12 минут во Вселенной. Как проходил первый выход человека в открытый космос
ТАСС-ДОСЬЕ. 11 октября 2019 года стало известно о кончине космонавта Алексея Леонова. Он стал первым человеком, вышедшим в открытый космос. Это произошло 54 года назад, в ходе полета корабля «Восход-2» 18-19 марта 1965 года.
Корабль «Восход-2»
Для выхода в безвоздушное пространство специалистами ОКБ-1 (ныне — Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С. П. Королева; г. Королев Московской обл.) трехместный корабль «Восход» был переоборудован в двухместный, чтобы освободить место для надевания скафандра и организации входа в шлюзовую камеру.
Скафандр для внекорабельной деятельности «Беркут» и шлюзовая камера «Волга» для выхода в космос были разработаны конструкторским бюро опытного завода номер 918 в подмосковном пос. Томилино (ныне — Научно-производственное предприятие «Звезда») под руководством главного конструктора Гая Северина (1926-2008). «Беркут» представлял собой скафандр вентиляционного типа, то есть не позволял регенерировать выдыхаемый космонавтом воздух, как в современных скафандрах, и был рассчитан на 20-30-минутное пребывание в космосе (общий вес — 100 кг). Шлюзовая камера в рабочем состоянии имела форму цилиндра длиной 2,5 м, внешним диаметром 1,2 м и внутренним — 1 м. Она была надувной и располагалась снаружи корпуса корабля. До выхода на орбиту камера в свернутом виде помещалась под обтекателем «Востока-2», а перед спуском на Землю основная ее часть отделялась от корабля. На случай нештатной ситуации в шлюзовой камере имелась резервная кислородная система, соединяемая со скафандром при помощи специального троса (7 м). Кроме того, на скафандре за спиной космонавта крепились дополнительные аварийные баллоны с кислородом общей емкостью около 4 л (их должно было хватить на 20 мин.).
Полет и выход в космос
Корабль «Восход-2» с Алексеем Леоновым (второй пилот) и Павлом Беляевым (командир) стартовал с космодрома Байконур 18 марта 1965 года (10:00 мск). Когда корабль совершал первый виток вокруг Земли, была надута шлюзовая камера, на втором витке начался выход Алексея Леонова в космос. Космонавт пять раз удалялся от корабля на расстояние до 5,35 м. Для подачи кислорода и связи с бортом «Восхода-2» (параметры орбиты — от 167 км до 475 км) использовался страховочный трос.
Выход не обошелся без нештатных ситуаций. Из-за разницы давления скафандр раздулся. Это препятствовало возвращению космонавта в шлюзовую камеру (диаметр люка был критически малым). Поэтому Леонов, рискуя жизнью, вынужден был стравливать в скафандре давление почти до критического (с 0,4 до 0,27 атмосфер). В нарушение инструкции космонавту пришлось входить в шлюзовую камеру головой вперед, а для закрытия за собой люка — переворачиваться в тесном пространстве (из рассказа Алексея Леонова в книге «Мировая пилотируемая космонавтика: История. Техника. Люди», 2005).
Общее время, проведенное Алексеем Леоновым в безвоздушном пространстве, составило 23 мин. 41 сек., из них 12 мин. 9 сек. — за пределами корабля (в свободном полете). На внешней поверхности корабля были установлены две телевизионные камеры, которые передавали изображение на Землю. Кроме того, сам космонавт вел съемку специальной кинокамерой С-97.
Общая продолжительность полета «Восхода-2» составила 1 сутки 2 часа 2 минуты.
Посадка, регистрация рекорда
При возвращении космонавтов на Землю 19 марта отказала автоматическая система ориентации корабля, и посадка проводилась вручную. Экипаж приземлился в нерасчетном районе — в 180 км севернее Перми, вдали от населенных пунктов. Космонавты были обнаружены через четыре часа в тайге, но из-за глубокого снега эвакуированы только спустя двое суток.
