Текст книги "Космическая академия"
Автор книги: Георгий Береговой
Соавторы: Иван Почкаев,Владимир Григоренко,Ростислав Богдашевский
Жанры:
Астрономия и Космос
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 12 страниц)
Во-первых, можно отметить тенденцию к некоторому снижению медицинских требований к состоянию здоровья кандидатов в космонавты, выражающуюся в большей дифференцированности их и большем учете индивидуальных особенностей.
Во-вторых, обратную тенденцию, связанную с некоторым повышением требований к психологическому отбору и, в частности, к творческому потенциалу личности и социально-психологическому статусу ее – способности продуктивно работать в составе экипажа.
В-третьих, по-прежнему, достаточно высокими остаются требования в процессе отбора и особенно подготовки к командирам экипажей, несущим всю полноту ответственности за безопасность экипажа и выполнение программы космического полета.
В-четвертых, все большее значение приобретает в связи с особенностями длительных пилотируемых полетов и целевых научно-исследовательских программ вопросы подбора экипажей.
Эти тенденции являются своеобразным итогом практического развития пилотируемой космонавтики за прошедшие 25 лет.
Только после успешной сдачи экзаменов за общекосмический этап подготовки с оценкой не ниже «хорошо» и утверждения межведомственной комиссией кандидаты в космонавты становятся космонавтами и приступают к следующему этапу подготовки в составе группы.
Академические будни
Практика освоения космического пространства выдвинула целый комплекс сложных теоретических задач, решение которых было осуществлено с участием широкого круга специалистов из различных областей науки и техники. Достигнутые успехи по решению практических задач космического полета, в свою очередь, были использованы для дальнейшего развития теоретических основ космонавтики и космической техники.
Приобретение знаний, составляющих основу профессии космонавта, осуществляется на этапе общекосмической подготовки. Слушателям излагаются основы процессов и явлений, с которыми в будущем им предстоит столкнуться в космическом полете. У будущих космонавтов целенаправленно формируется концепция испытателя и исследователя, знания которого соответствуют уровню современного научно-технического прогресса.
На этапе общей инженерно-технической подготовки кандидатов в космонавты изучаются следующие дисциплины.
1. Теория полета космических аппаратов.
2. Системы управления пилотируемых космических аппаратов (ПКА).
3. Космическая навигация.
4. Основы вычислительной техники.
5. Ракеты-носители, ПКА и орбитальные станции.
6. Основы наук исследования Земли из космоса и проведения экспериментов в космических полетах.
7. Бортовые системы ПКА и орбитальных станций.
8. Стартовый комплекс.
Каждой из этих дисциплин посвящены многие тома научной литературы. В ходе изложения теоретических основ космонавтики слушателям раскрываются те разделы перечисленных дисциплин, которые относятся непосредственно к процессам, сопровождающим космический полет на всех его этапах. Естественно, что раскрытие всех аспектов этих процессов не является предметом настоящей книги. В литературе нередко встречаются общие высказывания о том, что от космонавтов требуются глубокие, разносторонние, специальные и другие знания без раскрытия их сущности.
Планетарий Центра подготовки космонавтов
Более или менее полное представление об уровне теоретических знаний, необходимых космонавтам, дает даже простое перечисление основных разделов и вопросов, изучаемых по каждой дисциплине (табл. 1—8). Такое перечисление не является программой общекосмической подготовки кандидатов в космонавты, а отражает лишь направления, по которым непрерывно идет у них совершенствование инженерно-технических знаний.
