бане? Позднее место, где была баня, понадобилось для гиродинов – силовых гироскопов, необходимых для управления ориентацией станции, – и баню ликвидировали. На МКС ничего подобного устраивать не пробовали.
Чтобы вымыть волосы, используют специально разработанный для космонавтов прекрасный безмыльный российский шампунь «Аэлита», который на 96 % состоит из настоя целебных растений. Космонавтам он очень нравится, нахваливают. Шампунь наносится на волосы и тщательно втирается. Голова вытирается влажным полотенцем, а затем сухим. Минут за пять голова чистая и свежая. Любая телереклама шампуней для женщин выглядит довольно блекло по сравнению с результатами космического шампуня.
В полете космонавт питается в основном консервами и сублимированными (обезвоженными) продуктами, хотя, например, американцы поставляют на станцию и обычную пищу из супермаркета, правда, после специальной обработки и в космической упаковке. Российская пища для космонавтов изготавливается в специальном цехе на заводе в Москве, в Бирюлево. Рацион космонавта должен быть строго сбалансирован по жирам, белкам, углеводам и микроэлементам. За некоторое время до полета космонавтам дают на дегустацию полный набор возможных продуктов. Они должны, попробовав их, отметить, какие им нравятся больше, какие меньше. При отправке продуктов грузовым кораблем учитываются индивидуальные предпочтения, но главный критерий, конечно, – сбалансированность пищи. Однако существует феномен – изменение вкусового восприятия и, следовательно, вкусовых предпочтений в условиях космического полета. Вдруг космонавт обнаруживает, что ему, скажем, очень хочется рыбу в томатном соусе, а томатный соус он еще на Земле забраковал. Это происходит из-за того, что в невесомости у человека начинаются изменения в организме, и обмен веществ меняется в первую очередь. К тому же начинается потеря кальция в костях, а это приводит к уменьшению плотности костной ткани. Следовательно, обязательно надо есть творог, кстати, один из самых вкусных продуктов, изготовленных для космонавтов. Если не следить за режимом питания в космосе, то на Земле могут появиться проблемы не только с тем, как летать дальше, но и с тем, как просто ходить. Через пару месяцев вкусовое восприятие вновь может измениться.
Вкус немного меняется. На Земле нам давали дегустировать космическую пищу, и какие-то предпочтения появились заранее. Здесь неожиданно вкусным оказалось картофельное пюре с луком: когда разбавишь порошок горячей водой, запах, как на Земле из чугунка со свежесваренной картошкой. Творог с орехами считается деликатесом. Очень нравятся рыбные консервы в томатном соусе, а дома мы им выставляли низкие оценки на пробах из-за «простоты». А изысканное блюдо, курица с черносливом, идет не очень: когда банку разогреешь, вскрывать ее надо очень осторожно, тщательно прикрывая салфеткой – в отверстие буквально выстреливаются горячие капли и оседают на потолке. Видимо, чернослив «газит».
Как пьют кофе или чай? Заварка упакована в удлиненные пакеты с двумя клапанами. В один заливаешь горячую воду из системы регенерации воды и взбалтываешь, через другой клапан – пьешь. Пакетик чая с сахаром (или без) находится внутри. Когда наливаешь воду, обязательно прикрой клапан полотенцем, чтобы не упустить воду и не обжечься.
Все космонавты – и наши, и иностранные – особо нахваливают российские соки, сделанные из натуральных фруктов. Сухой порошок требуется, как и чай, разбавить горячей водой, взболтать и охладить, для чего космонавты оставляют их на некоторое время у вентиляторов.
Космическая еда на станции хранится без холодильников. И ее не нужно готовить – это уже сделали на Земле. В космосе заниматься кулинарным творчеством некогда, можно только комбинировать те или иные виды продуктов, чтобы набраться сил и продолжить сложную работу.
Как упаковать космическую еду? Сначала придумали помещать ее в тюбики. Тюбик позволяет выдавить, например, творог прямо в рот, и ничего не потеряешь при этом. Не нужны и столовые приборы. Однако тюбики годятся не для всякой пищи. Сейчас в тюбиках – только мед, творог, иногда соки.
С 1982 г. стали использовать специальные пакеты, как и для чая. Если космонавт проголодался, ему достаточно добавить горячую воду в пакет с высушенной едой и взболтать его. Через несколько минут получается полноценный суп или картофельное пюре. Остается только ножницами отрезать верхушку пакета, противоположную той, через которую наливается вода, и – пожалуйста, ешьте на здоровье. Блюдо получается таким вкусным, как будто картошку только что накопали в огороде.
Еще одна покорившая космос упаковка – консервная банка. Точно такая же, как на Земле. Банки могут быть разных размеров. В них чаще всего находятся мясные или рыбные консервы и даже сыр, который трудно хранить в другой упаковке без специальных условий. Пищу в банках космонавты могут разогреть в специальном электронагревателе, размещенном в столе, затем консервы открываются и едятся прямо из банки.
Стол выглядит как самый обычный, но гораздо интереснее. В нем есть специальные отделения: здесь лежат продукты (например, орехи, хлеб), хранятся ложки. А еще в стол на «Мире» было встроено устройство, которое, как пылесос, затягивает крошки и мелкие остатки пищи, его называют «крохобор». В невесомости нельзя упускать крошки и капли – они будут летать внутри станции и могут попасть в дыхательные пути твоему товарищу.
Конструкторы разместили вокруг стола четыре маленьких стульчика, но на них, конечно, никто не сидит. Некоторые экипажи их снимают, чтобы было больше места, но можно использовать их для фиксации тела, зацепившись ногой.
После приема пищи все использованные пакеты, пищевые упаковки, салфетки следует сложить в мешок и загерметизировать, поскольку до удаления его с борта станции на грузовом корабле, с которым весь мусор сгорит в атмосфере, запах будет проникать в воздух, которым дышит экипаж. Не всегда удается, открыв банку, сразу съесть все ее содержимое. Так в банке «Мясо с кашей» мяса совсем немного, в основном каша, иногда приходится оставлять ее до ужина. А это значит, что несколько часов запах каши, хотя и не резкий и не характерный, будет «окрашивать» воздух в новые тона. По этой же причине ложку после еды обязательно надо протереть влажной салфеткой.
На станции, как и на Земле, поел – убери за собой. Но надо не просто убрать, а минимизировать объем отходов. Поэтому поначалу плоскогубцы становятся таким же обычным столовым прибором, как ложка (кстати, инструменты висят так близко к столу, что достаточно протянуть руку). Берешь плоскогубцы и начинаешь сплющивать пустые консервные банки. Потом надоедает пользоваться таким нештатным инструментом, и сминаешь их просто пальцами. Из полета возвращаются с хорошо тренированными руками. Талгат меня просто поразил. Металлические банки он сминал легко и непринужденно, словно они из бумаги. В первый же день устроил для нас курсы подготовки.
Кстати, у космонавта, как и у солдата, главный инструмент для еды – ложка. Никаких ножей и вилок! У ложки удлиненный черенок – для того, чтобы ею можно было доставать до дна и стенок длинных пакетов, доедая, например, картофельное пюре. На одной стороне черенка своей ложки космонавт А. С. Викторенко выгравировал: «Как работаем, так и едим!» А на другой – «Как едим, так и работаем!». Через много лет, возвращаясь из завершающей экспедиции с орбитального комплекса «Мир», космонавт А. Ю. Калери нашел и вернул на Землю эту ложку. С благодарностью за то, что опытный Викторенко когда-то учил его жить на борту и работать в космосе, он подарил ему эту ложку в день возвращения из полета в Звездный городок.
В быту космонавты пользуются полетной одеждой, которая внешне вполне похожа на земную, но имеет и много отличий. Одежда для космонавтов должна оберегать человека от опасностей, сохранять его здоровье и помогать ему. Поэтому космическая одежда – это не джинсы и рубашка, ведь то, что удобно носить на Земле, в космосе может не подойти. Так, одежда должна защищать космонавта от опасного действия вредных химических веществ, которых немало на борту станции. Для этого особо тщательно выбирается материал, из которого она шьется. А вообще требований к космической одежде очень много: как обычных – гигиеничность, комфортность, так и специальных – она не должна иметь запаха, не электризоваться, не пылиться, не линять, не стеснять движений, легко надеваться и сниматься, иметь множество карманов, быть легкой (температура на станции от 18 до 35 °С). Основная одежда космонавтов на борту – нательное белье (трусы, майки, носки), легкие рубашки и шорты, полетный костюм.
Нательное белье соприкасается с кожей, поэтому очень важно, чтобы ткань не раздражала кожный покров, была легкой, прочной, не препятствовала испарению влаги с тела. Во влажном состоянии она не должна прилипать к телу. Для космического белья используют качественный хлопок и шелковые ткани, но применяют также и некоторые синтетические материалы. Белье разового пользования, носят его два-три дня, потом убирают в специальный контейнер, который позже погрузят в бытовой отсек транспортного корабля вместе с другим мусором и отходами, и все это сгорит в атмосфере. Так что стирка в расписании космонавтов не значится.
Самая популярная одежда: шорты и футболка.
Самая популярная обувь – махровые носки. У особо теплолюбивых космонавтов в чести меховые «унтята».
Полетный костюм должен быть прочным, удобным, не стеснять движения при работе. Он состоит из комбинезона с курткой. И то, и другое обычно надевают в космическом корабле на пути к станции. В корабле довольно прохладно, и во время сна, когда не двигаешься, можно и замерзнуть. А на станции обычно тепло, и там носят шорты с майкой, такие же, как мы носим на Земле. Впрочем, иногда от вентиляторов дует, и тогда можно надеть куртку.
Интересное отличие российской космической одежды от американской – отсутствие на ней пуговиц. Пуговицы могут оторваться и летать по станции, попадая в аппаратуру или в рот космонавта – так что можно и подавиться. Все крепится на молниях или липучках.
Под спасательный скафандр надевают специальное белье – майку с длинными рукавами и кальсоны. Это белье должно иметь минимальное количество швов, потому что они могут натереть кожу космонавту, который часами сидит в скафандре. Оно также должно удобно, без складок облегать тело. Это белье шьют из трикотажа.
Одежда должна помогать космонавтам в их нелегкой миссии. Каждый день они выполняют сложную работу. При себе нужно много всего хранить, например карандаш с блокнотом, кое-какие инструменты, их невозможно положить на полку – они сразу же разлетятся в разные стороны. Поэтому в одежде должно быть большое количество карманов, которые закрываются на молнию. Конечно, чем больше карманов, тем лучше, но они не должны мешать.