20 октября 1965 года Международная авиационная федерация (ФАИ) утвердила мировой рекорд продолжительности пребывания человека в космическом пространстве вне космического корабля — 12 мин. 9 сек. За первый в истории человечества выход в открытое космическое пространство ФАИ присудила Алексею Леонову свою высшую награду — Золотую медаль «Космос», а Павлу Беляеву были вручены диплом и медаль федерации.
Источник
Алексей Леонов: первый в открытом космосе
11 октября 2019 года Алексей Леонов умер. Ему было 85 лет. Этот текст о нем был опубликован в марте 2014 года.
«Меня поразила тишина. Тишина, необыкновенная тишина. И возможность услышать свое собственное дыхание и сокращение сердца. Я слышал, как бьется мое сердце, я слышал мое дыхание», — Алексей Леонов
18 марта 1965 года в 10 часов 00 минут по московскому времени с Байконура стартовал космический корабль «Восток». На его борту находились два советских космонавта: командир Павел Иванович Беляев и пилот Алексей Архипович Леонов. Через полтора часа один из них шагнул в бездну, избавился от крепкой оболочки корабля и вышел в открытый космос. С планетой Земля его связывал лишь фал длиной 5,5 метров. Так далеко от своей Родины не летал еще никто.
Подготовка
Прошло почти четыре года со дня полета Юрия Гагарина, весь мир был увлечен космической гонкой двух сверхдержав — СССР и США. Они отправили уже по несколько пилотируемых кораблей; в 1964 впервые на советском «Восходе» нового типа в космос отправились сразу три человека, теперь предстоял следующий принципиальный шаг — выход в открытый космос.
Обе державы, усиленно занимавшиеся космической программой, одновременно приходили к очевидным проблемам, требующим решения. Рано или поздно при планируемых длительных полетах потребуются профилактические и ремонтные работы снаружи корабля, кроме самих космонавтов выполнять их будет некому, следовательно, нужно было разработать безопасную и действенную систему их осуществления. В СССР этой проблемой занимался Королев, а главным специалистом-исполнителем стал молодой космонавт из первого отряда — Алексей Леонов. По программе разработали усовершенствованный вариант новейшего космического аппарата «Восход», шлюзовую систему и специальный защитный скафандр. К февралю 1965 года все было готово, оставался последний бросок.
Корабль
«Восход-2» стал усовершенствованной версией первого корабля, на котором в 1964 году впервые был совершен одновременный полет сразу трех космонавтов: Владимира Комарова, Константина Феоктистова и Бориса Егорова. В кабине было так тесно, что им пришлось лететь без скафандров, и в случае разгерметизации корабля им грозила неминуемая гибель. Вес «Востока-2» составлял почти 6 тонн, диаметр 2,5 метра, а высота почти 4,5 метра. Новый корабль приспособили для полета двух человек и оснастили уникальным надувным шлюзом для выхода в открытый космос «Волга» — там камера надувалась и готова была принять космонавта. Ее внешний диаметр 1,2 метра, внутренний всего 1 метр, а длина – 2,5 метра. При подготовке к посадке камера отстреливалась и корабль приземлялся без нее.
Стоит отметить, что полет «Восхода-2» со шлюзовой камерой и экипажем на борту был рискованным, так как предварительно проверить работу всех систем не удалось. 22 февраля 1965 года, меньше чем за месяц до полета Беляева и Леонова, беспилотный корабль «Космос-57» (копия «Востока-2») во время испытательного полета был взорван из-за ошибочной команды на самоуничтожение. Несмотря на это, Королев (главный конструктор всей программы) и Келдыш (Президент Академии Наук СССР), посоветовавшись с космонавтами, решили не отменять запланированный полет.
