186 суток на орбите (спросите у космонавта) - Тим Пик
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
