Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
История борьбы за время в космосе
lozga
01.jpg
На прошлой неделе успешно завершилась годовая экспедиция на МКС Михаила Корниенко и Скотта Келли. Многие знают, что 340-дневная миссия не должна была стать новым рекордом, но тот факт, что в списке длительности полетов она занимает только четвертое место, известен меньше. Длительность космических миссий - это один из индикаторов того, как мы осваиваем космос, насколько мы готовы, например, к полету на Марс. А в начале космической эры каждый час полета высоко ценился в космической гонке. О том, как ставились новые рекорды по длительности космических полетов, сегодняшний рассказ.

Минуты и часы


Изначально длительность полета определяли, одновременно, техника и медицина. Советский корабль "Восток" был спроектирован для многосуточного полета (из-за недублированного тормозного двигателя аварийным способом вернуться на Землю было пассивное торможение об остатки атмосферы, что должно было занять примерно неделю), а американский "Меркурий" мог пробыть в космосе не больше суток. Эти особенности наложились на отсутствие знаний о том, как поведет себя организм человека в космосе. И хотя в первые два года космической гонки обе страны постепенно увеличивали время миссий, по длительности полетов безоговорочно лидировал Советский Союз.

02.jpg
Космонавты СССР по очередности полета, слева направо

108 минут - "Восток-1", Юрий Гагарин, 12 апреля 1961 года. Что любопытно, есть сторонники идеи, что полет продолжался 106 или 113 минут. Всего один виток смотрится сейчас очень коротким полетом, но в то время это был серьезный риск. Врачи пугали, что в невесомости человек не сможет есть, пить, дышать, сойдет с ума, а даже если этого не случится, то у него расслабятся глазные мышцы, глаза изменят форму и космонавт не сможет ничего видеть. Риск, правда, уменьшался тем, что "Востоки" могли летать в автоматическом режиме и смогли бы с большой вероятностью привезти даже потерявшего работоспособность космонавта назад.
В США же не была готова ракета для орбитального полета, поэтому первые две миссии "Меркуриев" использовали менее грузоподъемную ракету, были суборбитальными и длились всего по пятнадцать минут.

25 часов 11 минут - "Восток-2", Герман Титов, 6-7 августа 1961 года. Снова риск - длительность космического полета увеличилась сразу в тринадцать раз. И начали проявляться первые космические неприятности - в полете Титов чувствовал головокружение и тошноту. Проблема адаптации к невесомости до сих пор не решена полностью. Да, мы знаем, как отбирать и тренировать людей, чтобы их меньше тошнило на орбите. Да, мы знаем, как ослабить остроту симптомов (меньше двигаться и стараться не шевелить головой). Но до сих пор ни тренировки ни фармакология не смогли полностью победить космическую тошноту, и примерно половине отобранных и тренированных космонавтов не по себе первые сутки полета.
Полет Титова был очередным серьезным ударом для США. Только спустя полгода первый "Меркурий" вышел на орбиту, но пробыл там всего 4 часа 55 минут - из-за отказа датчика сброса теплозащитного щита миссия была ошибочно прервана досрочно.

94 часа 22 минуты (3 суток 22 часа 22 минуты) - "Восток-3", Андриян Николаев, 11-15 августа 1962 года. На первых сутках полета Николаев выполнил очень важный эксперимент, который сейчас кажется немного забавным - впервые в истории космонавтики отвязался от кресла и примерно час плавал в невесомости. Сейчас без этого никак, но тогда это тоже был риск - а если космонавт не сможет вернуться обратно в кресло? Было бы гораздо сложнее перенести перегрузки и пришлось бы садиться в спускаемом аппарате, который сильно ударялся о землю, без всяких средств амортизации. Но страхи оказались напрасными - плавание в невесомости оказалось очень приятным и совсем несложным. А еще Андриян является первым космонавтом, которому продлили длительность полета - изначально длительность была определена в трое суток, но по состоянию космонавта, после ожесточенных споров на Земле было принято решение продлить полет еще на сутки.