Доспехи
Первый скафандр для выхода в открытый космос назывался «Беркут» (к слову, все советские и российские скафандры носят имена хищных птиц: «Орлан», «Ястреб», «Сокол», «Кречет»), вместе с ранцем он весил 40 килограмм, что, конечно же, не имеет никакого значения в условиях невесомости, но дает представление о серьезности конструкции. Все системы были максимально простыми, но эффективными. Например, конструкторы решили обойтись без регенерационной установки для экономии места и выдыхаемый углекислый газ выпускался через клапан прямо в открытый космос.
Однако на тот момент в скафандре использовались несколько новейших технологий того времени: экранно-вакуумная изоляция из нескольких слоев металлизированной ткани защищала космонавта от перепадов температуры, а светофильтр на стекле шлема спасал его глаза от яркого солнечного света.
«Беркут» использовался всего один раз во время полета «Восхода-2» экипажем Беляева и Леонова и является на данный момент единственным универсальным скафандром, то есть предназначавшимся как для спасения пилотов при разгерметизации корабля, так и для выходов в открытый космос.
Угрозы
Вы все, конечно же, смотрели фильм «Гравитация», получивший 7 Оскаров, а потому должны иметь хорошее представление о всех опасностях, угрожающих космонавту в открытом космосе. Это опасность потерять связь с кораблем, опасность столкнуться с космическим мусором и, наконец, опасность истечения запасов кислорода до возвращения на корабль. Помимо этого существует и опасность перегрева или переохлаждения, а также поражения радиацией.
Связь
Леонов был привязан к кораблю прочным фалом длиной пять с половиной метров. В ходе полета, он неоднократно вытягивался на всю длину и снова подтягивался к кораблю, фиксируя все свои действия на кинокамеру. В 60-х еще не существовало ракетных ранцев (устройство для перемещения и маневрирования космонавта) позволяющих полностью свободно отделяться от корабля и возвращаться на него, так что тонкая крепкая веревка на двух металлических карабинах — это в буквальном смысле все, что связывало Леонова с жизнью и возможностью вернуться домой.
Обломки
вероятность столкнуться с каким-либо космическим мусором, вращающимся на орбите Земли, в 1965 году была еще очень мала. До полета «Восхода-2» в космосе побывали всего лишь 11 пилотируемых кораблей и несколько спутников, при этом на довольно низких орбитах с относительно большой плотностью атмосферных газов, соответственно, большая часть мельчайших частиц краски, обломков и прочего мусора, остающегося после этих кораблей, вскоре сгорала, не успев причинить никому вреда. До формулирования синдрома Кесслера было еще далеко, и советская космическая программа не воспринимала эту опасность всерьез.
Кислород
Скафандр «Беркут», разработанный специально для выхода в открытый космос и имевший полную автономность, имел запас всего в 1666 литров кислорода, а для поддержания необходимого давления газа и жизнедеятельности космонавта необходимо было тратить больше 30 литров в минуту. Таким образом, максимальное время пребывания вне корабля составляло всего лишь около 45 минут, и это на все про все: вход в шлюз, выход в открытый космос, пребывание в свободном полете, возвращение в шлюз и ожидание времени его закрытия. Общее время выхода Леонова составило 23 минуты 41 секунду (из них вне корабля 12 минут 9 секунд). Никакого запаса на исправление ошибок или спасение не предусматривалось.
Температурный режим и радиация
Леонов успел фактически чудом успеть завершить свой выход до попадания корабля в тень от Земли, где низкие температуры могли осложнить все его действия и привести к смерти. В кромешной тьме он бы не смог справиться с фалом и входом в шлюз. Нахождение на солнечной стороне в течение каких-то 12 минут заставляло его обливаться потом. «Терпения уже не было, по лицу пот тек не градом, а потоком, да такой едкий, что глаза жгло» — вспоминает Леонов. Что касается радиации, то тут ему относительно повезло. На апогее орбиты почти в 500 километрах над землей, «Восход-2» задевал только нижний край радиационно-опасной зоны, где излучение может составлять до 500 рентген/час (смертельная доза за несколько минут), кратковременное нахождение в ней и хорошее стечение обстоятельств не привели к страшным последствиям. По приземлении у Леонова зафиксировали дозу в 80 миллирад, что значительно превышает норму, но к повреждениям здоровья не приводит.
