Текст книги "Как стать астронавтом? Все, что вам следует знать, прежде чем вы покинете Землю"

30. Что делать с телом умершего члена экипажа
Если товарищ-астронавт умирает

Чтобы избежать катастроф, НАСА всегда разрабатывает сценарии действий даже для самых маловероятных ситуаций. Любые непредвиденные обстоятельства тщательно обдумываются, экипажи обучаются мерам противодействия и ликвидации последствий. Но, в конце концов, команды состоят из людей, а люди не только совершают ошибки, они к тому же не вечны. Демографические изменения в составе экипажей заставляют обращать пристальное внимание именно на эту реалию. В самом начале полетов в космос, в 1970-х годах, астронавтам редко бывало более сорока лет, а сегодня обычным делом стали полеты в космос людей старше пятидесяти, а иногда даже шестидесяти лет.

Это неминуемо наводит на мысль о вероятности того, что кто-то может умереть в космосе, на околоземной орбите или во время полета на Луну или на Марс. Следовательно, вполне логичным становится вопрос о том, что будет с телом в такой ситуации. Не помню, чтобы меня готовили к тому, как действовать в таких непредвиденных обстоятельствах, которые НАСА бессердечно называет «нештатной ситуацией», давая понять, что «что-то пошло не так». Но мы как астронавты понимаем, что такая вероятность не исключена, и, несмотря на то, что такие вещи не были предметом частых обсуждений, я уверен, что мои коллеги сумеют справиться с этой ситуацией профессионально и с пониманием.

При этом необходимо учитывать множество практических деталей. Во-первых, и это самое главное, следует определить причину смерти. Был ли это несчастный случай со смертельным исходом или же умер человек с уже известным заболеванием. Затем следует хорошо изучить все обстоятельства, а потом жизнь на станции пойдет своим чередом, после прощания с телом. Но если на космическом корабле возникла серьезная проблема, ставшая причиной гибели человека, такая как утечка газообразного аммиака или токсичных паров, приоритетом должно стать устранение неисправности, чтобы такая же участь не постигла других астронавтов.

Ситуация, когда причина смерти неизвестна, хуже, чем когда ваш коллега-космонавт умирает от сердечного приступа или отравления токсичными парами. Это определенно привлечет к себе всеобщее внимание и, возможно, даст выжившему экипажу мощный стимул вернуться на Землю, как только это станет возможным. А это, в зависимости от причины загадочных смертей, может оказаться не самым лучшим вариантом. Вспомните такие фильмы как «Инопланетянин», «Вторжение похитителей тел» и многие другие об «инфекциях из космоса, уничтожающих человечество». Вполне вероятно, что с неизвестной чумой, поразившей команду в космосе, будут бороться следующим образом: просто оставят экипаж в космосе. У астронавтов будет вся оставшаяся жизнь, чтобы разгадать тайну, если они надеются когда-нибудь вернуться на Землю.

Независимо от причины смерти, встанут практические вопросы, которыми будет нужно заняться. Есть два основных способа погребения человеческого тела в космосе. Первый из них похож на «захоронение в море». Второй – возвращение тела на Землю. Оба варианта будут обсуждаться членами экипажа в космосе, родственниками и руководством на Земле. Это решение, безусловно, будет самым трудным в жизни для тех, кто будет его принимать.

Для «захоронения в море» потребуется вытащить тело из одного из шлюзов во время выхода в открытый космос и затем оставить там. Сложность будет состоять в том, как вытащить тело наружу. Вам потребовалось бы привязать умершего к одному или двум астронавтам, когда они будут находиться в шлюзе. Они вынесут тело из люка, затем отвяжут веревки, слегка подтолкнут тело в сторону задней части станции и вниз, к Земле. Это будет гарантировать то, что затем гравитационная и орбитальная механика оттащат его от станции, направят ниже, и в итоге оно сгорит в атмосфере.

Тело станет легким механизмом с большой площадью поверхности и будет двигаться, как парус, увеличивая сопротивление разреженному воздуху Земли, что приведет к его сходу с орбиты и неизбежному возвращению в атмосферу. Если гибель астронавта произошла во время перелета с одной планеты на другую, вам придется выбирать направление, которое удержит тело от повторного контакта с космическим кораблем, и, желательно, чтобы оно не мешало повторному входу в атмосферу, которое предпримет остальная часть экипажа после пребывания на другой планете.

Если печальное событие произойдет на поверхности Луны или Марса и будет принято решение оставить тело там, вам придется найти подходящее место для захоронения – это будет первое внеземное кладбище. Во время своих выступлений я часто показываю фотографию нашей планеты и говорю: «Все люди рождаются и умирают на Земле». Когда первый человек с Земли умрет на другой планете, эта история перестанет быть правдой.

