«Корабль наизнанку» — как космонавты готовятся к выходу в открытый космос
Следи за успехами России в Телеграм @sdelanounas_ru
© Бионышева Елена/Сделано у нас
Гидролаборатория в ЦПК была открыта в начале 1980-х годов для подготовки космонавтов. Здесь оттачивается работа по внекорабельной деятельности — по сути, прокладывается дорога в открытый космос. В гидролаборатории уже проведено более 70 тысяч часов тренировок и подготовлено 180 экипажей для работы в открытом космосе. Корреспондент «Сделано у нас» посетила гидролабораторию и узнала о том, как тренируют космонавтов.
Как устроена гидролаборатория?
Гидролаборатория — это сложное сооружение, которое содержит большой комплекс технологического оборудования, специальных систем, аппаратуры и механизмов. Основную часть здания занимает цилиндрический резервуар диаметром 23 метра и высотой 12 метров. Он заполнен пятью тысячами тонн воды с температурой около 30 °C. На стенках резервуара есть 45 иллюминаторов, позволяющих вести наблюдения за тренировками космонавтов, фото- и видеосъемку.
Внутри резервуара установлена подвижная монтажная платформа грузоподъемностью 40 тонн, которая может подниматься над водой и погружаться на нужную глубину. На платформе крепятся габаритные макеты оборудования, модулей МКС и опускаются в гидробассейн для проведения тренировок. Это позволяет космонавтам отрабатывать выход в открытый космос, выполнять работу в разгерметизированных отсеках, техническое обслуживание и ремонт, монтажно-демонтажные и сварочные работы, транспортировку грузов и иные работы.
Космонавты надевают вентиляционные макеты скафандров, которые отличаются от реальных только наличием подключения к внешнему источнику воздуха, а вместо ранца системы жизнеобеспечения они берут с собой габаритные макеты. Физиологическое состояние участника тренировок отслеживается с помощью универсального телеметрического комплекса и переговорной системы связи. Чтобы исключить риски работы под водой, космонавтов сопровождают аквалангисты в легководолазном снаряжении.
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
«Корабль наизнанку»
Начальник управления по экстремальным видам подготовки ЦПК Алексей Алексеевич Алтунин:
— В инженерный век это гидротехническое сооружение — по большому счету, как корабль наизнанку: вода внутри, а все остальное — снаружи. Здесь работает большое количество специалистов и уникальных людей, обладающих множеством знаний и компетенций. В гидролаборатории есть два подразделения:
— инженерно-инструкторское (30 отдел) — теоретическая и практическая подготовка космонавтов к внекорабельной деятельности;
— инженерно-техническое (33 отдел) — техническое обеспечение испытательно-тренировочных работ в гидросреде.
Их руководители — специалисты высшего класса, которые были и водолазами, и испытателями, и инструкторами. Это очень важно: работая с космонавтами, которые выходили в космос, нужно разговаривать убедительно и ставить задачи доходчиво и понятно. Это возможно лишь тогда, когда попробуешь это все на себе.
© Бионышева Елена/Сделано у нас
«У нас каждая работа уникальна»
Об исследованиях, проводимых в гидролаборатории, рассказал заместитель начальника отдела ЦПК Верба Дмитрий Иванович.
— Расскажите, пожалуйста, какие задачи и исследования будут проводиться сейчас в гидролаборатории?
— У нас много работы. На ближайшей неделе мы проведём испытания средства крепления крупногабаритных объектов (СККО) — специальной конструкции, которую космонавты установят на многоцелевом лабораторном модуле (МЛМ) «Наука» с целью увеличения полезной площади для установки научной аппаратуры. Затем проведем подготовку основного и дублирующего экипажей МКС-68 по отработанным на испытаниях методикам выполнения монтажа СККО. После приступим к тренировкам космонавтов по ранее отработанным методикам переноса радиационного теплообменника дополнительного (РТоД) и шлюзовой камеры (ШК) с малого исследовательского модуля МИМ-1 «Рассвет» на МЛМ «Наука» с помощью роботизированного манипулятора ERA. Задача РТоД — рассеивание избыточного тепла, выделяемого при работе научной аппаратуры, размещённой на универсальных рабочих местах внутренних (УРМ-В) внутри МЛМ. Шлюзовая камера предназначена для выведения на внешнюю поверхность полезной нагрузки с помощью манипулятора ERA без проведения внекорабельной деятельности (ВКД).
