Тим Пик

186 суток на орбите

Copyright © ESA/Timothy Peake 2017, Photographs

© ESA/NASA and Getty, Images Illustrations © Ed Grace © Михаил Нижарадзе, перевод на русский язык, 2018

© Издание на русском языке, перевод на русский язык, оформление. ООО Группа Компаний «РИПОЛ классик», 2021

* * *

Моим родителям, которые подарили мне любовь, поддержку, решимость следовать за своей мечтой и искать ответы на все вопросы

Живи так, как если бы тебе завтра пришлось умереть. Учись так, как будто будешь жить вечно.

Махатма Ганди

Важно не переставать задавать вопросы. Любопытство имеет свои доводы для существования.

Альберт Эйнштейн

Введение

Вопрос: Мой первый вопрос прост: как мне стать космонавтом? – Александр Тимминс, 9 лет, бесплатная школа Чичестера.

Ответ: Что ж, ты выбрал блестящую карьеру, Александр! В 1960-х годах был совершен гигантский прорыв в истории человечества, и сейчас мы находимся на пороге нового, золотого века освоения космоса. В ближайшие десятилетия люди рассчитывают начать колонизацию Луны, совершить высадку на Марс и продолжить изучение Солнечной системы. Мы подошли очень близко к исполнению мечты человечества, и твое поколение может стать частью этого увлекательного путешествия.

Можно сказать, что вся эта книга является ответом на твой вопрос. И это потому, что нет определенного пути, чтобы стать космонавтом. Мне было 43 года, когда 15 декабря 2015 года я прибыл на Международную космическую станцию (МКС). Для меня было огромной честью попасть сюда и следовать за людьми, которых я уважал всю свою жизнь. Трудно было поверить, что мне посчастливилось присоединиться к этой уникальной группе. До меня орбиты Земли в общей сложности достигли 545 человек из 37 стран, а первым бесстрашный полет совершил Юрий Гагарин 12 апреля 1961 года.

Люди самых разных профессий, учителя, врачи, инженеры, ученые, летчики, живущие во всех уголках нашей планеты, объединены общей страстью – страстью к исследованиям и страстью к космосу. Каждому интересно узнать, что там, за пределами земной атмосферы.

Разумеется, есть определенные навыки, которыми должен обладать или приобрести в ходе подготовки каждый космонавт, и я уверен, что после прочтения этой книги вы поймете, что является по-настоящему важным для полета в космос. Некоторые из этих навыков могут вас удивить – например, чрезвычайно полезным является знание иностранных языков. Не менее важно то, чем вы занимались до того, как стали космонавтом. Как вы увидите далее, академическая подготовка лишь подводит к мечте. А добиться успеха помогут ваша энергия, упорство, энтузиазм и характер.

Вскоре после возвращения на Землю на одной из пресс-конференций меня спросили, есть ли у меня послание для учеников школы, в которой я учился. Мое собственное путешествие началось много лет назад в маленькой деревне за пределами Чичестера, на южном побережье Англии. Только отслужив 18 лет в военной авиации, я наконец понял, что готов стать космонавтом. Так что я ответил: «Знаете, я отправился в начальную школу в Уэстборне, окончил школу в 18 лет и не могу сказать, что у меня были блестящие результаты. Но я только что вернулся после шестимесячного пребывания на орбите, поэтому вот мое послание: не позволяйте никому говорить вам, что вы не можете делать того, чего желает ваше сердце».

Вне всякого сомнения, стать космонавтом непросто. Это было одно из самых тяжелых испытаний, через которое мне пришлось пройти. Но оно того, несомненно, стоило, и я буду дорожить полученными впечатлениями до конца жизни.

* * *

Итак, что за книга перед вами? И как быть со всеми этими вопросами? После возвращения с МКС я был поражен, как много людей желают узнать больше о моем пребывании в космосе и о том, что нужно, чтобы стать космонавтом. Мне понравилось отвечать на вопросы, какими бы они ни были: «Пахнет ли космос?», «Есть ли гравитация в космосе?», «Что является самым трудным в жизни в космосе?»

Попадались и совершенно неожиданные вопросы, например: «Существует ли формальный протокол для первого контакта с инопланетянами?». Или, я бы сказал, отрезвляющие, такие как: «Что произойдет, если вы столкнетесь с космическим мусором во время выхода в открытый космос?» Ну и, конечно, было много смешных вопросов, к примеру: «Можно ли выпить чашечку чая в космосе?» (С радостью отвечаю – да!) Или: «Как вы ходите в туалет в космосе?» (Это, кстати, наиболее частый вопрос, и особенно часто его задают маленькие дети.)

Я хотел бы дать полный ответ на эти вопросы, чтобы высказать свое личное мнение по поводу того, что же это такое – быть космонавтом. Я надеюсь, что не только научные аспекты, но и повседневные детали жизни в космосе интересны и информативны, и они, вне всякого сомнения, могут послужить полезной ссылкой для следующего поколения космических путешественников. В конце концов, вполне возможно, что тот, кто читает эту книгу, в обозримом будущем сделает первый шаг по поверхности Марса.

Проект был открыт для пользователей социальных сетей с помощью хэштега #askanastronaut. В книгу включено большое количество замечательных материалов из Twitter и Facebook. Повторяющиеся или близкие по смыслу вопросы я объединил. Я благодарен всем, кто присылал свои вопросы. Даже если ваше имя не встречается на этих страницах, ваша любознательность и вдумчивость сыграли огромную роль в формировании книги, и я очень благодарен вам за это.

Я попытался охватить все ключевые этапы моего путешествия, поэтому книга состоит из семи глав: «Запуск», «Подготовка», «Жизнь и работа на МКС», «Выход в открытый космос», «Земля и космос», «Возвращение на Землю» и «Взгляд в будущее». Отвечая на ваши вопросы, я также ответил и на некоторые свои вопросы. Мне кажется, я собрал все самое важное: рассказал о непростых тренировках, о научных экспериментах на борту МКС, о красоте Земли с высоты 400 км, попробовал передать острые ощущения от путешествия со сверхзвуковой скоростью через атмосферу, рассказал о волнении и о том, насколько опасно выходить в открытый космос. Не оставил в стороне и житейские вопросы, и конечно же я не мог не рассказать о дружеских отношениях между членами экипажа. Мои планы на будущее изменились в результате этих невероятных впечатлений – об этом вы тоже узнаете.

На самом деле это было увлекательно – писать книгу, вспоминая время, проведенное на космической станции. Я надеюсь, что книга будет интересна читателям всех возрастов, ведь в ней освещены самые разнообразные темы. Некоторые из ответов довольно длинные и, может быть, сложные, так как связаны с наукой, другие намного короче. Чтобы дать вам представление о том, что вас ожидает, вот несколько быстрых вопросов и ответов (ниже).

В: Если вы, находясь на орбите, наблюдаете 16 восходов Солнца за сутки, то как космонавты празднуют Новый год?

О: Поскольку часовой пояс на космической станции эквивалентен среднему времени по Гринвичу (GMT), часы бьют полночь, как в Лондоне. Вот почему на орбите нужны британские космонавты:)) На самом деле каждый космонавт на борту обычно празднует Новый год, когда он наступает в его родной стране.

В: Вы скучали по земной погоде, находясь в космосе? И по чему вы вообще скучали больше всего?

О: Это прозвучит странно, но я сильно скучал по дождю. Я люблю заниматься спортом на открытом воздухе, а на станции у меня не было возможности принять душ. Какая связь? Во время тренировок на беговой дорожке в теплом модуле я мечтал о холодном моросящем дожде, чтобы бил по лицу.

В: Что на борту для вас являлось самым главным предметом? Предметом роскоши?

О: Для меня источником наибольшего удовольствия стал фотоаппарат. Пока я был в космосе, фотография стала моим новым увлечением, источником возбуждения, удивления и удовлетворения. Я храню все фотографии и всегда могу точно вспомнить, когда и где была космическая станция, когда я фотографировал.

Однако я бы не стал называть фотоаппарат и видеокамеру предметами роскоши, так как мы регулярно использовали их для научных наблюдений. Я думаю, роскошью был доставленный грузовым кораблем Dragon небольшой холодильник, который нам передали от работников SpaceX (они производят ракеты и космические корабли). И представьте, этот холодильник был полностью заполнен мороженым!

В: Накопление знаний в процессе вашей миссии помогло уменьшить страх выхода в космос?

О: В ходе подготовки (о чем мы подробно поговорим в главе 2) космонавты приобретают навыки, которые, безусловно, помогают справиться с некоторыми из возможных проблем. Проблемы могут возникнуть при взлете, входе в плотные слои атмосферы, при выходе в открытый космос – я говорю о чрезвычайных ситуациях. Но важнее всего то, что подготовка дает нам больше вариантов для решения тех или иных задач, и полученные знания помогают избегать принятия неправильных решений. Как однажды заметил командир экипажа корабля «Аполлон-8» Фрэнк Борман, «превосходный пилот – это тот, который принимает лучшее решение, чтобы избежать ситуаций, требующих от него использования его выдающегося мастерства».

Наша подготовка является образцовой, и все космонавты в большом долгу перед командой тренеров и инструкторов, которые посвящают себя тому, чтобы мы безопасно и эффективно выполнили свою миссию.

Я вышел на стартовую площадку, чувствуя себя полностью готовым отправиться в космос, я с нетерпением ожидал острых ощущений и предвкушал лучший полет в моей жизни. Если бы меня спросили, боюсь ли я лететь в космос, я бы ответил бы: «Нет!» Однако полеты в космос связаны с рисками, которые не могут уменьшить никакие знания и тренировки. Все космонавты понимают и взвешивают эти риски до запуска, но никто не может гарантировать, что не произойдет катастрофы (под катастрофой я имею в виду потерю космического корабля или экипажа). Прощание с семьей перед запуском – самое трудное из всего, что мне когда-либо приходилось пережить. Направляясь к ракете, вы добровольно обрекаете себя на риск, что можете и не вернуться домой.

Страх – это чувство, вызванное осознанием опасности, и если кто-то не ощущает страха, сидя над баком легковоспламеняющегося ракетного топлива высотой в десять этажей, то он, вероятно, не в полной мере осознает всю опасность своего положения! Поэтому надо честно сказать: «Конечно, есть часть меня, которая боится, но я с этим справлюсь, и сейчас я об этом не думаю».

Кажется, самое время представить первую главу: ЗАПУСК!

Запуск

В: Каково это – сидеть на верхушке 300-тонной ракеты?

О: Пятнадцатого декабря 2015 года, Казахстан, космодром Байконур, 14:33 по местному времени. До запуска 2 часа 30 минут. Я стоял на площадке на высоте 50 метров, ожидая подъема. Еще немного, и мы попадем внутрь ракеты-носителя, в капсулу космического корабля (КК), который доставит нас на станцию. Был великолепный зимний день. Вглядываясь в широкие казахские степи, я старался запомнить эту картинку, мне хотелось впитать в себя все запахи и звуки планеты Земля, прежде чем покинуть ее на шесть месяцев.

Сама ракета казалась мне живой. Криогенное топливо непрерывно кипело, окутывая основание жутковатым белым туманом. Две трети ракеты покрывал слой тонкого льда, и в лучах вечернего солнца оранжево-зеленая ливрея «Союза» превратилась в ослепительно-белую.

Поднимаясь наверх, чтобы попасть в КК, мы могли видеть ракету вблизи. Когда ты знаешь, что под тобой бурлит 300-тонная гремучая смесь жидкого кислорода и керосина в специальном отсеке, обитом металлом, начинаешь понимать, какой невероятный уровень развития технологий необходим, чтобы преодолеть притяжение Земли.

Я летал на многих воздушных судах за свою карьеру, но уверен – нет ничего более волнительного, чем подниматься на борт настоящей космической ракеты. Я не нервничал, скорее наоборот. Хотя… Этого момента я ждал очень долго и, несмотря на все мои попытки сохранить спокойную профессиональную сосредоточенность, не мог не ощутить, как глубоко внутри меня кипит мальчишеское волнение.

В КК мы забирались в определенном порядке, как на тренировках. Первым шел тот, кто будет сидеть слева (Тим Копра), затем шел я, сидящий справа, а последним заходил командир корабля «Союз» (Юрий Маленченко). Сначала мы должны были попасть в жилой модуль (орбитальный отсек) через горизонтальный люк, а затем спуститься ногами вперед через вертикальный люк в спускаемый аппарат, где установлены кресла. Лестницы там нет, но есть опоры, которые помогали двигаться.

Через вертикальный люк надо было протискиваться очень осторожно, ведь там находилась антенна, которая понадобится нам через шесть месяцев, чтобы сообщить о своем местоположении экипажам поисково-спасательных служб после приземления. Приходилось поджиматься, чтобы добраться до места. В отличие от тренажера (симулятор «Союза») в Звездном городке, где мы учились, настоящий космический корабль был под завязку заполнен грузом. Сначала я опустился на сиденье командира, а затем осторожно переместился на свое место. Все надо было делать медленно и аккуратно, чтобы не повредить скафандр или сам космический корабль. Мне очень повезло, что в свое время я занимался спелеотуризмом и имел опыт работы в экстремально ограниченном пространстве.

Заняв место, надо было подключить два электрических провода и два шланга к скафандру «Сокол». Электрические кабели необходимы для телефонной гарнитуры и медицинских датчиков, которые уже были на мне. Вся команда носит датчики на груди для измерения частоты сердечных сокращений и частоты дыхания, а полученные данные передаются на пульт управления, врачам. Шланги необходимы для подачи воздуха (для охлаждения и вентиляции) и чистого кислорода (используется только в случае аварийной разгерметизации).

Следующий шаг состоял в том, чтобы специальным образом зафиксировать колени – это предотвращает повреждение ног во время перегрузки, возникающей во время запуска, и обеспечивает телу пятиточечную опору.

Места в кабине хватало лишь на одного члена команды обслуживания, который помог мне пристегнуться и передал листки с инструкциями.

В последние минуты перед запуском я еще раз внимательно просмотрел инструкции и мысленно представил критические минуты и часы предстоящего полета. Кстати, существует традиция для повышения адреналина перед взлетом: каждому космонавту разрешается включить три выбранные им песни. Я выбрал Don’t Stop Me Now (Queen), Beautiful Day (U2) и A Sky Full of Stars (Coldplay). Все заказанные экипажем песни прозвучали, до запуска оставались считаные минуты, и тут нам преподнесли последний сюрприз. В наших наушниках, заглушая шум ракеты, зазвучали знакомые звуки песни The Final Countdown, которую выбрал один из инструкторов «Союза», – кто сказал, что у русских нет чувства юмора!

* * *

В первый раз я наблюдал вживую за запуском ракеты-носителя «Союз» в июне 2015 года, за полгода до моего собственного полета. Вместе с Юрием Маленченко и Тимом Копра мы отправились на Байконур в качестве дублеров экипажа 44/45 (команда, посетившая МКС перед нами). Наша задача состояла в том, чтобы повторять все действия основного экипажа. Хотя мы были резервным экипажем, к полету в космос мы были полностью готовы, но вероятность того, что мы заменим «основных», стремилась к нулю.

Лично мне пребывание на Байконуре дало прекрасную возможность пройти полный цикл подготовки и, как я уже сказал, впервые наблюдать запуск ракеты. Несколькими годами ранее я мог бы наблюдать за запуском шаттла Discovery, когда космонавт Европейского космического агентства (ЕКА) Кристер Фуглесанг стартовал из Космического центра Кеннеди во Флориде. Но первый запуск был отложен из-за погодных условий, вторая попытка отменена из-за проблем с одним из топливных клапанов, а когда Discovery был запущен в космос, я на самолете летел в Европу, чтобы начать обучение в Европейском центре подготовки космонавтов в Германии… Закон Мёрфи!

Наблюдение за запуском «Союза» в июне 2015 года более чем компенсировало мои предыдущие разочарования. Впечатление усиливалось еще из-за того, что мы находились очень близко к стартовой площадке: я, Юрий и Тим сидели на крыше поисковой башни примерно в 1,5 км от ракеты. Была красивая ясная ночь, и в 3 часа я увидел огонь под главными двигателями, затем, через несколько секунд, раздался глубокий рев, и на моем лице появилась широкая улыбка. Но вскоре она сменилась изумлением. То, что я слышал до сих пор, было всего лишь проверкой двигателей (промежуточная тяга). А когда заработали на полную мощность основные двигатели, меня окружил мощный гул басовых нот. Я подумал, что никогда не слышал ничего более впечатляющего, и тут «Союз» поднялся в воздух.

Спустя еще несколько месяцев я сидел в кресле «Союза» и внимательно слушал голос инструктора в наушниках; было пять часов вечера, мой взгляд был устремлен на цифровые часы передо мной. Запуск ракеты связан с ожиданием обратного отсчета. Но нет, его не было. Инструктор объявлял стадии: «промежуточная тяга», «топливо сжато турбонасосами до таких-то показаний», – то есть он как бы подсказывал экипажу, когда произойдет запуск, но никакого обратного отсчета, еще раз повторю, не было. Наконец нам сообщили, что двигатели работают на полную мощность, а это бывает за пять секунд до взлета. Вот когда мы полностью ощутили всю мощь ракеты под собой! В последние секунды шум и вибрация настолько сильные, что невозможно понять, покинула ракета стартовую площадку или нет.

Я почувствовал покачивание и посмотрел на часы. Мы взлетели! Когда началось ускорение, сопровождаемое характерным треском, в мыслях я вернулся на шесть месяцев назад и вспомнил, как это выглядит со стороны. Как ни странно, шум внутри КК не такой впечатляющий, как снаружи. Не поймите меня неправильно: он очень громкий. Но защитный колпачок в герметичном шлеме скафандра обеспечивает достаточную звукоизоляцию.

Вибрацию и ускорение мы чувствовали каждой своей клеточкой, но – никакого звона в ушах, и вы не видите ничего из иллюминатора, так как в этот момент обтекатель носа ракеты все еще защищает корабль. В течение нескольких минут мы будем двигаться со скоростью 8 км в секунду, то есть из Лондона до Эдинбурга мы бы добрались менее чем за 90 секунд. Трудно было сдержать нахлынувшие чувства – я не мог перестать улыбаться.

* * *

В этой главе рассказывается о ракете «Союз» с момента старта до момента стыковки с МКС. Полет в космос – это одно из самых удивительных, я бы даже сказал, сюрреалистических событий, и здесь нельзя не отметить, что нам с Тимоти посчастливилось работать с русскими. Философия «пока не сломается, лучше ничего не менять» применяется русскими не только в подходе к инженерному делу, а вообще ко всему, что окружает космический полет. Я имею в виду человеческий фактор и традиции. То, что было во времена Юрия Гагарина, сохранилось и в наши дни. Это означает, что недели, дни и часы перед запуском заполняются не только важными оперативными задачами, но и не менее важными ритуалами.

Мы вернемся к этой теме чуть позже, а сейчас поговорим подробнее о месте запуска.

В: Почему космонавты взлетают из Казахстана?

О: Космодром Байконур, расположенный в степях Южного Казахстана, является первым в мире космическим пусковым объектом. С тех пор как в 2011 году была закрыта программа American Space Shuttle, экипажи на Международную космическую станцию отправляют только с Байконура.

Эта легендарная стартовая площадка была построена еще в Советском Союзе в 1950-х годах. Первый пилотируемый космический корабль в истории человечества, «Восток-1», был запущен с Байконура в 1961 году, а еще раньше, в 1957 году, отсюда был выведен на орбиту и первый в мире искусственный спутник Земли, «Спутник-1».

Драматизма взлетам с космодрома придает картинка. В отличие от других пусковых площадок, здесь во время старта не используют воду, чтобы уменьшить выбросы пламени и заглушить звук; отчасти это связано с тем, что Байконур располагается в пустыне. Так что взлеты здесь огненные!

Как и следовало ожидать, выбор места очень долго и тщательно обдумывался. Для оптимизации доставки груза в космос используют вращение Земли вокруг своей оси (с запада на восток). Скорость вращения весьма ощутима и достигает максимума на экваторе: 1675 км/ч – это быстрее скорости звука! То есть, конечно, когда вы стоите на экваторе, вы этого не чувствуете, потому что движение происходит с постоянной скоростью. Но когда вы выходите в космос, этот дополнительный «толчок» имеет большое значение. С удалением от экватора «свободная» скорость уменьшается до тех пор, пока не достигнет нуля на Северном и Южном полюсах – точках, которые располагаются на оси вращения Земли.

Запуск ракеты из точки, близкой к экватору, подразумевает ощутимо меньшие затраты топлива, а значит, можно взять на орбиту больше полезного груза. Однако взгляните на карту – Россия, как видите, не благословлена низкими широтами. Подавляющее большинство ее территорий находится выше 50° северной широты, и, проведя несколько зим в России, я могу подтвердить, что климат там отнюдь не тропический. Байконур находится в Казахстане, на отметке 46° северной широты. Не очень близко к экватору (слышу, как вы рыдаете), но, по крайней мере, он находится южнее, чем бóльшая часть территории России.

Но конечно же дело не только в широте. Работы по строительству Байконура начались в 1955 году, по крайней мере, этот год считается годом его рождения. Первоначально предполагалась, что это будет полигон для испытания первых в мире межконтинентальных баллистических ракет. Позже комплекс был расширен, и в него вошли пусковые установки для полетов в космос. Чтобы обеспечить непрерывные радиосигналы с наземных станций управления, нужна была плоская равнинная местность. Байконур удовлетворял всем требованиям. Тестовые цели (если иметь в виду баллистические ракеты) располагались на Камчатке, в 7000 км от полигона, и траектория ракет должна была проходить вдали от населенных пунктов. К тому же река Сырдарья, использовавшаяся для водоснабжения, и железная дорога Москва – Ташкент были не в миллионе кило метров.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• После того как Байконур превратился в главный космический пусковой комплекс мира, его широта стала основным фактором при выборе орбитального наклона Международной космической станции, который составляет 51,6 градуса.

• Байконур – не единственный космодром в мире. Богатую историю запусков имеет Космический центр Кеннеди во Флориде, США. Планируется, что вскоре отсюда будут отправлять экипажи на МКС на новых космических кораблях (CST-100 компании Boeing и Dragon компании SpaceX). Китайцы для своей программы полетов в космос используют космодром Цзюцюань, расположенный в пустыне Гоби.

Есть еще одна причина, по которой запуск ракет целесообразно проводить как можно ближе к экватору, – больший выбор орбитального наклона. (Орбитальный наклон – это угол между экватором и осью направления орбитального объекта.)

Самый показательный пример – ракета, запущенная с Северного полюса. В данном случае она может двигаться только на юг. Ракета выйдет на полярную орбиту, которая проходит над Северным и Южным полюсами, и будет двигаться под углом 90° к поверхности Земли. И наоборот, ракета, запущенная с экватора, может двигаться в любом направлении и выйти на любую орбиту.

Переход на другую орбиту после выхода на исходную (смена орбитальной плоскости) требует большого количества топлива, и инженеры при расчете параметров полета всеми способами пытаются избежать лишних затрат.

В: Сколько времени перед полетом космонавты проводят в карантине, и разрешается ли кому-либо навещать их?

О: Цель карантина – обеспечить готовность членов экипажа и исключить всякую инфекцию, чтобы не притащить на МКС какой-нибудь вирус. Длительность карантина варьируется, но обычно он длится примерно две недели. Мы провели в карантине 15 дней, и это позволило нам завершить последние приготовления к полету. Но так как это заключительный этап, тренировкам уделяется уже не так много времени. У нас была возможность немного расслабиться, но самое главное – увидеть членов своей семьи, которые приехали проводить нас.

Как вы уже поняли, пребывание в карантине не означает полной изоляции – медицинский персонал допускает встречи с ближайшими родственниками. Однако все они должны пройти обязательный медицинский осмотр, причем перед каждой встречей. Маленьких детей (младше 12 лет) к космонавтам не пускают, что неудивительно. Дети зачастую являются ходячими переносчиками разных болезней, особенно в зимние месяцы. В декабре температура на Байконуре редко бывает выше нуля, и мои сыновья часто не понимали, почему они могут видеть папу только через стекло.

Карантин определенно является необходимой мерой предосторожности. Этот урок был усвоен еще в 1968 году, во время 11-дневного полета корабля «Апполлон-7». Сначала командир корабля Уолтер Ширра, а за ним и два молодых новичка, Уолт Каннингем и Донн Айзли, серьезно заболели. Нужно учесть недостатки космического корабля – ограниченное пространство, рециркулирующий воздух, отсутствие возможности регулярно производить влажную уборку и частый контакт с общими поверхностями. Все это привело к тому, что весь экипаж был заражен вирусом Mardi Gras, что-то вроде простуды.

Мы прилагаем большие усилия для того, чтобы обеспечить безопасность космической станции, и выполнение этой задачи начинается в карантине, еще до запуска.

В: Как вы готовитесь в день старта?

О: Распорядок этого дня зависит от времени запуска. Хотя «Союзы» стартуют в разное время, все процедуры соблюдаются неукоснительно. И даже более того – время соблюдается неукоснительно. Все рассчитано по минутам, но так, чтобы не было никакой спешки. Соблюдать установленный распорядок очень важно – это не только предотвращает «случайное» забывание чего-то важного, но и гарантирует, что экипаж будет доставлен к стартовой площадке в правильном настроении – уверенном, но и расслабленном, без предстартовой лихорадки.

Вот график утренних мероприятий в день нашего запуска:

07.55 – 08.05 Подъем, утренние процедуры (10 минут)

08.05 – 08.15 Медицинский осмотр (10 минут)

08.15 – 09.15 Специальные медицинские процедуры (60 минут)

09.15 – 09.35 Душ (20 минут)

09.35 – 09.40 Микробиологический контроль (5 минут)

09.40 – 09.50 Специальная медицинская обработка кожи (10 минут)

09.50 – 09.55 Надевание специального нижнего белья для скафандра «Сокол» (5 минут)

09.55 – 10.05 Прогулка до гостиницы, где живут космонавты (10 минут)

10.05 – 10.35 Завтрак, туалет (30 минут)

10.35 – 10.55 Прощание (20 минут)

10.55 – 11.00 Традиционные автографы на двери в гостинице для экипажей (5 минут)

11.00 – 11.05 Время для религиозных обрядов (5 минут)

11. 05 – 11.10 Посадка в автобус (5 минут)

11.10 Автобус направляется в строение № 254 (здесь надевают скафандры «Сокол»)

Десятиминутный медицинский осмотр был таким же, как и во время карантина (каждое утро): проверка основных жизненных показателей плюс проверка веса. Врачи должны убедиться, что мы не заразились каким-нибудь вирусом и что – это важно! – не прибавили (слишком!) в весе.

Нас так хорошо кормили в дни, предшествующие старту, что не набрать вес было не так просто, как кажется. Изменения в весе экипажа влияют на центр массы космического корабля, который точно рассчитан для обеспечения безопасного путешествия в космос. К счастью, мне удалось сохранить 70 кг… более-менее.

Скажу несколько слов про «специальные медицинские процедуры». Для многих не секрет, что большинство космонавтов во время запуска надевают подгузники для взрослых, или, как их любит называть в НАСА, Maximum Absorbency Garments, MAG. Эта мера никак не связана с волнением, которое неизбежно при запуске в космос (представьте, что вы сидите над 300-тонным фейерверком!), а касается того простого факта, что в день старта в скафандре надо находиться порядка 10 часов – любому было бы тяжело сдерживаться столько времени, даже тем, у кого стальной мочевой пузырь.

Однако «специальные медицинские процедуры» касаются не функции организма № 1, а функции № 2. Объясняю: чтобы избежать любых нежелательных проявлений в день запуска и дать пищеварительной системе привыкнуть (потребуются день-два) к микрогравитации, космонавтам перед полетом делают клизму. Мне предложили на выбор клизму в американском стиле или в русском стиле (могу предположить, что европейские, японские и канадские космические агентства еще не разработали свои собственные стили!). Сейчас я уже не помню, в чем разница, да и в тот момент я серьезно об этом не задумывался, но русский стиль сработал отлично.

После тщательной внутренней очистки организма следующим этапом было столь же тщательное наружное очищение. Для этого космонавты принимают душ со специальным противомикробным мылом и вытираются сухим стерильным полотенцем. Как только мы вытерлись, мы героически стояли голыми и ждали прихода врача. Если хочешь стать космонавтом, то довольно быстро придется распрощаться со стеснительностью и гордостью. Путь в космос полон унижений, таких как сигмоидоскопия (инструментальное исследование нижнего отдела толстого кишечника), эндоскопия, клизмы, бесконечные постукивания и прощупывания. На фоне этого вытереться насухо специальным антибактериальным полотенцем и немного постоять голышом не кажется чем-то запредельным. После осмотра мы надели стерильное нижнее белье – белые длинные бриджи и футболки с длинными рукавами.

Последний завтрак обычно проходит совместно с дублирующим экипажем и врачом. Это отличная возможность расслабиться и насладиться добрыми шутками, прежде чем перейти к чуть более серьезным вещам.

Традиционное меню завтрака: яйца, бекон, каша, сыр, ветчина, хлеб, джем и немного фруктов, не вызывающих брожения. Само собой, хороший русский чай. Я плотно поел, зная, что следующего раза придется ждать несколько часов.

После завтрака начались формальности. Мы, основной экипаж, и наши дублеры прошли в комнату, где нас уже ждали люди, так или иначе причастные к полету. Выше я написал «формальности», но на самом деле это было неформальное прощание перед стартом. Прозвучали тосты за успех нашей экспедиции, за здоровье семей и друзей, которые остаются на Земле (мы, конечно, пили воду, а не шампанское или водку). Мы тоже сказали прощальные слова нашим партнерам и руководителям: это был последний шанс поговорить по-дружески, прежде чем появиться перед камерами.

Самая первая из нескольких традиций, которые соблюдаются в день запуска, – каждый космонавт подписывает дверь своего номера, в котором он жил в гостинице «Космонавт». Это очень волнительный момент – оставить свой автограф рядом с автографами мужчин и женщин, которые уже прошли этот путь.

В конце коридора нас ожидал русский священник. Получив от него благословение на полет, мы спустились на три пролета по лестнице и вышли в фойе, где на полную громкость звучала песня группы «Земляне». Эта песня называется «Трава у дома», написали ее Владимир Мигуля (композитор) и Анатолий Поперечный (автор слов); в ней рассказывается о тяге космонавтов к Земле. Эта традиция появилась не в 1961 году, а позже (песня была написана в 1982 году), с 2009 года она считается официальным гимном космонавтов. Я бы сказал, приятное дополнение к тому моменту, когда спускаешься вниз, – уже хочется поскорее запрыгнуть в ракету!

На улице нас ждали родные и друзья, чтобы помахать нам, когда мы будем садиться в автобус, который отвезет нас к строению № 254, где мы наденем скафандры «Сокол».

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Скафандр «Сокол» используется с 1973 года. Он предназначен для ношения внутри космического корабля, а не для выхода в открытый космос.

• Скафандр наполняется 100 %-ным кислородом для защиты космонавта в случае падения давления внутри космического корабля (в скафандре есть две установки давления: 0,4 бар или 0,27 бар, не более чем на пять минут).

• Все скафандры индивидуально адаптированы для каждого космонавта.

• Скафандр можно надеть за две-три минуты, хотя в день запуска на это тратят около десяти минут, чтобы проверить, что все идеально.

• В скафандре предусмотрено прорезиненное уплотнение в области шеи, необходимое в случае посадки на воду.

• Скафандр весит 10 кг.

• Уравновешивание давления производится путем обертывания двух резиновых лент вокруг основного отверстия.

• Скафандр удобен в положении сидя, но не очень удобен в положении стоя. Из-за этого космонавты кажутся сгорбленными, когда выходят к автобусу, который отвозит их на стартовую площадку.

В: Правда ли то, что космонавты всегда писают на автобус, который доставляет их к месту запуска?

О: Одна из многих замечательных (а иногда и странных) традиций, которые соблюдают русские космонавты, – помочиться по пути к стартовой площадке. Между прочим, это имеет определенный смысл, с учетом того, что ближайшие несколько часов вы проведете в ракете.

Традиция гласит, что Юрий Гагарин в 1961 году на пути к стартовой площадке захотел сходить в туалет. Вряд ли он мог предположить, что, выбрав для этого правое заднее колесо автобуса, установит традицию, которая неукоснительно соблюдается вот уже более пятидесяти лет.

Единственная проблема заключается в том, что на этом этапе экипаж уже облачен в герметичные скафандры. Когда автобус остановился, я помню, как возился с застежками на шнурках и резиновыми уплотнениями, тем самым сводя на нет работу техников, которую они кропотливо проделали менее часа назад в защитных масках и стерильных перчатках. Тем не менее я был рад возможности в последний раз облегчиться. Да дело даже не в этом – было приятно осознавать, что все повторяется, что мы идем на ту же стартовую площадку, откуда Юрий Гагарин покинул Землю 12 апреля 1961 года.

В: Как вы себя чувствовали в тесном пространстве спускаемого аппарата?

О: Ха! В этом отсеке, несомненно, очень тесно – и это для человека ростом 5 футов и 8 дюймов (172, 7 см) и весом 70 кг.

Иногда возникают неприятные ощущения, потому что проводишь длительное время в положения эмбриона, при этом колени согнуты более чем на 90 градусов, что, прямо скажем, неудобно. Однако неудобства – грошовая плата за мечту всей жизни! После выхода на орбиту можно немного расслабиться и полетать. Это прозвучит не очень убедительно, но мне стало намного легче.

Взлетно-посадочный модуль «Союза» (спускаемый аппарат) немного меньше, чем такой же модуль «Аполлона», и значительно меньше, чем у шаттла или нового «Ориона». Однако мы столько времени провели, тренируясь на симуляторе, что, несмотря на тесноту, привыкли к «Союзу». Не то чтобы он стал для нас домом, но, во всяком случае, там было уютно, и маленькое пространство меня совсем не беспокоило. Должен сказать, что нам повезло, ведь мы прибывали на МКС через несколько часов после взлета, а некоторые экипажи проводили в ограниченном пространстве до стыковки со станцией два дня.

В: Какова вычислительная мощность «Союза»?

О: Мы совершали полет на «Союзе» TMA-M, эта серия была запущена в октябре 2010 года. Если сравнивать с предыдущей версией, в ней заменили 36 элементов оборудования и еще 19 были модифицированы (например, сиденья, парашютная система, преобразователи, измеряющие ускорение предмета при смещении относительно начального положения, их еще называют акселерометрами). Одно из главных обновлений – замена цифрового компьютера «Аргон», который весил 70 кг (это не опечатка – 70 кг!). «Аргон» – очень надежный компьютер, он использовался на «Союзах» более тридцати лет. Тем не менее его производительность не впечатляет, как не может впечатлить производительность бортового управляющего компьютера «Аполлон», который использовался при посадках на Луну. Новый компьютер – ЦВМ 101 (центральный компьютер) – на несколько порядков превосходит старый «Аргон», однако по-прежнему не выдерживает сравнения с вычислительной мощностью обычного смартфона.

А ВЫ ЗНАЛИ?

Вот еще несколько традиций, которые соблюдают экипажи перед вылетом.

• Посещение Красной площади, где возлагаются цветы к могилам Юрия Гагарина и Сергея Королева, который считается отцом космической программы России.

• После завтрака в день отъезда из Звездного городка на Байконур по русской традиции все сидят молча несколько минут.

• Каждый экипаж должен посадить дерево на Аллее космонавтов на Байконуре.

• Надо положить на удачу монетки на рельсы, чтобы по ним проехал поезд, который доставляет ракету-носитель «Союз» на стартовую площадку.

• Нельзя смотреть на установку «Союза» – считается, что это недобрый знак для основного экипажа.

• За два дня до взлета необходимо подстричься.

• В ночь перед взлетом все смотрят фильм 1969 года «Белое солнце пустыни».

• Ракету-носитель «Союз» благословляет православный священник.

• Командир экипажа выбирает талисман – обычно это маленькая игрушка, которая висит на приборной панели и при достижении орбиты первой запускается в свободный полет (в невесомости).

Давайте взглянем:

Однако на «Союзе» имеется несколько компьютеров. Также есть ТВМ (терминальный компьютер) и КЦП (центральный почтовый компьютер), но факт есть факт – «Союз» действительно не нуждается в большой вычислительной мощности, чтобы летать в космос!

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Взлетно-посадочный модуль «Союза» (спускаемый аппарат) фактически может разместить кого-то высотой до 6 футов и 3 дюймов (190,5 см) и весом 95 кг; минимальные размеры – 4 фута 11 дюймов (149, 86 см) и 50 кг веса.

• Диаметр спускаемого аппарата всего лишь 2,2 м, а жилой объем, предназначенный для членов экипажа, – 3,5 м^3.

• Вместе с тремя членами экипажа «Союз» может доставить обратно на Землю 50 кг груза.

• Вес ракеты «Союз» составляет 7150 кг, а КК весит 2950 кг.

• «Союз» может оставаться в космосе в течение 210 дней (пристыкованным к МКС в режиме гибернации).

В: Под действием скольких g вы находитесь в ходе взлета?

О: Величина g (ускорение свободного падения) во время запуска зависит от того, на какой ракете вы летите. Вообще, g – это перегрузка. Каждая ракета имеет свой собственный g-профиль, который описывает ускорение, действующее на ваше тело во время всего полета, и от этого зависит перегрузка. На первый взгляд это может выглядеть немного запутанно. Ниже представлен g-профиль нашего «Союз ТМА-19М» (см. стр. 58).

Итак, почему же на графике мы видим три пика? Все дело в том, что для выхода на орбиту необходимо огромное количество энергии. Для получения этой энергии используется ракетное топливо; оно тяжелое и находится в прочных отсеках. После сгорания топлива эти отсеки уже не нужны, и они отбрасываются, чтобы уменьшить вес ракеты. Это называется «ступенчатость»; ракета «Союз» является трехступенчатой. Для экипажа это означает, что в ходе взлета д, действующее на тело, будет изменяться в зависимости от того, на какой стадии мы находимся и сколько топлива уже потрачено.

Максимальное ускорение развивается на первом этапе, когда работают все четыре ускорителя первой стадии. Это позволяет развить мощность в 9 миллионов лошадиных сил и обеспечить более быстрый разгон, чем у болида Формулы-1.

По мере сгорания топлива ракета становилась легче, но ускорение все равно растет, перевалив за значение 4 g.

Это было удивительное чувство – меня все сильнее вжимало в кресло, мышцы живота напряглись; я сосредоточился на правильной технике дыхания, которую отрабатывал несколько месяцев на тренировках в центрифуге… и одновременно старался удержаться от радостного смеха.

После первого сброса произошел сильный толчок, а затем быстрое замедление. Возникло ощущение, что нас толкнули и теперь мы падаем. Вскоре скорость вновь начала расти, хотя и намного спокойнее, чем на первой стадии. Именно на второй стадии я показал в камеру большой палец. Одной из обязанностей командира в ходе взлета является включение камер, чтобы центральное командование могло видеть всех членов экипажа в разные моменты времени. Когда Юрий включил камеры, ускорение было только 1,5g, поэтому было легко поднять руку и помахать.

Еще один толчок, и произошел сброс второй ступени; остался последний, третий сегмент с топливом, и наш КК на его вершине. Мне показалось, что третий этап был самой волнующей частью. Хотя ускорение не было столь же агрессивным, как на первом этапе, ракета, уже поднявшись в космос, в этой точке была в почти горизонтальном положении. Чувство чистой скорости было ошеломляющим, и я, помню, думал: «Как долго это может продолжаться?» После сброса третьей ступени вновь последовал толчок, а затем стало устрашающе тихо, и вдруг предметы внутри корабля начали парить – мы вышли на орбиту.

В: Когда заканчивается и начинается космос?

О: Официально принято считать, что граница между «небом», или атмосферой Земли, и космосом находится на высоте 100 км. Эта граница называется «линией Кармана» (названа в честь Теодора фон Кармана, венгерско-американского инженера и физика). Но все не так просто. Нашу атмосферу трудно измерить, потому что она становится все тоньше по мере увеличения высоты.

Расстояние в 100 км фактически помещает нас в термосферу, которая простирается от 80 км до 500-1000 км. Таким образом, МКС, вращающаяся вокруг Земли на высоте около 400 км, находится именно в термосфере. Это, конечно, космос, но там все еще есть молекулы газов, составляющих воздух. Тем не менее этот «воздух» настолько разрежен, что одна молекула должна пролететь около одного километра, прежде чем случайно встретиться с другой молекулой (насколько эта молекула одинока, можно понять, зная, что сейчас в ваших легких сейчас находится около 3×10^22 молекул газа, или 30 000 000 000 000 000 000 000 000 молекул). И все же действия этой крайне разреженной атмосферы достаточно, чтобы создать небольшое сопротивление, которое приводит к тому, что орбита МКС снижается в среднем на два километра каждый месяц. Вот почему МКС должна периодически перестраиваться, иначе она упадет на Землю. Другие спутники, такие, например, как космический телескоп «Хаббл», орбита которого пролегает на высоте около 560 км, также находятся под действием этого сопротивления и медленно опускаются к Земле.

МКС также перемещается в ионосфере, которая включает в себя термосферу и распространяется далее, вплоть до экзосферы. Ионосфера представляет собой слой атмосферы, ионизированный солнечной и космической радиацией; атомы, лишенные электронов, оставляют за собой оболочку из энергетически свободных электронов и положительных ионов, которая окружает Землю. Для нас хорошо то, что ионизированные газы отражают радиоволны в диапазоне; это делает возможным передачу радиосигналов коротковолнового диапазона на значительные расстояния (в качестве альтернативы вы могли бы, конечно, просто использовать Skype, Face Time, Snapchat…).

Экзосфера простирается до умопомрачительной высоты в 10 000 км, а дальше сливается с солнечным ветром. Космос? Да. Но некоторые ученые считают, что космос начинается на высоте 50 км, на вершине стратосферы, ведь 99 % воздуха в нашей атмосфере находится ниже этой черты. Но Международная федерация астронавтики решила, что линия Кармана будет пролегать на высоте 100 км, где атмосфера Земли настолько ничтожна, что обычные самолеты не могут передвигаться достаточно быстро, чтобы создать аэродинамический подъем.

В: Почему ракетам необходимо двигаться так быстро?

