НАУКА И ОБЩЕСТВО
Б01: 10.7868/80869587315040040
18 марта 2015 года исполнилось 50 лет со дня первого в мире выхода человека в открытый космос. Этим человеком стал советский космонавт Алексей Архипович Леонов, участвовавший в полёте космического корабля "Восход-2". В июне того же года в открытый космос вышел американский астронавт Эдвард Уайт, пилот корабля "Джемени-4". В последующие годы, по мере технического совершенствования систем индивидуального снаряжения (скафандров) космонавтов для выполнения внекорабельной деятельности и повышения их надёжности работа человека в открытом космосе постепенно превращалась из кратковременных эпизодов в планомерную, многочасовую деятельность. Настоящая статья посвящена истории этого вопроса.
МЕДИЦИНСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВНЕКОРАБЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
КОСМОНАВТОВ
А.И. Григорьев, Ю.Ю. Осипов, Г.И. Самарин
Выход А.А. Леонова в открытый космос по праву можно считать следующим после полёта Ю.А. Гагарина выдающимся событием в истории пилотируемой космонавтики. Полёт "Восхода-2" вошёл в историю дважды. В соответствии с первой, официальной и открытой версией всё прошло блестяще. Вторая версия обнародовалась постепенно и в полном виде была опубликована много позже, и тогда стало известно, что в ходе эксперимента произошло по крайней мере семь сложнейших нештатных ситуаций. О них, конечно, не упоминалось в сообщениях ТАСС, что естественно для времени жёсткой цензуры. Впоследствии в воспоминаниях А.А. Леонова, специалистов в области ракетно-космической техники и врачей, сопровождавших этот полёт, было рассказано о проблемах, которые тогда возникли. Достаточно подробно они описаны в книге лётчика-космонавта Ю.М. Батурина [1]. Приведём выдержку из этой книги.
«А.А. Леонов находился в условиях космического пространства 23мин. 41 сек., а вне шлюза в открытом космосе — 12 мин. 09 сек. В это время он удалялся от корабля на расстояние до 5.35 м. Во время выхода его скафандр был связан с бортом корабля специальным электрическим кабелем, так как не был полностью автономным.
На самом деле в полёте был ряд серьёзных нештатных ситуаций, неоднократно угрожавших жизни космонавтов. Вот как об этом рассказал Алексей Архипович: "Серьёзных нештатных ситуаций в моём полёте на "Восходе-2" было семь, из них три или четыре были смертельными...
Когда создавали корабль для выхода в открытый космос, то приходилось решать множество проблем, одна из которых была связана с размером люка. Чтобы крышка открывалась внутрь полностью, пришлось бы урезать ложемент. Тогда бы я в него не поместился в плечах. И я дал согласие на уменьшение диаметра люка. Таким образом, между скафандром и обрезом люка оставался зазор по 20 мм с каждого плеча.
ГРИГОРЬЕВ Анатолий Иванович — академик, вице-президент РАН, научный руководитель ГНЦ РФ "Институт медико-биологических проблем РАН". ОСИПОВ Юрий Юрьевич — кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией ГНЦ РФ ИМБП РАН. САМАРИН Георгий Иванович — кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией ГНЦ РФ ИМБП РАН. samarin@imbp.ru; osipov@imbp.ru; grigoriev@pran.ru
WW*
На Земле мы проводили испытания в барокамере при вакууме, соответствующем высоте 60 км... В реальности, когда я вышел в открытый космос, получилось немного по-другому. Давление в скафандре — около 600 мм, а снаружи — 10~9; такие условия на Земле смоделировать было невозможно. В космическом вакууме скафандр раздулся, не выдержали ни рёбра жёсткости, ни плотная ткань. Я, конечно, предполагал, что это случится, но не думал, что настолько сильно. Я затянул все ремни, но скафандр так раздулся, что руки вышли из перчаток, когда я брался за поручни, а ноги — из сапог. В таком состоянии я, разумеется, не мог втиснуться в люк шлюза. Возникла критическая ситуация, а советоваться с Землёй было некогда. Пока бы я им доложил... пока бы они совещались... И кто бы взял на себя ответственность? Только Паша Беляев это видел, но ничем не мог помочь. И тут я, нарушая все инструкции и не сообщая на Землю, перехожу на давление 0.27 атмосфер. Это второй режим работы скафандра. Если бы к этому времени у меня не произошло вымывание азота из крови, то закипел бы азот — и всё... гибель. Я прикинул, что уже час нахожусь под чистым кислородом и кипения быть не должно. После того как я перешёл на второй режим, всё "село" на свои места. На нервах сунул в шлюз кинокамеру и сам, нарушая инструкцию, пошёл в шлюз не ногами, а головой вперёд. Взявшись за леера, я протиснул себя вперёд. Потом я закрыл внешний люк и начал разворачиваться, так как входить в корабль всё равно нужно ногами. Иначе я бы не смог, ведь крышка, открывающаяся внутрь, съедала 30% объёма кабины. Поэтому мне пришлось разворачиваться (внутренний диаметр шлюза — 1 метр, ширина скафандра в плечах — 68 см). Вот здесь была самая большая нагрузка, у меня пульс дошёл до 190. Мне всё же удалось перевернуться и войти в корабль ногами, как положено, но у меня был такой тепловой удар, что я, нарушая инструкции и не проверив герметичность, открыл шлем, не закрыв за собой люк. Вытираю перчаткой глаза, а вытереть не удаётся, как будто на голову
кто-то льёт. Тогда у меня было всего 60 литров кислорода на дыхание и вентиляцию, а сейчас у "Орлана" — 360литров... Я первый в истории вышел и отошёл сразу на 5 метров. Больше этого никто не делал. А ведь с этим фалом надо было работать, собрать на крючки, чтобы не болтался. Была громадная физическая нагрузка. Единственное, что я не сделал на выходе, — не смог сфотографировать корабль со стороны. У меня была миниатюрная камера "Аякс", способная снимать через пуговицу. Её нам дали с личного разрешения председателя КГБ. Управлялась эта камера дистанционно тросиком; из-за деформации скафандра я не смог до него дотянуться. А вот киносъёмку я сделал (3 минуты камерой С-97), и за мной с корабля постоянно следили две телевизионные камеры, но у них была невысокая разрешающая способность. По этим материалам потом сделали очень интересный фильм.