Другой вопрос – в каком виде отправить в последний путь покойного. Вы, без сомнения, захотите, чтобы тело было хорошо упаковано, чтобы избежать беспорядка. Вначале его следует завернуть в один из мешков для трупов, которые хранились на МКС для подобных непредвиденных ситуаций. Затем тело можно было бы поместить в стандартный скафандр, но этот вариант очень нежелателен. Скафандры EMU достаточно дорогие, на борту станции их всего несколько штук, и будет крайне сложно перемещать неуступчивое человеческое тело, находящееся в этом громоздком костюме. Лучшим вариантом было бы оставить его в специальном мешке, затем переместить в большой пакет для хранения под названием MO-1 или MO-2 размером примерно с посудомоечную машину. Есть еще один способ – использование стартового и посадочного скафандров покойного с кораблей Союз/Боинг/капсулы SpaceX. Но проблема заключается в том, что при низком давлении эти скафандры наполняются воздухом, поэтому вытолкнуть их из люка шлюза будет действительно сложно. Вспомните о ребенке в зимнем комбинезоне из фильма «Рождественская история».

Последний вариант «захоронения в море» – отправить тело в последний путь в космос, через переходной шлюз для оборудования без присутствия товарища по команде. Тело будет сброшено роботом таким же образом, каким астронавты с космической станции запускают небольшие спутники. Тело будет медленно падать в безмолвную бездну, потом исчезнет вдали, плывя по черному морю Вселенной, и это будет первое захоронение человека в открытом космосе.

Второй вариант – вернуть тело на Землю. Такой вариант может стать подходящим в случае, если причина смерти не была установлена, но случай не казался криминальным или если семья покойного изъявила такое пожелание. При таком раскладе тело будет помещено в стартовый/спусковой скафандр, а затем пристегнуто к посадочному креслу в капсуле для схода с орбиты и посадки. На «Союзе» у каждого из трех членов экипажа есть собственное сиденье, изготовленное по специальному заказу. Если умерший был командиром корабля или бортинженером, его кресло будет перемещено на место второго борт– инженера, у которого не так много задач во время посадки. Но это может оказаться невозможным, если наступило трупное окоченение, которое не позволит поместить тело на сиденье. Есть еще один вариант, который тоже можно рассмотреть. Можно поместить тело в грузовой корабль. Большинство грузовых кораблей, отправляющихся с МКС, сгорают в атмосфере, которая теперь заполнена космическим мусором. Но SpaceX Dragon спускается на парашюте в океан, и транспортировка на нем может оказаться лучшим вариантом благополучного возвращения тела на Землю, чем полет с умершим астронавтом, сидящим в своем кресле в капсуле.

Это мрачная тема. К счастью, пока еще не было смертей астронавтов в космосе. Но если в ближайшие десятилетия и века люди продолжат покидать Землю, в конце концов это произойдет.

31. Роботизированные члены экипажа
Работа за пределами МКС

Робототехника – чудо XXI века. Роботы используются на многих производственных предприятиях, беспилотники применяются практически везде. У военных и аварийно-спасательных служб есть роботы, которые помогают им в опасных ситуациях. Даже некоторые хирургические операции выполняются роботами. Дальнейшее развитие в этой области будет продолжаться, а применение роботов – расти в геометрической прогрессии, и люди в конце нашего века будут оглядываться на нас и посмеиваться, поскольку наши сегодняшние технологии покажутся примитивными. Но когда я полетел в космос в начале XXI века, управлять роботом-манипулятором все еще было круто.

В настоящее время в космосе работает множество роботов-манипуляторов. На шаттле был установлен подлинный «Канадарм» (Canadarm), роботизированный шестисуставной манипулятор первого поколения, созданный, как вы уже наверняка догадались, Канадой. Он использовался с самого начала реализации программы «Спейс-Шаттл», применялся для перемещения и выгрузки спутников и оборудования из грузового отсека шаттла, а также для установки оборудования в космосе. «Канадарм» использовался для защиты от беспилотных летающих объектов и орбитальных спутников, которые могли приблизиться к шаттлу. Роботизированная рука захватывала их, чтобы отремонтировать или складировать в грузовом отсеке шаттла, а затем вернуть на Землю. Именно так при помощи робота-манипулятора был отремонтирован телескоп «Хаббл». Он был захвачен роботизированной рукой и присоединен к хвостовой части шаттла; затем вышедшие в открытый космос астронавты отремонтировали его, заменив сломанное оборудование; потом роботизированной рукой телескоп был отсоединен от шаттла и отправлен обратно в космос, где и остается по сей день – на орбите Земли.

