Жизнь на орбите

Космос - это абсолютно другая среда обитания, это другая техника и другие методы работы с этой техникой, совершенно другая эргономика жизни. Все не так как на Земле. И главная причина, конечно, невесомость!

Авторы и редакторы

Экипаж "Первоклассный телескоп"/Сетевой проект Космическая одиссея

Как все начиналось

Перенесемся в сравнительно недавнее прошлое, когда в конструкторском бюро, руководимым Сергеем Павловичем Королевым, проектировался первый в мире космический корабль Восток. Что, собственно, проектировалось? Летательный аппарат. Машина для полета в космос. «Восток» - был созданием уникальным: никто, нигде и никогда не строил космических кораблей. Эскизные наброски Кибальчича и Циолковского не представляли практической ценности для конструкторов.

Это был редчайший в науке и технике случай, когда начинали с нуля. Но когда абсолютно новаторская общая задача была разбита на задачи частные, конструкторы начали оглядываться: а что более или менее похожее уже существует? Поэтому кресло корабля было спроектировано на основе авиационных кресел-катапульт, предком скафандра Гагарина был скафандр летчиков-высотников, пульт управления также отчасти напоминал размещение приборов в самолетах. А дальше – все интереснее.

Жизнь в невесомости

Юрий Гагарин вспоминал, как блокнот повис в воздухе и плавал, пока он его не поймал, и куда-то уплыл карандаш. Из своего первого, 18-тисуточного полета Виталий Севастьянов привез домой на память шерстяные носки с дырками, продранными на мизинцах: именно этими местами он отталкивался, когда «плавал» в Союзе-9 . Андриян Николаев часто отдыхал на потолке: там просторнее. Космонавты интуитивно искали наиболее удобных, естественных взаимоотношений с невесомостью. Астронавт Чарльз Конрад принимал участие в конструировании лунной кабины Аполлона. Ограниченные размеры кабины мешали установить у пульта управления кресло или даже табурет. Конструкторы упорно искали выход. С большим трудом Конраду удалось убедить их выбросить эту мебель и ограничиться фиксаторами для ног. Он, уже дважды до этого летавший в космос, знал, что в невесомости сидеть перед пультом управления ничуть не легче, чем стоять.

Космонавты год от года принимали все более активное участие в конструкторской работе по организации своего будущего космического быта. Однако, незаменим вклад земных ученых и исследователей, значительно облегчивших жизнь космонавтов на орбите.

В невесомости не пишет ручка, и карандаши тоже неприменимы, потому что стружки и грифельная крошка не ссыпаются в мусор, а плавают по кабине, чем создают немалую опасность: их можно вдохнуть, они могут залететь в глаз, в тонкий прибор. Кроме того, карандаш состоит из дерева и графита – чрезвычайно горючих материалов, что в условиях замкнутого пространства, наполненного кислородом, очень нежелательно.

Частный предприниматель Поль Фишер и его фирма Fisher Pen Company вложили миллион долларов в разработку того, что теперь известно как «космическая ручка Фишера». Устройством, запатентованным в 1965 г., можно писать, находясь вверх ногами, при температуре от -45 °C до +200 °C, и даже под водой. В ручке Фишера для работы в отсутствие силы тяжести чернила залиты в картридж, заполненный азотом под давлением в 2,5 раза выше давления земной атмосферы на уровне моря. Это давление подает чернила к кончику ручки, где находится шарик из карбида вольфрама. Сами чернила похожи на плотный гель, они не окисляются и не высыхают.

После испытаний в феврале 1968 года ручка Фишера стала использоваться космонавтами всех стран. Сейчас любой землянин может приобрести такую ручку за $50.

Интересно, что советским изобретателем М.И. Клевцовым также была разработана аналогичная шариковая авторучка, в которую паста подается к шарику при помощи поршня, вмонтированного в герметический стержень с пастой, куда накачан азот под давлением.

