Текст книги "Повседневная жизнь российских космонавтов"

Автор книги: Юрий Батурин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 23 страниц)

Скафандры и ложемент

Скафандр – это сложное техническое устройство, которое поддерживает, а иногда и спасает жизнь в космическом полете. Скафандры бывают спасательные и выходные.

Спасательный скафандр предназначен для защиты космонавта во время старта и возвращения на Землю. Он используется также во время наиболее ответственных операций в космосе, таких как стыковка. В России используют скафандр, называемый «Сокол».

В первых полетах космонавты постоянно находились в скафандрах. Но когда длительность полетов достигла нескольких дней, космонавты стали отмечать, что столь длительное время находиться в скафандре трудно. Потом было несколько полетов без скафандров, и однажды космонавты погибли из-за разгерметизации. Тогда скафандры стали обязательны, но использовались только на самых ответственных участках полета: старт и выведение корабля на орбиту, стыковка с другим кораблем или орбитальной станцией, а также спуск. С тех пор скафандры постоянно улучшались. Они стали удобнее, прочнее, надежнее.

Спасательный скафандр надевают перед стартом.

Читатель не раз видел по телевизору: космонавты в скафандрах докладывают о готовности к полету и идут к ракете. Шагать в них не очень удобно, потому что предназначены они не для прогулок, а для того, чтобы лежать в специальных креслах (ложементах), подогнув ноги. Но идти в нем придется недолго – только от автобуса до ракеты. В руках у каждого космонавта небольшой ящик, шлангом присоединенный к скафандру. Это переносная вентиляционная установка. В нем есть вентилятор, с помощью которого скафандр проветривается. Зимой воздух можно подогреть, а летом охладить с помощью тающего льда, который предварительно закладывают в установку.

Спасательный скафандр не должен мешать космонавту управлять космическим кораблем. Он мягкий, двухслойный (наружная оболочка очень прочная, а внутренняя обеспечивает герметичность, поскольку сделана из прорезиненного материала). Все застежки – «молнии», шлем – с откидной прозрачной передней частью, а под затылком – мягкая подушечка. На штанинах, впереди, под коленями – карманы, в которые можно положить снятые перчатки скафандра.

На опасных участках полета – при взлете и на спуске – шлем должен быть плотно закрыт, перчатки надеты. Только после выхода на орбиту при нормальном давлении воздуха в кабине космонавтам разрешается снять перчатки и открыть шлем, что позволяет свободно работать.

Спасательные скафандры индивидуальны. Предварительно с космонавта снимается до шестидесяти мерок. Измеряют много неожиданного, что у земных портных не принято, – например положение седьмого шейного позвонка. «Сокол» весит около семи килограммов и выдерживает трехкратное увеличение давления внутри скафандра при наддуве. Срок его годности – четыре года. Стоимость – несколько десятков тысяч долларов США.

На Земле скафандр космонавту помогут надеть, а в космосе ему придется делать это самому. Поэтому космонавта надо научить надевать и снимать скафандр в безопорном пространстве. Делается это в летающей лаборатории при полетах на невесомость. Был случай, когда американский астронавт не прошел такую тренировку и не смог самостоятельно надеть «Сокол» на орбите.

Народная примета: если космонавту делают спасательный скафандр – скоро ему в командировку на орбиту.

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 – отвертка, стамеска, молоток, напильник – каждый лежит в своем углублении точно по форме инструмента и перепутать их места не получится – в чужое гнездо инструмент не ляжет, а из своего не выпадет. Такое ложе – углубление, имеющее форму уложенного в него предмета, – называется ложементом.

Изготовляют ложемент и для космонавта. Он нужен для равномерного распределения нагрузок по поверхности тела, для того, чтобы обезопасить его при ударе о землю во время приземления. А для этого ложемент должен быть сделан точно по фигуре космонавта. То есть ложемент индивидуален – для каждого космонавта свой, и поменяться ими нельзя.