На полетном костюме каждого космонавта можно увидеть его имя и фамилию, а также флаг страны, которую он представляет. На рубашках и майках – имя и номер экспедиции.
Новые виды одежды должны пройти всестороннее испытание на Земле и получить одобрение врачей и космонавтов. Перед полетом в космос вся одежда должна пройти строгий контроль качества. Она просвечивается рентгеновским аппаратом, не дай бог, в ней останется иголка или булавка. Затем стерилизуется. Наконец, ей присваивается индивидуальный номер, и вещь помещается в чистый пластиковый пакет и герметично заклеивается. Только после этого она готова к отправке на станцию.
Фасоны разрабатываются годами, учитываются замечания и пожелания летавших космонавтов. Цвета космонавты подбирают по своему вкусу: выбор широкий, но с особенностями – красного стараются избегать, поскольку такого цвета в полете должны быть только индикаторы аварийно-предупредительной сигнализации, красный цвет – цвет опасности, нештатной ситуации.
Космос настолько непредсказуем и опасен, что могут возникнуть любые ситуации. На эти случаи были придуманы самые разные костюмы. Теплозащитный костюм предназначен для того, чтобы можно было переодеться и согреться при приземлении в холодное время года далеко от штатной точки посадки.
Костюм «Форель» не зря назван как рыба, потому что его надевают, если корабль садится на воду.
Противоперегрузочный костюм «Кентавр» помогает космонавтам вновь подготовиться к перегрузкам при посадке и весомости на Земле. После приземления космонавт может упасть в обморок, так как кровь отливает от головы к ногам. «Кентавр» не дает этому произойти. (Кстати, космонавты рекомендуют под шнуровкой «Кентавра» использовать более плотную ткань, чтобы не натирать кожу.)
«Костюм оператора», сделанный из хлопка со встроенными пружинами, разработан для поддержки спины и мышц, которые часто подводят в работе в условиях невесомости.
Сколько разных костюмов и как они все важны! Надо быть подготовленным – никто ведь не знает, как и чем тебя встретит космос.
Тренироваться приходится космонавтам как настоящим спортсменам – каждый день, а иногда даже два раза в день. И все это связано с условиями космического полета. Когда люди проводят много времени в невесомости, мышцы ослабевают и уменьшаются в объеме – ведь их не используют так же интенсивно, как на Земле, например, для ходьбы. Поэтому-то так важны тренировки в космической станции. Физическим упражнениям космонавтов уделяют не меньше внимания, чем гигиене.
Опыт показывает, что, если прервать выполнение запланированных физических упражнений на три дня, космонавт приходит в состояние детренированности, и набирать форму приходится с самого начала. А ведь нужно думать о том, как будет чувствовать себя космонавт по возвращении на Землю. Если его мышцы привыкнут к постоянной легкой нагрузке, перемещаться по земле станет намного сложнее, чем раньше. Некоторые космонавты начинают тренироваться, делая упор на силу мышц, чтобы, возвратившись на Землю, бодро шагать по земле. Но оказывается, в таких случаях у них часто снижаются скоростные качества и подвижность некоторых суставов. Это результат того, что некоторым упражнениям уделялось меньше времени. Не так все просто в космосе!
Для того чтобы потренироваться на беговой дорожке, космонавту приходится использовать специальные приспособления – эластичные ремни, которые притягивают тело к тренажеру, чтобы, отталкиваясь от дорожки, он не улетел.
Есть на борту и велотренажер, а также нагрузочные костюмы для активизации мышц и вакуумный костюм для стимулирования давления крови в нижней половине тела.
Конечно же, космонавтам скучно бегать или крутить педали в течение долгого времени, поэтому чаще всего они слушают во время занятий музыку. С музыкой и тренируются, и смотрят в иллюминатор.
Эспандеры тщательно подбираются по длине и эластичности. Слишком длинные эспандеры не позволяют получить необходимую нагрузку, а слишком короткие невозможно растянуть. Надо обращать внимание и на обувь. Толщина подошвы должна удерживать на стопе ручку эспандера. Один из космонавтов был травмирован эспандером, соскочившим с ноги. Для занятий на бегущей дорожке предпочтительна комбинированная обувь: сочетание кожи и ткани обеспечивает хорошую вентиляцию. Полезно использовать налобную повязку для улавливания пота, потому что он не стекает вниз, как на Земле, а перемещается в волосы за счет капиллярного эффекта.
Считается, что в космосе необходимо заниматься физкультурой не менее 2,5 часа в день для поддержания физической формы. Обычно космонавты тренируются перед обедом. А затем – снова работа: научные исследования, поддержание жизнедеятельности станции.
Здоровье стоит на первом месте не только во время отбора в космонавты. Для того чтобы успешно выполнять работу в космосе, экипаж должен тщательно тренироваться, повышать иммунитет, укреплять мышцы. Каждую клеточку своего тела космонавты готовят к трудным испытаниям в космосе. Поддерживать здоровье, укреплять организм и подойти к полету в наилучшей физической форме помогает целая команда врачей. Медики выполняют две главные задачи. Первая – разрабатывают программу для подготовки космонавтов. Вторая – следят за самочувствием экипажа до, во время и после полета, исследуют, как на человека влияет космос и необычные условия.
Доктора постоянно присутствуют на тренировках, участвуют в создании космического питания, следят за тем, чтобы космонавты не курили, вели здоровый образ жизни, а если вдруг понадобится помощь – они в любой момент готовы ее оказать.
Когда врач всегда рядом – это хорошо. Но в космос нельзя взять всех врачей. Туда не отправишь больницу с медицинским оборудованием. Как же тогда доктора следят за здоровьем экипажа во время полета?
В полете космонавты советуются с врачом экипажа по закрытой линии связи. Если есть какие-то проблемы, они обязаны сообщить на Землю. Лишь немногие допущены к этой информации, конфиденциальность здесь гарантирована.
Но и другие врачи ни на минуту не оставляют своих подопечных. Для более точного сбора информации о состоянии здоровья космонавтов на станции есть так называемый «медицинский шкаф». Это комплекс медицинских регистрирующих систем. Время от времени каждому космонавту в его расписании предписывают прикрепить к себе датчики, подключить их к «медицинскому шкафу». Далее данные передаются на Землю по телеметрии. Вот какие сведения о здоровье интересуют докторов в первую очередь: пульс, дыхание, давление, электрокардиограмма, активность мозга. По этим данным можно определить, не болен ли космонавт, спокоен он или взволнован и многие другие признаки его состояния. Если показания телеметрии вызывают у медиков беспокойство, они рекомендуют космонавтам принять лекарства или сделать какие-то упражнения, которые помогут вернуть тот или иной показатель в норму.
Поставить диагноз в условиях космического полета даже врачу-космонавту непросто. Так, например, любую боль, где бы она ни возникла, необходимо фиксировать сразу как можно точнее. Через короткое время болевая зона значительно расширяется.
В длительном космическом полете царапины и ссадины, на которые на Земле мы не обращаем внимания, заживают долго, но ситуация улучшается, если регулярно принимать витамины. В полете много большую, чем на Земле, роль играют индивидуальные особенности космонавта. В земных условиях витаминка – просто витаминка: проглотил и забыл. Но некоторые космонавты отмечают, что в полете витамины в рекомендованном количестве вызывают раздражение кожи наподобие аллергического.
Явно снижается иммунитет, причем он остается пониженным и на Земле. О своем состоянии здоровья необходимо помнить все время: следует использовать перчатки при работе с инструментом, не забывать, когда необходимо, про защитные очки и респиратор. И, конечно же, необходимо знать содержимое медицинских укладок, следить за сроками годности лекарственных препаратов и т. д.
Космонавты, к сожалению, тоже болеют, хотя и реже, чем обычные люди, и не так серьезно. Самое неприятное – заболеть во время полета. Однако у космонавтов нет возможности полежать в постели и лечиться привычными методами. Поэтому и отбирают в космонавты самых здоровых людей. И все-таки в космосе может произойти все что угодно. Случались неприятности с зубами, кожные заболевания, простуды, конъюнктивиты и другие, более серьезные нарушения здоровья. В 1985 г. был случай, когда из-за болезни одного из членов экипажа пришлось прекратить полет и возвратиться на Землю, оставив станцию без людей. Скорую помощь на орбиту не вызовешь. Так что у экипажа обязательно должна быть медицинская аптечка.
На орбитальном комплексе «Мир» и сейчас на МКС медицинские средства находятся в укладках – небольших сумках. Есть укладка для неотложной медицинской помощи. Есть аптечка с медикаментами и лекарствами, которые наиболее часто используются экипажем. Среди них, например, бактерицидный лейкопластырь, бинты, зеленка, йод, и т. д. Есть укладки специализированные – для лечения зубов, носа и ушей, глаз, ожогов. Лекарства, которые посылают в космос, должны переносить условия космического полета, не становиться опасными, обладать минимумом побочных эффектов. Небольшая аптечка обязательно есть и на корабле.
И все-таки лучше не болеть.
Выход в открытый космос
Выходом в открытый космос считается работа космонавта в космическом пространстве за пределами своего корабля. Первый выход в открытый космос был совершен советским космонавтом Алексеем Архиповичем Леоновым. Это произошло 18 марта 1965 г., когда был запущен второй космический корабль «Восход», пилотируемый космонавтами П. И. Беляевым и А. А. Леоновым. Уже через полтора часа после старта в начале второго витка Алексей Леонов первым в мире вышел в открытый космос. Командир Павел Беляев сообщил по радио: «Внимание! Человек вышел в космическое пространство! Человек вышел в космическое пространство!» Теоретически можно было проводить выход в открытый космос, открыв люк корабля, то есть разгерметизировав его, как это в следующем году сделали американцы на «Джемини». Но кабина корабля «Восход» не была рассчитана на продолжительную работу в разгерметизированном состоянии, для размещения же шлюзовой камеры в корабле не было места. Поэтому, чтобы технически осуществить выход, придумали шлюз с мягкой надувной оболочкой, который расправлялся на орбите. В сложенном виде шлюзовая камера крепилась снаружи спускаемого аппарата над люком. Камера надувается, оставаясь герметичной. Космонавт надевает кислородный ранец, выходит в шлюз, закрывает люк корабля, открывает внешний люк шлюзовой камеры и выходит в открытый космос. Затем возвращается, проделывая операции в обратном порядке: зайти в шлюз, герметично закрыть люк, дождаться наддува камеры, снять и оставить кислородный ранец в камере, открыть люк корабля и зайти в него. Затем камера отстреливалась с пульта из корабля, и корабль шел на спуск.