Позднее в период осуществления программы «Спейс-Шаттл» роботизированная рука использовалась для извлечения массивных модулей МКС из грузового отсека и передачи их более крупному роботу-манипулятору «Канадарм-2». Угадайте, когда это произошло? Это была одна из главных задач миссии «STS-130». Это был единственный полет шаттла, во время которого на станцию были одновременно доставлены сразу два модуля – «Узел-3» («Транквилити», самый большой жилой модуль) и «Купол» (малый семиоконный наблюдательный модуль). Во время запуска «Купол» был прикреплен к «Узлу-3», поэтому моя задача заключалась в том, чтобы вытащить эту комбинацию из грузового отсека шаттла и передать коллегам, находившимся на МКС, которые ждали момента, когда смогут захватить ее большой роботизированной рукой и затем присоединить к пустующему месту для стыковки на модуле «Узел-1».

Это был самый напряженный момент за весь полет шаттла. Перед запуском «Узел-3» и «Купол» были надежно закреплены в грузовом отсеке шаттла двумя килевыми пальцами, или зажимами, в нижней части «Узла-3». Чтобы вытащить модули из шаттла, надо было ослабить эти зажимы. Однако давление, нараставшее из-за перегрузок при запуске, ослабило их, и конструкция весом более 15 тонн покачнулась, поплыла к правой стороне шаттла и остановилась в нескольких сантиметрах от нее. Моя задача заключалась в том, чтобы вручную приподнять эти модули и вывести их в открытый космос, как если бы я управлял краном, поднимающим строительные конструкции. Но после того, как модули оказались слишком близко к стене грузового отсека, не осталось возможности для ошибки, нельзя было врезаться нашим драгоценным и массивным грузом в тонкие стенки шаттла, потому что это могло повредить их и тем поставить под угрозу наше возвращение домой. Я надеялся, что мои друзья, семья и коллеги и люди всего мира будут наблюдать величественный момент, когда наш массивный груз будет осторожно отправлен в космос и передан ожидающей его роботизированной руке МКС, выполняющей свои движения в замедленном орбитальном балете. И я это выполнил. Все, что мне нужно было сделать, это чрезвычайно осторожно провести модули по узкому коридору на расстоянии всего лишь нескольких сантиметров от стены по правому борту «Индевора». Что плохого могло произойти?

Короче говоря, мне удалось сделать это вместе с другими астронавтами, которые после возвращения на Землю, быть может, говорили себе: «Чувак, как здорово, что это был не ты». Я вздохнул с огромным облегчением, когда нижняя часть «Узла-3» наконец-то вышла за пределы хрупких стен шаттла и модуль был успешно подхвачен роботом-манипулятором станции. Для меня и моей коллеги-оператора робототехники Кей Хайр работа была не окончена. Нам нужно было подплыть к станции и осуществить еще несколько операций, в которых должен был использоваться робот-манипулятор с МКС. И эта важная задача была выполнена, и все мы испытали огромный подъем боевого духа.

Мне повезло больше всего, поскольку я избежал получения нового прозвища, которое могли бы дать мне приятели летчики-истребители. Некоторые варианты уже крутились у меня в голове: «Удар», «Сбой», «Робо», «Динг» и т. д. Летчики-истребители ВВС любят давать прозвища, которые подчеркивают либо совершенную ошибку, либо имеющийся дефект, в отличие от необоснованных позывных, которые дают наши коллеги из ВМФ, такие как «Бродяга», «Альпинист», «Пантера».

Была еще одна важная задача, которую роботизированная рука шаттла выполнила в конце этого последнего, двадцать второго полета шаттла: проверка тепловой защиты орбитального корабля. Это был важный урок, усвоенный после катастрофы «Колумбии» («STS-107»), когда хрупкая теплозащита была повреждена во время запуска, а ни экипаж шаттла, ни ЦУП на Земле не имели четкого представления о размерах нанесенного ущерба. НАСА приняло, ставшее роковым, решение проигнорировать повреждения, нанесенные шаттлу; даже не было попыток сфотографировать зону повреждения. Результатом этой трагической ошибки стала гибель всего экипажа, потому что из-за дыры в теплозащите «Колумбия» сгорела во время входа в плотные слои атмосферы Земли. После той ужасной трагедии НАСА разработало процедуру, которая обозначалась аббревиатурой OBSS («осмотр днища»). Для ее проведения используется огромный пятнадцатиметровый удлинитель, который устанавливается на роботизированную руку шаттла, куда затем крепятся несколько видеокамер и лазерный датчик. На второй день полета перед стыковкой с МКС мы присоединили удлинитель к роботизированной руке, включили видеокамеры и медленно двинулись вдоль передней кромки крыльев орбитального корабля и затем вдоль большей части теплоизолирующей плитки, которой было выложено его днище, чтобы убедиться в отсутствии повреждений во время запуска. Потом мы повторили эту процедуру за день до приземления, чтобы убедиться, что метеориты или орбитальный мусор не повредили теплозащиту шаттла во время нашего двухнедельного пребывания на орбите. Процесс был очень утомительным и отнимал много времени, потому что датчики должны были двигаться медленно, чтобы изображения теплового экрана, которые мы получали, были как можно более четкими и подробными. Самое главное, мы должны были быть очень осторожны, чтобы случайно не нанести удар по хрупкой части орбитального корабля и не повредить таким образом его теплозащиту.

