Между небом и землей: лаборатория невесомости

На заре космической эры никто не знал, как влияет состояние невесомости на человеческий организм и технику. Получить ответы на эти вопросы было необходимо, прежде чем проводить на орбите долговременные эксперименты. Поэтому в 1960 году невесомость начали имитировать во время полетов на учебно-тренировочных МиГ-15. Пилот разгонял самолет и выполнял «горку», а космонавт, находившийся позади него в кабине, учился выполнять в условиях невесомости различные действия — писал в блокноте, пил воду и т. п. Но тесная кабина истребителя не позволяла совершать свободные движения, там нельзя было разместить всю нужную аппаратуру. Вскоре появились специально оборудованные летающие лаборатории Ту-104АК, где во время полетов космонавты учились надевать скафандры, работали на макетах кораблей и орбитальных станций. Именно в этой летающей лаборатории Алексей Леонов учился выходить в открытый космос, там же испытывали работу «лунохода». В 1980-х эстафету приняла специальная модификация транспортного самолета Ил-76К, а в 1990-х — Ил-76МДК (именно на них сейчас проходят подготовку космонавты и астронавты в ЦПК). Таких переоборудованных самолетов всего три, но летает обычно лишь один — остальные два находятся в горячем резерве.

По внешнему виду самолеты, которые обслуживают ЦПК, — Ил-76МДК 70-го ОИТАПОН (отдельного испытательно-тренировочного авиационного полка особого назначения) им. В.С. Серегина, стоящие на подмосковном аэродроме «Чкаловский», — мало отличаются от обычных транспортников. Тем не менее самолеты эти специальные. Возле одного из них работают техники, занимаясь подготовкой самолета к завтрашнему полету, а Николай Третьяков, заместитель командира 1-й эскадрильи авиаполка по инженерно-авиационной службе (ИАС), объясняет мне основные отличия: «в невесомости, как известно, все жидкости ведут себя совершенно по-другому. Это относится и к топливу, и к маслу, и к гидравлическим жидкостям. Поэтому, для того чтобы обеспечить бесперебойную подачу топлива, самолет оборудован топливными и масляными аккумуляторами. Они снабжают двигатели топливом во время режимов невесомости. Кроме того, во время таких полетов перегрузка достигает двух единиц, что, вообще говоря, не слишком типично для транспортного самолета. Поэтому планер самолета также усилен соответствующим образом».

По трапу мы поднимаемся в самолет, и Николай продолжает экскурсию: «салон тоже специально оборудован. В передней части около кабины пилотов кресла для испытательной бригады — руководителя, инженера по освещению и электропитанию, два рабочих места для врачей. Вот здесь иногда устанавливается вращающееся кресло — для испытаний космонавтов на предельных режимах». За креслами — просторный салон без всяких кресел, пол которого застилают толстые мягкие пенополиуретановые маты. Стены и потолок также покрыты мягким материалом. «Это чтобы в невесомости никто себе синяков не набил, — поясняет Николай. — А вот у самого пола — это система подачи воздуха для подключения скафандров. Иногда здесь ставят и макеты модулей космической станции, на которых космонавты тренируются отрабатывать различные ситуации». Я скептически смотрю на узкую дверь, через которую только что попал внутрь. Николай, перехватив мой взгляд, усмехается: «самолет-то транспортный!» — и ведет меня в заднюю часть салона, где старший авиатехник роман Зверев открывает крышку пульта на стене и нажимает несколько клавиш. С громким гулом в задней части самолета откидывается рампа, открывая широченный «въезд».

В кабине пилотов тесно, и глаза разбегаются от обилия различных шкал, стрелок, кнопок, тумблеров и рычагов. «Приборы и органы управления стандартные, есть только небольшие отличия, — говорит Николай. — Вот эти клапаны управляют топливными и масляными аккумуляторами, да еще перед командиром на пульте расположен тумблер, отключающий речевой информатор, чтобы не паниковал: автопилот здесь стандартный, и он не приучен к таким необычным режимам, как параболический полет». Еще одно отличие — два дополнительных индикатора невесомости: перед командиром и вторым пилотом к пульту прикреплены две мензурки с глицерином (в невесомости воздушный пузырь «всплывает» в центр). В одной мензурке глицерин прозрачный, в другой — янтарного цвета. «Коньяк и водка!» — шутит Николай. На прощание механики рассказывают мне байку о том, как пилот одного из коммерческих рейсов заметил Ил-76МДК, выходивший из режима невесомости, и доложил диспетчеру о «падающем самолете».

«Сказочники! — улыбается один из летчиков, заместитель командира полка Игорь Клименко. — для таких полетов выделяется специальная зона и высоты от шести до десяти тысяч метров при условии отсутствия облачности, и никаких коммерческих рейсов там не может быть в принципе. Обычно мы летаем в районе Плещеева озера, по нему удобно визуально ориентироваться». Полет выполняется по так называемой параболе Кеплера и начинается с горизонтального разгона на высоте примерно 6500 м. Затем самолет делает «горку» — на восходящей части происходит ввод в режим невесомости, при этом перегрузка достигает двух единиц. «Управление осуществляется вручную, — объясняет Игорь, — при этом нагрузка на штурвале составляет примерно 70 кгс. Представьте себе штангу такой массы, только поднимать ее нужно не рывком, а плавно и с ювелирной точностью. Причем необходимо очень тщательно следить за креном и боковым смещением — они должны быть нулевые, иначе тех, кто в салоне, ‘размажет' по стенам». Из-за больших физических нагрузок командир и второй пилот, как правило, выполняют режимы невесомости по очереди.

