Текст книги "186 суток на орбите (спросите у космонавта)"

Изучение русского языка начинается практически одновременно с базовой подготовкой. Европейское космическое агентство привлекло педагогов русскоязычный школы в Бохуме, Германия. Три из первых шести месяцев учителя этой школы занимались с нами, и один месяц мы жили в русской семье в Санкт-Петербурге.

Интенсивность первых месяцев обучения русскому языку подготовила нас к тренировкам в Звездном городке (это очень важная часть предполетной подготовки – там мы узнали всё о российском сегменте МКС и космических кораблях «Союз»). Но короткий, пусть даже и очень интенсивный курс языка не обеспечивает прочной базы. Лишь после двух-трех лет регулярных занятий я стал чувствовать себя более комфортно и меньше полагался на наших переводчиков.

В: Тренировались ли вы в центрифуге и чувствовали ли слабость после этого?

О: Все космонавты проходят через центрифугу в Звездном городке. Сама мысль о том, что вы будете привязаны и капсула будет вращаться до тех пор, пока вы не ощутите, что давление в восемь раз превышает массу вашего тела, может показаться ужасной. Сразу вспоминается мимика Джеймса Бонда, когда он крутится в центрифуге в «Лунном гонщике». Но наши инструкторы прекрасно подготовили нас к тому, что мы будем ощущать. Но что более важно, они научили нас правильно дышать. На самом деле это было очень весело, и я с удовольствием покрутился бы вновь, если бы представилась возможность.

Несмотря на вращение, вы не ощущаете головокружения и слабости. Это обусловлено тем, что капсула, в которой вы находитесь, свободно поворачивается на шарнире, а это означает, что по мере ускорения вращения g всегда будет ощущаться в одном направлении, от фронтальной к задней части груди. Мы приняли ту же самую позу, в которой потом будем находиться в «Союзе», и ощущения была очень похожи на то, что мы потом испытали во время запуска и возвращения на Землю. И еще. Внутри центрифуги нет ощущения вращения, вместо этого кажется, что вы постоянно ускоряетесь по прямой.

Правильная техника дыхания действительно важна. Во время тренировки на центрифуге мы испытывали высочайшую нагрузку – сила тяжести увеличивается в восемь раз (до 8 д), и это состояние длится 30 секунд, а затем значение д снова уменьшается. Это симулирует баллистическое вхождение в атмосферу, которое происходит при возникновении сбоев в работе космического аппарата (я расскажу о рисках баллистического вхождения в атмосферу ниже). По мере возрастания д возникает ощущение, что кто-то помещает груз на грудь. Вам не просто тяжело дышать – приходится напрягать мышцы, чтобы грудь не «провалилась». Самое главное в этот момент – напрячь все мышцы и попытаться «удержать» грудную клетку на месте, одновременно осуществляя дыхание животом. Мы тренировались при 4 д, прежде чем попробовать эту технику дыхания при 8 д.

Вообще, выдерживать нагрузку в 8 д довольно тяжело (напомню, что д – это величина ускорения свободного падения). Лучший способ описать это – вспомнить тренировки с весом. Представьте, что вы лежите на скамье и держите вес на протяжении 30 секунд.

Сначала кажется, что это легко, но со временем становится все труднее. Я был удивлен тем, как легко ощущалась нагрузка в 8 g в течение первых десяти секунд, а потом тем, насколько тяжело было в последние десять секунд. Это еще один аргумент в пользу того, почему космонавты должны быть в отличной физической форме перед полетом в космос.

В: Как вы готовились к состоянию невесомости, находясь на Земле?

О: Существует пара способов, которые позволяют подготовиться к состоянию невесомости. Один из них – использовать нулевую плавучесть воды (об этом я подробно расскажу в главе «Выход в открытый космос»). Однако лучший способ подготовиться к состоянию невесомости – это, как ни странно, стать невесомым! На орбите космонавты, по сути, находятся в состоянии свободного падения (они находятся внутри космического корабля, который падает на Землю). Мы можем смоделировать это состояние, не покидая планету, – надо оказаться в самолете, который падает на Землю! Разница заключается в том, что в какой-то момент самолет следует вывести из пике, чтобы избежать катастрофы.