Во время миссии «STS-130» мне было поручено провести эту проверку вместе с товарищем по команде «Стиви-Рэем» Робинсоном[9]9
  Стивен Керн Робинсон – ник по схожести звучания имен со Стиви Рэем – американский музыкант, певец).


[Закрыть]. Проверка была запланирована на время, когда мы пролетали над Южной Америкой. Были сумерки, и я до сих пор хорошо помню те впечатляющие грозы. Было достаточно темно, и мы могли отчетливо видеть яркие вспышки молний, но в то же время было достаточно солнечного света, чтобы мы могли различить постепенно блекнущую в темноте зелень джунглей Амазонки, вместе с бело-серыми оттенками облаков. Это было зрелище, подобного которому я больше никогда не видел, даже во время моего 200-дневного пребывания на МКС, когда я усвоил важный урок: наслаждайтесь каждым удивительным моментом в жизни, потому что неизвестно, когда это наступит снова. Пока я глазел на нашу прекрасную планету, бедному Стиву приходилось самому управляться с роботизированной рукой. Я до сих пор благодарен ему за это.

Роботизированная рука космического шаттла была известна под названием «рука с шестью степенями свободы» (или DOF). Она была во многом похожа на человеческую руку: с плечевым суставом, которой мог сгибаться и разгибаться; локтевым суставом, который тоже мог сгибаться-разгибаться, а также вращаться вокруг своей оси, и подвижным запястьем. Собственно, это означало, что она могла двигаться, как рука человека. С другой стороны, роботизированная рука была намного больше и имела дополнительную степень свободы – ее плечевой сустав мог двигаться так же, как и локтевой, поэтому каждый сустав мог вращаться, сгибаться и разгибаться. Такая конфигурация «семи степеней свободы» означала, что роботизированная рука могла выполнять много различных движений, но это также подразумевало и то, что вы могли в них запутаться. Поэтому мы обычно блокировали плечевые суставы, чтобы превратить ее в руку «с шестью степенями свободы», как ту, что была установлена на шаттле. Проблема заключалась в том, что, если позволить всем семи суставам вращаться во время движения руки, она может начать двигаться непредсказуемым образом, особенно в области локтя, и мы хотели предотвратить такое неожиданное движение, чтобы она случайно не ударила по шаттлу.

Важнейшей причиной для предоставления руке семи степеней свободы было то, что она могла медленно перемещаться по станции, что позволяло провести более тщательный осмотр. Запястье возьмет приспособление для захвата и превратится в новое плечо, а старое плечо отпустит захват и, став новым запястьем, отправится в космос. Эта возможность была необходима, потому что станция была такой большой, что ни одна роботизированная рука не могла обеспечить полное покрытие ее поверхности, не имея возможности двигаться вокруг себя.

На японском модуле также есть роботизированная рука, которая используется для вытаскивания оборудования из шлюза, который находится внутри станции, она также помогает складывать оборудование на внешней платформе, подверженной экстремальным условиям открытого космоса. Это очень полезная возможность, которая позволяет заниматься наукой без участия астронавта и тем более без выхода в открытый космос, чреватого опасностями. У российского сегмента также есть роботизированный манипулятор, который управляется вручную и особенно полезен во время выходов астронавтов в открытый космос. Наконец, есть Dextre, также известный как SPDM («точный манипулятор», канадская аббревиатура). Несмотря на то, что он довольно массивен, у него несколько рук и кистей меньшего размера. Они могут выполнять задачи, которые не могут осуществить большие роботизированные руки, например вытаскивать небольшое оборудование из корпусов грузовых судов или манипулировать болтами или мелким оборудованием.