115 часов 55 минут (4 суток 22 часа 55 минут) - "Восток-5", Валерий Быковский, 14-19 июня 1963 года. А в этом полете была впервые проверена еще одна система космического корабля и человека - на третий день Быковский впервые сходил в туалет "по-большому" в космосе. Как и многие достижения первых лет космонавтики это сейчас смотрится забавным, но было бы очень печально, если бы внезапно оказалось, что туалетные вопросы ограничивают движение человечества в космос. Быковскому не повезло - из-за того, что орбита оказалась ниже расчетной, он потерял возможность продления полета до восьми суток. Но, тем не менее, ему до сих пор принадлежит рекорд длительности одиночного полета.
В США же только в 1963 году вышли на рубеж длительности полета в одни сутки. Финальная миссия программы "Меркурий" - "Меркурий-Атлас 9" со специально доработанным кораблем с дополнительными батареями и кислородными баллонами продлилась 34 часа. Что любопытно, и тут не обошлось без туалетных вопросов - проблемы с герметичностью мочеприемника привели к коротким замыканиям, и корабль пришлось сажать практически вручную.

Дни


Американская лунная программа требовала длительных полетов - если не научиться проводить в космосе две недели, то лететь на Луну не будет смысла. Советская же космонавтика страдала от неопределенности с лунной программой, задержек разработки нового корабля "Союз" и повышенного риска запусков кораблей "Восход", которые не имели системы спасения на первых минутах полета. И рекордный полет собак Ветерка и Уголька, пробывших в космосе 22 дня, в человеческие рекорды зачислить нельзя.

03.jpg
Астронавты второго набора США

7 дней 22 часа - "Джемини-5", Гордон Купер, Чарльз Конрад, 21-29 августа 1965. Первый длительный полет очень успешной программы "Джемини", во время которой американцы начали обгонять СССР в космической гонке. Эта миссия чуть не сорвалась из-за проблем с давлением в неосвоенных топливных элементах. На третьи сутки стала шалить система терморегулирования - температура в скафандрах падала до 5° С. Но, несмотря на все проблемы, каждые сутки полет продлевали. Отдельным вызовом стала скука - астронавты не взяли с собой в полет, например, книг, и главным развлечением была шестичасовая уборка корабля.

13 дней 18 часов - "Джемини-7", Фрэнк Борман, Джим Лоувелл, 4-18 декабря 1965. Второй длительный полет при подготовке к полетам на Луну. В этот раз астронавты подготовились и взяли с собой книги. Но полет дался очень тяжело - кабина постепенно заполнялась запахом мочи и немытых тел. Астронавты, как могли, откладывали поход в туалет "по-большому" и решились на это только на десятый день. После посадки астронавты, несмотря на бодрые улыбки, видимые на кадрах хроники, с трудом переставляли ноги. Фрэнк Борман потом вспоминал, что, буквально командовал своим ногам "правая! левая! правая! левая!". Также в ходе полета астронавты потеряли 4-5 килограмм. Но ничего фатального не случилось - на Луну можно было лететь. Кстати, полеты "Аполлонов" не побили этого рекорда, длительность миссии была выбрана очень верно, с запасом.


Фильм об экипаже "Союза-9"

17 суток 16 часов - "Союз-9", Андриян Николаев, Виталий Севастьянов, 1-19 июня 1970 года. Американцы выиграли лунную гонку в 1969 году, и этот полет представлял собой асимметричный ответ - СССР готовился к длительным миссиям и приступил к созданию орбитальных станций. К тому же, надо было перекрыть рекорд американцев на "Джемини-7". Поэтому полет запланировали на 17-20 суток. Полет прошел успешно, без серьезных технических проблем. Космонавты впервые в СССР брились на орбите (что любопытно, им больше понравились электробритвы, а американцам - безопасные бритвы), провели первый в истории космический выходной день, играли в шахматы по радио, а также впервые состоялся сеанс связи с родственниками для психологической поддержки экипажа. Но после посадки обнаружился неприятный сюрприз - состояние космонавтов оказалось хуже ожидаемого, попытки просто стоять на ногах приводили к проблемам с равновесием и повышенному сердцебиению. Медикам пришлось дорабатывать методики физических нагрузок в космосе и алгоритмы реабилитации после полета.