Во время наземной подготовки Леонова в самолете-лаборатории установили макет космического корабля со шлюзовой камерой в натуральную величину. Леонов отрабатывал выход в открытый космос, отход от корабля и возвращение. На один только навык плавного отхода от корабля Леонову потребовалось шесть попыток. Сначала не удавалось удерживать равновесие, движения были резкие. Чтобы подойти обратно к кораблю, тоже пришлось попотеть. Космонавт постоянно вращался, поворачивался к входу спиной, двигался рывками. Кроме того, скафандр сковывал движение, мешал. Зато потом все эти упражнения помогли в космическом полете.
Леонов находился вне шлюза в открытом космосе больше 12 минут. И примерно столько же в шлюзе, но тоже в условиях космического пространства. Во время выхода он удалялся от корабля на расстояние более 5 м. Сначала его немного разворачивало, но космонавт быстро освоился, вспоминая все, чему учили, и смог выполнить задание.
Методика обратного входа в шлюз была недостаточно отработана. При тренировках на самолетных «горках» невесомость длится всего несколько десятков секунд, а тренировки в скафандре в гидролаборатории тогда еще не проводились. Комбинацией необычных условий невесомости и открытого космоса, которых не было при наземных испытаниях, можно объяснить тот факт, что Леонов не мог протиснуться через люк обратно в корабль. Тогда он, не сообщая на Землю (времени не было), стравил немного воздух из скафандра – снизил в нем давление, что несколько уменьшило требуемые усилия для сгибания оболочки скафандра. Только таким образом он смог вернуться в корабль. Однако на этом неприятности не закончились. Космонавтам пришлось справляться с новыми нештатными ситуациями. В частности, не сработала автоматическая система ориентации, вовремя не включился тормозной двигатель и космонавтам пришлось сажать корабль вручную. Они оказались на Земле там, где их не ждали, – в тайге в районе Перми. Нашли их на следующий день.
Телевизионное изображение летящего в открытом космосе Алексея Леонова показывали все телеканалы мира. Первый выход в открытый космос закончился благополучно и до сих пор остается гордостью отечественной космонавтики и нашей страны.
В дальнейшем выходы в открытый космос в советской космической практике осуществлялись с борта космического корабля «Союз-5» (продолжительность 53 минуты), с орбитальной станции «Салют-6» (три выхода общей продолжительностью 5 часов 11 минут), «Салют-7» (13 выходов суммарной продолжительностью 48 часов 29 минут). С началом эксплуатации орбитального комплекса «Мир» работа в открытом космосе приобрела регулярный характер (75 выходов на внешнюю поверхность комплекса и три выхода в разгерметизированный модуль «Спектр»; продолжительность 359 часов 12 минут). Обычна она и на МКС.
Нынешние задачи космонавта при выходе в открытое космическое пространство значительно сложнее, возросла и техническая оснащенность работ. Теперь выходы называют иначе – «внекорабельная деятельность» (ВнеКД). Это все то, что космонавт делает за пределами корабля или станции. А то, что он делает внутри корабля, называют «внутрикорабельной деятельностью» (ВнуКД). К внекорабельной деятельности относится также выход космонавта на поверхность планеты или на Луну, например.
Выход в открытое космическое пространство (космонавты просто говорят «выход») – не просто сложное задание, но и серьезное испытание, требующее мобилизации всех сил и возможностей космонавта. До выхода в космос космонавты проходят множество тренировок на Земле, в гидролаборатории. К внекорабельной деятельности готовятся все без исключения экипажи, независимо от того, включены или нет такие работы в программу конкретного полета. Во время ВнеКД космонавты, снаряженные в специальные скафандры, выполняют различные эксперименты и исследования, осуществляют монтажные и ремонтные работы на внешней поверхности космических станций.
К каждому выходу в открытый космос готовятся задолго, еще на Земле, и участвуют в подготовке и обеспечении люди самых разных специальностей. Тщательно планируется подготовка экипажа, тренировки.
В конце каждого года готовится программа полета на год (ее составляют проектанты РКК «Энергия»), где расписываются основные задачи каждой экспедиции. Программа в зависимости от меняющейся обстановки корректируется и дополняется. На основании годовой программы составляется программа полета каждой экспедиции. Затем разрабатывается двухнедельная программа полета экипажа и ежедневные циклограммы, в которых расписаны все действия членов экипажей поминутно (последние три программы составляют специалисты ЦУПа).
В соответствии с годовой программой, которая дает представление об объеме задач на каждую экспедицию, составляется программа подготовки каждого экипажа, предусматривающая в числе прочего тренировки для выполнения предстоящих работ по внекорабельной деятельности.
Подготовку к каждому конкретному выходу наземные службы и космонавты, находящиеся на орбите, начинают за 2–3 недели до выхода. Она идет в двух направлениях: по скафандрам (за нее отвечают специалисты НПО «Звезда» – разработчики и изготовители скафандров) и по ВнеКД, которой занимаются специалисты РКК «Энергия».
По каждому этапу ВнеКД разрабатывается специальная циклограмма «выхода».
Циклограмма – часто применяющееся в космонавтике понятие – представляет собой лаконичное выражение программы работы (космонавта, бортового компьютера, стартовой команды и т. д.) и предназначена для выполнения во времени определенных операций на некотором интервале. В циклограмме начало каждой следующей операции привязано либо к заданному моменту времени, либо к наступлению заданного события. Любая циклограмма состоит из двух основных частей: условие запуска циклограммы и массива директив. Условие запуска циклограммы может быть временно́е и логическое. Временно́е условие считается выполненным, если заданное им время равно или больше текущего времени. Логическое условие – выполнение заданного события. Директивы указывают на операции, которые необходимо произвести. Циклограмма может быть задана графической схемой, таблицей, в бортовом компьютере – двоичным кодом («0» и «1»).
На борт космической станции передаются радиограммы по подготовке необходимого оборудования и инструмента, при необходимости составляется программа тренировки в скафандрах, проходят консультации со специалистами, на стенде «Селена» проводятся тренировки по программе Главной оперативной группы управления. Выход в открытый космос сопровождается множеством опасностей, и ответственность за работу космонавтов во многом лежит на специалистах на Земле. Каждый шаг космонавта продумывают они, а задача космонавта – все эти шаги правильно выполнить.
За неделю до выхода группа специалистов, в состав которой входят сменный руководитель полета, главный оператор, специалисты группы анализа и специалист из группы подготовки персонала, обсуждают детали предстоящего «выхода» и при необходимости отрабатывают отдельные его элементы на тренажере в гидролаборатории ЦПК.
У космонавтов на борту станции за целую неделю до этого события начинается своя подготовка. Необходимо провести инвентаризацию сменных элементов скафандров – поглотительных патронов, кислородных баллонов, поглотителей влаги и некоторых специальных фильтров, заменяемых перед каждым выходом. Только процедура расконсервирования и осмотра скафандров занимает не менее полутора часов. Очень важно примерить скафандр. Его нужно подогнать по росту и проверить все еще раз. Проводят тренировку в скафандрах, в ходе которой проверяется правильность работы всех его систем и производится подгонка рукавов и штанин по росту.
Примерно день уходит на то, чтобы изучить инструкции и подготовить оборудование к предстоящему выходу. Ведь к моменту выхода в космос все должно быть не один раз проверено. Необходимо заблаговременно ознакомиться с трассой перемещения во время выхода: выбрать характерные ориентиры, определить потенциально опасные места, которые могут повредить оболочку скафандра, и т. п.
Надо подготовить и себя. Прежде всего следует постараться предотвратить излишнее выделение влаги из тела, следствием чего обычно является охлаждение ног и рук, увлажнение перчаток и запотевание остекления скафандра. Для этого за несколько дней до «выхода» сокращают потребление жидкости (меньше пьют чая и соков) и увеличивают физическую нагрузку, что способствует выводу влаги из тела в виде пота. Полезно включить в свой рацион подсоленную пищу. За два-три дня необходимо пройти медицинский контроль и получить заключение с разрешением выхода в открытый космос. Если самочувствие космонавта будет не очень хорошим, то в открытый космос его могут и не пустить.
За 3–4 дня до начала работ по ВнеКД специалисты ЦУПа проводят тренировку предстоящих работ в полном составе, обсуждают возникшие вопросы, а все наземные службы докладывают о готовности.
Конечно, бывают ситуации, когда необходимо решать срочные проблемы по обеспечению выхода в открытое космическое пространство для ВнеКД, поэтому изложенный цикл подготовки может нарушиться.
В день выхода в космос космонавты чаще всего встают поздно, чтобы хорошо выспаться. Ведь впереди очень тяжелый день, и вероятнее всего, отправляться спать в следующий раз придется позже, чем положено. После утреннего туалета космонавты еще раз измеряют артериальное давление и температуру, сообщают результаты на Землю. Завтракать и пить чай в это утро не полагается – во время выхода в космос возможности «отойти на минуточку» не будет. И вот заключительная стадия подготовки к выходу в космос – еще раз медицинский контроль, проверка систем скафандра и систем, обеспечивающих выход на станции.
Выход в открытый космос – операция настолько ответственная, что нельзя ошибиться ни в единой детали. Поэтому первым делом космонавты относят в шлюзовой отсек бортовую инструкцию, которая называется «Выход».
Сначала космонавты надевают специальные гигиенические плавки и медицинский пояс с датчиками, с помощью которых врачи на Земле будут осуществлять медицинский контроль. Потом хлопчатобумажные носки, а сверху еще и носки шерстяные. Теперь наступает очередь белья-комбинезона из хлопко-льняного полотна и поглощающих влагу перчаток. Наконец космонавт надевает облегающий костюм водяного охлаждения – сетчатый трикотажный комбинезон. В него вплетены тонкие трубки, по которым циркулирует вода и охлаждает тело. Что еще осталось? Да, шлемофон. Потом космонавт забирается сзади в скафандр через вырез в кирасе. Садится на обрез скафандра и спускает ноги в штанины. Затем пропускает руки в рукава скафандра и встает на ноги внутри него. Затем тросиком притягивает ранец-крышку, закрывает его и запирает предусмотренной для этого подвижной ручкой. Хотя скафандр сделан так, что космонавт может закрыть свой скафандр самостоятельно, обычно космонавты помогают друг другу. Ведь, как правило, в космос выходят по двое. Поэтому взаимный контроль не помешает.