Изготавливается он по очень простой технологии. Сначала человека одевают в нижнее белье – майку с длинными рукавами и кальсоны – и помещают его в жидкий гипс. Когда гипс затвердевает, он 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 этот космонавт в скафандре будет лежать на спине в космическом корабле. Вот эта «ванночка» и есть ложемент космонавта. Он снабжен прочными ремнями, которыми космонавт накрепко затягивает себя, чтобы перегрузка не сместила и не повредила его тело. Поскольку ложемент сделан точно по фигуре космонавта, а ремнями он крепко притянут к креслу, тело в нем не двигается при встрясках и ударе спускаемого аппарата о землю. Это оберегает человека от ушибов и переломов костей.

Вторая народная примета: если космонавту отлили ложемент, скоро ему в полет.

После того как изготовят спасательный скафандр, космонавт надевает его и размещается в своем индивидуальном ложементе. Ему предстоит неподвижно отсидеть в надутом скафандре в той позе (ноги поджаты к подбородку), которую он займет в космическом корабле, 125 минут. Оболочка скафандра наполняется воздухом под давлением и становится жесткой, как металл. Два часа неподвижно в твердом скафандре пролежать очень трудно. Ноги затекают, необходимо шевелить пальцами ног и, насколько это возможно, напрягать и расслаблять мышцы. Это помогает восстанавливать кровообращение. Был случай, когда один потенциальный космический турист отказался от полета, испытав только часть этой проверки.

Потом, если будут замечания по скафандру и ложементу, производится их более точная подгонка. Следующий этап отсидки – в вакуумной камере. Космонавт должен в реальных условиях убедиться, что его индивидуальный спасательный скафандр надежен.

Все наши космические скафандры созданы на подмосковном предприятии «Звезда». Оно ведет свою историю с 1952 года и занималось сначала скафандрами для летчиков. Потом на предприятии стали делать лучшие в мире катапульты, спасающие жизнь пилотов при авариях. Долгое время главным конструктором и генеральным директором предприятия был выдающийся ученый Гай Ильич Северин. На все скафандры, выпускаемые «Звездой», пришивается эмблема предприятия. Ее можно увидеть по телевизору, когда показывают космонавтов, отправляющихся в космический полет.

Выходной скафандр – не для парадных выходов, а для внекорабельной деятельности (ВнеКД) в открытом космическом пространстве. Он состоит из жесткого алюминиевого корпуса, мягких рукавов и штанин. Поверх надевается защитная оболочка с многослойной теплоизоляцией. Интересно, что в эту оболочку вставлена так называемая радиоткань, которая выполняет роль антенны для связи космонавтов с Землей и друг с другом.

Корпус специалисты называют «кираса». Совсем как в рыцарских доспехах. Кираса – это металлические латы или панцирь, выгнутый по форме груди и спины. (От слова «кираса» происходит название всадника в тяжелой кавалерии – «кирасир».) Сзади в кирасе имеется прямоугольный вырез для входа в скафандр и выхода из него. На корпусе снаружи также помещаются пульт управления, шлем-каска и страховочный фал, сделанный из двух прочнейших капроновых лент. Длина его – один метр, имеет он два карабина, которыми космонавт пристегивает себя к наружным поручням, когда передвигается к нужному месту станции при выходе в открытый космос.

Шлем сделан из того же материала, что и кираса, и составляет с ней единое целое. Обзор космонавту обеспечивает удобный иллюминатор из двух стекол с расстоянием между ними восемь миллиметров да еще и с дополнительным защитным стеклом. От вредного излучения Солнца глаза оберегает подвижный светофильтр. В верхней части шлема сделан дополнительный иллюминатор, чтобы космонавт мог видеть, что делается над головой. К шлему также прикреплены два фонарика, помогающие работать в темноте.

Штанины и рукава скафандра многослойные. Внешний слой, который воспринимает нагрузки от внутреннего избыточного давления, называют силовым. Он сделан из замечательно прочного и легкого материала – лавсана. (Между прочим, лавсан был изобретен полвека назад в нашей стране и расшифровывается как Лаборатория высокомолекулярных соединений Академии наук; именно там его создали.) Внутренний слой для надежности сделан двойным – из резины и прорезиненной ткани.