Таблица 1. Теория полета космических аппаратов (КА)
1 | Основы теории реактивного движения | Силы и моменты, действующие на ракету-носитель. Основные параметры, характеризующие движение. Одноступенчатые и многоступенчатые ракеты-носители. Пути достижения космических скоростей |
2 | Динамика полета на участке выведения | Уравнения движения. Активный участок траектории. Скорость КА в конце участка выведения. Оптимизация траектории подъема. Приближенное решение уравнений плоского движения |
3 | Динамика орбитального полета ПКА | Невозмущенное движение КА. Траектория полета. Уравнение Кеплера. Элементы орбит. Определение параметров движения через элементы орбиты. Годограф скорости в кеплеровом движении |
4 | Возмущенное движение КА | Уравнения движения. Влияние сопротивления воздуха на движение КА. Возмущающее влияние планет. Солнца и давления солнечного света. Влияние аномалий силы тяжести Движение КА относительно земной поверхности |
5 | Выбор и определение параметров орбит КА | Выбор формы, наклонения и высоты орбиты. Выбор времени запуска КА. Определение параметров орбит КА. Оценка точности. Прогнозирование движения КА. Эволюция орбит под влиянием внешних тел |
6 | Коррекция орбит КА | Классификация способов коррекции. Выбор корректируемых параметров. Трехпараметрическая коррекция. Двухпараметрическая коррекция. Однокомпонентная коррекция. Многоразовая оптимальная коррекция |
7 | Орбитальное маневрирование КА | Виды орбитальных маневров. Одноимпульсный орбитальный переход. Многоимпульсные маневры. Аэродинамический маневр. Поворот орбитальной плоскости. Боковой аэродинамический маневр перед спуском |
8 | Сближение КА на орбите | Маневры, обеспечивающие выход КА на орбиту встречи Монтажные орбиты. Относительное движение. Автономное сближение. Наведение на конечном участке встречи. Оценки энергетических затрат |
9 | Динамика вращательных движений КА | Дифференциальные уравнения вращательных движений КА как твердого тела и как системы твердых тел. Внутренние и внешние моменты, действующие на КА. Гравитационный момент. Аэродинамический момент |
10 | Динамика спуска КА на поверхность Земли | Траектории спуска КА на поверхность Земли. Внеатмосферный и атмосферный участки спуска. Баллистические траектории спуска. Подъемная сила и ее влияние на замедление спуска КА в атмосфере |
Таблица 2. Системы управления пилотируемых космических аппаратов (ПКА)
1 | Назначение и принципы построения систем управления ПКА | Задачи и классификация систем управления ПКА. Человек-оператор в системе управления ПКА. Базовая и связанная системы координат. Углы Эйлера. Матрица направляющих косинусов и свойства матрицы преобразований |
2 | Системы ориентации ПКА | Системы автоматической и ручной ориентации ПКА. Ориентация ПКА при маневрировании на орбите. Методы и системы пассивной стабилизации. Гравитационная стабилизация. Стабилизация вращением. Активные системы ориентации с реактивными двигателями |
3 | Системы управления движением центра масс ПКА | Системы управления сближением и причаливанием. Системы управления снижением в атмосфере и мягкой посадкой. Принципы построения и управления системой приземления |
4 | Элементы систем управления ПКА | Измерительные устройства. Гироскопические устройства. Акселерометры. Оптические визиры и астрономические измерительные устройства. Инфракрасные и радиолокационные измерители. Органы ручного управления ПКА |
5 | Динамика процессов управления ПКА | Управление угловым движением ПКА. Оптимальное управление поворотными маневрами. Динамика процессов стабилизации при использовании импульсной системы ориентации |
6 | Управление движением центра масс ПКА | Динамика систем управления орбитальными маневрами. Динамика управления сближением при непрерывной и импульсной тягах. Возможные способы приборной реализации законов управления |
Таблица 3. Космическая навигация
1 | Задачи космической навигации | Навигационные элементы полета КА. Элементы орбиты. Текущие географические координаты, скорость орбитального движения, путевая скорость, путевой угол, текущая высота полета, высота в перицентре и методы их вычисления через элементы орбиты. Кинематика изменения орбиты |
2 | Системы космической навигации | Способы получения навигационной информации. Радиотехнические и астрономические системы навигации. Принципы инерциальной навигации. Астрономическая коррекция систем инерциальной навигации. Совместная астродопплеровская коррекция |
