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

При планировании маршрута учитываются многие факторы, такие как «бесконтактные зоны», опасные зоны, варианты аварийного восстановления экипажа, оптимальная эффективность и уровень сложности. Некоторые участки снаружи космической станции относительно просты для прохождения, там много ручек, за которые можно ухватиться, и отсутствуют препятствия. Другие участки не столь приспособлены, и их прохождение похоже на попытку одолеть сложный скалолазный маршрут! Разумеется, мы отправляемся туда только в случае самой крайней необходимости. Мы также очень внимательно относимся к своим страховочным фалам – во время выхода в открытый космос космонавты похожи на пауков: двигаясь к цели, они оставляют за собой тонкую стальную нить. Важно спланировать маршрут перехода таким образом, чтобы фал не запутался и не создавал препятствий космонавтам.

Экипаж, совершающий выход в открытый космос, имеет возможность изменить маршрут, но только по согласованию с наземной командой. Я готовился в течение нескольких часов, используя программу виртуальной реальности, а то и просто выглядывая из окна. Программа виртуальной реальности была прекрасным помощником в планировании предстоящего маршрута, однако все-таки нет ничего важнее оценки ситуации своими глазами, «вживую».

Моя подготовка к выходу в открытый космос была похожа на подготовку к первым полетам в начале летчицкой карьеры. Помню, в ночь перед экзаменами я сидел в своей комнате и представлял весь полет от начала и до конца в мучительных подробностях: куда я должен лететь; какие контроллеры мне предстоит использовать; какие радиосигналы я должен буду подавать; какие действия надо будет предпринять в случае чрезвычайной ситуации и так далее. Я применил аналогичный подход к выходу в открытый космос, и у меня было такое чувство, что я уже завершил его, хотя за пределы космической станции еще не выходил. Как говорит канадский космонавт Крис Хэдфилд: «Космонавт, который не придает значения мелочам, мертвый космонавт».

В: Как вы ходите в туалет во время пребывания в открытом космосе?

О: В день выхода в отрытый космос космонавты могут проводить в скафандре до двенадцати часов, не имея возможности сходить в туалет. Поэтому на случай внезапной нужды мы надеваем костюм с максимальной абсорбирующей способностью (MAG), как и при запуске «Союза».

Обычно экипаж, готовящийся к ВКД, в день выхода встает в 6:30 утра, тратит несколько минут на личную гигиену, а затем аккуратно прикрепляет к груди несколько электродов, чтобы врачи на Земле могли проверить работу сердца. Вскоре после этого космонавты надевают MAG, длинное нижнее белье и костюм с жидкостным охлаждением и вентиляцией (LCVG). Затем экипаж дышит 100 %-ным кислородом через специальные маски, чтобы предотвратить появление декомпрессионной болезни. Примерно через час следует последний поход в туалет (вдыхание чистого кислорода продолжается), а затем мы влезаем в скафандры.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Худшее, что вы можете сделать, если хотите пописать, вне зависимости от того, находитесь вы в открытом космосе или нет, – это сдерживаться в течение долгого времени. Это может привести не только к болезненным ощущениям, но и к осложнениям работы мочевого пузыря. К сожалению, подобные инциденты имели место во время подготовки к предыдущим миссиям, и в одном случае космонавту в течение семи дней требовалась медицинская помощь, чтобы пописать. Это может не только сильно повлиять на вашу способность выполнять определенные задачи, но также чревато риском заражения. В конце концов, это даже может поставить под угрозу выполнение миссии. Поэтому, если вы испытываете нужду в открытом космосе, то лучше облегчиться, чем терпеть!

Процесс вымывания азота из организма довольно продолжительный, поэтому на момент выхода в открытый космос космонавты уже порядка пяти часов находятся в скафандре. А после этого еще около шести часов предстоит работать в открытом космосе. И хотя я ни разу не воспользовался возможностями MAG, я был очень рад, что он на мне!

В: В подводном плавании есть синдром, известный как «боязнь всплытия», когда дайверы не хотят подниматься. Вы чувствовали нечто подобное во время выхода в открытый космос?