Мы называем это «параболический полет», или, в шутку, «рвотная комета». Для достижения состояния невесомости самолет сначала набирает высоту под углом 45°. Затем пилот уменьшает тягу двигателя практически до нуля. Самолет достигает высоты 8000 м, и начинается свободное падение. Затем, когда угол между направлением движения самолета и горизонтальной поверхностью достигает 45°, пилот выравнивает самолет. В итоге самолет выполняет полет по параболической траектории (отсюда и название полета). Через некоторое время маневр повторяется.

Каждый подобный маневр обеспечивает состояние невесомости на протяжении примерно 25 секунд, и в течение этого времени космонавты испытывают то же, что потом будет в космосе; также они отрабатывают некоторые базовые навыки, такие как управление объектами, контроль собственного тела и даже бег на беговой дорожке и другие упражнения.

Параболический полет используется и для научных экспериментов, которые не требуют длительных периодов времени в состоянии микрогравитации.

В мире есть несколько мест, где можно пройти такую тренировку, причем полеты обычно продолжаются около трех-четырех часов и включают от 30 до 60 параболических маневров, так что это не для слабонервных. До ²/₃ участников могут почувствовать недомогание, отсюда и шутливое название, но хорошая подготовка и небольшая доза лекарств против тошноты позволяют насладиться процессом. Кстати, очень похожее состояние наблюдается при повышенной тревожности.

Мой первый параболический полет случился, когда я проходил базовую подготовку, и, я помню, это было очень весело. Возникает ощущение свободного парения, и я широко улыбался, как и пятеро моих товарищей.

В: Чем занимаются космонавты, когда они не в космосе?

О: После завершения базовой подготовки моей первоочередной задачей было отправиться в Центр управления полетами МКС в Мюнхен и получить квалификацию еврокома. Задача еврокома – общаться с космонавтами, которые находятся на космической станции. То есть он является связующим звеном между МКС и рабочими группами на Земле, которые отвечают за консолидацию всей информации, поступающей из множества источников, и передают ее экипажу в виде четких и кратких инструкций. Это один из самых важных аспектов подготовки к реальной жизни на космической станции. Обучение заняло несколько недель, но по завершении я гордился тем, что являюсь частью команды Управления полетами, которая поддерживает ежедневную жизнь на борту МКС.

В ходе этой фазы – фазы предназначения – мне посчастливилось стать первым европейским космонавтом, выбранным для прохождения программы НАСА по операциям в экстремальной окружающей среде (Extreme Environment Mission Operation, NEEMO). Эта программа предполагает совместную работу с группой ученых, инженеров и кандидатов в космонавты. Специалисты NEEMO разрабатывают технологии и системы для будущих миссий по исследованию космоса. Я попал на программу (16-я миссия), цель которой – определить инструменты, методы и процедуры, которые потребуются для полета на астероид.

Экстремальная часть программ NEEMO заключается в том, что все работы ведутся под водой – на глубине порядка 20 метров, между прочим. Я и пять других членов экипажа должны были провести под водой 12 дней, на исследовательской станции Aquarius, с периодическими дайвинг-выходами. Эта станция закреплена на дне примерно в шести километрах от побережья Ки Ларго, Флорида, и по нескольким причинам идеально подходит для имитации космических полетов. Во-первых, это очень ограниченное пространство, и шесть членов экипажа живут и работают в очень стесненных условиях – после Aquarius жизнь на МКС показалась мне роскошной.

Во-вторых, это действительно опасно. Когда мы дышим воздухом под водой, азот вследствие повышенного давления растворяется в нашем кровотоке и транспортируется в ткани нашего тела. После определенного промежутка времени ткани будут насыщены азотом гораздо сильнее, чем при пребывании на поверхности. В каком-то смысле тело, насыщенное азотом, напоминает бутылку с газированным напитком. В нем много растворенного газа, но все в порядке… пока кто-то не откроет бутылку! Быстрый выход на поверхность после погружения сродни снятию крышки. Резкое уменьшение атмосферного давления высвобождает избыточный газ. И если в случае газированного напитка это довольно весело, то в случае человеческого тела – отнюдь. При высвобождении газа в тканях и кровеносной системе симптомы могут варьировать от зуда и боли до паралича и даже смерти.

