зачем космонавты выходят в открытый космос
Семь забавных фактов о том, как космонавты выходят в открытый космос
Каково это — проводить часы на орбите Земли, когда твой скафандр — единственное, что ограждает тебя от холодного вакуума? Астронавт Дуглас Уилок описал этот опыт для National Geographic, а мы поделимся его словами с вами. В эту пятницу астронавты Скотт Келли и Кьелл Линдгрен выйдут через люк Международной космической станции, чтобы исправить систему жидким аммиаком, в последний раз чиненный в далеком 2012 году. Их космическая вылазка займет порядка шести с половиной часов.
На прошлой неделе Келли — который вот-вот побил рекорд самого долгоживущего на орбите астронавта NASA — и Линдгрен провели более семи часов за пределами станции, где проделали массу важных вещей: смазали маслом конец манипулятора, подготовив почву для нового док-порта для коммерческих аппаратов Boeing и SpaceX и накрыли тепловым щитом устройство для исследований темной материи. Все это было проделано, пока космическая станция вращалась вокруг Земли на скорости порядка 8 километров в секунду.
Мы хотели бы узнать больше о проведении самых высотных прогулок во Вселенной. Астронавт Дуглас Уилок осуществил шесть выходов в открытый космос, в том числе во время импровизированной экскурсии в 2007 году, чтобы починить разорванную солнечную батарею.
Вот несколько фактов о космических прогулках, которые могут вас заинтересовать, со слов Уилока.
Скафандры, которые Келли и Линдгрен наденут в пятницу, не являются последним писком моды. Им примерно 35 лет, как говорит Уилок, и множество астронавтов в них потели. Общие предметы одежды трудно очистить, потому что их наполняют чистым (и очень горючим) кислородом, когда они используются — даже пух от полотенца может загореться, если остался после чистки, что накладывает особые ограничения на то, что команда может сделать для очистки скафандра. Впрочем, все носят свое исподнее и охлаждающую одежду, которая помогает. Немного.
«Если бы вы засунули голову внутрь и вобрали запах, вероятно, пахло бы раздевалкой», — говорит Уилок.
«В космосе у нас нет защитной атмосферы Земли», — говорит он, и температура может расти при прямых солнечных лучах вблизи отражающих поверхностей космической станции, а после падать, когда Солнце уходит. Эти существенные перепады в 260 градусов по Цельсию частенько случаются за семичасовую космическую прогулку. Быстрая 90-минутная орбита МКС вокруг Земли означает, что станция видит восход и закат Солнца каждые 45 минут.
Никакие подводные прогулки в центре подготовки NASA не подготовят вас к этим перепадам температур.
С жарой проще справиться, чем с холодом. Иногда астронавты могут найти тенек возле космической станции. «Вы можете перегреться. Если у вас нет охлаждающей одежды, вы закипите до смерти в этом скафандре», — говорит Уилок.
После своей внекорабельной активности (EVA — официальный термин NASA, обозначающий космическую прогулку) 28 октября, астронавт Скотт Келли пошутил, что это не космическая прогулка, а космическая работа. Уилок соглашается: «прогулка» — это неточное название, скорее это космический балет на кончиках пальцев.
«Вы продвигаете себя, вы останавливаете себя, вы хватаетесь за вещи кончиками пальцев, просто отталкиваясь и фиксируя себя кончиками этих самых пальцев», — говорит он. Неудивительно, какие мышцы ноют после выхода в открытый космос: руки и предплечья. Ноги просто мешают, говорит Уилок.
«Лучшее, что вы могли бы сделать, чтобы подготовиться к космическим вылазкам, это сидеть с эспандером. У вас будут большие руки, как у моряка Попая».
Во время космической прогулки микрофоны астронавтов активны — и все в центре управления полетами в прямом эфире слушают каждое дыхание, каждое слово и каждое произнесенное проклятие.
Экстремальные температуры и космические условия, а также работа с оборудованием в космосе иногда бывают невыносимыми — и астронавтам рекомендуют прикусить языки и расслабиться, когда становится совсем невмоготу.
