Терри Вёртс - Как стать астронавтом? Все, что вам следует знать, прежде чем вы покинете Землю

Технические аспекты построения космического летательного аппарата на орбите довольно просты. Полезные нагрузки космического шаттла ограничены определенными размером и весом, поэтому все модули МКС должны были быть построены в пределах этого ограничения – 18,288 метра в длину, 4,5 метра в диаметре и вес не более 18,144 тонны. Если бы у нас был носитель с большей грузоподъемностью, МКС могла бы быть построена гораздо быстрее и с меньшими затратами. В 1990-х годах было предложено создать шаттл-C, или грузовую версию шаттла, который заменил бы орбитальный аппарат гигантским грузовым модулем и крепился бы со стороны оранжевого топливного бака и белых стартовых двигателей. Предполагая, что, если была бы разработана беспилотная ракета, подобная этой, с грузоподъемностью 80 тонн, потребовалось бы всего пять или шесть запусков, чтобы построить станцию с примерно с такими же возможностями, как и у существующей МКС. И по завершении этой гипотетической сборки у нас была бы ракета с большой грузоподъемностью для последующего полета на Луну или Марс или же за пределы Солнечной системы. Черт побери, мы могли бы просто перезапустить программу Сатурн-5. Увы, мы не придерживались такой стратегии и, в конце концов, построили всю МКС с помощью нескольких русских грузовых космических кораблей «Протон» и огромного числа космических миссий – по одному 15-тонному модулю за раз, у каждого их которых есть собственные резервные и порой неэффективные шлюзовые люки, системы стыковки и дополнительное электрическое оборудование, что позволяет им функционировать автономно. Создание меньшего количества более массивных модулей позволило бы уменьшить число дублирующих систем. Но космический шаттл продолжал летать и, хотя с моей стороны это эгоистично, мне нравилось пилотировать его.

Все сборочные полеты были похожи. Экипаж каждого шаттла хорошо обучен всем особенностям доставляемого модуля – как управлять им изнутри, а также как выходить в открытый космос. Обычно шаттл запускают на более низкую орбиту и позади частично построенной МКС, он постепенно догоняет станцию, на что уходит два дня. Затем командир пристыковывает шаттл, и команда сразу же начинает работать, как экипаж механиков в видеоигре NASCAR , когда водитель привлекает их для замены колеса и заправки. Модуль будет извлечен из шаттла при помощи специального робота-манипулятора, который поставит его на более крупный робот-манипулятор станции, затем модуль будет присоединен или установлен на МКС и закреплен при помощи механических крюков и болтов. Выходы в космос будут осуществлены для подключения силовых и охлаждающих кабелей, а также для того, чтобы астронавты могли сделать несколько крутых селфи. Затем экипаж шаттла обменяется рукопожатиями с командой станции и попрощается с ней. Экипаж станции был счастлив встретиться с экипажем шаттла, когда тот прибыл неделю назад, но он неизбежно будет еще более счастлив попрощаться с ним – это как визит свекрови. Затем астронавты шаттла закроют шлюзовой люк, шаттл отстыкуется, совершит облет станции (360 градусов, радиус 121 метр вокруг станции) и улетит, чтобы вернуться на Землю через два дня, после осмотра теплозащитного экрана перед входом в плотные слои атмосферы.

Эта последовательность действий повторялась несколько раз в год, в течение более десяти лет, пока станцию собирали по частям, как набор «Лего», пока, наконец, во время последней миссии «STS-130» мы установили два последних два модуля в официально определенной последовательности – модуль 3 («Транквилити»)» и «Купол». После их установки станция приобрела свои окончательные размеры – масса в несколько сотен тонн, длина более ста метров, что превышает размеры футбольного поля. С того времени было еще несколько дополнений, в частности BEAM, экспериментальный надувной невоспламеняемый жилой модуль, созданный Робертом Бигелоу, и PMM, модуль хранения, оставленный после «STS-133» в качестве постоянного шкафа для станции. У россиян также есть несколько новых модулей, но трудно сказать, когда они установят их на МКС.