К счастью, во время нашей 12-дневной миссии не случилось ничего такого, что потребовало бы быстрого возвращения на поверхность. Фактически, чтобы выход газа, растворенного в тканях, прошел безопасно, нужно постепенно снижать давление в течение восемнадцати часов – вряд ли это возможно, если на станции произойдет пожар или еще что-нибудь такое. Но элемент риска – неотъемлемая часть работы космонавта. Космическая станция – это среда, в которой решения имеют реальные последствия для безопасности экипажа, а тренировочные упражнения, такие, как предлагает NEEMO, обеспечивают отличную имитацию реального полета.

Пожалуй, самой важной причиной погружения было использование нулевой плавучести воды для моделирования невесомости. И хотя для некоторых из этих исследований мы можем использовать бассейн (и часто это делаем), океан позволяет работать с оборудованием, сопоставимым с космическим.

В: Какие предметы вы должны изучать во время подготовки к полету?

О: Проще было бы ответить, что нам не нужно изучать! Космонавты ужасно много учатся и тренируются. На самом деле самое главное для космонавта-новичка – понять, что действительно важно запомнить.

Наши преданные и вежливые инструкторы помогли в этом разобраться, и по мере приближения к запуску самые важные темы мы повторяли снова и снова.

Одна из основных областей, на которой фокусируется внимание, – внекорабельная деятельность (ВКД, или выход в открытый космос), управление роботизированной рукой-манипулятором, подготовка к чрезвычайным ситуациям и управление космическим кораблем «Союз». Это не означает, что многочисленные часы, потраченные на подготовку по другим направлениям, прошли впустую, но все-таки цена ошибки там не столь высока.

В дополнение к уже упомянутым темам космонавты должны подробно изучить план космической станции, включая все системы жизнеобеспечения, электрические системы, системы теплового управления, навигационные системы и многие другие. Кроме того, космонавты будут проводить значительную часть своего времени, выполняя научные исследования, поэтому они должны знать всё о лабораторном оборудовании или о «полезной нагрузке» на борту МКС.

Мы также проходим медицинскую и языковую подготовку. Быть членом экипажа МКС – это означает быть в каком-то смысле «мастером на все руки».

В: Все космонавты проходят одинаковую подготовку?

О: Вообще говоря, одинаковый базовый уровень подготовки позволяет космонавтам быть эффективными членами экипажа МКС. Это большой плюс, когда все космонавты могут эффективно проводить научные исследования, выполнять основные задачи по техническому обслуживанию, выходить в открытый космос или использовать роботизированную руку.

Тем не менее есть некоторые различия. МКС – это, пожалуй, самая сложная конструкция, которую собрали люди, и поэтому, когда дело доходит до поддержания ее работы, члены экипажа получают определенные роли и, соответственно, проходят подготовку разного уровня, чтобы безукоризненно выполнять те задачи, которые на них возлагаются.

В разных сегментах МКС космонавты могут выполнять функции Специалиста, Пользователя или Оператора. К примеру, в европейской (Columbus) и японской (Kibo) лабораториях я был Специалистом, в американской лаборатории (Destiny) – Оператором, а в российском сегменте – Пользователем. Это означает, что в Columbus и Kibo я принимал решения в любой серьезной ситуации по техническому обслуживанию.

В Destiny и других модулях США я выполнял рутинные задания по поддержанию работы и помогал Специалисту в более сложных ситуациях. Будучи Пользователем в российском сегменте, я прошел обучение по работе со всеми системами и мог безопасно и эффективно управлять ими, но при нормальных обстоятельствах я не должен был принимать участия в проведении работ по техническому обслуживанию.

Есть еще несколько факторов, которые определяют необходимый уровень подготовки, например, на каком корабле вы летите в космос. Во время публикации этой книги единственным космическим аппаратом, доставляющим экипаж на Международную космическую станцию и обратно, являлся российский космический корабль «Союз». Тем не менее шаттлы посетили МКС 37 раз, и некоторые космонавты уже тренируются, чтобы летать на коммерческих космических аппаратах, таких как Dragon компании SpaceX или CST-100 компании Boeing, которые будут совершать полеты на МКС в ближайшей перспективе.

Каждый космический корабль имеет уникальные требования к подготовке, а для полета на некоторых из них члены экипажа будут проходить различную подготовку, в зависимости от занимаемого поста (пилот, командир, бортинженер и т. д.).