3 | Астрономическая навигация | Астрономические ориентиры. Земля и околоземное пространство. Созвездия. Условия наблюдения астроориентиров в космическом полете и факторы, искажающие их положение на небесной сфере. Системы координат |
4 | Законы видимого движения небесных светил | Видимое движение звезд. Солнца, Луны и планет на небесной сфере. Изменение горизонтальных и орбитальных координат светил в космическом полете. Единицы измерения времени в астрономии. Система единого времени |
5 | Астрономические средства ориентации и навигации ПКА | Космические секстанты. Конструкция, оптические схемы и технические характеристики типовых астроприборов. Методики работы с астрономическими средствами ориентации и навигации |
6 | Космическая картография | Системы координат на земной поверхности. Форма и размеры Земли. Геодезические и астрономические координаты. Карты, применяемые в космической навигации. Методика расчета и прокладки трасс ПКА на картах |
Таблица 4. Основы вычислительной техники
1 | Вычислительные устройства (ВУ) | Назначение и использование ВУ в системах автоматического и телемеханического управления. Типы ВУ. Машины и устройства непрерывного и дискретного действия. Сравнительные характеристики ВУ. Гибридные системы |
2 | Аналоговые вычислительные машины (АВМ) | Принципы построения. Выполнение математических операций с помощью электрических, электромеханических и электронных схем. Операции суммирования, дифференцирования и интегрирования. Множительные и делительные устройства. Применение АВМ для моделирования процессов в системах, описываемых обыкновенными дифференциальными уравнениями. Элементы программирования на АВМ |
3 | Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) | Принципы построения. Классификация ЦМВ, универсальные, специализированные и управляющие. Логические схемы ЦВМ. Одно-, двух-, трехадресные машины. Арифметические основы ЦВМ. Представление информации в машине и программе. Программирование. Технические характеристики современных ЦВМ |
4 | Бортовые вычислительные комплексы (БВК) современных ПКА | Задачи, решаемые БВК. Технические требования, предъявляемые к БВК. Основные характеристики БВК. Бортовые цифровые вычислительные машины (БЦВМ). «Оператор– БЦВМ» в контуре управления ПКА |
Таблица 5. Ракеты-носители, ПКА и орбитальные станции
1 | Ракеты-носители (РН) | Классификация РН. Компоновочные, силовые и конструктивные схемы. Аэродинамическая и внутренняя компоновки. Характеристики РН. Управляемость, надежность и безопасность. Устройство РН. Корпус. Баки. Конструкция трубопроводов пневмогидравлических систем |
2 | Двигательные установки (ДУ) | Области применения различных типов ракетных двигателей. Основные параметры и требования к ДУ в зависимости от назначения. Компоненты топлива ДУ, их особенности. ДУ системы аварийного спасения |
3 | Проектирование ракет-носителей | Основные этапы и порядок проектирования РН. Принципы компоновки многоступенчатых РН. Выбор числа ступеней и компонентов топлива. Конструкция ДУ первой, второй и третьей ступеней. Топливная система. Дренажная система. Система наддува баков. Органы управления РН |
4 | Типы ПКА | Задачи, решаемые ПКА различного типа. Этапы и схемы полета. Факторы космического полета и их воздействие на конструкцию, системы ПКА и экипаж. Назначение и основные характеристики бортовых систем ПКА |
5 | Спускаемые аппараты (СА) | Задачи СА и физические условия спуска в атмосфере Земли. Бортовой комплекс СА. Система теплозащиты и посадки СА. Аппараты баллистического, планирующего и скользящего спуска |
6 | Орбитальные станции | Задачи, решаемые пилотируемыми орбитальными станциями. Компоновка отсеков станции. Бортовые системы. Бортовой комплекс управления станцией |
Таблица 6. Основы наук исследования Земли из космоса и проведения экспериментов в космических полетах
1 | Физическая география, геодезия и картография | Строение Земли и особенности рельефа поверхности суши и дна океанов. Вода и атмосфера. Зонально-типологическая классификация ландшафтов земного шара. Составление ландшафтных карт. Картографирование природных ресурсов Земли. Задачи и методы космической геодезии. Аппаратура, применяемая для географических, геодезических и картографических исследований |