О: Одно дело – попасть в космос, но совсем другое – остаться там. Если двигатель ракеты «Союз» перестанет работать на высоте 100 км, то вы, хотя и попадете в космос, надолго там не задержитесь. Это обусловлено тем, что пока еще не развита достаточная скорость, чтобы остаться на орбите. Вместо этого ракета начнет двигаться по суборбитальной траектории и под действием земного притяжения в конце концов упадет на Землю. Разница между орбитальной и суборбитальной траекторией в том, что при движении по орбитальной траектории скорость настолько велика, что падения не произойдет, поскольку сила притяжения Земли, действующая на корабль, компенсируется кривизной земной поверхности. Вообще, на орбите можно оставаться вечно, если не случится воздействия какой-либо внешней силы. Волшебная скорость, необходимая для того, чтобы удержаться, называется первой космической скоростью и составляет 7,9 км/с, или 28 440 км/ч, – это примерно в десять раз выше скорости пули… вот почему ракетам необходимо двигаться столь быстро!

В: Сколько времени требуется для достижения космоса? – Jake@trislowe

О: Что ж, это зависит от ракеты-носителя, а точнее, от соотношения тяги и веса. Конечно, важны и другие факторы (к примеру, лобовое сопротивление, динамическое давление и структурные ограничения), но если в двух словах, то ситуация здесь такая же, как и с обычным автомобилем: мощный двигатель при прочном, легком и аэродинамическом каркасе обеспечит более быстрое достижение пункта назначения. Что касается «Союза», то, если считать, что космос начинается на высоте 100 км, вы доберетесь туда чуть больше чем за три минуты. К этому времени вы уже будете путешествовать в несколько раз быстрее скорости звука. Первый американский астронавт Алан Шепард летел на ракете MercuryRedstone 5 мая 1961 года. Она была разработана на основе армейской баллистической ракеты и, хотя не могла развить необходимой орбитальной скорости, отличалась небольшими размерами и весом, что означало очень быстрое путешествие в космос. Шепард добрался до высоты 188 км примерно через две с половиной минуты, испытав перегрузку в 6,3 g на пути вверх. Должно быть, это был забавный полет!

В: Сколько времени требуется, чтобы выйти на орбиту?

О: Когда мы преодолели эту важную границу (высоту 100 км) и вышли в космос, «Союзу» потребовалось чуть больше времени, чтобы преодолеть еще 230 км. От стартовой площадки до орбиты полет занял 8 минут 48 секунд – это может показаться быстрым путешествием в космос, но, уверяю вас, время тянется долго, когда ты сидишь на головке ускоряющейся пули!

В: Что космонавты делают в ходе запуска – вы управляете космическим кораблем или это осуществляют компьютеры?

О: Во время запуска основной задачей команды является мониторинг всех систем. Весь процесс запуска автоматизирован, и экипаж вмешивается только в случае чрезвычайной ситуации.

Помимо этапов отделения частей ракеты, описанных ранее, во время запуска происходят еще несколько важных событий. Один из них – сброс носового, или головного, обтекателя, который защищает находящийся под ним космический корабль. За отметкой 80 км бóльшая часть атмосферного воздуха остается позади. Сопротивление в этот момент очень мало, а значит, аэродинамический нагрев поверхности КК в результате высокоскоростных столкновений с молекулами воздуха также очень мал. Выполнив свою работу по защите корабля в момент прохождения через нижние слои атмосферы, носовой обтекатель становится мертвым грузом – самое время избавиться от него.

На самом деле это был незабываемый момент, когда обтекатель был сброшен и мы впервые посмотрели в иллюминаторы. Конечно, мы все еще были крепко пристегнуты, а иллюминаторы находятся выше уровня глаз, так что вид был не идеальный. Тем не менее, глядя вверх, мы ясно видели, как небо быстро меняет свой цвет с синего на черный – это говорило о том, что, преодолев последние слои атмосферы, мы устремились в космос.

На этом этапе важно следить за давлением внутри корабля, поскольку мы быстро приближались к вакууму. С правого сиденья трудно увидеть всю панель управления, но я мог контролировать системы жизнеобеспечения и внутреннее давление. Мы все внимательно смотрели на часы в ожидании третьего сброса. После него нам предстояло сверить показатели, которые подтверждают успешный выход на орбиту. Если эти показатели отличаются от оптимальных, то у экипажа есть всего лишь несколько секунд, чтобы вмешаться и изменить ситуацию. К счастью, у нас третий сброс (отделение третьей ступени) и выход на орбиту прошли без накладок, и мы, не теряя времени, начали готовиться к сближению с МКС.

В: Что происходит, если во время запуска что-то идет не так?

О: «Союз» – одна из самых надежных ракет, а также одна из самых безопасных. Однако достичь космоса задача довольно трудная, и в прошлом были проблемы. Большим плюсом «Союза» является наличие системы эвакуации, которая позволяет экипажу живым вернуться на Землю, если что-то пойдет не так в любой точке от стартовой площадки до орбиты. Однако я не говорю, что это будет безопасно, потому что экипаж на некоторых этапах прерванного запуска может подвергаться перегрузкам более 20 д, и в этом нет ничего хорошего.

Важная часть «Союза» – двигательная установка системы аварийного спасения (ДУ САС). На ранних стадиях запуска, когда корабль выходит из плотных слоев атмосферы, эта система может эвакуировать два верхних отсека космического корабля (спускаемый аппарат и бытовой отсек), укрытые носовым обтекателем. Потом, также под обтекателем, спускаемый аппарат и бытовой отсек разделяются, ДУ САС отводит спускаемый аппарат подальше от ракеты, и на безопасной для выброса парашюта высоте начинается спуск.

На самом деле ДУ САС, как и головой обтекатель, нужны в течение 1 минуты и 54 секунд от момента старта (первый этап полета), затем, если все прошло нормально, они сбрасываются. Если после этого что-то пойдет не так, система автоматического прерывания полета отключит ракетный двигатель и также отделит спускаемый аппарат и бытовой отсек; далее спускаемый аппарат с экипажем будет осуществлять баллистический спуск на парашюте.

И наконец, на последнем этапе полета, когда корабль выходит на орбиту, но еще не набрал орбитальной скорости, в случае ЧП происходит разделение трех отсеков: спускаемого аппарата, бытового и приборно-агрегатного, после чего начинается управляемое снижение спускаемого аппарата.

На протяжении всего запуска главным сигналом для экипажа, что что-то пошло не так (помимо нарастающего шума, вибрации или взрыва, конечно), является красный предупреждающий сигнал «АВАРИЯ НОСИТЕЛЯ» (аварийный сигнал бустера). Уверяю, никто из экипажа не хотел бы его увидеть.

Система эвакуации спасла жизнь российских космонавтов Владимира Титова и Геннадия Стрекалова 26 сентября 1983 года. Проблемы возникли на заключительных этапах заправки, незадолго до запуска: у основания ракеты начался пожар. Несмотря на некоторую задержку (контрольные кабели были сожжены, а активация системы производилась с помощью линий радиосвязи), система была активирована – буквально за несколько секунд до того, как ракета взорвалась. Экипаж был эвакуирован с перегрузкой 14-17 д; приземлились они примерно в четырех километрах от стартовой площадки.

Годы спустя Титов в интервью утверждал, что одним из первых действий команды было отключение диктофона из-за чрезмерного количества ругательств!

Еще одна чрезвычайная ситуация случилась 5 апреля 1975 года. Командир Василий Лазарев и бортинженер Олег Макаров стартовали на корабле «Союз-18», направляясь на космическую станцию «Салют-4». На высоте 145 км предполагалось отделение второй и третьей ступеней. Но сработали только три из шести замков, удерживающих ступени, и в результате произошло воспламенение третьей ступени до отделения второй. Космический корабль отклонился от заданной траектории, и немедленно была активирована система отделения спускаемого аппарата. Экипаж выжил, хотя испытал очень высокие перегрузки – до 21,3 g. Однако если Макаров полностью восстановился и совершил еще два полета, то Лазарев получил внутренние травмы и больше не летал.

В: Где бы вы приземлились, если бы во время запуска сработала система эвакуации?

О: Важным фактором, который следует учитывать при запуске ракет, является местность, над которым вы будете пролетать. При запуске ракеты из космоса будут падать обломки, а в случае аварийной ситуации – и космический корабль.

Запуск на восток от Байконура был бы самым эффективным с точки зрения использования «свободной» скорости вращения Земли, но в этом случае ускорители первой ступени упали бы в Китае, не говоря уже об усложнении поисково-спасательной операции при прерванном запуске. Поэтому, чтобы выдержать большую часть траектории запуска над Россией, ракету направляют немного севернее.

Итак, вернемся к вопросу. Если запуск по каким-то причинам прерывается в его начале, спускаемый аппарат, вероятно, приземлится где-нибудь в Казахстане или на востоке России; но если бы аварийная эвакуация случилась незадолго до выхода на орбиту, то можно оказаться даже в Японском море.

Грубо говоря, при аварийном прерывании полета в течение первых 283 секунд вы приземлитесь в степях на востоке Казахстана; при прерывании полета с 283-й по 492-ю секунду – в гористой местности на юго-востоке России, недалеко от границы с Монголией. При прерывании полета в следующие 14 секунд спускаемый аппарат окажется на самом севере Китая. И наконец, при отмене полета с 506-й до 528-й секунды (время выхода на орбиту) вам грозит промочить ноги в Японском море.

Понятно, что это охватывает обширную территорию, поэтому логистика поисково-спасательных операций организована феноменально. Российское федеральное агентство воздушного транспорта отвечает за поиск и спасение воздушных и космических объектов. На схеме (с. 70) показан масштаб подготовки к запуску «Союза»: в нем задействованы 12 вертолетов и 6 самолетов, которые могут взлететь с 12 аэродромов; охват территории – более 5000 км. Также подготовлено морское судно для эвакуации космического корабля из акватории Японского моря.

В: Сколько времени требуется, чтобы попасть на МКС?

О: Раньше на то, чтобы добраться до станции, требовалось около двух дней (то есть корабль должен был 34 раза облететь Землю). Это значит, что экипажу приходилось открывать люк в жилой модуль, где можно поспать, поесть и сходить в туалет. На борту «Союза» достаточно питьевой воды и сухих пайков, но не так много развлечений. К счастью, великолепные виды из космоса скрашивают ожидание главного события. Ладно, это шутка, но длинное сближение не очень-то удобно, потому что время неэффективно используется, причем не только космонавтами, но и сотрудниками Центра управления полетами (ЦУП), и поэтому в августе 2012 года был разработан четырехрядный профиль сближения с использованием грузового корабля «Прогресс». Для такого сближения требуются очень точно рассчитанные запуск и траектория выхода на орбиту. Новая ракета-носитель «Союз-ФГ» и КК «Союз ТМА-М» такую точность обеспечивают. Этому во многом способствовало применении модернизированных двигателей первой и второй ступеней с новыми форсуночными головками, которые предназначены для ввода топлива в огневое пространство ракетного двигателя.

При длительном сближении ЦУП наблюдал за траекторией ракеты, чтобы проверить орбитальные параметры, а затем поступали команды с учетом исправления возможных ошибок, допущенных во время запуска. При новом подходе считается, что если при выходе на орбиту и происходят незначительные отклонения, то они могут быть исправлены позже, в ходе сближения со станцией. Быстрое сжигание топлива позволяет «Союзу» прибыть на МКС всего через шесть часов после запуска. Сближение и стыковка обычно занимают еще 30 минут, после чего надо провести несколько проверок, прежде чем открыть люк на космическую станцию. В общей сложности экипаж перебирается на борт МКС через восемь-девять часов после запуска. Мне посчастливилось попасть на «короткое» (4 орбиты) сближение, но двухдневное сближение все еще используется, если тестируется новая версия программного обеспечения для ракеты или космического корабля и, конечно, как резервный вариант на тот случай, если что-то пойдет не так во время быстрого сближения.

Быстрое сближение снижает усталость экипажа. Стартовый день бывает довольно утомительным – экипаж просыпается примерно за девять часов до запуска, стыковка происходит через 15 часов (если считать от подъема), а затем необходимо потратить еще несколько часов на решение определенных задач. Я прекрасно помню, что спал ну просто очень хорошо, когда наконец удалился в свой отсек на борту МКС.

В: Как происходит сближение с МКС?

О: Наш корабль был запущен на очень низкую (около 230 км) орбиту, отдаленно напоминающую эллипс. Двести тридцать километров – это настолько низко, что там все еще есть небольшое атмосферное сопротивление, и без каких-либо дополнительных маневров мы бы совершили 20 оборотов, а потом снова вошли в атмосферу Земли. Поэтому сначала нам пришлось «нормализовать» орбиту (сделать ее более крутой) и подняться на высоту примерно 340 км. При нашем «коротком» (четырехорбитальном) сближении это было выполнено путем запрограммированного включения двух двигателей с использованием так называемого перехода Гомана – речь идет о наиболее экономичном способе перехода с одной круговой орбиты на другую.

Если не углубляться в орбитальную механику, можно сказать так: при запуске двигателя на земной орбите космический корабль не полетит быстрее, а будет уходить все дальше в космос, теряя при этом скорость. Вы достигнете самой высокой части эллиптической орбиты с противоположной стороны от точки, где запускали двигатель. Потом, ускоряясь, вы вернетесь к отправной точке. Трюк заключается в том, чтобы запустить двигатель во второй раз, когда КК доберется до самой высокой точки орбиты, и – вуаля – вы перей дете на другую орбиту. Эта более высокая орбита называется орбитой фазирования. ЦУП, просчитывая данные орбиты фазирования, отправляет нам корректировки на бортовой навигационный компьютер. Дальнейшее включение двух двигателей необходимо для внесения корректировок – это позволяет кораблю подняться на высоту порядка 370 км.

Включения двигателей были не очень продолжительными (считаные секунды), и мы почувствовали незначительное ускорение. Звучал приглушенный грохот, и нас просто слегка вжимало в кресла.

Последовательное включение трех двигателей позволило нам подняться с орбиты фазирования до высоты МКС (около 400 км). Серия краткосрочных включений позволила нам развернуть корабль и последовать в противоположном направлении. Этот маневр называется «параболическое торможение», и в результате мы приблизились к МКС на расстояние 150 метров. После этого наш «Союз» просто двигался, пока мы не поравнялись с местом стыковки.

Одно из самых ярких впечатлений в ходе сближения – постепенное превращение космической станции из маленькой светящейся точки в космосе в выплывающую из темноты огромную конструкцию, во много раз больше нашего крошечного «Союза». Я не смог сдержать улыбки, вспомнив сцену из фильма про Джеймса Бонда «Лунный гонщик», где примерно так и появляется космическая станция.

На последнем этапе сближения происходит встраивание зонда КК в соответствующий порт МКС, затем «Союз» притягивается к станции и происходит стыковка. Когда зонд входит в стыковочный конус, двигатели КК дают небольшой импульс для обеспечения надежного захвата. После этого зонд убирается, и «Союз» встает на прикол у своего нового дома на ближайшие шесть месяцев.

Конечно же экипаж чрезвычайно занят во время шестичасового сближения, но надо сказать, что все включения двигателя, рабочее маневрирование и стыковка полностью автоматизированы, так что фактически командиру не требуется «управлять» космическим кораблем. Однако в нашем случае все пошло не совсем по плану, что подводит меня к следующему вопросу…

В: Что было самым страшным в космосе?

О: Во время нашей стыковки, полностью автоматизированной, возникла проблема. Мы приближались к космической станции снизу, чтобы состыковаться с модулем «Рассвет».

«Союз» медленно плыл между солнечных батарей, и я был поражен огромными размерами МКС. Помню, как мы обсуждали с Тимом Копра размеры панелей, забыв о том, что на этом этапе все, что мы говорим, передается в ЦУП… ошибка новичка! Глядя в правый иллюминатор, я с удивлением заметил, что космический корабль снабжения, Cygnus, пристыкованный рядом с местом нашей стыковки, выглядит ну очень большим. У этого корабля две широкие зонтичные солнечные панели, выступающие с обеих сторон основания, и казалось, что после нашей стыковки расстояние между «Союзом» и этим монстром будет не более метра.

Все шло вроде бы нормально, но за 17 метров до МКС сломался один из датчиков давления в двигателе, и это привело к автоматической отмене стыковки с МКС и возвращению в космос. Юрий, наш очень опытный командир – это был его шестой полет в космос, – быстро перешел на ручное управление. Используя два ручных контроллера, он должен был перестроить корабль и вернуться, чтобы провести стыковку. Однако из-за того, что в этот момент как раз происходила смена дня и ночи, у нас оставалось всего лишь три минуты до попадания в тень Земли. Солнце было очень низкое, оно отражалось от поверхности МКС прямо на «Союз», и из-за этого Юрий не мог четко разглядеть место стыковки.

Во время первой попытки «Союз» приблизился к МКС, направился к кормовой части станции и… отклонился от цели. Стыковка – одна из самых важных стадий космического полета. Столкновение может не только нанести непоправимый урон, но и потенциально нарушить системы питания и контроля космического корабля; также может произойти разрыв корпуса, что приведет к быстрой разгерметизации и угрозе жизни экипажа. Такая ситуация произошла 25 июня 1997 года, когда грузовой корабль «Прогресс» столкнулся с космической станцией «Мир» (подробнее об этом см. с. 287, где я отвечаю на вопрос о том, что произойдет, если в МКС попадет космический мусор).

К счастью, опыт Юрия и многие часы тренировок на ручном симуляторе пригодились. Осознав всю серьезность положения, он удалился от космической станции, перестроил траекторию движения «Союза» и снова вернулся для стыковки с МКС. Вероятно, это был самый тревожный момент для меня, Тима и Юрия – обеспечить стыковку и благополучно добраться до космической станции.

К счастью, других опасных моментов не было. Однако некоторые этапы космических полетов, безусловно, могут быть опасными, и им уделяют повышенное внимание в ходе подготовки. К основным областям, требующими повышенного внимания, относятся запуск, возвращение на Землю, выход в открытый космос и, конечно, стыковка (в том числе с грузовыми кораблями).

В: Что удивило вас больше всего, когда вы вышли в космос?

О: Когда мы только вышли на орбиту, я выглянул в иллюминатор и был поражен тем, насколько черный космос, а ведь был день. Это самый черный цвет, который только можно представить, и это выглядит действительно потрясающе. Я думаю, это потому, что мы привыкли смотреть на ночное небо с Земли, а с Земли мы видим звезды, видим рассеянный солнечный свет или облака, отражающие наземные источники света. Даже в самые темные ночи наша атмосфера излучает слабый свет, называемый «собственное свечение атмосферы», в результате чего ночное небо никогда не бывает абсолютно черным.

В космосе все по-другому. В дневное время Солнце без труда затмевает самые яркие из планет и звезд, и наши глаза приспосабливаются к такому яркому свету. Когда я смотрел в космос, то мог наблюдать всю палитру темных оттенков. Во время выхода в открытый космос это было даже немного пугающе – находиться на самом дальнем краю космической станции и осознавать, что за твоим правым плечом находится эта черная космическая пропасть. Несомненно, это был отличный стимул, чтобы быть «пристегнутым» к станции!

В: Не чувствовали ли вы себя плохо, когда впервые оказались в космосе?

О: В течение первых суток в космосе большинство космонавтов испытывают головокружение, дезориентацию… и, возможно, периодическое опорожнение кишечника. В целом я чувствовал себя хорошо во время запуска и в течение всего шестичасового путешествия на космическую станцию.

Я помню, как отстегнул ремень и наслаждался ощущением невесомости еще на «Союзе». Навыки невербальной коммуникации нашего Юрия поистине великолепны. Не припомню никого, кто мог бы сказать так много одним взглядом. Когда я поднимался из своего кресла, его взгляд сказал мне: «Парень, не торопись – это ведь первые дни». Прекрасный совет.

Когда я попал на МКС, сначала я чувствовал себя немного дезориентированным, но в остальном все было прекрасно – никакой тошноты. Но на следующий день, признаюсь, почувствовал себя немного хуже. Не могу сказать, что я чувствовал себя изнуренным, как это бывает при морской болезни, нет. Просто я мог чувствовать себя отлично, а в следующие пять минут испытывать головокружение и тошноту, и мне требовалось собраться, прежде чем снова вернуться к работе.

Основными виновниками этого головокружения (вертиго) и дезориентации являются наши уши. В полукружных канальцах уха содержится жидкость (эндолимфа), фиксирующая как детектор повороты нашей головы. Это – часть нашей вестибулярной системы. Еще одной ее частью являются отолиты, распознающие линейное ускорение и очень чувствительные к движению и гравитации. Когда мы наклоняем голову, отолиты чувствуют изменение вектора и передают эту информацию в мозг.

Но в условиях невесомости наша эндолимфа находится как бы в состоянии свободного падения, и отолиты не распознают вектора гравитации! Поскольку вестибулярная система является источником мощных стимулов для мозга, необходимых для пространственной ориентации и поддержания равновесия, отсутствие этих стимулов может быть ошеломляющим. В то же время мозг получает визуальные и проприоцептивные (относящиеся к положению тела и движению) сигналы, и, когда эта информация не совпадает с информацией от вестибулярной системы, развивается морская болезнь.

Однако наш мозг блестяще адаптируется к новым условиям. В моем случае жизнь наладилась после того, как мой мозг научился игнорировать сигналы, исходящие от вестибулярной системы. Это было похоже на выключение тумблера: когда я проснулся на второй день, то чувствовал себя превосходно. Из интереса к концу пребывания на станции я даже попытался вызвать головокружение. Я свернулся клубком и попросил Тима Копра быстро крутить меня в течение пары минут; в это время я вертел головой в разные стороны, пытаясь вызвать соответствующую реакцию. Будь я на Земле, я бы почувствовал сильное головокружение и тошноту, но так как я полностью адаптировался к жизни в космосе, это повлияло на меня очень слабо – легкое головокружение, и только.

В: Кто первым приветствовал вас на МКС, когда вы открыли люк?

О: После успешной стыковки с МКС нам потребовалось еще около двух с половиной часов, чтобы повысить давление в месте стыковки, проверить герметичность, перевести «Союз» в режим гибернации, надеть летные костюмы и подготовиться к открытию люка. Юрий в это время активно обменивался сообщения со своими соотечественниками – Сергеем Волковым и Мишей Корниенко, надо было проверить многие показатели. Но и мы с Тимом не остались без внимания. По радио зазвучал знакомый голос парня из Нью-Джерси. Командир МКС Скотт Келли поздравил нас с прибытием в космос, а затем буднично спросил, чего бы мы хотели на обед. Он порылся в контейнерах с «бонусной едой» и достал то, что собирался разогреть. После всего того, что я только что пережил: свой первый запуск в космос, сближение со станцией, очень волнительную стыковку, – мне вдруг показалось, что я проделал весь этот путь, чтобы постоять в очереди в МакАвто. Я сказал Скотту, что хочу сэндвич с беконом, а сам не мог сдержать улыбку, понимая, насколько это необычная ситуация.

Вскоре после этого люк открылся, и Сергей, Миша и Скотт (именно в таком порядке) с широкими улыбками приветствовали нас. Нам предстояли шесть месяцев жизни и работы на Международной космической станции.

Прежде чем мы изучим более детально жизнь и работу космонавта на МКС, предлагаю вернуться немного назад, чтобы разобраться с процессом подготовки космонавтов. Что же действительно необходимо, чтобы стать космонавтом в наши дни? Вы будете удивлены.

Подготовка

В: Мой старший ребенок (который мечтает о космосе) хотел бы узнать: как, когда и почему вы решили стать космонавтом? – Аманда Лу

О: Долго рассказывать! Ладно, я вкратце поведаю историю своего пути к тому, чтобы стать космонавтом. Я также надеюсь, что эта глава даст исчерпывающий ответ на вопрос, что нужно, чтобы пройти жесткий отбор и выдержать усиленные тренировки, без которых полет в космос невозможен. Единого пути к тому, чтобы стать космонавтом, нет, но есть некоторые области, о которых нужно иметь представление, чтобы максимально увеличить свои шансы.

Удачи!

1972. Детство и юность

Мой отец всегда интересовался самолетами и с раннего возраста брал меня на воздушные шоу. И я с самого начала был в восторге от происходящего. Мне хотелось понять, как эти тяжелые машины удерживаются в воздухе. И не просто удерживаются, а выделывают такие выкрутасы!

Меня также очаровывали звезды. Я любил смотреть на яркую полоску Млечного Пути и мог различить некоторые из главных созвездий. Однако, когда дело дошло до выбора карьеры, я не думал о том, чтобы стать космонавтом, да и астрономия меня не привлекала – я просто хотел летать.

Мне нравилось все, что касалось полетов (и до сих пор нравится!), и я не мог дождаться того момента, когда смогу подняться в небо. В старшей школе мне нравились математика, естественные науки и графический дизайн, но, кроме этого, я посещал занятия в Объединенном кадетском корпусе целых шесть лет. Правда, кадеты занимались общевойсковой подготовкой, но я использовал любую возможность, чтобы полетать. А начинал я с дельтапланов и планеров.

1994. Мои крылья

Мне было очень комфортно в армейской форме, и после школы моей целью стало поступление в Королевскую военную академию Сандхёрст, которую я окончил в 1992 году со званием «второй лейтенант». Меня взяли в Британский армейский воздушный корпус, и вскоре я приступил к тренировочным полетам. Сначала я летал на De Havilland Chipmunk. Этот двухместный одномоторный самолет с 1940-х годов используют для обучения пилотов (инструктор сидит на втором сиденье, за спиной пилота). Вообще-то De Havilland Chipmunk здорово напоминал боевые самолеты времен Второй мировой войны, но разве это имеет какое-то значение? Я получал наслаждение от каждого полета!

Потом я перешел на вертолеты и в 1994 году сел в свою первую машину. До 1998 года я служил командиром авиазвена и побывал в горячих точках. Например, принимал участие в боевых операциях в Боснии и Афганистане. Возможно, это помогло мне получить квалификацию инструктора по выживанию в боевых условиях и проведению спасательных операций. В общем, это были захватывающие четыре года.

Моя летная карьера быстро развивалась, и вскоре я стал инструктором по управлению вертолетом, то есть мне поручили обучать молодых пилотов. В 1999 году мне поступило потрясающее предложение – провести три года в отделении 1-й кавалерийской дивизии армии США и летать на вертолетах Apache в Техасе. Если вы смотрели фильм «Апокалипсис сегодня» 1979 года, то, наверное, помните эпизод, когда воздушная кавалерия начинает атаку под «Полет валькирий» из оперы Рихарда Вагнера «Валькирия». Это было очень привлекательно, и меня не пришлось долго уговаривать собрать вещи и отправиться в США. В то время Apache еще не был на вооружении в армии Великобритании, и для меня это была прекрасная возможность узнать все о новом вертолете. По возвращении домой меня повысили до звания майора, и следующие три года я инструктировал пилотов британской армии, как летать и сражаться на этой невероятно мощной машине.

2005. Пилот-испытатель

В 2005 году у меня появилась возможность попробовать себя в деле, которое впоследствии напрямую приведет меня к полету в космос, хотя тогда я об этом и не догадывался. На протяжении всей карьеры пилота меня всегда интересовало новое. Мне нравилось осваивать новые машины, и всегда хотелось узнать, каковы их реальные возможности. Я поступил в Имперскую школу летчиков-испытателей. Это было не так-то просто – отбор был очень строгий, – но мне повезло. В школе я прошел интенсивный полугодичный курс, освоив управление более тридцати типов летательных аппаратов, включая быстрые самолеты и тяжелые грузовые. После окончания Имперской школы я стал старшим летчиком-испытателем.

Кстати, Apache тогда как раз начали использовать в Афганистане. Наша работа принесла очень большую пользу боевым пилотам, но мне больше всего нравилось выводить машину на предельные показатели. В некоторых случаях я действительно выжимал из нее максимум с точки зрения скорости, высоты и маневренности, которых никто до меня не достигал.

2006. Получение научной степени

В подготовку пилота-испытателя, помимо собственно полетов, входит и довольно значительный объем академической работы. Я никогда не был силен в математике, и мне, чтобы улучшить свои знания, пришлось заниматься ночами. Я решил восполнить пробел в своем образовании и получить научную степень. Для этого я поступил Университет Портсмута, выбрав курс «Динамика и оценка полета». Университет я окончил в 2006 году, получив степень бакалавра. Как я потом узнал, именно сочетание летной подготовки и университетского образования несколько лет спустя откроет передо мной возможность полететь в космос.

Часть работы летчика-испытателя заключается в расширении знаний и опыта, а это невозможно без изучении инновационных технологий. Космос – одна из самых требовательных сред, в которой люди когда-либо жили и работали, и поэтому неудивительно, что, будучи летчиком-испытателем, я стал более внимательно смотреть на космический сектор; меня все больше интересовали передовые технологии, которые используются для научных исследований космоса.

2008. В нужном месте в нужное время

В жизни есть некоторые моменты, когда оказаться в нужном месте – всё, что тебе требуется, и в этом смысле я считаю себя очень везучим человеком. Когда в 2008 году Европейское космическое агентство проводило набор космонавтов, при подаче заявки необходимо было иметь более 1000 часов налета или научную степень. Я был опытным летчиком-испытателем, и у меня было в три раза больше летного опыта, и к тому же я получил степень бакалавра по динамике полетов, то есть был подготовлен по всем статьям.

Как и многие другие, я использовал выпавшую возможность и подал заявку. Для меня стать космонавтом было вершиной того, к чему мог стремиться пилот-испытатель.

В общем, я и правда оказался в нужном месте в нужное время.

В: Как навыки пилота помогли вам, когда вы стали космонавтом?

О: Мне нравилась моя работа в качестве пилота вертолета, но она конечно же была сопряжена с определенными рисками. Вылеты ночью и в плохую погоду, испытание технических пределов экспериментальных машин – это всегда опасно.

Работа в условиях чрезвычайной ситуации на высоте 60 м над землей не особо отличается от такой же работы на высоте 400 км: вам нужно оставаться спокойным, выявить проблему и быстро найти решение.

Конечно, летать на вертолете – это не то же самое, что жить на космической станции. Но годы работы помогли мне подготовиться к этому. Перед любым испытательным полетом мы проводили долгие часы, анализируя потенциальные опасности, определяя, что можно было бы сделать для снижения рисков, а затем готовясь к каждому из возможных вариантов. Тот же образ мышления нужен в космосе.

Другим примером использования ранее приобретенных навыков является коммуникация. Космонавты зависят от ежедневной связи с Землей; ЦУП помогает нам выполнять повседневные задачи, поддерживать эффективность и предотвращать ошибки. В чрезвычайной ситуации умение слушать становится ключевым для предотвращения катастрофы. Пилоты хорошо знают, как это работает. Без четких и сжатых сообщений пилот не может нормально управлять воздушным судном. Тандем пилотов требует еще большего внимания к связи, поскольку вы упускаете инстинктивные, «невербальные» сигналы, так как не видите другого человека, а смотрите на приборы.

Очень полезным навыком является работа с оборудованием. Например, готовясь к космическому полету, я узнал, как управлять роботизированной рукой, которая используется для манипулирования объектами в космосе, включая захват подходящих грузовых транспортных кораблей. Это требует высокой степени координации и пространственной ориентации, притом что каждая рука контролирует движение в разных осях. И знаете, мне это очень напоминало управление вертолетом.

Конечно, самым востребованным навыком при подготовке к космическому полету было умение управлять кораблем вручную, если вдруг системы автоматического управления выйдут из строя. Неудивительно, что большинство космонавтов сегодня (в том числе те, которые не имеют опыта полетов) проходят летную практику в рамках подготовки к космическому полету.

В: В каком случае больше шансов стать космонавтом: после службы в качестве пилота или если вы ученый?

О: Это интересный вопрос, ведь ответ на него меняется с течением времени. Говоря об отборе космонавтов, люди зачастую руководствуются устаревшими представлениями. Дело в том, что первые советские космонавты и первые американские астронавты имели много сходных характеристик – подавляющее большинство из них в прошлом были летчиками-истребителями. Исключением из этого правила стала Валентина Терешкова, первая женщина-космонавт. До 1962 года она работала на текстильной фабрике и увлекалась прыжками с парашютом. Затем, по мере изменения задач в космосе, менялись и критерии отбора космонавтов. По-прежнему нужно обладать хорошим здоровьем, иметь хорошую пространственную ориентацию, уметь быстро принимать решения, в том числе в стрессовых ситуациях, – я перечислил навыки, характерные для пилота, но сегодня космонавт проводит много времени, занимаясь научными исследованиями, поддерживая работу станции и взаимодействуя с членами экипажа. Для этого требуется более широкий набор навыков.

Из 20 кандидатов, отобранных в 2009 году ЕКА, НАСА, Канадским космическим агентством (ККА) и Японским агентством аэрокосмических исследований (ЯААИ), ровно половина не имела опыта работы в качестве военного пилота. Фактически, вы можете стать космонавтом, будучи школьным учителем, инженером, врачом или занимаясь любым другим делом. Один из новоиспеченных космонавтов НАСА в прошлом был бурильщиком льда и рыбаком.

Я думаю, что один из самых важных советов для тех, кто присматривается к карьере космонавта, находится на веб-сайте ЕКА: «Самое главное: независимо от того, что вы изучали, вы должны хорошо в этом разбираться». Как мы увидим из следующего вопроса, ваши дипломы или опыт полетов могут помочь попасть на собеседование, но работу в качестве космонавта вам обеспечат ваш драйв, ваш характер и, конечно, личностные качества.

В: Чем вы выделялись на фоне других кандидатов?

О: Это хороший вопрос, и я тоже задавал его себе. В конце концов, космонавты должны обладать определенными навыками. Некоторые из них относятся к естественным способностям, например координация, пространственная ориентация, способность запоминать информацию, умение концентрироваться. Однако, поскольку полеты стали более продолжительными, столь же важны и другие качества – коммуникация, умение работать в команде, умение принимать решение, лидерство/подчинение, способность решать проблемы в стрессовых условиях. Мне повезло, что у меня была возможность развить многие из этих навыков во время военной службы, ведь я в течение многих лет работал в стрессовой обстановке, прошел хорошую подготовку по развитию лидерских качеств, и у меня нет никаких проблем с коммуникацией.

Каждое космическое агентство разрабатывает свои правила отбора кандидатов. Когда я подавал заявку в 2008 году, возникла необычная ситуация: кандидатов набирали все космические агентства – ЕКА, НАСА, ККА и ЯААИ, и различия в подходе к отбору были особенно заметны. Например, у канадцев кандидаты ныряли в бассейн, чтобы поднять кирпичи со дна, сражались с огнем, или такой вот стресс-тест: работали в команде, пытаясь закупорить отверстия в баке, который быстро заполнялся холодной атлантической водой! Процесс отбора в ЕКА, напротив, был довольно легким в плане физической подготовки, но включал высокую степень когнитивного тестирования, чтобы удостовериться: вот этот человек психологически готов отправиться в космос на несколько месяцев.

Вдобавок к строгим медицинским требованиям и не одному собеседованию процесс отбора включал тестирование на базовый уровень знаний основных технологий, математики и английского языка. Кандидат по условиям тестирования находится в стрессовой ситуации, перерывы между тестами были минимальными, но задания надо было выполнить очень быстро.

Теперь я попытаюсь ответить на ваш вопрос более конкретно: чтобы стать космонавтом, не обязательно пройти все эти тесты с максимальным результатом – если вы пройдете все эти тесты, решающими факторами станут ваш характер и личностные качества. Наличие разнообразного опыта работы, в том числе и на международном уровне, всегда будет важным достоинством, как и способность к изучению иностранных языков. После прохождения отбора я поинтересовался у сотрудника, который проводил некоторые собеседования, по какому принципу они сделали выбор. Ответ был прост: «Я просто спросил себя: хотел бы я полететь в космос с этим человеком?»

Ответим быстро

Вот вам задачка на сообразительность, которая попалась мне во время отбора. Представьте, что перед вами куб. Этот куб может переворачиваться влево, вправо, вперед (по направлению к вам) или назад (от вас). На нижней части куба есть точка.

Теперь представьте, что вы переворачиваете куб влево, вправо, вперед и назад. Где будет находиться точка?[1]

* * *

Слишком легко для вас? Что ж, тогда старайтесь с каждым разом отвечать на подобные задачки быстрее!

В: В какой физической форме надо быть, чтобы стать космонавтом?

О: Все космонавты должны быть здоровыми и физически готовыми к космическому полету. Это не значит, что космические агентства отбирают в космонавты исключительно по уровню физической подготовки. Медицинский скрининг больше связан с выбором тех людей, у кого хорошее здоровье в долгосрочном прогнозе (и, следовательно, у них меньше шансов заболеть в космосе).

В ходе недельного осмотра мы прошли множество медицинских тестов. Особое внимание уделялось сердечно-сосудистой системе, зрению и минеральной плотности костей, так как кости подвергаются наибольшему воздействию микрогравитации (мы подробно рассмотрим воздействие, которое космос оказывает на тело человека, в главе «Возвращение на Землю»).

Обычно около 50 % кандидатов не проходят медицинский осмотр. Но медицинский осмотр является одним из последних этапов отбора, и часто встает вопрос, почему его не проводят раньше. Ответ прост: тестирование всех кандидатов (в начале) потребует слишком большого количества времени и денег. Кроме того, некоторые медицинские тесты являются инвазивными и небезопасными. Большинство кандидатов отсеивали из-за неидеальных показателей сердечнососудистой системы и зрения. Так что я скажу, что ведение здорового образа жизни может повысить ваши шансы на итоговый успех. Да и вообще это в интересах каждого человека – быть здоровым и натренированным.

Некоторые элементы, например многочасовые выходы в открытый космос в герметичном скафандре, требуют серьезной физической подготовки. Чем лучше вы подготовлены, тем большее удовольствие вам будут доставлять тренировки и сам полет в космос. Ваше тело легче адаптируется к невесомости и гравитации при возвращении на Землю.

Космонавт должен уделять физической подготовке не менее четырех часов в неделю, но многие тратят намного больше. Космические агентства имеют отличных инструкторов, которые специализируются на подготовке и реабилитации космонавтов. Эти инструкторы разрабатывают персональную программу для каждого космонавта, чтобы он был полностью готов к трудностям полета и, что более важно, смог полностью восстановиться в течение нескольких месяцев после приземления.

Несколько быстрых вопросов

В: У меня неидеальное зрение. И что, есть шанс стать космонавтом?

О: На этот вопрос нет однозначного ответа, ведь дефекты зрения у всех разные. Основные тесты, которые должны пройти кандидаты, – это острота зрения, восприятие цвета и трехмерное видение. Использование очков или линз не являются причиной отсева – допускается ношение линз для коррекции небольших зрительных дефектов. Хирургическая коррекции зрения (например, лазер) может привести к отсеву, но и здесь каждый случай оценивается индивидуально.

В: Сколько лет было самому молодому космонавту?

О: Самым молодым космонавтом на момент совершения своего первого полета был советский космонавт Герман Титов. Ему было 25 лет и 329 дней, когда он совершил полет на ракете «Восток-2» в августе 1961 года, став вторым человеком, вышедшим на орбиту.

В: Сколько лет было самому возрастному космонавту?

О: Самым возрастным космонавтом был американский астронавт Джон Гленн. Он родился в июле 1921 года, и ему было 77 лет, когда он совершил свой второй и последний полет в октябре 1998 года.

В: Какую психологическую подготовку вы проходите перед космическим полетом?

О: Когда я стал кандидатом, на собеседовании меня спросили: «Как вы думаете, вы справитесь с жизнью в консервной банке так далеко от дома?» Космические агентства очень серьезно относятся к этому вопросу. Продолжительные полеты могут быть тяжелыми с психологической точки зрения, и анализ того, как человек будет вести себя в подобной ситуации, начинается еще на стадии отбора. Задача психологов – подобрать кандидатов с определенными индивидуальными чертами, которые позволят им справиться с пребыванием в ограниченном пространстве в полной изоляции от мира, да еще так далеко от дома.

Следующим этапом было погружение в ситуации, где можно узнать больше о себе и других. То есть сначала мы изучали теоретические основы человеческого поведения. Однако даже прекрасное понимание физиологии стресса и, соответственно, поведения человека в сложных условиях не заменит практического опыта. Чтобы мы, будущие космонавты (шесть человек), получили этот опыт, в июне 2010 года Европейское космическое агентство провело курс выживания на Сардинии. Когда я рассказал некоторым из своих армейских сослуживцев, что в июне мне предстоит полететь на Сардинию, то по вполне объяснимым причинам я услышал кучу веселых комментариев: «Да, очень тяжелое испытание… Я слышал, в этом году там неурожай винограда и с кьянти будут проблемы» – примерно в таком духе. Все мои попытки объяснить, что регион Кьянти находится в Тоскане, а не в Сардинии, ни к чему не привели. Вообще я хочу сказать, что «сложные условия» отнюдь не подразумевают каких-то сверхжестких испытаний. Недостаток сна и еды в течение нескольких дней, а к этому приличные физические нагрузки раскрывают характер человека на все сто, будь он в Брекон-Биконс (Национальный парк в южной части Уэльса) или в горах Сардинии.

Еще один способ психологической подготовки, к которой прибегает ЕКА, – спуск в пещеры, кейвинг. Обычно под этим подразумевается, что группа из шести кандидатов проводит несколько дней и ночей под землей. Пещеры выбираются технически сложные, и требуется несколько часов для вертикального спуска (а потом подъема) с помощью канатов и специального оборудования. В пещерах мы собирали микробиологические образцы, делали фотографии и выполняли другие задачи, результат которых напрямую зависел от командной работы и навыков общения. Кейвинг обеспечивает испытательную среду, во многом моделирующую ту, что потом переживаешь во время полета в космос, и это отличная возможность узнать больше о себе и других.

НАСА и другие космические агентства проводят аналогичные тренировки, цель которых – подготовить человека к психологическим сложностям космического полета. Например, в НАСА есть программа NEEMO, о которой мы поговорим чуть позже, а пока я отвечу на следующий вопрос.

В: Как долго длится подготовка космонавтов?

О: Как правило, подготовка к первому полету занимает три-четыре года, хотя этот срок может меняться в зависимости от даты запуска.

Начнем с того, что все кандидаты в космонавты должны пройти базовую подготовку, цель которой – повысить теоретический уровень по широкому спектру предметов. Базовая подготовка у различных космических агентств отличается, но существуют согласованные критерии, касающиеся того, что именно должна включать в себя программа обучения. В ЕКА основной учебный курс продолжался 14 месяцев и охватывал такие темы, как космические технологии, орбитальная механика, работа с компьютером. Кроме того, будущие космонавты учат русский язык, без которого невозможно общение на станции, отрабатывают управление роботизированной рукой-манипулятором и репетируют выход в открытый космос.

По завершении базовой подготовки большинству космонавтов, вероятно, придется подождать некоторое время, прежде чем они будут утверждены на запуск. Это не значит, что они ничего не будут делать, они продолжают совершенствовать оперативные навыки и, что говорится, «держать себя в тонусе». Это называется фазой «предназначения», которая может длиться и несколько лет, и несколько недель, в зависимости от того, когда будет получено назначение. В рамках Европейского космического агентства некоторые космонавты ожидали своего первого полета 14 лет (швед Кристер Фуглесанг), а некоторые были назначены еще до завершения базового обучения (итальянец Лука Пармитано).

Знаете, некоторые опытные космонавты получали назначение практически в последний момент. Космонавты тоже люди, и всякое может случиться. Например, член нашего экипажа Тим Копра (его подготовкой занималось НАСА) должен был вылететь на МКС 24 февраля 2011 года. Но, к несчастью, чуть больше чем за месяц до запуска он сломал бедро в велосипедной аварии. Стоит добавить, что он должен был совершить два выхода в открытый космос во время этой миссии. Тима заменил космонавт НАСА Стивен Боуэн, запуск состоялся по плану, и Стивен выполнил два выхода в открытый космос. Для него это было довольно-таки неожиданным событием, но Стивен доказал, что хорошая подготовка, опыт и гибкий подход помогают преодолеть самые сложные ситуации.

Я получил назначение в экипаж 46/47 20 мая 2013 года, ровно через четыре года после того, как официально стал космонавтом ЕКА. Моя подготовка к полету продолжалась 2,5 года, и 15 декабря 2015 года я полетел в космос. В общей сложности, я тренировался в течение шести с половиной лет, чтобы моя миссия состоялась.

В: Какие требования к знанию языков предъявляются космонавтам?

О: Официальными языками МКС являются русский и английский. Но среди космонавтов в шутку принято считать, что существует третий язык – рунглиш. Этот термин был придуман в 2000 году, когда на орбите начали жить и работать первые экипажи. Русский космонавт Сергей Крикалев заметил: «Мы в шутку говорим, что общаемся на рунглише, смеси английского и русского языков. Когда нам не хватает слов на одном языке, мы используем слова из другого языка, потому что члены экипажа хорошо владеют обоими».

Учиться говорить по-русски очень тяжело. По крайней мере, мне так показалось, и думаю, что многие мои англоговорящие коллеги согласятся со мной. Американец Скотт Келли сказал мне, что сложны лишь первые десять лет изучения русского языка, и он не шутил. Однако знать русский язык на хорошем уровне очень важно, прежде всего потому, что на «Союзе» все обозначается на русском, нет перевода на английский язык. Вся полетная документация, все пульты управления, инструменты на русском языке, и мы общаемся с Центром управления полетами тоже только на русском. В «Союзе» не говорят по-английски, разве что можно поболтать неофициально.

Никто не требует от нас совершенной грамматики или обширного словарного запаса, но мы должны знать русский язык настолько хорошо, чтобы понимать, что нам говорят, и говорить так, чтобы нас понимали. И да, мы сдаем экзамен, который проводит Американский совет по обучению иностранным языкам (ACTFL) на русском языке на уровне «Повышенный средний».

Есть и социальная необходимость для изучения русского. Мы проводим многомесячные тренировки в России, где участвуем в культурных и общественных мероприятиях вместе с нашими коллегами-космонавтами. Все это здорово помогает овладеть языком.

Изучение русского языка начинается практически одновременно с базовой подготовкой. Европейское космическое агентство привлекло педагогов русскоязычный школы в Бохуме, Германия. Три из первых шести месяцев учителя этой школы занимались с нами, и один месяц мы жили в русской семье в Санкт-Петербурге.

Интенсивность первых месяцев обучения русскому языку подготовила нас к тренировкам в Звездном городке (это очень важная часть предполетной подготовки – там мы узнали всё о российском сегменте МКС и космических кораблях «Союз»). Но короткий, пусть даже и очень интенсивный курс языка не обеспечивает прочной базы. Лишь после двух-трех лет регулярных занятий я стал чувствовать себя более комфортно и меньше полагался на наших переводчиков.

В: Тренировались ли вы в центрифуге и чувствовали ли слабость после этого?

О: Все космонавты проходят через центрифугу в Звездном городке. Сама мысль о том, что вы будете привязаны и капсула будет вращаться до тех пор, пока вы не ощутите, что давление в восемь раз превышает массу вашего тела, может показаться ужасной. Сразу вспоминается мимика Джеймса Бонда, когда он крутится в центрифуге в «Лунном гонщике». Но наши инструкторы прекрасно подготовили нас к тому, что мы будем ощущать. Но что более важно, они научили нас правильно дышать. На самом деле это было очень весело, и я с удовольствием покрутился бы вновь, если бы представилась возможность.

Несмотря на вращение, вы не ощущаете головокружения и слабости. Это обусловлено тем, что капсула, в которой вы находитесь, свободно поворачивается на шарнире, а это означает, что по мере ускорения вращения g всегда будет ощущаться в одном направлении, от фронтальной к задней части груди. Мы приняли ту же самую позу, в которой потом будем находиться в «Союзе», и ощущения была очень похожи на то, что мы потом испытали во время запуска и возвращения на Землю. И еще. Внутри центрифуги нет ощущения вращения, вместо этого кажется, что вы постоянно ускоряетесь по прямой.

Правильная техника дыхания действительно важна. Во время тренировки на центрифуге мы испытывали высочайшую нагрузку – сила тяжести увеличивается в восемь раз (до 8 д), и это состояние длится 30 секунд, а затем значение д снова уменьшается. Это симулирует баллистическое вхождение в атмосферу, которое происходит при возникновении сбоев в работе космического аппарата (я расскажу о рисках баллистического вхождения в атмосферу ниже). По мере возрастания д возникает ощущение, что кто-то помещает груз на грудь. Вам не просто тяжело дышать – приходится напрягать мышцы, чтобы грудь не «провалилась». Самое главное в этот момент – напрячь все мышцы и попытаться «удержать» грудную клетку на месте, одновременно осуществляя дыхание животом. Мы тренировались при 4 д, прежде чем попробовать эту технику дыхания при 8 д.

Вообще, выдерживать нагрузку в 8 д довольно тяжело (напомню, что д – это величина ускорения свободного падения). Лучший способ описать это – вспомнить тренировки с весом. Представьте, что вы лежите на скамье и держите вес на протяжении 30 секунд.

Сначала кажется, что это легко, но со временем становится все труднее. Я был удивлен тем, как легко ощущалась нагрузка в 8 g в течение первых десяти секунд, а потом тем, насколько тяжело было в последние десять секунд. Это еще один аргумент в пользу того, почему космонавты должны быть в отличной физической форме перед полетом в космос.

В: Как вы готовились к состоянию невесомости, находясь на Земле?

О: Существует пара способов, которые позволяют подготовиться к состоянию невесомости. Один из них – использовать нулевую плавучесть воды (об этом я подробно расскажу в главе «Выход в открытый космос»). Однако лучший способ подготовиться к состоянию невесомости – это, как ни странно, стать невесомым! На орбите космонавты, по сути, находятся в состоянии свободного падения (они находятся внутри космического корабля, который падает на Землю). Мы можем смоделировать это состояние, не покидая планету, – надо оказаться в самолете, который падает на Землю! Разница заключается в том, что в какой-то момент самолет следует вывести из пике, чтобы избежать катастрофы.

Мы называем это «параболический полет», или, в шутку, «рвотная комета». Для достижения состояния невесомости самолет сначала набирает высоту под углом 45°. Затем пилот уменьшает тягу двигателя практически до нуля. Самолет достигает высоты 8000 м, и начинается свободное падение. Затем, когда угол между направлением движения самолета и горизонтальной поверхностью достигает 45°, пилот выравнивает самолет. В итоге самолет выполняет полет по параболической траектории (отсюда и название полета). Через некоторое время маневр повторяется.

Каждый подобный маневр обеспечивает состояние невесомости на протяжении примерно 25 секунд, и в течение этого времени космонавты испытывают то же, что потом будет в космосе; также они отрабатывают некоторые базовые навыки, такие как управление объектами, контроль собственного тела и даже бег на беговой дорожке и другие упражнения.

Параболический полет используется и для научных экспериментов, которые не требуют длительных периодов времени в состоянии микрогравитации.

В мире есть несколько мест, где можно пройти такую тренировку, причем полеты обычно продолжаются около трех-четырех часов и включают от 30 до 60 параболических маневров, так что это не для слабонервных. До 2/3 участников могут почувствовать недомогание, отсюда и шутливое название, но хорошая подготовка и небольшая доза лекарств против тошноты позволяют насладиться процессом. Кстати, очень похожее состояние наблюдается при повышенной тревожности.

Мой первый параболический полет случился, когда я проходил базовую подготовку, и, я помню, это было очень весело. Возникает ощущение свободного парения, и я широко улыбался, как и пятеро моих товарищей.

В: Чем занимаются космонавты, когда они не в космосе?

О: После завершения базовой подготовки моей первоочередной задачей было отправиться в Центр управления полетами МКС в Мюнхен и получить квалификацию еврокома. Задача еврокома – общаться с космонавтами, которые находятся на космической станции. То есть он является связующим звеном между МКС и рабочими группами на Земле, которые отвечают за консолидацию всей информации, поступающей из множества источников, и передают ее экипажу в виде четких и кратких инструкций. Это один из самых важных аспектов подготовки к реальной жизни на космической станции. Обучение заняло несколько недель, но по завершении я гордился тем, что являюсь частью команды Управления полетами, которая поддерживает ежедневную жизнь на борту МКС.

В ходе этой фазы – фазы предназначения – мне посчастливилось стать первым европейским космонавтом, выбранным для прохождения программы НАСА по операциям в экстремальной окружающей среде (Extreme Environment Mission Operation, NEEMO). Эта программа предполагает совместную работу с группой ученых, инженеров и кандидатов в космонавты. Специалисты NEEMO разрабатывают технологии и системы для будущих миссий по исследованию космоса. Я попал на программу (16-я миссия), цель которой – определить инструменты, методы и процедуры, которые потребуются для полета на астероид.

Экстремальная часть программ NEEMO заключается в том, что все работы ведутся под водой – на глубине порядка 20 метров, между прочим. Я и пять других членов экипажа должны были провести под водой 12 дней, на исследовательской станции Aquarius, с периодическими дайвинг-выходами. Эта станция закреплена на дне примерно в шести километрах от побережья Ки Ларго, Флорида, и по нескольким причинам идеально подходит для имитации космических полетов. Во-первых, это очень ограниченное пространство, и шесть членов экипажа живут и работают в очень стесненных условиях – после Aquarius жизнь на МКС показалась мне роскошной.

Во-вторых, это действительно опасно. Когда мы дышим воздухом под водой, азот вследствие повышенного давления растворяется в нашем кровотоке и транспортируется в ткани нашего тела. После определенного промежутка времени ткани будут насыщены азотом гораздо сильнее, чем при пребывании на поверхности. В каком-то смысле тело, насыщенное азотом, напоминает бутылку с газированным напитком. В нем много растворенного газа, но все в порядке… пока кто-то не откроет бутылку! Быстрый выход на поверхность после погружения сродни снятию крышки. Резкое уменьшение атмосферного давления высвобождает избыточный газ. И если в случае газированного напитка это довольно весело, то в случае человеческого тела – отнюдь. При высвобождении газа в тканях и кровеносной системе симптомы могут варьировать от зуда и боли до паралича и даже смерти.

К счастью, во время нашей 12-дневной миссии не случилось ничего такого, что потребовало бы быстрого возвращения на поверхность. Фактически, чтобы выход газа, растворенного в тканях, прошел безопасно, нужно постепенно снижать давление в течение восемнадцати часов – вряд ли это возможно, если на станции произойдет пожар или еще что-нибудь такое. Но элемент риска – неотъемлемая часть работы космонавта. Космическая станция – это среда, в которой решения имеют реальные последствия для безопасности экипажа, а тренировочные упражнения, такие, как предлагает NEEMO, обеспечивают отличную имитацию реального полета.

Пожалуй, самой важной причиной погружения было использование нулевой плавучести воды для моделирования невесомости. И хотя для некоторых из этих исследований мы можем использовать бассейн (и часто это делаем), океан позволяет работать с оборудованием, сопоставимым с космическим.

В: Какие предметы вы должны изучать во время подготовки к полету?

О: Проще было бы ответить, что нам не нужно изучать! Космонавты ужасно много учатся и тренируются. На самом деле самое главное для космонавта-новичка – понять, что действительно важно запомнить.

Наши преданные и вежливые инструкторы помогли в этом разобраться, и по мере приближения к запуску самые важные темы мы повторяли снова и снова.

Одна из основных областей, на которой фокусируется внимание, – внекорабельная деятельность (ВКД, или выход в открытый космос), управление роботизированной рукой-манипулятором, подготовка к чрезвычайным ситуациям и управление космическим кораблем «Союз». Это не означает, что многочисленные часы, потраченные на подготовку по другим направлениям, прошли впустую, но все-таки цена ошибки там не столь высока.

В дополнение к уже упомянутым темам космонавты должны подробно изучить план космической станции, включая все системы жизнеобеспечения, электрические системы, системы теплового управления, навигационные системы и многие другие. Кроме того, космонавты будут проводить значительную часть своего времени, выполняя научные исследования, поэтому они должны знать всё о лабораторном оборудовании или о «полезной нагрузке» на борту МКС.

Мы также проходим медицинскую и языковую подготовку. Быть членом экипажа МКС – это означает быть в каком-то смысле «мастером на все руки».

В: Все космонавты проходят одинаковую подготовку?

О: Вообще говоря, одинаковый базовый уровень подготовки позволяет космонавтам быть эффективными членами экипажа МКС. Это большой плюс, когда все космонавты могут эффективно проводить научные исследования, выполнять основные задачи по техническому обслуживанию, выходить в открытый космос или использовать роботизированную руку.

Тем не менее есть некоторые различия. МКС – это, пожалуй, самая сложная конструкция, которую собрали люди, и поэтому, когда дело доходит до поддержания ее работы, члены экипажа получают определенные роли и, соответственно, проходят подготовку разного уровня, чтобы безукоризненно выполнять те задачи, которые на них возлагаются.

В разных сегментах МКС космонавты могут выполнять функции Специалиста, Пользователя или Оператора. К примеру, в европейской (Columbus) и японской (Kibo) лабораториях я был Специалистом, в американской лаборатории (Destiny) – Оператором, а в российском сегменте – Пользователем. Это означает, что в Columbus и Kibo я принимал решения в любой серьезной ситуации по техническому обслуживанию.

В Destiny и других модулях США я выполнял рутинные задания по поддержанию работы и помогал Специалисту в более сложных ситуациях. Будучи Пользователем в российском сегменте, я прошел обучение по работе со всеми системами и мог безопасно и эффективно управлять ими, но при нормальных обстоятельствах я не должен был принимать участия в проведении работ по техническому обслуживанию.

Есть еще несколько факторов, которые определяют необходимый уровень подготовки, например, на каком корабле вы летите в космос. Во время публикации этой книги единственным космическим аппаратом, доставляющим экипаж на Международную космическую станцию и обратно, являлся российский космический корабль «Союз». Тем не менее шаттлы посетили МКС 37 раз, и некоторые космонавты уже тренируются, чтобы летать на коммерческих космических аппаратах, таких как Dragon компании SpaceX или CST-100 компании Boeing, которые будут совершать полеты на МКС в ближайшей перспективе.

Каждый космический корабль имеет уникальные требования к подготовке, а для полета на некоторых из них члены экипажа будут проходить различную подготовку, в зависимости от занимаемого поста (пилот, командир, бортинженер и т. д.).

В космическом корабле «Союз» для экипажа отведено три места, и командир (до сих пор он всегда был русским) занимает центральное. Только отсюда при необходимости можно осуществлять ручное управление кораблем, используя оба ручных контроллера, но в нормальных обстоятельствах ручного управления полетом не требуется. Слева от командира находится бортинженер № 1 – он является заместителем командира. Бортинженер № 1 проходит подготовку, которая позволит ему (или ей) осуществить ручное управление «Союзом», если по каким-либо причинам этого не сможет выполнить командир. Справа от командира располагается бортинженер № 2, подготовка которого может быть разной – или минимальной (контроль систем жизнеобеспечения), или практически полной (чтобы он мог заменить бортинженера № 1).

Я был вторым бортинженером, но мне посчастливилось пройти полную подготовку для полета на «Союзе». Более того, наш командир (Юрий Маленченко), для него этот полет был шестым, на ранних этапах подготовки иногда разрешал Тиму Копра и мне тренироваться самостоятельно. Тим запрыгивал в кресло командира, а я – в кресло первого бортинженера. Способность понимать и выполнять роли других членов экипажа космического корабля имеет огромное значение для успешной совместной работы экипажа.

В: Что было худшей частью подготовки?

О: Что ж, в первую очередь я бы хотел сказать, что не стоит придавать всему слишком большого значения, то есть если вы космонавт и у вас плохой день… на самом деле это весьма хороший день, просто отличный!

Тем не менее во время обучения было несколько вещей, которые мне не очень нравились. Я уже упоминал, что для меня настоящим испытанием было изучение русского языка. Моими первыми учителями были немец, который говорил по-русски и по-английски, и украинец, который говорил по-немецки и не очень хорошо по-английски. Оба отличные специалисты, и уроки были очень забавными, но я понимал, что что-то упускаю. Грамматика русского языка с ее падежами была для меня полной загадкой.

Наша подготовка проходила в самых разных уголках планеты, и, где бы мы ни находились, мы всегда занимались русским языком. Так что я столкнулся с разными преподавателями в Германии, США и России. Вскоре я начал замечать выражение недоумения на их лицах: они не понимали, почему человек, без проблем разбирающийся во внутреннем устройстве космической станции, затрудняется ответить, когда надо использовать дательный или родительный падеж. Я упорно шел к требуемому уровню знаний, но, если честно, воспоминания о ночных часах, проведенных за изучением русского языка, не самые приятные для меня.

Также у меня остались не лучшие воспоминания от миссии NEEMO. На самом деле NEEMO входит в топ-10 значимых вещей, которые я испытал в своей жизни, и надо объяснить, почему эта миссия заслуживает негативного упоминания.

Ну, как и многие будущие «акванавты», я надеялся, что в нашей подводной лаборатории будет своего рода унитаз – возможно, химическая уборная. Да, таковая имелась, но использовать ее можно было лишь после восемнадцати часов декомпрессии. Системы удаления отходов из среды обитания не было, и поэтому аромат витал еще тот, ведь шесть человек использовали уборную в течение двенадцати дней. Поэтому когда мы ощущали зов природы, то следовали примеру рыб и использовали океан. Живи как все…

У меня не было проблем с тем, чтобы, извините, пописать в океан, а в Aquarius это было сродни выходу на крыльцо, чтобы облегчиться, но из соображений вежливости мы всегда проверяли, не возвращается ли кто-нибудь из погружения как раз в этот пикантный момент.

При зове природы иного рода мы использовали перевернутую ванну с воздушным карманом, в которой с трудом могли поместиться шесть человек. Предназначенная для использования в случае чрезвычайной ситуации, она располагалась совсем недалеко от станции. Безопасное возвращение на поверхность невозможно без предварительной декомпрессии, и в случае пожара или протечки на станции экипажу необходимо было где-то укрыться… Однако за отсутствием (к счастью) таких ситуаций эта штука выполняла роль нашего туалета. Не буду вдаваться в подробности, но походы туда редко бывали приятными.

Добавить к этому, что человеческие отходы – это высокая кухня для рыб, которые в великом множестве обитали в окрестностях станции. Поход кого-то справить нужду становился боевым кличем для целой армии тропической живности, призывающим подготовиться к атаке. Самыми неприятными были спинороги. У них жесткие челюсти, и им ничего не стоит разгрызть панцири… Мои товарищи часто возвращались с кровоточащими пальцами или щеками, и во время обработки ран мы, сочувствуя друг другу, обсуждали способы, которые помогут держать этих агрессоров в страхе.

Они доставляли нам столько неудобств, что было принято решение подвести к «отхожему месту» длинный шланг и пускать по нему воздух. Идея заключалась в том, что подача воздуха создавала стену пузырей, и под прикрытием этих пузырей можно было облегчиться. Это гениальное изобретение просуществовало около 48 часов, после чего рыбы сошли с ума и слопали шланг на ужин.

Я не могу сказать, что после подводных испытаний я весь покрыт рубцами, но это уж точно не было приятной частью обучения. А теперь от худшей части подготовки давайте перейдем к…

Несколько быстрых вопросов

В: Лучший совет, который вам давали? – Алекс Джеллерсен

О: Мой учитель любил повторять: «Жизнь похожа на мусорный ящик – что положишь туда, то и достанешь». Может показаться, что для подростка это довольно грубый совет, но я руководствовался им на протяжении многих лет и продолжаю делать это по сей день. Я никогда не жду, что в моей жизни появится что-то без тяжелого труда, терпения и решимости.

В: Это правда, что космонавты должны знать все до мелочей?

О: Однозначно. Я понял это, когда служил летчиком-испытателем. Когда возникает большая проблема, знание мелочей даст вам дополнительные варианты для принятия решения.

В: Что было лучшей частью подготовки?

О: Подготовка вообще была прекрасная, и у меня осталась масса ярких воспоминаний: параболические полеты, то же NEEMO, кейвинг, обучение способам выживания и многое другое. В частности, мне очень нравилось все, что связано с подготовкой к выходу в открытый космос. Наш скафандр представляет собой космос в миниатюре, ведь он обеспечивает жизнедеятельность в вакууме в течение восьми часов и более, это просто феноменальный образец инженерной мысли!

В скафандре есть такая штука, называется «портативная система жизнеобеспечения» (Portable life support system, PLSS), и есть такой небольшой реактивный рюкзачок, или «упрощенное устройство аварийного спасения при внекорабельной деятельности» (Simplified Aid for EVA Rescue, SAFER). В этом рюкзаке несколько (24) работающих на азоте двигателей, которые позволяют космонавту маневрировать в открытом космосе в случае потери соединения с МКС. Эти двигатели позволяют перемещаться в шести направлениях: рыскание, тангаж, крен, вперед/назад, вбок и вверх/ вниз (последние три оси мы называем x, y, z). Космонавт контролирует двигатели с помощью ручного контроллера, и вы не ошибетесь, если представите картинку из раннего фильма о Джеймсе Бонде. SAFER предоставляет отделившемуся космонавту реальный шанс достичь станции. Однако, в отличие от более ранней версии ранцевого реактивного двигателя, который содержал достаточное количество топлива для шести попыток стыковки, SAFER дает возможность совершить лишь одну. Не очень обнадеживает, да?

Вам, вероятно, интересно, как космонавты учатся летать с помощью реактивных ранцев? В этом очень помогает Лаборатория виртуальной реальности НАСА в Космическом центре Джонсона; находится она в Хьюстоне. Там создана невероятно реалистичная атмосфера, где космонавты тренируются до тех пор, пока не освоят технику безопасного возвращения на космическую станцию. Самое первое, что надо сделать, – остановиться, а затем найти станцию. Если вам повезет, то вы сразу увидите МКС или другой ориентир, например Землю. Если не получится, придется потратить ценное топливо на поиски станции.

Время также имеет огромное значение, ведь пока вы ищете МКС, вы отдаляетесь от нее. Чем дальше, тем более выраженными становятся факторы, сильно препятствующие вашему возвращению (правила орбитальной механики). Самое главное – стремиться к точке, в которой вы потеряли соединение с космической станцией. Если не удастся, то драгоценное топливо будет потрачено на то, чтобы изменить курс.

Во время подготовки космонавтов отбрасывают от виртуальной станции раз 20-30 раз (в том числе и в полной темноте). Но знаете, мы все убедились в том, что инстинкты самосохранения позволяют успешно сдать экзамен.

Жизнь и работа на МКС

В: Что из себя представляет обычный день на МКС?

О: Каждый проведенный на МКС день был захватывающим, сложным и стимулирующим. Каждый уголок МКС – это мини-чудо науки. В космосе огромное количество приборов обеспечивают нас тем, что на Земле кажется совершенно обычным, – чистой водой и воздухом.

Сначала МКС может показаться сложным местом для работы, учитывая множество приборов, большое количество компьютеров (52, по последним подсчетам) и свыше 12 км электропроводки! И еще надо привыкнуть к жизни в условиях невесомости, или микрогравитации! Но для космонавтов МКС – это в первую очередь дом и офис, где мы живем и работаем несколько месяцев. Прекрасно, конечно, что с утра можно полюбоваться из обзорного Купола на Землю, вид такой, что просто дух захватывает. Но МКС – это прежде всего место, где надо много работать, проводить эксперименты, ну и, конечно, есть, спать, тренироваться и общаться с коллегами.

В общем-то, жизнь на борту довольно быстро становится обыденной, хотя от космического вакуума нас защищают лишь несколько миллиметров алюминия. Я должен четко прояснить: на станции никогда не бывает скучно, ни на мгновение. Но привыкание – важный процесс.

Для эффективного выполнения своих обязанностей надо быть спокойным и сосредоточенным, и это несмотря на то, что за сутки мы 16 раз облетаем планету на скорости, в десять раз превышающей скорость пули. Космонавты должны сохранять бдительность при запуске и при выходе в открытый космос на случай, если что-то пойдет не так. Но внутри станции мы чувствуем себя в безопасности.

Прежде чем ответить на ваши вопросы о повседневной жизни в космосе, давайте более подробно познакомимся с этим чудом техники – Международной космической станцией.

В: Что конкретно представляет из себя МКС?

О: Быстрый ответ:

1. Самый крупный и космический корабль в истории

2. Передовая научная лаборатория

3. Дом для всех космонавтов, находящихся в космосе

О: Немного более развернутый ответ: МКС – это на сегодняшний день высочайшее достижение человеческой мысли. Станция весит более 400 тонн, имеет площадь не меньше футбольного поля, и она вращается вокруг Земли на высоте примерно 400 км со скоростью 27 600 км/ч. Это значит, что она выполняет один оборот вокруг Земли за 90 минут.

Если бы я был агентом по недвижимости, я бы сказал, что МКС такая же большая, как дом с шестью спальнями. Там есть две ванные комнаты (хотя и без душа), тренажерный зал и большой 360-градусный эркер – купол.

Жилой объем МКС составляет более 820 кубических метров (примерно столько у Boeing 747-400 или Jumbo Jet), и этого более чем достаточно для жизни экипажа из шести человек и проведения огромного количества научных экспериментов. Цена? Оценочная стоимость составляет более 100 миллиардов долларов США, что делает МКС главным кандидатом на звание самого дорогого сооружения из когда-либо созданных.

О: Развернутый ответ: МКС была построена в результате сотрудничества пяти различных космических агентств, в состав которых входят 15 разных стран. Эти агентства – НАСА, Роскосмос, ЕКА, Канадское космическое агентство и Японское агентство аэрокосмических исследований. МКС разделена на два сегмента: Российский орбитальный сегмент и Орбитальный сегмент США (к которому относятся Европа, Канада и Япония).

Исключительные размеры и вес МКС сделали невозможной ее сборку на Земле – просто нет ракеты, настолько мощной, чтобы доставить собранную станцию на орбиту. Поэтому МКС собирали в космосе, как гигантский конструктор «Меккано» или «Лего», причем большинство модулей присоединяли поэтапно в течение 12-летнего периода.

Сборка МКС началась в ноябре 1998 года, когда Россия вывела на орбиту модуль «Заря»; через две недели США запустили свой модуль Unity. В ноябре 2000 года русские космонавты Юрий Гидзенко и Сергей Крикалев и космонавт НАСА Уильям Шеперд на корабле «Союз» первыми достигли МКС, и с тех пор она находится в постоянной эксплуатации. Из-за трагической потери космического шаттла «Колумбия» в 2003 году сборка МКС была отложена на два с половиной года. О точной дате завершения сборки МКС судить сложно, ведь станция постоянно достраивается и развивается.

На момент написания этой книги последним установленным на МКС модулем был ВЕАМ, доставленный космическим кораблем CRS-8 Dragon в апреле 2016 года. Для меня было честью осуществлять захват этого корабля с помощью роботизированной руки.

На 2017 год было произведено 32 запуска для доставки частей и модулей МКС на околоземную орбиту и порядка 140 запусков для доставки экипажей и всего необходимого для обеспечения работы станции. Кроме того, для «достройки» и обслуживания МКС потребовалось провести более 1200 часов в открытом космосе.

Трудно переоценить масштабы и сложность сборки и эксплуатации МКС. Я как-то слышал, что один из инженеров НАСА сравнил сборку МКС с процессом сборки контейнерного судна в Тихом океане после того, как оно по частям было разбросано по всему океану.

В: Что из себя представляют различные части космической станции?

О: Космическая станция состоит из нескольких герметизированных модулей, которые используются в качестве научных лабораторий, стыковочных портов, шлюзов, жилых отсеков и мест хранения.

Своеобразным «позвоночником» космической станции является так называемая ферма. Она состоит из двенадцати металлических конструкций, соединяющих важные части по всей длине станции (109 метров): системы энергоснабжения, охлаждения, связи, пространственного положения, контроля и др. В ферме расположены логистические платформы, в которых находятся многие запасные компоненты. К кормовой стороне фермы прикреплены радиаторы (панели, содержащие аммиак, этот газ позволяет избавляться от избыточного тепла на станции).

На каждом конце фермы стоят огромные солнечные батареи, они преобразуют солнечную энергию в электрическую. Ферма имеет шарнир, обеспечивающий вращение батарей на 360°, чтобы они постоянно были обращены к Солнцу. Площадь солнечных батарей составляет около 2500 квадратных метров (больше, чем суммарная площадь восьми баскетбольных площадок), и они вырабатывают 120 киловатт электрической энергии, которой хватило бы для обеспечения 40 домов среднего размера.

Роботизированная рука, про которую я все время говорю, – это дистанционный манипулятор (Space station remote manipulator system, SSRMS). Она была сконструирована в Канаде; с ее помощью производился захват и перемещение модулей при сборке МКС, а также перемещение космонавтов во время выхода в открытый космос. Любой конец роботизированной руки может служить опорной точкой, то есть она может «ходить» вокруг различных частей космической станции, в зависимости от того, где это необходимо. Одной из важнейших функций роботизированной руки является захват грузовых кораблей, которые не могут выполнить автоматическую стыковку с МКС.

Кроме американской лаборатории Destiny на МКС есть европейская лаборатория Columbus и японская лаборатория Kibo. Кроме того, на ферме расположены внешние платформы, предназначенные для исследований в суровых условиях космоса, а также экспериментальные приборы, такие как AMS-02 (магнитный альфа-спектрометр). AMS-02 предназначен для детекции антивещества в космических лучах и поиска свидетельств о существовании темной материи. В этом десятилетии Россия планирует запустить лабораторный модуль «Наука» вместе с европейской роботизированной рукой.

В общей сложности, в МКС более ста основных частей. На рисунке на с. 124 показаны все герметизированные модули Международной космической станции.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Считается, что примерно 20 % всей массы Вселенной составляет темная материя, таинственный ингредиент, который ученые не могут увидеть, потому что он не излучает света или энергии. Хотя мы еще не обнаружили ее, мы знаем, что темная материя существует, потому что орбиты звезд и вращения галактик движутся под действием гравитационных эффектов, которые больше тех, что возникают, если учитывать массу только видимой материи. Темная материя – это и есть недостающая масса Вселенной. Столкновения между частицами темной материи должны создавать избыток заряженных частиц, и работа AMS-02 позволит обнаружить выбросы этих частиц; это поможет нам лучше понять это странное явление.

В: Но в чем же смысл? – Джереми Паксман, Newsnight

О: Мистер Паксман задал мне этот вопрос в ходе программы Newsnight в 2013 году. На этот вопрос можно ответить по-разному. Если не вдаваться в детали, я считаю, что у МКС есть две цели:

• Углубить свои научные познания, чтобы использовать их на благо всех людей на Земле

• Способствовать продвижению человека за пределы нашей планеты

А ВЫ ЗНАЛИ?

Антиматерия – еще один загадочный строительный блок Вселенной. Ее частицы являются противоположностью обычной материи, то есть несут противоположный заряд. Эксперименты на МКС и на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе (Европейская организация по ядерным исследованиям) показывают, что при взаимодействии частиц вещества и антивещества происходит взрыв и высвобождается большое количество энергии. Вследствие этого некоторые ученые предположили, что антиматерию можно будет использовать в качестве эффективного источника топлива для космических аппаратов, но в настоящее время мы очень далеко от этого – сейчас количество энергетических (и денежных) затрат на получение антивещества намного превышает потенциальный энергетический выход реакции вещества с антивеществом.

Причина, по которой МКС является привлекательным местом для проведения научных исследований, заключается в том, что условия в космосе отличаются от условий на Земле, и когда вы меняете условия (или параметры) эксперимента, вы можете получить необычные результаты и изучать что-то совершенно новое. Гравитация – единственный параметр окружающей среды, который оставался постоянным в течение всего периода эволюции живой материи на Земле. Способность изменять это условие и изучать долгосрочные последствия невесомости – не только для живых организмов, но и с точки зрения влияния на множество физических и химических процессов – сделала МКС платформой для фундаментальных научных исследований. Результаты исследований, проведенных на станции, были опубликованы более чем в 1200 статьях в различных журналах; эти исследования увеличили наши знания, вывели технологии на новый уровень, улучшили здравоохранение и принесли пользу окружающей среде.

Однако аванпост человечества в космосе связан не только с научными исследованиями. Это также проявление врожденной человеческой черты – стремления исследовать. Мы – любопытный вид, обладающий способностью учиться на протяжении всей жизни. Но для того чтобы учиться, нам нужно исследовать, тестировать, пробовать новое и иногда сходить с проторенной дорожки. Добавив в наш генетический состав значительное количество любопытства, эволюция превратила нас в обучающуюся машину. Это первичное побуждение, которое заставляет нас отправляться в путешествия с тех пор, как два миллиона лет назад Homo erectus впервые вышел за пределы Африки, наверняка окупится в будущем. В конце концов, если мы останемся видом одной планеты, то неизбежно вымрем.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• За 24 часа МКС проходит расстояние, приблизительно равное пути с Земли на Луну и обратно.

• Ночью МКС можно увидеть с Земли невооруженным глазом. Это происходит из-за отражения солнечного света, и на ночном небе МКС соперничает по яркости с Венерой. Станция перемещается с одного горизонта на другой примерно за 10 минут, хотя ее не всегда видно из-за тени Земли. Часто МКС принимают за самолет, но вы можете отличить ее по отсутствию опознавательных огней. Хотите увидеть? На МКС есть датчик, и на этом сайте вы узнаете ее точное местоположение: http://www.isstracker.com.

• МКС – девятая пилотируемая космическая станция, после советских, а затем и российских станций «Салют», «Алмаз» и «Мир», а также станции США Skylab. Работающая с ноября 2000 года, МКС занимает первое место по продолжительности непрерывного пребывания человека на низкой околоземной орбите. До МКС первое место по этому показателю занимала станция «Мир» – 9 лет и 357 дней.

• Для обеспечения работы на МКС на протяжении шести месяцев при экипаже из трех человек требуется около 7 тонн различных запасов.

• На сентябрь 2017 года на МКС побывали 53 экипажа и 228 человек; я был 221-м из них. Мой командир Юрий Маленченко является единственным человеком, который работал на МКС шесть раз.

В: Что вы сделали в первую очередь после прибытия на МКС?

О: Мы с Юрием и Тимом прибыли на борт МКС с опозданием! Наша стыковка произошла на полчаса позже, чем было запланировано, поэтому на счету была каждая минута. Существует традиционная церемония приветствия только что прибывшего экипажа: видеоконференция с участием членов семей, друзей и гостей, собравшихся на Байконуре. Обычно у экипажа есть немного времени до этой церемонии, чтобы сходить в туалет и даже перекусить. Но мы же сразу отправились в российский сервисный модуль «Звезда», поскольку окно связи, которое обеспечивало видеопоток, быстро слабело. Затем, после нашей первой видеосвязи с Землей, мы наконец получили возможность переодеться, распаковать вещи и познакомиться с одним из самых важных компонентов космического оборудования – туалетом на МКС.

В: Как вы ходите в туалет на МКС?

О: Это самый частый вопрос, который задают маленькие дети. Что ж, отвечу! Поход в туалет в космосе не сильно отличается от такового на Земле, но необходимо помнить несколько важных деталей. Во-первых, туалет занимает площадь, сравнимую с площадью телефонной будки. Внутри есть некие ограничения для ног, эти ограничения нужны, чтобы сохранять устойчивость (чем меньше всего плавает в воздухе, тем лучше). Писаем мы в шланг конической формы с переключателем сбоку. Самое главное – сначала повернуть переключатель, чтобы заработал вентилятор. Общая концепция устройства туалета в космосе такова, что в невесомости воздушный поток – ваш друг, благодаря которому все двигается в правильном направлении. Необходимо правильно присоединить шланг, остальное – дело техники!

Для похода «по-большому» используется довольно миниатюрное кресло, закрепленное поверх контейнера с твердыми отходами. Контейнер имеет небольшое круглое отверстие, куда вставляется (натягивается) прорезиненный мешок. Сотни крошечных перфораций в этом мешке позволяют проходить через него воздуху, а вот твердые отходы (в идеале) никуда не денутся. Активирует поток воздуха тот же переключатель на шланге. После успешного завершения дела космонавты опускают прорезиненный (самоуплотняющийся) мешок с содержимым в контейнер и вставляют свежий пакет для следующего члена экипажа.

Контейнер с твердыми отходами меняется примерно каждые 10-15 дней, хотя один командир МКС с гордостью сказал мне, что, если надеть стерильную перчатку и как следует утрамбовать содержимое, один контейнер может служить и до двадцати дней. Надеюсь, космическая программа не станет экономить на этом!

Воздух из туалета проходит просушку, фильтруется и дезодорируется перед возвращением в жилые помещения. На космической станции два туалета: один в модуле «Звезда» российского сегмента и один в узле 3 (Tranquility) американского сегмента.

Несмотря на несложную процедуру, использование туалета на космической станции не обходится без инцидентов. Один космонавт (пожелавший остаться неизвестным) рассказал мне, что однажды он после удовлетворения своих потребностей повернулся, чтобы достать мешок и опустить его в контейнер, но обнаружил, что мешок абсолютно пуст. Будучи уверенным, что он все же должен содержать приличную порцию метаболических отходов, этот космонавт начал усиленно искать пропавший объект. Как и в случае с большинством недостающих предметов в условиях невесомости, объект словно бы испарился и был обнаружен лишь две недели спустя, когда во время планового технического обслуживания туалета другой член экипажа заметил маленькое, жесткое и высушенное инородное тело, вклинившееся в небольшой промежуток рядом с воздушным фильтром! Это подводит меня к следующему вопросу…

В: Что делают с отходами с космической станции?

О: Отходы загружаются на один из кораблей снабжения, которые в определенный момент отстыковываются и сгорают в атмосфере Земли. Бóльшая часть отходов – легкий упаковочный материал. Поскольку все предметы, которые вылетают в космос, должны выдерживать суровые условия запуска, для защиты самых хрупких из них используется большое количество пенопласта или пузырьковой обертки.

Мы также выбрасываем использованную одежду, пустые упаковки из-под пищевых продуктов и контейнеры с твердыми отходами из туалета (подумайте об этом в следующий раз, когда будете загадывать желание, глядя на падающую звезду!). Однако мы не избавляемся от мочи, поскольку она содержит слишком много драгоценной воды. Моча перерабатывается, в результате чего получаются питьевая вода и концентрированные отходы (их называют рассолом – мило!), последние выбрасываются и сгорают вместе с остальным мусором.

В: Откуда космическая станция получает воду и кислород?

О: Около 70-80 % воды на МКС мы получаем в результате переработки (да, помимо мочи мы также пьем наш переработанный пот и выдыхаемую влагу!). Этот уровень переработки весьма впечатляет и обязан своим успехом системе регенерации воды, которая отфильтровывает примеси и удаляет все загрязняющие вещества. В результате на выходе мы получаем воду, которая чище, чем та, что большинство из вас пьют на Земле.

Однако, как бы хороша ни была эта система, будущее освоение космоса потребует разработки систем, которые позволят восстанавливать почти 100 % воды. В данный момент грузовые корабли периодически доставляют на станцию дополнительную воду. На каждого члена экипажа МКС приходится 3-4 литра воды в день, необходимые для питья, размачивания пищи и гигиенических процедур.

Кислород получают с помощью электролиза – процесса, в ходе которого из жидкой воды получают водород и кислород. Водород потом используется в реакции Себатье: в результате взаимодействия (в присутствии катализатора) водорода и диоксида углерода, который мы выдыхаем, получаются вода и газ метан. Существуют также резервуары высокого давления, содержащие кислород и азот как внутри, так и снаружи космической станции. Они используются, если нам нужно обогатить атмосферу МКС кислородом или перезарядить скафандры после выхода в открытый космос (в наши скафандры подается 100 %-ный кислород).

В: Сколько времени нужно, чтобы привыкнуть к передвижению в невесомости?

О: Хорошая новость – чтобы научиться нормально двигаться в условиях микрогравитации, требуется не так много времени, хотя я, к своему удивлению, в первое время после прибытия на МКС передвигался довольно неуклюже. Контроль над своим телом (особенно ногами) требует реальных навыков – сначала я чувствовал себя слегка раскоординированным, понимая, что мои ноги задевают какие-то предметы. Однако примерно через неделю большинство космонавтов более-менее привыкают к движению в невесомости (хотя для выполнения идеального обратного сальто может потребоваться некоторое время!). В этом отношение «свободное плавание» в космосе ничем не отличается от любого вида спорта – после упорных тренировок результат не заставит себя ждать.