«К счастью, я не думаю, что кто-нибудь крыл матом микрофон, — говорит Уилок. — Но помню, как в 2010 году работал над насосным модулем и миллион лет пытался отключить один разъем; думаю, тогда я буркнул под нос что-то типа «будь ты проклят».
Он думал, что сказал это про себя, пока не поговорил с родителями по телефону. Отец сказал: «Я слышал твое проклятие».
Когда в этом потном костюме начинает чесаться тело, Уилок говорит, что вы можете вывернуться наизнанку, пытаясь почесать нужное место. Если чешется нос, есть устройство, которое зажимает астронавту нос, чтобы тот мог пробить свои уши (примерно так же вы делаете в самолете: зажимаете нос и продуваетесь, чтобы уравнять давление). Если чешется верх щеки, есть микрофон и соломинка для питья. Но если чешется лоб, придется буквально набивать шишку.
«Мы привыкли говорить, что нет ничего в космосе, что нельзя было бы сделать еще хуже», — говорит Уилок. Задуматься на минутку вместо того, чтобы наступать на грабли, или предвосхищать будущие движения может быть весьма полезно для предотвращения происшествий — поэтому всегда очень много связи, говорит он.
Худшее, что только можно представить, это если кусок космического мусора или микрометеороида попадет и пробьет скафандр астронавта, спровоцировав утечку кислорода. Этот сценарий входит в программу подготовки космонавтов, но потенциальную угрозу сложно оценить — как когда шлем астронавта ЕКА Луки Пармитано наполнился водой во время выхода в открытый космос в 2013 году, ослепив его на время пути к шлюзовой камере.
«Каждый раз, когда вы открываете люк и выходите в космос, вас подстерегает опасность. Что угодно может пойти не так, вам просто надо помнить тренировки и доверять своей команде», — говорит Уилок.
Хотя бывают моменты, когда Уилок не мог дождаться возвращения внутрь, больше моментов, которые он хотел продлить навсегда. Наблюдая за зеленым и красным полярным дождем на полюсах и вспышками молний под собой, слушая лишь шум вентилятора и звук дыхания, сложно не восхититься великолепием нашего мира.
«Земля такая живая, дышащая, шарик жизни в этом огромном пустом море, и она просто играет светом и жизнью, движением и цветом… это невероятно», — говорит он.
И тут же добавляет: «Правда, отвлекает, когда вы пытаетесь работать».
«В открытом космосе жить и работать можно!» 18 марта 1965 года Алексей Леонов стал первым человеком, вышедшим в безвоздушное пространство
18 марта исполнилось 40 лет со дня первого выхода человека в открытый космос. Его совершил советский космонавт Алексей Леонов (позывные «Алмаз-2»), полет которого вместе с Павлом Беляевым (позывные «Алмаз-1») на космическом корабле «Восход-2» продолжался чуть более суток. В открытом космосе Леонов пробыл всего 12 минут и 9 секунд, однако в истории космонавтики это событие стоит на втором месте по важности после подвига Юрия Гагарина. При этом в отечественной практике полет «Восхода-2» считается одним из самых сложных и напряженных. Он был настолько драматичен, что с тех пор космонавты не берут позывные с названиями камней.
Первыми осуществить выход человека в открытый космос планировали США. Старт американского корабля в рамках этой миссии был назначен на 28 апреля 1965 года. Однако Советский Союз сумел опередить их. 18 марта того же года в 10 часов утра по московскому времени с космодрома «Байконур» стартовал космический корабль «Восход-2», на котором находились командир экипажа подполковник Павел Иванович Беляев и второй пилот майор Алексей Архипович Леонов.
Первая неприятность произошла перед стартом. Рано утром 17 марта ракету и корабль установили на стартовой площадке. Рядом с кораблем на лебедке, зафиксированной при помощи защелки, подвесили двухметровый шлюз в наддутом состоянии. Таким образом в течение суток его проверяли на герметичность. Солдат, оставленный для охраны «объекта», от нечего делать шлепал пальцем по защелке. После очередного удара защелка выскочила, шлюз упал и разорвался. Запасного не было, и на корабль в срочном порядке поставили тот, на котором космонавты тренировались.