Затем космонавты проверяют положение органов управления скафандром и приступают к предварительному контролю герметичности скафандра. Потом надо проверить герметичность люка между шлюзовым и смежным отсеком. Для этого в шлюзовом отсеке немного стравливается воздух и понижается давление. Иначе есть опасность разгерметизировать всю станцию. Космонавты уже в закрытых скафандрах проводят окончательную проверку их герметичности. Проверили. Наступило время продувки скафандров – привычная атмосфера заменяется на кислородную. Это означает, что космонавты будут дышать чистым кислородом.
Дело в том, что во всех герметичных отсеках станции поддерживается давление в одну атмосферу и соотношение азота и кислорода такое же, как на Земле. В скафандрах необходимо обеспечить давление, которое, с одной стороны, не наносит вреда здоровью человека, а с другой – обеспечивает подвижность мягких частей скафандра. Поэтому в скафандрах поддерживается «чисто» кислородная атмосфера с давлением 0,4 атмосферы. Слово «чисто» поставлено в кавычки, потому что в ней есть и азот, хотя и не более 1–2 %. При наличии поглощающего патрона, работающего в номинальном режиме, содержание углекислого газа близко к нулю. Конструкция скафандра дает космонавту возможность переключаться на рабочий режим с более низким давлением – 0,27 атмосферы – в течение 15 минут. Этот режим используется для повышения гибкости скафандра и, соответственно, подвижности космонавта (вспомним первый выход в открытый космос А. А. Леонова!). Высокое давление в скафандре не только усложняло бы работу космонавта из-за повышенной жесткости оболочки скафандра, но и усиливало для него физический дискомфорт, а также добавляло опасности из-за возможных утечек. Поскольку общее давление атмосферы в скафандре уменьшается, то процентное содержание в ней кислорода должно увеличиваться, чтобы сохранить нужное содержание кислорода в крови космонавта. Режим безопасного давления, который бы надежно оберегал космонавта от высотной декомпрессионной болезни, был выбран после большого количества испытаний в барокамере. И все же до сих пор не установлены оптимальные соотношения между допустимым уровнем безопасности космонавта и необходимой степенью облегчения его работы для эффективной деятельности в открытом космосе.
При быстром переходе от кислородно-азотной атмосферы к чисто кислородной среде с давлением 0,3–0,4 атмосферы азот, растворенный в крови человека, может перейти в газообразную фазу, вызвав смертельно опасное явление декомпрессии. Поэтому процедура понижения давления и изменения состава атмосферы проводится достаточно медленно. Перед шлюзованием выполняется десатурация – вымывание азота из крови человека за счет вдыхания чистого кислорода при нормальном давлении. В скафандре постепенно создается «чисто» кислородная атмосфера с одновременным снижением давления. В аварийной ситуации, когда требуется немедленный выход в открытый космос, необходимость этой предварительной стадии становится серьезным ограничением.
Космонавты готовы к выходу и начинают сбрасывать давление в шлюзовом отсеке. На это потребуется около 15 минут. Одновременно космонавты внимательно контролируют давление в скафандре. Теперь можно отключить скафандры от систем станции и перейти на автономное питание. И вот уже открытый космос близок – аккуратно открываем люк. Выход из шлюзового отсека в космос разрешается только при наличии охлаждения, и космонавты включают систему теплообмена скафандра.
На все, что мы описали, уходит 1 час 20 минут. А на первый раз, может, и побольше.
Наконец наступил момент, когда космонавт оказывается на обрезе люка. Перед ним черная бездна, а бездна – это то, что без дна. Перед космонавтом разворачивается незнакомая картина. Он, конечно, готовился на Земле: смотрел видеосъемки, знает компоновку модулей станции, различных устройств, установленных на корпусе с внешней стороны, наконец, готовился в гидролаборатории. Но реальную конфигурацию очень большой станции в гидролаборатории и не пытаются воссоздать. Изучая макет станции на Земле, космонавт видит модули под определенным углом зрения. Пожалуй, только моделирование выхода в виртуальной среде может воссоздать реальную картину. Но и она разная при разной освещенности. В общем, требуется некоторое время, чтобы сориентироваться во внезапно расширившемся до бесконечности пространстве, в центре которого – открытый люк. И космонавт.
С Земли звездное небо уютное и даже домашнее из-за отблеска Земли. В космосе начинаешь ощущать абстрактное понятие «бесконечность» вполне наглядно. В формулах этот математический символ выглядел вполне мирно. А здесь убеждаешься: бездна = без дна.
Открытый люк волей-неволей вызывает воспоминания о парашютных прыжках, которых на подготовке было очень много. Там выход за обрез означает не просто отделение, а падение. Это ощущение усиливается, если Земля оказывается «под» космонавтом. Требуется несколько секунд, чтобы разум переборол эмоции: космонавт движется с той же скоростью, что и станция, никакого падения не произойдет.
И вот космонавт начинает перемещение по трассе выхода. Правило такое: один карабин всегда должен быть пристегнут, одной рукой держишься, другой отстегиваешь второй карабин, переносишь его, пристегиваешь и так далее. То есть никогда не надеешься только на одно крепление – космонавта обязательно держат карабин и рука. Иначе можешь оторваться от станции, и возвращение окажется практически невозможным. Сейчас на МКС есть рука-робот. Космонавт закрепляет свои ноги на опорной площадке, и «рука» переносит его к месту работ. При огромных размерах МКС рука-робот, разумеется, значительно облегчает перемещение в открытом космосе.
Лик Земли
Академик Владимир Иванович Вернадский свою всемирно известную и переведенную на многие языки книгу начал совсем не научным языком, а словами очень поэтическими: «Лик Земли, ее изображение в космосе рисуется со стороны, из дали бесконечных небесных пространств как единственное в своем роде, своеобразное и неповторимое, отличное от всех других небесных тел. Лик Земли выявляет поверхность нашей планеты, ее биосферу, наружную область, которая отделяет ее от космической среды»[16]. Удивительно это прозрение ученого, случившееся в 1920-х гг., когда он своим умственным зрением увидел и понял, что нашим глазам должна предстать не столько геометрическая форма планеты-сфероида, сколько удивительный по своей красочности Лик Земли во всей ее сложности и многообразии проявлений: белые облака, синие океаны, красные пустыни, горы в снегах, меандры рек, города в огнях…
Одна и та же картина: тот же корабль и та же Земля. Причудливо смешиваются световые колебания разных длин волн. Как музыкальные тона образуются сочетанием звуковых волн различной длины. Музыка цвета. Музыка восприятия. Фотография становится музыкальной (и не только с позиций физики).
Как же выглядит Земля, увиденная человеком из космоса? Она бесконечно прекрасна и величественна. Очень красива, многокрасочна, поражает своей внушительной сложностью, окаймлена тонкой голубой полосочкой атмосферы. Когда видишь, как она тонка, понимаешь, насколько Земля беззащитна. Ее невозможно представить единым всеобъемлющим изображением, но давайте взглянем на отдельные фрагменты – фотографии, которые я сделал в 1998 г. и 2001 г. с орбитального комплекса «Мир» и МКС (см. цветную вклейку).
Прежде всего мы видим три основных цвета космоса – черный, это сам космос, белый – облака, на которых можно увидеть много сюжетов и картин, известных нам по работам великих художников. И синий – цвет океана.
Наша планета действительно голубая. Такой ее делает Мировой океан, занимающий большую часть поверхности Земли. Представьте, что мы пересекаем американский континент примерно над границей США и Канады, на это уходит минут пятнадцать, и начинается океан. Над ним летишь долго, затем появляется Европа, она переходит в Россию, затем следуют Казахстан, Китай и снова океан – Тихий. А если виток смещен так, что полет над Россией завершается Сахалином, то Тихий океан начинается сразу за Японией, а траектория минует Австралию и снова выводит нас к Атлантическому океану. Если нет облаков, кругом сплошная синева. Смотришь на нее и удивляешься: правильнее Землю надо бы назвать Планета Вода.
Второй главный цвет – белый. Земля часто укутана белыми облаками, имеющими высокую отражательную способность. Белый цвет придают ей также солончаки, кварцевые и гипсовые пески, снега, особенно в горах, и ледники.
Но все же сам портрет – не сине-белый. Он красочен и многоцветен. Красный цвет, конечно же, бросается в глаза первым. Это выходы горных пород, так называемые красноцветные толщи, богатые железистыми соединениями, пылевые выносы в пустынях, красные почвы саванн (фото «Африка. Долина Нила»). Иногда даже расположенные рядом озера имеют совершенно разные цвета. А сочетания оттенков земной суши – красный, зеленый, желтый – не передаются ни на фотографии, ни на видео. Цветовая гамма богаче, чем на Земле. Сочетания цветов, оттенков, сочности, яркости – фотопленка или цифра с любым числом пикселей или видеокамера передать все это не могут. Пиксели не передадут всю сочность палитры, видео тоже – это доступно только глазу. В космос должен слетать художник, чтобы увидеть своими глазами и показать, как прекрасна наша Земля из космоса.
Ночные города выглядят как цветы – они похожи, но красивы по-разному. Свечение от них наблюдается далеко за их границами. Интересно сравнивать свет городов со светом Луны и светом звезд. А ночные грозы выглядят как сражение богов, особенно когда над всем континентом пролетают горизонтальные молнии.
Очень выразительны, символичны картины, когда в иллюминаторе можно одновременно наблюдать день и ночь.
Свет и тень как дополняющие элементы (тень не может существовать без света).
Свет и тень как антагонисты. Библия называет свет символом Бога, добродетели, спасения, добра. Тень – дьявол, зло. День и ночь – визуальный образ борьбы Добра и Зла.
Темнота видима. Она – не отсутствие света, а самодостаточный, активный, действующий элемент. Иногда тень Земли столь глубока, что неотличима от черной бездны. Возникает ощущение, что на твоих глазах жизнь (и Земля) возникает из небытия и уходит обратно в «ничто».
Иногда на облаках видишь «царство теней». Даже небольшие выпуклости на облачном покрове отбрасывают большие таинственные тени, будто излучается не свет, а темнота.
На Лике Земли заметны шрамы, свидетельствующие о долгом странствии сквозь Вселенную. На фото «Голубая планета» виден круглый кратер Маникуаган (Канада) – след столкновения с астероидом диаметром 5 км.
Лик Земли глядит на Космос глазами крупных озер. Одно из самых красивых – горное озеро Иссык-Куль. Оно окаймлено параллельными рядами облаков, формирующихся с подветренной стороны горных хребтов. Над горами влага конденсируется и образуются облака.