© Бионышева Елена/Сделано у нас
— При испытании в гидролаборатории на космонавтов действует повышенное давление, а в космосе — вакуум. Как Вы сопоставляете результаты испытаний при различии условий?
— Здесь я вас поправлю: и в космосе, и под водой космонавт работает в скафандре под избыточным давлением в 0,4 атмосферы. Иными словами, давление газовой смеси внутри СК выше окружающего на 0,4 атмосферы. В космосе, так как вокруг скафандра практически вакуум, такое давление ощущается космонавтом как на высоте около 6-7 км в горах. Под водой к избыточному давлению внутри скафандра добавляется давление воды на глубине 10 метров, равное 1 атмосфере. Таким образом, на оператора внутри скафандра под водой действует давление равное 1,4 атм, как на глубине 14 метров. Также при работе под водой движению космонавтов и объектов сопротивляется так называемая присоединённая масса воды. Так что под водой работать все-таки тяжелее, чем в космосе. Хотя космонавты, в основном, говорят, что впечатления от работы схожи на 95%.
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
— Отличаются ли скафандры космонавтов и оборудование, испытываемое в гидролаборатории, от того, которое применяется в космосе?
— Конечно! В первую очередь, оборудование и отсеки модулей Российского сегмента Международной космической станции (PC МКС) — габаритные макеты с действующими механическими соединениями. Однако, никакого электричества, если оно предусмотрено в полётных образцах, под водой, естественно, нет. Скафандр «Орлан-ГН», используемый в гидролаборатории, в отличие от штатного «выходного» скафандра «Орлан-МКС» не автономен. Воздух для дыхания и вода для охлаждения подаются из специальных систем по длинному шлангу, так называемому «фалу жизнеобеспечения». В комплекте подводного «Орлана» используются свинцовые груза, размещаемые в специальных карманах на спине, руках, ногах и голове для обеспечения нулевой плавучести системы «человек-скафандр». Таким образом в гидролаборатории имитируется невесомость.
— Есть ли аналогичные гидролаборатории в нашей стране и мире и какие отличия между ними существуют?
— Одна находится в США — в космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне, и одна в Европе — в немецком Кёльне. Естественно, в Китае есть, она — копия нашей. Еще одна была в Японии, но в 2011 году она была повреждена землетрясением и теперь закрыта. Макеты в нашей гидролаборатории размещаются на специальной платформе, которая может опускаться на дно резервуара. Таким образом, есть возможность просушить и обслужить макеты, а также проводить практические занятия с космонавтами перед погружением. У американцев такой возможности нет, но их бассейн больше. Он прямоугольной формы, размерами 62 метра на 31 метр и глубиной 12 метров. Европейская лаборатория нейтральной плавучести поменьше, восьмиугольная, глубиной 10 метров, объемом 3700 кубических метров.
— Все ли сложные работы, проводимые космонавтами на орбите, возможно отработать в гидролаборатории?
— Практически во всех случаях циклограмму внекорабельной деятельности получается отработать в полном временном масштабе. Правда, на стендах обезвешивания недостаточно «чистая» невесомость. На самолёте-лаборатории невесомость настоящая, но кратковременная, и размер рабочей зоны на борту самолёта-лаборатории намного меньше, что не позволяет выполнять операции дольше чем один режим невесомости, ограниченный 30 секундами. Поэтому основным тренажным средством для внекорабельной деятельности остается гидролаборатория.