Как только «Восход-2» перешел в свободный полет, Леонов вместе с Беляевым стал готовиться к эксперименту. В начале второго витка была произведена полная разгерметизация шлюзовой камеры, а через шесть минут, в 11:34, Леонов вышел из нее в космическое пространство.
Открытый космос
Первое, что я увидел, когда приоткрылся люк, был яркий-яркий свет. Проверил на шлеме защитное зеркало из золоченого стекла почти стопроцентной плотности. Я обязан был закрыть стекло полностью, но оставил маленькую щель, потому что решил: я должен увидеть Вселенную своими глазами такой, какая она есть! Однако свет Солнца был сильнее электросварки, и мне пришлось опустить светофильтр. Вырвалось неожиданное: «А Земля-то круглая. «
И тут возникли непредвиденные обстоятельства. Инструкция предписывала возвращаться в шлюз ногами вперед. Леонов подтянулся к обрезу люка, но втиснуться в шлюз не смог. Как оказалось, его скафандр непомерно раздулся от избыточного давления и стал более жестким, сковав движения. Возвращение становилось невозможным.
«Алмаз-1»: Леша, снять крышку с объектива кинокамеры! Снять крышку с объектива кинокамеры!
«Алмаз-2»: Снял, снял крышку!
«Алмаз-1»: Понятно!
«Алмаз-2»: Вижу, вижу небо! Землю!
«Алмаз-1»: Человек вышел в космическое пространство! Человек вышел в космическое пространство! Находится в свободном плавании!
Во время этого разворота нагрузка увеличилась максимально, вспоминает Леонов. Пульс дошел до 190, температура тела подскочила настолько, что до теплового удара оставались доли градуса. Космонавт потел так, что ноги в скафандре хлюпали. Едва крышка люка закрылась, Леонов вновь нарушил инструкцию и снял гермошлем, не дожидаясь подтверждения о полной герметизации. За полтора часа эксперимента он потерял шесть килограммов.
С момента открытия люка шлюза и до его закрытия Алексей Леонов находился в открытом космосе 23 минуты и 41 секунду. Но чистое время пребывания в нем считается с момента появления космонавта из шлюзовой камеры до входа обратно. Поэтому официально зарегистрированное время нахождения Леонова в открытом пространстве составляет 12 минут и 9 секунд.
Возвращение
19 марта в 11:19, в конце 18-го витка, Беляев вручную включил систему ориентации и ввел в действие тормозную двигательную установку. Он стал первым человеком в мире, которому пришлось сажать космический корабль без помощи автоматики. Беляев практически вслепую вывел «Восход-2» на нужную траекторию. Уточняя точность ориентации корабля, космонавты опоздали с включением двигателя на 45 секунд и еле вписались в посадочное окно. Сам спуск, хотя и проходил в ручном режиме, был практически неуправляемым. О том, чтобы приземлиться в заданном районе, то есть в казахской степи, не могло быть и речи.
При спуске произошло новое ЧП: при расстыковке кабины с двигателем не отсоединился один из тросов, и корабль стал вращаться, как гантель. В конце концов трос сгорел в плотных слоях атмосферы, и на высоте около 7 километров кабина стабилизировалась. В это время произошел отстрел парашюта.
В полутора метрах от земли на спускаемом аппарате сработала система мягкой посадки, выстрелив вниз реактивную струю. Скорость падения снизилась до 2-3 метров в секунду, и 19 марта 1965 года в 12:02 корабль с «Алмазами» на борту плавно приземлился в глухой прикамской тайге.
Уральские морозы
Как выяснилось позже, они приземлились в 180 километрах к северо-западу от Перми, а до ближайшей деревни было 15 километров. При этом место посадки окружал сплошной таежный лес высотой до 20 метров, а глубина снега достигала полутора метров. Вспотевшие космонавты быстро замерзли на уральском морозе. Они набили скафандры содранной со стен кабины обивкой и развели костер.
