Что такое перегрузка космонавтов

Перегрузки, невесомость. Космос

При совершении космического полета космонавт подвергается воздействию ряда факторов: невесомость, перегрузки, шумы, вибрации, ограничение подвижности, изоляция, существование в замкнутом ограниченном пространстве и пр.
Ни одна профессиональная деятельность человека не связана с воздействием на него всех этих факторов в тех количественных соотношениях, как при полетах в космос. Так, состояние длительной невесомости, которое испытывает космонавт, не может быть испытано человеком в земных условиях.

В земных условиях человек может испытать только состояние кратковременной невесомости, например, если человек находится в лифте, движущемся по вертикали вниз с ускорением a = g (т.е. это случай, когда лифр оторвался и падает вниз свободно, при этом, если не учитывать его сопротивление с воздухом). Где g – ускорение свободного падения, т.е. ускорение силы тяжести.
Как и сила тяжести, ускорение свободного падения зависит от широты места и высоты его над уровнем моря Н. На широте Москвы на уровне моря g = 9,8м/с2.
Но при а = g – тело и лифт совершают свободное падение и никаких взаимных давлений друг на друга не оказывают, в результате организм воспринимает это состояние, как состояние невесомости. Но, даже и в этом случае из-за наличия атмосферы, падение не будет происходить с ускорением свободного падения, а, значит, и невесомость окажется частичной.
Состояние космической невесомости имеет отличия от состояния невесомости в земных условиях, что вызывает изменения ряда его жизненных функций в организме человека. Так, невесомость ставит центральную нервную систему и рецепторы многих анализаторных систем (вестибулярного аппарата, мышечно-суставного аппарата, кровеносных сосудов) в необычные условия функционирования. Поэтому невесомость рассматривают как специфический интегральный раздражитель, действующий на организм человека и животного в течение всего орбитального полета. Ответом на этот раздражитель являются приспособительные процессы в физиологических системах; степень их проявления зависит от продолжительности невесомости и в значительно меньшей степени от индивидуальных особенностей организма.
С наступлением состояния невесомости у космонавта могут возникнуть вестибулярные расстройства, длительное время сохраняется чувство тяжести в области головы (за счет усиленного притока крови к ней). Вместе с тем адаптация к невесомости происходит, как правило, без серьезных осложнений: человек сохраняет работоспособность и успешно выполняет различные рабочие операции, в том числе те из них, которые требуют тонкой координации или больших затрат энергии. Двигательная активность в состоянии невесомости требует гораздо меньших энергетических затрат, чем аналогичные движения в условиях весомости.
Если в полете не применяются средства профилактики, то в первые часы и сутки после приземления (период реадаптации к земным условиям) у человека, совершившего длительный космический полет, наблюдается следующий комплекс изменений:

-Нарушение процессов обмена веществ, особенно водно-солевого обмена, что сопровождается относительным обезвоживанием тканей,
-снижением объема циркулирующей крови,
-уменьшением содержания в тканях ряда элементов, в частности калия и кальция;
-Нарушение кислородного режима организма при физических нагрузках;
-Нарушение способности поддерживать вертикальную позу в статике и динамике;
-ощущение тяжести частей тела (окружающие предметы воспринимаются как необычно тяжелые;
-наблюдается растренированность в дозировании мышечных усилий);
-Нарушение гемодинамики при работе средней и высокой интенсивности;
-возможны предобморочные и обморочные состояния после перехода из горизонтального положения в вертикальное;
-Снижение иммунобиологической резистентности (ослабление иммунитета);
-вестибуловегетативные расстройства.

Нарушения работы организма человека, вызванные невесомостью, обратимы. Ускоренное восстановление нормальных функций может быть достигнуто с помощью физиотерапии и лечебной физкультуры, а также применением лекарственных препаратов. Неблагоприятное влияние невесомости на организм человека в полете можно предупредить или ограничить с помощью различных средств и методов (мышечная тренировка, электростимуляция мышц, отрицательное давление, приложенное к нижней половине тела, фармакологические и др. средства).

