Ошибки мировой космонавтики
Для космонавтов «Союза» сделали специальный переходный отсек, который работает как барокамера – медленно снижает давление азота и, чтобы процесс шел быстрее, увеличивает давление кислорода. Астронавты «Аполлона» тоже должны были проходить через это устройство, но для них оно работало наоборот, увеличивая давление азота и снижая давление кислорода. С людьми это работало, а вот с рыбками нет. На борту «Сюза-19» располагался запаянный аквариум, а в нем – рыбки данио-рерио и вместе с ними вода, корм и растворенный запас кислорода на десять дней. Эксперимент должен был показать, как органы живых существ, которые плавают в воде, то есть практически в невесомости, развиваются в космосе. Данио-рерио – это прозрачные рыбки, и все изменения их организма хорошо видны.
Командир «Союза-19» Алексей Леонов решил перенести в американский корабль аквариум и залетел в переходный отсек. Там из-за перепада давления кислорода снаружи и внутри аквариум треснул. Вода из получившегося крошечного отверстия не вытекала, а воздух как из крови космонавта, так и из аквариума стал выходить. Потом космонавт занес в бортовой журнал следующее: «Как себя чувствуют рыбки? Хорошо, они все погибли». Леонов как никто другой должен был понимать свою ошибку, но об этом позже. Нужно разобраться, почему же возникло различие в составе атмосферы кораблей.
В США используется чистый кислород, так как это позволяет экономить кучу ресурсов. Не нужно брать с собой азот, а вместо него можно взять в три раза больше кислорода и удлинить тем самым время работы внутри корабля. Есть и минус – чистый кислород пожароопасен. В СССР эту проблему осознали очень рано. В первом отряде космонавтов проходил подготовку Валерий Бондаренко. Одним из испытаний было нахождение в сурдобарокамере. Это устройство имитирует тишину и одиночество космоса, а также работу с повышенным содержанием кислорода. Медики должны были убедиться, что организм кандидата может долгое время выдерживать космический полет на тот случай, если двигатель для возвращения не сработает и полет продлится дольше запланированного. В ходе медицинского обследования космонавт снял закрепленные на теле датчики, протер места их закрепления смоченным в спирте ватным тампоном, после чего его выкинул. Вот только предмет гигиены попал на нагревательный элемент и вспыхнул. Вся сурдобарокамера начала гореть, а выйти быстро из нее тоже было нельзя из-за перепада давления. Загорелся и шерстяной костюм. Когда медики смогли открыть дверь, Бондаренко был еще жив, но помощь пришла слишком поздно. В итоге в отечественной практике чистым кислородом космонавты дышали только в скафандрах во время выходов в открытый космос и в ходе тренировок. Это снизило ресурс корабля, но снизило и риски. В США в программе «Аполлон» тоже не обошлось без жертв во время предполетных тестов. Виджил Гриссом, Эдвард Уайт и Роджер Чаффи зашли в кабину «Аполлона-1». Через пять часов астронавты сообщили, что кабина в огне, а через две минуты внутри полыхало всё. В отличие от барокамеры, где мало горючих материалов, в кабине их много. К тому же давление кислорода и его содержание в кабине инженеры увеличили, чтобы туда не попадал атмосферный воздух. Горение было таким сильным, что ручка люка снаружи была раскалена, и за нее невозможно было ухватиться голыми руками. Непосредственной причиной возгорания, вероятно, стало короткое замыкание в электропроводке. В дублирующей кабине, которая полностью имитирует основную, обнаружилось около десятка возможных проблем с электропроводкой. Также ошибочной была конструкция люка, которая не позволила астронавтам быстро выбраться самим. Люк был двойным. Одна створка открывалась вовнутрь, а его крышка – наружу. Люк прижимался более высоким давлением, а когда начался пожар и выросла температура, давление стало еще больше. Если бы люк мог открываться в другую сторону, то у астронавтов был бы шанс спастись. В итоге открыть аппарат удалось только после того, как давление внутри выросло настолько, что кабина лопнула. Но к тому времени все было испепелено. От чистого кислорода в программе «Аполлон» не отказались, так как это сильно усложнило бы конструкцию. Только в следующих за «Аполлоном» проектах американские космонавты стали дышать другим воздухом. А вот двери поменяли. Теперь люк открывался наружу легко и быстро, от среды с большим давлением в сторону среды с меньшим давлением.
Здесь речь шла про орбитальный корабль программы «Аполлон». Когда же стали делать лунный модуль «Орел», то в нем также люк открывался внутрь. Из-за этого астронавты Нил Армстронг и Базз Олдрин могли так и остаться внутри модуля после успешной посадки на Луну. Сначала они надели скафандры, а потом запустили процесс стравливания воздуха в кабине. Однако давление внутри, хоть и упало, не все-таки оставалась высоким. Снаружи на поверхности Луны давления, как и атмосферы, нет. Подергав ручку, астронавты открыть люк не смогли. Прилагать силу было небезопасно, так как корпус очень тонкий. Все же Базз Олдрин решился и отогнул на себя один угол, нарушив уплотнение. Остатки воздуха вышли, и астронавты смогли совершить свои знаменитые шаги по Луне.