Полет
На первом же витке полета была надута шлюзовая камера. Оба члена экипажа заняли свои места и облачились в скафандры. На втором витке Леонов перелез в шлюзовую камеру, а командир плотно задраил за ним люк. В 11:28 из «Волги» стравили воздух — время пошло, теперь Леонов был полностью автономен. В 11:32 с пульта управления был открыт наружный люк, через две минуты в 11:34 Леонов покинул шлюз и отправился в открытый космос.
В момент выхода пульс космонавта составлял 164 удара в минуту. Леонов отдалился от корабля на метр, а затем снова вернулся. Тело свободно разворачивалось в пространстве. Через стекло своего шлема он смотрел на проплывающее прямо под ним Черное море, на корабли, плывущие по его темно-синей глади.
Он несколько раз повторил свой маневр отхода и подхода к кораблю, свободно вращаясь и раскинув руки, все это время разговаривая по радиостанции с командиром корабля и наземными службами. Над Волгой Беляев подключил телефон в скафандре Леонова к передачам Московского радио, по которому Левитан читал сообщение ТАСС о выходе человека в открытый космос. В это время весь мир с помощью телетрансляции с камер корабля мог видеть, как Леонов машет рукой всему человечеству прямо из открытого космоса.
Рекордный полет Леонова продолжался 12 минут и 9 секунд.
Непредвиденные обстоятельства
При подготовке к полету на земле были отработаны 3000 различных аварийных ситуаций и их решений. Но Леонов говорил, что по закону в космосе случится и 3001-ая, и ее тоже нужно будет решить. Так и произошло.
В открытом космосе мягкий скафандр раздулся из-за избыточного давления (внутри 0,5 атм, снаружи — ноль). «Руки у меня выскочили из перчаток, а ноги из ботинок», — вспоминает Леонов. Космонавт оказался внутри большого надутого шара. Пропали тактильные ощущения и чувство опоры. А еще предстояло собрать фал в бухту, чтобы не запутаться в нем, забрать кинокамеру, которую он держал в руках и войти в узкий люк надувной шлюзовой камеры. Решение надо было принимать очень быстро, и Леонову это удалось.
«Я молча, не докладывая на Землю (вот это мое было очень большое нарушение), принимаю решение и сбрасываю давление из скафандра практически в 2 раза, на 0,27 вместо 0,5. И у меня сразу руки встали на место, я смог работать в перчатках».
Но это порождало страшные последствия — из-за падения парциального давления кислорода он попадал в зону закипания азота ( кессонная болезнь , известная у ныряльщиков). А нужно было спешить. Командир корабля Беляев, видя, что тень неумолимо приближается, и в полной темноте и при предельном минусе Леонову уже ничто не сможет помочь, торопил своего пилота.
Леонов сделал несколько попыток войти в шлюз, но все они были неудачными, скафандр не слушался и не позволял зайти вперед ногами, как положено по инструкции. Каждая неудача приближала страшную гибель: кислород был на исходе. От волнения и напряженной работы пульс Леонова участился, он стал чаще и глубже дышать.
Тогда Леонов в нарушение всех инструкций сделал последнюю отчаянную попытку — сбросил с помощью клапана давление в скафандре до предельного минимума, втолкнул кинокамеру в шлюз и, развернувшись вперед головой, втянулся внутрь на руках. Это удалось сделать лишь благодаря отличной физической подготовке — измотанный организм отдал последнюю энергию этому усилию. Внутри камеры Леонов с большим трудом развернулся, задраил люк и, наконец, отдал команду выровнять давление. В 11:52 в шлюзовую камеру начал поступать воздух — это и стало окончанием выхода Алексея Леонова в открытый космос.