Космическая пища

Пить и есть в невесомости люди научились довольно быстро. И правда, невелика хитрость – выдавить себе в рот содержимое пластиковой трубы. Однако сроки пребывания на станции увеличились, и это стало проблемой - кому понравится месяцами потреблять пищу, скорее, пригодную для младенцев?

В конце концов, космические рационы стали составлять из обычных земных продуктов. Только пакуют их по-особому – буханки хлеба, например, такие крошечные, что каждую можно отправить в рот одним махом. А иначе крошки будут плавать в воздухе, норовя попасть в дыхательные пути.

Сублимированные продукты придумал в 1929 году ученый Лаппа-Стерженецкий, научившись переводить вещества из твердого состояния в газообразное, минуя стадию жидкости, и потом прессовать их, сохраняя все питательные вещества. Предназначалась чудо-еда сначала для войск специального назначения, потом — для космонавтов. В пищевой промышленности под сублимацией подразумевается удаление в вакуумных установках влаги из быстрозамороженных продуктов. Кроме того, в этих продуктах практически полностью сохраняются все питательные вещества, витамины, микроэлементы, первоначальный запах, вкус и цвет. Достаточно перед употреблением добавить воды - продукт восстанавливается и будет почти неотличим от натурального.

Сейчас на орбиту поставляют сублимационно высушенные концентраты (свинину и говядину в брикетах, клубнику, картофельные оладьи), термически обработанные продукты в упаковке (говядину в соусе, сосиски, индейку, бифштекс, ветчину), стерилизованные облучением продукты (ветчину, натуральный бифштекс, индейку в соусе), пищу, упакованные в мягкие герметичные пакеты (сыр, земляные орехи в масле, шоколадные пирожные, какао-порошок). Единственное, что нельзя сублимировать – это вода, она для использования в космосе для питья проходит все круги очистки.

Естественно, что существующие в питании национальные различия никуда не пропадают с отсутствием гравитации. Русские в невесомости предпочитают супы и каши, Американские космонавты предпочитают мясо с картофельным пюре, оладьи и тыквенный пирог (для ублажения астронавтов разрабатывалась даже специальная космическая пицца), китайцы едят в космосе то же, что и дома - утку по-пекински, жареную свинину, дыню и национальные сладости. Кстати, свою космическую еду китайцы умудрились начать продавать массово, аргументируя это тем, что она пригодна альпинистам и прочим искателям приключений.

Космическая одежда

Когда речь заходит об экипировке космонавтов, большинство представляют себе скафандр. И действительно, на заре пилотируемой космонавтики первопроходцы Вселенной были одеты в скафандры от старта до посадки. Но с началом длительных полетов скафандры стали использоваться только во время динамических операций - выведения на орбиту, стыковки, расстыковки, посадки. Все остальное время участники космических экспедиций носят привычную для них одежду.

Рабочие комбинезоны космонавтов снабжены множеством карманов, каждый из которых имеет свое, выверенное с точностью до миллиметра место и свою историю. Так, нагрудные косые встречные карманы появились, когда психологи заметили, что у космонавтов в длительных полетах вырабатывается устойчивое движение прятать мелкие вещи за пазуху или даже за щеку, чтобы не разлетались. А широкие накладные карманы на нижней части голени подсказал Владимир Джанибеков. Оказывается, в невесомости для человека самое удобное положение тела - поза эмбриона. А те карманы, которыми люди привыкают пользоваться на Земле, - в невесомости совершенно бесполезны. В качестве фурнитуры для одежды используются кнопки, молнии и липучки. А вот пуговицы неприемлемы - они могут оторваться в невесомости и летать по кораблю, создавая проблемы.