2 | Космическая геология | Изучение природных ресурсов Земли с помощью космической техники. Методы и аппаратура. Выявление месторождений полезных ископаемых. Изучение динамики тектонических процессов и трещинообразований земной поверхности. Создание космотектонических карт поверхности Земли. Оценка сейсмической и вулканической деятельности |
3 | Гидрология, океанология, океанография и рыболовство | Физико-химические свойства, термический и ледовый режим Мирового океана. Изучение гидрографических явлений, фронтов морских и океанских течений. Ледовая обстановка. Выявление косяков рыбы и скоплений промысловых животных. Поиск грунтовых вод в районе пустынь и степей, оценка запасов воды. Контроль и прогнозирование паводков и наводнений |
4 | Метеорология, биосфера, земледелие и охрана окружающей среды | Особенности космической метеорологии. Применяемая аппаратура и ее основные характеристики. Многозональные методы исследования биосферы. Изучение закономерностей географического распространения почв и их эрозии. Изучение растительного покрова. Обнаружение лесных пожаров. Оперативная оценка степени созревания зерновых культур, урожайности и засоренности. Оценка загрязненности акваторий и воздуха в различных районах. Контроль сброса сточных вод |
5 | Космическая технология | Основы космического материаловедения. Особенности поведения веществ в условиях космоса (невесомость, вакуум и т. п.). Процессы тепло– и массопереноса. Поведение свободной поверхности жидкостей и расплавов в невесомости. Особенности кристаллизации металлов, сплавов и бинарных систем. Методы получения монокристаллов. Эпитаксильное наращивание пленок. Термодинамика жидкости в сосуде в состоянии невесомости |
6 | Космическая металлургия, материаловедение и фармакология | Получение композиционных материалов и сплавов со специальными физическими свойствами. Полупроводниковые материалы. Оптическое стекло и керамика. Особенности технологии производства стекла в невесомости. Медико-биологические препараты и особенности их получения в невесомости |
Таблица 7. Бортовые системы ПКА и орбитальных станций
1 | Классификация бортовых систем управления ПКА | Системы ориентации и управления движением (СОУД). Системы сближения, причаливания и стыковки. Система приземления СА. Система исполнительных органов СОУД. Двигатели ориентации. Корректирующая двигательная установка. Бортовой вычислительный комплекс (БВК) |
2 | Радиотехнические системы ПКА | Система радиосвязи. Режим работы аппаратуры на различных участках полета ПКА. Командная радиолиния. Телеметрическая система. Радиотехническая система стыковки |
3 | Бортовая телевизионная система | Принципы построения. Особенности создания телевизионных передач. Работа с телекамерами и телеаппаратурой |
4 | Средства отображения информации (СОИ) ПКА | Система индикации, сигнализации (СИС) и органы ручного управления ПКА. Пульты космонавта СА и станции. Командно-сигнальное устройство (КСУ). Управление пультами |
5 | Системы энергопитания (СЭП) и освещения | Виды источников электроэнергии и способы ее преобразования. СЭП на основе солнечных батарей и буферных химических источников тока. Солнечные батареи, их конструкция. Аккумуляторы. Блок контроля источников питания. Система освещения. Типы светильников. Управление и контроль |
6 | Системы жизнеобеспечения ПКА и орбитальных станций | Состав оборудования в зависимости от назначения ПКА и задач полета. Система наддува, разгерметизации и компенсации утечек. Индивидуальное защитное снаряжение (скафандры). Система терморегулирования ПКА. Система сбора конденсата, вентиляции и воздухораспределения |
7 | Система аварийного спасения (САС) экипажа и посадки СА | Виды и принципы действия САС. Работа САС при возникновении аварийных ситуаций на различных этапах полета ПКА. Комплекс средств приземления. Организация поисково-спасательного обеспечения. Носимый аварийный запас |
8 | Системы обеспечения жизнедеятельности экипажа | Системы водообеспечения, питания и регенерации конденсата. Рационы питания и способы их хранения. Санитарно-бытовое оборудование. Средства изоляции, обработки и удаления отходов жизнедеятельности. Ассенизационно-санитарные средства. Спальные принадлежности. Медико-биологическое оборудование. Средства профилактики, само– и взаимопомощи, личной гигиены и быта. Дозиметрический контроль и средства локальной радиационной защиты. Действия при угрозе увеличения радиации |
9 | Управление полетом ПКА и орбитальной станции | Организация и принципы управления. Наземный комплекс управления. Структура главной оперативной группы управления. Бортовой комплекс управления. Роль и функции экипажа ПКА и орбитальной станции |