Перчатки скафандра тоже многослойные, а специальные резиновые колпачки на них повышают чувствительность пальцев космонавта во время работы. А вот подошвы ботинок, наоборот, твердые, с двойными кожаными слоями, потому что с помощью ботинок космонавт закрепляет себя на рабочем месте в открытом космосе.

Снаружи на рукавах с помощью эластичной ленты крепятся наручные часы и нарукавные зеркала, благодаря которым космонавт может видеть наружную переднюю часть скафандра.

Чтобы космонавт мог нормально дышать, в скафандр встроены баллоны с кислородом – основной и резервный. Они сделаны из особо прочной стали, а сверху еще усилены оплеткой из стекловолокна.

Вентилятор (есть также и резервный) создает циркуляцию воздуха в скафандре. Поглотительный патрон забирает углекислый газ, выдыхаемый космонавтом. Влагосборник поглощает пот.

Все системы выходного скафандра могут работать без всяких связей со станцией. То есть такой скафандр, по сути, – маленький космический корабль на одного человека. Благодаря ему в открытом космосе можно работать несколько часов без перерыва. Потому-то на Земле он достаточно тяжелый – 112 килограммов.

Что еще интересного есть у «выходного костюма»? Если работы идут около шлюзового отсека (при этом космонавт не уходит далеко от люка), к скафандру подстыковывается электрический фал, и тогда системы скафандра получают электроэнергию от станции. Фактически это то же самое, что протянутый длинный провод из окна дачи для включения, например, электропилы при работе во дворе. Есть два вида электрических фалов – короткий, два с половиной метра, и длинный, двадцать метров.

Выходные скафандры доставляют на космическую станцию и хранят там, на Землю их не возвращают. Из одного отработавшего свое скафандра сделали искусственный спутник поместили в него научную аппаратуру и радиопередатчик а потом запустили в космическое пространство прямо со станции во время очередного выхода в открытый космос.

Спасательные скафандры изготавливаются для каждого космонавта индивидуально, а вот выходные рассчитаны на использование в разных экспедициях. Они стандартные, то есть подходят почти всем, правда их можно регулировать по росту. Сейчас в скафандре могут работать космонавты ростом не ниже 164 и не выше 190 сантиметров.

И еще одна любопытная деталь нашего костюма. На скафандре есть крепления для установки самоспасения космонавта, которая называется «сейфер» (от английского слова «safer» – спасатель). У сейфера есть свои двигатели, включив их, космонавт может отделиться от станции, облететь ее, осмотреть, перевезти какой-то груз и вернуться обратно. А еще сейфер служит средством безопасности. Если вдруг человек отлетит далеко от станции, он сможет возвратиться.

Гидроневесомостъ

Гидроневесомость – один из наиболее эффективных способов моделирования условий работы в открытом космосе. Этот способ основан на помещении объектов космической техники и космонавта в скафандре в гидробассейн и придании им нейтральной плавучести, безразличного равновесия и безопорного состояния. Характерная особенность гидроневесомости связана с тем, что в состоянии нейтральной плавучести сила гравитационного притяжения Земли, действующая на тело человека, уравновешивается выталкивающей силой гидросреды. Гравитационные силы приложены ко всем молекулам тела человека, а выталкивающая сила действует только на его поверхность.

Поэтому в гидросреде сохраняется действие силы массы внутренних органов, и нарушения функций вестибулярного аппарата не происходит. Следовательно, в гидроневесомости не воспроизводятся факторы космического полета, серьезно влияющие на физиологические процессы в организме человека.

Выход в космос – сложное задание, которое выполняет космонавт. Перемещаться в тяжелом скафандре – дело не простое. До настоящего выхода в космос проводится очень много тренировок. Многие из них посвящены тому, чтобы космонавты научились перемещаться в скафандрах в открытом космосе. А ведь их вес больше веса космонавта. Правда, в невесомости этот тяжелый скафандр не будет весить ничего, но все равно, для того чтобы уверенно двигаться в скафандре в космосе, нужно иметь хорошую подготовку.