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
— Расскажите, пожалуйста, о самых интересных испытаниях, которые проводились в гидролаборатории?
— У нас каждая работа уникальна. Внекорабельная деятельность тем и примечательна, что каждый раз это эксперимент, поэтому это всегда что-то новое и интересное. Одним из сложных испытаний, которое вспоминается, была прокладка кабелей системы электроснабжения (СЭС) от американского сегмента МКС по внешней поверхности модуля ФГБ «Заря». Это был один из этапов подготовки к интеграции нового модуля российского сегмента МКС — МЛМ «Наука». Тренировки были очень длинными, требующими высокой физической выносливости испытателей. Мы не попадали во временные рамки, и приходилось искать методические и технические решения, чтобы справиться с этой сложной задачей.
Еще был интересный эксперимент, когда на станции «Мир» планировалось провести уникальные работы в открытом космосе. Была поставлена задача провести испытания в гидролаборатории и подготовить космический экипаж для отработки методов сварки, технологии сборки и ремонта конструкций в открытом космосе. Уникальность этого эксперимента заключалась ещё и в том, что одним из операторов ВКД для работы в открытом космосе впервые должна была стать женщина-космонавт Светлана Савицкая. Данные операции выполнялись электронно-лучевой пушкой, которую космонавт держал в руке. Аппарат весил около 30 кг, а электронно-лучевая пушка — 2,5 кг. Космонавты выходили наружу, у них был крутящийся барабан, на котором стояли разные металлические материалы, на скафандр надевался костюм, чтобы не обжечься лучом сварочного аппарата. Со стороны смотрелось очень эффектно!
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
— Расскажите, пожалуйста, о выдающихся специалистах вашей лаборатории
-У нас все в какой-то степени выдающиеся! Пожалуй, отмечу Ивана Александровича Вербу, который является для меня и моих коллег примером в работе. Благодаря ему у нас существует и добросовестно работает водолазная служба. Он её основал и готовил специалистов — «космических» водолазов. Лично испытывал космическую технику, обучал космонавтов. Сейчас он на заслуженной пенсии, но иногда заходит в гости.
«МЫ ЗАБОТИМСЯ О ЗДОРОВЬЕ ВОДОЛАЗОВ»
О работе 33 отдела рассказал начальник отдела ЦПК Кудряшов Валерий Витальевич.
— Цель у 33 отдела одна — подготовка космонавта к внекорабельной деятельности. Наша основная задача — это инженерно-техническое обеспечение испытательно-тренировочных работ в гидросреде, водолазной барокамере и специальная водолазная подготовка.
У нас в подразделении есть штатная водолазная служба, которая занимается регламентом водолазных работ. Мы заботимся о здоровье водолазов, обеспечиваем лечебную профилактику водолазных заболеваний. У нас есть две уникальные барокамеры, одна из которых оснащена системно-кислородным дыханием. Это очень полезно, особенно при длительно водолазных работах. У обеих барокамер два отсека, куда может зайти врач в случае получения водолазной баротравмы. Также при длительном нахождении водолаза в камере ему может подаваться еда и оказываться медицинская помощь.
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
© Бионышева Елена/Сделано у нас
Кроме того, наш отдел отвечает практически за все системы испытательно-тренировочного комплекса гидролаборатории — это системы связи, освещения резервуара, воздуха высокого давления и телеметрические комплексы, которые позволяют контролировать в режиме онлайн физиологическое состояние космонавта - частоту сердечных сокращений, частоту дыхания и температуру тела. Также у нас есть система видеоконтроля, позволяющая записывать тренировки на архивный сервер. Их мы используем для создания учебных фильмов или передаем РКК «Энергия» для создания тренировочных видеофильмов для просмотра космонавтами на борту МКС.
© Бионышева Елена/Сделано у нас
Фото и текст: Бионышева Елена
Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈
