Первый свободный полет в открытом космосе
Не так давно на экраны кинотеатров вышел фильм «Гравитация» («Gravity») Альфонса Куарона, о котором мы уже рассказывали ранее. У подобных фильмов всегда захватывающий сюжет, но порой кажется несколько надуманным. Но это только на первый взгляд. Ведь трудно представить, что аналогичная история могла иметь вполне реальную основу.
Американское космическое агентство NASA опубликовало снимок в разделе Фото дня, на котором изображен астронавт, свободно летящий в открытом космосе. Им оказался Брюс МакКэндлесс II — бывший морской летчик американских ВМС и бывший астронавт NASA, как сообщает topnews.ru.
Снимку уже более 29 лет. Однако размещен он был относительно недавно.
До этого в открытое космическое пространство уже «ступала нога человека». Первопроходцем стал советский летчик-космонавт Алексей Архипович Леонов. Однако А.А. Леонов выходил в космос в не совсем свободный полет — со страховочным фалом.
Брюс МакКэндлесс же вышел абсолютно без страховки и без какой-либо связи с кораблем в специальном снаряжении — управляемом модуле для маневрирования в космическом пространстве MMU (Manned Maneuvering Unit).
Экспедиция астронавтов во главе с Брюсом стартовала с космического центра Кеннеди во Флориде на околоземную орбиту на борту шаттла Challenger STS–41B 3 февраля 1984 года именно с целью проведения испытаний MMU.
Сам модуль MMU представлял собой индивидуальную двигательную установку, этакий самоходный «рюкзак», весом 140 кг, работающий на сжиженном азоте, находящемся под высоким давлением, и оснащенный 35-мм фотокамерой, которая фиксировала все происходящее. Также модуль имел сдерживающий манипулятор MFR, который позволял управлять астронавту полетом при помощи ног.
Запасов топлива как и кислорода у астронавта было всего лишь на 7-8 часов, что означало высочайший риск в случае, если бы что-то вдруг пошло не так. Но все прошло успешно.
Брюс выполнил два выхода в открытое космическое пространство:
07.02.1984 — продолжительностью 5 часов 55 минут;
09.02.1984 — продолжительностью 6 часов 2 минуты.
Общая продолжительность полета составила 7 суток 23 часа 17 минут 2 секунды.
Брюс МакКэндлесс во время своего полета удалился на 97,5 метра от грузового отсека Challenger.
11.02.1984 г. экспедиция благополучно вернулась на Землю.
После этого астронавты еще не раз использовали MMU для замены неработающих агрегатов своих космических кораблей и даже снимали с их помощью с орбиты испорченные спутники. Но потом, после катастрофы шаттла, эти двигатели были запрещены к использованию в силу их признания «опасными для жизни».
Источник
Что будет с человеком в открытом космосе без скафандра?
Нагревание или охлаждение происходит либо из-за контакта с холодной внешней средой, либо через тепловое излучение.
В вакууме среды нет, контактировать не с чем. А если точнее, то в вакууме присутствует очень разряженный газ, который из-за своей разряженности дает очень слабый эффект. В термосе вакуум используют как раз для того, чтобы сохранить тепло! Не имея контакта с холодным веществом, герой вовсе не будет испытывать обжигающего холода.
- Замерзать придется долго
Что касается излучения, то человеческое тело, попав в вакуум, будет постепенно отдавать тепло излучением. В термосе делают стенки колбы зеркальными, чтобы удержать излучение. Этот процесс довольно медленный. Даже если на космонавте нет скафандра, но есть одежда, она поможет сохранить тепло.
Зато можно загореть. Если дело происходит в космосе недалеко от звезды, то можно получить солнечный ожог на оголенных участках кожи — как от чрезмерного загара на пляже. Если дело происходит где-нибудь на орбите Земли, то эффект будет сильнее, чем на пляже, так как там нет атмосферы, которая защищает от жесткого ультрафиолета. 10 секунд достаточно для получения ожога. Но все же это тоже не обжигающий жар, к тому же одежда тоже должна защитить. А если речь идет о дырке в скафандре или трещине в шлеме, то на эту тему можно не беспокоиться.
Температура кипения жидкостей зависит от давления. Чем меньше давление, тем ниже температура кипения. Поэтому в вакууме жидкости будут испаряться. Это обнаружилось в экспериментах — не сразу, но слюна закипает, так как давление почти нулевое, а температура языка — 36 С. Видимо, то же самое произойдет со всеми слизистыми оболочками (на глазах, в легких) — они будут высыхать, если только из организма не будет поступать новая слизь.
Кстати, если взять не просто жидкую пленку, а большой объем воды, тогда, наверное, будет эффект как у «сухого льда»: снаружи испарение, с испарением быстро теряется тепло, за счет этого внутренняя часть замерзает. Можно предположить, что шарик воды в космосе частично испарится, а в остальном превратится в кусочек льда.
Эластичная кожа, сосуды, сердце создадут достаточное давление, чтобы ничего не кипело.