Перегрузки
Другим фактором, оказывающим значительное влияние на человеческий организм при совершении космического полета, являются перегрузки.
Перегрузки космонавт испытывает при старте и возвращении космического корабля.
При старте на космонавта действует ускорение, величина которого изменяется от 1 до 7 g. Другими словами, вес космонавта во время запуска корабля как бы увеличивается в семь раз.
Человек легче всего переносит перегрузки, действующие в горизонтальной плоскости, хуже – в вертикальной. Однако способность переносить перегрузки (величина допустимых перегрузок) у разных людей различна и зависит от ряда факторов, например от скорости нарастания перегрузки, температуры окружающей среды, содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, длительности пребывания космонавта в условиях
невесомости до начала ускорения и даже от эмоционального состояния космонавта. Существуют, несомненно, и другие более сложные или менее уловимые факторы, влияние которых еще не совсем выяснено.
Перегрузки, связанные с ускорением, вызывают значительное ухудшение функционального состояния организма человека: замедляется ток крови в системе кровообращения, снижаются острота зрения и мышечная активность.

-Под действием ускорения, превышающего 1 g, у космонавта могут появиться нарушения зрения.
-При ускорении 3 g в вертикальном направлении, длящемся более 3 секунд, могут возникнуть серьезные нарушения периферического зрения.
-С увеличением перегрузок острота зрения уменьшается, поэтому в отсеках космического корабля необходимо увеличивать уровень освещенности.
-При продольном ускорении у космонавта возникают зрительные иллюзии. Ему кажется, что предмет, на который он смотрит, смещается в направлении результирующего вектора ускорения и силы тяжести.
-При угловых ускорениях возникает кажущееся перемещение объекта зрения в плоскости вращения. Эта так называемая окологиральная иллюзия является следствием воздействия перегрузок на полукружные каналы (органы внутреннего уха).

Чтобы ослабить действие высоких ускорений, космонавта помещают в космическом корабле таким образом, чтобы перегрузки были направлены по горизонтальной оси.
Такое положение обеспечивает эффективное кровоснабжение головного мозга космонавта при ускорениях до 10 g, а кратковременно даже до 25 g.

При возвращении космического корабля на Землю, когда он входит в плотные слои атмосферы, космонавт испытывает перегрузки торможения, то есть отрицательного ускорения. По интегральной величине торможение соответствует ускорению при старте.
Космический корабль, входящий в плотные слои атмосферы, ориентируют так, чтобы перегрузки торможения имели горизонтальное направление. Таким образом, их воздействие на космонавта сводится к минимуму, как и во время запуска корабля.
По статистике, космонавты редко испытывают перегрузки, превышающие 4g.

Источник

Перегрузки, нулевая гравитация. Что убивает здоровье астронавтов

Согласно рассчетам и планам NASA и SpaceX, первые люди отправятся к Марсу уже через каких-то 15-20 лет. Но перед этим человечеству предстоит решить массу задач, которые ставит перед ними самое дальнее космическое путешествие в истории.

Одна из важнейших задач — сохранение работоспособности и нормального функционирования организма во время длительного нахождения в невесомости. Сейчас, как и многие годы назад, космонавты должны отличаться хорошим здоровьем. Все не потому, что при выходе на орбиту их ждут нереальные перегрузки, а из-за того, что само по себе космическое путешествие наносит вред организму.

Все живое на планете Земля так или иначе зависит от земного притяжения. Пребывая на околоземной орбите длительный срок, человек теряет мышечную массу и даже вырастает на несколько сантиметров. Все дело в том, что межпозвоночные диски уже переносят на себе воздействия гравитации и постепенно расправляются. Что же в этом плохого? При создании космических аппаратов все оборудование создается в условиях жесткой экономии места, поэтому выросший на 5-7 см космонавт может, к примеру, не влезть в скафандр или кресло спускаемого аппарата.

В невесомости кровь в основном концентрируется вокруг грудной клетки и головы, что вынуждает космонавтов носить специальные костюмы, нормализующие кровоток и давление. Если этого не делать, то долгое пребывание на орбите после возвращения на Землю аукнется потерей сознания или чувством слабости при попытке встать на ноги. Кроме того, отсутствие нужды опираться на пол приводит к стремительной деградации мышц и костей ног.

Еще со времен станции «Мир» и первых длительных космических экспедиций экипажи орбитальных космических аппаратов начали активно заниматься спортом. И в случае с космонавтами это не просто тренировки по часу 2-3 раза в неделю, как у рядовых землян, а ежедневные двухчасовые силовые и кардиотренировки.

Источник

Перегрузки, испытываемые космонавтами в невесомости. Справка

При совершении космического полета космонавт подвергается воздействию ряда факторов: невесомость, перегрузки, шумы, вибрации, ограничение подвижности, изоляция, существование в замкнутом ограниченном пространстве и пр.

Ни одна профессиональная деятельность человека не связана с воздействием на него всех этих факторов в тех количественных соотношениях, как при полетах в космос. Так, состояние длительной невесомости, которое испытывает космонавт, не может быть испытано человеком в земных условиях.

В земных условиях человек может испытать только состояние кратковременной невесомости, например, если человек находится в лифте, движущемся по вертикали вниз с ускорением a = g. Где g – ускорение свободного падения, т.е. ускорение силы тяжести.

Как и сила тяжести, ускорение свободного падения зависит от широты места j и высоты его над уровнем моря Н. Приблизительно ускорение свободного падения = 978,049 (1 + 0,005288 sin2j – 0,000006 sin22 j – 0,0003086 Н. На широте Москвы на уровне моря g = 981,56 см/сек.

Но при а = g – тело и лифт совершают свободное падение и никаких взаимных давлений друг на друга не оказывают, в результате организм воспринимает оказываемое на него давление как состояние невесомости.

Состояние космической невесомости имеет отличия от состояния невесомости в земных условиях, что вызывает изменения ряда его жизненных функций в организме человека. Так, невесомость ставит центральную нервную систему и рецепторы многих анализаторных систем (вестибулярного аппарата, мышечно-суставного аппарата, кровеносных сосудов) в необычные условия функционирования. Поэтому невесомость рассматривают как специфический интегральный раздражитель, действующий на организм человека и животного в течение всего орбитального полета. Ответом на этот раздражитель являются приспособительные процессы в физиологических системах; степень их проявления зависит от продолжительности невесомости и в значительно меньшей степени от индивидуальных особенностей организма.

С наступлением состояния невесомости у космонавта могут возникнуть вестибулярные расстройства, длительное время сохраняется чувство тяжести в области головы (за счет усиленного притока крови к ней). Вместе с тем адаптация к невесомости происходит, как правило, без серьезных осложнений: человек сохраняет работоспособность и успешно выполняет различные рабочие операции, в том числе те из них, которые требуют тонкой координации или больших затрат энергии. Двигательная активность в состоянии невесомости требует гораздо меньших энергетических затрат, чем аналогичные движения в условиях весомости.

Если в полете не применяются средства профилактики, то в первые часы и сутки после приземления (период реадаптации к земным условиям) у человека, совершившего длительный космический полет, наблюдается следующий комплекс изменений:

1. Нарушение процессов обмена веществ, особенно водно-солевого обмена, что сопровождается относительным обезвоживанием тканей, снижением объема циркулирующей крови, уменьшением содержания в тканях ряда элементов, в частности калия и кальция;
2. Нарушение кислородного режима организма при физических нагрузках;
3. Нарушение способности поддерживать вертикальную позу в статике и динамике; ощущение тяжести частей тела (окружающие предметы воспринимаются как необычно тяжелые; наблюдается растренированность в дозировании мышечных усилий);
4. Нарушение гемодинамики при работе средней и высокой интенсивности; возможны предобморочные и обморочные состояния после перехода из горизонтального положения в вертикальное;
5. Снижение иммунобиологической резистентности (ослабление иммунитета);
вестибуловегетативные расстройства.

Нарушения работы организма человека, вызванные невесомостью, обратимы. Ускоренное восстановление нормальных функций может быть достигнуто с помощью физиотерапии и лечебной физкультуры, а также применением лекарственных препаратов. Неблагоприятное влияние невесомости на организм человека в полете можно предупредить или ограничить с помощью различных средств и методов (мышечная тренировка, электростимуляция мышц, отрицательное давление, приложенное к нижней половине тела, фармакологические и др. средства).

Другим фактором, оказывающим значительное влияние на человеческий организм при совершении космического полета, являются перегрузки.

Перегрузки космонавт испытывает при старте и возвращении космического корабля.

При старте на космонавта действует ускорение, величина которого изменяется от 1 до 7 g. Другими словами, вес космонавта во время запуска корабля как бы увеличивается в семь раз.

Человек легче всего переносит перегрузки, действующие в горизонтальной плоскости, хуже – в вертикальной. Однако способность переносить перегрузки (величина допустимых перегрузок) у разных людей различна и зависит от ряда факторов, например от скорости нарастания перегрузки, температуры окружающей среды, содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, длительности пребывания космонавта в условиях невесомости до начала ускорения и даже от эмоционального состояния космонавта. Существуют, несомненно, и другие более сложные или менее уловимые факторы, влияние которых еще не совсем выяснено.

Перегрузки, связанные с ускорением, вызывают значительное ухудшение функционального состояния организма человека: замедляется ток крови в системе кровообращения, снижаются острота зрения и мышечная активность.

Под действием ускорения, превышающего 1 g, у космонавта могут появиться нарушения зрения. При ускорении 3 g в вертикальном направлении, длящемся более 3 секунд, могут возникнуть серьезные нарушения периферического зрения.

С увеличением перегрузок острота зрения уменьшается, поэтому в отсеках космического корабля необходимо увеличивать уровень освещенности. При продольном ускорении у космонавта возникают зрительные иллюзии. Ему кажется, что предмет, на который он смотрит, смещается в направлении результирующего вектора ускорения и силы тяжести.

При угловых ускорениях возникает кажущееся перемещение объекта зрения в плоскости вращения. Эта так называемая окологиральная иллюзия является следствием воздействия перегрузок на полукружные каналы (органы внутреннего уха).

Чтобы ослабить действие высоких ускорений, космонавта помещают в космическом корабле таким образом, чтобы перегрузки были направлены по горизонтальной оси.

Такое положение обеспечивает эффективное кровоснабжение головного мозга космонавта при ускорениях до 10 g, а кратковременно даже до 25 g.

При возвращении космического корабля на Землю, когда он входит в плотные слои атмосферы, космонавт испытывает перегрузки торможения, то есть отрицательного ускорения. По интегральной величине торможение соответствует ускорению при старте.

Космический корабль, входящий в плотные слои атмосферы, ориентируют так, чтобы перегрузки торможения имели горизонтальное направление. Таким образом, их воздействие на космонавта сводится к минимуму, как и во время запуска корабля.

По статистике, космонавты редко испытывают перегрузки, превышающие 4g.

Источник

Как космонавты испытывают возможности человеческого тела: Биолог Фрэнсис Эшкрофт о наших пределах

всех свои увлечения. Кто-то коллекционирует винные пробки, кто-то фотографии своей обширной попы, а кто-то предпочитает бросать вызов возможностям своего тела. Ежегодно Эверест пытается покорить 500 человек, при этом умирает на вершине каждый десятый альпинист — и они прекрасно знают эту статистику. Из-за нехватки кислорода, схода лавин, трудности подъёма и неисправности оборудования. Каждый десятый! Шанс остаться живым и вернуться домой после спуска почти такой же, как при игре в русскую рулетку. Но люди упорно продолжают испытывать судьбу ради захватывающих видов и чувства удовлетворения от выполнения невозможного. Аквалангисты имеют неплохой риск умереть от декомпрессионной болезни, когда растворенный газ начинает пузыриться в крови и блокирует кровоток. Но тысячи дайверов это не останавливает.

А что насчёт полярников, которые живут на станциях много месяцев подряд, проводят исследования и ежедневно рискуют получить обморожение?

Да каждый из нас постоянно испытывает возможности своего тела (для этого необязательно подниматься на Эверест). Мы не спим ночами, чтобы закончить очередную презентацию к сроку, выпиваем на вечеринках тонны алкоголя, ходим зимой в тонких парках, а летом отказываемся носить панамки, потому что не модно, да и не в 1990-х уже живём. Есть ли предел этих возможностей? От чего он зависит? На что вообще способно человеческое тело?

Профессор Фрэнсис Эшкрофт отвечает на эти вопросы в книге «На грани возможного: наука выживания», где подробно разбирает возможности нашего тела в холоде, жаре и в условиях космоса, рассказывает о том, как наше тело реагирует на всевозможные экстремальные ситуации, и даёт интересные советы тем, кто всё-таки решил бросить вызов невозможному.