Лик Земли фрактален, то есть в нем много самоподобных фигур. Линия берега выглядит волнистой линией и когда вы стоите у самого прибоя, и когда глядите на него с горы, с самолета, из космоса. Самоподобие – признак фрактальности. Куски горных пород имеют такую же структуру, что и крупные разломы (фото «Фракталы Земли»). Облака, горы, деревья – все это фракталы. Но самоподобие природы не есть математически точное самоподобие, это всегда отклонение от правильности, о котором говорит В. И. Вернадский. Ветки дерева подобны дереву в целом, но не являются его уменьшенной копией. Вглядитесь в поверхности разломов, в любые границы раздела между водой и сушей… Природа любит фракталы даже больше, чем регулярности.
Человек сильно изменил природу, это заметно из космоса. Но все же на большей части нашей планеты она остается естественной. Пока, как бы Человек ни старался, какую бы Технику ни применял, но мощь Природы выше.
Страшна огненная стихия, уничтожающая тайгу, леса… Дымная завеса тянется на тысячи километров, задерживает так необходимые всему живому солнечные лучи. По заданию Министерства по чрезвычайным ситуациям мы фотографировали, определяли координаты районов, на которые обрушилось это бедствие, и передавали на Землю. Тяжело было сознавать, что там не только могут погибнуть люди, но и не смогут убежать, спрятаться тысячи животных.
Не дай бог попасть на Земле в циклон, смерч или ураган, однако из космоса они выглядят очень красиво – изящная двойная спираль из облаков, воздуха и влаги. Фотография «Зарождение циклона» интересна тем, что на ней одновременно можно видеть и турбулентность, и регулярную структуру облаков. Такие двойные спирали могут соединяться в длинную цепь. Фотография «Цепочка спиральных вихрей» очень напоминает набросок Леонардо да Винчи к картине «Всемирный потоп».
Иногда удивляешься, когда видишь знакомую картину, уже созданную кистью какого-то великого художника, например, Кацусико Хокусая «Большая волна в Канагаве» реализовалась в другом «материале» как брызги большого облака. Видимо, настоящие мастера способны предугадывать лики и образы Вселенной силой своего воображения.
Морские побережья первыми становились местом обитания людей: моря могли прокормить и облегчали путешествия и торговлю. А если еще в море впадает река, население обеспечено пресной водой. В прибрежных районах живет значительная часть человечества (фото «Северная Африка. Шатт-эль-Шергли»).
Космонавту географию надо бы учить по особой карте. Какой она должна быть, чтобы похоже отражать картину Земли из космоса?
В терминах геометрии: как отобразить на плоскости видимую с орбиты часть земной сферы, чтобы зрительное восприятие космонавтом формы отдельных участков поверхности Земли наиболее соответствовало восприятию учебной карты?
В. И. Вернадский заметил: «Как только мы подходим к живым естественным телам, мы встречаемся с таким коренным изменением геометрических явлений, которые, мне кажется, не укладываются в рамки евклидовых геометрий любого измерения». Жившие на побережьях торговцы и путешественники, чтобы точно передвигаться по морям, придумали сферическую геометрию, используемую в морских картах. Сферическая геометрия – это геометрия геодезических линий положительной кривизны. Затем возникла гиперболическая геометрия, то есть геометрия геодезических линий на поверхности отрицательной кривизны. Появилось важное понятие: кривизна. Именно о ней, присущей иным, неевклидовым пространствам, говорит В. И. Вернадский, – на первый план выступают кривые поверхности и кривые линии, прямые и плоскости уходят на второй план (фото «На первый план выходят кривые линии»).
В пустынях можно видеть поперечные песчаные дюны, наметаемые под прямым углом к преобладающим ветрам, направление которых легко определить по движению облаков. Плавная кривизна и чередующиеся спады и возвышенности дюн зачаровывают. Математика и физика песков увлекательна и красива, так же как и математика и физика волн. В пустынях, то есть там, где ничто не мешает ветру «работать» над почвой, возникают пыльные бури. Сильные ветры поднимают в воздух огромные массы песка, совершенно оголяя каменистую «подстилку», и переносят его на сотни и тысячи километров. Пыль, выносимая из Сахары в Атлантику, выглядит как огромное серое пятно, висящее над синевой океана. А корабли, что идут сквозь мглу такой бури, имеют все шансы сбиться с курса.
Образ включенности пространств живого в неживую среду читатель может увидеть на фотографии, сделанной над Ливийской пустыней. Присмотревшись, вы увидите странные точки в правом верхнем углу. Это центры жизни в пустыне – оазисы. Круги орошаемых земель сделаны вращающейся дождевальной установкой около артезианского колодца. Диаметр каждого круга около километра (фото «Ливийская пустыня. Оазисы»).
Космический импрессионизм – попытка сохранить и передать впечатление.
Что такое импрессионизм в космосе? Камиль Писсарро утверждал, что импрессионисты рисуют воздух. Им для этого пришлось совершить творческий переворот: «скачок» в восприятии: первый план (людей, предметы) сделать фоном для воздуха. Здесь это естественно: все, кроме станции и корабля, становится фоном атмосферы.
Земные импрессионисты лучше многих специалистов описывали мгновенное состояние пейзажа точными деталями: блик на воде, дрожание воздуха, солнечный луч…
Вдруг видишь открывающуюся перед тобой картину глазами космического импрессиониста. Впечатление может быть и от техники, и даже от пустоты. Свет или мазок света среди тьмы – чем-то похожи на воздух. Свет бывает воздушен. Свет на солнечных батареях – впечатление…
В переводе с греческого «космос» – это еще и красота. Важно взглянуть не только на Землю, но и увидеть Космос как образ новой среды обитания с ее законами, смыслами, эстетикой. В этой среде реальность может существовать в разных измерениях, как на рисунках любимого мной голландского художника Маурица Эшера, художественно исследовавшего понятия симметрии, бесконечности и репрезентации различных неевклидовых пространств. Кстати, мой первый космический полет состоялся в 1998 г. – в год столетия со дня рождения Эшера. И я решил сделать в честь него космическую фотографию, выбрав за образец одну из моих любимых его картин «Три мира»: в зеркале озера – плоском мире, обозначенном опавшими листьями, – отражаются деревья надводного мира, а под отражениями видны рыбы, обитатели подводного мира. Я долго искал космическую аналогию и наконец нашел. На полуоткрытой крышке иллюминатора, которую я вручную из станции «Мир» поставил под прямым углом к корпусу модуля, в маленьком титановом зеркальце (плоский технический мир) отражаются два других – живая Земля и бесконечный космос. Три среды. Три мира.
В установленном на крышке иллюминатора зеркальце, маленьком, как фотография, видны и космос, и земной закат; космос и станция, ее батареи, в которых, в свою очередь, отражается солнечный свет. Но эта зеркальная поверхность искусственна, она – символ техники. А вот как заглянуть в зеркало вселенной? У Борхеса есть мысль о том, что, как личность становится личностью благодаря памяти, так же и вселенная: вечность – это зеркало, в котором отражаются и судьбы людей, и история. Как запечатлеть вечность?
Антуан де Сент-Экзюпери в «Планете людей»[17] писал, что самолет стал больше чем машиной – он стал орудием познания: «Он открыл нам истинное лицо Земли». Точно так же космический корабль помог увидеть Лик Земли, чуть ли не век назад столь прозорливо угаданный В. И. Вернадским. Лицо и Лик – понятия не совпадающие. Лицо – индивидуальный облик, отличительные черты. Лик – это внешнее выражение внутреннего содержания. У Экзюпери читаем: «Мы брели по извилистым дорогам. Они обходят стороной бесплодные земли, скалы и пески; верой и правдой служа человеку, они бегут от родника до родника… А если какая-нибудь дорога и отважится пересечь пустыню, то в поисках передышки будет без конца петлять от оазиса к оазису. И мы обманывались их бесчисленными изгибами, словно утешительной ложью, на пути нам то и дело попадались орошенные земли, плодовые сады, сочные луга, и мы долго видели нашу тюрьму в розовом свете. Мы верили, что планета наша – влажная и мягкая. А потом наше зрение обострилось, и мы сделали жестокое открытие. Самолет научил нас двигаться по прямой. Едва оторвавшись от земли, мы покидаем дороги, что сворачивают к водоемам и хлевам или вьются от города к городу… Только теперь, с высоты прямолинейного полета, мы открываем истинную основу нашей земли, фундамент из скал, песка и соли, на котором, пробиваясь там и сям, словно мох среди развалин, зацветает жизнь». Самолет летает в атмосфере Земли, а космический корабль вывел Человека за ее пределы и позволил взглянуть на нее извне. И, как написал В. И. Вернадский: «Человек впервые реально понял, что он житель планеты и может – должен – мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи или рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте». Человек увидел Лик Земли.
Возвращение
Приготовления к спуску начинаются заранее. Во-первых, надо подготовить свой организм. За несколько недель до спуска требуется увеличить физические нагрузки. Следует точно выполнять все медицинские рекомендации, поступающие из ЦУПа, в частности, принимать водосолевые добавки. Приходится учитывать даже, казалось бы, мелочи. Многие ли задумываются, что после того, как основным способом передвижения вместо ходьбы стали перелеты от места к месту, кожа на ступнях утратила свою плотность и стала нежной, как у младенца? На Земле при ходьбе это будет вызывать болезненные ощущения. Полезно перед спуском потренироваться на беговой дорожке босиком.
Возвращение – всегда самая опасная часть экспедиции. Так бывает всегда при переходе из чужой среды в свою, родную: как для подводников, альпинистов, разведчиков, так и для космонавтов. От точного выполнения операций на спуске зависят не только жизни членов экипажа, но и сохранение и доставка на Землю результатов научных исследований и уникальных экспериментов.
За несколько дней космонавты берут в руки корабельную бортинструкцию по спуску и начинают проигрывать свои действия, восстанавливая в памяти навыки, полученные в ходе тренировок. Если требуется, к экипажу на связь выходит инструктор по кораблю и дает необходимые консультации.
Укладка возвращаемого груза в СА – сложная задача, на которую всегда уходит времени больше запланированного, поэтому желательно начать ее пораньше. Обычно из ЦУПа приходит указание, что и куда укладывать. Но жизнь сложнее инструкций, и далеко не всегда удается строго следовать радиограмме с Земли. И тут все зависит от умений и навыков космонавта. Реальная укладка грузов (перечень, маркировка, место размещения) отражается в описи полезных грузов и описи укладок личных вещей членов экипажа. После приземления командир передает встречающим специалистам описи, а также самые срочные грузы, например, живых перепелок, не знавших в своей короткой жизни ничего, кроме невесомости. Их сразу же забирают для продолжения эксперимента. А был случай, когда их забыли в СА в заснеженной казахской степи, и они замерзли.