Таблица 8. Стартовый комплекс (СК)
1 | Назначение, состав и основные характеристики СК | Роль СК в общей структуре ракетно-космического комплекса. Классификация СК по типам ракет-носителей (РН). Циклограмма подготовки РН с ПКА к пуску. Технологическое оборудование СК. Подъемно-установочное оборудование. Пусковые системы |
2 | Системы заправки | Наземные системы заправки. Системы газоснабжения и термостатирования. Источники холода и тепла. Устройство систем термостатирования |
3 | Система наведения | Основные устройства систем наведения. Автоматизированные и неавтоматизированные системы наведения |
4 | Техническая позиция (ТП) | Назначение, состав и характеристики сооружений и оборудования ТП. Предстартовая подготовка РН и ПКА. Средства сборки и испытания РН и ПКА. Технологические работы на ТП и предстартовая подготовка экипажа |
5 | Стартовая позиция (СП) | Назначение, состав и характеристики сооружений и оборудования СП. Порядок подготовки ПКА к посадке экипажа. Работа систем СП на этапах пуска и выведения ПКА на орбиту. Средства и мероприятия по обеспечению безопасности экипажа при работах на СП |
Становление личности космонавта
Каким бы тщательным не был профессионально-психологический и медицинский отбор кандидатов в космонавты, он сам по себе не может гарантировать того, что у будущих космонавтов будут достаточно развиты все психофизиологические качества, необходимые для успешного выполнения программ космических полетов. Поэтому профессия космонавта, как и любая другая, приобретается в процессе обучения и практической деятельности. Процесс этот достаточно длительный по времени – в среднем от 5—6 до 10—12 лет. Об этом свидетельствует опыт подготовки и осуществления пилотируемых космических полетов на современном этапе развития пилотируемой космонавтики.
Естественно, он делится на ряд этапов: общекосмической подготовки, первый этап подготовки к космическому полету в составе группы, которая закрепляется за конкретным типом космического аппарата, второй этап подготовки к космическому полету в составе экипажа для выполнения конкретной программы полета.
Основными видами подготовки являются: марксистско-ленинская теория, летная и парашютная, космическая и медико-биологическая. В зависимости от этапа подготовки каждый вид преследует определенные цели, задачи, объем, содержание, средства, методы, мероприятия.
Космические полеты последних пяти-шести лет знаменуют начало нового этапа в освоении космоса, который характеризуется увеличением длительности пребывания космонавтов на орбите, расширением объема научно-исследовательской и испытательной работы в интересах народного хозяйства, полетами международных экипажей. Основными чертами личности каждого советского космонавта является высокая коммунистическая убежденность, политическая зрелость и стойкость, преданность идеалам Коммунистической партии, заветам великого Ленина. Именно на этой социально-политической основе формируются все остальные профессиональные качества и свойства космонавта. Морально-политический фактор играет ведущую роль в успешном решении космонавтами задач, ибо он определяет сущность мотивов и установок космонавтов.
В космическом полете человек подвергается суровым испытаниям, встречается с такими ситуациями, когда необходимо предельное напряжение духовных и физических сил, умение хорошо переносить интенсивные нагрузки. На организм человека в космическом полете воздействуют специфические, непривычные для человека условия, оказывающие огромное влияние на его психику и соответственно на работоспособность.
Особенности жизнедеятельности космонавтов учитываются при их подготовке, в процессе которой происходит изучение, обучение и воспитание космонавта как профессионала. Исходя из положения марксизма-ленинизма о диалектическом соотношении человека и техники, из указаний КПСС о том, что космонавтика должна служить решению социальных задач, вырабатывается комплексный и системный подход к изучению, обучению и воспитанию космонавта, к его подготовке к полетам, к решению проблемы взаимодействия человека и машины. Только человек, глубоко понимающий социальный смысл и общественную значимость своей работы, умело владеющий техникой, способен полностью использовать ее возможности, повышая надежность и эффективность космического корабля на орбите.