Российский сегмент – это хорошее место для того, чтобы провести свой первый час (или около того) в космосе. Так как модули имеют меньший диаметр, вы никогда не окажетесь слишком далеко от перил, за которые можно ухватиться.

Американские модули в сравнении с российскими очень большие, это особенно чувствуется, когда попадаешь в американский сегмент в первый раз. Думаю, разница отчасти объясняется тем, что американские модули доставлялись на МКС на шаттле, который больше в диаметре, чем ракета «Протон», доставлявшая российские модули.

Однажды, находясь в японском модуле Kibo, я в какой-то момент с удивлением осознал, что не могу добраться до перил. После нескольких секунд размахивания руками и ногами я смог «подплыть» к перилам без помощи других членов экипажа. Однако я уверен, что мои телодвижения попали на камеры видеозаписи, что, вероятно, вызвало немало улыбок в ЦУПе.

В: Чем вам понравилось «свободное плавание»?

О: Вы чувствуете себя очень свободно, так как не нужно сопротивляться гравитации. В невесомости мышцы максимально расслаблены. Если вы ничего не делаете, тело принимает своеобразное согнутое положение, среднее между положением сидя и положением стоя, со слегка сгорбленными плечами, которые, как правило, «плавают» вместе с руками.

Еще одна интересная часть «плавания» в условиях невесомости заключается в том, что вы видите все в новой перспективе – в космосе нет ничего перевернутого! Вы можете использовать для жизни и работы весь доступный объем внутри станции, а также легко переворачиваться и работать на потолке или стенах, как на полу.

Кроме того, можно хранить большие предметы на стенах, фиксируя их липучкой или шнуром, – будьте уверены, они не упадут. «Свободное плавание» дает гораздо больше места для жизни и работы. Представьте, сколько дополнительного места у вас бы появилось, если бы вы могли использовать весь объем комнаты.

И вероятно, лучшее, что есть в «свободном плавании», – возможность попасть из одного конца модуля в другой с помощью всего лишь одного толчка рукой или ногой, сделав при этом просто так одно или два сальто!

В: Почему на МКС используется среднее время по Гринвичу (GMT)?

О: Выбор часового пояса необходим для поддержания ежедневной рабочей обстановки на МКС. Для основных стран – участниц программы (Россия, США, страны Европы, Япония и Канада) среднее время по Гринвичу стало компромиссным решением. Используя GMT, большинство этих стран могут совместить часы рабочего дня с часами работы экипажа. Разумеется, такой выбор более удобен для Европейского космического агентства и не так удобен для Японского космического агентства, ведь их Центр управления полетами находится в Цукубе, недалеко от Токио, где GMT+9.

Раньше, когда из Космического центра Кеннеди запускались шаттлы, часовой пояс МКС иногда менялся на время Флориды (Восточное стандартное время, или GMT-5). Однако после закрытия программы «Шаттл» в 2011 году на МКС определяют время по – GMT так GMT.

В: Если каждый день у вас по 16 восходов и закатов Солнца, как вы этот день выстраиваете?

О: У нас обычный 12-часовой рабочий день, если не считать, что мы действительно наблюдали по 16 восходов и заходов Солнца.

На самом деле привыкнуть к быстро сменяющимся ночным и дневным циклам было нетрудно, как и приспособиться к ритму жизни, хотя ни один день на МКС с его обилием научных экспериментов, работ по техническому обслуживанию и других задач, обеспечивающих постоянное разнообразие графика, не был похож на другой.

Обычно я просыпался около шести утра, и у меня был час для личной гигиены и завтрака до утреннего брифинга. За это время я также проверял, есть ли какие-либо изменения в расписании. Там, где это возможно, я подготавливал место работы накануне. Однако на МКС царит очень динамичная рабочая обстановка, и ЦУП может изменить график работы космонавтов, пока они спят.

С утра я также планировал, что буду фотографировать в этот день. Иногда фотографии, имеющие научную ценность, запрашиваются с Земли. Мы можем получить задание по наблюдению за вулканической активностью, движением ледников, кратерами астероидов, прибрежными районами или дельтами рек. Я фотографировал и для себя – например, фотографии Гималаев, Европы при ясной погоде (что зимой бывает крайне редко!) или пирамид всегда очень ценятся. Когда делаешь 16 оборотов вокруг поверхности Земли за сутки, хочется запечатлеть самые разные места. Я ставил будильники, чтобы успеть сфотографировать хотя бы пару привлекательных мест за день.

Рабочий день у нас начинается в семь утра с быстрого утреннего брифинга, который называется «Ежедневное совещание по планированию», или ЕСП. Оно представляет собой последовательную проверку связи с различными центрами управления полетами; начинали с Хьюстона, затем Хантсвилл (Алабама), Мюнхен, Цукуба (Япония) и, наконец, Москва. ЕСП обычно длится около пятнадцати минут, после чего мы приступаем к работе.

Работа в основном заключается в проведении научных исследований. График работы экипажа и детальные инструкции отображаются на нескольких мониторах, а также на персональных айпадах (это недавнее нововведение), подключенных к Wi-Fi. Космонавты иногда говорят, что их «преследует красная линия», имея в виду красную линию на экране монитора, которая точно показывает, отстаете вы от графика или опережаете его. В некоторые дни мы были задействованы в одном или двух длительных или сложных экспериментах, а в другие дни – в десяти или двадцати небольших.

Помимо участия в экспериментах, члены экипажа заняты обслуживанием станции. Кроме того, всякий раз, когда приходил грузовой корабль, мы в течение многих часов осуществляли его разгрузку или загрузку.

К запланированному выходу в открытый космос экипаж начинает готовиться за несколько дней, проверяя состояние и исправность оборудования, ведь это, возможно, самая опасная операция из всех.

На обед обычно отводится час, и это отличный буфер на случай отставания от графика.

Распорядок второй половины дня примерно такой же, за исключением того, что в пять часов вечера я приступал к двухчасовым тренировкам на выносливость плюс силовая подготовка.

Рабочий день у нас завершался в семь вечера повторным соединением со всеми центрами управления полетами. Затем – быстрый ужин и подготовка к завтрашнему рабочему дню. Обычно оставались пара часов на то, чтобы ответить на письма по e-mail, позвонить семье или друзьям или сделать еще несколько фотографий.

Спать мы ложились около одиннадцати часов вечера.

В: Как пребывание в космосе повлияло на ваше чувство времени?

О: Наше тело обладает естественным восприятием времени, которое называется циркадными ритмами. Циркадные ритмы обусловливают не только периоды бодрствования и усталости, но и тонкую регуляцию многих физических функций организма, например температуры тела, уровня концентрации, когнитивных способностей и активности пищеварительной системы.

Самый распространенный способ нарушить свои циркадные ритмы – осуществить быструю смену часового пояса (это называется «синдром смены часового пояса»). Перед отправкой в космос каждый экипаж проводит около четырех недель в Москве, сдавая последние экзамены на управление «Союзом», после чего еще две недели – в карантинной зоне на Байконуре, в Казахстане. Однако во время карантина мы продолжаем жить по московскому времени (GMT-3), так как с него проще перестроиться на часовой пояс МКС, чем с часового пояса Байконура (GMT-6). После попадания на МКС космонавты сразу перестраиваются на GMT, чему способствует усталость, накопившаяся за долгий день запуска. Юрий, Тим и я в день запуска не спали около 24 часов, поэтому первые несколько дней в космосе мы определенно ощущали «синдром смены часового пояса».

Кроме того, наши биоритмы очень чувствительны к уровню освещения. В космосе очень важно адаптироваться к частой смене цикла день/ночь, ведь мы облетаем Землю 16 раз за сутки. Поначалу возникают странные ощущения, когда во время 11-часового кофе-брейка за окном темным-темно, а во время вечерней чистки зубов – очень светло.

На самом деле я выяснил, что худшее, что можно сделать перед сном, – это посмотреть в окно в дневное время. Массивный поток ультрафиолета, исходящий от Солнца, подавляет секрецию мелатонина в организме (это гормон, который вызывает чувство сонливости), это нарушает циркадные ритмы и препятствует продолжительному сну. Совершив ошибку один раз, я впоследствии был очень осторожен.

Работа на МКС ведется согласно строгому распорядку, и это здорово помогает в выработке устойчивых циркадных ритмов. Я также обнаружил, что принятие пищи и выполнение физических упражнений строго по часам помогает организму привыкнуть к новому часовому поясу. Примерно после двух недель в космосе мое чувство времени работало очень хорошо – я спал отлично и был устойчив к частой смене циклов день/ночь.

Интересно, что ближе к концу нашей миссии на МКС должны были установить новое светодиодное освещение. Старые светодиоды могли приглушать слишком яркий свет, но они были одночастными. Новые светодиоды способны менять частоту, и в течение рабочего дня они будут настроены на белый/синий свет (коротковолновое излучение), а вечером переходить на красный свет (длинноволновое излучение). Уверен, для экипажа это станет приятным нововведением.

В: Каково это – спать в космосе? И где спят космонавты?

О: Каждому космонавту на борту МКС отводится отсек для сна, по размеру напоминающий небольшую душевую кабину. Четыре отсека для экипажа располагаются в узле 2 (Harmony) американского сегмента и еще два отсека – в российском сегменте.

Я спал в узле 2 «на полу», хотя в космосе нет как таковых верха и низа и отсеки для экипажа могут располагаться как угодно.

Если говорить о технике сна в космосе, то у каждого из нас свое мнение на этот счет. Мне нравилось закреплять спальный мешок на крючках на стене (особо не затягивая), затем забираться в него и «покачиваться». Спальные мешки у нас довольно облегающие, чтобы мы не болтались внутри. Можно поместить руки в слоты в спальном мешке, тогда он становится похожим на длинное одеяние без рукавов.

Некоторые космонавты предпочитают крепко пристегиваться к стене в своем отсеке, а другие любят всю ночь «плавать» по помещению рискуя посреди ночи врезаться в стену! Самое трудное, однако, это заснуть. Мы и так весь день проводим в состоянии «свободного плавания», поэтому, когда приходит время сна, наше тело не получает привычных сигналов, которые помогают заснуть. Поэтому все, что вы можете сделать, это выключить свет и ждать, пока организм сам не решит, что надо спать. Вообще, космонавты даже привязывают подушку к голове, чтобы организм получил дополнительный стимул ко сну!

Мне понадобилась пара недель для того, чтобы научиться легко засыпать, и после этого со сном у меня уже не возникало проблем. Обычно я спал порядка шести-семи часов, но я не уверен, что сон в космосе столь же хорош, как на Земле. Иногда бывает довольно проблематично привести в удобное положение руки, которые так и норовят «уплыть» в стороны. Я скрещивал их на груди и фиксировал, используя плотность спальных мешков. Иногда я использовал затычки для ушей, чтобы заглушить постоянный шум от вентиляторов, а вентиляторы необходимы для поддержания циркуляции воздуха и предотвращения образования опасных карманов углекислого газа внутри отсеков.

Мой отсек, располагавшийся на полу в модуле Harmony

Ирония в том, что, невесомость, хотя и является чудесным и освобождающим ощущением, лишает нас одного утешительного достоинства силы тяжести – возможности падать в постель в конце долгого дня и чувствовать тяжесть головы на мягкой подушке. Вот по чему я действительно скучал в космосе!

В: Все космонавты спят в одно время?

О: Это интересный вопрос, потому что многие люди могут предположить, что на космической станции кто-то должен постоянно бодрствовать. В армии каждый из нас должен был нести вахту хотя бы пару часов за ночь. Однако на космической станции экипаж спит почти в одно и то же время, где-то с десяти вечера и до шести утра.

В отсеке командира МКС есть устройство для активации сигнализации, если надо разбудить весь экипаж.

На протяжении большей части своей орбиты МКС взаимодействует с несколькими центрами управления полетами, поэтому на Земле очень много людей, которые внимательно следят за станцией, пока экипаж спит.

В: Что вам снилось в космосе?

О: Я не всегда помню, что мне снилось, особенно если верить некоторым экспертам, которые утверждают, что мы видим сны четыре – шесть раз за ночь. Друзья и семья иногда рассказывают о своих снах в самых ярких подробностях, и они хотят, чтобы я сделал то же самое. Несколько снов, которые мне приснились в космосе, возвращали меня на Землю, и я гулял в условиях нормальной гравитации. Однако было и одно исключение. К концу моей шестимесячной миссии мне приснился сон, в котором я искал книгу в библиотеке, где полки тянулись до самого потолка. Я помню, что был расстроен тем, что не могу добраться до самых высоких полок, и удивлялся, почему вокруг нет лестниц. Внезапно я подумал, что это не проблема, ведь я могу просто взлететь и поискать на полках, не так ли? Вдруг я стал невесомым, и мне казалось совершенно нормальным, что все плавет и на Земле. Однако во сне я так и не нашел ту книгу.

В: Какой эксперимент понравился вам больше всего и почему?

О: Это сложный вопрос для меня, ведь за время моей шестимесячной миссии я принял участие в более чем 250 экспериментах, и от многих у меня остались яркие воспоминания. Вообще говоря, мне очень нравилось проводить медико-биологические эксперименты, потому что в них космонавты сами являются объектом исследования. Медико-биологические эксперименты часто включали проведение медицинских процедур в космосе, которые были для меня новыми и интересными.

Обратной стороной постоянного участия в экспериментах была необходимость часто сдавать на анализ мочу, кал, кровь, слюну и т. д. Эти исследования проводятся не только в космосе, но, бывает, начинаются задолго до запуска и могут продолжаться в течение двух или более лет после возвращения на Землю, чтобы полностью изучить воздействие космического полета на наше тело. Один эксперимент требовал биопсии мышц до и после полета, а это весьма болезненная процедура.

Также на МКС проводились эксперименты, в которых пригодился мой опыт работы пилотом-испытателем – например, в оценке управления «марсоходом» на Земле с МКС. Моя задача состояла в том, чтобы использовать «марсоход» для изучения темной пещеры, которая была построена в Стивенидже, Англия. Я должен был распознать различные камни и другие особенности пещеры, используя интерфейс «человек – машина» и линию связи. Дистанционное управление транспортными средствами поможет подготовиться к высадке космонавтов на Марс; также это будет полезным при изучении Луны – космонавты смогут управлять «луноходами» с ее орбиты.

Если бы мне пришлось выбирать один, самый любимый эксперимент, я бы выбрал эксперимент ЕКА «Мониторинг дыхательных путей». Он довольно сложный, но длился всего пару дней. В этом исследовании впервые шлюз МКС использовался в качестве гипобарической камеры. Космонавты подвергаются воздействию повышенного содержания пыли в воздухе, так как в космосе она не оседает на поверхность, и это опасно. Например, очень вредным может быть воздействие пыльных бурь на Марсе, как и вдыхание тонкого реголита с поверхности Луны (острые, зубчатые края лунного грунта будут наносить неописуемый вред легким при вдохе). В космосе, как и на Земле, мелкая пыль может вызвать раздражение слизистой оболочки глаз, воспаление легких и астму. Каждый раз при выдохе выделяется небольшое количество оксида азота (NO), который синтезируется нашим организмом для регуляции работы кровеносных сосудов и действует как антибактериальный агент. Врачи могут использовать количество выдыхаемого NO как индикатор воспаления дыхательных путей. В эксперименте по мониторингу дыхательных путей мы анализировали количество NO, выделяемого в различных условиях, в том числе и при пониженном давлении в шлюзовом отсеке.

Результаты этого новаторского исследования будут использоваться не только для дальнейших исследований космоса, но и для лечения миллионов людей на Земле, страдающих астмой. Этот эксперимент я считаю лучшим, а сейчас давайте плавно перейдем к следующему вопросу…

В: Какие достоинства имеют исследования, проведенные в космосе?

О: У врачей были реальные опасения по поводу влияния невесомости на здоровье Юрия Гагарина, когда 12 апреля 1961 года он отправился в космос. Вероятных сценариев катастрофы было предостаточно – возможные проблемы с сердцем, легкими, головным мозгом и т. д. С тех пор люди научились не только переносить невесомость, но и адаптироваться и успешно развиваться в таких условиях в течение длительного времени. За это время было получено большое количество информации, касающейся самых различных областей. И это не только финансируемые правительством исследования. Все больше коммерческих компаний осознают преимущества космических исследований, и МКС растет как платформа для инноваций в промышленности и в частном секторе. Я надеюсь, вам будет интересно прочитать о некоторых из исследований, которые радикально поменяли жизнь людей на Земле.

Строение белка. Наше тело содержит десятки тысяч различных белков. Эти трехмерные сложные структуры составляют почти 17 % общей массы тела. Белки не только формируют наши тела, но и играют важную роль в процессах жизнеобеспечения. Ошибка в синтезе белка может привести к развитию тяжелых заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, паркинсонизм, болезнь Хантингтона и даже губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота, или «коровье бешенство».

Принцип действия большинства лекарств, используемых для лечения этих заболеваний, основан на доставке молекул, предназначенных для встраивания в структуру патогенных белков и ингибирования их функции. Но для того, чтобы эффективно работать, молекула лекарственного средства должна точно соответствовать «неправильному» белку, как будто это две части трехмерного паззла. И здесь требуется подробное знание структуры белка. Чтобы ее изучить, можно вырастить кристаллы белка. Исследователи обнаружили, что легче всего такие кристаллы выращивать в невесомости, где отсутствуют эффекты гравитации и конвекции, искажающие или разрушающие тонкую структуру кристаллов. Космические кристаллы оказались более крупными и совершенными, чем любые из полученных на Земле, и уже позволили получить ценную информацию о лечении мышечной дистрофии Дюшенна.

В настоящее время в космосе проводятся эксперименты по изучению таких болезней, как гепатит С, болезнь Хантингтона, некоторые виды рака и кистозный фиброз. И это лишь первые маленькие шаги к использованию потенциала подобных исследований. В природе насчитывается десять миллиардов белков, причем структура каждого из них уникальна и содержит важную информацию, связанную с нашим здоровьем и глобальной средой, – это одна из самых интересных областей исследований, проводимых на МКС.

Создание вакцин. Космическая среда вызывает множество изменений в микробных клетках. Самый простой пример – изменение устойчивости к антибиотикам и скорости проникновения в ткани хозяина.

Особый интерес для исследователей инфекционных заболеваний представляет вирулентность (способность микроба вызывать заболевание). Было показано, что в условиях микрогравитации вирулентность увеличивается. Это позволило ученым выявить и идентифицировать те вирусы, которые обладают низкой вирулентностью, чтобы использовать их в качестве основы для производства вакцин.

Одной из наиболее распространенных причин пищевого отравления является заражение организма сальмонеллами, вызываемая ими диарея остается одной из трех основных причин смертности младенцев во всем мире. Финансируемое коммерческой корпорацией Astrogenetix космическое исследование привело к открытию потенциальной вакцины против этих бактерий, сейчас она находится на этапе одобрения и коммерческого внедрения.

Эксперименты на МКС были также посвящены изучению вирулентности устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus, более известного как MRSA.

На МКС также стремятся улучшить существующие вакцины против стрептококковых бактерий, которые вызывают такие опасные заболевания, как пневмония, менингит и бактериемия.

И это лишь часть результатов, подтверждающих перспективы создания вакцин в условиях микрогравитации.

Процесс старения. Быстрые изменения, которые происходят с человеческим организмом после адаптации к невесомости, представляют собой уникальную модель для изучения процессов старения. Проводятся исследования потери костной ткани, сердечно-сосудистой дегенерации и изменения состояния кожи; ученые ищут пути поддержания равновесия иммунной системы. Исследования уже привели к разработке нового препарата для лечения остеопороза (ProliaTM от Amgen), и в настоящее время многие эксперименты МКС ориентированы на эту область исследований.

Количество пожилых людей стремительно растет, в настоящий момент более 8,5 % всех людей на Земле находится в возрасте 65 лет и старше. Только в США число людей в этой возрастной группе удвоится в течение следующих тридцати лет.

Долгая жизнь не означает здоровую жизнь, и исследования, проводимые на МКС, позволяют подготовиться к проблемам общественного здравоохранения, которые неизбежно возникнут со старением населения.

Сплавы металлов.

Литьё было освоено довольно давно – самое древнее из найденных отлитых изделий (медная лягушка) датируется 3200 годом до н. э. Однако технология литья по-прежнему остается предметом научных исследований. На Земле микроструктура только что остывшего сплава страдает от конвекции и седиментации, вызванных действием силы притяжения. Понимание физических принципов, которые регулируют процесс затвердевания, имеет решающее значение для производства высококачественных материалов, таких как солнечные батареи, термоэлектрические и металлические сплавы. Отсутствие конвекции и седиментации в космосе позволяют ученым контролировать и усовершенствовать процесс затвердевания, что приведет к появлению новых, более прочных и легких материалов. На европейском электромагнитном левитаторе, расположенном на борту МКС, проводятся эксперименты и в этой области. Проект IMPRESS под руководством ЕКА, объединивший 43 исследовательские группы, уже дал результат – были разработаны лопасти турбин из алюминидов титана. Эти кристаллические сплавы, обладающие уникальными свойствами, такими как высокая температура плавления, высокая прочность и низкая плотность, идеально подходят для современных электростанций и авиационных двигателей. Использование алюминида титана приведет к 50-процентному уменьшению количества компонентов турбины, что снизит расход топлива и, соответственно, выбросы газов в окружающую среду.

Низкотемпературная плазма.

Плазма – это одно из четырех фундаментальных состояний материи, наряду с твердым, жидким и газообразным. Она представляет собой ионизированный газ, чем-то напоминающий молнию, и для Земли это довольно редкое состояние вещества. А вот в космосе плазмы – 99 %. Когда частицы пыли или другие микрочастицы попадают в ионизированный газ, они становятся сильно заряженными, в результате чего образуется «сложная плазма». МКС обеспечивает идеальные условия для исследования «сложной плазмы», поскольку в условиях микрогравитации частицы пыли могут свободно распространяться в пространстве и формировать упорядоченные трехмерные кристаллические структуры этого вещества.

Плазма может проникать во многие материалы, распространяясь равномерно и быстро. Она способна дезинфицировать поверхности и, как было доказано, за несколько секунд нейтрализовать устойчивые к лекарствам бактерии, такие как MRSA. Другие исследования показали, что плазменная терапия (совместно с химиотерапией) эффективна в борьбе с раком, замедляя рост опухоли на 500 % (!) по сравнению с одной только химиотерапией.

После чрезвычайно успешной серии европейских и российских экспериментов на МКС данные о свойствах «сложной плазмы» получили на Земле практическое применение в виде низкотемпературной плазмы. С 2013 года компания Terraplasma, наряду с производством водоочистительного оборудования, успешно применяет технологию низкотемпературной плазмы для решения многих проблем в области медицины и гигиены.

Микрокапсуляция. Представьте, что вы заполняете крошечный биоразлагаемый микробаллон (размером с эритроцит) различными лекарственными растворами, которые можно вводить в кровоток для борьбы с болезнью, вдыхать для лечения бактериальных инфекций легких или доставлять непосредственно в место развития злокачественных опухолей.

Этот процесс получил название «микрокапсуляция»; разработанный на базе космических исследований, впоследствии он показал потрясающие результаты. Тесты говорят, что несколько доз лекарства, введенного способом микрокапсуляции непосредственно в опухоль предстательной железы, замедлили рост опухоли на 51 % в течение трех недель. В другом исследовании было показано, что достаточно двух доз микрокапсул, чтобы уменьшить размер опухоли легких в 43 % случаев. После 26 дней снижение размера опухоли было отмечено в 82 % случаев, а 28 % опухолей полностью исчезли. Столь многообещающие результаты с использованием низких доз лекарства дают этому методу несомненные преимущества в сравнении с традиционными методами терапии рака, такими как химиотерапия.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Если кто-нибудь из вас хоть раз готовил салат с добавлением масла и уксуса, то он, конечно, знает, что эти жидкости не смешиваются. Масло обладает меньшей плотностью, поэтому находится на поверхности. Чтобы в салате было одинаковое количество обеих жидкостей, надо предварительно встряхнуть бутылку с уксусом и маслом. В скором времени, однако, эти жидкости вновь разделятся из-за действия гравитации Земли. В космосе все не так. Две жидкости по-прежнему не смешиваются полностью, но в отсутствии гравитации маленькие глобулы масла и уксуса равномерно распределяются внутри одной, более крупной глобулы. Это и есть основной принцип микрокапсуляции в условиях микрогравитации.

Данные, полученные на МКС, были жизненно важны для разработки технологии создания этих капсул, поскольку под действием микрогравитации разные жидкости (например, масло и вода) распределяются равномерно по всей капсуле. Таким образом, можно получить капсулы высочайшего качества!

Ошеломительный успех созданных в космосе микрокапсул привел к открытию и последующему патентированию НАСА системы микрокапсулирования импульсного потока (Pulse Flow Microencapsulation System, PFMS), которая была создана на Земле и может воспроизводить качество создаваемых в космосе микрокапсул.

Такой метод лечения может быть полезен не только при терапии рака. Микрокапсулы эффективны при лечении многих заболеваний – например, в качестве замены ежедневных инъекций инсулина для больных диабетом, так как одна инъекция микрокапсул способна поддерживать нужную концентрацию инсулина в течение 12-14 дней.

В: Какая часть дня вам нравилась больше всего?

О: Мне нравилось делать фотографии, смотреть в иллюминатор (окно) или звонить семье и друзьям после окончания рабочего дня. Рабочий день у нас очень продуктивный, мы всегда старались выполнить то, что было запланировано по графику.

Кстати говоря, это хорошо: в такой среде напряженный график необходим, ведь мы летим в космос, чтобы усердно работать! Я был глубоко удивлен, когда меня спросили, не было ли мне скучно на МКС… Скучать мне, прямо скажем, было некогда, и я ценил каждую спокойную минуту.

Это может показаться странным, но мне всегда нравилось чистить зубы вечером, потому что наша гигиеническая зона расположена рядом с куполом, и я знал, что буду иметь возможность в течение нескольких минут наслаждаться видом из огромного окна. Мне нравилось это сочетание – выполнять самую обыденную процедуру на скорости, в 25 раз превышающей скорость звука, да к тому любуясь видом континента внизу.

В: У вас было свободное время? Как вы проводили выходные?

О: В течение недели у нас очень мало свободного времени, и само время летело быстро. Выходные проходили в более спокойном ритме, на личные дела обычно оставалось несколько часов.

А не на личные? В субботу утром проводилась уборка космической станции. В воздушных фильтрах скапливается много пыли, поэтому на их очистку уходило около пары часов. Наверное, всплывающий перед глазами образ космонавта с пылесосом выглядит довольно смешно, но, эй, кроме нас, некому содержать это место в чистоте! Мы использовали обычный пылесос с длиннющим электрическим шнуром. Я помню, что одной из моих любимых книг в детстве была «Летающая хоккейная клюшка» Роджера Брэдфилда. В ней рассказывается о мальчике, который летал по сельской местности на хоккейной клюшке, приводимой в действие электрическим вентилятором, и, когда этот мальчик отправлялся навстречу приключениям, за ним тянулся оооочень длинный электрический шнур. На МКС наблюдалась та же картина – мы летали с пылесосом, за которым тянулся бесконечный шнур.

Уборка – это еще и отличная возможность найти вещи, которые были утеряны в течение недели, потому что вентиляторы медленно, но верно засасывают все. Я помню, как Тим Копра презентовал мне нашивку с надписью «100 дней в космосе», и стоило мне лишь на секунду отпустить ее, чтобы взять фотоаппарат, как она исчезла. Нашивка объявилась лишь две недели спустя – ее нашли в воздушном фильтре соседнего модуля.

Помимо очистки фильтров от пыли мы также делали влажную уборку, протирая дезинфицирующими салфетками все перила и другие поверхности, с которыми контактировали, чтобы максимально подавить рост микробов и снизить риск заболеваний. Каждый экипаж проводит уборку немного по-своему, но мы решили разделить американский сегмент на три больших модуля, и каждый из нас проводил уборку в своем модуле. Каждые две недели мы менялись – таким образом, один и тот же человек не убирал туалет в течение шести месяцев!

Остаток субботы я предпочитал посвящать образовательным проектам. Записывал сообщения для школьников, общался с ними по радио, руководил студентами при проведении научного эксперимента или проводил «Космический класс», который смотрели более полумиллиона студентов.

В идеале воскресенье был выходным днем, и каждый член экипажа имел возможность пообщаться с членами семьи по видеосвязи. Общаться с близкими, когда они находятся так далеко, очень важно для поддержания боевого духа экипажа.

Иногда были эксперименты, которые требовали нашего участия и в выходные дни, и мы, разумеется, проводили их, но в целом у нас было свободное время, чтобы сделать пару снимков или позвонить друзьям и родственникам.

В: Что вы скажете о самой шокирующей части космической жизни?

О: Ха, какой прекрасный вопрос! Безусловно, самое шокирующее в космической жизни – это наблюдать, как разваливаются ваши стопы. Мы почти не пользуемся ими на космической станции, и на них редко действует нагрузка (кроме случаев, когда мы тренируемся). Из-за этого они становятся очень гладкими и мягкими, как у новорожденных. Шесть месяцев в космосе обеспечат вас лучшим педикюром из возможных.

Дело в том, что вся мертвая, огрубевшая кожа на ваших ступнях начинает сходить. После нескольких недель жизни на космической станции носки нужно снимать очень аккуратно – в противном случае вы устроите душ из ороговевших слоев кожи. А так как в космосе ничего на пол не падает, то ваша кожа будет летать в воздухе до тех пор, пока ее не засосет один из воздушных фильтров. И вы станете самым непопулярным членом экипажа!

Не менее важен тот факт, что у нас образуется «чешуя ящерицы» на верхних участках пальцев. Чтобы стабилизировать положение тела на время работы, мы постоянно закрепляем ноги с помощью металлических поручней и ремней. Это приводит к тому, что кожа пальцев в местах крепления становится чешуеобразной. Для предотвращения подобной ситуации ЕКА даже разработало специальные носки с мягкой резиновой прослойкой поверх пальцев ног, в некоторой степени они помогают.

В: Были ли у вас какие-нибудь материалы для чтения и какую книгу вы выбрали для чтения в космосе?

О: Да, космонавты могут читать электронные книги в космосе или слушать аудиокниги (что происходит чаще). На Земле есть специальная команда, которая, помимо всего прочего, по нашим просьбам посылает нам по каналам связи электронные книги, подкасты, новостные статьи, музыкальные файлы и даже телевизионные передачи.

Я читал немного, в первую очередь из-за нехватки свободного времени, ведь в вечерние часы и выходные я предпочитал делать фотографии и общаться с семьей и друзьями. Во время тренировок я знакомился с новостями или слушал подкасты (моими любимыми были The Infinite Monkey Cage с Брайаном Коксом и Робином Инсом, а также Chris Evans Breakfast Show). Однако я имел при себе биографию Юрия Гагарина «Дорога в космос». Эта книга на самом деле принадлежит Хелен Шарман (Хелен первой из британцев полетела в космос в 1991 году, на космическую станцию «Мир»), но она передала ее мне. Трудно выбрать более подходящую книгу для чтения в космосе, и для меня было огромной честью получить ее от Хелен.

В: Что вас больше всего удивило на МКС?

О: К моменту прибытия на МКС мы прошли такую подготовку и так детально разобрали устройство космической станции во всех возможных аспектах, что удивить нас чем-то было сложно. Это не значит, что на МКС нет своих фишек и особенностей, просто космонавты знакомятся с ними в процессе подготовки к полету. Одно из самых удивительных открытий, которое я сделал на ранних этапах подготовки, – что российский и американский модули работают на разных электрических напряжениях. Оба сегмента получают 100 % электро энергии либо непосредственно от солнечных панелей, либо (в темноте) от батарей, которые от этих панелей заряжены. Однако напряжение в российском сегменте 28 вольт, а в американском – 124 вольта.

Сам по себе это и не такой уж выдающийся факт, но дело в том, что российские огнетушители (на основе пены и воды) запрещены к использованию в американском сегменте вследствие вероятности удара током. Вместо этого в американском сегменте используются огнетушители на основе диоксида кислорода, которые запрещено использовать в российском сегменте, потому что в этом случае системы очистки воздуха, установленные там, не смогут удалить из воздуха столь значительный объем этого газа.

Вот такие различия.

Одним из главных успехов МКС является тот факт, что 15 стран работали сообща над созданием и эксплуатацией самого сложного инженерного проекта в истории. Однако, когда столько наций и компаний принимают участие в строительстве, в разных модулях и сегментах неизбежно будет наблюдаться множество «нестандартных» элементов. Причем это касается как тривиальных элементов (переключатели, крепеж, номенклатура и т. д.), так и более важных (аварийное оборудование, системы связи, системы жизнеобеспечения и т. д.).

Работая пилотом-испытателем, я научился выявлять те недостатки летательного аппарата, которые могут принести экипажу больше всего проблем. Так что давайте просто скажем: я рад, что мне не нужно было составлять отчет о «человеческих факторах» для МКС!

Например, одна из особенностей системы связи заключается в том, что в случае предупреждения или возникновения чрезвычайной ситуации вся голосовая связь между российским и американским сегментами отключается до тех пор, пока включена звуковая сигнализация. Только отключив ее, вы сможете восстановить связь и услышать, что говорят ваши российские коллеги… если они еще не улетели в «Союзе» без вас!

В: Можно ли выпить чашку чая в космосе? – Кэтти Лоугнейн.

О: Этот вопрос очень важен для любого британского космонавта, и ты будешь рада узнать, что да, мы можем насладиться чашкой чая в космосе! Вообще, нам полагалось три любых горячих напитка на наш вкус каждый день. Я выбрал два чая и один кофе. К счастью, НАСА сочло мой любимый напиток пригодным к космическому полету. Я поклонник Yorkshire Red (отличный чифирь), и после тщательного микробиологического тестирования мои пакетики были упакованы в герметичное саше из фольги (это саше служит нам сосудом для питья) вместе с порошкообразными сливками Heresy (представляю ваше огорчение, но выбора не было) и небольшим количеством сахара. Оставалось лишь добавить горячую воду из кулера с питьевой водой, а затем наслаждаться напитком через соломинку. Мы не можем пить из обычной чашки или кружки, потому что, к сожалению, в условиях невесомости горячая жидкость просто взлетит и вызовет ужасный беспорядок!

Когда перед полетом мне сказали, что из себя представляет чаепитие в космосе, я первым дело подумал: а как регулировать крепость напитка? Если пить сразу, то чай не успеет завариться, а если ждать, то под конец будешь сосать чайный пакетик (фу!). Так что, немного поразмыслив, я модифицировал соломинку в переносную трубку, благодаря которой мог довести чай до необходимого состояния, а затем вылить его в пустое саше и наслаждаться на досуге. Получалось весьма недурно для напитка, приготовленного из порошковых сливок и вчерашней переработанной мочи!

Космонавт НАСА Дональд Петтит в 2008 году пошел дальше. Он разработал кружку для питья в невесомости. Дон просто гений. С помощью математического моделирования он рассчитал точные параметры такой кружки, которая могла бы удерживать жидкость в условиях микрогравитации, препятствуя ее распространению по всей космической станции. Эта кружка имеет острое ребро, и это ребро, благодаря действию силы поверхностного натяжения, удерживает жидкость и направляет ее точно в рот космонавта.

Я несколько раз пробовал пить из подобной кружки ради забавы, но мне никогда не улыбалась идея оставлять кружку с горячим напитком прикрепленной к стене липучкой. Поэтому обычно я прибегал к более безопасному способу с использованием саше из фольги.

КРУЖКА ДОНАЛЬДА ПЕТТИТА

В: Вы смотрели фильмы в космосе?

О: На борту МКС время в большом дефиците, так что просмотр фильмов находится далеко не в приоритете. Однако мы вместе посмотрели два-три фильма, чтобы расслабиться и отлично провести время на выходных. Самым запоминающимся из них был «Звездные войны: Пробуждение силы». Его попросил переслать Скотт Келли прямо перед нашим прилетом в декабре 2015-го. Управление полетами в особых случаях может пересылать «тяжелые» файлы по каналу спутниковой связи, и иногда – новинки кино.

За несколько месяцев до этого Скотт смог убедить руководство НАСА, что космонавты на МКС вполне могут справиться с проектором и большим белым экраном. Он сказал, что это позволило бы нам проводить брифинги, видеоконференции и учебные мероприятия, не толпясь около небольшого экрана компьютера. Сейчас проектор и экран используются ежедневно, но космонавтов больше интересовало другое – они идеально подходят для ночных кинопросмотров.

Большинство фильмов, ТВ-передач и документальной хроники содержались на жестком диске 1ТВ. Их закачивают заранее, а не пересылают по каналам связи. Я не смог сдержать улыбки, когда наткнулся на фильм «Чужой» – у кого-то из команды поддержки определенно отличное чувство юмора! Также был фильм «Гравитация», но я посмотрел его незадолго до полета и не нуждался в повторном напоминании всех опасностей выхода в открытый космос, тем более непосредственно перед событием.

В условиях невесомости мы могли чувствовать себя комфортно во многих положениях, но самой естественной, на удивление, оказалась почти сидячая позиция, и во время ночных просмотров мы все старались найти место, где бы «присесть» и насладиться происходящим на экране.

Просмотр «Звездный войн» определенно занимает первое место в плане крутых ощущений. Наслаждаться межгалактическими битвами, находясь на космическом корабле, вращающемся вокруг Земли… Я был готов увидеть «TIE-Истребитель», когда той ночью отправился закрывать окна купола!

В: Как вы стирали вещи в космосе?

О: На космической станции нет стиральной машины, а вода – очень ценный ресурс, поэтому мы просто носили одну и ту же одежду в течение нескольких дней, а потом меняли ее на новую, а старую выбрасывали. Это не так плохо, как кажется. Температурный режим на МКС находится под контролем, поэтому одежда не пачкается так быстро, как на Земле. Некоторые предметы, например носки и наши спортивные костюмы, содержат в себе антибактериальные материалы.

Мы меняли одежду в соответствии с установленным графиком. Это гарантирует, что одежды хватит на шесть месяцев. Например, белье мы меняли каждые два-три дня, майку и носки – каждую неделю, а брюки или шорты – каждый месяц. Также у нас было несколько дополнительных поло для официальных случаев (запись видеосообщений и другие мероприятия по связям с общественностью) и несколько толстовок, поскольку по вечерам на космической станции иногда бывает прохладно.

Больше всего страдает одежда, в которой мы тренируемся. Мы меняли ее в конце недели, и это радовало, ведь космонавты тренируется каждый день по два часа.

В: В космосе сердце бьется по-другому, чем на Земле?

О: Исследования показали, что в космосе у космонавтов сердце бьется немного медленнее, чем на Земле, потому что нагрузка на сердечную мышцу не столь велика, ведь в космосе она не должна перекачивать кровь под действием силы тяжести. В космосе снижается не только сердечный ритм, но и объем циркулирующей крови: она приливает к груди, чтобы сердцу проще было выполнять свою функцию. Проблема в том, что сердечная мышца в случае недостаточной нагрузки теряет массу, как и любая другая. Также у некоторых космонавтов наблюдалось некоторое «округление» сердца, что связано с его атрофией в космосе. К счастью, эти изменения были временными, и после возвращения на Землю масса и форма сердца нормализовались. Изучая эти изменения, ученые могут корректировать программу упражнений, необходимых для поддержания здоровья космонавтов при длительных экспедициях, например на Луну или Марс. Более важным представляется тот факт, что изучение сердца имеет многочисленные преимущества для улучшения здоровья людей здесь, на Земле.

В: Как вы стригли волосы и брились в космосе?

О: Стрижка волос в космосе на самом деле проходит очень легко. Мы пользуемся машинками для стрижки, к которым присоединены трубки, а те, в свою очередь, соединяются с пылесосом. Таким образом, все состриженные волосы попадают в пылесос (при условии, что вы не забыли его включить!) и не разлетаются по всей станции. В космосе я стриг волосы каждые две недели – на Земле я точно не делал этого так часто!

Для бритья мы могли использовать как электрическую бритву, так и обычную. При пользовании электрической бритвой мы старались располагаться как можно ближе к воздушному фильтру. Для влажного бритья использовали теплую воду и пену для бритья. Так как вода, благодаря поверхностному натяжению, имеет свойство прилипать к коже, можно спокойно бриться даже в условиях невесомости. Конечно, у нас нет раковины или проточной воды, чтобы ополоснуть бритву, и вместо этого космонавты просто вытирают лезвие чистым личным полотенцем.

Я использовал электрическую бритву в течение недели, вследствие удобства использования и экономии времени, а по выходным наслаждался влажным бритьем.

В: Какая на МКС атмосфера?

О: В модулях космической станции поддерживается стандартное давление в 1 атм, то есть то же давление, которое вы чувствуете, когда находитесь на Земле на уровне моря (101,3 кПа, или 14,7 фунта на квадратный дюйм). Поэтому космонавты чувствуют себя вполне комфортно, и надо сказать, что на многих самолетах условия не столь хороши. При подъеме с земли в атмосферу окружающее давление падает, и самолет должен быть весьма прочным, чтобы корпус выдержал разницу в давлении. Большая прочность часто означает больший вес и большую стоимость, что является одной из причин того, что внутри самолета поддерживается давление, эквивалентное давлению на высоте 1830-2400 метров.

Состав воздуха космической станции также близок к оптимальному: около 21 % кислорода и 78 % азота. Это намного безопаснее, чем использование чистого кислорода, что создало бы риск пожара. Именно из-за этого трагически погибли все три члена экипажа во время наземного испытания капсулы «Аполлон-1», когда электрическая неисправность в обогащенной кислородом атмосфере вызвала быстрый и чрезвычайно интенсивный пожар.

Основное различие между воздухом МКС и воздухом на Земле заключается в более высоком уровне углекислого газа – на МКС он выше в десять раз. Системы жизнеобеспечения на борту станции являются ценным ресурсом, и если понижать уровень СО_2, это может сказаться на долговечности систем. На самом деле уровни углекислого газа находятся в безопасном для человека диапазоне, но иногда повышение может вызывать головную боль или снижение когнитивных способностей. Физиология человека тоже является важным фактором – некоторые члены экипажа более восприимчивы к высокому уровню углекислого газа, а другие не чувствуют дискомфорта.