- Эффекта шампанского тоже не предвидится
У аквалангистов есть такая неприятность, как кессонная болезнь. Причина — то, что происходит с бутылкой шампанского.
Кроме кипения есть еще растворение газов в крови. Когда давление падает, газы превращаются в пузырьки. В шампанском выходит растворенный углекислый газ, а у аквалангистов — азот.
Но этот эффект происходит при больших перепадах давления — хотя бы в несколько атмосфер. А при попадании в вакуум перепад всего в одну атмосферу. В статье на эту тему ничего не говорится, никакие симптомы не описываются — видимо, этого недостаточно.
Предполагается, что жертва его выдохнет — и потому не разорвет. А если не выдохнет? Оценим угрозу. Пускай в скафандре поддерживается давление в 1 атм. Это 10 кг на квадратный сантиметр. Если человек пытается задержать дыхание, то на пути воздуха встает мягкое небо. Если там площадь хотя бы 2×2 см, то получится нагрузка в 40 кг. Вряд ли мягкое небо выдержит — человек выдохнет сам, как сдувшийся шарик.
Вот это и есть основная и реальная угроза. Дышать то нечем. Сколько человек может продержаться без воздуха? Тренированные ныряльщики — несколько минут, нетренированный человек — не больше минуты.
Но! Это на вдохе, когда в легких полно воздуха с остатками кислорода. А там, помните, придется выдохнуть. Сколько простой человек может продержаться на выдохе? Секунд 30. Но! На выдохе легкие не «скукоживаются» до конца, остается немного кислорода. В космосе, видимо, кислорода останется еще меньше (сколько удастся удержать). Конкретное время, через которое человек потеряет сознание от удушья известно — порядка 14 секунд.
Источник
Первый выход в открытый космос без страховочного фала
Как известно всем любителям космоса и пилотируемой космонавтики, выходов в открытый космос было достаточно много. Первым совершил этот героический поступок Алексей Леонов. 18 марта 1965 года он, надев скафандр «Беркут», покинул космический корабль «Восход-2», проведя в открытом космосе 12 минут 9 секунд.
С тех пор космонавты и астронавты выходили в открытый космос более 400 раз – в основном для выполнения различных монтажных и ремонтных работ. Все они имеют страховку в виде фала – специального троса, один конец которого прикреплен к космическому кораблю, а другой – к скафандру.
Но не многие знают, что в истории освоения космоса были случаи, когда члены экипажа покидали космический корабль, не используя страховочный фал, зачастую отдаляясь от него на значительное расстояние. Помогал им в этом пилотируемый маневрирующий модуль MMU . Но обо всем по порядку.
Установки для перемещения и маневрирования космонавта (УПМК) начали разрабатываться практически сразу со стартом первого космического корабля с Юрием Гагариным. Разнообразных конструкций было придумано множество как в СССР, так и в США – многие из них доходили до испытаний, другие же никогда не испытывались.
Разработка MMU ( Manned Maneuvering Unit ) была начата в начале 1970-х годов. К началу 1980-х он был полностью готов. В 1984 году модуль был использован в трех миссиях космического челнока «Спейс шаттл».
Непосредственное участие в разработке MMU принимал Брюс Маккэндлесс, сын офицера ВМС США, сам ставший военным пилотом и одновременно – магистром электротехники в Стэнфордском университете. Именно он и был первым человеком в мире, работавшим в открытом космосе без какой-либо механической связи с космическим кораблем, в свободном полете.
MMU представлял собой реактивный ранец, весивший 148 кг и оснащенный 24-я микродвигателями. В качестве топлива использовался жидкий азот, который находился в двух алюминиевых баллонах, усиленных кевларом. Максимальная скорость истечения газа из сопел составляла 25 м/с.
Управление ранцем осуществлялось пальцами, расположенными на контроллерах, при этом руки астронавта располагались на специальных подлокотниках. Длина подлокотника могла меняться, таким образом ранцем могли воспользоваться астронавты с разной длиной рук.
Правый контроллер отвечал за тангаж, крен и рысканье, а левый – за поступательное движение. Необходимая ориентация могла поддерживаться автоматически, освобождая руки астронавта для работы.
Сложно сказать, какое мужество потребовалось Маккэндлессу, чтобы отделиться от «шаттла», зная, что в случае любой аварийной ситуации никто ему, скорее всего, не поможет (хотя на борту на всякий случай находился еще один такой же модуль). Сам же Брюс Маккэндлесс вспоминал:
«Я был излишне натренирован. Мне просто хотелось выйти и улететь. Чувствовал я себя очень комфортно. Потом мне стало холодно, зубы мои стучали, и я дрожал, но это продолжалось недолго… Мне рассказывали о тишине, которая царит в вакууме, но с тремя линиями радиосвязи, постоянно спрашивающими «Как держится кислород?», «Не приближайтесь к двигателям» и «Когда моя очередь?» о тишине приходилось мечтать.