Чтобы надежно управлять техникой, умело ее применять в сложной и своеобразной обстановке космического полета, нужны не только хорошие знания, навыки и умения, но необходима моральная, нравственная, духовная стойкость людей. Несгибаемая воля человека, высокое самообладание, способность и готовность к подвигу в основе своей имеют такие нравственно-политические чувства, как патриотизм, верность народу и делу коммунизма, чувство долга и товарищества. Эти необходимые качества и формируются в процессе морально-политической и психологической подготовки, которая не является самостоятельной, обособленной, а пронизывает все виды подготовки, выражая общую направленность процесса обучения и воспитания советских космонавтов. Морально-политическая и психологическая подготовка космонавтов – сложный процесс, требующий творческого использования разнообразных форм и методов обучения и воспитания, вдумчивой работы руководителей, преподавателей, инструкторов-методистов, отряда космонавтов, политработников, врачей, инженеров и других специалистов [56]. Она предусматривает три основных направления:
1) воспитание космонавта как гражданина, идейного борца партии, патриота и интернационалиста;
2) формирование устойчивости психики космонавтов к воздействию неблагоприятных условий и факторов космического полета в совокупности с физическим совершенствованием. Сложившаяся в Центре подготовки космонавтов система морально-политической и психологической подготовки постоянно совершенствуется благодаря опыту, приобретаемому в ходе подготовки и осуществления каждого космического полета;
3) формирование у него важнейших качеств исследователя и испытателя, глубоко понимающего специфику и сложность освоения космического пространства, способного качественно и с высокой результативностью выполнять поставленные перед ним задачи, переносить любые трудности и испытания.
Непременным условием развития у космонавтов высоких морально-политических и психологических качеств является идейно-политическое воспитание, формирование у них марксистско-ленинского мировоззрения, коммунистической идейности, беспредельной преданности социалистической Родине, советскому народу. Коммунистической партии, непоколебимой верности идеалам коммунизма. Юрий Гагарин, отвечая на вопрос, что прежде всего определяет характер космонавта, говорил: «Любовь к своему делу, высокая коммунистическая идейность, мужество».
Высокая идейная убежденность, формируемая в ходе политической учебы и идейно-воспитательной работы, способствует развитию и обогащению мотивов и установок на полет, а на их базе – обеспечению психологической готовности космонавтов к успешному решению задач.
Морально-психологическая подготовка предусматривает формирование у космонавтов психологической (эмоционально-волевой) устойчивости – такого комплекса качеств, которые укрепляют способности космонавтов решать поставленные задачи, помогают уверенно действовать в напряженных и опасных ситуациях космического полета в полном соответствии с коммунистическими убеждениями и нравственными принципами. Морально-психологическая подготовка к выполнению конкретной программы космического полета преследует цель – активизировать все качества, свойства и возможности космонавта, его готовность к выполнению задач предстоящего полета.
Состояние моральной и психической готовности космонавта к осуществлению космического полета – это сложное, целостное проявление личности, характеризующееся высокой ответственностью, уверенностью в своих силах (в здоровье, знаниях, навыках, умениях) и возможностях космической техники, стремлением полностью выполнить намеченную программу полета, оптимальным уровнем эмоционального возбуждения, высокой степенью помехоустойчивости, способностью произвольно управлять своими действиями, мыслями, чувствами, эмоциями, всем поведением в зависимости от возникающих ситуаций.
Морально-психологическая подготовка включает в себя:
• формирование психологической установки на необходимость осуществления космических полетов в интересах развития науки и техники, прогресса всего человечества, воспитание у них чувства высокой личной ответственности за выполнение патриотического долга перед Родиной и интернационального долга перед всем социалистическим содружеством;
• формирование у космонавтов правильного представления о факторах и условиях космического полета, а также выработку на этой основе качеств, необходимых для успешных действий в условиях полета в любой сложной ситуации;
• воспитание уверенности в своих силах и уверенности сохранить нервно-психическую устойчивость, высокую работоспособность в условиях невесомости, ограниченной подвижности, гиподинамии, относительной изоляции в пространстве малого объема;
• формирование правильного отношения к таким факторам космического полета, как радиационная и метеоритная опасность;
• развитие у космонавтов готовности к преодолению трудностей;
• прогнозирование нервно-психического состояния космонавтов, подбор состава экипажа по принципу психологической совместимости;
• воспитание космонавтов в духе высокой активности и инициативы;
• разработку мероприятий по психологической поддержке экипажа в полете и при возвращении на Землю.