Что касается обуви, то на борту космонавты ее практически не носят, надевая кроссовки в основном лишь для занятий спортом. Делаются они обязательно из натуральной кожи. Очень важна жесткая подошва и крепкий супинатор, ведь в космосе стопе нужна поддержка. На весь полет, даже длительный, хватает одной пары обуви. Космонавты носят в основном толстые, махровые носки. Учитывая многочисленные пожелания космонавтов, космические кутюрье сделали в области подъема стопы специальный двойной вкладыш. В условиях невесомости, когда в процессе работы не на что опереться, космонавты цепляются подъемом стопы за различные выступы, из-за чего верх стопы быстро травмируется. Вкладыши обеспечивают защиту ног во время работы.

Невесомость налагает отпечаток на все действия. Приучиться не ставить, не класть, а все привязывать или пристегивать - это тоже своего рода работа. Обратите внимание, насколько часто на Земле мы, совершенно бездумно, откладываем в сторону тот или иной предмет. В невесомости предмет улетит, поэтому необходимо постоянно держать под контролем самого себя, чтобы изменить навыки, к которым человека приучила гравитация.

Чтобы научиться управлять своим телом в условиях невесомости, все движения должны быть плавными и продуманными. Все дело в физике, ведь наше тело не встречает сопротивление в виде трения и преодоления гравитации, а поэтому слабый импульс мышцам заставит вашу руку подняться или опуститься. Именно поэтому, чтобы не учиться заново ходить из-за полностью атрофированных мышц, ежедневно необходимо тренироваться на тренажере или выполнять комплекс упражнений для всех групп мышц. Нельзя вертеть головой. К ней и так во время полета в космосе идет усиленный приток крови, поэтому лишние движения головой сделают её распухшей и болезненной, а пребывание в космосе - невыносимым. Для перемещения в состоянии невесомости в нужном направлении, нужно найти точку опоры и плавно оттолкнуться от неё.

Скоординированные движения и работа, требующая физических усилий, невозможны в условиях полета в невесомости без предварительной фиксации. Необходимо привязать себя к любому неподвижному объекту и только после этого что-либо делать. То же касается и сна, в состоянии невесомости кровать ни к чему: заснуть можно в спальном мешке, привязав его ремнями и завесив иллюминаторы, иначе постоянные заходы и восходы солнца просто не дадут вам уснуть. В начале этапа освоения космоса весьма осторожно использовали те преимущества, которые предоставляет человеку невесомость. Сегодня невесомость является одним из решающих факторов космического конструирования. Пять десятилетий космической эры существенно повлияли на развитие наших знаний на Земле:

• на технологию создания карт;
• на оперативные наблюдения за природными процессами, особенно в метеорологии;
• на современную медицину (применение медицинского инструмента и аптечек, входящих в комплект оборудования космических кораблей, для комплектования земных и морских экспедиций, изобретение диагностических приборов и лечебного оборудования с «ракетно-космической» надежностью, конструктивностью решений и простотой для самостоятельного применения);
• на создание мировых космических систем связи и телевидения;
• на создание специальной одежды и бытовой техники (при разработке промышленных и пожарных костюмов, при разработке образцов повседневной рабочей одежды, термобелья);
• на развитие авиационной, автомобильной и железнодорожной промышленности (легкие теплостойкие высокопрочные материалы, используемые в производстве средств передвижения улучшают их технические характеристики и повышают их надежность).

Использование методов освоения космоса, техники управления и проектирования систем позволит в будущем решить проблемы, касающиеся условий жизни человечества, к которым относятся проблемы очистки воздуха, использования отходов, управления погодой, безопасности движения, городского планирования, рационального использования воды и других естественных ресурсов и многие другие существующие проблемы на Земле.

Использованные материалы

• О Циолковском,
• Из истории воздухоплавания: Летальная машина Кибальчича,
• Чем пишут в космосе? - Уточнение одного приятного анекдота,
• В космосе не работают лекарства,
• Космические технологии,
• В.П.Михайлов ДОСТИЖЕНИЯ КОСМОНАВТИКИ В ЗЕМНОЙ ТЕХНИКЕ