Для этого предназначена гидролаборатория с бассейном 23-метровой глубины. В нем космонавты отрабатывают выход в открытый космос. В воде с помощью особых грузов можно сделать так, что человек в скафандре не тонет и его не выталкивает на поверхность. Как говорят инструкторы, космонавта «обезвешивают». Тем самым создаются условия, похожие на невесомость. Поэтому их называют «гидроневесомостью».

В бассейн под воду помещают точный макет того или иного модуля космической станции. Космонавт в скафандре погружается в воду и в гидроневесомости отрабатывает задания, которые ему потом придется выполнять в открытом космосе. В настоящем космосе будет страшнее, потому что у бассейна есть дно, и его видно, а космос – черная бездна. К тому же не будет рядом инструкторов и врачей – будет лишь бесконечное пространство. Так что расслабляться нельзя, надо тренироваться и готовиться.

О важности внекорабельной деятельности космонавтов говорить не приходится. Без выхода в открытый космос невозможно вести ремонтные работы, нельзя проводить многие эксперименты, нельзя, наконец, осваивать другие планеты. Поэтому в программу ОКП включена и начальная подготовка к ВнеКД.

КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА

Космические предприятия. – Ракеты. – Корабли. – Станции. – Орбитальные комплексы

Космические предприятия

Космическое предприятие – как маленький город. Здесь находится множество зданий: конструкторское бюро, цеха, научные и испытательные лаборатории, есть своя поликлиника, автозаправка и даже электростанция.

В семь часов утра каждый день открываются двери проходных. Тысячи людей спешат на работу: инженеры, конструкторы, рабочие, техники. Работают и молодые специалисты, и закаленные временем ветераны. Некоторые из них помнят еще С. П. Королева, М. В. Мясищева, В. П. Бармина, Д. И. Козлова, В. Н. Челомея. Огромные коллективы действуют как слаженный механизм.

В 1950 году было образовано особое конструкторское бюро № 1 по разработке ракет дальнего действия. Его начальником назначили Сергея Павловича Королева. За несколько лет конструкторским бюро были созданы новые образцы ракетной техники, в том числе и первая в мире ракета, запускаемая с подводной лодки. Вскоре конструкторскому бюро был придан завод. Это предприятие несколько раз меняло свое название, а сегодня всемирно известно как Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С. П. Королева. Оно располагается в подмосковном городе, который тоже назван именем великого конструктора, – Королёв. На этом предприятии были созданы первый искусственный спутник Земли, космический корабль «Восток», на котором впервые человек полетел в космическое пространство, орбитальные станции. На предприятии есть свой отряд космонавтов. После Королева предприятием руководили знаменитые конструкторы: Василий Павлович Мишин, Валентин Петрович Глушко, Юрий Павлович Семенов. На кораблях и станциях, которые создавались под руководством Ю. П. Семенова, летала половина всех землян, побывавших в космосе.

Весной 1916 года был создан один из первых в России автомобильных заводов. Но уже через несколько лет он начинает выпускать военные и гражданские самолеты. А в 1960 году, за пол год а до полета в космос Юрия Гагарина, было принято решение поручить заводу делать ракеты. Именно на этом предприятии была изготовлена знаменитая ракета «Протон», с помощью которой были выведены в космос многие спутники, автоматические межпланетные станции, а затем и орбитальные станции. В 1993 году этот машиностроительный завод и конструкторское бюро, разрабатывавшее для него проекты космических аппаратов, были преобразованы в Государственный космический научно-производственный центр имени Михаила Васильевича Хруничева. Его отделы находятся в разных городах – в Москве, Воронеже, Перми, Омске, Коврове.

В конце июня 1941 года, через несколько дней после начала Великой Отечественной войны, при московском заводе «Компрессор» было организовано Специальное конструкторское бюро, руководить которым назначили Владимира Павловича Бармина. Оно сразу же стало разрабатывать и изготовлять пусковые боевые установки для реактивных снарядов, которые наши воины называли «катюшами». А после победы под руководством Владимира Павловича Бармина там же стали создавать стартовые комплексы – сначала для боевых ракет, а потом и для ракет космического назначения. Между прочим, именно на этом предприятии еще в 1970-х годах разработали проект обитаемой лунной базы. После ухода из жизни В. П. Бармина Конструкторскому бюро общего машиностроения было присвоено его имя, а возглавил предприятие его сын Игорь Владимирович Бармин.