Вернемся к Алексею Леонову. Он больше знаменит не участием в первой международной экспедиции «Союз-Аполлон», а тем, что стал первым человеком, вышедшим из корабля «Восход-2» в открытый космос. Причем это было не робкое высовывание половины тела, как это было в первом выходе американского астронавта позже, а полноценный вылет. Возможно, если бы задача стояла поскромнее, проблем у Алексея Архиповича было бы меньше.
Проблема оказалась в скафандре. Он выполняет две основные функции: не выпускать воздух и держать давление внутри, а также быть подвижным, чтобы человек мог свободно работать. Задачи скафандра похожи на задачи акваланга, и потому и то, и другое делают из резины. Вот только если толщина оболочки будет маленькая, то из-за перепада давления скафандр будет надуваться в вакууме подобно воздушному шарику. Часто можно услышать, что с Леоновом это и произошло. Скафандр, который получил имя «Беркут», надулся и стал чуть ли не больше самого корабля. Это заблуждение, и ситуация была совершенно иная. Миф возник из-за того, что сам космонавт описывал ощущения неоднозначными словами: «Скафандр так раздулся, что руки вышли из перчаток, когда я брался за поручни, а ноги – из сапог». Леонов чувствовал, что скафандр натянулся, но не увеличился в размерах. На самом деле инженеры заранее подумали о возможном «надувании». Экипировка космонавта имела несколько слоев, а резина использовалась толщиной почти как у баскетбольного мяча. Стать больше в объеме «Беркут» не мог в принципе. Баскетбольные мячи не раздуваются, как воздушные шарики, но сжать их, когда они накачаны, практически невозможно. То же произошло и со скафандром, внутри которого был Леонов. Под давлением резина натянулась и стала словно каменной. Леонов, тем не менее, оттолкнулся от поручня и вылетел из корабля. Первой его задачей было сделать несколько кадров на шпионский маленький фотоаппарат, который был у него на груди. Космонавт стал сжимать руку в локте, чтобы дотянуться до спускового механизма, но ничего не вышло. Сил согнуть толстую резину до конца не хватало, и рука распрямлялась. Леонов предпринял несколько попыток, но каждый раз дотянуться не удавалось. Отдельная видеокамера на корабле засняла неловкие движения космонавта, но на Земле движения рукой наблюдающие восприняли как «передачу приветов».
Скафандр «Беркут»
Бросив попытки сделать селфи, Леонов переключился на другую проблему. По инструкции космонавту требовалось зайти в шлюз ногами вперед. Согнуть и просунуть ноги в узкий люк ему не удалось. Инженеры потом сокрушались, что не подумали поставить поручень не только внутри, но и снаружи люка. Если бы они это сделали, то Леонов смог бы залезть в шлюз по инструкции, просто оттолкнувшись, и ничего сгибать не потребовалось бы. Немного помучившись, Алексей Архипович решает «сдуть» свой скафандр, то есть сбросить давление внутри и сделать резину мягче. Инженеры предусмотрели два режима работы: с давлением в 0,4 атмосферы и 0,27 атмосферы, но второй режим можно было использовать, только если в крови космонавта не осталось азота. Леонов уже час дышал чистым кислородом и понадеялся, что азот к этому времени вышел. Он пошел на большой риск, но не прогадал. Декомпрессионной болезни не было. Затем Леонов нарушил инструкцию второй раз и залетел в шлюз не ногами, а головой вперед. Теперь возникла проблема, как закрыть внешний люк. Инженеры снова схватились за голову. Космическая «дверь» открывается внутрь и занимает добрых 30 % объема шлюза. Теперь, чтобы решить проблему, Леонову было необходимо развернуться внутри резинового цилиндра диаметром 1 м, да еще и в жестком скафандре. По словам Леонова, пока он залезал обратно в корабль, за 5 минут у него выделилось 6 литров пота, он чуть не утонул в выделившейся жидкости и чудом не схлопотал тепловой удар. С неимоверными усилиями космонавт смог развернуться и закрыть внешний люк. Далее в шлюз был накачан воздух под тем же давлением, что и внутри корабля. Затем Павел Беляев – второй член экипажа «Восхода-2» – открыл внутренний люк шлюза, и наконец Леонов оказался в корабле. Шлюз после выполнения своей задачи был отделен. На этом проблемы с давлением не закончились. Из-за перепадов температуры после отсоединения шлюзовой камеры во внутреннем люке появилась щель, через которую стал выходить воздух. Приборы это зафиксировали и дали команду начать резервную подачу кислорода. Нагнетание газа шло быстрее, чем утечка воздуха. В итоге огнеопасного кислорода стало столько, что любая искра могла спровоцировать пожар. Внутри было много того, что могло гореть, так как корабль разрабатывался для относительно безопасной азотно-кислородной атмосферы. К тому же давление выросло до значений больше 960 мм рт. ст., при том, что нормальное значение – 750 мм рт. ст. Разрешилось все само. Под воздействием кислорода люк придавило к ободу плотнее, датчики перестали регистрировать утечку, и подача кислорода прекратилась. В следующий раз инженеры сделали люк, который открывался внутрь корабля, что было правильным решением.