Сразу же после приземления для поисков корабля в воздух были подняты четыре самолёта «Ан-2» и военные вертолёты. С разных сторон в тайгу ринулись группы лыжников-добровольцев. Позднее даже пришлось создавать специальные отряды для розыска потерявшихся «поисковиков».
20 марта к двум часам дня к «Алмазам» на лыжах дошел глава отряда военных спасателей, которые тем временем вырубали площадку для приземления вертолетов в нескольких километрах от «Восхода». На следующий день все трое вышли к ней, и 21 марта Леонов с Белявым были доставлены в Пермь, где их наконец встретили как героев. Через два дня, выступая на митинге в Москве, Беляев скажет: «Большое впечатление произвели на нас просторы и богатства природы пермского края».
Позже, на государственной комиссии после полета, Леонов сделает самый короткий в истории космонавтики доклад: «В открытом космосе жить и работать можно».
Через десять лет дважды Герой Советского Союза Алексей Леонов снова полетел в космос, на этот раз в качестве командира космического корабля «Союз-19». Его имя носит кратер на Луне, которую он чуть не облетел. Этому помешало свертывание советской лунной программы после того, как обратную сторону спутника Земли увидели американцы. Но это уже совсем другая история.
Космонавты в открытом космосе в закладки 1
Так проводятся работы в открытом космосе.Невероятно красиво и так же опасно. Работа в открытом космосе — одна из сложнейших и опаснейших операций во время космического полета. За кажущейся легкостью перемещений — многие часы изматывающей напряженной наземной подготовки и тяжелый труд на орбите.
Во время выхода в открытый космос космонавты работают в условиях невесомости. Разумеется, предварительно их нужно к этому подготовить. Но как это сделать на Земле с ее силой тяжести?
Можно, конечно, загрузить их в самолет и попросить летчика сделать «параболу Кеплера». Это когда самолет набирает высоту 6 тысяч метров, затем резко под углом 45 взлетает на 9 тысяч и так же резко проваливается вниз. Но это, во-первых, дорого, во-вторых, не каждый летчик способен на такой маневр, в-третьих, невесомость при этом длится от 22 до 28 секунд. Из-за этого прием используется только на начальных этапах в качестве ознакомления, пишет Алёна Леликова.
Еще можно использовать центрифугу – в момент резкого изменения траектории тоже можно добиться нулевой силы тяжести. Но тоже ненадолго. А стоит едва ли не дороже, чем самолет.
Как ни странно, оказалось для решения проблемы не нужно забираться высоко. Условия, максимально приближенные к невесомости, идеально имитирует обыкновенная вода. Поэтому в 1980г в Центре подготовки космонавтов им. Ю.А. гагарина была построена гидролаборатория. За 30 лет ее существования космонавты провели здесь свыше 65 000 часов тренировок, а те, кто впоследствии побывал в настоящем космосе сошлись во мнении: идентичность ощущений не менее 95%.
Гидролаборатория — это сложное гидротехническое сооружение с целым комплексом технологического оборудования, специальных систем, аппаратуры и механизмов. Основную часть здания гидролаборатории занимает огромный резервуар: 23 метра в диаметре, около 12 в глубину. Пять тысяч тонн уникальной по своему составу воды с температурой около 30 градусов.
Внутри бассейна установлена подвижная платформа грузоподъемностью 40 тонн. На ней закреплены габаритные макеты российского сегмента Международной космической станции (МКС), космического корабля «Союз ТМА» и другого оборудования размещенного на станции.
Во время погружений космонавты используют так называемые вентиляционные макеты скафандров, единственным отличием которых от реальных является подключение к внешнему источнику воздуха. Соответственно, ранец системы жизнеобеспечения заменен на габаритный макет. Поскольку работа под водой связана с определенной опасностью, космонавтов в скафандрах сопровождают аквалангисты в легководолазном снаряжении.