О: Я читал об этом явлении и также имел возможность насладиться захватывающими погружениями, где соблазн идти глубже и оставаться на глубине как можно дольше действительно очень силен. В этих обстоятельствах дисциплина и подготовка выходят на первый план. В авиации, и особенно в испытательных полетах, мы перед вылетом согласовывали критические точки принятия решения и условия полного прекращения задания. Таким образом, возникшее желание двигаться дальше установленных пределов даже не обсуждалось – все знали, когда нужно возвращаться домой.

Что касается космоса, это, безусловно, одна из самых экстремальных, волнующих и невероятных ситуаций, в которой кто-либо может оказаться, и я с удовольствием остался бы за пределами космической станции еще на несколько часов. Конечно, очень заманчиво задержаться в космосе подольше – в конце концов, эти драгоценные моменты, несомненно, останутся самыми незабываемыми в моей жизни.

Думаю, я был не первым космонавтом, жаждущим провести в космосе немного больше времени. Во время первого выхода в открытый космос американцев космонавт НАСА Эд Уайт получил приказ вернуться через 23 минуты. Он пошутил: «Тут весело. Но я возвращаюсь». Через несколько минут он наконец втиснулся в капсулу Gemini и сказал своему командиру Джиму Макдивитту: «Это самый печальный момент в моей жизни».

О том, что пора возвращаться, нам весьма четко дали понять обстоятельства. В скафандре Тима Копра возникла неисправность: вода начала поступать в шлем через вентиляционный канал, расположенный на затылке. В этот момент мы с Тимом выполняли разные задачи, но находились недалеко друг от друга. К тому моменту, когда я увидел, что случилось с шлемом, на передней части козырька уже была глобула воды размером с мяч для гольфа. Мы с Тимом тренировались вместе более двух лет. Он уже выполнял космический полет на шаттле и имел опыт выхода в открытый космос. Тим – потрясающе хладнокровный человек и невероятно скромный; нет никого, кому бы я с большей охотой доверил свою жизнь во время выхода в открытый космос. Когда я доложил о ситуации в Управление полетами, мы оба осознали, насколько это серьезно. Нет нужны напоминать, какую опасность представляет накопление воды в шлеме скафандра.

Похожая ситуация произошла в 2013 году, когда Лука Пармитано выполнял свой второй выход в открытый космос (мы вместе готовились в ЕКА). Положение Луки быстро ухудшалось: все большее количество воды проникало в шлем, прилипая к его лицу и попадая в глаза и нос. Вскоре после этого попадание воды в гарнитуры привело к сбою системы связи, и он больше не мог слышать инструкции от Управления полетами и своего напарника, Криса Кэссиди. В дополнение ко всем бедам космическая станция быстро приближалась к сегменту темноты. В космосе сумерки непродолжительны, а Солнце не садится плавно, как на Земле. Все происходит в момент – сейчас яркий дневной свет, а через минуту – непроглядная тьма.

Не имея возможности видеть, слышать и говорить и ожидая, что каждый вдох может привести к попаданию воды в легкие, Лука полагался на небольшую тягу своего сворачивающегося страховочного фала, который притягивал его обратно к спасительному шлюзу. С помощью Криса Лука благополучно добрался до станции, а когда он снял шлем, в нем было около 1,5 литра воды – это очень много для небольшого объема шлема. Этот инцидент считается одним из самых серьезных за всю историю МКС. Поэтому, когда шлем Тима начал наполняться водой, мы почти сразу получили сообщение из Управления полетами: «Парни, работа закончена. Надо возвращаться». К счастью, несмотря на досрочное прекращение работы, мы успели выполнить главную часть задания – починить солнечную панель, чтобы МКС работала на полных мощностях, так что наш выход в космос было решено считать успешным.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• После инцидента с Лукой Пармитано НАСА провело глубокий анализ случившегося и в своем отчете сообщило, что причиной попадания воды в вентиляционный канал стала неисправность водоотделителя. С тех пор было предпринято несколько шагов по изменению оборудования, процедуры использования и подготовки, что позволило снизить риск повторения подобной ситуации. Скафандр был модифицирован. Во-первых, космонавты теперь прикрепляют трубку, которая ведет от шлема к области талии. При попадании воды в шлем это позволит им свободно дышать, так как воды в этом месте не будет.