Заканчивается укладка, как ни старайся, в день спуска. По расписанию обязательно будет предусмотрено время для отдыха, но в реальности значительная его часть уйдет на укладку грузов. И тем не менее надо постараться выделить хотя бы час времени, чтобы поспать.
Наступает момент прощания. Улетающий экипаж желает своим сменщикам удачи в полете, а те, в свою очередь, – мягкой посадки. Пожали друг другу руки, обнялись. Космонавты переходят в космический корабль и закрывают люк. В бытовом отсеке они надевают свои спасательные скафандры и по очереди занимают места в СА: сначала бортинженер-1 – в левое кресло, затем бортинженер-2 или космонавт-исследователь – в правое, и только потом командир садится в свое центральное кресло. Космонавты затягивают ремни и стараются сделать это максимально туго. Сейчас их задача – проверить системы, доложить в ЦУП и приготовиться к расстыковке. Одновременно они поддерживают связь с экипажем станции.
Расстыковку космического корабля и станции осуществляют за полтора витка до расчетного момента включения двигателя. Пружинные толкатели придают кораблю небольшую скорость (0,15 м/с). После того как корабль отойдет от станции на несколько десятков метров, коротко включаются двигатели, увеличивая скорость разлета корабля и станции до 0,5 м/с. Через полтора витка корабль оказывается выше и позади станции, опасности столкнуться уже нет. Теперь – на спуск!
Спуск – это маневр или последовательность маневров космического корабля, в результате которых СА должен достигнуть заданного района на поверхности Земли. Спуск – самый ответственный участок полета. Действительно, за короткое время надо погасить большую кинетическую энергию. Спуску сопутствуют высокие динамические и тепловые нагрузки на экипаж, бортовую аппаратуру и корпус спускаемого аппарата. Быстротечность и необратимость процесса спуска повышает цену возможной ошибки экипажа и предъявляет жесткие требования к системе управления спуском.
Спуски различаются по степени срочности. Штатный – запланированный программой полета спуск корабля с орбиты искусственного спутника Земли на основном полигоне посадки, в основную и резервную даты. Досрочный – преждевременный спуск, когда решение о посадке принимается в процессе полета. Но теоретически возможны ситуации, когда, например, в случае катастрофического развития тяжелой нештатной ситуации требуется немедленно возвратить экипаж на Землю, чтобы спасти им жизнь. Или – не дай Бог! – космонавту потребуется срочная медицинская помощь, недоступная на станции. Тогда выполняется срочный спуск в любую точку земной поверхности вдоль трассы полета. Штатной посадкой считается посадка по завершению программы полета с заранее запланированного суточного витка (1-го или 2-го), при котором обеспечивается приземление в наиболее благоприятный из 13 районов, расположенных на основном посадочном полигоне с обязательным резервом для возвращения через один виток. Последующие суточные витки 2-й (или 3-й) и 3-й (или 4-й) являются резервными витками посадки. Предусматривается также резервный день посадки на следующие сутки.
За один-два витка до начала заключительных операций по спуску окончательно уточняются параметры управления на участке спуска. За 30–70 минут до включения двигательной установки на торможение включается так называемая «жесткая» программа спуска, вырабатывающая в строгой последовательности команды на управление по обеспечению операций спуска. Космонавты контролируют все операции по спуску и могут вмешаться в управление в любой момент.
Как происходит спуск?
Переход космического корабля с околоземной орбиты на траекторию снижения осуществляется в несколько этапов. Сперва выбирается посадочный виток, проходящий через район посадки.
При штатном спуске посадка осуществляется в заранее выбранный район на любом из трех первых (иногда четырех) суточных витков посадки. Основным посадочным витком выбирают, как правило, первый суточный виток. Для безопасного приземления космонавтов район посадки не должен включать в себя крупные населенные пункты, горные массивы, большие водоемы.
Сначала выполняется орбитальный маневр для того, чтобы перевести корабль с исходной орбиты на переходную орбиту спуска, пересекающую условную границу атмосферы – 100 км (это означает, что перигей переходной орбиты оказывается ниже 100 км). Такой маневр называется «сход с орбиты». Он просто осуществляется и вполне приемлем с энергетической точки зрения. Коротким включением двигателя достигается необходимое уменьшение орбитальной скорости космического корабля – всего 1–2 % от исходного значения, что в пересчете на требуемую массу топлива тоже не превышает нескольких процентов от массы космического корабля на орбите.
Для космического корабля спуск начинается с момента выдачи тормозного импульса. Торможение на орбите и должно обеспечивать переход космического корабля на траекторию спуска до границ плотной атмосферы. Время включения двигателя и длительность его работы для необходимого торможения вычисляется заранее. Чтобы осуществить сход с орбиты, корабль нужным образом ориентируют на орбите по отношению к Земле (чтобы тормозной импульс направил корабль к Земле под нужным углом) и стабилизируют его положение (чтобы не вращался и не накапливал ошибку перед включением двигателя). И наконец включается двигатель, и корабль начинает двигаться по новой траектории к плотным слоям атмосферы. При посадке корабля по штатной программе двигатель придает кораблю тормозной импульс. Величина тормозного импульса зависит от высоты орбиты и задается установкой, которая может принимать значение от 90 до 128 м/с. При посадке на основной полигон включение и выключение двигательной установки происходит над южной частью Атлантического океана. Если посадка проводится на третьем или четвертом суточном витке, то включение и выключение двигательной установки происходит над территорией Южной Америки. Дальнейшее движение корабля проходит по эллиптической орбите снижения. Спусковая орбита для грузовых кораблей, загруженных отходами, и космических аппаратов, завершивших свою миссию, выбирается так, чтобы несгоревшие их части попали в специально выбранный отдаленный район Тихого океана, называемый кладбищем космических кораблей.
Итак, наступил очень ответственный участок спуска. Если войти в атмосферу слишком круто, то можно сгореть. Если слишком полого – можно отскочить от атмосферы, как теннисный мячик отскакивает от корта, и улететь обратно в космос. При крутом спуске и перегрузки больше. Крутизна траектории спуска – не в смысле лихости, а в точном геометрическом смысле слова – определяется прежде всего начальным углом входа в атмосферу. Важна и скорость входа. Допустимые условия входа в атмосферу называются коридором входа.
Через четверть витка после отработки тормозного импульса (примерно 22 минуты) на высоте 130–170 км происходит разделение космического корабля на СА, бытовой отсек и приборно-агрегатный отсек. Разделение корабля на отсеки зависит от высоты орбиты и программ разделения, заложенных в автоматику. Под действием аэродинамических сил и двигателей управления спуском СА ориентируется лобовым щитом к набегающему потоку. После разделения приборно-агрегатный отсек движется вверх и оказывается позади СА. Бытовой отсек движется вниз, но из-за того, что масса его невелика, он сильнее тормозится атмосферой и отстает от СА. Разделение происходит на высоте примерно 130–140 км при посадке на первом суточном витке – над центральной частью Африки. При посадке на втором, третьем и четвертым суточных витках – над северо-западной частью Африки или над Бискайским заливом. За 14 секунд до разделения отсеков автоматически приводится в рабочее состояние система исполнительных органов спуска и начинает функционировать после отделения спускаемого аппарата. Она состоит из механизма вытеснительной подачи топлива (азот под высоким давлением), топливных баков, запасов топлива и восьми управляющих реактивных микродвигателей (два по каналу тангажа, два по каналу рыскания и четыре по крену, да еще два дополнительных микродвигателя по каналу крена). Как мы видим, канал крена очень важен, и скоро поймем почему.
Пора объяснить, что такое тангаж, крен и рыскание. Представим себе продольную ось космического корабля, который геометрически представляет собой тело вращения. Повороты относительно этой оси называются креном. Теперь мысленно проведем плоскость, содержащую продольную ось корабля, через центр Земли. Тангаж – угол поворота оси в этой воображаемой плоскости. В авиации его называют углом атаки, а подводники – дифферентом. Рыскание (иначе – курс) ортогонально и тангажу, и крену.
После разделения начинается внеатмосферный участок спуска, длится он не более 17 минут до высоты 80 км. Продольная перегрузка в этот момент совсем небольшая – приблизительно 0,2 g, но она фиксируется приборами, и экипаж видит мигание транспаранта «Перегрузка». Значит, скоро атмосфера. Экипаж может контролировать по иллюминаторам медленное вращение СА. Приблизительно за минуту до входа в атмосферу вращательное движение аппарата переходит в колебательное вследствие «захвата» СА верхними слоями атмосферы.
Атмосферный участок спуска начинается с момента фактического входа СА в атмосферу. Как только это произойдет, начинается маневр, позволяющий затормозиться об нее. Система управления спуском разворачивает СА на нужный угол крена, стабилизирует его, вычисляет и поддерживает необходимые параметры. Теперь необходимо обеспечить снижение скорости трехтонного СА с 200–280 м/с до заданной 6–7 м/с. Спускаемый аппарат в это время летит по траектории, снижающейся под углом 60–66º. При этом возникают тяжелые температурные и перегрузочные режимы. И перегрузка, и нагрев могут оказаться опасными как для космонавтов, так и для корабля. Поэтому торможение не должно быть слишком резким – допустимым как для экипажа, так и для приборов управления, да и вся конструкция должна выдержать. По мере погружения в атмосферу поверхность СА все больше и больше нагревается. Да не просто нагревается – раскаляется, он летит в плазме, в пламени, он горит, но сгореть не должен.
Насколько можно будет управлять траекторией спуска, зависит от так называемого «аэродинамического качества» – отношения величины подъемной силы к величине лобового сопротивления. Например, у самолетов и планеров благодаря форме корпуса и крыльям аэродинамическое качество весьма высокое, поэтому мы без опаски садимся в рейсовые авиалайнеры. А вот спускаемые аппараты кораблей типа «Союз» имеют сегментально-коническую форму и обладают аэродинамическим качеством около 0,3. Примерно как у утюга. Вы, наверно, сможете представить себе планирующие качества утюга, а сесть в большой утюг не каждый захочет.
Начиная с 90 км и ниже начинается интенсивное аэродинамическое торможение СА и образование вокруг него плазмы с температурой до 2000 °С. Во время появления плазмы на 5–6 минут нарушается радиосвязь с экипажем. Но плазма хорошо отражает радиоволны, что дает возможность обнаружить СА с помощью наземных радиолокационных станций.
На высотах ниже 84–82 км с помощью системы исполнительных органов спуска происходят развороты СА по крену, обеспечивающие посадку в заданный район в режиме автоматического управляемого спуска. При отказе этого режима управление по крену осуществляется экипажем, или СА может сорваться в баллистический спуск, который осуществляется закруткой СА относительно вектора скорости. В зависимости от времени перехода в режим баллистического спуска точка приземления СА отстоит от расчетной точки на расстояние от 0 до 450 км (недолет).