Из сравнения послеполетного состояния астронавтов "Джемини-7" и "Союза-9" адепты лунного заговора пытаются сделать доказательство того, что программа "Джемини", как и "Аполлон", была обманом. Действительно, на первый взгляд сложно сравнить бодро вышагивающих американцев с чуть ли не помирающими после полета космонавтами. Однако, на этот аргумент есть что ответить. Адепты лунного заговора смещают акценты. Американцы испытывали проблемы с ходьбой (цитату я уже приводил выше), а советские космонавты не были на грани жизни и смерти. Если поискать материалы медиков, исследовавших Николаева и Севастьянова, то открывается неприятная, но не критически опасная картина. Позволю себе процитировать статью "Медико-биологические исследования по программе полетов космических кораблей "Союз"" профессора Л.И. Какурина, вышедшую в 1972 году и доступную на сайте РАН:
Сразу после приземления космонавты отмечали общую слабость. Наблюдалось необычное возрастание частоты сердечных сокращений при ходьбе или других незначительных нагрузках. Не только предметы, которыми пользовались космонавты после полета, но и части тела (голова, руки, ноги) субъективно воспринимались как тяжелые. На протяжении 3—4 суток после полета обычная земная гравитация воспринималась как воздействие ускорений в пределах 2—2,5 g. По крайней мере в течение 3 час. после полета космонавтам было трудно сохранять вертикальную позу. Через сутки после полета их походка оставалась все еще неуверенной, и для сохранения вертикальной позы требовались усилия.

Но после 11 дней состояние космонавтов приблизилось к предполетному.
Результаты полета "Союза-9" показали необходимость разработки новых методов сохранения работоспособности после полета. У космонавтов появилась бегущая дорожка, нагрузочные костюмы и вакуумный противоперегрузочный костюм. А время обязательной физической тренировки подняли с получаса до двух часов в сутки. Кстати, проблема реабилитации организма после полета, подозреваю, повлияла и на длительность полета космических туристов - ни один турист еще не был в космосе дольше 15 дней.

Недели



04.jpg
Волков, Добровольский, Пацаев

23 дня 18 часов - "Союз-11", Георгий Добровольский, Владислав Волков, Виктор Пацаев. Следующий этап движения в космос был связан с орбитальными станциями. Станция давала больше места, можно было пополнять припасы грузовыми кораблями и даже менять пилотируемые корабли, если срок работы корабля в космосе оказывался ниже длительности экспедиции. Пионерами в этом деле стал экипаж "Союза-11", который состыковался с первой орбитальной станцией "Салют-1" и проработал там больше трех недель. Опыт "Союза-9" был учтен, и, по данным с орбиты, физическое состояние космонавтов сохранялось нормальным. Увы, Добровольский, Волков и Пацаев погибли при возвращении на Землю, и не было возможности провести послеполетные тесты.

05.jpg
Экипажи станции "Скайлэб"

28 суток "Скайлэб-2"
59 суток "Скайлэб-3"
84 дня "Скайлэб-4" - Джералд Карр, Эдвард Гибсон и Уильям Поуг, 16.11.1973 — 08.02.1974. Очень успешной оказалась американская станция "Скайлэб". В каждом полете ставились новые рекорды по длительности пребывания в космосе. Астронавты успешно сочетали научные исследования, поддержку станции в работоспособном состоянии и заботу о собственном здоровье. По воспоминаниям Карра, доктора шутили, что астронавты вернулись в лучшем состоянии, чем стартовали в космос. Конечно же, это была шутка, после длительного полета у людей уменьшается объем и сила мышц, из костей вымывается кальций, отвыкает от тяжести вестибулярный аппарат. Все эти изменения необходимо исправлять в процессе послеполетной реабилитации. Но, несмотря на все эти проблемы, оказалось, что можно долго и успешно работать в космосе и восстановиться до нормального состояния после полета.

Месяцы


Начиная с какого-то этапа длительные экспедиции становятся похожими друг на друга, потому что экипаж занимается, в целом, четырьмя делами - выполняет научные эксперименты (которых за месяцы на орбите становится очень много), поддерживает орбитальную станцию в работоспособном состоянии (чинит сломавшиеся агрегаты, борется с авариями, апгрейдит станцию), сохраняет собственную работоспособность (два часа физкультуры каждый день, медицинские анализы, земные пейзажи на стене, связь с родными) и несет общественную нагрузку (поздравления, сеансы связи, и прочее и прочее). Поэтому в этой главе я коротко остановлюсь только на рекордах.

