Всё о космических путешествиях за 60 минут - Пол Парсонс
Катастрофа «Челленджера» – яркое напоминание о том, насколько опасным может быть космическое путешествие. Но это также и предостерегающая история о подводных камнях: Thiokol предупреждала NASA о том, что уплотнительные кольца не сертифицированы для использования при таких низких температурах. И все же руководители NASA решили не отменять запуск.
Если мы погибнем, мы хотим, чтобы люди приняли это. Мы участвуем в рискованном деле… Но завоевание космоса стоит того, чтобы рискнуть жизнью.
Вирджил Айвэн Гриссом (1966)
Трагедию можно было предотвратить, если бы на шаттле имелась какая-либо система для эвакуации экипажа. Сначала для астронавтов, участвовавших в четырех тестовых полетах, установили катапультируемые кресла. Но в рамках этих полетов команда состояла из двух человек. Однако после того как шаттл ввели в эксплуатацию, численность экипажа начала увеличиваться и в конечном итоге составила семь астронавтов. Четверо из них во время старта находились на полетной палубе, тогда как остальные трое – на другой, располагавшейся прямо под полетной, что исключало возможность их катапультирования. После катастрофы «Челленджера» NASA добавило в шаттлы парашютную систему спасения, которую можно было активировать при возвращении аппарата обратно на Землю, но все же запустить ее во время активного подъема шаттла было нельзя.
Спасайся!
В современных пилотируемых ракетах-носителях, как и во многих предшественниках шаттла, используют систему аварийного спасения на старте. Например, в «Сатурне-5» она представляла собой маленькую ракету, установленную прямо над капсулой с экипажем. В случае чрезвычайной ситуации капсула отделялась от основной ракеты-носителя и спасательная ракета вызволяла экипаж. Затем на парашютах капсула медленно спускалась на землю.
Системы аварийного спасения на старте помогли избежать многих смертей. В 1983 году российский аппарат «Союз Т-10–1» загорелся на стартовой площадке. Спасательная ракета запустилась и вызволила капсулу с экипажем за несколько секунд до взрыва корабля (есть видео онлайн – погуглите!). Космонавты Владимир Титов и Геннадий Стрекалов, хотя и получили сильные ушибы из-за резкого ускорения ракеты, выжили.
Системы аварийного спасения на старте эффективны в ракетах, ступени которых расположены Друг над другом (поперечное разделение – см. главу 2). В этой конфигурации капсула с экипажем находится на самой вершине, что облегчает ее эвакуацию, если что-то идет не по плану. Такая система, вероятно, не помогла бы космическому шаттлу, поскольку его ракета с продольным разделением: экипаж расположен рядом с основным топливным баком, что делает всю конструкцию более опасной.
Аполлон-13
Возможно, одна из самых знаменитых историй о победе над невзгодами в ходе космических полетов – это история о миссии «Аполлона-13», отправившегося на Луну. Это был третий пилотируемый полет на Луну. Ракета стартовала с мыса Канаверал 11 апреля 1970 года. Примерно через 56 часов после начала полета, когда космический корабль преодолел уже две трети пути до Луны, произошел электрический сбой, приведший к взрыву одного из бортовых кислородных баллонов. В результате были отключены два из трех кислородно-водородных топливных элементов, необходимых для выработки электроэнергии. После выброса кислорода в космос с мощностью в одну треть от максимума главной задачей стало возвращение астронавтов домой живыми. Благодаря изобретательности последних, прибегших к разбору батарей на запчасти, а также использованию кислорода и оборудования из посадочного модуля (к счастью, корабль еще не достиг Луны, когда произошла авария) командный модуль благополучно приводнился в Тихом океане 17 апреля. Астронавты Фред Хейз, Джон Суайгерт и Джеймс Ловелл, а также группа наземного контроля миссии в Хьюстоне были награждены Президентской медалью Свободы.
Хорошая новость заключается в том, что большинство ракетных установок попадают в космос целыми и невредимыми. Но это только начало. Первой проблемой для человека, внезапно оказавшегося в космической среде, является отсутствие воздуха для дыхания. Крошечные следы газа, присутствующие в космосе, как правило, притягиваются массивными телами, поэтому планеты (по крайней мере большие) обладают атмосферой, а сам космос представляет собой очень глубокий вакуум.
Я чувствовал, как слюна на моем языке начинает пузыриться, перед тем как потерял сознание.
Джим Леблан (2010)
Реальных данных о том, что случилось бы с человеком, находящимся в вакууме в течение длительного времени, нет. Предполагают, что тело раздуется, жидкость закипит, а еще, если верить Голливуду, выскочат глаза. Лучшим источником информации об этом на сегодняшний день служит случай инженера Джима Леблана. В 1966 году он тестировал прототип скафандра в вакуумной камере NASA, и шланг, герметизировавший его костюм, отсоединился. Леблан потерял сознание через 14 секунд, но он помнит, как слюна на его языке закипела из-за низкого давления. Через несколько секунд ему дали кислород, и он полностью восстановился.
Скафандры защищают космонавтов от космического вакуума, когда они выходят в открытый космос, и представляют собой аварийный резерв в остальное время. Большую часть полета экипаж пребывает в относительной безопасности на борту космического корабля, который находится под давлением и генерирует собственный кислород из ряда источников. Во время кратковременных космических полетов используются обычные баллоны с кислородом. На МКС газ производится путем пропускания электрического тока через воду, чтобы разделить ее на водород и кислород, при этом нежелательный водород выпускается в космос. Воздух на космической станции прокачивается через фильтры для устранения запахов и загрязнений и проходит через холодные металлические пластины для удаления влаги. Устройства, известные как «СО2-скрубберы», поглощают углекислый газ, который неизбежно вырабатывается при дыхании космонавтов. В них происходит взаимодействие углекислого газа с гидроксидом лития, в результате чего образуется карбонат лития и вода.
Генераторы кислорода тоже не застрахованы от сбоев. В 1997 году систему, использовавшуюся на советской космической станции «Мир», уничтожил пожар, и в результате команда, находившаяся там, столкнулась с перспективой отсутствия воздуха для дыхания. Космонавты прибегли к аварийным свечам из перхлората лития, которые выделяют кислород при горении. Канистры с перхлоратом лития до сих пор хранятся на МКС в качестве резервного источника кислорода.
Сверхзвуковая шрапнель
Поддержание барьера между глубоким вакуумом снаружи и пригодной для дыхания атмосферой внутри – большая проблема для конструкторов космических аппаратов. Наибольший риск возникает из-за столкновений с мелкими частицами, которые, несмотря на их размер, движутся