У роботов-манипуляторов было два основных вида деятельности. Во-первых, перемещение оборудования из точки А в точку Б. Это была их основная работа в годы создания станции; мы постоянно перемещали массивные модули, производя сборку МКС. Вторая задача заключалась в том, чтобы протянуть руку и схватить приближающиеся грузовые корабли – они летели строем, зависая десятью метрами ниже станции. Экипаж опускал роботизированную руку вниз, она хватала летательный аппарат, затем прикрепляла его к свободному стыковочному порту станции. Большинство движений роботов-манипуляторов в настоящее время контролируется с Земли, это обосновано стремлением высвободить для экипажа драгоценное время. Однако подхватывание свободно плавающих в невесомости транспортных средств – это то, чем экипаж по-прежнему занимается, потому что это строго ограниченная во времени операция, а также одна из самых увлекательных и динамичных задач, которые выполняют астронавты МКС. Она нарушает монотонность ремонта оборудования и выполнения научных экспериментов. Хорошо, но помимо этого астронавтам приходится участвовать в запуске, посадке, стыковках, выходить в открытый космос. Понятно, я вас услышал: монотонность будней астронавта не так уж и плоха.

Существуют три основных метода управления роботизированной рукой в космосе: ручной, автоматизированный и совместное управление. Моим самым любимым был ручной способ, но он обычно использовался только для захвата прибывающих на станцию транспортных средств. Любой, кто пользовался Xbox или контроллером PlayStation, быстро поймет, о чем идет речь. Увы, многие старшие (т. е. старые) астронавты с такими вещами не знакомы. Чтобы переместить руку, вы берете THC (контроллер в левой руке) и перемещаете джойстик вперед: рука движется вперед к цели. Вы можете двигать джойстик влево/вправо/вверх/вниз и получать соответствующее движение от концевого захвата руки – это движение называется перемещением. Вы также можете использовать RHC (контроллер в правой руке) для наклона, крена и вращения руки, чтобы выровнять ее после захвата грузового корабля, – это движение называется оборотом. Как только рука переместится для захвата цели, вы нажимаете на спуск: стальные тросы внутри руки натягиваются, и она прочно прикрепляется к цели – грузовому кораблю, плавающему под станцией, оборудованию, которое нужно переместить, или новому месту крепления руки, когда ее запястье становится новым плечом, и наоборот.

Большая часть движений руки выполняется в автоматическом режиме. Диспетчеры полета автоматическим образом рассчитывают положение и направление для руки, чтобы определить компьютерные команды, необходимые для ее передвижения в требуемое место. Затем от экипажа или с Земли рука получает команду о перемещении. Это было не очень интересно, но вам все равно потребуется хороший обзор камеры, чтобы убедиться, что все части руки (запястье, локоть, стрелы, плечо и т. д.) не соприкасаются. Самое большое беспокойство при любом движении руки вызывало случайное столкновение с чем-либо, поэтому нужна была постоянная бдительность и приходилось наблюдать из окна «Купола» за множеством внешних видеокамер, одновременно отслеживая по ноутбуку движение руки по заданной траектории.

Третий метод перемещения руки заключался в непосредственном управлении индивидуальным движением каждого сустава. Представьте, что вы двигаете собственной рукой, поднимая плечо на 20 градусов, отклоняясь вправо на 20 градусов, сгибая локоть вниз на 50 градусов, отклоняя запястье на 10 градусов и поворачивая его на 30 градусов, и т. д. Вы улавливаете смысл. Можно направить руку так, как вы хотите, указав каждому суставу, под каким углом идти. Это утомительно и трудоемко, но неизменно дает точные результаты. Мне всегда нравилось испытывать себя на симуляторе, контролируя роботизированную руку при помощи выставления углов сгиба ее суставов, чтобы попытаться схватить цель или спасти члена экипажа, попавшего в затруднительное положение в открытом космосе, которого при помощи роботизированной руки надо было переместить в шлюз прежде, чем у него закончится кислород.

Эти надуманные и сложные сценарии, которые мы отрабатывали на симуляторе, вряд ли когда-либо произойдут в реальной жизни, но они были важной частью моей подготовки и заставили мой мозг понять, как работает роботизированная рука, и помогли визуализировать сложные 3D-задачи. Эти трудные упражнения сделали меня хорошим оператором роботизированной руки и были даже более эффективнее другой подготовки, которую я проходил.

В будущем люди и роботы будут чаще работать вместе как в космосе, так и на Земле. Управлять этими роботизированными руками, созданными в XX веке, было просто потрясающе. Надеюсь, что в будущем роботы будут помогать экипажам в космосе так же, как и нам, бедным землянам, и не сделают антиутопией голливудские представления о космических одиссеях или о Терминаторе.