06.jpg
Романенко и Гречко

"Салют-6"
Рекорд "Скайлэба" продержался четыре года. Только на станции "Салют-6" советские космонавты побили рекорд американцев - экспедиция Юрия Романенко и Георгия Гречко провела на стации 96 дней. Но новые экспедиции подняли планку в два раза - 139 суток, 175 суток, 184 суток.

07.jpg

"Салют-7"
На "Салюте-7" были установлены два рекорда, которые до сих пор остаются в Топ-10. В 1982 году Анатолий Березовой и Валентин Лебедев провели на станции 211 суток. А в 1984 году Леонид Кизим, Владимир Соловьев и Олег Атьков совершили полет длительностью почти 237 суток.

08.jpg
Валерий Поляков в иллюминаторе

"Мир"
Но настоящей фабрикой рекордов, некоторые из которых не побиты и на сегодняшний день, стал орбитальный комплекс "Мир". В 1987 году Юрий Романенко проработал на станции 326 суток. В 1988 году Владимир Титов и Муса Манаров провели в космосе ровно год. А легендарный Валерий Поляков в 1994-95 годах находился на станции 437 суток. Этот рекорд не побит до сих пор. Кстати, у Полякова получилось не с первого раза - в 1988-89 годах он провел на "Мире" 240 дней, но был вынужден вернуться досрочно из-за консервации станции. А уже после Полякова в 1998-1999 годах Сергей Авдеев проработал на орбите 379 дней.



Заключение


Успешное и неоднократное длительное пребывание человека на орбите говорит, что космос, пусть и недружелюбный, вполне можно победить, и не терять работоспособность, находясь месяцами в невесомости. Годовой полет Корниенко и Келли не стал рекордным, но он не является из-за этого менее интересным. Медики по обе стороны океана могут сравнить различные технологии, которые Россия и США используют для длительных полетов, очень любопытен близнецовый эксперимент со Скоттом и Марком Келли. Каждая новая крупица информации может стать ценной, позволив летать еще дольше, лучше и безопаснее для здоровья.

Похожие материалы по тегам «длительный космический полет» и "история космонавтики".

attentioneer.jpg

Записи из этого журнала по тегу «длительный космический полет»


промо powerforpeople 12:15, Суббота 2
Разместить за 30 жетонов

  • 1
Эммм... безотносительно к тому, что говорит о состоянии Николаева и Севастьянова подцензурная статья 70-х гг., открывшиеся позже источники характеризуют проблемы с их здоровьем значительно серьезнее. Так что вопросы к разнице состояния астронавтов Джемини, не имевших возможности во время полета даже толком сменить позу, и космонавтов Союза вполне основательны.

В источнике, который привел я, есть данные вплоть до параметров сердцебиения. Вы можете привести источники подобного уровня, которые "характеризуют проблемы с их здоровьем значительно серьезнее"?

Простите, а какого "подобного"? Уровня подцензурной советской статьи? Это высокий уровень или низкий? Вы родились в 85-м году, имеете ли вы реальное представление о степени достоверности данных советской открытой печати начала 70-х годов, да еще в такой насквозь политизированной области? Она если не равна нулю, то стремится к нему по экспоненте. Какие-нибудь дневники Каманина, как к ним ни относись, и то достовернее. Если хотите оспорить, приведите пример советской публикации начала 70-х о ракете Н-1, например )

А как по-вашему потом люди в космос летали если эти данные вы считаете фальсифицированными? Откуда брать методики подготовки, упражнений и реабилитации? Будьте тогда последовательными и скажите что никто никуда не летал, видел я таких в ЖЖ.

Положим, фальсифицированными я их не называл, но неполными они вполне могут быть. Что же до вопроса "как потом летали", он вообще странен. Не по статьям же в открытой печати летали, национальная космическая медицина каждой страны располагала собственными аутентичными данными.

Все-таки, как представляется, вопрос не снят. По данным очевидцев, одному из советских космонавтов пришлось в вертолете проводить фактически реанимационные мероприятия. При этом американец всего лишь испытывает некоторые затруднения при ходьбе. Такая разница требует обьяснения.