В: Какая кнопка на МКС ваша любимая и что она включает?

О: Мне нравится этот вопрос о кнопке. В японской лаборатории есть воздушный шлюз, который мы используем для проведения экспериментов в космосе. Это позволяет нам не только изучать среду микрогравитации внутри космической станции, но и узнавать о термических экстремальных явлениях, радиационной среде и, конечно, о вакуумной среде вне космической станции. Во время моей миссии мы выпустили несколько небольших спутников через этот шлюз и вывели их на орбиту, используя роботизированную руку.

Есть что-то очень крутое в открывании двери, ведущей в космос! Моей любимой кнопкой на МКС была кнопка «Открыть внешний люк». Мне никогда не надоедало смотреть из маленького окна шлюза, как за внешним люком медленно открывается черная бездна космоса.

Как и следовало ожидать, на «Союзе» тоже есть несколько запоминающихся кнопок. Над действительно важными предусмотрено подпружиненное покрытие. Это напоминает окошко в компьютере: «Вы действительно хотите удалить это?» – то есть вы понимаете, что последствия будут необратимыми, и должны быть абсолютно уверены в том, что делаете. Я считаю наличие предохранителей очень уместным, так как за свою долгую карьеру пилота несколько раз нажимал «неправильные» кнопки, мне кажется, это обратная сторона любопытства пилота-испытателя.

На самом деле все важные кнопки на «Союзе» жестко привязаны к соответствующим механическим компонентам, так что будут работать даже при наличии серьезной неисправности компьютера. Моя любимая кнопка была та, что разделяет космический корабль на три части при входе в атмосферу Земли. В нормальных условиях это происходит автоматически, но экипаж имеет возможность ручного запуска, если что-то пойдет не по плану. Процесс разделения напоминает стрельбу из пулемета у вас над головой – именно с таким звуком взрываются десятки пиротехнических болтов, разделяющих «Союз» на три модуля. Только один из этих модулей имеет теплозащитный экран, и если с разделением нет проблем, то вы сидите именно в нем.

В: Как вы больше всего любили проводить время в космосе?

О: Вне всякого сомнения, моим любимым занятием в космосе была фотография. Это довольно удивительно, ведь до полета я не был хорошим фотографом и мои снимки редко удостаивались повторного просмотра. Но вид нашей прекрасной планеты из космоса – это редкая привилегия, а поскольку космические агентства вкладывают столько времени, сил и денег в обучение космонавтов, неудивительно, что мы получили отличную подготовку и в области фотографии. Когда мы отправились в космос, я достаточно уверенно пользовался бортовой камерой Nikon D4.

Конечно, одно дело – знать технические параметры камеры или иметь теоретическое представление о том, как фотографировать, и совсем другое – сделать хороший снимок из космоса, вот это в значительной степени изучалось мною прямо «на месте». Я хотел бы выразить огромную благодарность моим товарищам по команде – Скотту Келли, Тиму Копра и Джеффу Уильямсу, а также всем опытным космонавтам, которые были готовы поделиться со мной своими знаниями.

С некоторыми аспектами в космосе было намного проще: нам были предоставлены высококачественные камеры и линзы, от Солнца шел чистый, нефильтрованный белый свет, и, конечно, перед нами был самый ошеломляющий объект Солнечной системы – Земля! Однако при движении на скорости, в десять раз превышающей скорость пули, возникали некоторые сложности: времени, чтобы идентифицировать и сфотографировать объект, было немного. Сложности возникали и при ночной съемке – освещение было недостаточным, и было трудно сфокусировать камеру.

Зачастую, чтобы сделать хороший снимок пирамид, вулканов, ледников или, например, городов, требовалось спланировать все заранее. Нельзя просто так сделать снимок – нужно продумать освещение, угол наклона, из какого окна МКС лучше снимать, да еще к этому надо учитывать погодные условия на Земле. Но потраченное время и проявленное терпение стоили того. Я никогда не думал, что получу такое огромное удовольствие и от процесса, и от некоторых снимков, которые мне удалось сделать. Одна из моих любимых фотографий – редкое фото Антарктиды; она находится так сильно к югу от орбиты МКС, что было чрезвычайно сложно получить ее четкое изображение (см. фотографию 29).

В: Что вы ели на МКС?

О: Мы ели довольно обычную пищу, такую же, как на Земле, но существуют особые требования, которые делают некоторые продукты более подходящими для космических путешествий. Во-первых, космическая еда должна иметь прочную упаковку, которая не будет ломаться или лопаться во время запуска. Кроме того, обязателен длительный срок хранения – 18-24 месяца после фасовки. Естественно, еда должна быть питательной и здоровой, со сбалансированным содержанием витаминов и минералов. Наконец, есть некоторые продукты, которые просто не подходят к условиям микрогравитации. Я обожаю чипсы, но попытка съесть их в невесомости создаст слишком много неудобств, и по этой причине вся рассыпчатая еда исключается из меню.

Большинство «космических» продуктов упаковываются в пакеты из фольги и пластика или в металлические банки, и в «космическом меню» есть более ста блюд, поэтому выбор велик. Некоторые блюда представляют собой высушенные или замороженные продукты, и мы заливаем их горячей водой. Таковы многие из наших супов. Мясо и десерты запакованы в контейнеры из фольги, и, чтобы разогреть, мы минут на двадцать помещаем их в электрический нагреватель.

Наша еда немного напоминает армейские или походные пайки, и не сказать, чтобы она отличалась каким-то особым вкусом. Разве что мягче обычной и недосоленная – содержание соли в космических блюдах обычно уменьшают. Исследования показали, что в условиях микрогравитации натрий плохо выводится, что повышает кислотность среды организма и может ускорить потерю костной массы – неприятная новость для космонавтов, которые и так упорно тренируются, чтобы сохранить плотность костной ткани.

Один из самых распространенных методов хранения еды – консервация. Пища нагревается в течение нескольких часов до температуры, при которой погибают микроорганизмы, а затем охлаждается, и воздуха в консервах нет. Некоторые из самых вкусных блюд, которые я ел в космосе, были «из консервов», но недостатком является то, что консервы тяжелые и громоздкие. Так что консервов у нас не так много.

Наконец, есть «бонусная» еда! Каждый космонавт мог взять с собой некоторое количество продуктов. «Бонусная» еда составляет до 10 % от всех употребленных на МКС калорий, поэтому к ее выбору нужно относиться с умом. Я и подошел: большая часть моего «бонусного» питания была приготовлена знаменитым шеф-поваром Хестоном Блюменталем. Но обо всем по порядку. У меня на родине был проведен конкурс для школьников под названием «Великий британский космический ужин». Цель конкурса – составление рецептов блюд для космических полетов. Призом для команды-победительницы стала встреча с Блюменталем, шеф-поваром с несколькими мишленовскими звездами. На основе рецептов ребят он приготовил семь блюд. Не очень-то бескорыстное решение вопроса с моей стороны, я полагаю!

В отношении «бонусной» еды есть много нюансов, про которые знают более опытные космонавты. Например, отличная идея – взять с собой на станцию блюда, которыми можно поделиться с товарищами и привнести немного национального колорита. Было бы неплохо захватить с собой рыбу и картошку фри, но в виде консервов такого, видимо, не делают, и мой британский вклад состоял из бекона сарни, курицы под соусом карри, колбасы с пюре, фаджа с ароматом виски, йоркширского чая и шотландского песочного хлеба.

Вот небольшой список «стандартных» блюд, которые мы могли выбрать на МКС:

В: В космосе у еды другой вкус?

О: Это отличный вопрос, ответ на который у каждого свой. Я думаю, что некоторые блюда в космосе действительно отличаются по вкусу от земных. Как мне кажется, основная причина в том, что в космосе мы не чувствуем запаха пищи (то есть не чувствуем так, как на Земле), а в нашем восприятии еды обоняние играет очень важную роль. Отчасти это связано с тем, что в невесомости нет конвекции: горячий воздух не поднимается, а холодный воздух не опускается. Воздух внутри космической станции перемещается вентиляторами (как и в самолете), создавая искусственный поток от потолка к полу. Поэтому запах еды как бы «уходит» от носа. Конечно, есть идеальное решение: принимать пищу вверх ногами!

Иногда пониженное обоняние связано с другой причиной. В невесомости жидкость внутри организма поднимается к груди и голове, из-за чего растет внутричерепное давление. И МКС – это довольно пыльная среда для работы, потому что пыль не оседает, как на Земле, а парит в воздухе. Совместно два этих фактора (повышенное внутричерепное давление и высокая концентрация пыли в воздухе) вызывают воспаление слизистой оболочки носа, а когда нос заложен, обоняние ослабляется.

На восприятие пищи влияет не только отсутствие запаха. На МКС, помимо удаленности станции от Земли, повсюду лаборатории, холодное искусственное освещение и вентиляция, что не способствует приятной атмосфере ужина! Мне всегда нравилось есть в российском сегменте. Там на стенках висят пара постеров с изображениями зеленой травы, деревьев и весенних цветов под голубым небом. Так или иначе, но это напоминало о доме, и для меня еда становилась вкуснее.

К счастью, нам разрешили взять с собой приправы. У нас были соль и перец в растворенном виде (потому что в обычном виде они бы просто разлетелись), а также соусы барбекю, табаско и незаменимый для бекона сарни кетчуп. Стремясь сохранить потребление соли на низком уровне, я часто добавлял в пищу табаско.

В: Какая еда в космосе нравилась вам больше всего?

О: Было несколько блюд, которыми я действительно наслаждался. Как и следовало ожидать, блюда Хестона оказались вне конкуренции. В частности, мой любимый консервированный аляскинский лосось с каперсами – каперсы просто взрываются во рту, распространяя потрясающий аромат.

Самую вкусную еду я обычно оставлял до выходных, чтобы насладиться в спокойной обстановке. Однако, когда вы не на Земле, даже самая обыденная закуска может доставить настоящее удовольствие.

В середине дня я любил делать себе бутерброд с арахисовым маслом и джемом. Хлеба как такового у нас нет, но вместо него мы использовали мягкую лепешку-тортилью. Примерно раз в неделю нам полагался маффин с кленовым сиропом, он обеспечивал просто отличное начало дня, особенно с капелькой меда на верхушке.

Удовлетворение от еды в равной мере зависит как от вкуса блюд, так и от окружающей обстановки. Поэтому я просто обожал пятничные вечера, когда мы собирались всем экипажем, чтобы вместе поужинать и расслабиться после тяжелой недели. Обычно мы все приносили блюда из «бонусной» еды – и получался такой интернациональный шведский стол.

Одно из событий, которого с нетерпением ждет весь экипаж, – это прибытие грузового корабля. Обычно нам присылают немного свежих фруктов. Меня всегда восхищало, насколько сильный запах имеют свежие апельсины, особенно если учесть наше длительное пребывание в затхлой атмосфере. Свежие фрукты всегда были огромным удовольствием для экипажа.

Ладно, вот пример хорошего дня в космосе с точки зрения еды (мой диетолог может не согласиться).

Завтрак. Бекон сарни* с кетчупом, фруктовое пюре.

Второй завтрак. Маффин с кленовым сиропом… и дополнительным медом.

Обед. Колбаса с пюре*, брокколи в панировке, запеченные бобы.

Послеобеденная закуска. Сэндвич с арахисовым маслом и джемом.

Ужин. Аляскинский лосось*, шпинат в кремовом соусе, картофель в панировке, тушеные яблоки на десерт*.

* Блюда, приготовленные Хестоном.

В: Какие у вас были ощущения при первом приеме пищи в космосе? Еда не выплывала изо рта?

О: На самом деле в космосе можно есть спокойно. Глотание и переваривание пищи больше зависят от работы мышц вашего тела, чем от наличия или отсутствия гравитации. Можете проверить сами – попробуйте съесть банан, стоя на руках! Глотание – это сложный процесс, в котором задействованы мышцы языка, глотки и пищевода, чтобы протолкнуть пищу в желудок. Такое согласованное сокращение мышц называется перистальтикой. Как только пища окажется в желудке, кольцевые мышечные волокна в нижней части пищевода смыкаются, препятствуя выбрасываю съеденного обратно. Если у космонавта наблюдаются нарушения этого процесса, он будет страдать от сильной изжоги, вызванной попаданием желудочной кислоты в пищевод. Но такое бывает и на Земле – есть хроническое заболевание, которое заключается в забросе в пищевод желудочного содержимого, называется рефлюкс-эзофагит.

Если рефлюкса нет и пища благополучно попадает в желудок, начинают работать различные клапаны и мышцы, благодаря чему пища, перевариваясь, движется в правильном направлении. Тем не менее после еды в желудке определенно чувствуется легкая тяжесть, и я хорошо усвоил, что не стоит заниматься на беговой дорожке в течение часа или двух после еды. Нет, гравитация вовсе не является необходимым условием для переваривания пищи, но она определенно помогает в этом.

Как и любая другая система нашего организма, пищеварительная система адаптируется к условиям микрогравитации, и мне кажется, что после нескольких дней в космосе моя стала работать намного лучше. К счастью, мы получили важный совет – в первые дни есть меньше, но чаще, чтобы тело привыкало к новым условиям постепенно.

В: Это правда, что в космосе теряешь аппетит?

О: Ну, это очень субъективный вопрос. Некоторые космонавты говорят, что аппетит у них снижается, и существенно, а другие – что, наоборот, повышается. Лично у меня аппетит немного уменьшился. Я по-прежнему хотел есть в обеденное время, но, чтобы насытиться, мне требовалось меньше еды, чем на Земле. И это несмотря на то, что порции у нас весьма небольшие.

Я потерял около пяти килограммов за первые недели в космосе. Причин было две – потеря жидкости, которая в космосе особо не требуется (избыток жидкости является причиной «опухшего лица», что иногда наблюдается у космонавтов), и, конечно, недоедание. Наша диета контролируется с Земли, и после первой оценки моего питания я получил прекрасную новость – мне требуется больше калорий. Я интерпретировал это как разрешение есть шоколадный пирог или какой-нибудь вкусный десерт каждый вечер! Я очень быстро восстановил вес, но не только благодаря питанию, но и с помощью силовых тренировок. На момент возвращения я весил чуть менее 70 кг.

В: Что бывает, если космонавт во время полета получает травму или заболевает?

О: Все космонавты проходят очень серьезную подготовку по оказанию первой помощи. К тому же, вы удивитесь, мы можем выполнять базовые хирургические и стоматологические операции, например наложение швов или удаление зубов. И Тим Копра, и я проходили специальную подготовку. На МКС есть медицинский кабинет, в котором имеются различные препараты – от анальгетиков и антигистаминных средств до антибиотиков, снотворного и местных анестетиков. Космонавты люди крепкие, и большинство болезней или травм не требуют срочного вмешательства и опасности для жизни не представляют.

Мы можем провести детальные консультации с врачами на Земле, прежде чем принимать решение о методах лечения. Если случай серьезный – например, у кого-то аппендицит, – то решение будет приниматься по обстоятельствам. Заболевшего могут оставить на борту и назначить лечение антибиотиками или (что наиболее вероятно) отправить его на Землю. В этом отношении МКС не так изолирована, как некоторые уголки Земли. Например, большинство исследовательских станций Антарктики недоступны в зимние месяцы, и экстренная эвакуация оттуда невозможна. Наш космический корабль «Союз», если вы не забыли, он стоит на приколе, играет роль «спасательной шлюпки». У космонавтов всегда есть возможность вернуться на Землю в течение нескольких часов, если что-либо угрожает их здоровью, пусть даже это будет иметь серьезные последствия для программы исследований. Тем не менее тесный «Союз» – далеко не идеальная карета «скорой помощи», а вход в атмосферу – серьезная нагрузка даже для здорового человека, не говоря уже о ком-то на грани, скажем, перитонита… но, тем не менее, такой вариант существует.

МКС оснащена автоматическим наружным дефибриллятором (АНД). Во время обучения мы отрабатываем несколько аварийных сценариев, которые могут потребовать реанимационных мероприятий, включая внутрисуставную инфузию (препараты вводятся непосредственно в костный мозг). Сердечно-легочную реанимации в условиях невесомости выполнять не так-то просто! Прежде всего надо надежно закрепить пациента на носилках, а тот, кто оказывает помощь, должен зафиксировать колени или нижнюю часть своей спины. Можно сесть на пациента или перевернуться вверх ногами, чтобы отталкиваться от потолка при массаже грудной клетки.

Но я хочу сказать, что риск получения порезов, переломов и травм глаз на станции очень велик. Быстрое перемещение в невесомости, например через люки, может привести к ушибам головы. Кроме того, несмотря на то что в условиях невесомости мы можем играючи перемещать тяжелые предметы (например, скафандры для выхода в открытый космос, которые весят 145 кг), все же эти предметы не перышко, и, если не соблюдать осторожность, можно заработать перелом. Нам часто приходится наклонять держатели, которые на Земле весят несколько сотен (!) килограммов, и необходимо внимательно следить, чтобы одежда ни за что не зацепилась. Работающая вентиляционная система грозит опасностью получения травмы глаз, ведь в воздухе могут летать инородные тела. Мы внимательно следим за тем, чтобы при работе с определенными инструментами и оборудованием не потерять мелкие металлические детальки.

К счастью, на Международной космической станции никогда не случалось ситуаций, требовавших неотложной медицинской помощи, и во время нашей миссии никаких травм не было.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Удаление аппендикса перед полетом – это не обязательная процедура.

В: Что произойдет, если на станции вспыхнет пожар?

О: Во время моего пребывания на МКС аварийная пожарная сигнализация сработала пару раз, но, к счастью, это была ложная тревога. Однако мы в любом случае действуем, как при реальной угрозе. Если на МКС начнется пожар, то в первую очередь мы должны предупредить остальных, вместе добраться до безопасного помещения и приступить к работе над устранением угрозы.

В 1997 году на станции «Мир» воспламенился баллон с кислородом, что привело к угрозе жизни экипажа. Космонавт НАСА Джерри Линенджер, находившийся на борту, описал этот пожар как «бушующую паяльную лампу». Пожар на станции «Мир» был особенно опасен потому, что пламя быстро продвигалось к дальнему модулю, грозя уничтожить корпус. Если бы это произошло, то экипаж, несомненно, погиб бы в течение нескольких минут вследствие разгерметизации. Более того, «Союз», предназначенный для эвакуации, был отрезан огнем. В конце концов экипаж победил в схватке с огнем и, несмотря на густой дым, заполнивший станцию, смог очистить воздух и остаться на борту.

Не меньшую опасность представляют собой и мелкие пожары, которые сложно обнаружить, – на запах дыма срабатывает детектор. Космическая станция – это огромное сооружение с сотнями панелей электрооборудования. Крайне важно, чтобы экипаж быстро нашел источник возгорания, прежде чем распространится огонь. Надо отключить электричество (электричество является наиболее вероятным источником воспламенения), а затем погасить огонь.

Космонавты еще на Земле учатся противостоять любому виду пожаров, вне зависимости от того, где они могут возникнуть. Чтобы справиться с огнем, экипаж разбивается на команды. Например, одна пара может оставаться в безопасном месте, держать связь с Землей и управлять станцией через компьютеры. А вторая пара в это время приступает к тушению пожара: ребята надевают противогазы и занимаются поиском и ликвидацией огня, используя огнетушители на основе диоксида углерода, пары воды или пену. Третья пара может помогать второй, удаляя из опасной зоны оборудование и закрывая люки в нетронутые пожаром модули, – это нужно, чтобы предотвратить распространение дыма. Как вы можете представить, вся эта деятельность требует тщательной координации, и космонавты проводят многочасовые тренировки, пока реакция на пожар не закрепится у них в подсознании.

Детекторы дыма, кстати, запускают автоматическое отключение вентиляции, чтобы прекратить поступление кислорода и уменьшить распространение дыма по всей станции. У экипажа есть специальные ручные детекторы, которые показывают, загрязнен ли воздух монооксидом углерода и другими вредными газами. Мы используем детекторы, чтобы понять, можно ли снять противогазы без опасности для здоровья. На борту также есть специальные воздушные фильтры и оборудование, которые помогают очистить атмосферу МКС после пожара и вернуть все показатели в норму. Вопрос об эвакуации с МКС на космическом корабле «Союз» рассматривается только в крайнем случае.

Интересно, что на «Союзе» нет огнетушителей. Способ борьбы с пожаром на «Союзе» – опустить шлем и сбросить давление во всем космическом корабле. Нет кислорода – нет огня!

В: Насколько быстрый Интернет в космосе?

О: Для личного использования Интернет на МКС ужасно, ужасно медленный. Он даже хуже, чем коммутируемый доступ (если кто-то из читателей помнит, что это такое)! Но, эй, даже тот факт, что я отвечаю на вопрос о скорости Интернета на МКС, – это отличная новость.

Интернет появился на станции в январе 2010 года, и именно тогда космонавт НАСА Ти Джей Кример опубликовал первый твит из космоса: «Привет, пользователи Твиттера! Теперь мы доступны в Твиттере прямо с Международной космической станции – и это первый космический твит!:) Присылайте свои вопросы».

Связь между космосом и Землей сделала огромный шаг вперед по сравнению с временами, когда космонавтам были доступны лишь телефонные звонки плохого качества, и то только когда МКС пролетала над земными станциями телефонной связи.

Стоит сказать, что обмен данными с Землей происходит очень быстро. Это достигается с помощью сети следящих и ретрансляционных спутников, находящихся высоко над космической станцией, на геосинхронной орбите. Совершенно справедливо, что эта линия связи в основном используется для мониторинга и управления МКС, загрузки данных, необходимых для запуска научных экспериментов, и отправки результатов. Этот высокоскоростной канал существует не для того, чтобы космонавты могли быстро обновлять Твиттер по вечерам! Однако, если быть честным, я бы не отказался от более скоростного подключения к Интернету, чтобы использовать такие приложения, как Google Earth, поскольку на МКС мы были очень ограничены в плане изображений земной поверхности. Зачастую экипажу приходилось использовать дорожный атлас, чтобы определить города и другие наземные объекты, фотографии которых мы сделали в течение дня.

Скорость Интернета варьировалась в зависимости от количества полос пропускания, выделенных для экипажа. (Полосы пропускания – это диапазон частот, в пределах которого можно обеспечить передачу сигнала без существенного искажения.) Иногда одна страница загружалась дольше минуты, а иногда от пяти до десяти секунд, но для загрузки видео скорости не хватало в любом случае. По вечерам передача научных данных прекращалась, и Интернет обычно работал быстрее, потому что больше полос пропускания выделялось для личного пользования экипажа.

В: На МКС есть Wi-Fi?

О: Да! На МКС есть две беспроводные точки Wi-Fi, расположенные в американском сегменте. Они предназначены только для подключения устройств к операционной сети, но не для личного пользования. Однако мы могли подключаться с наших айпадов и иметь доступ к ежедневному расписанию, рабочим протоколам и другим приложениям, что значительно облегчало работу.

Прежде чем приступить к работе, нам часто приходилось собирать оборудование в нескольких разных местах станции, а после окончания работы все возвращаться на свои места. Мне очень нравилось чувство свободы, которое я испытывал от путешествия по станции с пристегнутым к колену айпадом, на котором была вся необходимая мне информация!

В: Вы использовали Твиттер или Фейсбук в космосе?

О: В отсеках для экипажа у нас было по два ноутбука. Один из них подключен к операционной сети. С его помощью мы получали доступ ко всем важным данным, необходимым для работы, – расписание, протоколы, электронная почта и множество других приложений. Для защиты операционных данных мы использовали второй ноутбук, подключенный к сети наземной группы поддержки экипажа, и вот с него мы могли выходить в Интернет и заглядывать в Твиттер и на Фейсбук.

По сути, этот второй компьютер не подключен напрямую к Интернету – через удаленный рабочий стол он подключен к компьютеру в Хьюстоне, – я бы сказал, простой и элегантный способ избежать проблем с безопасностью на МКС.

Выкладывать фотографии и просматривать комментарии в Твиттере и на Фейсбуке – отличный способ поддерживать связь с теми, кто остался на Земле, однако сам по себе этот процесс не такой быстрый. Чтобы опубликовать фотографию в Твиттере, сначала нужно было загрузить ее на компьютер, подключенный к операционной сети. Затем по электронной почте фотография отправлялась на мой личный почтовый ящик на Земле. С помощью компьютера, подключенного к сети наземной группы поддержки, я заходил в свою почту и сохранял изображение на удаленном рабочем столе в Хьюстоне. И лишь после этого я мог зайти в Твиттер и наконец загрузить фотографию… уф! Весь этот процесс занимал не менее пяти минут.

Дело продвигалось быстрее, если я отправлял фотографии или посты напрямую на почту группы поддержки в ЕКА. Делиться опытом и публиковать фотографии красавицы Земли – важная часть нашей работы. В ЕКА была небольшая команда, которая отлично справлялась с публикацией всех моих фотографий и других материалов в социальных сетях.

В данном случае, как и почти всегда, все решает командная работа – мы не делаем ничего в одиночку. Поэтому космонавты, находясь в космосе, проводят совсем мало времени в социальных сетях – временем необходимо распоряжаться максимально эффективно.

В: Какие упражнения вы делаете в космосе, чтобы оставаться в форме?

О: Поддерживать форму в космосе действительно важно, и не только для того, чтобы эффективно работать, но и чтобы без ущерба для организма вернуться на Землю. Проблема в том, что человеческий организм прекрасно адаптируется к новым условиям. Будучи предоставленным самому себе, он попытается превратиться в идеальное для жизни в космосе существо. Это может сделать возвращение на Землю – а в перспективе и высадку на Марс или Луну – чрезвычайно болезненной. Чтобы предотвратить это, мы выполняем определенные упражнения, нацеленные на нивелирование негативных эффектов микрогравитации (например, снижение мышечной массы и силы, минеральной плотности костей и ухудшение функционального состояния сердечно-сосудистой системы).

Чтобы поддерживать форму и оставаться здоровыми на борту МКС, космонавты используют тренажер ARED, беговую дорожку (называется Т2) и велотренажер (CEVIS).

ARED является своего рода мультитренажером и включает два вакуумных цилиндра с поршневым приводом, что обеспечивает до 270 кг резистивной нагрузки (реальный вес был бы бесполезен в невесомости, конечно). Это позволяет нам выполнять упражнения на главные группы мышц – приседания, жим стоя, жим лежа, подкачку пресса и бицепсов и многие другие. Привлекательности ARED добавляет и его расположение – он находится чуть выше купольного иллюминатора, и во время коротких перерывов между упражнениями можно насладиться великолепными видами.

На беговой дорожке T2 используется система ремней безопасности и бандажей, чтобы имитировать вес тела и удерживать космонавтов. Натяжение этих ремней регулируется путем простого добавления или открепления металлических крючков. Большинство космонавтов устанавливают нагрузку в 70 % от массы тела, хотя этот параметр может варьироваться в зависимости от типа запланированной тренировки. Этот тренажер можно использовать как в автоматическому режиме (как и большинство беговых тренажеров), так и в режиме свободного хода; в последнем случае космонавту приходится самому приводить в движение беговую дорожку, работая против значительного сопротивления – это очень тяжело. T2 – отличный тренажер для борьбы с сердечно-сосудистой, мышечной и костной дезадаптацией.

Третьим тренажером является CEVIS. Этот велотренажер используется преимущественно для поддержания состояния сердечно-сосудистой системы. Самое замечательное в этом велотренажере то, что вам не нужно сиденье. Вместо этого мы просто закрепляем ноги в велосипедной обуви в педалях, хватаемся за поручни, чтобы стабилизировать положение тела, и начинаем работать.

Для тех, кто впервые прибыл на борт МКС, требуется определенный период времени, чтобы привыкнуть к работе на тренажерах. Во-первых, надо приспособиться к системе ремней на Т2, а при работе с ARED необходимо соблюдать осторожность, так как большой вес при потере координации, которая наблюдается в первые дни в невесомости, может травмировать занимающегося. Обычно космонавты стараются увеличивать длительность и интенсивность тренировок, чтобы подойти к возвращению на Землю в отличной форме.

Мне всегда нравилось тренироваться, может, потому, что я и на Земле старался поддерживать себя в форме, и вторая причина – во время тренировки мозг расслабляется! Работа на МКС требует пристального внимания к деталям и чтения большого количества подробных протоколов, что невозможно без интенсивной умственной работы. Поэтому в конце рабочего дня нет ничего лучше, чем тяжелая физическая нагрузка под отличную музыку.

В: Тяжело было бежать Лондонский марафон в космосе?

О: Мне кажется, бежать марафон тяжело в любом месте! Пока я находился в космосе, Эди Иззард пробежал 27 марафонов за 27 дней, чтобы собрать средства для фонда Sport Relief.

Я был очень рад возможности позвонить Эдди с космической станции в ночь перед его заключительным двойным марафоном, чтобы поздравить с невероятным достижением. Эдди несомненно меня вдохновлял, хотя, конечно, несколько часов на беговой дорожке в воскресное утро, пусть даже и далеко от Земли, блекнут на фоне того, что сделал он.

Впервые я пробежал Лондонский марафон в 1999 году в счастливом возрасте 27 лет, и пробежал за 3 часа 15 минут. В моей памяти тот день остался в первую очередь благодаря переполнявшей всех радости. Это так приятно, когда тебя поддерживает толпа на протяжении всей дистанции! Так что я был очень рад, когда в день моего космического марафона мне сообщили из ЦУПа, что Би-би-си организует прямую трансляцию моего забега. Вау, значит, я смогу почувствовать себя частью события, происходящего на Земле! Я не планировал побивать какие-либо рекорды, так как пребывание в космосе ограничивает количество тренировок, а работа на беговой дорожке сопряжена с некоторыми трудностями. Я думал пробежать примерно за четыре часа – весьма достойный результат, – и моя команда в Европейском центре подготовке космонавтов составила план достижения цели.

Однако, когда я пробежал примерно половину дистанции, ремни, удерживающие меня на беговой дорожке, начали натирать мне плечи и талию. Я бежал с нагрузкой порядка 70 % от массы тела, так что моим ногам было немного легче, чем ногам марафонцев на Земле. Должен отметить, что для работы на тренажере Т2 требуется выработать своеобразную «подпрыгивающую» технику бега, которая не является естественной для человека и требует дополнительных усилий. Чтобы избавиться от боли в плечах, я начал потихоньку ускоряться. Когда я преодолел расстояние в 18 миль, система ремней тренажера стала причинять сильную боль. Я понял, что если хочу закончить гонку, то это нужно сделать в максимально кратчайшие сроки, и побежал еще быстрее. Моя команда, наблюдавшая за мной из Кёльна, не догадывалась о моих болезненных ощущениях – они подумали, что я решил предпринять финишный рывок. Преодолеть последние несколько миль мне очень помогла прямая трансляция, благодаря которой я ощущал поддержку зрителей и других бегунов (в том числе и некоторых членов моей команды, которые пробежали дистанцию в стилизованных космических костюмах!). Как оказалось, я пробежал марафон за 3 часа 35 минут. Я испытал огромное облегчение после того, как избавился от ремней и воспарил в невесомости.

Так что да, марафон был довольно тяжелым, и я ухаживал за своими синяками и потертостями в течение трех дней, прежде чем смог снова надеть ремни и потренироваться! Тем не менее это было одним из ярчайших моментов моей миссии, и я горжусь тем, что принял участие в марафоне.

В: Мой вопрос может показаться немного глупым, но… когда я смотрела трансляцию Лондонского марафона, я подумала: что происходит с потом, который выделял ваш организм? Он начинает парить в виде капелек или остается на поверхности тела, тем самым повышая его температуру, вместо того чтобы остудить? – Кэролин Мэллендер

О: Это вовсе не глупый вопрос! Сам я думал, что во время марафона капли пота останутся на моей коже, ведь без гравитации они не упадут. Для ног и рук это предположение оказалось верным. Однако в случае головы и лица ситуация была куда интереснее.

Капли во время бега соединялись в огромный пузырь пота, который перемещался к верхней точке моей головы. Примерно каждые двадцать минут я начинал чувствовать, как этот пузырь качается у меня в волосах, так что приходилось вытирать голову полотенцем. Как по мне, на МКС слишком тепло для тренировок. Мне всегда нравилось бегать при холодной и влажной погоде (идеальная погода – старый добрый британский дождь!), и я, вероятно, потел больше обычного, тренируясь на МКС при 21 градусе тепла, поэтому для меня было очень важно выпить достаточное количество воды, чтобы восстановить уровень жидкости в организме после тренировки.

В: Что вы взяли с собой в космос?

О: Космонавты начинают упаковывать вещи задолго до запуска, и к этому вопросу надо подойти со всей предусмотрительностью. Бóльшая часть предметов, которые понадобятся нам в космосе (например, «бонусная» пища, одежда, туалетные принадлежности, что-то из индивидуального снаряжения, скажем, многофункциональный нож, карманный фонарь и канцелярские принадлежности), отправляются на станцию на грузовых кораблях примерно за 18 месяцев до полета, чтобы к моменту прибытия экипажа на борту было все необходимое. Также грузовые корабли заранее доставляют индивидуальную систему ремней для тренажера T2, велосипедную обувь и беговые кроссовки.

Космонавтам предоставляется возможность взять с собой некоторые личные вещи. Обычно в полет берут предметы, связанные с семьей и друзьями, иногда – с организациями, которые представляют космонавты.

Самое главное, не увлечься. Я знал, что хочу пробежать в космосе Лондонский марафон 2016 года, поэтому мне нужна была футболка участника марафона – больше чем за год до самого события! Еще я являюсь большим фанатом регби, поэтому в преддверии Кубка шести наций упаковал футболку сборной Англии. Также я взял футболки от благотворительных организаций с надписями «Help for Heroes», «Raleigh International» и «The Prince’s Trust».

Разумеется, я взял предметы, необходимые для проведения многочисленных образовательных программ в ходе моей миссии: «Миссия Х», «Астро Пи», «Наука о ракетах», «Безграничное космическое агентство», «Космическая академия» и так далее. Чтобы отметить День святого Георгия, День святого Патрика, День святого Андрея и День святого Давида, я взял флаги Англии, Ирландии, Шотландии и Уэльса. В каждый из этих дней я записывал небольшое видеообращение на фоне соответствующего национального флага.

Наконец, будучи британцем, я решил, что должен быть готов к более формальному мероприятию, и на всякий случай прихватил футболку с принтом смокинга. Как оказалось, я попал в точку: меня попросили представить Адель из космоса при вручении ей награды Global Success BRIT Award.

Упаковав все это в сумку объемом в две коробки для обуви (именно столько полагался космонавтам под личные вещи), я осознал, что места почти не осталось, и все же мне удалось запихнуть несколько фотографий семьи и друзей, чтобы потом разместить их в своем отсеке. Кроме того, моя невероятно заботливая жена отрезала уголки от одеял, под которыми спали мои мальчики (Томас и Оливер, тогда им было шесть и четыре года), чтобы я взял их с собой.

Для полета в «Союзе» русские выдали нам небольшую персональную сумку (вместимостью 1,5 кг). Отлично, это расширило наши возможности. Я взял автобиографию советского космонавта Юрия Гагарина «Дорога в космос». Эта книга уже побывала в космосе, в 1991 году ее брала с собой Хелен Шарман, но я об этом уже говорил. Мы все взяли с собой немного персональных лекарственных средств, несмотря на то что на МКС лекарств достаточно. А самое главное – вместе с нами полетели перчатки от скафандра для выхода в открытый космос. Сам скафандр находится на МКС, и его можно подогнать под размеры космонавта, но перчатки изготавливаются индивидуально, и обычно на станцию их доставляет владелец.

В: Какое происшествие было самым веселым в космосе?

О: Одно из самых сильных воспоминаний о космосе – это не потрясающие виды Земли и не чувство невесомости, а опыт общения с товарищами по команде. В этом отношении, я считаю, мне очень повезло, что я провел время на МКС с таким выдающимся экипажем. Командир МКС часто задает тон работе, и когда я прибыл, командиром был Скотт Келли, который провел на МКС уже девять месяцев. Скотт – просто замечательный парень, и с ним можно лететь куда угодно. Он трудолюбивый, остроумный, прекрасно знающий свое дело. И у него отличное чувство юмора.

Каким-то образом Скотту удалось доставить на МКС костюм гориллы, и об этом мало кто знал. Когда он сказал мне об этом по секрету, я подумал, что он шутит. Должно быть, в лучшем случае, речь идет о маске гориллы? Как это – доставить целый костюм гориллы в космос? Но в тот же день я увидел гориллу в узле № 3!

Скотт хотел спрятаться в отсеке Тима Копра, а затем внезапно выскочить и напугать его. Он попросил меня сказать Тиму, что тому необходимо срочно связаться с ЦУПом, зная, что проще всего это сделать из отсека для экипажа. Когда Скотт спрятался, я нашел Тима и сообщил ему, что его просят выйти на связь. Разумеется, он сразу направился в свой отсек и… столкнулся там с огромной волосатой ревущей гориллой – это выглядело невероятно весело! Вероятно, это был самый веселый момент… по крайней мере, самый веселый, о котором я могу рассказать.

Несколько быстрых вопросов

В: Какие часы носят космонавты?

О: В настоящее время космонавты ЕКА пользуются Omega Speedmaster X-33 Skywalker. Они идеально подходят для космических полетов, например, в них есть сигнал тревоги (сверхсильный, способный преодолеть фоновый шум!). На самом деле космонавты могут носить практически любые часы, которые им нравятся, при условии соблюдения требований безопасности НАСА. Не допускаются батарейки некоторых видов, а также часы, которые могут разбиться при ударе, например часы с сапфировым стеклом. Это представляет серьезный риск повреждения глаз в условиях невесомости, поэтому в часах используются прочные и взрывобезопасные материалы, такие как хезалит.

В: Какой предмет/инструмент был самым важным на борту?

О: Я всегда носил при себе маленький фонарик и многофункциональный нож Leatherman. Оба предмета я использовал по нескольку раз в день. Часто нам приходится искать предметы в темных углах космической станции, поэтому фонарик нужен всегда.

Выход в открытый космос

В: Какое событие было самым захватывающим на МКС? – Стеф Уэбб

О: Пятнадцатого января 2016 года, в пятницу, в 12 часов 55 минут мы с Тимом Копра получили сообщение из Управления полетами, что нам предстоит покинуть шлюзовой отсек модуля «Квест». Держа в руках сумку для инструментов и запасной регулятор напряжения (размером с небольшой морозильник), мы отправились чинить солнечную панель – обычное дело для любого электрика на Земле. С одной только разницей – нам надо было выйти в безграничный космос. Оставив безопасную гавань Международной космической станции, мы собирались выйти в среду, где температура настолько экстремальна, что может колебаться от плюс 200 до минус 200 градусов по Цельсию, где ночь сменяет день всего за 45 минут и где в любой момент в нас мог врезаться микрометеорит. Возможен и худший вариант – вы теряете соединение с МКС и уплываете в открытый космос. Занавес.

Моя первая внекорабельная деятельность (ВКД) – так называется выход в открытый космос, – безусловно, самое яркое впечатление. Это продолжалось 4 часа 43 минуты, но я годами готовился к этому дню и, конечно, никогда его не забуду. Знаете, это было сюрреалистично и захватывающе – висеть высоко над планетой, работать в крайне опасных условиях и при этом наблюдать красоту Земли. Лишь несколько человек в истории совершили подобное.

Но прежде чем мы углубимся в детали, как это происходит на самом деле, я бы хотел вернуться в один из дней перед запуском, чтобы рассказать вам историю пионера в этой области.

В: Когда был совершен первый выход в открытый космос?

О: Тридцатого ноября 2015 года, в понедельник, мы с Юрием Маленченко и Тимом Копра сидели за столом, наслаждаясь великолепным русским завтраком: мясная нарезка, сыры, хлеб, фрукты и выпечка. Было всего лишь восемь часов утра, ну, может, чуть больше. Я держал в руке стопочку с водкой и внимательно слушал тост одного русского джентльмена. Причина столь раннего застолья была уважительная. Одна из многих русских традиций перед запуском – праздничный завтрак в Звездном городке. На самом деле это последняя возможность для друзей и коллег попрощаться с экипажем, перед тем как он отправится на Байконур. Так вот, этот русский джентльмен, несмотря на то что ему перевалило за восемьдесят, говорил сильным голосом, и мы ловили каждое его слово. Тишина в переполненной комнате была нарушена лишь после того, как Алексей Леонов, дважды Герой Советского Союза, первый человек, совершивший выход в открытый космос (более пятидесяти лет назад), пожелал нам удачи в предстоящем полете.

Восемнадцатого марта 1965 года Алексей Леонов, бывший летчик-истребитель советских ВВС, отправился в неизвестность из своего относительно безопасного космического корабля «Восход-2» – достижение, которое в моем представлении стоит вровень с первым полетом в космос Юрия Гагарина почти за четыре года до этого; и это был еще один важный ход в космической гонке Советов и США.

Хотя Леонов пробыл в открытом космосе всего лишь 12 минут 9 секунд, его достижение было в равной степени и революционным и опасным. В космическом вакууме скафандр «Беркут» надулся до такой степени, что Леонов не смог протиснуться в люк шлюза. Не желая уведомлять об этом Центр управления полетами, он сделал единственное, что ему оставалось: дотянулся до регулятора на своем скафандре и стал сбрасывать давление.

Снижение давления в скафандре – огромный риск, это ведет к декомпрессии, а декомпрессия – это смерть. Но Леонов рассудил, что если у него не получится вернуться на корабль, то он точно погибнет. Когда он наконец дотянулся до шлюза, он уже ощущал покалывание – первый симптом декомпрессионной болезни, а из-за колоссальной физической нагрузки стремительно росла температура тела.

А ВЫ ЗНАЛИ?

Вот список космонавтов, которые являются лидерами по количеству выходов в открытый космос и суммарному времени работы в открытом космосе[2]:

Космонавт забрался в шлюз единственно возможным на тот момент способом – головой вперед, хотя по инструкции должен был делать это только ногами вперед, чтобы была возможность закрыть люк, если не сработает автоматика. Диаметра шлюза едва хватало, чтобы протиснуться, о повороте внутри, чтобы закрыть люк, и речи не было. Леонов был близок к тепловому удару, он ничего не видел из-за запотевшего стекла шлема, но… все-таки сумел каким-то образом повернуться и справиться с люком.