Баллистический спуск – спуск без участия подъемной силы, то есть когда аэродинамическое качество отсутствует. Это самый простой способ спуска: вращающийся С А падает по баллистической траектории. Но при этом выше и перегрузки, и тепловое воздействие. Поэтому был придуман спускаемый аппарат так называемого скользящего спуска. Суть его в следующем. СА похож на автомобильную фару, какими они были когда-то давно. По-научному он представляет собой тело вращения (то есть симметричное) с сегментной лобовой и конической задней поверхностью. При симметричном обтекании набегающим потоком такой формы подъемная сила не возникает, а это значит, что спуск будет баллистическим. Аэродинамическая подъемная сила возникает при несимметричном обтекании. Как обеспечить несимметричное обтекание? Нужно повернуть аппарат на некоторый угол. Но, чтобы его поддерживать с помощью реактивного двигателя, требуется огромный расход топлива. Поэтому нашли другое, остроумное решение: если сместить центр масс спускаемого аппарата вверх от оси симметрии, тогда СА сам выставляется на некоторый балансировочный угол, а управление с помощью реактивных двигателей нужно только для парирования возникающих при движении сквозь атмосферу возмущений. Значит, можно обойтись управляющими реактивными микродвигателями.
Скользящий (планирующий) спуск, осуществляемый автоматически (программно), называется режимом автоматического управления спуском. Режим баллистического спуска является резервным. Другим резервным режимом оказывается ручное управление спуском, в котором космонавт по информации на пульте с помощью ручки управления спуском управляет приземлением спускаемого аппарата, стремясь привести его в центр посадочного эллипса рассеивания. Расчетная погрешность относительно расчетной точки посадки при автоматическом управляемом спуске составляет около 30 км, при ручном – до 60 км, при баллистическом отклонение спускаемого аппарата может доходить до 75 км.
При нарастании перегрузок требуется подтянуть ремни, ведь сейчас перегрузка вдавливает тело космонавта в ложемент, и он как раз занимает нужное для посадки положение. Бортинженерам сделать это труднее, ибо их руки у борта корабля стеснены в движениях. На перегрузке не надо вертеть головой, иначе происходит «растекание» тканей лица, ощущение весьма дискомфортное. Удар о землю лучше воспринимать спиной, но не тазом. Поэтому правильное положение тела в ложементе жизненно важно.
Когда СА опустится до высоты 12–13 км, его скорость снизится примерно до 200–280 м/с. Здесь автоматика начинает готовить ввод парашютной системы. После того, как из-за деформации парашютного контейнера на самом первом «Союзе» погиб космонавт В. М. Комаров, конструкторы сделали так, чтобы давление в парашютном контейнере равнялось атмосферному – это исключает искривление его стенок.
За 15 минут до ввода парашютной системы на Земле экипажи специальных эвакуационных машин, личный состав поисково-спасательной команды и постов наблюдения выходят из машин и помещений для визуального обнаружения спускаемого аппарата, прослушивания звука (хлопка) при раскрытии парашюта и определения направления на него.
С момента начала работы радиомаяков на спускаемом аппарате экипажи самолетов, вертолетов и эвакуационных машин осуществляют обнаружение и пеленгование их работы с помощью бортовой поисковой аппаратуры. Обнаружив и запеленговав работу маяков, экипажи воздушных судов выполняют полет над спускаемым аппаратом (во избежание столкновения с ним). После получения информации о спускаемом аппарате поисковые самолеты осуществляют перелет в район поиска и занимают поисковые зоны и эшелоны в зависимости от метеоусловий за три минуты до расчетного времени раскрытия парашюта.
На высоте 12,5 км, на которой скорость СА достигает дозвукового уровня (около 220 м/с), по сигналу барометрического датчика автоматика выдает команду на отстрел крышки контейнера основной парашютной системы. Ровно через 4 секунды (а за это время СА снизится еще на 2 км) крышка контейнера отстреливается и выходит вытяжной блок – два последовательно соединенных купола: первым в воздушный поток вводится парашют площадью 4,2 кв. м, примерно как большой обеденный стол, за ним совсем небольшой, 0,62 кв. м, то есть как сиденье стула. «Вытяжными» эти два парашюта называются потому, что вытягивают следующие за ними парашюты.
Второй вытяжной парашют вводит в действие тормозной парашют, задача которого снизить скорость СА с 280–200 м/с до 10 м/с и передать дальнейшее торможение основному парашюту. Перегрузки при этом в штатном режиме достигают 4g.
Из-за несимметричного обтекания СА набегающим потоком, а также в момент отстрела крышки парашютного контейнера возникают силы, возмущающие движение. Чтобы погасить их, система управления спуском закручивает СА вокруг продольной оси с угловой скорость 13°/сек. Через 17 с на высоте 8,5 км тормозной парашют отстреливается пиропатроном и извлекает из контейнера основной парашют, который постепенно вводится в воздушный поток: сначала вытягиваются стропы, затем стягивается камера с купола основного парашюта. На нем осуществляется дальнейшее снижение СА.
Основной парашют – серьезная штука. Площадь его купола из облегченной капроновой ткани белого и оранжевого цвета – 1000 кв. м, но наполняется парашют быстро, примерно за 10 секунд (впрочем, за это время потеря высоты составит еще 500–700 м), при этом волна перегрузки немного меньше, чем при вводе тормозного парашюта, – 3g. Чтобы предупредить возможное проваливание вершины основного парашюта пока он не наполнился, используют полутораметровый поддерживающий парашют. В случае нештатной работы основной парашютной системы (например, не отстрелилась крышка парашютного контейнера, тормозной парашют отстрелился без введения основного купола, случились перехлесты) вертикальная скорость снижения превысит допустимое значение, и автоматика по сигналу «Авария основного парашюта» через 55 секунд полностью отстрелит элементы основной парашютной системы. Скорость снижения в этот момент более 18 м/с. Еще через две секунды откроется крышка контейнера запасной парашютной системы и выпустит сначала вытяжной блок, затем тормозной парашют площадью 16 кв. м и наконец запасной основной парашют площадью 590 кв. м.
Вертолет поисково-спасательной службы (она за четверть века несколько раз меняла свое название, поэтому мы будем использовать простое и короткое), обнаружив под парашютом СА, устанавливает с экипажем радиосвязь. Командир экипажа на этапе парашютирования ведет переговоры с поисковым вертолетом, сообщает об обстановке на борту и в момент, когда оказывается на одном уровне с вертолетом, получает сведения о высоте. Теперь он может ввести поправку в показания высотомера на рукаве своего скафандра. Точное знание высоты очень важно.
На высоте 6,5 км по срабатыванию барометрического датчика начинается участок «мерной базы», на котором определяется скорость снижения СА на основном парашюте по времени нарастания заданного перепада давления. Если окажется, что скорость снижения СА повышена, то будет осуществлен переход на запасную парашютную систему.
После окончания «мерной базы» при штатном состоянии основной парашютной системы на высоте 5,5 км выполняется подготовка СА к посадке: отстрел лобового теплозащитного экрана, включение питания ударных датчиков и гамма-лучевого высотомера, в СА выравнивается давление по отношению к окружающей среде и производятся некоторые другие операции.
Земля неумолимо приближается! Интересно, что снижение СА происходит на несимметричной подвеске, то есть он расположен не строго вертикально, а под углом 30° к вертикальной оси парашюта. На высоте 5,5 км осуществляется автоматическая перецепка СА на симметричную подвеску. Теперь он висит под парашютом «правильно», то есть вертикально. Перегрузка в момент перецепки достигает 4g.
Наступает черед взведения амортизаторов кресел, в которых располагаются космонавты. Кресло – это, во-первых, силовой каркас; во-вторых, индивидуальный ложемент, о котором мы уже говорили, с привязной системой; в-третьих, мощный амортизатор. Да не простой. Под космонавтом, точнее, под его ложементом, установлена… пороховая шашка! Выражение «сидеть как на пороховой бочке» для космонавта вовсе не является метафорой. Только он лежит на ней, а не сидит. Раньше мы не рассказывали об этом, потому что пороховая шашка – сущая мелочь по сравнению с заправленной горючим ракете, на которой он два часа дожидался старта! По команде от автоматики пороховая шашка поджигается пиропатроном и силой пороховых газов амортизатор взводит (поднимает) кресло. Для космонавтов это ощущается так, будто пульт управления наклонился и чуть не упал на них. На самом деле это приподнялись ложементы их кресел. До срабатывания амортизаторов осталось несколько секунд. А до этого будет введена в действие еще одна система. Перед посадкой на высоте 0,8 м.
Зачем отстрелился несколько секунд назад теплозащитный экран? За ним на днище СА спрятались шесть маленьких твердотопливных реактивных двигателей мягкой посадки. Сейчас скорость падения снизилась примерно до 7 м/с. На запасном парашюте конечная скорость спуска будет повыше – до 10 м/с. И тут на высоте всего 80 см от земли гамма-лучевой высотомер формирует команду на включение двигателей мягкой посадки, которые снижают вертикальную скорость СА к моменту касания земли до 3 м/с. В зависимости от условий – три члена экипажа или два, спуск на основном парашюте или запасном – включаются 6 или 4 двигателя. Их реактивная сила направлена вниз и дополнительно тормозит СА. Для тех, кто ищет сейчас СА на вертолете, это выглядит как маленький взрыв – клубы пыли и песка, а зимой снега, на мгновения скрывают СА. Бывает, что от огня двигателей мягкой посадки загорается сухая трава, и тогда дым далеко стелется по степи и помогает обнаружить космонавтов.
В момент приземления под воздействием удара СА о поверхность земли амортизатор начинает поглощать энергию удара. Во взведенном положении кресло космонавта опирается на металлический цилиндр, в котором друг на друге столбиком сложены восемь втулок из дюралюминия. Опираются они на прочное стальное кольцо. В момент приземления втулки последовательно сминаются, поглощая энергию удара. Сдвиг амортизатора начинается при ударных перегрузках на кресле, равных 18–20g. Ударные кратковременные перегрузки, возникающие при штатном приземлении СА в направлении «голова – таз» равны 22g, «грудь – спина» – 25–30g. Правда, длительность таких перегрузок меньше 1 секунды. Один из иностранных космонавтов, впервые приземлившись на «Союзе», спросил: «И это у вас называется мягкой посадкой?»
