Фрэнсис Эшкрофт - На грани возможного: Наука выживания

На отметке 10 400 м (высота полета большинства пассажирских самолетов) космическое излучение составляет примерно половину от того, что достается «Конкордам» и сверхзвуковым истребителям. Однако суммарное излучение получается примерно таким же, поскольку полет длится дольше. Это значит, что независимо от того, летите вы «Конкордом» или обычным самолетом, доза облучения вам достанется примерно одинаковая. При этом радиационными мониторами обычные самолеты не оборудуются – отчасти в силу традиции, отчасти потому что опасность невысока. Кроме того, в наше время прогнозы солнечных вспышек достаточно точны, и самолеты получат предупреждение задолго до того, как поток достигнет Земли. (Путь от Солнца до Земли занимает у солнечных частиц около двух дней.) Трудность с прогнозами солнечных бурь состоит в другом: их направление непредсказуемо и поток частиц может миновать Землю. Поэтому перед космическими метеорологами встает дилемма: объявлять или не объявлять предупреждение, а если объявлять, то когда.

Астронавты, экипажи самолетов и те, кто часто летает, неизбежно подвергаются облучению в больших дозах, чем обычное население. Насколько это повышает риск развития рака, пока точно не установлено, однако уже известно, что риск этот достаточно мал, чтобы пренебрегать преимуществами авиаперелетов. Кроме того, данную проблему следует рассматривать в соответствующем контексте. Миллионное население Ла-Паса, столицы Боливии, расположенной на высоте 3900 м, ежегодно получает дозу космической радиации, равную 2 мЗв, – примерно столько же достается экипажам межконтинентальных рейсов. Население юго-западной оконечности Британии получает еще более высокие дозы – около 7 мЗв в год – от естественного излучения гранитных скал. Нелишне отметить также, что, в отличие от находящихся в положении стюардесс, которым, чтобы обезопасить будущего ребенка, сокращают норму налета, беременным жительницам Корнуолла никуда от воздействия естественной радиации не деться.

Первым человеком, которому довелось в одном скафандре выйти в открытый космос, стал советский космонавт Алексей Архипович Леонов. Он провел за бортом космического корабля 12 минут 18 марта 1965 г. Первый выход в космос представителя Соединенных Штатов – Эдварда Уайта II состоялся через несколько месяцев. Сегодня на счету астронавтов многих стран тысячи часов и в открытом космосе, и на Луне. Все они единодушны в том, что выход в космос – это невероятно захватывающее ощущение. Ничто не сравнится с полетом в черной бездне над ярким ободком плавно вращающейся внизу Земли. Словами этот восторг не передать, однако, по мнению Джина Сернана, есть одно стихотворение, написанное задолго до эры космических полетов, которое более или менее точно схватывает суть.

Выходить в космос опасно, поскольку от малейшего прикосновения можно улететь в бескрайние просторы. Поэтому астронавта связывает с кораблем «пуповина», а скафандр оборудован небольшими реактивными двигателями, позволяющими маневрировать в вакууме.

Предшественниками космических скафандров стали высотные пневмокостюмы, которые помогали авиаторам, например, Уайли Посту, устанавливать летные рекорды на больших высотах. На заре авиации кабину самолета не герметизировали, и летчикам, покорявшим высоту, приходилось облачаться в пневмокостюм. Впоследствии военные переработали эти прототипы в полноценные высотные костюмы с полной компенсацией давления для использования в истребителях, летающих выше 12 000 м. Первые астронавты проводили в скафандре весь полет – на случай если вдруг упадет давление внутри капсулы. Сегодняшние астронавты на орбите носят обычную одежду, а на старте и при посадке – высотные костюмы с частичной компенсацией давления, надевая полноценные скафандры только для выхода в открытый космос.

Скафандр – это, по сути, индивидуальный космический корабль в миниатюре, обеспечивающий физическую защиту, давление, атмосферу, терморегуляцию, а также – если предполагается длительное использование – пищу, воду и удаление отходов жизнедеятельности. Кроме того, скафандр должен быть одновременно гибким, прочным и устойчивым к воздействию солнечной радиации и микрометеороидов. А еще, чтобы разработчику мало не показалось, он должен весить как можно меньше, поскольку для вывода корабля на орбиту требуется огромное количество энергии, так что ограничения по весу здесь очень жесткие. В первые скафандры, такие как использовались астронавтами «Джемини», кислород подавался по «пуповине», связывающей их с кораблем. Однако для лунной программы потребовался автономный скафандр с самостоятельной системой жизнеобеспечения. Скафандры, которые сегодня надевают астронавты НАСА для выходов в открытый космос, представляют собой сложные системы под названием скафандры для ВКД (внекорабельной деятельности). Они состоят из 14 слоев, защищающих астронавта от сурового воздействия внешней среды, и оборудованы большим ранцем, где находятся емкости с водой для охлаждения, система кондиционирования воздуха и баллоны с кислородом, рассчитанным на 9–10 часов работы в космосе. На Земле такой скафандр весит целых 113 кг, в космосе он, разумеется, не весит ничего.

Давление в кабине шаттлов и космических станций поддерживается на уровне земного, и экипаж дышит земным воздухом, содержащим 21 % кислорода и 78 % азота. В скафандры для ВКД, однако, закачивается чистый кислород под давлением в одну треть атмосферы. На чистом кислороде (в отличие от кислородно-азотной смеси) астронавт может дольше пробыть снаружи, однако давление приходится уменьшать, чтобы избежать кислородного опьянения (см. гл. 2). Выдыхаемый углекислый газ фильтруется через гидроксид лития, остальные примеси удаляются активированным углем, а вода – влагопоглотителем. Затем по мере необходимости добавляется еще кислород, и дыхательная смесь возвращается в систему циркуляции скафандра.

Поскольку в скафандре для ВКД поддерживается давление в треть атмосферы, астронавт не может просто надеть его и сразу выйти в открытый космос – иначе ему грозит кессонная болезнь. Симптомы ее подробно описаны в главе 2, где шла речь о водолазах. Причиной кессонной болезни служат выделяющиеся в кровь и ткани пузырьки азота, поэтому для предупреждения «корчей» необходимо удалить из организма азот и заменить кислородом, поскольку растворенный кислород усваивается тканями гораздо быстрее, не успевая выделиться в виде пузырьков. Поэтому, прежде чем выйти за борт корабля, астронавты шаттла надевают респираторы и дышат чистым кислородом. Однако надеть скафандр, продолжая дышать исключительно кислородом, довольно затруднительно. Поскольку азот проникает в ткани моментально, нескольких вдохов достаточно, чтобы свести на нет все усилия по насыщению тканей и крови кислородом. В связи с этим астронавту приходится задерживать дыхание, переходя с респиратора на систему жизнеобеспечения скафандра. Это непросто. Поэтому в таких случаях обычно понижают давление в кабине и повышают содержание в ней кислорода, тем самым значительно уменьшая риск пополнения запасов азота в тканях. Кроме того, такой прием позволяет сократить время на «предварительное дыхание» – при 24-часовой декомпрессии кабины перед выходом в открытый космос достаточно получаса дыхания чистым кислородом, тогда как без декомпрессии предварительное дыхание занимает не меньше четырех часов.