Эшкрофт возглавляет Центр по изучению человеческого гена Оксфордского университета, она генетик и влюблена в науку. В свободное время она взбирается на Килиманджаро, погружается с аквалангом и пишет научно-популярные книги.

FURFUR публикует отрывок о самых крутых испытателях своих способностей — космонавтах. Что происходит с телом при взлёте корабля, как космонавты умудряются спать и насколько им хреново в условиях невесомости? После прочтения главы вы сможете без проблем представить себе, что чувствовала героиня Сандры Буллок в фильме «Гравитация», пока летела сквозь время и пространство на огнетушителе, и как ей чертовски повезло, что у неё уже прошла космическая болезнь.

«На грани возможного: наука выживания» выпущена на русском языке издательством «Альпина Паблишер» в 2014 году.

аннее утро 21 июля 1969 года навсегда врезалось мне в память. Вместе с миллионами других людей по всему миру я прилипла к маленькому мерцающему чёрно-белому экрану телевизора, покрытому рябью и «снегом». Слов за шипением и треском было почти не разобрать, однако восторг и напряжение в голосах угадывались безошибочно. Поёживаясь в тёмной нетопленой комнате, едва разлепив сонные глаза, позабыв о стиснутой в ладонях чашке с какао, я перенеслась за тысячи миль, ошеломлённая триумфом науки, технологий и стремления покорять неведомое. Мне было 17, а Нил Армстронг только что первым из всех землян шагнул на поверхность Луны.

Попав в космическое безвоздушное пространство, человек погибнет мгновенной и мучительной смертью. Воздух устремится из лёгких наружу, растворённые в крови и жидкостях тела газы превратятся в пар, разрушая клетки и закупоривая капилляры пузырьками, кислород перестанет поступать в мозг, воздух, запертый во внутренних органах, расширится, разрывая внутренности и барабанные перепонки, а космический холод превратит тело в ледышку. Потеря сознания наступит в течение 15 секунд.

Человек способен выжить в космосе, только прихватив с собой естественную среду обитания, но даже за стенами орбитальной станции космическое путешествие не обходится без испытаний для организма. Первое — это перегрузки, вызываемые ускорением, необходимым для того, чтобы преодолеть притяжение Земли. Второе — прямая противоположность перегрузкам, невесомость. Она может вызывать морскую болезнь, перераспределение жидкостей в теле, сокращение количества эритроцитов и потерю костной и мышечной массы. Если мы хотим осуществить давнюю мечту человечества побывать за пределами Солнечной системы, нужно искать способ справляться с этими трудностями. В этой главе мы рассмотрим, как космический полёт воздействует на организм человека и как бороться с неприятными последствиями этого воздействия.

Космонавты вышли из этого испытания целыми и невредимыми, опустившись на парашюте в некотором отдалении от старта. Современным покорителям космоса такие сильные перегрузки не грозят.

ерегрузки, которые испытывает космонавт, меняются на взлёте, поскольку управляются ньютоновским законом движения, согласно которому сила равна массе, помноженной на ускорение. Отрыв от земли происходит сравнительно мягко, поскольку тяговое усилие реактивного двигателя лишь немного превышает вес космического корабля. Самые сильные перегрузки возникают, когда корабль выходит на орбиту, поскольку к тому времени он уже значительно теряет в весе (сжигая большую часть топлива), а реактивные двигатели по-прежнему работают на полную мощь.

Первым астронавтам приходилось испытывать очень тяжёлые перегрузки. Во время запуска корабля «Френдшип-7» в рамках программы «Меркурий» в 1962 году Джон Гленн в течение 90 секунд подвергался перегрузкам свыше +6g, а в какой-то момент даже пиковым — в +8g. Гленн лежал на спине, спиной к Земле, и вектор перегрузок был направлен сверху вниз (от груди к спине), во избежание мучительных ощущений, когда перегрузки направлены от головы к ногам. Но даже в таком случае, по свидетельству одного из астронавтов, «такое впечатление, что на грудь уселся слон». Рекорды перегрузок, которые пришлось вынести космонавтам, зафиксированы при запуске космического корабля «Союз» в сентябре 1983 года. Поскольку за 90 секунд до старта под ракетой-носителем произошло возгорание, старт пришлось прервать, и система экстренного катапультирования подбросила капсулу на километр в воздух, подвергнув экипаж 17-кратным перегрузкам. Космонавты вышли из этого испытания целыми и невредимыми, опустившись на парашюте в некотором отдалении от старта. Современным покорителям космоса такие сильные перегрузки не грозят. Экипаж шаттла или «Союза», которые доставляют космонавтов на космические станции, при запуске подвергается перегрузкам, всего в 3,5 раза превышающим притяжение Земли.