В космическом корабле «Союз» для экипажа отведено три места, и командир (до сих пор он всегда был русским) занимает центральное. Только отсюда при необходимости можно осуществлять ручное управление кораблем, используя оба ручных контроллера, но в нормальных обстоятельствах ручного управления полетом не требуется. Слева от командира находится бортинженер № 1 – он является заместителем командира. Бортинженер № 1 проходит подготовку, которая позволит ему (или ей) осуществить ручное управление «Союзом», если по каким-либо причинам этого не сможет выполнить командир. Справа от командира располагается бортинженер № 2, подготовка которого может быть разной – или минимальной (контроль систем жизнеобеспечения), или практически полной (чтобы он мог заменить бортинженера № 1).

Я был вторым бортинженером, но мне посчастливилось пройти полную подготовку для полета на «Союзе». Более того, наш командир (Юрий Маленченко), для него этот полет был шестым, на ранних этапах подготовки иногда разрешал Тиму Копра и мне тренироваться самостоятельно. Тим запрыгивал в кресло командира, а я – в кресло первого бортинженера. Способность понимать и выполнять роли других членов экипажа космического корабля имеет огромное значение для успешной совместной работы экипажа.

В: Что было худшей частью подготовки?

О: Что ж, в первую очередь я бы хотел сказать, что не стоит придавать всему слишком большого значения, то есть если вы космонавт и у вас плохой день… на самом деле это весьма хороший день, просто отличный!

Тем не менее во время обучения было несколько вещей, которые мне не очень нравились. Я уже упоминал, что для меня настоящим испытанием было изучение русского языка. Моими первыми учителями были немец, который говорил по-русски и по-английски, и украинец, который говорил по-немецки и не очень хорошо по-английски. Оба отличные специалисты, и уроки были очень забавными, но я понимал, что что-то упускаю. Грамматика русского языка с ее падежами была для меня полной загадкой.

Наша подготовка проходила в самых разных уголках планеты, и, где бы мы ни находились, мы всегда занимались русским языком. Так что я столкнулся с разными преподавателями в Германии, США и России. Вскоре я начал замечать выражение недоумения на их лицах: они не понимали, почему человек, без проблем разбирающийся во внутреннем устройстве космической станции, затрудняется ответить, когда надо использовать дательный или родительный падеж. Я упорно шел к требуемому уровню знаний, но, если честно, воспоминания о ночных часах, проведенных за изучением русского языка, не самые приятные для меня.

Также у меня остались не лучшие воспоминания от миссии NEEMO. На самом деле NEEMO входит в топ-10 значимых вещей, которые я испытал в своей жизни, и надо объяснить, почему эта миссия заслуживает негативного упоминания.

Ну, как и многие будущие «акванавты», я надеялся, что в нашей подводной лаборатории будет своего рода унитаз – возможно, химическая уборная. Да, таковая имелась, но использовать ее можно было лишь после восемнадцати часов декомпрессии. Системы удаления отходов из среды обитания не было, и поэтому аромат витал еще тот, ведь шесть человек использовали уборную в течение двенадцати дней. Поэтому когда мы ощущали зов природы, то следовали примеру рыб и использовали океан. Живи как все…

У меня не было проблем с тем, чтобы, извините, пописать в океан, а в Aquarius это было сродни выходу на крыльцо, чтобы облегчиться, но из соображений вежливости мы всегда проверяли, не возвращается ли кто-нибудь из погружения как раз в этот пикантный момент.

При зове природы иного рода мы использовали перевернутую ванну с воздушным карманом, в которой с трудом могли поместиться шесть человек. Предназначенная для использования в случае чрезвычайной ситуации, она располагалась совсем недалеко от станции. Безопасное возвращение на поверхность невозможно без предварительной декомпрессии, и в случае пожара или протечки на станции экипажу необходимо было где-то укрыться… Однако за отсутствием (к счастью) таких ситуаций эта штука выполняла роль нашего туалета. Не буду вдаваться в подробности, но походы туда редко бывали приятными.