Не обязательно для этого привлекать теорию заговора. Пара версий навскидку (просто для иллюстрации, я на них ни в коем разе не настаиваю). Возможно, американцы имели медикаментозные средства, эффективно задерживающие гравитационную деградацию. Возможно, советские космонавты нарушили режим подготовки к полету или перенесли в полете инфекционное заболевание. Много что возможно.

Еще раз посмотрите на источник. Это не Комсомольская правда а Вестник РАН, а данные о длительном полете не являются совершенно секретными.

По воспоминаниям Севастьянова Николаев терял сознание но это не клиническая смерть.

Лично мое мнение - между 14 и 18 днями происходит какой-то переход состояния организма, утяжеляющий адаптацию обратно к тяжести. Но, поскольку я не нашел медицинских источников это подтверждающих, не стал его высказывать в статье.

А что, Вестник РАН выпускался в Швейцарии и не подлежал литованию, что ли?

Потеря сознания, конечно, не клиническая смерть, но и не легкие нарушения походки (о которых, насколько я понимаю, и известно-то в основном со слов астронавта)

Ваша версия про качественный скачок декомпенсации между 14 и 18 днями полета имеет право на существование, но нуждается в проверке не менее любой иной.

торможение должно было занять примерно неделю

А до Быковского как срать собирались?

Также. Устройство было, просто не использовалось.

> Успешное и неоднократное длительное пребывание человека на орбите говорит, что космос, пусть и недружелюбный, вполне можно победить, и не терять работоспособность, находясь месяцами в невесомости.

История борьбы за время в космосе выглядит плохо: началась она так давно, что уже все забыли зачем велась и тем более ведётся эта борьба. Если и пульнут кого-то на Марс, то уже с реактором, а это точно меньше года, гораздо ближе к полугоду или ещё меньше. Кроме того, в ходе борьбы потерялась ключевая задача обеспечения искусственной тяжести -- похоже сейчас никто этим даже не пробует заниматься, а без этого длительные полёты уже нет смысла затевать по куче медицинских и других причин. И вот так похоже во всём сейчас: хроническое "побеждание" космоса с закрытыми глазами, выключенными мозгами и слишком большими расходами. В целом, если актуальна задача дальних полётов (от Луны и дальше), то неизбежно становится актуальной задача создания межпланетного корабля с нормальной энергетикой и обитаемостью, с искусственным тяготением, с нормальным туалетом и душем, с нормальной едой и защитой от радиации методом сокращения времени полёта. Вместо этого "спортсмены" летают год на МКС, а РФ платит за это гигабакс (2013) в год. Всё это очень печально.

Edited at 2016-03-09 07:48 (UTC)

МКС заметно различается с космической ракетой по требованиям к защите. Они резко ниже.

Кроме того, зачем нужна станция - более-менее понятно, а вот кому и зачем нужен Марс, если экономических перспектив нет в силу того, что это планета, а научные целиком закрыты роботами - вопрос тот ещё.

Похоже у нас не только разный язык, но мы на разных планетах. :)
1. Что такое "космическая ракета"? О ракетах-носителях я ничего не сказал.
2. Я не знаю зачем нужна МКС (если исключить кормление всех участвующих), но знаю зачем нужен Марс, если кому-то удастся сделать его доступным. И это чистая экономика -- классические байки об "астероиде" меня не волнуют совсем. Научные же перспективы Марса весьма преувеличены -- кроме интересов секты искателей жизни и секты свидетелей воды, Марс далеко не самый интересный объект для науки в системе.

Геологически Марс интереснее Луны. А больше никуда люди полететь не могут.

Пока люди никуда полететь не могут. Когда что-то смогут, Луна несравнимо доступнее -- три дня полёта в один конец, за неделю можно обернуться. А что интереснее -- определяют люди, у которых есть возможность финансировать такие полёты. Мне вот системы Нептуна и Урана интереснее Марса, хотя на Луну соглашусь за ~400 миллисекунд (быстрее не смогу физически).

Да вроде как уже могут на Марс - 10 триллионов и 10-15 лет. Дальше - никак не могут, ни за какие деньги. Если в этом веке.