Но самое страшное было, когда я вернулся в корабль, — начало расти парциальное давление кислорода (в кабине), которое дошло до 460мм и продолжало расти. Это при норме 160мм!Но ведь 460мм — это гремучий газ, ведь Бондаренко сгорел на этом. Вначале мы в оцепенении сидели. Всё понимали, но сделать почти ничего не могли: до конца убрали влажность, убрали температуру (стало 10—12°). А давление растёт... Малейшая искра — и всё превратилось бы в молекулярное состояние, и мы это понимали. Семь часов в таком состоянии, а потом заснули. видимо, от стресса. Потом мы разобрались, что я шлангом от скафандра задел за тумблер наддува... Что произошло фактически? Поскольку корабль был долгое время стабилизирован относительно Солнца, то, естественно, возникла деформация; ведь, с одной стороны, охлаждение до —140° С, с другой — нагрев до +150° С. Датчики закрытия люка сработали, но осталась щель. Система регенерации начала нагнетать давление, и кислород стал расти, мы его не успевали потреблять. Общее давление достигло 920мм. Эти несколько тонн давления придавили люк, и рост давления прекратился. Потом давление стало падать на глазах».
Предложенная вниманию читателя выдержка из книги говорит о том, что внекорабельная деятельность (ВКД) сопряжена с большим риском для жизни и здоровья человека. Следует сказать, что полёт корабля "Восход-2" дал сильный импульс проведению научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ как в области скафандростроения, так и медицинского обеспечения ВКД. В течение 50 лет, прошедших со дня выхода А.А. Леонова в открытый космос, космонавтика неразрывно связана с выполнением экипажами пилотируемых космических аппаратов сложнейшей и рискованной работы за бортом. К настоящему времени состоялось более 300 выходов в открытый космос, американские астронавты в рамках программы "Аполлон" работали
на Луне. Важность таких операций, связанных с проведением ремонтных и наладочных работ, заменой вышедших из строя узлов и агрегатов, обслуживанием спутников, монтажом новых орбитальных станций, осуществлением научных экспериментов, наконец, с пребыванием на других планетах (Луна, Марс, метеориты), не подлежит сомнению.
Необходимость внекорабельной деятельности космонавтов как эффективного средства решения ряда задач во время пилотируемых космических полётов предвидел ещё К.Э. Циолковский. В начале прошлого века он приступил к обоснованию принципов создания скафандра, системы шлюзования и страховки для обеспечения работы человека в открытом космосе [2].
В настоящее время предложена терминология, определяющая космический скафандр как одну подсистему (то есть антропоморфную оболочку) индивидуальной системы обеспечения жизнедеятельности [3]. Термин "индивидуальная система обеспечения жизнедеятельности" целиком относится к системе, необходимой для человека в условиях среды, в которой иначе он не смог бы существовать. Слово "индивидуальная" указывает на отличие этой системы от оборудования космического корабля, которое поддерживает жизнедеятельность всех членов экипажа одновременно. Индивидуальная система обеспечения жизнедеятельности подразумевает два основных класса систем в зависимости от главной цели их применения. Первый — это индивидуальная система обеспечения жизнедеятельности экипажа на борту летательного аппарата (спасательный скафандр), или внутрикорабельная система, второй — индивидуальная система обеспечения жизнедеятельности за бортом летательного аппарата, или внекорабельная система.
Как в советской, так и в американской космических программах индивидуальные системы жизнеобеспечения разрабатывались с целью
• применения внутри корабля для обеспечения жизнедеятельности экипажа и выполнения им работ в случае разгерметизации кабины или загрязнения атмосферы;
• обеспечения внекорабельной деятельности, позволяющей человеку выполнять полезную работу и решать исследовательские задачи в космическом вакууме на орбите Земли или на поверхности другой планеты.
Спасательный скафандр является необходимым элементом обеспечения безопасности экипажа. Он позволяет людям находиться в разгерметизированной кабине космиче
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.