Усложнение космической техники и программ полетов требует новых путей решения задач морально-политической и психологической подготовки космонавтов. Специалисты Центра ведут активные исследования в этой области, обобщают накопленный опыт, стремятся полнее использовать каждую тренировку, занятие, максимально приблизить их к реальным условиям полета. Постоянная высокая требовательность, строгий порядок, четкая организация учебы, труда и быта, целеустремленная политико-воспитательная работа – все это вырабатывает у космонавтов определенные черты характера, помогающие им контролировать и управлять своими чувствами, действиями, поступками.
Особое значение в процессе подготовки космонавтов отводится моделированию аварийных ситуаций [16, 19]. Предметом подготовки космонавтов к действиям в аварийных ситуациях является:
• формирование у космонавтов высоких профессиональных качеств по способам обнаружения и выхода из аварийной ситуации;
• приобретение экипажем опыта по эффективной работе в условиях воздействия неблагоприятных факторов;
• обеспечение психофизиологической адаптации космонавтов к воздействию неблагоприятных факторов;
• приобретение знаний, навыков и умений по оказанию первой помощи членам экипажа (при поражении электротоком, ожогах, отравлениях токсическими веществами, травмах и т. д.).
Аварийная ситуация с точки зрения воздействия на человека представляет собой внезапное осложнение деятельности, которое вызывает два уровня ответных реакций: приспособительно-защитные (биологические) и психологические, формирующие познавательно-творческую стратегию поведения и обеспечивающие выполнение новых, не предусмотренных программой действий [14, 52].
Достижение указанных целей обеспечивается за счет использования приведенной в табл. 9 совокупности средств подготовки космонавтов, которые значительно различаются по своему назначению, эффективности и конструктивному выполнению. Их можно разделить на две группы: моделирующие стенды (имитаторы для подготовки организма космонавтов к условиям космического полета) и тренажеры для отработки профессиональных навыков по управлению ПКА и его системами. Помимо этого, могут быть комбинированные стенды, на которых подготовка космонавтов к профессиональной деятельности сочетается с подготовкой организма к экстремальным условиям полета [16].
Таблица 9
К первой группе относятся моделирующие стенды и средства физической и специальной подготовки (гимнастические снаряды, батуты, допинги, стенды приземления, самолеты и др.), а также тренажеры-имитаторы окружающей среды (барокамеры, сурдокамеры, центрифуги, самолеты лаборатории для полетов по траектории Кеплера и др.), которые известны также под названием экзогенных тренажеров. Вторая группа включает тренажеры для отработки профессиональных навыков управления (навигация, связь, сближение и стыковка, посадка, имитаторы систем жизнеобеспечения и т. д.).
Комплексный тренажер совмещает в себе многие моделирующие устройства обей групп.
Подготовке космонавтов к управлению ПКА и его системами уделяется очень большое внимание, при этом навыки основных операций отрабатываются до автоматизма. Количество и разнообразие вариантов аварийных ситуаций, проработанных космонавтом на тренажере, может рассматриваться как показатель уровня обеспечения безопасности полетов и широких возможностей ПКА по выходу из непредвиденных ситуаций.
Исследования показывают, что каждая заранее проработанная на Земле аварийная ситуация существенно увеличивает вероятность выхода экипажа из непредвиденных ситуаций, возникающих в ходе полета [14, 96, 103]. Среди всех тренировок наибольшее значение имеют те, которые проводятся на тренажерах в условиях, наиболее близких к условиям космического полета. С этой точки зрения максимальную ценность представляют собой тренировки, проводимые на комплексных тренажерах. Тренировки на комплексных и различных специализированных тренажерах – основной вид космической подготовки, в том числе к действиям в особых случаях полета [13-16]. Именно на тренажере воспроизводится деятельность, наиболее близкая к реальной.
Задача подготовки космонавтов на тренажерах состоит не только в обучении логике управления, индикации отдельных отказов и четким действиям по их ликвидации, но и в выработке умения работать в усложненных условиях полета, в частности: выполнять совмещенную деятельность, самостоятельно принимать решения, прогнозировать развитие событий и результат своих действий, предвидеть аварийную ситуацию по отдельным и неполным признакам, использовать неинструментальный сигнал и т. д.