Ну конечно, такое бывает раз в жизни, и то не у каждого: проиграть 10 триллионов за 10~15 лет красивой жизни, а потом сказать что Марс оказался злой и не совсем получилось. Только начальство на такие фокусы сегодня не купится -- ни у кого нет даже 10 миллиардов на такие развлечения, а в целом и даром не нужно. С Луной достаточно сотни мегабаксов чтобы начать её включение в экономику финансирующего лица (страны или корпорации), а за гигабакс можно уйти далеко в отрыв от всех на поколение, причём это будет наглядное и понятное начальству включение в экономику. Но нет интереса, хотя это на четыре порядка доступнее упомянутого вами Марса.

Это я к тому, чсто технически возможно. На спутники газовых гигантов не получится, даже если всё население земли загнать в гулаги и шарашки, и все будут за плошку риса корячиться на проект.

Это вам так лишь кажется -- проекта нет и считать нечего, потому и вывод ваш не обоснован.

Я не разделяю вашего пессимизма, для того, чтобы летать, надо учиться летать, а лучше это пока делать на земной орбите. Теоретически мы давно на Марс можем слетать, но денег будет потрачено очень много, риск будет огромным, а пользы особой не ожидается.

МКС никуда не летает -- вот в чём с ней проблема. С теми же или меньшими затратами, что ушли в МКС, можно было сделать корабль для системы Терра-Луна, испытать его в необитаемом режиме до полного удовлетворения, и за десяток-другой лет доводок получить дизайн нормального базового межпланетного корабля на следующие 20~30~50 лет использования. Вместо этого получился "небесный дворец" c девятизначной ценой и непонятным назначением, откуда гигабаксовые туристы шлют фотки и постят в твиттер. Это была ошибка, о которой даже [поза?]прошлый глава наса высказывался вслух, что значит накипело до недержания. Про ядерный мотор как-то забыли, а в СССР его готовили, и сейчас в РФ вроде делают неторопясь. Это показывает мой сдержанный и условный оптимизм, но не благодаря МКС, а вопреки ей.

Обеспечение искусственной тяжести

Обеспечение искусственной тяжести не так просто. Я посчитал, для постройки кольцевой станции с габаритами модуля, аналогичными модулю "Звезда" МКС нужно 12 стартов "Протона" (8 на кольцо, 2 на "спицы" и 2 центральный модуль + стыковочный узел). Станция будет немного угловатой (8 угольник с косыми гранями) но с гравитацией. Всё на существующих технологиях. Любителям овально круглого - криволинейный сегмент с Земли просто так не поднять, нужно развесовку обеспечить и как то его в ракету запихнуть, что не так просто.

Re: Обеспечение искусственной тяжести

При запуске всего "Протоном" есть смысл считать лишь минимальный вариант: два маленьких модуля крутятся вокруг третьего центрального. Как первый эксперимент это интересно, можно за один пуск вывести все три модуля. Но что-либо большое строить смысл есть только совсем по-новому, и только как результат создания этого нового.

Re: Обеспечение искусственной тяжести

Присоединяюсь, но вот как строить совсем по новому...? тут и выводить надо чем то другим и техпроцессы то же другие...

Re: Обеспечение искусственной тяжести

Кроме минимального варианта эксперимента, все процессы очевидно другие, а выводимое выводить тем же. Единственное решение проблемы стоимости вывода, оставляющее возможность создания больших структур в космосе -- это Луна и материалы с неё. Также именно это сегодня единственный смысл "возвращения на Луну" -- за материалами, а не вставить очередной флаг, натоптать в очередном месте, или запарковать очередной телескоп. Существуют психологические блоки, оставленный космической гонкой прошлого "на все деньги": Луна почти недоступна, Луна только для человеков, и Луна только на все деньги. А в реальности Луна -- это лишь три дня полёта, и "Протон" всё также достаточен для мягкой посадки тонны полезной нагрузки. Отличие сегодня в том что тонна -- это уже не луноход, а огромное количество функций и полезных инструментов. В качестве иллюстрации: Curiosity с множеством функций и аппаратуры внутри -- 899кг.

  • 1
?

Log in

No account? Create an account