Такая последовательная, пошаговая методика сборки космического летательного аппарата может использоваться для создания летательных аппаратов будущего. НАСА планирует построить мини-МКС под названием Gateway на орбите вокруг Луны. Мы, вероятно, в конечном итоге будем использовать аналогичную технику для создания больших космических кораблей, которые доставят нас на Марс и дальше. Хотя всегда эффективнее использовать меньшее количество больших модулей, доставляя их несколькими ракетами с большой грузоподъемностью; я сторонник стратегии, которая использовалась при сборке МКС. Это эгоистично. Но это потому, что мне посчастливилось участвовать в одном из самых невероятных приключений в космосе – полетах на шаттле для завершения строительства МКС. В космосе никогда не было построено чего-либо более замечательного, и я сомневаюсь, что мы когда-нибудь создадим нечто более грандиозное.

Летать на самолете – совсем другое дело, чем летать на космическом корабле. Я был пилотом реактивного самолета на протяжении двадцати пяти лет до того, как впервые полетел в космос. Поэтому смело можно было сказать, что у меня за спиной был большой багаж, от которого мне предстояло избавиться, или, попросту говоря, переучиться. То, что заставляет вас идти быстрее, медленнее, вверх или вниз по орбите, совершенно отличается от полета на самолете в атмосфере. Вам следует забыть, как вы учились летать на реактивных самолетах, если хотите стать хорошим пилотом космического корабля.

Прежде чем мы углубимся в специфические особенности полетов на ракетах, приведу краткое руководство по летательным аппаратам в атмосфере Земли. У каждого самолета есть дроссель и ручка управления, или штурвал. Управлять дросселем настолько просто, что даже пилот не может ничего напутать. Если вы двигаете его вперед, вы идете быстрее. Потяните назад, и ваша скорость уменьшится. Ручка управления, или штурвал, если вам не повезло и вы не на истребителе, позволяет управлять наклоном самолета вверх (деревья становятся меньше) или вниз (деревья становятся больше), а также поворачивать влево или вправо. Если вы хотите повернуть самолет влево или вправо, вы нажимаете на педали руля. Довольно просто. Теперь вы знаете достаточно, чтобы брать частные уроки по пилотированию самолета. Но полет в космосе может быть совершенно нелогичным.

Все начинается с орбитальной механики. Как летчик-истребитель я говорил, что «Исаак Ньютон отвечает за все» при описании чего-то в свободном падении, без приложения силы, отдавая дань уважения его знаменитому уравнению F = m × a. Это в значительной степени характеризует то, как объекты ведут себя в космосе. Первое большое отличие состоит в том, что по орбите вы движетесь с огромной скоростью, что оказывает значительное воздействие на вашу способность сделать малейший поворот влево или вправо. Совершение поворота требует сильного изменения скорости, или delta-v , для этого нужно соответствующее количество ракетного топлива и бак большего объема, что в итоге потребует гораздо больших финансовых затрат. Ученый-ракетчик посчитал бы, что движение влево или вправо является изменением положения самолета, или изменением наклона, которое является вашим курсом при пересечении экватора. Космический корабль, непрерывно летящий над экватором, имеет наклон 0 градусов, однако орбита МКС имеет наклон 51,6 градуса, поэтому станция пересекает экватор на 51,6 градуса к северу или югу, двигаясь с востока. Ваш наклон также равен вашей максимальной широте, поэтому МКС находится на 51,6 градусе северной или южной широты через 22 минуты после своего пересечения экватора. Через 22 минуты станция снова его пересечет. Поскольку у ракет очень ограниченная способность изменять наклон, они в основном придерживались того, что был задан при запуске. Поэтому, если в ближайшем будущем вы собираетесь полететь на ракете, следует удостовериться, что она будет запущена по правильному курсу, потому что впоследствии вы не сможете внести существенные изменения, чтобы отклониться вправо или влево.