Добавить к этому, что человеческие отходы – это высокая кухня для рыб, которые в великом множестве обитали в окрестностях станции. Поход кого-то справить нужду становился боевым кличем для целой армии тропической живности, призывающим подготовиться к атаке. Самыми неприятными были спинороги. У них жесткие челюсти, и им ничего не стоит разгрызть панцири… Мои товарищи часто возвращались с кровоточащими пальцами или щеками, и во время обработки ран мы, сочувствуя друг другу, обсуждали способы, которые помогут держать этих агрессоров в страхе.

Они доставляли нам столько неудобств, что было принято решение подвести к «отхожему месту» длинный шланг и пускать по нему воздух. Идея заключалась в том, что подача воздуха создавала стену пузырей, и под прикрытием этих пузырей можно было облегчиться. Это гениальное изобретение просуществовало около 48 часов, после чего рыбы сошли с ума и слопали шланг на ужин.

Я не могу сказать, что после подводных испытаний я весь покрыт рубцами, но это уж точно не было приятной частью обучения. А теперь от худшей части подготовки давайте перейдем к…

Несколько быстрых вопросов

В: Лучший совет, который вам давали? – Алекс Джеллерсен

О: Мой учитель любил повторять: «Жизнь похожа на мусорный ящик – что положишь туда, то и достанешь». Может показаться, что для подростка это довольно грубый совет, но я руководствовался им на протяжении многих лет и продолжаю делать это по сей день. Я никогда не жду, что в моей жизни появится что-то без тяжелого труда, терпения и решимости.

В: Это правда, что космонавты должны знать все до мелочей?

О: Однозначно. Я понял это, когда служил летчиком-испытателем. Когда возникает большая проблема, знание мелочей даст вам дополнительные варианты для принятия решения.

В: Что было лучшей частью подготовки?

О: Подготовка вообще была прекрасная, и у меня осталась масса ярких воспоминаний: параболические полеты, то же NEEMO, кейвинг, обучение способам выживания и многое другое. В частности, мне очень нравилось все, что связано с подготовкой к выходу в открытый космос. Наш скафандр представляет собой космос в миниатюре, ведь он обеспечивает жизнедеятельность в вакууме в течение восьми часов и более, это просто феноменальный образец инженерной мысли!

В скафандре есть такая штука, называется «портативная система жизнеобеспечения» (Portable life support system, PLSS), и есть такой небольшой реактивный рюкзачок, или «упрощенное устройство аварийного спасения при внекорабельной деятельности» (Simplified Aid for EVA Rescue, SAFER). В этом рюкзаке несколько (24) работающих на азоте двигателей, которые позволяют космонавту маневрировать в открытом космосе в случае потери соединения с МКС. Эти двигатели позволяют перемещаться в шести направлениях: рыскание, тангаж, крен, вперед/назад, вбок и вверх/ вниз (последние три оси мы называем x, y, z). Космонавт контролирует двигатели с помощью ручного контроллера, и вы не ошибетесь, если представите картинку из раннего фильма о Джеймсе Бонде. SAFER предоставляет отделившемуся космонавту реальный шанс достичь станции. Однако, в отличие от более ранней версии ранцевого реактивного двигателя, который содержал достаточное количество топлива для шести попыток стыковки, SAFER дает возможность совершить лишь одну. Не очень обнадеживает, да?

Вам, вероятно, интересно, как космонавты учатся летать с помощью реактивных ранцев? В этом очень помогает Лаборатория виртуальной реальности НАСА в Космическом центре Джонсона; находится она в Хьюстоне. Там создана невероятно реалистичная атмосфера, где космонавты тренируются до тех пор, пока не освоят технику безопасного возвращения на космическую станцию. Самое первое, что надо сделать, – остановиться, а затем найти станцию. Если вам повезет, то вы сразу увидите МКС или другой ориентир, например Землю. Если не получится, придется потратить ценное топливо на поиски станции.

Время также имеет огромное значение, ведь пока вы ищете МКС, вы отдаляетесь от нее. Чем дальше, тем более выраженными становятся факторы, сильно препятствующие вашему возвращению (правила орбитальной механики). Самое главное – стремиться к точке, в которой вы потеряли соединение с космической станцией. Если не удастся, то драгоценное топливо будет потрачено на то, чтобы изменить курс.

Во время подготовки космонавтов отбрасывают от виртуальной станции раз 20-30 раз (в том числе и в полной темноте). Но знаете, мы все убедились в том, что инстинкты самосохранения позволяют успешно сдать экзамен.