Военным летчикам при катапультировании с повреждённого истребителя приходится переносить куда более тяжёлые перегрузки (целых +25g) — зато менее длительные. После активации рычага сбрасывается фонарь самолёта или раскрывается потолок и взрывается пиропатрон, закреплённый под сиденьем, выстреливая кресло вместе с пристёгнутым пилотом в воздух. Разумеется, чем быстрее произойдёт выброс, тем лучше, однако при слишком сильном ускорении может пострадать позвоночник. В результате экспериментов и полевых испытаний было установлено, что предельная перегрузка не должна превышать +25g — в противном случае резко возрастает риск спинных травм. Самые последние модели катапультируемых кресел оборудованы реактивными двигателями, которые продолжают гореть ещё примерно полсекунды после отстрела кресла, позволяя снизить пиковую перегрузку и риск спинной травмы.

Ещё одна существенная проблема, с которой сталкивается космонавт на старте, — это сильная вибрация. Тряска не просто доставляет дискомфорт, но и затрудняет выполнение ручных операций, вызывает тошноту и резонанс внутренних органов с внешними колебаниями. По малоизученным пока причинам она также вызывает гипервентиляцию и иногда обморок.

При дыхании, кроме всего прочего, выделяется водяной пар — это известно любому, кто хоть раз сидел в холодную погоду в машине с закрытыми окнами. Они запотевают изнутри в первую очередь из-за влаги, испаряемой нашими лёгкими.

осмический корабль должен защищать экипаж от экстремального воздействия космоса. В семи сотнях километров от поверхности Земли количество молекул газа стремится к нулю, а давление приближается к давлению в абсолютном вакууме. Поэтому космический корабль должен обеспечивать и пригодную для дыхания атмосферу, и защиту от непосильного давления. Кроме того, в этом бескрайнем пространстве царит космический холод — примерно –270 °С, однако, попадая под солнечные лучи, предметы раскаляются мгновенно, поэтому корабль должен обладать системой температурного контроля, способной справиться с перепадами жара и холода. Кроме того, нельзя забывать о бомбардировке микрометеороидами и космическим мусором.

Даже кусочек краски, отколовшийся от обшивки спутника, на скорости нескольких тысяч миль в час может пробить опасную брешь в корпусе космического корабля. Иллюминаторы шаттла, испещрённые вмятинами от космической «шрапнели», приходится менять через каждые несколько рейсов.

В 1998 году станцию «Мир» задел грузовой корабль, пробив в обшивке крошечную дыру размером меньше почтовой марки. Воздух со свистом устремился в космическое пространство, но, к счастью, пробоина оказалась слишком маленькой и утечка — достаточно медленной, так что экипаж успел загерметизировать повреждённый отсек.

Экипажу «Союза-11» повезло меньше. При возвращении на Землю спускаемый аппарат совершил идеальную автоматическую посадку, но весь экипаж, к ужасу спасательной команды, оказался мертвым. Как выяснилось позже, на орбите неожиданно открылся клапан выравнивания давления — почти сразу же после того, как спускаемый аппарат отделился от орбитального модуля. Космонавты, уже снявшие герметичные скафандры, чтобы втиснуться в тесную спускаемую капсулу, погибли от удушья. В настоящее время экипажи космических кораблей надевают скафандры при старте и во время спуска, чтобы защититься от возможного падения давления, однако на орбите они носят обычную одежду, не стесняющую движений.