Это было невероятное чувство, смесь восторга и профессиональной гордости! Потребовалось много лет, чтобы достичь этого.»
В процессе испытаний Маккэндлесс отдалился от космического корабля почти на стометровое расстояние. Никаких неожиданностей не случилось, реактивный модуль отработал в штатном режиме, не вызвав никаких нареканий.
В дальнейшем с ранцами в космос выходили еще пару раз. С их использованием с орбиты были сняты два телекоммуникационных спутника, которые не вышли на расчетную траекторию. Астронавты Джозеф Аллен и Дейл Гарднер поместили их в грузовой отсек «шаттла» и отправили на Землю.
В дальнейшем использование MMU без страховочного фала было признано слишком рискованным предприятием, и NASA больше подобных испытаний не проводило. Один модуль сегодня демонстрируется в Центре космических аппаратов в Космическом центре Джонсона. Сам же Брюс Маккэндлесс скончался в 2017 году в возрасте 80 лет.
Источник
Что будет в открытом космосе с человеком без скафандра?
Кратко разберемся с этим вопросом по пунктам.
- Вопрос: Сгорит ли человек?
Ответ: нет. Вы точно загорите получив большую дозу ультрафиолетовой радиации, но сгореть «как спичка» человек не сможет, по причине того, что в космосе нет атмосферы (окислителя). На Земле таким окислителем выступает кислород в составе воздуха. К тому же, тепловой энергии от солнца и других звезд не хватит чтобы поджечь вас.
Вопрос: Замерзнет ли человек?
Ответ: нет. Дело в том, что в космосе отсутствует любой теплообмен в виде: конвекции, испарения или кондукции (если вы не прикасаетесь к другим предметам), за исключением теплового излучения. Почему вы замерзаете на холодном воздухе или в воде? Дело в том, что вода и воздух являются теплообменниками, постоянно взаимодействуя с вами они отбирают тепло у вас. Тепловое же излучения человека мало, поэтому моментально человек не замерзнет. Ну по крайней мере сразу. Все же что-то да мы излучаем.
Вопрос: человек задохнется?
Ответ: да. Но тоже не сразу. Если после 30 секунд пребывания в вакууме вас смогут поместить в барокамеру, то вы выживете.
Вопрос: взорвется ли человек?
Ответ: нет, не взорвется. При перепаде давления в скафандре в 1 атмосферу, на мягкое небо, площадь которого можно условно считать за 4 квадратных сантиметра, нагрузка будет 40 килограмм. Человек при всем желании не сможет сдержать воздух. И, конечно, не взорвется.
Вопрос: кровь человека закипит?
В заключении обобщим, вы не сгорите, не взорветесь, ваша кровь не закипит, вы точно не замерзните (во всяком случае сразу). Вы, скорее всего, потеряете сознание от нехватки кислорода и при пребывании в вакууме более 2 минут наступит смерть от нехватки кислорода в жизненно важных органах. Не выходите в открытый без скафандра.
Источник
Американский астронавт Брюс Маккэндлесс совершает первый в истории выход в открытый космос без страховки, 12 февраля 1984 года
Найдены дубликаты
Маленькие реактивные двигатели на сжатом воздухе в баллонах.
SpaceX запустит 10 пилотируемых кораблей за следующие 2,5 года — Axiom Space подписывает контракт сразу на 3 миссии
Знаковое соглашение между лидерами индустрии обеспечит сохранение роста зарождающегося рынка коммерческих миссий.
“Мы очень рады сотрудничать с Axiom ради того, чтобы сделать полёты человека в космос более доступными для большего числа людей”, – сказала президент и главный операционный директор SpaceX Гвинн Шотвелл, – “наступает новая эра пилотируемых космических полётов”.
Космический корабль Dragon, разработанный SpaceX в рамках программы NASA Commercial Crew, уже выполнил три успешных пилотируемых космических полёта к МКС: Demo-2, Crew-1 и Crew-2.
“Axiom была основана на видении долгосрочного коммерческого освоения космоса, – сказал президент и главный исполнительный директор Axiom Майкл Суффредини. – Мы идём по пути к достижению этого будущего, запуская первые для нас частные миссии на МКС. SpaceX проложили путь, доказав, что коммерческий запуск может быть надёжным, и мы рады сотрудничать с ними в этот поистине исторический момент”.
Первая в истории Axiom Space частная миссия на МКС уже одобрена NASA и запланирована не ранее января 2022 года. Axiom на прошлой неделе сообщили, что легендарный астронавт Пегги Уитсон и чемпион GT Джон Шоффнер будут командиром и пилотом в предполагаемой миссии Ax-2.
Axiom ранее заключила соглашение с NASA, позволяющее компании осуществлять полёты астронавтов на космическую станцию. Набирающее обороты партнёрство между Axiom и SpaceX, таким образом, закладывает основу для долгосрочного использования Crew Dragon и запуска ещё большего количества людей в космос.
Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!
Источник