Погружение под воду создает условия, очень похожие на состояние невесомости. Есть даже особый термин – «гидроневесомость». В условиях этой гидроневесомости будущие космонавты учатся работать в открытом космосе и изучают наружное устройство модулей МКС. Здесь же проходит испытания различная техника.
02. Дополнительное сходство с безвоздушным пространством обеспечивается особыми свойствами воды. Воды с такой маленькой плотностью нет больше нигде, по сути она дистиллированная. Кроме того, снаружи бассейна на технических этажах особым образом расположены мощные прожекторы, подсветка которых тоже добавляет ощущения полного отсутствия какой-либо субстанции вокруг. Одно слово — космос. 
03. По периметру стенок расположены 45 иллюминаторов, через которые можно проводить кинофотосъемку и визуальные наблюдения за деятельностью космонавтов во время тренировок. «Экспозиция» в гидролаборатории не постоянная: в бассейн погружают именно те модули, которые используются для тренировок в данный момент. Специальный механизм поднимает платформу со дна на поверхность, отработанный убирают и ставят другой. Идентичность железа – стопроцентная. До каждой гаечки, до каждого крючочка и каждого миллиметрика 
04. Платформа, на которой проходит брифинг – это как бы основная часть МКС. А от нее уже отходят различные ответвления – модули 
05. Слева – многофункциональный лабораторный модуль, МЛМ. Предназначен для проведения научных экспериментов. В космосе пока не был, впервые полетит как раз в сентябре вместе с Еленой Серовой — первой российской женщиной-космонавтом за последние 15 лет. Справа (на верхнем снимке он в левом нижнем углу) – модуль МИМ-1, он же «малый исследовательский модуль» 
06. Недавно космонавт Олег Котов в своем блоге писал, что на МКС новый модуль МЛМ уже ждут 
07. Перед МИМом– шлюзовая камера. Как раз сейчас отрабатывается задача ее переноса с МИМа на МЛМ. Ее предназначение – научные эксперименты в открытом космосе без выхода человека. Работает по принципу торпедного аппарата: со стороны корабля на специальную площадку устанавливается оборудование, происходит процесс шлюзования, люк открывает и площадка выезжает наружу 
08. Кстати, тот желтый кран на противоположной стороне – отнюдь не для погрузки-разгрузки модулей. Им цепляют самого космонавта, вот так это выглядит (фото пресс-службы ЦПК) 
09. Сама МКС, кстати, в данный момент выглядит так. По словам инструктора Центра, водолазного специалиста МЧС, старшего инструктора-водолаза ВМФ РФ, заслуженного испытателя космической техники и летчика-истребителя с 13-летним стажем Валерия Несмеянова, вполне возможно, в будущем космические аппараты будут собирать непосредственно на орбите, «чтобы не вывозить каждый раз такую чудовищную массу с Земли» 
10. В центре часть модуля «СМ» – служебного модуля. Это основной модуль, где живут космонавты. Там находятся их каюты, и там же они проводят основное время. Это конкретно та часть, на которой отрабатывали эксперименты, которые буквально 19 июня провели в открытом космосе 
11. Внутри макеты полые. Для тренировок нужна только внешняя поверхность 
12. Желтые поручни (на предыдущих картинках их хорошо видно)– это так называемые трассы перехода. Именно по ним космонавты передвигаются по внешней части станции, страхуя себя двумя карабинами. На тренировках в легком водолазном снаряжении есть такое упражнение – снимают ласты и ползают по этим поручням. Очевидно, что не нужно быть космонавтом, чтобы повторить подобное 
13. Шанс увидеть ровно то, что видит космонавт во время выхода, есть абсолютно у каждого 
14. Впрочем, основная часть тренировок все же проходит именно в скафандрах. Называется он «Орлан-МК-ГН» и работать в нем очень, даже очень-очень тяжело. Например, одно сжатие перчатки – это усилие 16 кг. Сколько таких сжатий нужно сделать, передвигаясь по поручням? Плюс еще работать надо, гайки там крутить и все такое…
«Считается, что это во времена Гагарина было опасно. Нет, ребята, космос опасен и сейчас. В декабре вот в новостях говорили – установлен новый рекорд продолжительности выхода в открытый космос, 8 часов, ура. И ни слова, что запланирован-то он был на 6 часов!»