Возвращение домой
Борьба Леонова за жизнь была завершена; люк за его спиной захлопнулся, отделив тесный светлый уютный мирок кабины «Восхода-2» от темного бесконечного холода космического пространства. Но тут возникла другая проблема. Начало повышаться парциальное давление кислорода в кабине, оно дошло уже до 460 мм и продолжало расти, — и это при норме в 160 мм. Малейшая искра в электросхемах приборов могла привезти к взрыву. Позднее выяснилось, что из-за того, что долгое время «Восход-2» был стабилизирован относительно Солнца, он нагревался неравномерно (с одной стороны +150°С, а с другой -140°С), что привело к незначительной деформации корпуса. Датчики закрытия люка сработали, но осталась небольшая щель, из которой улетучивался воздух. Система автоматики исправно обеспечивала жизнеобеспечение космонавтов, подавая в кабину кислород. Разобраться самостоятельно с этим экипаж был не в силах, и космонавтам оставалось лишь с ужасом наблюдать за показаниями приборов. Когда общее давление достигло 920 мм, люк под его напором захлопнулся, и угроза миновала — вскоре атмосфера внутри кабины нормализовалась.
Но и на этом беды космонавтов не закончились. В штатном режиме корабль должен был начать программу посадки после 17-ого витка, но тормозная двигательная установка не сработала в автоматическом режиме, и корабль продолжал с бешеной скоростью нестись по орбите. Сажать корабль пришлось в ручном режиме, Беляков сориентировал его в правильное положение и направил в безлюдную местность в тайге в районе Соликамска. Больше всего тогда командир боялся попасть в густонаселенный район и задеть линии электропередач или дома. Был также риск залететь на недружественную на тот момент территорию Китая, но всего этого удалось избежать. После включения тормозных двигателей и торможения в атмосфере потянулись мучительные секунды ожидания. Но все обошлось: парашютная система сработала в штатном режиме, и «Восход-2» приземлился в 30 километрах юго-западнее города Березники в Пермской области. Командир блестяще справился с задачей, отклонившись от расчетной точки всего на 80 км с учетом того, что корабль летел со скоростью около 30 000 км/ч.
С вертолета очень быстро обнаружили красные парашюты, повисшие на верхушках деревьев, но вот найти место для посадки и вытащить удачно приземлившийся экипаж не было никакой возможности. Двое суток Беляев и Леонов просидели в заснеженной тайге, ожидая прибытия помощи. Не вылезая из скафандров, они закутались в теплоизоляционную обшивку, обмотались стропами парашютов, развели костер, но в первую ночь согреться не удалось. Наутро им сбросили продукты и теплые вещи (пилоты сняли куртки со своих плеч), на канатах спустили группу с врачом, которая, добравшись до приземлившихся космонавтов, смогла обеспечить им лучшие условия. Все это время неподалеку вырубали площадку для приземления эвакуационного вертолета, куда космонавты могли добраться на лыжах. Уже 21 марта Беляев и Леонов были в Перми, откуда доложили об удачном завершении полета лично генсеку КПСС Леониду Брежневу, а 23 марта героев встречала Москва.
П. Беляев и А. Леонов
20 октября 1965 года Международная авиационная федерация (FAI) отметила рекорд пребывания человека в открытом космическом пространстве вне корабля — 12 минут и 9 секунд. Алексей Леонов получил высшую награду FAI — золотую медаль «Космос» за первый выход в открытое космическое пространство в истории человечества. Командир экипажа Павел Беляев также получил медаль и диплом.
Леонов стал пятнадцатым человеком в космосе, и первым человеком, совершившим следующий принципиальный шаг после Гагарина. Остаться один на один с бездной, самым враждебным пространством для человека, посмотреть на звезды лишь через тонкое стекло шлема, услышать стук своего сердца в абсолютной тишине и вернуться назад — это настоящий подвиг. Подвиг, за которым стояли тысячи ученых, инженеров, рабочих и миллионы простых людей, но совершил его один человек — Алексей Леонов.
Источник