Когда я пожал руку этому замечательному человеку, я еще не знал, будет ли у меня возможность последовать его примеру и выйти за пределы МКС. Ответа долго ждать не пришлось. Вскоре после начала нашей миссии мы с Тимом Копра были назначены в 192-й выход в открытый космос. Мне выпала возможность исполнить мечту всей жизни.

В: Что было лучшей частью вашего выхода в открытый космос?

О: Когда мы с Тимом Копра покинули шлюз 15 января 2016 года, наша главная цель состояла в том, чтобы заменить неисправный блок последовательных шунтов (SSU), расположенный у основания одной из солнечных панелей на самом дальнем краю космической станции. Напряжение от солнечных батарей идет на SSU – этот блок осуществляет регуляцию работы батарей, благодаря чему на станции поддерживается напряжение. Когда SSU вышел из строя, станция потеряла 1/8 часть своей электрической мощности, и починить его было необходимо.

Мы с Тимом должны были добраться до места поломки быстро, но в то же время соблюдая все меры безопасности. Пока SSU подпитывается от солнечных батарей выключить его невозможно. Единственный способ заменить блок – подождать, пока Солнце зайдет… нет Солнца – нет энергии. Мы рассчитали время таким образом, чтобы быть у блока перед самым заходом Солнца, но так получилось, что немного опередили график и прибыли на место на 10 минут раньше. В Управлении полетами решили не давать нам дополнительных заданий, чтобы не рисковать выполнением основного. «Ждите темноты», – вот такое было указание. Это неслыханно – иметь возможность в течение десяти минут наблюдать заход Солнца из открытого космоса! Я воспользовался такой возможностью, чтобы сделать несколько фотографий (в том числе обязательное селфи из открытого космоса), и у меня оставалось еще около пяти минут, чтобы насладиться моментом.

Лучшее, что случилось во время моего выхода в открытый космос, пожалуй, ощущение благоговения, какого-то священного трепета, которое я испытал в течение тех драгоценных минут, что мне выпали. Как будто я сидел в первом ряду кинотеатра IMAX, а фильмы в нем показывала сама природа. У меня было такое же чувство, когда я впервые вышел в купол, с его панорамными окнами. Но здесь был открытый космос, и это совсем другое. Я мог свободно поворачиваться в любом направлении; в одну минуту я мог удивляться тому, какая хрупкая и красивая наша Земля, а в следующую, когда Земля скользнула в тень, испытывать сакральный ужас перед чернотой космоса. После всего этого слово «перспектива» приобрело в моем сознании новый смысл. Не испытывая силу тяжести, не чувствуя веса скафандра, я ощущал себя полностью оторванным от Земли, от цивилизации и от космической станции. Мне казалось, что я крошечная песчинка в огромной Вселенной, и мною одновременно овладели и изумление и смирение.

В: Вам было страшно?

О: Любая деятельность, связанная с преодолением границ, невероятно увлекательна – и да, она сопряжена с опасностями. Мое волнение перед выходом в открытый космос компенсировалось осознанием того, что я хорошо подготовлен к тому, что собираюсь делать. Но все же нет ничего хуже ожидания, будь то ожидание экзамена, собеседования при приеме на работу или выхода в открытый космос. Мне всегда казалось, что само действие успокаивает, и мое волнение исчезло в тот момент, когда Тим открыл шлюз. Надвигалась ночь, и Солнце было низко над горизонтом. Внезапно солнечный луч попал в открытый шлюз, и я подумал: «Что ж, пора за работу!»

Неважно, насколько нам удалось расслабиться, перед тем как сделать шаг в пустоту, все равно мы должны были очень внимательно следить за тем, все ли идет по плану. Я вынес одну важную мысль, беседуя с другими космонавтами о выходе в открытый космос, – необходимо четко понимать, в насколько экстремальных условиях вы находитесь. Один мой товарищ назвал чувство опасности осязаемым. Это не означает, что космонавты – это искатели острых ощущений или адреналина, но редко в моей жизни я чувствовал себя в такой опасности, как в те несколько часов, проведенных за пределами космической станции. Однако это не отменяет возбуждения от выхода в открытый космос!

В: Каково это – быть первым представителем Великобритании, совершившим выход в открытый космос?

О: Космическая станция – это международный проект, и космонавты являются частью сплоченной интернациональной команды. Тем не менее есть и моменты, которые напоминают о важности и чести представлять свою страну в таких важных для человечества исследованиях.

Острее всего я это почувствовал, когда вышел в открытый космос с флагом Британии на скафандре. Я думаю, Скотт Келли прекрасно понимал важность этого момента для меня, когда сказал: «Эй, Тим, здорово видеть, что британский флаг выбрался наружу. Он побывал везде в мире, а теперь побывал и в космосе». Это был один самых торжественных моментов в моей жизни – момент, которым я гордился.

Когда мы с Тимом благополучно вернулись на станцию, мы сразу занялись уборкой оборудования и составлением отчета о проделанной работе. Только поздно вечером я осознал, насколько мощную поддержку получил из дома. Мне переслали некоторые из множества сообщений, что приходили в течение всего дня. Представляете, я даже от сэра Пола Маккартни получил сообщение в Твиттере: «Удачи! Мы все смотрим на тебя, не волнуйся! Желаю хорошей прогулки по Вселенной»!

Это было ошеломляюще – осознавать, что мечта, над достижением которой ты долго и упорно работал, значит столь же много и для большого числа людей в твоей родной стране. В тот вечер я чувствовал себя очень гордым британцем, а флаг Соединенного Королевства с моего скафандра я прилепил на стенку в своем отсеке.

В: Я слышал, что у космонавтов может развиться кессонная болезнь при выходе в космос. Как вы с ней боретесь?

О: Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно немного поговорить о давлении внутри скафандра. Если бы его не было, то, попав в открытый космос, мы бы потеряли сознание примерно через 15 секунд и вскоре умерли. Давление удерживает газы. В нашем организме присутствует большое количество газов, в основном это азот и кислород в кровотоке и тканях. Давление на Земле способствует тому, что мы эти газы никак не чувствуем – есть и есть. Если же давления не будет, начнут образовываться опасные пузырьки. В лучшем случае это вызовет зуд и боль в суставах, в худшем – пузырьки с кровотоком попадут в мозг, что приведет к параличу и смерти. Это явление известно как декомпрессионная, или кессонная, болезнь. Так что давление внутри скафандра необходимо.

Однако если мы создадим внутри скафандра давление, равное обычному давлению на Земле (на уровне моря), то будем похожи на человека из рекламы Michelin. Видели, да? В таком скафандре будет очень тяжело двигаться, не говоря уже о его структурной прочности. Поэтому в скафандре создается давление в 4,3 psi (0, 29 атм; 222,37 мм рт. столба), что обеспечивает оптимальное соотношение между подвижностью и надежностью. Этого давления достаточно, чтобы газы вели себя относительно спокойно, но все же оно довольно низкое, и в какой-то момент азот, присутствующий в крови, начнет образовывать мини-пузырьки, вызывая боль в суставах.

Чтобы снизить риски, космонавты перед выходом в открытый космос вымывают из организма как можно больше азота. Утром в день выхода в космос мы надеваем специальные маски, соединенные длинным шлангом с запасами кислорода, и дышим 100 %-ным кислородом. В процессе облачения в скафандры давление в шлюзе понижается до 10,2 psi (0,69 атм; 527,4 мм рт. столба), и мы в течение пятидесяти минут обязательно выполняем серию легких упражнений. Эти меры помогают снизить риск возникновения болезненных ощущений при выходе в открытый космос. Тем не менее космонавты должны очень внимательно относиться к своему состоянию.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Давление внутри скафандра (4,3 psi) эквивалентно давлению на высоте выше 9000 метров на Земле, но при этом ниже, чем на Эвересте (8848 м – 4,89 psi). В скафандр космонавта подается 100 %-ный кислород, что позволяет поддерживать активность мозга в условиях столь низкого давления.

Если космонавт начинает чувствовать боль, то – в зависимости от серьезности ситуации – его возвращают на космическую станцию и увеличивают давление в скафандре до уровня стандартного давления на МКС. В таком случае пузырьки газов благополучно растворятся в крови. По сути, скафандр используется как личная камера декомпрессии для лечения болевых ощущений – на Земле пациентов с декомпрессионной болезнью лечат примерно так же.

Правда или вымысел?

• Правда ли, что без скафандра в открытом космосе кровь закипает?

Строго говоря, нет – в условиях открытого космоса газы, находящиеся в кровотоке, будут образовывать пузырьки, со стороны это действительно похоже на кипящую жидкость, однако в прямом смысле слова плазма не будет кипеть. Имейте в виду, что долго вы не протянете, потому что параллельно будет происходить множество несовместимых с жизнью процессов.

В: У каждого космонавта есть персональный скафандр, или им могут пользоваться и другие космонавты?

О: Есть два типа скафандров. Внутри космического корабля, в котором мы совершаем полет до МКС и обратно, используется более легкий, «мягкий» скафандр, разработанный специально для взлета и посадки. Обычно для вентиляции такого скафандра используется воздух или кислород космического корабля.

Давление в легком скафандре создается только в аварийной ситуации, когда внешняя среда не способна поддерживать давление, приемлемое для жизни экипажа.

На космическом корабле «Союз» используется скафандр «Сокол». Для каждого члена экипажа изготавливается индивидуальный, «по мерке сшитый» скафандр – это очень важно для того, чтобы космонавты чувствовали себя комфортно в ограниченном пространстве космического корабля. Есть также регулировочные ремни на руках, ногах, груди и животе.

Перед полетом в космос проводится подгонка: мы в течение двух часов сидим в герметичном скафандре «Сокол» в кресле «Союза». После того как в скафандре устанавливается определенное давление, он немного раздувается и становится неудобным. Здесь важно понимать – то, что может вызывать незначительное раздражение через пять минут, через час будет причиной серьезного дискомфорта. Поэтому цель подгонки – исправить подобные недочеты. Мне очень повезло (может, дело в том, что я ростом 5 футов 8 дюймов, не так много) – мой скафандр был настолько удобный, что я проспал почти всю подгонку.

Другой скафандр, который используется для выходов в открытый космос, является космической станцией в миниатюре. НАСА для внекорабельной деятельности использует скафандр EMU, который весит 145 кг. Этот скафандр способен сохранять жизнь космонавту в суровых условиях космоса в течение восьми часов (иногда и дольше). У нас не было персональных скафандров EMU (это было бы слишком дорого и непрактично), они «общие», но эти скафандры можно практически идеально подогнать под любые размеры. Например, для жесткой верхней туловищной части было доступно четыре размера: маленький, средний, большой и очень большой, хотя маленький размер в космосе еще никто не использовал. В случае ботинок было доступно лишь два размера – средний и большой. Однако было порядка 50-60 размеров перчаток, так как это очень важно – подобрать перчатки, удобные именно для ваших рук, это влияет на четкость работы в открытом космосе. Чтобы иметь представление, каково это – работать в перчатках для ВКД, – попробуйте завязать шнурки в рукавицах! Длина «ног» и «рук» скафандра регулируется с помощью металлических колец и тканевых застежек, а шлемы все одного размера.

Космонавты проводят много тренировок в бассейне в скафандрах EMU, и инженеры всегда стараются что-то улучшить. Непосредственно перед миссией мы примеряем скафандр EMU Class I (это настоящая вещь, проверенная в космосе, в отличие от тренировочных скафандров, которые мы используем в бассейне). Чтобы скафандр хорошо сидел, необходимо максимально достоверно воссоздать космические условия. С этой целью используют вакуумную камеру в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне – там можно «прорепетировать» все, вплоть до выхода в открытый космос.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• У русских есть свой скафандр для выходов в открытый космос – «Орлан». Как и EMU, он позволяет находиться в открытом космосе в течение порядка семи часов и весит 120 кг. В этом скафандре создается давление 5,8 psi (300,025 мм рт. столба) – работать в нем тяжелее, но ниже риск возникновения декомпрессионной болезни.

• Как правило, российские космонавты используют скафандр «Орлан» для выходов в открытый космос в российском сегменте МКС, а американские, канадские, японские и европейские космонавты – EMU, совершая выход в американском сегменте МКС. Однако было несколько исключений из этого правила. Мне посчастливилось пройти подготовку в обоих скафандрах, но выход в открытый космос я совершил в скафандре EMU.

Я помню три очень крутые вещи, случившиеся в ходе тренировок в Хьюстоне. Первая – мой скафандр идеально мне подошел, что было большим облегчением. Вторая – на пол камеры ставили бутылку воды, чтобы продемонстрировать, что происходит с водой в вакууме. Когда давление внутри камеры уменьшилось, вода внезапно начала сильно кипеть, затем застыла и сублимировалась (в ходе сублимации твердое вещество превращается непосредственно в газ без предварительного перехода в жидкое состояние) – такое я видел впервые. Третья – я взял с собой в камеру перо и монету. Когда в камере был вакуум, я одновременно отпустил оба предмета. В падении монеты на пол не было ничего необычного, но вот то, что перо упало с такой же скоростью, было поистине невероятно. Я знал, что это произойдет, потому что не было воздуха, который замедляет падение пера на пол, но все-таки было необычно наблюдать за тем, как перо падает вниз, как кирпич!

В: Как происходит выбор маршрута при выходе в открытый космос?

О: Мы называем это «маршрут перехода». Как вы понимаете, выбор маршрута проходит очень тщательно. По инструкции мы не можем отрываться от станции. Обычно каждый выход в открытый космос много раз отрабатывается в бассейне, и в ходе этих тренировочных мероприятий задачей наземной команды, обеспечивающей подготовку ВКД (в нее входят опытные космонавты), является разработка максимально безопасного и эффективного маршрута перехода. Все маршруты досконально изучаются и отрабатываются, и только потом их передают экипажу на борту МКС.

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.

Правда или вымысел?

• В фильме «Гравитация» у героини Сандры Буллок под скафандром лишь короткие облегающие шорты и майка – это правильно?

Нет! Под скафандр мы надеваем белье с максимальной абсорбирующей способностью, кальсоны, майку с длинным рукавом, а поверх этого – LCVG. Это, конечно, не так сексуально, но намного практичнее.

В: Тяжело ли работать в полной темноте космоса?

О: Дневной свет Солнца такой яркий, что большинство космонавтов предпочитают работать с опущенным козырьком. Да, мы в курсе, что это выглядит круто, но главная причина, почему мы опускаем козырьки, – стремление избежать непреднамеренного ослепления, которое неизбежно возникнет при взгляде на полыхающее Солнце. При приближении заката с Земли нас предупреждают, что нужно поднять козырьки – приготовиться к быстрому переходу в тень Земли.

Выход в открытый космос во время темной фазы может быть очень сложным. На шлемах есть фонарики (они включены на протяжении всей работы в открытом космосе), но они освещают лишь небольшое пространство перед нами. При работе на одном месте радиуса этого освещения вполне хватает, и на самом деле я в какой-то момент так сконцентрировался на своей задаче, что и не заметил темноты.

Но все становится гораздо сложнее, если возникает необходимость перемещаться между разными частями космической станции в темноте. МКС довольно большая, как вы помните, и если при дневном свете сориентироваться не составит труда, то в темноте, да еще кромешной… Фонарик на шлеме лишь частично помогает определить, где вы находитесь.

Часто во время выходов в открытый космос Управление полетами включает вокруг МКС дополнительное освещение. Это помогает, но иногда кажется, что огни произвольно плавают в темноте космоса, и, если вы меняете направление движения, то сохранить осознание того, где вы находитесь и куда надо двигаться дальше, не так-то просто, как это может показаться. Поэтому на модулях МКС нарисованы стрелки, указывающие путь к шлюзу. Просто, но эффективно.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Причин, по которым наши козырьки покрыты тонким слоем золота (а вообще они сделаны из поликарбонатного пластика), три. Во-первых, золото – это податливый материал. Это важно, ведь в таком случае покрытие может быть настолько тонким, что не помешает видеть сквозь него. Во-вторых, золото не разъедается и не ржавеет. Это еще одно жизненно важное свойство козырька – он не должен терять отражательную способность. И последняя причина, по которой для наших козырьков используют золото, заключается в том, что этот металл очень хорошо отражает вредное инфракрасное излучение (равно как и другое вредное излучение Солнца), которое в противном случае могло бы навсегда повредить наши глаза.

В: Что произойдет, если во время выхода в открытый космос в вас попадет космический мусор?

О: Наш скафандр имеет 14 защитных слоев, и не все из них предназначены для термальной защиты. Некоторые обеспечивают постоянство давления, другие – противопожарную защиту и защиту от микрометеоритов. Например, наружный слой скафандра является проколостойким и называется «теплоизоляционная и противометеоритная оболочка» (TMG); он сделан из высокопрочного материала и предназначен для противодействия ударам мелкого космического мусора.

Кроме того, грудь и спина защищены жесткой верхней частью скафандра (HUT) и портативной системой жизнеобеспечения (PLSS); они изготовлены из твердых материалов и включают в себя ряд металлических компонентов. Но на самом деле трудно сказать, порвет ли кусок космического мусора скафандр или нет, – это зависит от типа мусора, скорости сближения и точки удара. Кроме того, несмотря на то что на низкой околоземной орбите (как природной, так и искусственной) много мусора, космос очень велик, а космонавты в сравнении с ним крошечные. Поэтому, рассуждая о риске того, что в космонавта попадет космический мусор во время выхода в открытый космос, мы понимаем, что это событие – потенциально катастрофическое, но крайне маловероятное.

Однако давайте предположим, что нашему космонавту очень не повезло и в него все-таки попадает фрагмент космического мусора. Во-первых, это похоже на попадание высокоскоростным снарядом. Весьма вероятно, что общая скорость столкновения космонавта и космического мусора будет во много раз больше скорости звука. Однако при ударе скафандр по идее должен рассеять энергию столкновения на несколько слоев материала, что будет препятствовать разрыву герметичной камеры. Если все пройдет успешно, то незначительное столкновение во время выхода в открытый космос, скорее всего, останется незамеченным – о нем станет известно позже, во время осмотра скафандра.

Если произойдет разрыв герметичной камеры, кислород начнет из скафандра выходить. Понятно, что это неприятная ситуация, но и она может быть некатастрофичной.

Если образовавшееся отверстие в диаметре не больше 6 мм, то кислород из двух главных резервуаров сможет поддерживать давление. Космонавт получит сигнал «Повышенное потребление О». Когда заканчивается кислород в главных резервуарах, то в ход идут вторичные баллоны с кислородом. Значит, запасов кислорода осталось на 30 минут. Это не очень много, но вполне достаточно для того, чтобы безопасно добраться до шлюза, если не произойдет других накладок.

Когда разрыв больше 6 мм в диаметре, то ситуация уже сложнее. Максимальный расход, который может обеспечить скафандр, составляет 3,2 кг/ч – этого недостаточно для поддержания давления при большем диаметре разрыва, независимо от того, сколько кислорода осталось в резервуарах. В случае быстрой утечки давление внутри будет стремительно падать. При давлении в 3 фунта на квадратный дюйм (такое давление на высоте почти 12 200 метров на Земле) космонавт получает сообщение «Аварийная потеря давления в скафандре» – и, увы, вскоре после этого он потеряет сознание. Разумеется, имеется в виду, что он не погиб еще при столкновении с космическим мусором. Извините – не самое радужное развитие событий!

Правда или вымысел?

• В фильме «Марсианин» Мэтт Дэймон использует липкую ленту, чтобы заделать отверстие в своем шлеме. Это сработает в реальности?

Вполне возможно. Размер разрыва в скафандре имеет жизненно важное значение. Любая попытка его заделать или уменьшить только поможет. Конечно, лента должна выдерживать давление внутри костюма, но уменьшение утечки кислорода поможет выиграть больше времени, чтобы добраться до безопасного места.

В: Кто из космонавтов вдохновлял вас?

О: На этот вопрос нет однозначного ответа. Не могут не вдохновлять Юрий Гагарин, Алексей Леонов, Нил Армстронг, Валентина Терешкова и многие другие мужчины и женщины, вписавшие свое имя в историю космических полетов. Однако мой кумир – космонавт НАСА Брюс Маккэндлесс. Двенадцатого февраля 1984 года он совершил первый выход в открытый космос без какой-либо механической связи с кораблем (без страховочного фала). Он находился в свободном полете на расстоянии около 100 метров от грузового отсека шаттла «Челленджер».

Для сравнения – на сегодняшний день во время выхода в открытый космос делается все для того, чтобы космонавт не потерял соединения со станцией. Это опасно, действительно опасно!

Опытный пилот ВМС США, имевший более 5000 часов налета, Маккэндлесс был выбран для подготовки к космическим полетам в 1966 году, и он был капкомом, или оператором связи с экипажем, во время высадки на Луну экипажа «Аполлона-11». Маккэндлесс ждал своего шанса отправиться в космос 18 лет, а пока был на Земле, принимал участие в разработке пилотируемого маневрирующего модуля (Manned Maneuvering Unit, MMU), работающего на азоте. Протестировав MMU на орбите, Брюс фактически стал человеком-спутником. Это было поистине революционное событие в истории выходов в открытый космос.

Я часто задумываюсь над тем, что испытывал Брюс Маккэндлесс, паря над планетой. Во время своего выхода в открытый космос я находился на дальнем конце МКС и помню, что даже обернуться через плечо было волнительно, ведь там ничего, кроме черной бездны космоса. А отправиться в открытый космос лишь с реактивным ранцем за спиной… это требовало огромного мужества.

В конечном счете Маккэндлесс провел в космосе более 312 часов, включая четыре часа ВКД (внекорабельной деятельности) с использованием пилотируемого маневрирующего модуля. Это доказывает, что вы можете добиться чего угодно, если твердо двигаетесь к своей мечте.

Земля и космос

В: Вид Земли из космоса красивее днем или ночью? – Шрея

О: Наша планета выглядит потрясающе в любое время суток. Мне особенно нравилось наблюдать грозы и северное сияние. В течение зимних месяцев нам повезло стать свидетелями многих впечатляющих северных сияний.

Полярные, или северные, сияния возникают при увеличении активности Солнца, вследствие чего заряженные частицы плазмы проникают в верхние слои атмосферы Земли и сталкиваются с находящимися там молекулами и атомами. В результате мы могли наблюдать великолепные красные и зеленые полосы света, которые вились змеями под космической станцией или танцевали на горизонте.

Ночью очень впечатляюще смотрятся грозы. С Земли мы в лучшем случае видим лишь небольшую часть грозового фронта, примерно 50–60 км. С орбиты же виден весь фронт, простирающийся на сотни километров. Примечательно то, насколько часто возникают разряды молний – буквально каждое мгновение. Я помню один грозовой фронт, который тянулся на несколько сотен километров вдоль побережья Южной Африки. Удары молний были настолько частыми, что все зрелище было похоже на стробирующий световой сигнал, непрерывно освещающий ночное небо.

Кроме того, ночью видны светящиеся мегаполисы и другие места человеческого обитания. Из космоса это выглядит очень красиво, но мы должны помнить, какое световое загрязнение сопутствует жизни больших городов. Днем увидеть города намного сложнее. Вместо этого мы наблюдаем глобальные, охватывающие целые континенты геологические образования. Природа медленно лепила и шлифовала поверхность Земли в течение 4,5 миллиарда лет. Некоторые регионы нашей планеты из космоса выглядят потрясающе: в памяти сразу всплывают вулканы Камчатки, ледники Патагонии, дюны Сахары и горы Казахстана и Китая.

Конечно, нельзя отрицать красоту нашей планеты. Если бы мне пришлось выбирать, я бы сказал, что Земля наиболее красивая днем. Это действительно голубой алмаз, оазис жизни, который сияет в контрасте с черной пустотой космоса. Я могу только представить, насколько важным был вид Земли для тех, кто отважился лететь дальше в космос, например для экипажа «Аполлона».

Эта глава посвящена нашей планете и ее уникальной панораме, просматривающейся из космоса. Но она также посвящена и огромному черному космосу, мерцающим звездам и планетам, которые в один прекрасный день могут стать нашим новым домом. Чтобы выжить в этих средах, мы должны научиться уважать и защищать их. И для этого нам нужно понять науку, которая лежит в основе всего этого.

В: Из космоса видно атмосферу Земли? На что она похожа?

О: Да, из космоса атмосфера Земли видна. Однако когда я увидел ее в первый раз, то я испытал далеко не то чувство благоговения и удивления, как при первом взгляде из космоса на Землю. Вместо этого я, помню, подумал: «Это она? Вы, должно быть, шутите! Жизнь на Земле обязана своим существованием этой тонкой газовой оболочке… она же крошечная!»

Атмосфера Земли действительно очень тонкая. Если представить, что Земля – это футбольный мяч, то атмосфера – это обернутый вокруг него листок бумаги. Большая часть воздуха содержится в пределах всего 16 км. Представьте, это меньше половины пути по Английскому каналу из Дувра в Кале!

В дневное время, для того чтобы увидеть земную атмосферу, нужно смотреть на горизонт, где поверхность Земли соприкасается с космической тьмой. Атмосфера кажется тонкой полоской, которая у поверхности планеты белая, затем постепенно становится светло-голубой, синей и, наконец, смешивается с черным космосом. Цвета, которые мы видим, вызваны рассеиванием солнечных лучей в атмосфере, которое называется «рассеиванием Рэлея». (Лорд Рэлей – британский физик, установивший зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны еще в 1871 году.)

Если мы смотрим на планету прямо или под углом, то атмосферы не видно – мы увидим естественные цвета земной поверхности.

Из космоса также видны облака, вулканический пепел и песчаные бури, которые постоянно напоминают нам о том, что атмосфера Земли очень активная. Однажды я смотрел на Средиземное море и был удивлен, увидев песчаную бурю, простирающуюся от пустыни Сахара через юг Франции до Испании и Португалии. Когда буря была на горизонте (мы ведь перемещаемся над поверхностью Земли), атмосфера над ней имела оранжевый оттенок, так как Солнце отражалось от мелких частиц песка.

Ночью можно увидеть только верхние слои атмосферы. Мне удалось сделать несколько фотографий, на которых они заметны – такая зеленовато-оранжевая полоска света. Это оптическое явление называется «свечение атмосферы», вызвано оно слабой световой эмиссией в верхних слоях. Эмиссия обусловливается различными процессами – например, люминесценцией (вызывается взаимодействием космических лучей с атмосферой), хемилюминесценцией (возникает в результате реакции кислорода и азота с ионами) и рекомбинацией атомов, фотоионизированных Солнцем в течение дня. Так как свечение атмосферы наблюдается только в верхних слоях, ночью его увидеть проще, чем днем.

Так что да, мы можем наблюдать атмосферу Земли. Она невероятно красивая, но также очень тонкая и хрупкая; и мы должны внимательно следить за этим тонким слоем, который обеспечивает наше существование.

В: Какие места вы хотели бы посетить на Земле, увидев их из космоса? – Аноним

О: Вообще-то мне повезло – я посетил множество красивых мест на планете. Я предпочитаю суровые и уединенные пейзажи. Одно из самых ярких воспоминаний – трехмесячное путешествие на Аляску в составе благотворительной организации Operation Raleigh (мне было 19 лет). Члены этой организации помогают живущим в отдаленных сельских районах управлять природными ресурсами, получать доступ к чистой воде и защищать находящуюся под угрозой исчезновения окружающую среду. Raleigh предоставляет волонтерам невероятные возможности для воспитания лидерских качеств и укрепления уверенности в себе благодаря невероятным приключениям.

Аляска, конечно, произвела на меня неизгладимое впечатление, и во время моего пребывания в космосе, когда мы пролетали над Алеутскими островами, я всегда старался уловить момент, чтобы, вооружившись камерой, отправиться в купол и поснимать поразительной красоты горы, ледники и суровую береговую линию. И каждый раз перед моими глазами всплывали воспоминания об этих местах.

Возможно, на выбор тех мест, которые мне бы хотелось посетить после того, как я взглянул на них из космоса, повлияли великолепные виды, что я наблюдал в юношестве (см. фотографии 31-34):

• Анды, Южная Америка

• Вулканы на Камчатском полуострове, Дальний Восток, Россия

• Озеро Нам-Цо, Китай. (На монгольском оно известно как Тэнгри-Нур, или Небесное озеро)

• Скалистые горы, Британская Колумбия

• Озеро Алаколь и Алма-Атинская область, Казахстан

В: Из космоса видно самолеты или корабли?

О: Небольшие объекты довольно сложно увидеть из космоса невооруженным глазом. У человека с зоркими глазами острота зрения составляет примерно одну угловую минуту (или 1/6 градуса). Проведя определенные вычисления, получим, что с расстояния 400 км человеческий глаз способен различить объекты размером минимум 116 метров. То есть, чтобы различить объект с МКС, необходимо, чтобы он был больше 116 метров. Но на самом деле все сложнее – ведь если вы не можете определить форму объекта, это не значит, что вы его не видите. Также на видимость объекта влияет его яркость. Например, в любую ясную ночь вы можете увидеть маленькие спутники размером не более 10 метров, проходящие на высоте более 1000 км. Это потому, что они блестящие и отражают солнечный свет.

Чтобы увидеть из космоса контейнерное судно или хотя бы самолет, нужно точно знать, где искать. Один из способов сделать это – сначала выбрать след корабля или самолета, а затем по нему проследить путь до объекта. Если ваши глаза лучше, чем у меня, и ваш взгляд свеж и остр, вы сможете разглядеть крошечное пятнышко – это и будет корабль или самолет!

Ночью корабли иногда выделяются как крошечные точки света в черном океане. А рыболовные суда в Сиамском заливе могут освещать огромные участки воды зелеными прожекторами, направленными в море. Из космоса это выглядит так, будто из глубины выплывает какая-то инопланетная форма жизни – так рыбаки пытаются подманить фитопланктон, который, в свою очередь, привлекает кальмаров.

Разумеется, намного проще разглядеть самолет или корабль с помощью одной из многочисленных телекамер, находящихся на МКС. Меняя фокусное расстояние, можно получить увеличенное изображение. Объектив больше 400 мм позволяет увидеть самолет или корабль на фотографии. Я использовал объектив 500 мм, чтобы сфотографировать порт Антверпена, и на полученной фотографии ясно видны не только контейнерные суда, но (хотя тогда я об этом и не догадывался) и след самолета, который пролетал над портом.

На космической станции также есть стабилизированные бинокли, которые очень полезны для обзора приближающихся космических кораблей, но нет телескопов.

В: Северное сияние из космоса видно невооруженным глазом так же отчетливо, как и на ваших фотографиях или это камера придает им более насыщенные цвета?

О: Я обнаружил, что для фотографирования северного сияния наилучшим образом подходит 0,5-секундная экспозиция и светочувствительность (ISO) 6400 – с точки зрения цвета и интенсивности получается изображение, очень близкое к тому, что мы видим невооруженным глазом. Единственное, не хочу вас разочаровывать, «но»: мы видим более зрелищный образ невооруженным глазом. Камера не может передать того, как северное сияние извивается и струится, изменяя цвет и интенсивность по мере перехода от самого темного отрезка ночи к проблескам дня.

В: С космической станции видно планеты и звезды? Их вид отличается от того, что мы видим с Земли?

О: Да, космонавты могут наблюдать планеты и звезды. И кстати, в космосе они являются полноценными источниками света, тогда как с Земли мы часто видим лишь их мерцание.

Мерцание звезд связано с турбулентностью, возникающей в земной атмосфере: излучение рассеивается в разные стороны, и поэтому на Земле звезды кажутся не такими яркими, как при взгляде из космоса. Вот почему многие обсерватории находятся на вершине гор – для того, чтобы уменьшить атмосферный слой, через который необходимо пройти световому излучению звезды. Другим плюсом гор является сниженное световое загрязнение.

В космосе атмосферы нет, и, как мне показалось, планеты выглядят ярче, чем если смотреть с Земли, – по крайней мере, Юпитер, Марс и Венера точно. Я смог сфотографировать Венеру, поднимающуюся над Землей, а также Юпитер, Марс и Сатурн. Большинство окон станции обращены к Земле – поэтому, несмотря на то что мы видим восход и заход планет, гораздо сложнее поймать их в тот момент, когда они находятся над МКС. В разделе фотографий (фото 30) есть моя фотография Венеры, поднимающейся прямо перед Солнцем.

Также довольно интересно определять расстояние до объектов в космосе. Поскольку в космосе практически отсутствует атмосферная интерференция, объекты видны намного четче, даже если они находятся на большом расстоянии. Во время моей миссии коммерческий грузовой космический корабль Cygnus прилетал для пополнения запасов; когда он покидал космическую станцию, нам было отлично видно, как он постепенно удалялся. Разумеется, по мере отдаления он уменьшался в размере, но его по-прежнему было очень четко видно, поэтому было очень трудно сказать, на каком расстоянии он находится.

В: Почему на некоторых снимках космос выглядит черным, без признаков каких-либо звезд или планет? – Джил Ли

О: На дневных фотографиях, сделанных в космосе, звезд не видно потому, что при солнечном освещении любые объекты переднего плана, такие как Земля, космическая станция или мой скафандр, освещены в тысячи раз ярче звезд на заднем плане. Земля настолько ярка, что она практически полностью затмевает световое излучение звезд и других планет. На фотографиях звезды не отображаются потому, что камера не может собрать достаточно света в короткие периоды экспозиции, которые мы используем для дневных фотографий.

Наши глаза работают аналогичным образом. Радужная оболочка глаза регулирует диаметр его центрального отверстия (зрачок), который определяет, какое количество света попадает на сетчатку. При ярком дневном свете зрачки сужаются, чтобы ограничить количество света, попадающего на сетчатку. В космосе в течение дня наши глаза совершенно точно не смогут отличить ничтожный свет от далеких звезд от яркого света Солнца. Это ничем не отличается от ситуации на Земле – днем мы звезд не видим. Просто в космосе небо черное в течение дня, и это выглядит необычно как на фотографиях, так и для наших глаз, потому что мы привыкли видеть звезды на черном небе.

Ночью наши зрачки расширяются, позволяя большему количеству света проникать в глаз, что приводит к активации колбочек на сетчатке. Это позволяет видеть менее яркие, чем Солнце, объекты – например, звезды. Вы можете проверить это предположение самостоятельно: сравните, сколько звезд вы видите в яркую ночь при полной Луне и сколько в гораздо более темную ночь без Луны.

Чтобы фотографировать звезды и планеты в космосе, нужно подождать, пока мы не окажемся в тени Земли, а затем использовать более длительное время экспозиции (около 1-2 секунд), чтобы датчик камеры мог уловить достаточное количество звездного света. Из-за более длительного времени экспозиции камеру необходимо зафиксировать в очень устойчивом положении, иначе изображение получится размытым. Часто для ночной фотографии я использовал Bogen arm – фиксатор камеры с ручкой фрикциона, которая позволяла закрепить камеру под нужным углом и обеспечивала значительно большую устойчивость по сравнению с человеческой рукой. С помощью этой технологии я сделал свои самые любимые фотографии: виды Млечного Пути, восходящего над горизонтом, или (замедленная ночная фотосъемка) северные сияния и грозы.

В: Изменил ли вид Земли из космоса ваше отношение к планете и жизни или все осталось по-прежнему?

О: Это отличный вопрос, и мне очень часто его задают. В некотором смысле возвращение на Землю было для меня немного похоже на посещение моей старой начальной школы. В детстве наш мир довольно ограничен и обычно вращается вокруг дома, школы, семьи и друзей. Основным источником опыта в ранние годы, когда формируется наше сознание, является школа, но по мере взросления мы постепенно выходим за пределы этого небольшого мира, и наши взгляды меняются. И нет ничего лучше посещения старой начальной школы, чтобы вернуть эти ранние воспоминания и понять, насколько изменились твои взгляды.

Попадание в космос, безусловно, расширяет горизонты… причем довольно буквально! Вы получаете более целостную картину Земли и начинаете чувствовать странную близость с планетой. Это может показаться необычным, но теперь я чувствую, что отлично знаю множество мест, в которых никогда не бывал. В нашу утреннюю рутину на МКС входила проверка дневных орбит, чтобы запланировать, какие части планеты мы будем фотографировать в этот день: Гималаи, Багамские острова, Африку, Аляску или Индонезию. Когда я прокручиваю в памяти эти названия, в моем сознании с удивительной ясностью всплывают особенности каждого из этих мест. Я могу представить долины и ледники, вулканы и острова, горы и реки – все прочно запечатлено в моей памяти.

Когда я только прибыл на космическую станцию, наш командир Скотт Келли был там уже девять месяцев. Это была его вторая длительная миссия и четвертый космический полет. Я думал, что у меня все хорошо с географией, ведь я мог узнать в окно основные страны мира. Скотт однажды проплывал мимо окна и небрежно заметил: «О, а вон и тот прекрасный пляж на побережье Сомали». Я не уверен, что когда-либо достигну такого уровня знакомства с планетой, но через шесть месяцев на ней осталось немного мест, которые бы я не узнал.

С одной стороны, это переосмысление планеты может быть связано с быстрым получением довольно обширных знаний по географии. Однако я имею в виду нечто большее, чем просто приобретение способности определять место на земной поверхности. Видя Землю из космоса, вы получаете представление относительно своего местоположения в Солнечной системе, Млечного Пути и даже Вселенной.

Многие космонавты ранее уже говорили об этом явлении, и ему даже присвоили термин – «эффект обзора», под ним подразумевается изменение в сознании человека при наблюдении Земли с орбиты или с поверхности Луны. Я не смею сравнивать свой опыт наблюдения Земли с высоты 400 км с опытом космонавтов «Аполлона», которые пролетели почти 400 000 км от Земли до точки, откуда наша планета представляется маленьким диском, занимающим небольшую часть окна космического корабля. Но я думаю, что время и расстояние до Земли вносят свой вклад в развитие этого «эффекта обзора», и пребывание в космосе, безусловно, изменило мои взгляды и позволило мне понять всю важность нашего маленького и хрупкого дома.

Возможно, «Галактическая песнь» от группы Monty Python описывает это чувство лучше меня – если вы не слышали, то, безусловно, вам стоит послушать, чтобы добавить немного перспективы в жизнь!

В: Космос имеет запах?

О: Это мой любимый вопрос, но до сих пор остающийся самым тяжелым для ответа. Потому что да, космос имеет запах… но чем же он пахнет, понять очень сложно.

Я ощущал запах космоса несколько раз. Впервые это случилось через несколько дней после моего прибытия на МКС, когда я помогал космонавтам Тиму Копра и Скотту Келли вернуться на станцию после их выхода в открытый космос. Когда мы открыли шлюз, я почувствовал сильный отличительный запах. Каждый раз, когда я использовал шлюз в японском модуле (для переноса через него небольших спутников или материалы экспериментов, которые проводились вне космической станции), я ощущал этот запах.

Этот таинственный запах – тема ожесточенных споров между космонавтами. Его описывают как запах стейка, раскаленного металла, сварочных дымов, барбекю и т. д. Есть предположение, что это запах скафандра после воздействия вакуума космоса и экстремальных температур. Однако я чувствовал этот запах несколько раз в пустом японском шлюзе после восстановления в нем давления. Мне кажется, что этот запах похож на запах статического электричества.

На самом деле запах статического электричества – это по большей части запах озона. Озон может образовываться естественно, когда высокоэнергетические ультрафиолетовые лучи (от Солнца, разряда молнии или статического электричества) взаимодействуют с молекулами кислорода, в результате чего молекула кислорода распадается на два атома. Свободный атом кислорода присоединяется к молекуле кислорода – получается озон, О_3. Но озон присутствует в низких слоях атмосферы (на высоте 20-30 км над уровнем моря), а на высоте 400 км его нет. Тогда почему мы его чувствуем? Что ж, в космосе присутствует атомарный кислород. Он составляет 90 % того мизерного количества газов, которые располагаются на высоте от 160 до 560 км. Вполне возможно, что этот атомарный кислород попал в шлюз во время открытия люка, а затем, когда в нем восстанавливалось давление, вступил в реакцию с молекулярным кислородом с космической станции. В результате образовался озон.

Возможно, самая грустная из всех теорий – что запах космоса есть аромат умирающих звезд. Во Вселенной звезды сгорают в огромном количестве. Звезды в основном содержат водород и гелий и существуют за счет реакции ядерного синтеза, которая может идти миллиарды лет.

В конце своего существования, когда запасы водорода подходят к концу, звезда проходит через вспышку сверхновой звезды, в результате чего выделяются более тяжелые элементы, такие как кислород, углерод, золото и уран. Все это безудержное сжигание приводит к образованию сильно пахнущих соединений, называемых «полициклическими ароматическими углеводородами». Считается, что эти молекулы распространяются по всей Вселенной и постоянно плавают вокруг нас. Выходит, что при попадании в шлюз мы можем почувствовать аромат погибших звезд? Кто знает.

В любом случае, мне понравился этот запах – он напомнил мне о летнем британском барбекю, колбасе на углях…

В: В космосе шумно?

О: Я не до конца разобрался, к чему относится этот вопрос – к открытому космосу или жизни внутри космической станции, так что я отвечу про оба случая.

Начнем с того, что звук не может распространяться внутри вакуума космоса. Звуковые волны распространяются только в твердой, жидкой или газообразной среде. Конечно, на Земле мы больше всего привыкли слышать звук, приходящий по воздуху. При звуковых колебаниях частицы сталкиваются с соседними частицами, и в результате этого звук механически распространяется. На низкой околоземной орбите атмосфера разреженная, и в ней просто недостаточно частиц, чтобы вызвать столкновения и распространение звука.

Было бы круто стать свидетелем распространения звуковых волн в космосе. Например, во время выхода в открытый космос я мог задеть крюком своего страховочного фала металлическую часть космической станции – и ничего бы не услышал. А на Земле подобный удар металлом о металл вызовет громкий шум. Это не значит, что внутри скафандра стоит блаженная тишина.

Напротив, ведь скафандр создан для того, чтобы космонавт остался жив. Для этого нужны насосы, вентиляторы и поток воздуха – все эти составляющие создают шум. Под шлем мы надеваем устройство для связи, которое включает в себя гарнитуру и микрофон, а также обеспечивает некоторую защиту от шума. Поэтому для космонавтов, работающих в вакууме космоса, окружающая обстановка не такая тихая, как можно было бы представить.