Во-вторых, на задней части шлема разместили абсорбирующую подушку. Она впитывает любую воду, которая попадает в шлем из вентиляционного канала. Космонавты затылком оценивают состояние этой подушки.

Можно сказать и так, что для решения такой важной и сложной проблемы использовались обычные трубка и подгузник.

В: Почему космонавты отрабатывают выход в открытый космос под водой?

О: Мы много часов тренируем выход в открытый космос в подводной среде, потому что вода обладает нулевой плавучестью, что создает близкие к невесомости условия. Во время таких тренировок наши скафандры обычно заполнены кислородом или просто воздухом.

Воздух необходим для дыхания и создания давления внутри костюма. Если опустить наполненный воздухом скафандр в воду, он будет плавать, как воздушный шарик. Но ведь мы должны тренироваться под водой, поэтому на скафандр навешивают грузы, в результате чего он опускается на определенную глубину, не тонет и не всплывает. Достижение этого тонкого баланса называется взвешиванием и зависит от опыта дайверов. Именно хорошее взвешивание скафандра определяет качество шестичасовой тренировки – если недотянуть, то всю тренировку вы будете бороться с костюмом, чтобы он не всплывал или не «прилипал» ко дну, и на это будет уходить бóльшая часть ваших сил.

Таким образом, нулевая плавучесть позволяет космонавтам моделировать условия невесомости и отрабатывать перемещение и работу за пределами космической станции. Разумеется, это не то же самое, что и невесомость. В космосе все движется (только если не привязано, конечно). Достаточно приложить минимальную силу, и предмет уплывает, вы его никогда больше не увидите. По сравнению с водой, в космосе намного проще приводить предметы в движение. Попробуйте под водой оттолкнуть от себя что-либо (желательно предмет, а не другого человека!) – вы почувствуете, что это весьма непросто, потому что вода имеет вязкость. Тренируясь под водой, мы должны помнить, что в космосе предметы будут двигаться намного легче, чем в бассейне.

Также в космосе следует соблюдать особую осторожность с тяжелыми предметами. В космосе у предметов нет веса, но их масса никуда не исчезает. Это означает, что такой предмет может запросто приобрести импульс (который равен произведению массы предмета на его скорость). Если в бассейне вы придали предмету слишком сильный импульс и начали терять контроль над его движением, то вязкость и сопротивление воды замедлят движение предмета. В открытом космосе импульс предмета можно снизить лишь собственными силами или с помощью воздействия на предмет какой-либо частью космической станции – подход, который очень не любит Управление полетами (порча имущества).

Кроме того, даже под водой мы находимся под действием гравитации, поэтому, несмотря на относительную легкость при совершении переворота с ног на голову, кровь в этот момент будет приливать к голове, а вес тела обрушиваться на плечи внутри скафандра. Это действительно неудобно – через несколько минут появится боль, а также будет сложно выровнять давление в ушах. В космосе же нет «верха» и «низа», и космонавты могут поворачиваться в любом направлении, не чувствуя гравитации.

В: Что вам было сложнее всего физически выполнить как космонавту?

О: Это интересный вопрос. С одной стороны, такие испытания, как семидневный спуск в пещеры (ЕКА), подводная миссия NEEMO (НАСА) или суровые морозы во время тренировок по выживанию в России требуют недюжинной физической подготовки. В конце концов, цель тренировок – поместить будущих космонавтов в стрессовые условия, чтобы выработать в них умение справляться с подобными ситуациями. С другой стороны, иногда я думаю, эти два с половиной года с постоянными тренировками и многочисленными перелетами в Россию, Германию, Канаду, Японию и США сами по себе являются весьма тяжелым физическим испытанием!

Однако если выбирать что-то одно, то я бы выбрал, пожалуй, подготовку к ВКД. Выход в открытый космос – это действительно очень тяжелая работа, и подготовка к нему была столь же тяжелой. Во время тренировок космонавтам приходится преодолевать давление костюма, и малейшее движение плечами, руками и пальцами требует больших усилий и учащает сердечный ритм. Выход в открытый космос также требует высочайшей психологической устойчивости, и поддерживать концентрацию на протяжении нескольких часов в условиях, где малейшая ошибка может привести к катастрофическим последствиям, весьма изнурительно.