В 1884 году в Москве открылась мастерская по ремонту велосипедов. Вскоре она выросла в настоящий завод, где не только ремонтировали, но и производили велосипеды, мотоциклы, автомобили, дрезины, аэросани и даже дирижабли. Наверное, дирижабли и подарили заводу стремление ввысь. В 1919 году его переименовали в Государственный авиационный завод. Он стал выпускать замечательные истребители. Но не только. В 1939 году был произведен успешный пуск первой в мире двухступенчатой ракеты, изготовленной заводом. Когда началась Великая Отечественная война, завод эвакуировали в Куйбышев (ныне – Самара). Шестнадцать тысяч боевых самолетов выпустил завод для фронта.

Вскоре после запуска первого искусственного спутника Земли заводу, учитывая его опыт, поручили делать ракеты. Так началась космическая дорога предприятия, которое к тому времени называлось завод «Прогресс». Уже через год была запущена серийная межконтинентальная ракета.

Для конструкторского сопровождения производства ракет и создания новых модификаций было образовано Центральное специализированное конструкторское бюро (ЦСКБ), которое вскоре объединили с самарским заводом «Прогресс». Именно Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс» делает ракету «Союз», которая выводит космические экипажи на орбиту. Долгое время предприятием руководил знаменитый конструктор Дмитрий Ильич Козлов.

Ракеты

Первые космические ракеты были переделаны из боевых, и лишь потом для запусков в космос стали делать специальные ракеты. Сейчас их видов достаточно много, остановимся на двух из них – на той, которую используют для полетов в космос людей, и на той, которая доставляет на орбиту большие модули орбитальных станций.

Ракета «Союз», на которой космонавты отправляются в полет, очень надежна и имеет несколько модификаций (технически немного отличающихся друг от друга вариантов). «Союз» – трехступенчатая ракета-носитель.

Первая ступень состоит из четырех блоков, имеющих форму конуса, объединенных в своего рода «пакет». Каждый блок достаточно большой, почти 20 метров в высоту, а весит почти четыре тонны, и это без горючего. В хвостовом отсеке каждого бокового блока стоит мощный двигатель.

На этот «пакет» устанавливается центральный блок, который является второй ступенью. Высота его около 32 метров, а весит он семь тонн. Во второй ступени тоже установлен мощный двигатель.

На вторую ступень помещается третья, со своим двигателем. Она немного поменьше первых двух: в разных вариантах ее длина составляет восемь-девять метров, весит она немного меньше трех тонн. К третьей ступени крепится сам космический корабль. Таким образом, корабль принимает на себя и напор воздуха, и тепловые нагрузки. Чтобы защитить и обезопасить его, предусмотрен головной обтекатель.

Заправленная топливом ракета весит больше 300 тонн.

Ракета, которая вывела на орбиту множество модулей орбитальных космических станций, называется «Протон». Она начала разрабатываться давно, еще в период выполнения советской программы полета к Луне, и имеет несколько разновидностей. Сегодня основной вариант этой ракеты – трехступенчатый.

Первая ступень состоит из центрального и шести боковых блоков, причем боковые расположены кольцом вокруг центрального. Вторая и третья ступени крепятся к первой последовательно. В заправленном состоянии ракета «Протон» весит почти 700 тонн, значительно больше, чем «Союз», и может вывести на орбиту космические аппараты весом более 20 тонн.

Иногда к трем ступеням ракеты добавляют и четвертую, которая называется разгонным блоком. Двигатель разгонного блока может многократно включаться уже в космосе. Поэтому четырехступенчатый вариант используют для выведения космических аппаратов на геостационарную орбиту и для вывода их на межпланетные траектории. Именно «Протон» отправил несколько автоматических станций к Луне, Венере и Марсу.