Перед касанием СА земли космонавту необходимо принять правильную позу в ложементе: сгруппироваться и прижать голову и руки. Был случай, когда космонавт напряг мышцы спины. В результате голова несколько отклонилась от подголовника и при касании об него ударилась. Если рука соскочит с подлокотника, можно получить травму. Не стоит и отдавать команды, тем более разговаривать. Однажды опытный космонавт, инструктируя своего молодого коллегу, при касании прикусил язык.
И вот экипаж на Земле! С момента отстрела крышки парашютной системы прошла 1 минута и 20 секунд. Вы читали об этом дольше, чем СА летел до Земли с высоты 10 км! Космонавты немного пошевелят руками и шеей, чтобы убедиться, что все в порядке, откроют гермошлемы. Потом командир спрашивает:
– Ребята, посмотрите, как сели, – ему из среднего кресла не видно через иллюминаторы.
Спускаемый аппарат может ровнехонько встать на донышко, а может и завалиться на бок – всякое бывает. Он может подпрыгнуть от удара и опрокинуться. При этом космонавты могут оказаться на боку, лицом вниз или ногами вверх. И если так все и будет, то отстегивать ремни пока не надо, иначе упадешь, пусть и с небольшой высоты – несколько сантиметров, – но больно, лицом о пульт, притянутый забытой уже земной гравитацией.
Бортинженер слегка поворачивает голову и видит непривычно ровную линию горизонта – в космосе наглядно видно, что Земля – шар, и привыкаешь к округлому горизонту. А здесь он неправдоподобно прямой: горизонтальный – если сели «на донышко», люком вверх или наискосок сверху вниз, как стрела, вонзающаяся в землю.
Убедившись, что все в порядке, командир, нажав кнопку, отстреливает одну стренгу парашюта, чтобы СА не волокло по земле (если посадка на воду, то положено отстрелить парашют полностью, чтобы он не утащил корабль под воду).
Спуск в целом обычно занимает около трех часов, и это довольно тяжелый путь, заканчивающийся крепким ударом при приземлении, который называется мягкой посадкой.
Что означает термин – «мягкая посадка»? Может быть, она мягче, лучше и безопаснее, чем жесткая посадка? Да, так оно и есть. Жесткая посадка – неудачная, с повреждениями и несчастными случаями. А «мягкая посадка» пусть и не будет столь уж мягкой (все-таки приземление на землю СА – это падение), но мягкая посадка – это удачная посадка. Поэтому перед спуском космонавтам обязательно говорят: «Желаем вам мягкой посадки!»
Земля ждет
Перед спуском космического корабля Земля заранее готовится к поисково-спасательным работам, чтобы вовремя прибыть на место приземления и помочь экипажу. Разброс точек посадки может достигать нескольких сотен километров в продольном и сотни километров в боковом направлении из-за различных возмущающих факторов и неточностей. Если мы не точно знаем орбиту спуска, то в момент включения двигателя возникают ошибки параметров системы управления спуском, которые дальше будут только нарастать. Если мы с определенной погрешностью стабилизировали корабль перед выдачей тормозного импульса, то неверным окажется вектор входа в атмосферу. Те же последствия наступят от секундной ошибки в продолжительности работы двигателя на торможение. Параметры атмосферы в принципе невозможно знать заранее точно. К разбросу приводит и неточное знание массы спускаемого аппарата – как космонавт распределит возвращаемые грузы в маленькой кабине? Конечно, ЦУП дает ему рекомендации. Но на практике не все они выполнимы.
Проблемами поиска и спасания космонавтов начали заниматься еще в 1960 г. Была создана специальная служба, в которой работали (и сегодня работают) люди самых разных профессий: летчики, врачи, спасатели, техники, водители, водолазы. Они проходили многочисленные тренировки и испытания, обучаясь оказывать помощь в любых условиях. Врачи прыгали с парашютом, инженеры покоряли джунгли, автомобилисты пересекали суровую Арктику.
Испытатели проверяли, как долго человек может выдержать холод или жару, голод и обезвоживание, как он реагирует на опасность и многое другое. После этого были написаны инструкции – их космонавты изучают во время подготовки. Оказавшись в трудной ситуации, они уже знают, что делать, как выжить и добраться до того места, где им окажут помощь.
Опираясь на полученный опыт, была создана служба поиска и спасения (мы уже говорили, что используем короткое условное ее название), в задачу которой входит обнаружить СА и обеспечить эвакуацию космонавтов с места посадки. Мы уже начали рассказывать об их работе, пока СА направлялся к Земле. Продолжим.
Поисковые вертолеты производят перелет к месту посадки СА и осуществляют его радиотехнический поиск. После визуального обнаружения СА экипаж поискового вертолета выбирает площадку на безопасном удалении от него и с разрешения руководителя полетов производит посадку с наветренной стороны. При невозможности применения авиационных средств поисковая группа доставляется на место посадки наземными средствами.
На спуске очень важна точность посадки. Конечно же, лучше приземлиться в заданную точку. В математике точка – это то, что не имеет размеров. Может, в геометрии оно и так, но в космонавтике, если речь о посадке, точкой считается круг радиусом 1–2 км! Однако из космоса это выглядит действительно точкой. Возможные ошибки при возвращении корабля с орбиты могут привести к неточному приземлению. Они могут случиться в любой момент. Если ЦУП, например, неточно рассчитал орбиту или неверно спрогнозировал состояние атмосферы в районе спуска. Или космонавт чуть-чуть ошибся, когда старался правильно ориентировать корабль перед спуском. Или самую малость, на несколько секунд ошибся во времени включения двигателя или продолжительности его работы. А ведь одна лишняя секунда работы двигателя – это промах на 8 км! Все это приводит к тому, что место посадки может отстоять от расчетного даже на несколько сотен километров по направлению полета и 100 км в боковом направлении.
Понимая, что космонавтам придется какое-то время дожидаться помощи, а она может потребоваться немедленно, специалисты, готовившие их к полету, создали НАЗ – носимый аварийный запас, который укладывается прямо в катапультном кресле. И сейчас у экипажа этот аварийный запас обязательно есть, его располагают в спускаемом аппарате. Он состоит из трех укладок, внешне напоминающих небольшие сумки. Здесь собраны самые необходимые вещи.
В первой укладке, которую предстоит носить космонавту-исследователю или второму бортинженеру, шесть литров воды в алюминиевом бачке и полиэтиленовая фляга с чехлом. Срок годности воды – 9 месяцев, ведь корабль до полугода находится в космосе в связке с орбитальной станцией.
Во второй укладке, предназначенной для бортинженера, находятся лекарства (таблетки, йод, обеззараживающие салфетки, жидкости для уколов; стеклянные тюбики и ампулы обмотаны поролоном, чтобы не разбились). Там же девять упаковок с едой (по три на каждого из трех членов экипажа). Есть и средства, помогающие развести огонь, – сухое горючее, пила, нож, иголки, а также рыболовная снасть.
В третьей укладке, командирской, – радиостанция с источниками питания и антенной (впрочем, сейчас космонавтам выдают и мобильный спутниковый телефон). Есть небольшой надувной плотик, на который можно установить карманную радиостанцию в случае приводнения. Интересен охотничий комплект: помимо мачете там есть специально изготовленный для космонавтов трехствольный пистолет. Один ствол – под пули (в комплекте 20 штук), другой – под дробовой заряд (10 штук), третий – под сигнальный патрон (тоже 10 штук). Есть и такие сигнальные средства, как цветные дымы.
На случай приводнения СА (например, в озеро или в море) были разработаны специальные костюмы, которые защищают от переохлаждения в воде.
И сам экипаж, и служба поиска и спасания всегда готовы к экстренным случаям. Для нахождения космонавтов и оказания им необходимой помощи в случае нештатной посадки привлекается свыше двух десятков самолетов и вертолетов и на всякий случай – корабли. Процесс этот может быть осложнен погодными условиями, но все равно происходит достаточно быстро – работа поисково-спасательной службы хорошо налажена.
Служба поиска и оказания помощи космонавтам использует самолеты, вертолеты, автомашины (вездеходы, способные передвигаться по бездорожью), корабли, катера и другие средства передвижения. В состав оперативной группы поиска входят технические специалисты и врачи. Надо сказать, что все они отличные аквалангисты и парашютисты. Действительно, вдруг СА приводнится. Или вертолет не сможет приземлиться там, где произвели посадку космонавты. На розыск экипажа им отводится не более трех часов, а в течение суток они должны эвакуировать космонавтов и СА. При посадке ночью, которая условно начинается за час до захода и заканчивается за час до восхода солнца, сроки его поиска, оказания медицинской помощи космонавтам увеличиваются в полтора раза.
За четыре часа до приземления космонавтов метеорологи сообщают службе спасания метеоусловия, чтобы те заранее могли подготовить различные средства передвижения. Например, в метель или туман, когда затруднены полеты, используют вездеходы. Если СА приводнился, а на море волнение, пошлют вертолет, способный зависнуть и провести эвакуацию с воздуха.
Еще до того, как космический корабль войдет в атмосферу, в район ожидаемой посадки вылетают вертолеты. Задача экипажа – углядеть парашют со спускаемым аппаратом, установить радиосвязь с экипажем и передать координаты посадки спасателям на Земле. Вертолеты сопровождают СА, находясь поодаль, и, когда летчики увидят взметнувшееся облако пыли, которое свидетельствует о том, что мягкая посадка произошла, вертолеты один за другим приземляются рядом.
Выходить из СА лучше, когда специалисты группы поиска приготовили все необходимые средства. Впрочем, бывали случаи, когда экипаж обнаруживали через несколько часов – тогда они выбирались сами, хотя это вынужденные действия, после длительного пребывания в невесомости космонавт все же слаб.
На месте посадки оперативная группа открывает люк СА, помогает космонавтам выбраться из него и передает их в руки медиков, а затем готовит СА и возвращенный с орбиты груз к перевозке в Ракетно-космическую корпорацию «Энергия». Вслед за экипажем сразу эвакуируются срочные грузы, которые привезены с орбиты (в основном это результаты экспериментов).
В последнее время на посадку любят привозить важных гостей. Им надо иметь в виду, что стоящий и лежащий на боку неподвижный СА все еще является источником повышенной опасности – физического травмирования людей отделяемыми элементами антенн, риску радиационного облучения, а также возникновения пожароопасной и взрывоопасной ситуации. Поэтому на месте посадки запрещается подходить к спускаемому аппарату до обесточивания и при кантовании со стороны неотстреленных крышек антенн, находиться напротив контейнера запасного парашюта (возможно отделение крышки) или со стороны днища СА (опасность облучения гамма-лучевым высотомером).