Но если честно, я наслаждался трудностями, которые мне приходилось преодолевать в ходе подготовки к ВКД. Как по мне, это была самая приятная часть подготовки к полету в космос. Возможно, это связано с тем, что я применил к тренировкам тот же подход по планированию, подготовке и выполнению, который применял при подготовке к испытательным полетам.

Тренировки в бассейне длились по шесть часов, и все это время ритм сердца был как на пробежке в небыстром темпе. Это может показаться странным, но в открытом космосе такие простые при взгляде со стороны манипуляции, как подключение электрического коннектора или обычное движение рядом с космической станцией, требуют огромных усилий. Мы как утки в быстрой воде – с виду безмятежные, но под водой работаем лапами как черти!

Работая в скафандре, очень важно поддерживать единый рабочий ритм и не потеть. Это иногда сложно, так как, несомненно, в течение шести часов будут периоды большей и меньшей рабочей нагрузки. Во время тренировок мне пару раз капли пота попали в глаза – это очень и очень нежелательно, ведь соль разъедает глаза, они начинают слезиться, но жидкости некуда деться. Нечто похожее случилось с канадским космонавтом Крисом Хэдфилдом во время его первого выхода в открытый космос. В его глаз что-то попало. Вся жидкость, которая выделилась в ответ, наполнила глазное гнездо, а затем попала и во второй глаз. Полностью ослепленный, Крис потратил около тридцати драгоценных минут, чтобы восстановить зрение.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Во время ВКД космонавты редко используют ноги. В основном работает верхняя часть тела, в частности плечи, предплечья, запястья и пальцы. Иногда космонавты используют ноги для обеспечения большей устойчивости. Для этого ноги закрепляются на металлической подложке. Но в большинстве случаев в ногах нет необходимости.

В: Правда ли, что липучки были изобретены для космонавтов, чтобы иметь возможность почесать нос в скафандре? Мне это сказал мой дедушка, и я не знаю, верить ему или нет… Скажите, в вашем шлеме была липучка? – Соломон, 6 лет.

О: Что ж, Соломон, это вполне подходящее применение для липучки, и если бы твой дедушка рассказал эту историю мне, то я бы точно поверил ему. Но я провел небольшое исследование и выяснил, что НАСА не изобретало липучку – это миф. Фактически идею липучки предложил в 1940-х годах швейцарский инженер по имени Жорж де Местраль. Источником вдохновения для него послужили головки репейника, прилипшие к одежде (и шерсти его собаки) после прогулки. Местраль запатентовал свое изобретение лишь в 1955 году, за несколько лет до первого полета человека в космос.

Однако липучка активно используется в космосе, так как она легкая, обладает высокими клейкими свойствами, производится из термостойких материалов и выдерживает максимальные температуры. Мы используем липучку для снижения давления внутри шлема, так что твой дедушка был недалек от истины. Ну и нос об нее тоже можно прекрасно почесать!

В: Было ли что-то, что действительно привлекло ваше внимание во время выхода в открытый космос?

О: Да, такой момент имел место во время моего выхода в открытый космос, когда мы с Тимом возвращались к шлюзу вместе с неисправным блоком, что мы успели заменить. Мне нужно было спуститься вдоль тонкого металлического выступа, который соединяет секцию главной фермы с шлюзом. Во время работы в открытом космосе мы много времени проводим рядом со станцией, что придает уверенности. Однако в какой-то момент я посмотрел вниз и увидел, что мы пролетаем над Австралией. Это вызвало у меня легкое головокружение! Инстинктивно я крепко ухватился за поручень и улыбнулся – к тому моменту я уже час был «на свежем воздухе», но вид целого континента под ногами застал меня врасплох. Космонавт НАСА Крис Кэссиди советовал мне в подобной ситуации пошевелить пальцами ног, чтобы расслабиться… и это сработало!

В: Что произойдет, если космонавт потеряет соединение с космической станцией?

О: Это самый страшный кошмар для космонавта. В первых сценах фильма «Гравитация» героиня Сандры Буллок оторвалась от шаттла и неудержимо устремилась в космос, оставленная на милость законов физики. В таких условиях космонавт непременно умрет через несколько часов, скорее всего от удушья, потому что эффективность удаления углекислого газа из скафандра со временем снижается, как и уровень заряда батареи самого скафандра. Поэтому делается все, чтобы космонавт не открепился от станции и не улетел от нее далеко.

Однако потерять соединение со станцией на удивление легко. Наши перчатки довольно громоздкие, ладони покрыты специальным резиновым материалом, который обеспечивает достаточный захват, но толщина перчаток не позволяет «прочувствовать» силу захвата. Начнем с того, что большинство космонавтов держатся слишком уж крепко, но со временем вы научитесь ослаблять хватку и мыслить как альпинист. Внешняя часть космической станции имеет поручни и части, за которые можно ухватиться. Тем не менее есть много мест, прикасаться к которым опасно: либо потому, что они острые и могут вспороть перчатку, либо потому, что можно повредить саму станцию. Таким образом, первая линия защиты сводится к хорошему планированию, подготовке и тренировке: необходимо знать, куда направляешься.

Я часами изучал маршруты, по которым буду двигаться во время выхода в открытый космос, анализируя расстояние между каждой ручкой, анализируя положение тела, которое позволит с наибольшей легкостью преодолеть трудные участки. Также было необходимо разработать альтернативные маршруты, по которым придется двигаться, если не получится пройти по основному маршруту.

Помимо запоминания запланированных маршрутов и мест предполагаемой работы, вы должны уметь соображать на ходу, если возникнет необходимость работать в той части, к которой вы не подготовились. Часы подводных тренировок на Земле помогают приобрести необходимые для этого навыки и уве ренность.

Вторая линия обороны – вдолбленная в головы всех космонавтов фраза «если остановишься, то сорвешься». Она означает, что при любой остановке вы в первую очередь должны присоединиться к станции с помощью небольшого метрового «локального» троса. Чтобы использовать инструменты, работая над поставленной задачей, часто требуются две руки. Так вот если космонавт отвлекся и забыл присоединиться к станции, то он уплывет в космос.

Третья линия обороны – страховочный фал. Он похож на увеличенную катушку для спиннинга. При движении космонавта из барабана с пружинной фиксацией разматывается стальная проволока, которая не даст ему улететь. Именно этот трос помог Луке вернуться на космическую станцию, когда во время выхода в открытый космос в его шлеме накопилось большое количество воды. Тем не менее тонкая стальная проволока – это обоюдоострый меч, и космонавты должны быть очень внимательными, чтобы не запутаться самим или не запутать других членов экипажа. Наличие фала обязательно учитывается при разработке маршрута – космонавты стараются выбирать непересекающиеся маршруты или продумывают стратегии, которые позволят избежать возможного запутывания.

Наконец, у каждого из космонавтов есть реактивный ранец SAFER. Но как бы увлекательно это ни звучало – отправиться в путешествие по космосу только с реактивным ранцем, – я не знаю ни одного космонавта, который пришел бы в восторг при мысли о его использовании в реальных условиях.

В: Что случится, если вы оброните какой-либо предмет в открытом космосе?

О: К сожалению, в прошлом во время выхода в открытый космос предметы часто улетали, а иногда этому способствовали и аппаратные сбои. Особенно угнетает тот факт, что в невесомости, даже если предмет ускользнет из-под кончика пальца, его уже не вернуть. Экипажу остается наблюдать, как ценные инструменты или панели неумолимо уплывают в черную пустоту, и с этим почти ничего невозможно поделать.

В марте 2017 года я наблюдал, как два очень опытных космонавта размещали четыре большие защитные панели над стыковочным портом. Установив три панели, они обернулись, чтобы взять последнюю, и увидели, как панель неспешно плывет по направлению к Земле. Теоретически этого не должно происходить, но, увы, происходит. Как это часто бывает, к неудаче приводит не ошибка одного человека или отказ оборудования, а целый ряд событий. В авиации мы называем это «теорией швейцарского сыра», когда все ломтики сыра выстраиваются таким образом, что отверстие получается сквозным, и это приводит к несчастному случаю.

Чтобы предотвратить подобное, космонавты придерживаются строгого протокола по использованию инструментов в открытом космосе. Все предметы присоединены к каким-либо другим предметам, и эта цепочка соединений в конечном счете ведет к станции. Для примера возьмем соединительную муфту. Она соединяется тросом с драйвером, а тот соединяется с ящиком для инструментов. Этот ящик присоединен к космонавту, который, в свою очередь, соединен с космической станцией. При передаче друг другу инструментов или прикреплении чего-либо к космической станции мы всегда руководствуемся принципом «сначала присоединить, а потом открепить», то есть сначала присоединяем к инструменту новый трос и проверяем его натяжение, а лишь потом открепляем старый трос. Это очень похоже на используемую в альпинизме технологию via-ferrata. Кроме того, высвобождение троса требует двух отдельных действий – это необходимо для предотвращения непреднамеренного высвобождения. Обратной стороной использования всех этих тросов является то, что если вы не очень организованны и дисциплинированны, очень быстро может возникнуть чудовищный беспорядок.

Часть подготовки к выходу в открытый космос заключается в том, чтобы тщательно спланировать, какие инструменты необходимы для какой задачи и в каком порядке они будут использоваться. Космонавты организуют свои ящики с инструментом и оборудование так, чтобы оптимизировать эффективность работы, сводя к минимуму количество необходимых торсов, а затем располагают инструменты точно в требуемой последовательности, чтобы уменьшить риск запутывания. Конечно, в условиях микрогравитации все вокруг плавает, поэтому иногда, несмотря на все усилия экипажа, трос может и запутаться.

В редких случаях протокол по использованию инструментов дает сбой. Причины могут быть разные – например, предмет мог быть неправильно закреплен или космонавт присоединил трос, но ворота на крюке закрылись не полностью, в результате чего трос снова свернулся. Какова бы ни была причина, если что-то не было прикреплено тросом и «упало», то, как правило, это потеряно навсегда. Все, что может сделать экипаж в данном случае, – как можно быстрее сообщить в Управление полетами скорость и направление улетевшего инструмента. Также очень важно получить видеоизображение. Сделав это, эксперты в ЦУПе смогут сразу же выявить и отследить упущенный предмет, чтобы определить, будет ли он представлять угрозу для космической станции.

Упущенный предмет почти сразу становится фрагментом космического мусора. Скорее всего, предмет будет продолжать движение от космической станции и в конце концов сгорит в атмосфере Земли. Тем не менее точно так же, как космическая станция, этот потерянный предмет облетает планету каждые полтора часа, а это значит, что у Управления полетами есть 90 минут, чтобы удостовериться, что он не представляет угрозы и не столкнется со станцией на следующей орбите.

В: Во время выхода в открытый космос вам можно что-нибудь съесть?

О: К сожалению, во время выхода в открытый космос у нас есть лишь возможность сохранить влагу в организме – перекусить мы не можем. Перед тем как надеть в скафандр, каждый космонавт заполняет мешок для питья, который содержит около литра воды. Это обычная вода с космической станции (то есть переработанная при комнатной температуре моча), без добавления солей, кофеина или энергетических продуктов.

Мешок с водой прикрепляется на передней части скафандра (внутренней, конечно). Небольшая трубочка ведет прямо в шлем; на ее конце располагается небольшой резиновый предохранитель, который космонавт срывает зубами. В ходе подготовки каждый космонавт подбирает оптимальную для него высоту и расположение трубочки. Это очень важно – если закрепить трубочку слишком высоко, то вы будете задевать ее подбородком при любом движении головы, а если закрепить слишком низко, то есть риск вообще до нее не дотянуться и остаться без воды. Однажды во время тренировок я совершил ошибку новичка – сделал слишком большой глоток, а затем неаккуратно выпустил трубку изо рта. Вода скользнула по внутренней части моего козырька, и в течение оставшихся нескольких часов моего тренировочного выхода в «открытый космос» мне пришлось вглядываться в происходящее сквозь надоедливые капельки, что развлекло поддерживающих меня дайверов.

В настоящее время НАСА изучает возможность использования белковых или углеводных добавок, но пока космонавты во время выхода в открытый космос просто пьют воду. По этой причине важно накануне вечером хорошо поужинать и плотно позавтракать на следующее утро, прежде чем надеть скафандр. Все очень похоже на подготовку бегуна к марафону – загрузка тела углеводами обеспечивает резервуар энергии, которую организм может задействовать во время выхода в открытый космос.