Экипаж первых американских космических аппаратов дышал чистым кислородом под давлением в одну треть атмосферы. Так можно было загрузить больший объем на тот же вес, чем в случае использования воздуха того же состава, что и на Земле (с 78%-ным содержанием азота). Несмотря на то что кислород становится токсичным, если дышать им более суток при атмосферном давлении, под давлением в одну треть атмосферы он вполне безопасен. В корабли серий «Меркурий» и «Джемини» закачивали на стартовой площадке чистый кислород под давлением в одну атмосферу, а затем, после выхода на околоземную орбиту, давление уменьшали. После страшного пожара во время планового имитируемого запуска «Аполлона-1», в котором погибли Гас Гриссом, Эд Уайт и Роджер Чаффи, эту практику изменили. При атмосферном давлении чистый кислород крайне пожароопасен. В трагедии с «Аполлоном-1», судя по всему, повинна случайная искра, попавшая на легковоспламеняющийся материал в кабине, и наполненный кислородом командный отсек тут же охватила огненная буря. После этой катастрофы запуск стали проводить при обычной земной атмосфере и только на орбите переключались на чистый кислород. В советских же космических кораблях с самого начала создавали давление в одну атмосферу и закачивали сходную по составу с воздухом дыхательную смесь — 78% азота и 21% кислорода. Теперь на ту же схему перешли и в НАСА, учитывая вредное воздействие чистого кислорода, которое проявляется, если приходится слишком долго дышать им во время длительного пребывания на орбите.

При дыхании в воздухе повышается содержание углекислого газа, что может привести к головным болям, головокружению и удушью. Следовательно, CO2 необходимо удалять. В космическом корабле это происходит за счет химической реакции с гидроксидом лития (который в процессе превращается в карбонат лития). В апреле 1970 году о канистрах с гидроксидом лития и опасности накопления углекислого газа узнали и заговорили все. Причиной стала авария, случившаяся через два с половиной дня после старта «Аполлона-13». В результате короткого замыкания взорвался один из трех отсеков топливного элемента, питавшего командный модуль. Подача топлива из двух оставшихся отсеков тоже нарушилась в результате взрыва, и космический корабль остался без энергоснабжения. Спасательной шлюпкой для астронавтов стал лунный спускаемый аппарат «Аквариус», на котором оставались резервы кислорода, воды и электроэнергии. К сожалению, запасов гидроксида лития на нем хватало для очистки воздуха от углекислого газа всего на двух человек на два дня, тогда как возвращение на Землю заняло бы более трёх дней и экипаж состоял из трёх. Выпуски международных новостей не замедлили оповестить общественность о том, чем грозит астронавтам избыток углекислого газа. При этом в командном модуле находился достаточный запас канистр с гидроксидом лития, но для воздухоочистительной установки «Аквариуса» они не подходили из-за разницы в конфигурации. Инженеры с Земли сутки бились над решением проблемы, и наконец разработали способ сконструировать импровизированный очиститель воздуха из «неправильных» канистр и разнокалиберного хлама — картонок, полиэтиленовых пакетов, клейкой ленты и старых носков. Я в детстве, как и многие мои сверстники, очень любила телепередачу Blue Peter, где рассказывалось, как делать разные штуки из йогуртовых стаканчиков и эластичных лент. Воздухоочиститель для «Аполлона-13» занял бы первое место среди их шедевров. К счастью, он не подвёл.

При дыхании, кроме всего прочего, выделяется водяной пар — это известно любому, кто хоть раз сидел в холодную погоду в машине с закрытыми окнами. Они запотевают изнутри в первую очередь из-за влаги, испаряемой нашими лёгкими. Содержание водяного пара в воздухе космического аппарата необходимо тщательно контролировать, поскольку переизбыток вызовет конденсацию, а недостаток — сухость роговицы глаз и слизистых оболочек глотки. Для поддержания оптимального баланса воздух в космическом корабле постоянно циркулирует в замкнутом цикле, углекислый газ и частицы пыли удаляются, а влажность и содержание кислорода поддерживаются на нужном уровне.

Внутри космического корабля создаётся комфортная температура в 18–27 °С. Температурный контроль имеет огромное значение, поскольку с одной стороны корабль «поджаривается» на солнце, а с другой — леденеет от космического холода. После того как на станции «Мир» отключалось электропитание, внутри становилось невыносимо холодно, когда Земля заслоняла Солнце, и адски жарко, когда оно показывалось снова. Для поддержания постоянной температуры при путешествии с Земли на Луну и обратно «Аполлоны» медленно вращались вокруг своей оси (это спиральное вращение получило шутливое прозвище «поджарка на гриле»). В шаттле теплоотдача производится через «космические батареи», установленные на внутренней стороне дверей грузовых шлюзов, которые открываются, когда шаттл выходит на орбиту.

Источник