В принципе, наши космонавты уже давно подходят к 8-часовому рубежу работы, но в штатных условиях. Тут очень важно правильное распределение сил – самое сложное в начале, остальное на потом. Плюс психологическая готовность, потому что с точки зрения физиологии уже 3 часа работы в скафандре – это предел.
«Я очень много в скафандре работаю, и после 3 часов уже не просто тяжело – уже больно. Он же железный! А после шести я только усилием воли его передвигал: просто думаю, что вот сейчас нужно сжать руку и заставляю мышцы это делать. Физподготовка тут не поможет – ты после 3 часов сдохнешь, тебя только уносить в этом скафандре. Только сила воли, только настрой, что придется преодолевать боль», — говорит Валерий
А в тот раз как раз после 6 часов работы банально произошел отказ. Именно в тот момент, когда уже нужно было возвращаться. Так и получился «новый рекорд» — парни просто спасали станцию. 
14. В холле шком транслируется картинка с МКС. Конкретно в этот момент – американский отсек 
15. В 2010 году гидролаборатории исполнилось 30 лет. Не без удовольствия в списке достижений нашла фамилию своего курс-директора 
16. Кстати, в декабре гидролаборатория закрывается на серьезный ремонт, поэтому если возникло желание выйти в открытый космос, реализовать его желательно поскорее 
20. А экипаж нашего корабля прощается с вами, напоследок еще раз процитировав нашего замечательного гида:
«Когда мы тут сидим за этой колючей проволокой, все в своих проблемах производственных, если честно, думаем, что наша космическая отрасль никому не интересна. Но глядя на ваши глаза, я думаю, что будут на и Марсе яблони цвести. А вы привезете нам яблочко». 
Первым из землян в открытый космос вышел Алексей Леонов 18 марта 1965 года, во время полета «Восхода-2″.
После выхода, из-за раздувшегося скафандра Леонов никак не мог втиснуться в воздушный шлюз корабля. Ему удалось это сделать с огромным трудом.
Сегодня для выхода с борта Международной космической станции используются специально разработанные полужесткие российские и американские скафандры. Наиболее совершенным считается «Орлан-МК», представляющий собой миниатюрный космический корабль. Космонавт не надевает его, а входит, через отверстие в спине. Его, словно люк, закрывает ранец с автономной системой жизнеобеспечения.
Подготовка на орбите к выходу в открытый космос начинается за несколько дней. Скафандры, приборы, инструментарий, — все должно работать безотказно.
Нельзя просто так взять, надеть скафандр и выйти в космос. Несколько часов перед выходом космонавты дышат чистым кислородом, чтобы вымыть из крови азот. Иначе, при быстром перепаде давления, кровь «закипит» и космонавт погибнет.
Выйдя в открытый космос, космонавт превращается в такой же искусственный спутник Земли, как и космический корабль, движущийся со скоростью 28 тысяч км/ч. Он должен быть предельно внимательным и осторожным.
Космонавт передвигается по внешней поверхности корабля или станции, постоянно прикрепляясь к ней при помощи фалов с карабинами. Малейший промах — и он улетит прочь от своего дома, без единого шанса на возвращение. (У американских скафандров EMU такой шанс есть — небольшая реактивная установка SAFER.)
В отличие от перемещения внутри станции, в открытом космосе ноги космонавта — «лишние». Зато вся нагрузка достается рукам космонавта. Вот во что превращаются сменные перчатки скафандра после выхода в открытый космос.
Работу снаружи обычно осуществляют два космонавта/астронавта. Наземный Центр управления внимательно следит за их действиями. Как только возникает малейшее подозрение в неисправности скафандра, выход немедленно прекращается и космонавты срочно возвращаются обратно.
Только в открытом космосе Земля предстает во всем своем великолепии. В редкие минуты передышки космонавты любуются своей родной планетой и с удовольствием фотографируют ее.