При достижении угла кабрирования примерно в 50 градусов летчик «отдает» штурвал от себя, вводит самолет в 25−30-секундный режим невесомости и осуществляет контроль по индикатору перегрузки и по упомянутому выше «стаканчику». С высоты примерно 9500 м самолет пикирует и переходит (опять-таки с перегрузкой до двух единиц) в горизонтальный полет. Несколько минут такого полета требуется для того, чтобы выполнить разворот, а также зарядить топливные и масляные аккумуляторы. «Формально разрешается выполнять три режима без ‘перезарядки', а технически ‘запас прочности' еще в три раза выше, — говорит Игорь Клименко. — но зачем лишний раз рисковать, если в этом нет никакой необходимости? Безопасность для нас всегда приоритетна». Затем все повторяется — за один полет Ил-76МДК выполняет в среднем десять режимов невесомости.

Невесомость — один из самых непривычных факторов, которые приходится ощутить космонавтам на орбитальной станции. «Хотя, конечно, космонавты — как правило, бывшие летчики, им и перегрузки, и невесомость уже знакомы, но все равно в течение первых нескольких режимов невесомости врачи внимательно изучают реакцию организма, — поясняет Борис Найденов. — А потом начинаются собственно тренировки. Космонавтов учат перемещаться в условиях невесомости, правильно обращаться с тяжелыми грузами — чтобы они поняли, что, несмотря на отсутствие веса, силы инерции по-прежнему действуют».

Еще одна важная часть тренировок — работа со скафандрами. «Надевание скафандра в невесомости имеет свои особенности, — говорит Борис. — Скажем, при надевании мягкого ‘сокола' типичная ошибка новичка состоит в том, что он начинает болтать ногами, расправляя штанины, а это приводит к закручиванию вокруг оси. Учат космонавтов и работе на макетах модулей космической станции — благо размер салона позволяет; с помощью специальной модификации скафандра ‘орлан' имитируется выход в открытый космос. За 10−12 полетов космонавты получают основные навыки работы в невесомости. А вообще эти тренировки у них одни из самых любимых — ведь именно здесь можно почувствовать себя ближе к космосу».

Кроме космонавтов, «тренируют» и технику — в невесомости на борту самолета проводятся предварительные оценки работоспособности различной аппаратуры. Причем не только в невесомости — варьируя профиль полета, можно получить и лунную (1/6 земной), и марсианскую (1/3 земной) гравитацию, при этом длительность режима увеличивается.

С недавних пор пребывание в невесомости доступно и «туристам». Конечно, это довольно дорогое удовольствие — один полет группы из 15 человек стоит примерно 800 000 рублей, к тому же предъявляются определенные медицинские требования — отсутствие серьезных травм, сердечно-сосудистых заболеваний, психическая устойчивость. Для неподготовленного человека невесомость неприятна психологически и физиологически. «Типичная первая реакция на невесомость — это потеря ориентации и рвота, — объясняет Борис Найденов. — Ведь даже кратковременное воздействие, скажем, в обычном пассажирском самолете при попадании в воздушные ямы вызывает дискомфорт. А тут — почти 30 секунд! Но в принципе любой здоровый человек может к этому привыкнуть. Мы рекомендуем туристам перед полетом хорошо отдохнуть, не употреблять алкоголя, нормально позавтракать, избегая продуктов, вызывающих газообразование, и не употреблять много жидкости — к сожалению, наш самолет не оборудован туалетом. А рвота — нормальная физиологическая реакция, если кто ‘готов показать свой завтрак' — на то есть гигиенические пакеты. Многие получают от невесомости удовольствие, хотя и не сразу».

Я спрашиваю Бориса о наиболее необычных «туристах». «Кого только не приходилось сопровождать! — смеется он в ответ. — Очень запоминаются художники и актеры, которые летают не просто для развлечения. Например, испанский художник Марселли Рока со своей инсталляцией робота-экзоскелета или британское научно-художественное агентство The Arts Catalysts, которое даже выпустило по результатам этих полетов книгу Zero Gravity: A Cultural User’s Guide. А труппа словенского национального театра поставила в невесомости пьесу и отсняла эту постановку на видео. Довольно часто в невесомости снимают рекламу. Больше всего мне, пожалуй, запомнились ролики команды ‘Формулы-1' McLaren/Mercedes. Мика Хаккинен и Дэвид Култхард, участвовавшие в полетах, держались отлично, чувствовалась прекрасная физическая подготовка. Ощущения им понравились, и не исключено, что именно этот заряд бодрости и положительного настроения позволил им вскоре выйти на лидирующие места в чемпионате».

Автор благодарит телеканал Discovery Science и итальянскую компанию Spaceland за помощь в написании статьи.