На самой космической станции дела обстоят не лучше. Здесь мы не носим никаких устройств для связи, но многочисленные вентиляторы, насосы и электрооборудование обеспечивают довольно шумную обстановку. Уровень фонового шума в разных частях станции меняется, хотя я не очень сильно замечал эти изменения при перемещениях между модулями. Единственным исключением были тренировки на беговой дорожке, где уровень шума может доходить до 85 децибел, если вдруг кто-то решил потренироваться при максимальной нагрузке (это предельное значение, при превышении которого необходимо использовать средства для защиты слуха), Для сравнения: большинство пилотов-истребителей подвергаются воздействию около 80 децибел, вследствие чего надевают стандартную экипировку для защиты слуха внутри кабины. Поэтому у космонавтов, наматывающих километры на беговой дорожке, есть специальная формульная защита слуха, которая позволяет слушать музыку или смотреть фильм/телевизионную программу на ноутбуке, но в то же время защищает от шума беговой дорожки.

В остальной части МКС уровень шума, как правило, составляет комфортные 50-60 децибел (это сопоставимо с уровнем шума в офисе в рабочий день), а наши помещения для экипажа имеют дополнительную звукоизоляцию, что уменьшает уровень шума до 45-50 децибел.

В: Есть ли в космосе гравитация?

О: Это распространенное заблуждение, что в космосе нет гравитации. На самом деле гравитация есть повсюду! Сэр Исаак Ньютон опубликовал свой закон всемирного тяготения в 1687 году, предположительно после того, как на его глазах яблоко упало на землю. Ньютон провозгласил, что гравитация – это сила, с которой два тела во Вселенной притягиваются друг к другу и которая прямо пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Это означает, что сила притяжения между двумя объектами уменьшается (довольно быстро) при увеличении расстояния между ними, но она никогда полностью не исчезает. В этом смысле гравитация есть сила, которая связывает всю материю во Вселенной.

Силы – вполне доступные для понимания категории, и мы понимаем, что сила тяготения Солнца удерживает планеты на их орбитах, а сила тяготения Земли удерживает Луну. Однако в 1916 году другой гений, Альберт Эйнштейн, несколько усложнил ситуацию, опубликовав свою общую теорию относительности. Это серьезно усложнило понимание гравитации. Теперь мы понимаем под гравитацией не силу, а искривление пространства-времени. Материя вызывает деформацию пространства-времени, искажая форму Вселенной. Гравитация – это воздействие на частицы во время их перемещения в искривленном пространстве-времени. Закон Ньютона по-прежнему остается превосходным приближением действия гравитации в большинстве случаев, но, когда необходимо совершить высокоточные расчеты или в работе с очень сильными гравитационными полями, требуется общая теория относительности Эйнштейна.

Таким образом, в ходе космического путешествия вы везде будете ощущать действие гравитации. На МКС на нас прежде всего действует гравитация Земли, Солнца, других планет Солнечной системы и сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути (она называется Стрелец А*). Даже масса вашего тела вызывает небольшое искривление пространства-времени, что влияет на орбиту МКС (но, скорее всего, это действие весьма незначительно!).

История гравитации далека от завершения. Общая теория относительности Эйнштейна до сих пор выдерживала испытание временем, и сейчас ученые ищут такие вещи, как гравитационные волны и гравитоны, и размышляют над понятием гравитации, распространяющейся по Вселенной со скоростью света. Однако мы до сих пор не знаем, что такое гравитация; мы знаем только, как она себя ведет.

В: Почему вы становитесь «невесомыми» на МКС?

О: Мы становимся невесомыми на МКС потому, что на самом деле все вокруг находится в том же состоянии падения, что и мы. Поэтому если в космосе мы попытаемся встать на весы, то они будут падать вместе с нами и не будут регистрировать никакого веса вообще – отличная новость для тех, кто на диете! Двигаясь очень быстро вокруг Земли (со скоростью около 27 600 км/ч), мы все равно остаемся под действием земной гравитации.

Но наша скорость «падения» на Землю точно соответствует кривизне земной поверхности, и мы «падаем» точно по траектории планеты. Поскольку космическая станция и все внутри нее падает примерно с одинаковой скоростью, мы плаваем в невесомости. (Мы называем эти условия микрогравитацией.)

Каков был бы наш вес на МКС, если бы мы не находились в состоянии постоянного падения на Землю? Ну, давайте представим, что мы смогли построить башню высотой 400 км (на этой высоте находится МКС) и взвеситься на ней. Интересно, что весы все равно покажут 89 % от нашего веса на Земле – это конечно же не невесомость! Высота 400 км – это в действительности очень близко к нашей планете, и гравитационное ускорение на этой высоте составляет 89 % от того, которое действует на нас на поверхности Земли. Мы вычисляем наш вес, умножаем массу на гравитационное ускорение; и поскольку гравитационное ускорение Земли несущественно уменьшилось на вершине нашей 400-километровой башни, наш вес тоже изменится незначительно.

Теперь представьте, что вы внутри лифта поднялись на вершину этой башни. Если в последний момент трос оборвется и лифт начнет падать на Землю, тогда (если допустить, что сопротивление воздуха отсутствует), внутри лифта вы будете находиться в состоянии свободного падения и обладать тем же чувством невесомости, которое испытывают космонавты на борту космической станции, – разумеется, до тех пор, пока лифт не врежется в землю!

В: Как вы взвешивались в космосе? – Майкл, 29 лет.

О: Это очень логичный вопрос – как же взвеситься в невесомости? Что ж, в космосе мы не можем измерить наш вес, потому что мы находимся в свободном падении – соответственно, наш вес равен нулю. Но мы можем узнать… нашу массу. Измерив ее на МКС, мы затем сможем вычислить, какой вес будем иметь на Земле.

Для измерения массы мы используем разработанный русскими прибор, который так и называется: «прибор измерения массы тела». Он немного похож на тренажер «Кузнечик», или погостик, со сжатой пружиной. Космонавт всем телом прижимается к палке, крепко хватается за ручку, а затем отпускает пружину и осторожно перемещается вверх и вниз, пока устройство измеряет частоту колебаний. Если правильно откалибровать прибор и знать жесткость пружины, то он может точно определить массу космонавта. Мы делали три измерения, а затем усредняли результат, хотя часто разброс показаний был в пределах 0,1 кг. Находясь в космосе, космонавты обычно «взвешивают» себя один раз в месяц, а сама процедура называется «верховая езда на ослике»!

В: Во время вашего пребывания в космосе был риск столкновения МКС с метеоритом или космическим мусором?

О: Фактически, в космическую станцию довольно часто попадают мелкие элементы космического мусора. К нему относятся как природные (микрометеориты), так и искусственные (сделанные человеком) обломки.

Микрометеориты вращаются вокруг Солнца, в то время как большинство искусственных обломков вращается вокруг Земли. Большую часть времени их воздействие не имеет серьезных последствий, а космическая станция хорошо защищена специальными щитами, покрывающими герметичные модули, в которых живут и работают космонавты. Однако существует риск того, что в станцию врежется нечто более крупное и нанесет повреждение.

Обычно мы можем наблюдать результаты столкновений на поручнях во время выхода в открытый космос – на них образуются небольшие вмятины, часто с острыми краями. Космонавты должны проявлять особую бдительность, чтобы не порвать перчатку об эти острые металлические выступы и не проколоть скафандр.

Одно из окон купола также пострадало от попадания космического мусора – в нем появилась небольшая трещина. Но пока все не так плохо, как может показаться. Каждое из семи окон купола имеет четыре панели из плавленого кварца и боросиликатного стекла (из кремнезема и триоксида бора), что делает его особенно стойким к термическому удару, а общая толщина стекла превышает 7 см; трещина же едва проникла сквозь первый слой.

Проблема в том, что при движении с гиперскоростью объект не должен обладать большими размерами, чтобы нанести серьезное повреждение. Причиной трещины в куполе, вероятно, стала частица краски или небольшой металлический фрагмент размером лишь около нескольких тысячных миллиметра в поперечнике. Так что если что-то настолько крошечное смогло нанести ущерб космической станции, представьте, что сделал бы предмет диаметром 10 см. Это может привести к катастрофическим повреждениям – такой предмет пройдет сквозь космическую станцию, и она развалится на части.

Хорошей новостью является то, что в Управлении полетами есть эксперты, которые предупреждают нас о риске столкновения при попадании космического мусора в так называемую зону безопасности вокруг космической станции (1,5 × 50 × 50 км). Около 23 000 единиц космического мусора отслеживаются наземными радиолокационными системами, такими как Сеть космического наблюдения США и Бюро по космическому мусору при Европейском космическом агентстве в Дармштадте, Германия. Если риск столкновения достаточно высок, космическая станция должна выполнить так называемый маневр по уклонению от космического мусора, используя двигатели в российском сегменте или пристыкованный космический корабль. Это позволяет изменить орбиту МКС и избежать удара.

Но подготовка и выполнение маневра по уклонению обычно занимает около 30 часов. Если обломки были замечены слишком поздно, чтобы выполнить маневр, экипажу будет поручено закрыть все люки между различными модулями и укрыться на космическом корабле «Союз» до тех пор, пока риск столкновения не исчезнет. Последний раз такое случилось в июле 2015 года, когда экипаж получил предупреждение только за 90 минут до возможного столкновения.

Плохая новость состоит в том, что есть так называемые черные зоны. Любой объект более одного сантиметра в диаметре может нанести катастрофический ущерб МКС и представляет потенциальную угрозу для жизни членов экипажа. Такие обломки (диаметром 1-10 см) очень трудно заметить, но день они вам могут испортить вполне. По оценкам, на орбите вокруг Земли находятся 725 000 «космических пуль» диаметром от одного до десяти сантиметров.

Итак, теперь, когда мы знаем, какую опасность для космической станции несет столкновение с космическим мусором, перейдем к следующему очень важному вопросу…

В: Что произойдет, если в космическую станцию попадет космический мусор?

О: Представим, что более крупный объект – скажем, 2 см в диаметре – попадает в один из модулей космической станции. Наша первая линия защиты – щиты для защиты от микрометеоритного орбитального мусора. Существует множество сотен подобных щитов, защищающих части космической станции, и они отличаются используемыми материалами, массой, толщиной и объемом. В основном используются обычные и «набитые» щиты Уиппла. Главный принцип этих щитов – наличие алюминиевого «бампера», который принимает удар на себя. Помимо этого, щиты разбивают обломки космического мусора на более мелкие куски, у которых меньше шансов пробить корпус МКС. В идеале между щитами и корпусом станции расстояние должно быть как можно больше, чтобы «обломки обломков» пролетели мимо. В «набитом» щите Уиппла есть керамическая ткань и кевлар – эти материалы используются для изготовления пуленепробиваемой одежды.

Европейский модуль Columbus расположен на фронтальной стороне МКС, и поэтому вероятность попадания в него космических обломков выше. Однако даже щиты большей массы, расположенные на большем расстоянии от станции, не предотвратят разрыв корпуса от удара объекта диаметром 2 см. Первое, что почувствует экипаж, – сильный удар акустической волны при разрыве корпуса. Если члены экипажа, вдобавок ко всем несчастьям, в этот момент находятся в разных модулях, то космонавты, скорее всего, увидят интенсивную вспышку света, прежде чем в них попадут фрагменты отрывающейся внутренней стенки модуля вместе с небольшими фрагментами космического мусора. Некоторые из алюминиевых фрагментов корпуса горят весьма активно, что может привести к пожару. Перфорация обычно сопровождается быстрым изменением температуры и уменьшением давления воздуха – как следствие, внутри станции возникает «туман». При самом неудачном стечении обстоятельств отверстие будет настолько большим, что произойдет быстрая «распаковка» модуля, или он просто оторвется от станции. Такое развитие событий, вероятно, будет катастрофическим для всех членов экипажа. Однако, даже если предположить, что модуль сохраняет какую-то целостность, на станции будет стремительно падать давление, и экипаж почувствует своеобразный хлопок в ушах.

Экипажи в течение многих часов отрабатывают действия при аварийной быстрой разгерметизации. В сценарии, который я только что описал, очевидным действием экипажа было бы закрытие люка для предотвращения дальнейшей разгерметизации станции. Подобная ситуация произошла 25 июня 1997 года на борту космической станции «Мир». Но разгерметизация была вызвана не космическим мусором, а столкновением космической станции с грузовым кораблем «Прогресс». Российскому космонавту Василию Циблиеву было поручено дистанционно произвести стыковку с «Прогрессом» с помощью видеоизображения и лазерного дальномера. Проблема заключалась в том, что ни один из других членов экипажа не мог увидеть космический корабль «Прогресс» ни в одном из окон, чтобы использовать дальномер и сообщить о расстоянии до него. Не имея данных о местоположении «Прогресса», невозможно было рассчитать, как быстро он приближается. Оценить скорость движения объекта с использованием только видеоизображения невозможно, и, когда Циблиев понял, что «Прогресс» приближается слишком быстро, было уже поздно. Несмотря на экстренное торможение, произошло серьезное столкновение «Прогресса» со станцией «Мир», что привело к разгерметизации модуля и неконтролируемому вращению станции.

Циблиев увидел, что «Прогресс» столкнулся с модулем «Спектр», который не был подготовлен к беспрепятственному закрытию люков. В течение нескольких минут экипаж обрезал кабели, идущие в модуль через люк, после чего наконец модуль был изолирован от остальной станции.

Из этого почти катастрофического происшествия было вынесено много уроков. Теперь каждый люк на МКС можно закрыть в течение нескольких секунд. Как правило, кабели и другие предметы не разрешается протягивать через люки. Там, где это необходимо, применяются кабели с «быстрым разъединением», так что люк может быть закрыт с минимальными задержками.

Действия экипажа в подобной ситуации должны быть очень организованными. Во-первых, мы в полном составе собираемся в безопасном месте и выясняем, сколько времени у нас есть для решения проблемы, пока не потребуется полная эвакуация с космической станции из-за падения давления. Затем мы проверяем готовность корабля «Союз» и пытаемся установить, какой модуль был поврежден. Небольшое отверстие бывает сложно найти, но путем последовательного закрытия люков это сделать реально – если после закрытия люка падение давления прекратилось, то это значит, что именно в этом модуле произошло повреждение. И конечно, мы всегда работаем «спиной» к кораблю «Союз», чтобы после закрытия люка не оказаться отрезанными от нашего спасительного корабля.

В: Как много проблем доставляет космический мусор? – Томас Сантини, Колледж Роберта Гордона, Абердин

О: Это огромная проблема. Помимо естественных микрометеоритов, люди в течение шестидесяти лет (более 7000 запусков) засоряют орбитальные пути вокруг Земли космическим мусором – от ракетных ускорителей и неработающих спутников до крошечных фрагментов и кусочков краски. По имеющимся оценкам, в пределах нескольких тысяч километров от земной поверхности находятся колоссальные 150 миллионов объектов космического мусора больше 1 мм в диаметре.

Сегодня при запуске спутников наивно следовать тезису «небо большое, а пуля маленькая» – на самом деле это просто вопрос времени. Двадцать третьего августа 2016 года операторы в Центре управления Европейского космического агентства в Дармштадте заметили, что один из их спутников наблюдения Земли, Sentinel 1A, внезапно потерял электроэнергию и слегка изменил свою орбиту. Проработав всего три года, этот флагманский спутник был поражен обломками и получил повреждения солнечной батареи диаметром около 40 см. Могло быть гораздо хуже. Чем больше мы полагаемся на космические активы в нашей повседневной жизни и для обеспечения национальной безопасности, тем более серьезными будут последствия таких столкновений.

В 1978 году ученый НАСА Дон Кесслер признал опасность, связанную с высокой плотностью объектов на околоземной орбите, и возможность каскадной цепной реакции столкновений. Этот эффект получил название «синдром Кесслера» и был показан в первых сценах фильма «Гравитация» в 2013 году: облако обломков уничтожило космический шаттл, а затем и МКС. К сожалению, синдром Кесслера – это не просто научная фантастика. Причина почти половины всех потенциальных столкновений – обломки, образовавшиеся после всего лишь двух инцидентов. В 2007 году Китай уничтожил один из своих собственных спутников баллистической ракетой. А в 2009 году американский коммерческий спутник связи столкнулся с вышедшим из строя российским метеорологическим спутником. Несмотря на все это, МКС фактически находится на орбите, где количество космического мусора относительно невелико.

Поскольку количество спутников на орбите в следующем десятилетии возрастет более чем вдвое (достигнет примерно 18 000), эта проблема только обострится. Никакая отдельная нация или организация не несет ответственности за деятельность в космосе. Однако в настоящее время 85 стран являются членами Комитета по использованию космического пространства в мирных целях (Committee on the Peaceful Uses of Outer Space, COPUOS), созданного в 1959 году Организацией Объединенных Наций. Сегодня различные международные организации, космические агентства и правительства прилагают все усилия, чтобы разобраться в проблеме космического мусора и проводить работы по очищению космического пространства. Европейское космическое агентство находится на передовой в плане разработки и внедрения мер по уменьшению засорения. Кроме того, в рамках своей инициативы «Чистое пространство» ЕКА планирует первую в мире активную миссию по удалению мусора – e.Deorbit – с целью захвата относящегося к космическому мусору тяжелого имущества, принадлежащего ЕКА, а затем уничтожения его в ходе контролируемого возвращения в атмосферу.

Агентство перспективных исследований в области обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) возглавляет военные усилия по поиску лучших способов отслеживания космического мусора с помощью нового наземного 90-тонного космического телескопа, который может заметить тысячи мелких объектов и за секунды проанализировать область, большую, чем размер континентальной части США. А с 2002 года Федеральная комиссия по связи требует от всех геостационарных спутников совершить переход на орбиту-кладбище в конце срока их службы.

Еще многое предстоит сделать, чтобы уменьшить угрозу, создаваемую космическим мусором, но бездействовать уже не получится.

Несколько быстрых вопросов

В: Сколько раз вы облетели Землю во время вашей миссии?

О: Вы можете высчитать это самостоятельно. Первое, что вам нужно знать, – как долго я пробыл в космосе: 186 дней. После этого нужно вспомнить, что в течение суток МКС облетает Землю 16 раз, или, если быть точным, 15,54 раза. Получаем: 186 × 15,54 = 2890 орбит.

В: Какое расстояние вы пролетели за время своей миссии?

О: Что ж, расстояние есть скорость, умноженная на время. Мы движемся со скоростью 27 600 км/час. Затем надо узнать, сколько часов в 186 днях. Пройденное расстояние будет равно: 186 × 24 × 27,600 = 123 206 400 км.

В: Из космоса видна Великая Китайская стена?

О: К сожалению, невооруженным глазом ее увидеть нельзя. Я пробовал, но у меня не получилось. Однако, если вы знаете, где искать, с помощью фотокамеры с объективом 800 мм Великую Китайскую стену можно сфотографировать.

Точно так же невозможно увидеть невооруженным глазом пирамиды. Тем не менее можно легко увидеть дельту Нила, которая выделяется на фоне пустыни, как веточка брокколи. И вот дельта является прекрасным ориентиром для поиска пирамид.

В: Существует ли формальный протокол для «первого контакта» с инопланетянами?

О: Я посмеялся, прочитав этот вопрос, хотя на самом деле он прекрасный! К сожалению, ответ будет отрицательным. Мне бы хотелось присутствовать на брифинге о том, что делать, если инопланетная форма жизни вдруг начнет приближаться к космической станции, но, увы, такого не случилось.

Возвращение на землю

В: Сколько времени занимает возвращение на Землю?

О: Возвращение на землю происходит удивительно быстро. Для Тима, Юрия и меня шесть месяцев жизни на борту космической станции закончились, как только наш корабль «Союз» отстыковался от МКС в 05.46 по Гринвичу 18 июня 2016 года. Мы приземлились в тот же день в степи Казахстана, недалеко от места, где стартовали 186 дней назад, в 09.15 GMT. Чтобы вернуться на Землю, нам потребовалось всего три с половиной часа. Это быстрее, чем коммерческий рейс из Лондона в Москву.

Невозможно было представить, что всего лишь 24 часа назад я был в космосе, а сейчас уже стою на Земле. Днем ранее я еще работал над экспериментом в наружном японском модуле. Надо было понять, как различные микроорганизмы, такие как плесень, могут выжить в агрессивной среде космоса, а в других экспериментах при помощи липкого «аэрогеля» мы ловили мельчайшие органосодержащие микрометеориты, чтобы оценить возможность межпланетного переноса жизни. Соблюдая особую осторожность, в полной защитной экипировке, я и Джеф Уильямс переносили через шлюзовую камеру японского модуля (Kibo) научные образцы. Помню, как, закончив работу, я подумал: «Надо бы собрать вещи и приготовиться к отправлению – уже через несколько часов мы отправляемся домой».

Быстрое возвращение на Землю – это одно из преимуществ нахождения на околоземной орбите, ведь в случае чрезвычайной ситуации «Союз» становится нашей спасательной шлюпкой, и мы можем вернуться на Землю за каких-то нескольких часов, а не дней. Звучит очень просто, правда? Но это только звучит. Как и каждый этап полета в космос, спуск на Землю чрезвычайно сложен, и он, разумеется, тщательно спланирован. Опасно? Да. Но это также и самое захватывающее в жизни. Для меня – определенно.

Представьте, что вы оказались на МКС на высоте 400 км над Землей, и как вы вернетесь обратно? Сейчас узнаете. Вперед!

В: Перед возвращением домой вам нужно пройти какую-нибудь специальную подготовку в космосе?

О: Да. В течение последних двух недель нашей миссии, помимо основных работ, мы специально выделяли время для подготовки к возвращению на Землю. Самым важным было освежить знания и навыки по управлению «Союзом» и по решению любых чрезвычайных ситуаций, которые могут возникнуть во время возвращения. С момента последнего разбора возможных проблем прошло уже полгода. Во время тренировок в Звездном городке мы могли среагировать за секунды, но после шести месяцев в космосе наша реакция, понятно, немного притупилась, так что пришлось привести себя в тонус. Занимались сами, и также всей командой отрабатывали отстыковку «Союза» под руководством инструктора из московского ЦУПа.

После МКС «Союз» нам казался очень тесным, но это лишний раз напоминало о том, что совсем скоро мы вернемся домой.

В «Союзе» нужно было проверить несколько очень важных деталей. Во-первых, за шесть месяцев пребывания в космосе космонавты могут стать выше на три процента. Даже для моего относительно небольшого роста (172 см) три процента – это целых 5 сантиметров! Мы вырастаем потому, что в условиях невесомости с позвоночника снимается нагрузка, и межпозвоночные диски, а также сухожилия и связки, окружающие позвоночник, расслабляются. В меньшей степени это можно наблюдать и на Земле – во время сна. В среднем, мы все на один сантиметр выше утром, но днем на позвоночник действует гравитация, «укорачивая» рост. При подготовке «Союза» к полету инженеры отлаживают кресла с учетом увеличения роста (оставляют несколько лишних сантиметров у изголовья). Перед возвращением на Землю мы проверяем кресла, смогут ли они защитить нас от «американских горок» при посадке.

За три-четыре дня до расстыковки Юрий и Тим включили питание «Союза», проверили систему управления и двигатель. Учитывая, что «Союз» находился в неактивном режиме в течение шести месяцев, это была не просто важная часть подготовки к возвращению, а наиважнейшая. В момент отстыковки механическая пружина с силой отталкивает «Союз» от МКС, разгоняя его до скорости 0,1 м/с. Было бы очень печально обнаружить в этот момент неполадки систем или потерять контроль над управлением.

Кроме всего прочего, надо было проверить исправность скафандров «Сокол». В случае пожара или разгерметизации спускаемого аппарата скафандры могут спасти нам жизнь. За неделю или около того до возвращения мы примерили наши «Соколы», чтобы удостовериться, все ли с ними в порядке.

Юрий, как командир «Союза», отвечал за сборы. Хотя в спускаемом аппарате места мало, нам надо было привезти как можно больше экспериментальных данных на Землю. Например, для естественнонаучных экспериментов нужно было доставить замороженные образцы слюны, мочи и крови.

При возвращении на Землю космический корабль разделяется на три модуля, и только спускаемый аппарат долетает в целости, все остальное сгорает. Так что надо было упаковать мусор в бытовой отсек, чтобы избавиться от отходов при вхождении в атмосферу (мусор сгорит вместе с отсеком).

Ничего лишнего положить нельзя – «Союз» загружается согласно строгим инструкциям с Земли. Если центр тяжести корабля сместится, то сместится и ориентация при сгорании двигателя, и тогда «Союз» не сможет приземлиться в определенном месте.

В: Почему вам не нужен теплозащитный экран при взлете с Земли, а при возвращении нужен?

О: Теплозащитный экран защищает космический корабль при входе в атмосферу на чрезвычайно высокой скорости (примерно в 25 раз выше скорости звука для космического корабля, возвращающегося на Землю с низкой орбиты, и еще быстрее для кораблей, летящих с Луны или Марса). Во время запуска мы набираем высоту с относительно низкой скоростью, поэтому перегрева нет. Но по мере того, как ракета проходит через атмосферу, она подвергается динамическому давлению, обусловленному ударом молекул воздуха о головной обтекатель. Из-за этого происходит аэродинамическое нагревание, и во время входа корабля в атмосферу температура просто адская. В процессе запуска «Союз» сталкивается с максимальным динамическим давлением (max Q), это длится около 49 секунд, а потом он преодолевает звуковой барьер. Продолжая ускоряться, ракета поднимается все выше и выше, а чем выше, тем меньше сопротивление воздуха. Через 2 минуты 38 секунд после старта ракета находится выше земной атмосферы примерно на 80 км. Чем меньше молекул воздуха, тем меньше динамическое давление и, соответственно, ниже температура нагрева. Необходимость в защитном головном (носовом) обтекателе отпадает, и для экономии веса он сбрасывается. Я уже говорил, что в этот момент мы впервые видим через иллюминатор приближающийся космос.

При спуске все наоборот. Корабль входит в атмосферу с сумасшедшей скоростью (в 25 раз больше скорости звука), и плотные слои атмосферы тормозят его за счет силы трения. В этом случае теплозащитный экран работает как тормоз, замедляя скорость корабля, а также рассеивает жар бушующей вокруг него плазмы.

В 1951 Национальный совещательный комитет астронавтики (который позже станет НАСА) сделал открытие – идеальной для входа в плотные слои атмосферы является идеальной «тупая» форма. До этого, поскольку конструирование космических кораблей было нацелено на достижение все больших и больших скоростей, считалось, что нос ракет должен быть заостренным (это снижало сопротивление). Однако, когда такие модели протестировали в аэродинамической трубе на сверхзвуковых скоростях (более 2,2 звуковых скоростей), оказалось, что они нагреваются так сильно, что некоторые детали просто плавятся. А если использовать тупую форму, воздух не сможет так быстро нагреть стенки корабля. Экран при этом играет роль воздушной подушки и отталкивает вперед ударную волну (а значит, и тепловой ударный слой). Таким образом, корабль защищен от соприкосновения с раскаленными газами – они обтекают его и рассеиваются в атмосфере. Вот почему у космических шаттлов никогда не бывает остроконечного носа, как у истребителей, – если б был, то такой нос просто расплавился бы при спуске на Землю.

В: Вы принимали какие-нибудь лекарства, чтобы не чувствовать недомогание при возвращении на Землю?

О: С согласия врача каждый космонавт сам решает, принимать ему лекарства или нет, чтобы не чувствовать тошноты во время спуска. Спуск на Землю – это те еще «американские горки», но я не знаю ни одного космонавта, который бы действительно плохо себя чувствовал при возвращении на «Союзе». Как правило, головокружение и тошнота могут появиться уже после приземления, когда организму приходится заново адаптироваться к гравитации.

Космонавты на МКС проходят стандартную терапию от укачивания, например, с помощью таблеток «Меклизин» (он же «Бонамин», «Драмамин», «Морские ноги» и др.) или лекарств, содержащих прометазамин (например, «Фенергран»). Очень важно знать свою реакцию на различные препараты, которые, возможно, придется принимать в космосе, также важно знать и все побочные эффекты препаратов. Я знал, что «Меклизин» мне хорошо помогает и, что немаловажно, не вызывает сонливости, поэтому я принял его перед отправлением с МКС. Не могу сказать, сработал он или нет, но я чувствовал себя просто ужасно – только через час после посадки!

Космонавты могут чувствовать себя неважно во время спуска из-за недостатка жидкости в организме. Предотвратить потерю жидкости в космосе невозможно. Это естественная реакция на микрогравитацию – жидкость распределяется по всему телу, что приводит к снижению объема плазмы и крови примерно на 20 %. Если делать специальные упражнения, можно снизить потерю жидкости, но все равно невозможно предотвратить полностью. Последствия этого космонавты ощущают уже после приземления, когда из-за гравитации внезапно увеличивается нагрузка на сердце (которое как мышца в космосе частично атрофируется); сердце перекачивает кровь хуже, и в итоге меньше крови поступает в мозг. Это может привести к головокружению или даже обмороку в положении стоя, что называется «ортостатическая непереносимость». Чтобы предотвратить это, космонавты за несколько часов до возвращения на Землю принимают солевые таблетки и пьют около двух литров жидкости (количество зависит от массы тела конкретного космонавта). Водно-солевая нагрузка эффективно повышает объем плазмы и крови, что, в свою очередь, повышает кровяное давление и защищает от ортостатической непереносимости.

Есть и другой способ предотвратить такие не очень приятные последствия пребывания в космосе – можно носить антигравитационный костюм или компрессионную одежду. У русских есть специальный компрессионный костюм «Кентавр». Он сделан из эластичной ткани и состоит из шорт длиной до колен и пары гетр, покрывающих икры. Костюм можно стягивать при помощи ремней до необходимой степени; он защищает венозный отток крови и помогает поддерживать артериальное давление.

Как и большинство членов экипажа «Союза», я надел «Кентавр» под скафандр и выпил солевые таблетки, чтобы дать возможность организму встретиться с гравитацией.

В: Как вы возвращались на Землю, как быстро все происходило?

О: Спуск на Землю начинается на скорости, с которой движется МКС. Но эта скорость не кажется чрезмерной, ведь к ней привыкаешь на высоте 400 км. Сгорание двигателя было очень мягким. Пристегнутые в наших сиденьях, мы сидели против движения (спиной), а главный двигатель расположен в направлении движения корабля. Все предусмотрено – чтобы «свернуть» с орбиты Земли, нужно замедлить скорость и позволить гравитации вернуть нас домой.

За 30 минут до входа в земную атмосферу главный двигатель сгорает за 4 минуты и 37 секунд (так называемое деорбитальное сгорание, de-orbit). Это создает достаточную тягу для того, чтобы замедлить движение корабля до 410 км/ч. По ощущениям нас как будто мягко толкнуло в спинку сиденья, и это было совсем не так жестко, как при ускорении во время запуска. Шум горящего двигателя казался ну очень обнадеживающим, ведь мы ждали его целых полгода. На случай, если главный двигатель не сработает, в «Союзе» предусмотрены небольшие запасные двигатели, которые также используются для торможения.

После успешного деорбитального сгорания двигателя мы, во-первых, поняли, что действительно возвращаемся домой, хотим того или нет! Благодаря торможению наш корабль сошел с круговой орбиты и теперь двигался по параболической траектории, что могло бы закончиться столкновением с планетой, ведь притяжения Земли уже не избежать. Но загвоздка орбитальной динамики заключается в том, что, когда космический корабль падает на землю, он набирает скорость, однако ее недостаточно для удержания на более низкой орбите. В момент вхождения в земную атмосферу скорость «Союза» снова была почти такой же, как и у МКС, и вот теперь, поскольку мы были уже намного ближе к земной поверхности (около 100 км, по сравнению с 400 км на МКС), она казалась нам фантастической. Перед посадкой я посмотрел в иллюминатор и был поражен мелькнувшей мыслью: «Это безумие, мы падаем, как кирпич»… и это действительно было так!

Перед посадкой космический корабль должен разделиться на три части. Сначала нужно разгерметизировать жилой модуль. В случае аварии этого можно не делать, но тогда разъединение корабля на части может быть взрывоопасным!

Разъединение произошло автоматически через 23 минуты после сгорания главного двигателя. Ну, я вас скажу, началось веселье! До этого момента спуск был довольно спокойным. Но все изменилось, как только корабль разорвало на части. «Союз» устроен так, что спускаемый аппарат находится в середине «сэндвича», между бытовым и приборным отсеками. Для того чтобы отделить спускаемый аппарат, должны взорваться несколько болтов, а это, как говорили предыдущие экипажи, отнюдь не пустяковое событие. Что правда, то правда! Сначала я услышал серию небольших взрывов прямо над головой, а затем почувствовал сильный толчок. Отлично, значит, корабль разделился на части. Мы были на высоте 139 км над Аравийским полуостровом, и я помню, как смотрел на Персидский залив вверх ногами, потому что спускаемый аппарат перевернулся перед входом в верхние слои атмосферы. Но потом он довольно мягко развернулся теплозащитным экраном вперед. Все, что оставалось, – положиться на законы физики и ждать, пока сопротивление воздуха снизит скорость до 800 км/ч и мы наконец спустимся на Землю.

В: Сколько длится возвращение и какую перегрузку вы испытывали?

О: От момента входа в атмосферу на высоте 99,8 км до момента раскрытия парашюта на 10,8 км прошло 8 минут 17 секунд. На этом отрезке больших перегрузок мы не испытывали. После разъединения модулей спускаемый аппарат стремительно приближался к Земле. Но я не чувствовал, что мы падаем, пока не посмотрел в иллюминатор. А вот когда посмотрел, было очень непривычно обнаружить неконтролируемость ситуации после долгого и безмятежного пребывания в космосе.

Примерно через четыре минуты кувыркания, на высоте 80 км, «Союз» наконец получил аэродинамический контроль, и вот тогда перегрузку дала о себе знать. К счастью, у нас было несколько минут, чтобы привыкнуть к чувству веса. Когда д начало стремительно увеличиваться, мы затянули наши ремни в креслах так туго, как только могли. И дело тут не в защите от перегрузки – жизненно важно было подготовиться к раскрытию парашюта и самой посадке: не пристегнешься как следует – не избежать травм. В спускаемом аппарате космонавты сидят спиной к тепловому экрану, поэтому при торможении максимальная нагрузка приходится на грудную клетку. Дышать становилось все труднее и труднее, и мне стало казаться, что я нахожусь под кучей регбистов во время ожесточенной игры. Может быть, игра в регби по субботам с утра была бы хорошей тренировкой для космонавтов…

Перегрузка достигла пиковых 4 g, а затем начала медленно спадать. Поскольку давило в основном на грудь, а не на все тело, было меньше шансов испытать «туннельное зрение», при котором человек теряет способность к периферическому обзору, такое иногда бывает у пилотов реактивных самолетов. Так что, несмотря на неудобства и ощущение тяжести, мы достаточно спокойно перенесли перегрузку, чему способствовала наша хорошая подготовка в центрифугах в Звездном городке.

В: Какая температура внутри «Союза» во время возвращения? Ее можно контролировать? – доктор Жаклин Бэлл

О: На «Союзе» установлена система терморегулирования, которая работает по тем же принципам, что и на МКС, только в меньшем масштабе. Через наружные радиаторы, которые подвергаются воздействию ледяного космоса, перекачивается жидкость. Охлажденная жидкость поступает внутрь космического корабля и через системы теплообмена изменяет температуру воздуха в системе подачи. Затем вентиляторы разгоняют охлажденный воздух по отсекам; кроме того, система терморегуляции есть и в скафандрах.

Это часть активной системы охлаждения. Однако есть и «пассивный» контроль температуры; он состоит главным образом из многослойного изолятора (MLI), обернутого вокруг космического аппарата. Такой же MLI есть и в наших скафандрах. Этот материал защищает от экстремальной жары и холода в космосе.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Во время спуска вследствие силы трения воздуха и сгорания теплозащитного экрана образуется плазма, что приводит к прерыванию радио– и телеметрической связи. Продолжительность обрыва связи варьируется в зависимости от типа транспортного средства и профиля спуска. При нашем спуске отключение длилось пять минут, в течение которых Юрий продолжал сообщать о величине д, состоянии транспортного средства и экипажа, но в Управлении полетами его не слышали. Потом связь наладилась.

В обычных условиях температура внутри корабля «Союза» находится на уровне плюс 18 – плюс 25 градусов по Цельсию. Однако после «отстреливания» отсеков спускаемый аппарат больше не получает охлажденную жидкость, так как радиаторы находятся в приборно-агрегатном модуле. Воздух внутри аппарата продолжает циркулировать, но он становится горячее. Снаружи температура может достигать 1600 градусов по Цельсию, и если бы не теплозащитный экран, можно было бы поджариться. Я не могу сказать точно, какая температура была внутри, но в я вспотел в своем скафандре. В это же время через иллюминатор я наблюдал потрясающий фейерверк: куски MLI и всего того, что могло гореть, отрываясь, превращались в фонтаны искр. Это продолжалось еще несколько минут, а потом иллюминаторы закоптились, и мы уже не могли ничего видеть.

В: Что вам больше понравилось: взлет или посадка? – Клэр

О: Хороший вопрос, Клэр! Мне понравилось и то и другое, но по разным причинам. Взлет был более захватывающим, если говорить об ощущении невероятной мощи ускорения, а также о предвкушении встречи с космосом. Но если вы хотите острых ощущений от тряски, как на «американских горках», то тогда вам нужно оказаться на спускаемом аппарате, когда раскрывается парашют! На самом деле открывается не один большой парашют, а целая серия парашютов в шахматном порядке, что позволяет замедлить скорость с 800 км/ч до 324 км/ч, и вот тогда создаются безопасные условия для раскрытия основного парашюта.

Большую часть работы по замедлению движения проделывает атмосфера, но на высоте 11 км над поверхностью земли мы все еще падали, как трехтонный кирпич, со скоростью, чуть меньшей скорости звука. Самое интересное начинается, когда раскрываются два парашюта-якоря. Они высвобождают тормозной парашют, и наш аппарат начинает вращаться. Тряска продолжалась секунд двадцать. Еще больше острых ощущений привнесло то, что нас сначала развернуло немного косо относительно парашюта, примерно на 30 градусов от главной оси, а потом повторное «заякоревание» исправило дело. Так что да, из-за раскрытия парашютов приземление превращается в настоящий аттракцион. Я думаю, что космонавт НАСА Даг Уилок прекрасно описал, каково это – быть внутри капсулы в тот момент: «Ты как будто проплываешь под Ниагарским водопадом в бочке и эта бочка горит».

Мой товарищ Джефф Уильямс предупредил меня, что первые 20 секунд торможения еще это только начало спектакля, а дальше будет тот еще толчок при раскрытии основного парашюта. Все, что я мог сделать, чтобы сосредоточиться во время раскрытия парашютов, – это сфокусироваться на маленьком секундомере передо мной. Внезапно тряска прекратилась, и я понял, что она длилась намного дольше запланированных двадцати секунд. Мне казалось, что я чувствую, как за стенками спускаемого аппарата на высокой скорости мчится воздух, но никакого сильного толчка я не ощутил.

Неуверенный в том, что главный парашют раскрылся, я посмотрел на Юрия, и он, как всегда невозмутимо, кивнул – мы были в безопасности. В общем, если выбирать самые острые ощущения, то определенно спуск намного выигрывает у взлета.

В: Кажется, что посадка корабля очень жесткая. У вас не было никаких травм после нее?

О: К счастью нет! Тим Копра шутил, что после посадки он провел первые десять секунд, похлопывая свое тело, проверяя, все ли в целости и сохранности. В посадке «Союза» нет ничего особенного – это примерно как небольшая автомобильная авария, которая только сбивает дыхание. Однако для того, чтобы космонавты не пострадали, в спускаемом аппарате предусмотрено несколько механизмов защиты. Самое главное – нужно затормозить капсулу, насколько это возможно. После того как главный парашют раскрыт, сбрасываются защитный тепловой экран и наружное оконное стекло. Это снижает вес и замедляет скорость до 22 км/ч. В это же время наши кресла переходят в приподнятое положение, что снижает нагрузку при ударе.

Отдельно скажу, что кресла, специально сделанные по форме тела, во время посадки становятся неотъемлемой частью нашей защиты. Кроме того, наши колени скрепляли специальные ремни, чтобы ноги не болтались и не произошло травм. За 15 минут до приземления, спускаясь под основным парашютом, мы проверили, нет ли в кабине незакрепленных предметов, которые могли бы взлететь в воздух при ударе о землю. У Юрия на запястье был высотометр, и мы могли вести приблизительный отсчет времени на последних 100 м перед посадкой. Прямо перед ударом мы приняли позу «скобки», скрестив руки на груди и крепко держа полетные карты. Нам сказали, что нужно выгнуть шею как можно глубже в сторону кресла, убедиться, что рты закрыты, а язык не находился между зубами. Самое неправильное – это смотреть в окно, потому что в этом случае шея находится в уязвимом положении.

Наконец, когда гамма-альтиметр (высотомер) капсулы показал, что мы находимся в 0,75 м над землей, был послан сигнал запуска двигателей мягкой посадки. Эти твердотопливные двигатели срабатывают непосредственно перед ударом, замедляя скорость примерно до 5 км/ч. Именно из-за этого видно столп пыли, когда «Союз» приземляется, а не из-за самой посадки. Хотя между срабатыванием посадочных двигателей и приземлением проходит всего лишь доля секунды, этого достаточно для смягчения удара. Космонавты все время шутят о двигателях «мягкой» (в кавычках) посадки, хотя на самом деле они защищают экипаж от возможных серьезных травм.

Когда трехтонная капсула падает на землю, она не подпрыгивает, как мячик, она врезается всей своей массой, оставляя небольшой кратер на поверхности. Первым делом капитан нажимает на кнопку отсоединения парашютов. Это предотвращает их надувание и возможное волочение капсулы по земле, что чревато травмами для экипажа. Однако лучше не отстегивать сразу все парашюты. Они могут понадобиться в том случае, если приземление происходит не по заданному курсу. Тогда парашют пригодится, чтобы сделать укрытие и ждать спасателей. В ноябре 2014 года, во время приземления моего товарища из ЕКА Алекса Герста, экипаж испытывал трудности с отсоединением парашютов, и капсулу довольно долго тащило по земле. Напарник Алекса из НАСА Рид Уайсмен потом сказал в интервью, что «путешествие по степи» было «самым ощутимым» событием во время возвращения из космоса!

А ВЫ ЗНАЛИ?

• В отчете за 2016[3] год было подчеркнуто, что 37,5 % членов американских экипажей получили в ходе приземления «Союза» травмы. В основном они были незначительные, и все последствия травм были устранены в течение трех месяцев после посадки. Но я подтверждаю, что посадка в «Союзе» событие не простое.

Мы приземлились со скоростью около 11 узлов, и этого было достаточно, чтобы наша капсула перевернулась при ударе. Но все обошлось без травм. Место посадки – в 148 км к юго-востоку от города Джезказган в Казахстане, почти в 500 км к востоку от того места, где началось наше путешествие. «Союз» развернуло таким образом, что я в капсуле находился выше, а Тим и Юрий были ниже меня. Пока мы ждали поисково-спасательную бригаду, которая должна была открыть люк, все, что я мог сделать за эти 10 минут, это попытался достать разлетевшиеся полетные карты и другие документы, которые оказались на головах моих товарищей… Гравитация – отстой!

В: Что делать, если что-то пойдет не так и вы приземлитесь не в том месте?

О: Хороший вопрос! Во время спуска действительно есть несколько моментов, когда все может пойти не так, и это добавляет сложности полету. Очень важно, чтобы предельно точно произошло деорбитальное сгорание главного двигателя: промедление на несколько секунд чревато отклонением от места посадки на сотни километров. Наихудший вариант – если фаза горения произойдет слишком быстро, в этом случает корабль развернется недостаточно для того, чтобы направить вектор движения в сторону Земли. Вопреки распространенному мнению, корабль не отскакивает от атмосферы, как плоский камень от поверхности пруда. Вместо этого он войдет в менее плотные слои под плоским углом и не сможет достаточно снизить скорость, чтобы сойти с орбиты без проблем. Вы просто полетите обратно в космос по эллиптической орбите и, вероятно, вернетесь на Землю через пару часов, но совершенно неконтролируемым и катастрофическим образом.

С другой стороны, если горение будет происходить слишком долго, есть риск вхождения в слои атмосферы под слишком острым углом. Возросшее сопротивление воздуха приведет к моментальному нагреву корабля, а чем это грозит, догадаться не сложно. Таким образом, космический корабль должен точно войти в свой «коридор» – тот узкий диапазон, который позволит без лишних проблем вернуться на Землю.

Возможна ситуация, когда сгорания главного двигателя не происходит и «Союз» не разделяется на три части. Ну что же, в таком случае у вас есть двигатель, есть какое-то количество топлива, кислорода, электроэнергии, пищи и воды – этого должно хватить, чтобы, пока вы летите, придумать план спасения.

Если же сгорание главного двигателя произойдет успешно, то следующий важный этап – это разъединение. Раньше этот этап не всегда происходил благополучно. Юрий был капитаном корабля «Союз ТМА-11», который вернулся на Землю 19 апреля 2008 года. При посадке с разъединением возникли проблемы. Один из пяти пиротехнических болтов, соединяющих приборный отсек со спускаемым аппаратом, был неисправен, и в результате аппарат вошел в атмосферу с «лишним» модулем. Аналогичная ситуация произошла с «Союзом-5» в 1969 году. В обоих случаях, продолжая движение, корабль принял аэродинамически стабильное положение – люком вперед. Очевидно, что люк не предназначен для сильного теплового нагрева при вхождении в атмосферу. Уплотнительные прокладки люка «Союза-5» начали гореть, и российский космонавт Борис Волынов (он был один) оказался в капсуле, наполненной опасными газами и дымом. Кроме того, из-за неправильного расположения увеличилась g-нагрузка, и его вытеснило наружу из кресла. К счастью, в обоих случаях, и с Борисом и с Юрием, высокая температура при спуске и аэродинамические силы сломали крепления, и приборный отсек отсоединился до того, как люк был полностью разрушен. Это позволило спускаемому аппарату перестроиться теплозащитным экраном вперед.

То, что описано выше (когда спускаемый аппарат обладает нулевым аэродинамическим качеством, то есь неуправляем), называется «баллистический режим вхождения». В нормальных условиях «Союз» вырабатывает небольшую подъемную силу, которая немного компенсирует скорость, увеличивающуюся при приближении к Земле.

Девятнадцатого апреля 2008 года жесткую посадку по баллистической траектории на «Союзе ТМА-11» вместе с Юрием Маленченко совершила космонавт НАСА Пегги Уитсон, третьим членом экипажа была кореянка Ли Со Ён. Пегги утверждала, что на дисплее отображалось ускорение в 8,2 g. Это довольно опасно, так нагрузку надо было выдержать в течение нескольких минут. Вот почему космонавты должны тренироваться в центрифуге при нагрузке в 8 g не менее 30 секунд – это позволяет практиковать хорошую технику дыхания и подготовиться к условиям баллистического входа.

Другая проблема баллистического входа заключается в том, что космический корабль может значительно отклониться от заданного курса. В нормальных условиях «Союз» совершает очень точную посадку. Мы отклонились всего лишь на 8 км – неплохо для корабля, который за время снижения пролетел полмира! Точность обусловливается своевременным сходом с орбиты и подъемной силой корабля. Сначала, в первую часть снижения, корабль отклоняется влево, а во второй части – вправо; в итоге получается S-образная траектория полета. Регулируя угол крена и азимут (горизонтальное направление), можно варьировать высоту, что помогает направить корабль в точку приземления. А вот во время баллистического входа регулировать высоту невозможно, соответственно, возникают проблемы и с точностью приземления. «Союз ТМА-11» приземлился на расстоянии 475 км от предполагаемого места посадки. Тем не менее космонавты готовятся к любому исходу и еще до начала снижения определяют возможную точку «баллистической посадки», а также еще несколько возможных аварийных мест приземления по всему миру. Спускаемый аппарат автоматически передает свои координаты, что позволяет предупредить поисково-спасательные бригады.

Как и с запуском, ответственность за проведение поисково-спасательной операции лежит на Федеральном агентстве воздушного транспорта России. В районе расчетного приземления должны курсировать восемь вертолетов Ми-8, два самолета и четыре внедорожника. Кроме того, два поисково-спасательных вертолета Ми-8 кружат в районе возможной баллистической посадки, а еще два – на полпути между основной точкой и аварийной.

Таким образом, для обеспечения безопасного возвращения на Землю, в том числе в случае непредвиденных обстоятельств, разработано множество планов. Но все же некоторое время придется подождать, пока вас найдет поисково-спасательная бригада. Если что-то пойдет не так, внутри «Союза» есть GPS и спутниковый телефон, так что вы можете позвонить маме и сообщить ей свое местоположение, но главное – что вы в безопасности!

Еще до полета в космос для каждого члена экипажа собирают «посадочные сумки», в них укладывают летный костюм, сменную одежду и солнцезащитные очки. Солнцезащитные очки необходимы не для «крутости», а потому, что наши глаза – невероятно чувствительный орган (особенно чувствительны они к радиационному воздействию), и после шести месяцев в условиях искусственного освещения глаза необходимо максимально защищать от солнечного света.

В: Каково это было – впервые вдохнуть земной воздух после длительного пребывания в космосе?

О: Я с нетерпением ждал запаха свежего воздуха по возвращении на Землю. Это не значит, что на МКС пахло неприятно. Когда я впервые вступил на борт МКС, ее запах показался мне каким-то больничным, с металлическим привкусом, но я очень быстро привык и перестал этот запах замечать. На самом деле на МКС все разработано так, чтобы минимизировать запахи, и поэтому ваши обонятельные луковицы там не особо напрягаются. За исключением редких поставок свежих фруктов грузовым кораблем, мы были полностью лишены земных запахов.

Несколько лет назад, в 2011 году, я провел семь дней в глубокой пещере на Сардинии, это было частью моей подготовки в ЕКА. Одно из самых сильных воспоминаний об этом опыте – его окончание, когда мы вышли на яркое средиземноморское солнце. Вид и запахи были ошеломляющими. Это как будто вдруг в телевизоре поставить максимальный контраст – темно-голубое небо и пышные зеленые деревья казались неестественно яркими после семи дней темноты. Я чувствовал запах Земли – настойщий: запах грязи, мха и лишайника у входа в пещеру. Я наслаждался этими моментами, думая, каким замечательным мир должен казаться животным, которые имеют более остро развитые чувства, чем мы.

Так что с некоторым нетерпением я приготовился вдохнуть полной грудью свежий воздух по возвращении на мою родную планету. Но как оказалось, мне следовало задержать дыхание! Когда открылся люк, меня встретил не порыв чистого, свежего воздуха, несущего аромат казахских степей. О нет, вместо этого – резкий, едкий, жгучий запах: так пахла наша капсула, еще не успевшая остыть, и сгоревшая от соприкосновения с раскаленным металлом трава. А затем мы увидели здоровенного русского парня, который приветствовал нас широчайшей улыбкой.

Через несколько минут сначала Юрия, а затем меня и Тима вытащили из капсулы и донесли до находящихся на небольшом расстоянии легких кресел. Это был момент, которого я ждал, – я наконец почувствовал ветер, напоенный всеми этими чудесными земными запахами.

В: Что было после приземления?

О: После того как нас вытащили из спускаемого аппарата, мы дали короткое интервью для прессы, и нас, прямо в креслах, доставили в медицинскую палатку для быстрого осмотра. Я был весь потный после спуска, и к тому же мы провели в скафандрах почти полчаса в тридцатиградусную жару полуденного июньского дня в Казахстане. Чтобы избежать обезвоживания, мне сделали внутривенное переливание физраствора – я получил 1,5 литра жидкости. Переодеваясь в летный костюм, я уже чувствовал себя замечательно. Сразу после этого мы полетели на вертолете Ми-8 к Карагандинскому аэродрому (примерно 400 км к северо-востоку).

Во время перелета в Караганду мои глаза сами закрылись, ведь я не спал почти сутки. Даже несмотря на то, что отдых был совсем коротким, он помог восстановить силы. Мой врач крепко держал меня за руку, чтобы помочь сохранить равновесие, когда мы проходили через встречающую нас толпу. Постепенно мое тело начало приспосабливаться к земному притяжению. Но первое время мне казалось, что моя голова необычайно тяжелая из-за того, что мышцы шеи отвыкли от нагрузки.

Из Караганды Юрий отправился спецрейсом в Звездный городок, а мы с Тимом сели на самолет НАСА, который доставил нас в Буде, Норвегия. Буде был первой заправочной остановкой для самолета и точкой, в которой мы с Тимом расстались. Тим продолжил свой путь в Хьюстон, а я сел на другой самолет, в Кёльн, где находится Европейский центр подготовки космонавтов, там мне предстояли три недели реабилитации.

Прощаясь с Тимом и Юрием, я чувствовал себя немного потерянным. Мы так долго жили и работали вместе, что расставание угнетало. Однако я знал, что еще много раз увижу Тима и Юрия, так что, если честно, я скучал по нашей станции. У каждого из нас на Земле был плотный график, включавший послеполетный разбор, медицинское обследование и многочисленные интервью в средствах массовой информации, это тоже важные аспекты нашей работы, но ничто не могло сравниться с жизнью и работой в космосе. Во время прощания с Тимом в Буде я почувствовал, что миссия закончилась. И тогда я улыбнулся – это было действительно Большое приключение!

В: Когда вы выпили свою первую после возвращения чашку чая?

О: Моя заботливая жена передала нашему врачу несколько чайных пакетиков «йоркшира», чтобы я мог насладиться чашкой настоящего чая во время перелета из Казахстана в Норвегию. Это был первый за шесть месяцев напиток не из переработанной мочи, а с обычной земной водой. Я вроде выпил три чашки – это было прекрасно!

В: Когда вы вновь увидели свою семью?

О: Если мое короткое пребывание в Буде и навеяло грусть из-за окончания миссии, длилось это очень недолго. На борту самолета, который должен был доставить меня в Кёльн, находился особенный пассажир – моя жена Ребекка. Нет смысла говорить, что за время перелета в Кёльн мы смогли обсудить лишь пару тем.

Около трех утра я оказался в теплых объятиях друзей и коллег из ЕКА. Там были и мои родители, я сразу подошел и обнял их. А мои маленькие сыновья спали в гостинице – все родители знают, что не стоит будить ребенка, если в этом нет необходимости!

Мне удалось и самому пару часов поспать, прежде чем мои мальчишки меня разбудили. Они прыгали на кровати и щипали меня, чтобы убедиться, что отец вернулся из космоса целым и невредимым. Менее суток назад я находился на орбите в тесном космическом корабле, и вот, как и многих отцов по воскресеньям, меня разбудили мои дети, прыгающие на кровати. Для завершения образа не хватало лишь чашки чая и газеты. Это было одновременно и очень сюрреалистично и потрясающе обыденно.

Прощание с семьей на Байконуре – один из самых тяжелых моментов, через который я прошел. Несмотря на долгое обучение, тренировки, проверки, процедуры и прочее, каждый космонавт знает о рисках, связанных с полетом в космос. Отправляясь в полет, вы добровольно подвергаете себя риску не вернуться домой. Я стараюсь не принимать что-либо в жизни как должное, и, когда я утром обнял жену и детей, у меня были все основания считать себя самым счастливым человеком на планете.

В: Что вы съели во время первого после возвращения на Землю «правильного» завтрака или обеда? – Скарлетт Четуинн, 9 лет

О: Моя первая «правильная» еда после возвращения – воскресный обед в Европейском центре. До этого у меня были только небольшие перекусы во время перелетов из Казахстана в Кёльн.

Когда я был в космосе, один школьник спросил меня во время общественного сеанса связи, какой еды мне больше всего не хватает. Я ответил, что, конечно, скучаю по свежим фруктам и салатам, но я также скучал по свежему хлебу и пицце. Хлеб, который мы едим в космосе, – это хлеб «с увеличенным сроком годности». При его изготовлении используется тесто с пониженным содержанием воды. Технология такая: добавляют в муку, например, глицерин, который хорошо связывает воду. Затем «долгоиграющий» хлеб помещается в вакуумные упаковки. Другой вариант – тортилья вместо хлеба. Для быстрого приготовления сэндвича с арахисовым маслом и джемом вполне подойдет, но это, конечно, не то же самое, что хороший свежий хлеб, и большинство космонавтов действительно скучают по настоящему хлебу. Возможно, Джон Янг знал об этом, когда 23 марта 1965 года в кармане своего скафандра пронес на борт Gemini-3 контрабандные бутерброды с говяжьей солониной. Его товарищ по команде Гус Гриссом был в восторге, а Управление полетами ну очень недовольно, они сказали, что крошки могли нанести ущерб электронике космического корабля.

Я был очень рад, когда съел на Земле свежую пиццу, фрукты и салат в качестве первой «правильной» еды на Земле. Мне нравится гавайская пицца (я знаю, это похоже на ситуацию с мармайтом – вы либо любите его, либо ненавидите!), и вкус теплого свежего хлеба с кусками сочного, свежего ананаса был действительно восхитительным. Это была лучшая пицца, которую я когда-либо пробовал!

В: Каково было ходить по земле после стольких месяцев в космосе? – Лола Харрис

О: Мне было тяжело в первые 48 часов после возвращения. Я испытывал тошноту, и кружилась голова. Во время интервью на следующий день после приземления я описал это чувство как «худшее похмелье в мире». И я все еще придерживаюсь этого описания. Нет ничего сравнимого с изнурительным ощущением, когда вестибулярная система снова привыкает к гравитации. Когда я сидел на стуле, пытаясь свести к минимуму движения головы, я мечтал вернуться в невесомость, где практически невозможно вызвать головокружение. Тем не менее я понимал, что самый быстрый способ прийти в норму – это сделать все для того, чтобы тело вспомнило старые навыки, и этого не произойдет, если я буду сидеть в кресле. Поэтому я вставал и шел гулять.

Сначала двигаться было очень тяжело, и со стороны я выглядел неуклюжим. Наверное, это немного похоже на то, как Джон Уэйн, лучший голливудский ковбой, ковылял после долгого дня в седле – широко расставляя ноги для дополнительной стабильности. Когда я справился с головокружением, было довольно весело проводить некоторые эксперименты с равновесием. Например, было непросто стоять на одной ноге; глядя на потолок, я часто падал назад; и если я поворачивал голову вбок во время прогулки, то сходил с тротуара, для себя я отметил, что не стоит делать подобного при интенсивном движении на проезжей части.

Я уверен, что один или два раза мои коллеги из ЕКА думали, что я хорошенько «отметил» свое возвращение, когда видели, как я отталкиваюсь от стены во время движения по коридору. На самом же деле об алкоголе я не думал совершенно. К счастью, это состояние продлилось всего несколько дней.

В: Каково было принимать настоящий душ после возвращения с МКС? – Лили

О: Когда я принимал душ в первый раз после возвращения на Землю, то одновременно испытывал и удовольствие и… желание поскорее закончить эту процедуру. В душ я пошел сразу после прибытия в Кёльн. Конечно же мне нравилось ощущение сбегающей по телу горячей воды – это здорово! Но у меня и так безумно кружилась голова, а тут еще вода, бьющая по ушам, добавляла градуса. Поэтому я задержался в душе ненадолго, но этого было достаточно, чтобы осознать, как мне его не хватало!

В: Вы привезли из космоса какие-то сувениры?

О: Мне нравится этот вопрос – после него надо подумать об открытии небольшого магазинчика от МКС: будем продавать открытки, безделушки и сувениры. Проблема заключается в том, что большинство предметов, которые можно было бы прихватить в качестве сувениров, как правило, очень важны, и космические агентства будут не в восторге от этой идеи. В конце концов, доставка этих предметов на МКС стоит больших денег, и раз уж они там оказались, то, вероятно, должны там же и остаться. Однако мне удалось сохранить несколько предметов, и они многое значат для меня.

Я взял на Землю свои космические столовые приборы, что действительно круто, поскольку на них выгравировано «Шаттл». Думаю, космонавты все еще используют старые запасы и просто пока не открыли коробку со столовыми приборами, на которых выгравировано «МКС»!

У меня также есть раздавленная русская монета, которую я держал в кармане. Это может показаться немного странным, но одна из традиций заключается в том, что монета, по которой проехал поезд, доставляющий ракету к стартовой площадке, приносит удачу. Утром, когда нашу ракету должны были выкатывать на стартовую площадку, я попросил одного из своих русских друзей положить монету на железнодорожные пути. Сам я не мог этого сделать: во-первых, в то время мы были ограничены карантином, а во-вторых, считается, что присутствие экипажа при подготовке ракеты принесет неудачу.

Самый главный сувенир, который мне удалось привезти, – флаг Соединенного Королевства, что был на моем скафандре во время выхода в открытый космос. Это первый флаг Великобритании, побывавший в открытом космосе, и для меня он имеет особое значение – он олицетворяет новую главу в долгой и выдающейся истории научных исследований и открытий моей страны. За несколько лет до миссии мне посчастливилось посетить великолепную выставку Королевского архива и Королевской коллекции, где были представлены инструменты научных исследований разных исторических периодов. Я не мог бы придумать лучшего места для этого флага и, вернувшись из космоса, имел честь презентовать «Юнион-Джек» Ее Величеству Королеве Елизавете II.

В: Бывало ли у вас или у других космонавтов, которых вы знаете, такое, что, вернувшись на Землю, вы ожидали, что предмет, если его выпустить из рук, зависнет в невесомости? – Пол и Аида Маккарти

О: Прежде всего скажу, что удерживать мелкие предметы в космосе не у всех получается с первого раза. Французский космонавт Мишель Тонини рассказывал мне, что он в первые дни несколько раз выпускал из рук столовые приборы, и они плавали рядом с ним. Вернувшись на Землю, он держал приборы очень крепко! После приземления мы с Тимом Копра должны были чуть ли не в первую очередь пройти тест на тонкие моторные навыки, который проводится с помощью айпадов. Мы были на самолете НАСА, когда кто-то дал мне айпад. Я взял его в руки и сразу пожалел об этом, так как чуть не уронил его на пол. Бортовой врач, должно быть, подумал, что я перенес тяжелую мышечную атрофию, поскольку даже айпада поднять не мог! Конечно, я работал с таким же айпадом в невесомости каждый день в течение шести месяцев, а на Земле он неожиданно стал для меня очень тяжелым.

В: Каковы долгосрочные последствия космических полетов для здоровья?

О: Это важный вопрос, и каждый космонавт на каком-то этапе своей карьеры должен себе его задать. Если бы космический полет был наркотиком, то список возможных побочных эффектов вполне мог бы отпугнуть вас от дороги к звездам!

Давайте посмотрим, что может случиться от шестимесячной «дозы» на Международной космической станции.

Ухудшение состояния мышц

Симптомы. В отсутствие гравитации скелетным мышцам больше не требуется поддерживать осанку, и они начинают атрофироваться. Кроме того, мышцы нижней части спины, которые помогают нам управлять ногами, без обычной нагрузки также начинают ослабевать и уменьшаться. Космонавты могут потерять до 20 % мышечной массы всего за 5-11 дней в космосе.

Профилактика. Предотвратить ухудшение состояния мышц помогут регулярные физические упражнения и хорошее питание. На космической станции есть тренажер ARED, на котором космонавты могут (и должны) тренироваться каждый день. Это особенно полезно для тренировки основных мышц (четырехглавой, бицепса, трицепса, грудных мышц и т. д.). Но некоторые из более мелких стабилизирующих, постуральных мышц стимулировать труднее, равно как и поддерживать общий тонус. Поддерживать хорошее состояние сердечно-сосудистой системы и предотвратить атрофию сердечной мышцы помогают беговая дорожка и велотренажер.

В моем организме за полгода произошло перераспределение мышечной массы, и хотя после возвращения я чувствовал себя физически сильнее, чем на момент запуска (что неудивительно при ежедневных двухчасовых тренировках), устойчивость корпуса у меня ослабла (это чувствуется, когда, допустим, поднимаешь тяжелый чемодан). Мне потребовалось около двух месяцев, чтобы вернуть былую форму.

Ухудшение состояния костей

Симптомы. В наших костях происходят два противоположных процесса: разрушается старая костная ткань и образуется новая. Масса кости зависит от баланса между разрушением (деградацией) и моделированием. В условиях микрогравитации снижение нагрузки на кость нарушает этот баланс, что приводит к потере примерно 1,5 % костной ткани в месяц. Для сравнения, пожилой человек теряет тот же объем примерно за год. Особо восприимчивыми являются область таза и нижняя часть позвоночника (именно в этих местах у космонавтов после возвращения часто обнаруживают остеопороз). Кроме того, поскольку минеральная плотность костей уменьшается, минеральные соединения попадают в кровь, а повышенный уровень кальция в крови повышает риск кальциноза мягких тканей и образования камней в почках. Важна не только минеральная плотность костной ткани. По мере того как в условиях микрогравитации образуется новая костная ткань, архитектура самой кости может меняться, увеличивая риск перелома при возвращении на Землю.

Профилактика. Еще раз: тренировка – наш союзник. Вызывая механический стресс костей, космонавты стимулируют выработку костной ткани остеобластами. Но как и в случае с мышцами, одна только физическая нагрузка не предотвратит ухудшения состояния костной ткани, поэтому космонавты обычно принимают пищевые добавки с витамином D, а рацион содержит достаточное для поддержания здоровья костей количество кальция. Более низкое потребление соли также может способствовать уменьшению потери костной массы – НАСА изменило технологию приготовление более 80 блюд, чтобы уменьшить содержание натрия. Исследования также показали, что предотвратить потерю костной массы во время космического полета помогает прием бисфосфонатов (терапевтических средств, используемых для лечения пациентов с остеопорозом).

У меня была большая потеря костной массы в области шейки бедра и поясничного отдела позвоночника.

Однако после всего шести месяцев на Земле я восстановил 50 % потерянной костной массы и в течение одного-двух лет планирую полностью восстановить плотность костей (это обычные сроки для большинства космонавтов).

На МКС проводилось много исследований, посвященных потере минеральной плотности костей. Эти исследования помогают не только уменьшить потерю костной ткани у космонавтов при длительных миссиях, но и продвигают разработку препаратов для лечения остеопороза здесь, на Земле.

Нарушение зрения

Симптомы. Недавно было доказано, что полет в космос может негативно влиять на зрение. Нарушения варьируются от отека диска зрительного нерва (отек оптического диска), сплющивания заднего глобуса (раздавливание задней части глазного яблока), образования хориоидальных складок (чередующиеся светлые и темные полосы сетчатки) и «ватных» пятен на сетчатке (белые пятна на сетчатке) до утолщения слоя нервного волокна и развития близорукости. Из трехсот космонавтов, принимавших участие в длительных миссиях, 60 % подтверждали снижение остроты зрения.

Профилактика. Какие факторы вызывают эти изменения зрения, до сих пор не ясно. Но вполне вероятно, что это частично обусловлено вызванным микрогравитацией сдвигом жидкости в организме, отрицательно влияющим на кровеносные сосуды черепа и глаз, спинномозговую жидкость и вызывающим повышенное внутричерепное давление. Также было высказано предположение, что дополнительными факторами могут являться более высокие уровни углекислого газа в атмосфере, тяжелые резистивные нагрузки или диета с высоким содержанием натрия. Кроме того, свою роль может сыграть и индивидуальная восприимчивость – некоторые космонавты генетически предрасположены к развитию нарушений зрения. Исследователи даже рассматривают создание специальной одежды, которую космонавты надевали бы ночью. Эту одежду можно будет подключить к устройству вроде пылесоса, которое заставит кровь приливать к ногам, чтобы облегчить нагрузку на сердце и мозг, пока космонавт спит!

Воздействие радиации

Симптомы. Благодаря магнитному полю Земли мы в значительной степени защищены от космического излучения. Однако на МКС космонавты подвергаются солнечной радиации и радиации галактических космических лучей (высокоэнергетические частицы, поступающие из глубокого космоса). Быстрые и тяжелые ионы, составляющие космические лучи, опасны сами по себе, а при столкновении с алюминиевым корпусом МКС высвобождается множество вторичных частиц, которые проникают внутрь станции. В среднем космонавты на МКС за день подвергаются облучению примерно в 0,7-1 мЗв. В течение полугода вы получите такую дозу облучения, как за 60 лет на Земле. Другими словами, нахождение на низкой околоземной орбите эквивалентно восьми рентгеновским облучениям грудной клетки в день.

Профилактика. Лучшая профилактика радиации – максимально ограничить ее воздействие. С этой целью некоторые части МКС имеют защиту из полиэтилена, что уменьшает воздействие вторичных нейтронов, испускаемых при столкновении космических лучей с поверхностью МКС. Хорошей новостью является то, что радиационная обстановка на станции находится под пристальным наблюдением. В каждом модуле имеется множество радиационных мониторов, каждый космонавт всегда держит при себе персональный дозиметр. Во время выхода в открытый космос дозиметр тем более обязателен, потому что, покинув герметичные модули, мы подвергаемся еще большей опасности. Плохая новость заключается в том, что космонавты действительно получают большую дозу радиации при длительных космических полетах, что повышает риск развития рака. Трудно достичь соглашения относительно допустимых доз облучения, но НАСА требует, чтобы повышенный риск развития рака у космонавтов из-за радиационного облучения не превышал 3 % по сравнению со средними цифрами для остального населения.

Старение сосудов

Симптомы. По мере того как люди становятся старше, сосуды теряют эластичность, что приводит к увеличению артериального давления и повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Недавно было замечено, что космонавты, возвращающиеся с МКС, имеют гораздо более жесткие стенки сосудов, чем на момент отправления в космос. С точки зрения утраты эластичности сосудов шесть месяцев в космосе эквивалентны 10-20 годам на Земле!

Профилактика. Хорошая новость – при возвращении на Землю активируется обратный процесс, и космонавты могут надеяться, что их сосуды восстановятся до состояния, которое было до запуска. Наблюдая эти изменения, ученые смогут лучше понять механизмы, лежащие в основе сосудистых изменений, с тем чтобы разработать контрмеры для замедления старения сосудов. Я вызвался участвовать в эксперименте Канадского космического агентства под названием «Сосудистое эхо». (Если точнее, находясь на борту МКС, я поучаствовал в первой части эксперимента.) Помимо понимания рисков для космонавтов, цель этого исследования заключается в замедлении старения сосудов и улучшении здоровья и качества жизни для всех на Земле.

Боль в шее/спине

Симптомы. Полет в космос может быть сопряжен с настоящей болью в шее. Воздействие удлиненного позвоночника, ослабленных мышц (особенно поддерживающих позвоночник) и измененной позы тела может причинять дискомфорт не только в течение первых нескольких недель в космосе, но и в течение продолжительного времени после возвращения на Землю. Более половины космонавтов сообщают о болях в спине или шее, связанных с полетом. В течение первого года после возвращения из длительной миссии космонавты в четыре раза чаще, чем люди на Земле, страдают от грыжи межпозвоночного диска.

Профилактика. В дополнение к стандартной программе упражнений космонавты на орбите могут использовать ремни, ленты Theraband, упражнения на растяжку и даже заниматься йогой, чтобы простимулировать основные мышцы и облегчить боль. После возвращения с каждым космонавтом работают физиотерапевты и тренеры, которые оценивают степень мышечной атрофии и разрабатывают индивидуальную программу реабилитации. Но часто после космического полета может потребоваться несколько месяцев, чтобы полностью избавиться от боли в спине или шее.

Истощение иммунной системы

Симптомы. Исследования показали, что на состояние нашей иммунной системы могут негативно влиять множество факторов, например стресс, изоляция, недосып, облучение или плохое питание. Все эти факторы, в дополнение к микрогравитации, присутствуют в космосе, и в совокупности они оказывают влияние на иммунную систему. Полученные данные достоверно подтверждают, что у космонавтов на орбите происходит сбой в работе этой важной системы организма. Активность одних иммунных клеток по сравнению с нормальным состоянием подавляется, а других, наоборот, возрастает. Очевидно, что подавленная иммунная система не сможет правильно реагировать на внешние угрозы, что увеличивает риск заболеваний. Повышенная активность клеток, в свою очередь, может привести к более выраженному иммунному ответу – развивается аллергия и появляется сыпь, о которых сообщают некоторые члены экипажа.

Профилактика. Ученые все еще изучают этот вопрос, чтобы лучше понять, почему работа иммунной системы нарушается и как защитить космонавтов в течение длительной миссии. Контрмеры могут включать улучшенную радиационную защиту, пищевые добавки, фармацевтические препараты и многое другое. Исследования также показали, что дозированное воздействие радиоизлучения может вызвать ответ нашей иммунной системы, обеспечивая повышенную устойчивость к инфекциям. Работа в этом направлении может принести большую пользу медицине на Земле, поскольку мы узнаем, как и почему происходят изменения в нашей иммунной системе.

* * *

Теперь, когда вы знаете ответ на этот вопрос, поднимите руки те, кто хочет полететь на Марс.

А ВЫ ЗНАЛИ?

• Негативные эффекты космического полета можно частично компенсировать с помощью моделирования гравитации с использованием центрифуги в космосе. В романе Энди Вейра «Марсианин», по которому позже был снят одноименный блокбастер, в состав космического корабля «Земля – Марс» входил вращающийся модуль под названием «Гермес», в котором создавалось ускорение свободного падения около 0,4 д – близкое к марсианскому. Это действительно отличная идея, но центрифуга добавляет много сложностей и затрат при проектировании космических кораблей.

Заключение. взгляд в будущее

В: Если ваш следующий полет будет не на МКС, то вам предстоит пройти другую подготовку в зависимости от пункта назначения? – Мэри Бейнбридж

О: Это отличный вопрос, чтобы подвести книгу к завершению, – он позволяет заглянуть в захватывающее будущее, в котором ожидаются космические полеты и исследования. Короткий ответ на ваш вопрос, Мэри, – да, при подготовке к полетам на другие объекты (не на МКС) некоторые тренировки будут отличаться. Фактически даже подготовка к будущим полетам на МКС может измениться. Чтобы дать вам представление о том, как и почему это может происходить, кратко рассмотрим перечень космических кораблей и космических станций, для полета на которых космонавты могут начать тренироваться в самом ближайшем будущем.

Коммерческая перевозка экипажа

Соединенные Штаты снова близки к тому, чтобы доставлять экипажи на МКС на ракетах, запущенных с американской земли. В сентябре 2014 года НАСА выбрало две компании – Boeing и SpaceX, которые будут обеспечивать доставку и возврат с МКС четырех космонавтов. Общий экипаж МКС составит семь человек, а это увеличит время, затрачиваемое на научные исследования, на 40 часов в неделю.

Два космических корабля – CST-100 Starliner компании Boeing и Dragon компании SpaceX – позволят не зависеть от российской ракеты «Союз» как единственного средства доставки экипажей на МКС и обратно. Ожидается, что к 2019 году оба этих корабля будут работать, а экипажи уже тренируются для полетов.

Низкая околоземная орбита

Эксплуатация МКС была продлена до 2024 года. Поскольку преимущества исследований в условиях микрогравитации постоянно увеличиваются и становятся все более распространенными, растет и интерес со стороны частного сектора. Две коммерческие компании, Bigelow Aerospace и Axiom Space, планируют построить и ввести в эксплуатацию коммерческие космические станции на околоземной орбите. Модуль BEAM компании Bigelow Aerospace уже пристыкован к МКС, где будет проходить двухгодичный период тестирования, а Axiom Space планирует пристыковать свой первый модуль-станцию к МКС в начале 2020-х годов. Обсуждается вопрос о продлении срока службы МКС до 2028 года, чтобы обеспечить постепенный переход к частному сектору исследовательских платформ в условиях микрогравитации на околоземной орбите. Несомненно, что миссии на МКС в 2020-х годах будут оставаться чрезвычайно частыми, захватывающими и динамичными, поскольку коммерческий сектор расширяет свои позиции в космосе.

Исследование Луны

Существует веская причина, по которой национальные космические агентства поддерживают переход на коммерческие космические станции на околоземной орбите: это позволяет сосредоточить ценные ресурсы на следующих этапах изучения Солнечной системы человеком. Например, в НАСА идет разработка нового мощного комплекса сверхтяжелой ракеты-носителя (Space Launch System, SLS), которая является более крупной и мощной, чем Saturn V, которая была создана для вывода пилотируемых космических кораблей «Аполлон» на траекторию полета к Луне. Во время первых пяти запусков SLS будет происходить сборка Международной лунной орбитальной станции (маленькой космической станции с силовыми/двигательными установками, жилыми, логистическими и шлюзовыми модулями) на орбите Луны. Начиная с 2019 года эти миссии не только откроют путь для научных исследований в глубоком космосе, но и предоставят возможность вернуться к изучению поверхности Луны и будут шагом в направлении Марса. Сборку Международной лунной орбитальной станции планируется закончить в 2026 году, после чего будет проведен беспилотный испытательный полет SLS. После этого SLS доставит на станцию капсулу «Орион» с четырьмя членами экипажа; миссии будут длиться до шести недель в зависимости от поставленных задач.

Хотя это проект НАСА, в данном случае необходимо плодотворное сотрудничество с другими национальными космическими агентствами, научными кругами и частным сектором. Европейское космическое агентство уже играет жизненно важную роль в этих миссиях, предоставляя европейский сервисный модуль для космических аппаратов «Орион».

Исследование Марса

С тех пор как Нил Армстронг совершил высадку на Луне 20 июля 1969 года, люди смотрели на Марс как на следующую ступень в изучении Солнечной системы. И сейчас наконец начинает развиваться «дорожная карта», которая сделает это стремление возможным. Уже в 2027 году SLS доставит пилотируемый межпланетный космический корабль для стыковки с Международной лунной орбитальной станцией. После запуска логистических модулей и однолетней «пробной миссии» в окрестностях Луны планируется использовать этот 41-тонный корабль для доставки экипажа из четырех человек на Марс и обратно в 2033 году; миссия продлится менее трех лет, но высадка на Марс производиться не будет – корабль останется на орбите Красной планеты, а затем вернется на Международную лунную орбитальную станцию. Данные, полученные в ходе этой миссии, приблизят нас к конечной цели – высадиться на поверхности Марса для первой в истории колонизации другой планеты.

Дальнейшее изучение нашей Солнечной системы и высадку на Марсе планируют не только национальные космические агентства. Илон Маск, генеральный директор SpaceX, не скрывает своих амбиций по колонизации Марса и превращению людей в мультипланетный вид. Это далеко не пустой разговор. В SpaceX уже построили и тестируют двигатель Raptor на метановом топливе для Межпланетной транспортной системы Маска. Этот мощный двигатель будет иметь более чем в три раза больше тяги текущего двигателя Merlin 1D, который используется на ракете-носителе Falcon 9. Многоразовый бустер первой ступени для этой новой ракеты получит ошеломляющие 42 двигателя Raptor – ее мощность будет в четыре раза превосходить мощь ракеты Saturn V.

SpaceX – не единственный пример принадлежащей миллиардеру компании, которая планирует сократить расходы на полеты в космос и расширить границы человеческих знаний. Джефф Безос, основатель Amazon, владеет компанией Blue Origin, которая в настоящее время разрабатывает серию новых ракет с прицелом на Луну и задумывается над проблемой расширения присутствия человека в Солнечной системе.

Кроме того, корпорация Sierra Nevada продолжает разработку космического корабля Dream Chaser, а в 2016 году она заключила контракт с НАСА на предоставление как минимум шести коммерческих миссий по доставке грузов на МКС между 2019 и 2024 годами. И такие компании, как Virgin Galactic, Blue Origin и XCOR, разрабатывают технологии, которые в скором времени обещают волнующую воображение доступность космоса для человека.

Старт этой новой «космической гонке» был дан несколько лет назад. Это гонка предлагает не только конкуренцию, большую устойчивость и низкую стоимость полета в космос, но и захватывающие возможности для сотрудничества, новых партнерских отношений и международного сотрудничества. Гонка только начинается, и приближается новая эра изучения космоса. Вопрос уже заключается не в том, будем ли мы колонизировать Луну и Марс, а в том, когда это произойдет.

Благодарности

Прежде всего бы я хотел поблагодарить всех, кто внес свой вклад в создание этой книги, проявляя интерес к космическим полетам и задавая большое количество интересных, сложных и часто забавных вопросов. Я с удовольствием отвечал на каждый из них. За помощью я обратился к двум самым умным людям из тех, кого я знаю, – моему отцу, Найджелу Пику, и моему шаферу, доктору Иану Карри; им я очень благодарен за мудрые советы.

Спасибо Карлу Уокеру и Росите Суенсон из Европейского космического агентства за проверку фактов и помощь в реализации этого проекта. А за блестящие иллюстрации хочу поблагодарить Эд Грейс и Джо Киртона.

Создание этой книги было бы невозможным без помощи преданной команды издательства Cornerstone группы Penguin Random House. Спасибо моему редактору Бену Брузи, который теперь знает достаточно о космосе, чтобы претендовать на роль космонавта. Благодарю Джейсона Смита за обложку, Мэнди Гринфилд, Джоанну Тейлор и Кэти Лохнайн за редактирование формата и стиля, Бекки Миллар за создание разделов с картинками и Линду Ходжсон за производство книги. Я благодарен Шарлотте Буш за рекламу, Ребекке Икин и Хэтти Адам-Смит, отвечавшим за маркетинг, Аслане Бирне и команде по продажам, Пиппе Райт за помощь в правовой стороне вопроса и Сьюзан Сандон за ее поддержку. Я также благодарен команде из Little, Браун, США.

И я, конечно, хочу поблагодарить всех учителей, инструкторов и наставников, которые встречались мне в жизни и которые помогают другим в достижении целей. Ваше терпение и энтузиазм при ответе на наши вопросы продолжают быть примером и источником вдохновения.

Наконец, я бы хотел поблагодарить мою жену Ребекку за ее бесконечную поддержку и мужество во время написания книги – это оказалось намного более серьезным делом, чем я ожидал!

Фотографии

1. © ЕКА – С. Корвая

2. © НАСА

3. © НАСА – Л. Харнетт

4. © Getty

5. © ЕКА

6. © НАСА

7. © Центр подготовки космонавтов им. Юрия Гагарина

8. © ЕКА

9. © Космическое агентство Великобритании

10. © Центр подготовки космонавтов им. Юрия Гагарина – Юрий Каргаполов

11. © Центр подготовки космонавтов им. Юрия Гагарина – Юрий Каргаполов

12. © НАСА – Б. Стэффорд

13. © НАСА

14. © Центр подготовки космонавтов им. Юрия Гагарина

15. © Космическое агентство Великобритании – Макс Александр

16. © НАСА – Victor Zelentsov

17. © ЕКА – С Корвая

18. © ЕКА – С Корвая

19. © ЕКА – С Корвая

20. © ЕКА – С Корвая

21. © ЕКА – С Корвая

22. © Getty

23. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

24. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом НАСА Тимом Копра)

25. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом НАСА Тимом Копра)

26. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

27. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

28. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

29. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

30. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

31. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

32. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

33. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

34. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

35. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

36. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

37. © Getty

38. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом НАСА Скоттом Келли)

39. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом НАСА Скоттом Келли)

40. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

41. © ЕКА / НАСА (фотография сделана космонавтом НАСА Тимом Копра)

42. © Getty

43. © Getty

Обложка © ЕКА / НАСА (фотографии сделаны космонавтом ЕКА Тимом Пиком)

Сноски

1

Ответ: Точка будет там же, где и была, – на дне куба.

2

По состоянию на июль 2017 года.

3

One Third of US Astronauts Injured During Soyuz Landings' by Keith Cowing.nasawatch.com. 27 October 2016.

Content

Тим Пик
186 суток на орбите

Введение

Запуск

Подготовка

1972. Детство и юность

1994. Мои крылья

2005. Пилот-испытатель

2006. Получение научной степени

2008. В нужном месте в нужное время

Ответим быстро

Жизнь и работа на МКС

Выход в открытый космос

Земля и космос

Возвращение на землю

Ухудшение состояния мышц

Ухудшение состояния костей

Нарушение зрения

Воздействие радиации

Старение сосудов

Боль в шее/спине

Истощение иммунной системы

Заключение. взгляд в будущее

Коммерческая перевозка экипажа

Низкая околоземная орбита

Исследование Луны

Исследование Марса

Благодарности

Фотографии

Сноски