Люди на Луне - Виталий Юрьевич Егоров

Кроме того, кислородная атмосфера низкого давления не вызывала пожароопасной ситуации на борту корабля. При катастрофе Apollo 1 давление в отсеке было выше атмосферного, а в космических полетах кораблей Apollo – втрое ниже.

После Apollo в космических кораблях не применяется чисто кислородная атмосфера – теперь экипажи дышат обычным воздухом. В советских и российских космических кораблях так было с самых первых полетов, а NASA перешло на обычный воздух лишь с началом эксплуатации системы Space Shuttle. Большая грузоподъемность космических челноков делала незначительной экономию на азоте в несколько килограммов. Сегодня на Международной космической станции также воздушная атмосфера. Зато, как и во времена Apollo, чистым кислородом дышат в скафандрах во время выхода в открытый космос.

Внекорабельная деятельность – это сложное дело и технически, и физически. Космический скафандр – практически полноценный космический корабль, который имеет собственную атмосферу и внутреннее давление. В отличие от обычных космических кораблей, скафандр имеет подвижные части, т. е. человеку требуется преодолевать внутреннее давление. Чтобы снизить нагрузку на космонавтов, в скафандрах снижают давление до безопасного минимума. Так, в российских полужестких скафандрах серии «Орлан» поддерживается давление 0,4 атмосферы. Американские скафандры EMU не имеют внутреннего каркаса, и в них рабочее давление ниже – 0,3 атмосферы. Длительность работы в скафандре обычно составляет несколько часов, рекорд – почти девять.

Перед выходом в открытый космос сегодняшние космонавты и астронавты несколько часов дышат чистым кислородом под давлением 1 атмосфера. Такая подготовка необходима, чтобы вывести из крови азот, который может «закипеть» при переходе на дыхание в сниженном давлении скафандра. Подобная угроза, называемая «декомпрессионная (кессонная) болезнь», сопутствует работе водолазов. В условиях пониженного давления и кислородной атмосферы, как было на Apollo, отсутствовала необходимость в длительной подготовке к выходу на поверхность Луны или в открытый космос.

Возвращение к дыханию обычным воздухом у астронавтов Apollo происходило во время приземления, когда летящий на парашютах космический корабль открывал воздушные клапаны. Переход к повышенному давлению человеческий организм переносит гораздо легче, чем переход к пониженному. Астронавтам требовалась только так называемая продувка для выравнивания давления в полостях внутри головы. С этим приемом знаком любой, кто занимается подводным плаванием, и оно входит в процесс подготовки всех астронавтов и космонавтов. Тот же прием помогает при обычном полете на пассажирском самолете, когда при снижении закладывает уши. Только в самолете, идущем на посадку, происходит изменение давления с 0,8 до 1 атмосферы, а в Apollo происходило с 0,35 атмосферы.

Почему астронавты на Луне не совершали высокие прыжки?

КРАТКИЙ ОТВЕТ: Хотя на Луне слабое притяжение, движениям астронавтов мешали вес и конструкция скафандра. Но даже в скафандре они могли совершать прыжки, которые крайне сложно повторить на Земле. Благодаря наземным испытаниям специалисты NASA хорошо знали, какие прыжки человек будет совершать на Луне.

Сила притяжения Луны в шесть раз меньше земной, поэтому астронавты могли активно перемещаться по ее поверхности в скафандрах массой более 90 кг. Длительность выхода на поверхность составляла до семи с половиной часов, и людям приходилось немало путешествовать. В то же время перемещения астронавтов на Луне мало напоминали приключения фантастического героя Джона Картера, который совершал головокружительные прыжки, оказавшись на Марсе.

Астронавт Apollo 16 Джон Янг в прыжке и после него. NASA

Подготовка и прыжок Нила Армстронга (силуэт виден правее флага на заднем плане) на лестницу лунного модуля. NASA, © Colin Mackellar

Если суммировать вес астронавта и его скафандра A7L и разделить на шесть, то получим всего 27,5 кг, и кажется, что с таким весом можно было бы позволить себе бóльшую свободу движений. Тем временем астронавт Джон Янг совершал вертикальные прыжки специально для показательной фотографии, и их высота составляла всего около полуметра.

Нил Армстронг рассказывал, что ему удалось подпрыгнуть, удерживаясь руками за лестницу космического корабля, на высоту около 160 см, т. е. на уровень плеч:

«Я использовал технику, согнув обе ноги в коленях, и опустился как можно ниже. Затем я вскочил вертикально, направляя себя руками за поручни. Так я добрался до третьей ступени лестницы, которая, я думаю, была около 5 или 6 футов над грунтом».

Этот момент запечатлен в записи телетрансляции.

Прыжки в длину, которые совершали астронавты, по телесъемке можно оценить примерно в 2–3 м.

При подготовке полета на Луну и разработке скафандров в Impact Dynamics Research Facility (Станции исследования ударных процессов) в Исследовательском центре Лэнгли NASA проводили испытания в условиях, приближенных к лунным. Силу лунного притяжения удавалось ощутить при помощи наклонной стены, у которой вертикально подвешивался испытатель в положении тела перпендикулярно этой стене и почти параллельно полу. При определенном наклоне стены сила опоры ног человека на стену близка к силе притяжения на Луне. В таких условиях подготовленный человек способен подпрыгивать на «высоту» почти в полтора своих роста и выполнять акробатические упражнения, которые на Земле в обычных условиях требуют батута.

Сравнение высоты прыжка по результатам испытаний в Исследовательском центре Лэнгли (слева направо): без скафандра, в скафандре без ранца, в скафандре без ранца и надутом на 0,3 атмосферы выше окружающей среды, в надутом скафандре с имитацией нагрузки ранца с системой жизнеобеспечения. NASA

Для изучения подвижности человека в условиях лунного притяжения обязательно требуется работа в скафандре. Костюм для внекорабельной деятельности сам по себе довольно неудобная форма одежды, но в условиях космического полета есть еще один важный фактор, влияющий на подвижность, – давление атмосферы внутри скафандра. Точнее, разница между давлением в скафандре и окружающей средой. Во времена лунной программы в американских скафандрах для выхода в открытый космос поддерживалось внутреннее давление чистого кислорода 0,25 атмосферы, сейчас повысили до 0,30 атмосферы. В российских скафандрах серии «Орлан» – 0,4 атмосферы. Для сравнения: внутри автомобильной шины давление 2 атмосферы. В волейбольном мяче разница с окружающей средой в 0,32 атмосферы. Получается, что скафандр – это «надутый волейбольный мяч в форме человеческого тела», в котором требуется ходить, прыгать, работать несколько часов…

Во время наземных испытаний в Impact Dynamics Research Facility на тренажере Reduced Gravity Walking Simulator (Имитатор ходьбы с пониженной гравитацией) NASA, помимо простого изучения подвижности человека в условиях лунного притяжения, моделировались и условия работы в скафандрах. В роли скафандра использовалась резиновая герметичная часть скафандра A7L. В части испытаний моделировалось внутренне давление, но ранец системы жизнеобеспечения не использовался. В скафандре испытатель производил различные действия: бег, прыжки, ходьбу по наклонной поверхности, подъем по лестнице