В: Как вы сохраняете температуру тела, если в космосе так холодно?

О: Предметы в космосе могут быть как очень горячими, так и очень холодными, и это серьезное испытание не только для наших скафандров, но и для всего, что должно выдерживать столь значительный перепад температур. Говоря о температуре в космосе, важно понимать, что мы говорим не о температуре воздуха, ведь воздуха в космосе нет. Без воздуха нет конвекции, поэтому наши скафандры приспособлены к передаче тепла путем кондукции (например, когда космонавты касаются части космической станции) или излучения.

Горячая плазма Солнца испускает фотоны, элементарные частицы, обладающие энергией и импульсом; те из них, что поглощаются объектами в космосе, очень сильно нагревают их. В то же время фотоны испускают все тела, температура которых выше абсолютного нуля. Этот баланс поглощения и испускания фотонов собственно и определяет температуру предмета. Например, в космосе кусок металла на свету будет иметь температуру плюс 260 градусов по Цельсию, а в тени – минус 100 градусов по Цельсию. Космическая станция состоит из множества элементов, каждый из которых имеет различные тепловые свойства и испытывают разный уровень теплового излучения Солнца. Во время выхода в открытый космос космонавты неизбежно будут прикасаться к предметам, имеющим разную температуру, и перчатки должны справиться с термическими перепадами. Другая проблема заключается в том, что космонавты в процессе работы могут быстро перемещаться из освещенных Солнцем участков в тень, поэтому скафандр конечно же должен выдерживать быстрые изменения теплового воздействия.

Чтобы компенсировать экстремальные перепады температур, скафандр у нас многослойный – это защищает тело от излишней потери или излишнего поглощения тепла.

Ученые разработали специальный материал – многослойный изолятор (MLI), и он широко используется не только в космонавтике, но и везде, где необходимо защитить чувствительные части оборудования в условиях перепада температур. Космический скафандр настолько здорово справляется с перепадами, что за пять часов работы в открытом космосе я лишь дважды отрегулировал температуру.

Итак, как же мы поддерживаем температуру тела? Прежде всего мы полагаемся на тепло нашего тела. Во время выхода в открытый космос мы работаем, что говорится, в поте лица, и наши тела выделяют большое количество тепла. Этого достаточно, чтобы чувствовать себя комфортно. Единственное, что иногда может замерзнуть, – это пальцы рук, но на перчатках есть электрические нагреватели, которые при активации согревают кончики пальцев. При каждом приближении тени нас предупреждали с Земли, что необходимо эти нагреватели включить.

Если тело выделяет достаточно тепла, а скафандр отлично его сохраняет, то не менее важным становится следующий вопрос…

В: Как обеспечивается охлаждение тела в открытом космосе?

О: Для этого мы надеваем под скафандр специальный костюм с жидкостным охлаждением и вентиляцией (LCVG). Он состоит из многочисленных пластиковых трубочек маленького диаметра. Когда это необходимо, через трубочки прогоняется холодная вода. А как же она охлаждается? Вот это уже чуть сложнее. В скафандре есть такая пористая пластина – сублиматор. Часть воды, проходя через сублиматор, замерзает, а затем медленно превращается в пар, который выводится в космос. (Напомню, что сублимирование – это перевод вещества из твердого состояния (лед) в газообразное, минуя жидкую фазу, а пар это и есть газ.) Если вы поняли, создается такой пакет со льдом, который охлаждает воду и удаляет выделяемое телом космонавта тепло.

На передней части скафандров есть металлический диск – клапан терморегуляции. Этот клапан смешивает воду, предназначенную для охлаждения тела, с водой, которая проходит через сублиматор, – похоже на душевую кабину, где из лейки, смешавшись, бежит теплая вода. Космонавт может выбрать температуру воды, которая будет проходить по трубкам.

Эта система настолько эффективна, что во время работы в космосе охладить свое тело намного проще, чем потом разогреться. По этой причине во время выхода в открытый космос мы стараемся соблюдать постоянный темп, чтобы не подвергать себя перепадам температуры.