От чего отталкивается космонавт в открытом космосе. Если в космосе вакуум, то от чего отталкиваются космические корабли? И почему космонавты спокойно выходят в открытый космос? Опасность закипания крови

Некоторые ставят знак равенства между космонавтами и водолазами по виду их деятельности, и очень при этом ошибаются. Достаточно общее у них только использование технического средства поддержания жизнедеятельности человека под названием «Скафандр», в котором они выходят во враждебную человеку среду обитания. Но даже по устройству скафандр космонавта ближе к высотному скафандру летчика.

Рассмотрим некоторые различия.

Космонавт в скафандре, находясь в открытом космическом пространстве, работает в условиях абсолютного вакуума, величина которого после высот в 200 километров практически не меняется.

Водолаз действует в условиях повышенного давления, которое увеличивается с увеличением глубины погружения.

Скафандр космонавта в открытом космосе подвергается воздействию больших перепадов температуры на солнечной и теневой стороне орбиты.

Опасность представляют также: рентгеновское излучение, ионизирующее излучение, ультрафиолетовое излучение, метеоритный поток, даже случайная встреча с обломком ранее выведенного на орбиту космического аппарата.

На скафандр водолаза действует вода и растворимые в ней элементы.

Следовательно, характеристика материалов, из которых должны изготавливаться скафандры водолаза и космонавта, абсолютно различны.

В первом случае на скафандр воздействует сила давления воды снаружи, которая пытается сплющить и скафандр и человека в нем. Такое давление может выдержать только металл специальных сортов.

Во втором случае скафандр должен выдерживать воздействие постоянной величины, распирающей скафандр изнутри - силы избыточного давления газовой атмосферы самого скафандра.

Космонавты в скафандрах, независимо от высоты полета, дышат либо воздушной смесью, либо чистым кислородом, который подается во внутреннюю оболочку скафандра под определенным избыточным давлением. Способ дыхания определяется еще на этапе разработки скафандра.

Космонавт видит перед глазами бесконечность, водолаз - несколько метров пространства перед собой. С психологической точки зрения это, пожалуй, наиболее эмоциональный фактор.

Немалое значение для обеспечения качественного выполнения работ имеют и методы и средства передвижения человека во враждебной среде.

Невесомость позволяет космонавту, легко оттолкнувшись, свободно перемещаться. Но пока возможность такого перемещения еще не обеспечена достаточно техническими средствами передвижения. Хотя отдельные экземпляры космических мотоциклов и были испытаны в космосе.

В открытом космосе космонавты перемещаются преимущественно по внешней обшивке корабля или станции за счет силы рук. Они как улитка таскают за собой свое тело и свое временное жилище скафандр, в придачу с набором инструментов и приспособлений.

Суммируя вышесказанное, можно утверждать, что скафандр для выхода в открытое космическое пространство должен обеспечивать защиту космонавта от большего числа вредных факторов, чем скафандр водолаза. Но их объединяет одно - очень опасная и рискованная работа в обоих случаях.

Первый скафандр для работы в открытом космосе был разработан для А. Леонова и П. Беляева.

В их скафандрах использовались две герметичных оболочки, из которых одна была резервной, и вступала в действие только при повреждении основной.

Чтобы скафандр не раздувался до бесконечности под действием внутреннего давления, в нем использовалась силовая оболочка. В местах для сгиба рук и ног она была снабжена специальными шарнирами, чтобы обеспечить определенную подвижность космонавту. Использовались специальные шарниры и в перчатках космонавта.

Для подгонки силовой оболочки на конкретного человека в скафандре имелась специальная троссовая система подтяга и регулировочные элементы на конечностях.

Поверх названных трех слоев скафандр покрывали несколькими слоями тончайшей метализованной пленки, которая в свою очередь покрывалась белой плотной тканью, имеющей высокие отражающие свойства. Эти последние слои скафандра надежно защищали космонавта от перегрева солнечными лучами и от переохлаждения.

Шлем скафандра защищал космонавта от травм при ударах. На нем также крепились смотровое стекло, герметично соединенное со шлемом, и светофильтр, защищающий лицо и глаза от тепловых и ультрафиолетовых лучей солнца.

Радиопереговорное устройство было расположено следующим образом: в непосредственной близости от губ и шлемофона вмонтированы микрофоны, а у уха телефоны.

Атмосферу внутри скафандра составляли несколько десятков литров кислорода, заполнявшие зазор между телом космонавта и герметичной оболочкой. Температура и давление внутри скафандра поддерживались автоматически системой жизнеобеспечения, которая располагалась и в самом скафандре и в установке, напоминающей ранец, закрепленный на спине.

В наспинном ранце были размещены запас кислорода в трех баллонах емкостью по 2 литра каждый. На корпусе ранца имелся зарядный штуцер для подзарядки баллонов кислородом в период подготовки к выходу. По специальному манометру можно было контролировать запас кислорода в баллонах. Крепился ранец на спине с помощью быстродействующего разъемного соединения.

Кислород подавался системой в скафандр непрерывно. Часть его использовалась космонавтом для дыхания. Другая часть обтекала тело, насыщалась углекислым газом, теплом, влагой, нагревалась, а затем выбрасывалась в атмосферу.

Давление в скафандре составляло 0,4 или 0,27 атмосферы. Работать с таким избыточным давлением непросто. Ведь для того, чтобы только сжать кисть руки в перчатке, требовалось усилие в 25 килограмм.

Следующий тип скафандра использовался при переходе космонавтов Е. Хрунова и А. Елисеева из космического корабля «Союз-5» в космический корабль «Союз-4» через открытое космическое пространство.

Для данного случая конструкторы учли опыт А. Леонова и особенности выполняемой задачи, связанные именно с операциями перехода.

Новые скафандры были менее жесткими и снабжены съемным пространственным шлемом, который имел поднимавшиеся вверх не только светофильтр, но и защитное стекло.

Использовалась в этом скафандре и новая система жизнеобеспечения - регенерацонная. В ней циркуляция газа происходит по замкнутому циклу. Газовый состав при этом обновляется не полностью. Восполнялись лишь те его составляющие, которые изменяются или расходуются в процессе жизнедеятельности человека. Обновленная смесь вновь используется для дыхания и вентиляции, а углекислый газ и другие отходы жизнедеятельности поглощаются специальными поглотителями и регенераторами. В атмосферу не уходит ничего.

Благодаря системе регенерации значительно снизился расход кислорода. Появилась возможность при тех же габаритах скафандра обеспечить работу человека в космосе в течение нескольких часов.

Ранец системы жизнеобеспечения разместили на этот раз в ногах у космонавта, соединив его со скафандром гибким шлангом. Такое размещение ранца облегчало передвижение космонавта при переходе из корабля в корабль, однако не было абсолютно удобным. Поэтому в дальнейшем конструкторы вновь вернулись к размещению ранца за спиной космонавта.

Третий тип скафандра для работы в открытом космосе разрабатывался конструкторами уже применительно к использованию на орбитальных пилотируемых станциях.

Этот скафандр называют полужестким, исходя из принципов его построения. В его основе жесткий металлический корпус - кираса, который составляет единое целое со шлемом и ранцевой системой жизнеобеспечения. Рукава и оболочка штанин мягкая.

Благодаря такой конструкции скафандр не надо зашнуровывать, затягивать, герметизировать. В него просто входят, что особенно легко сделать в невесомости, через люк в кирасе сзади. Он открывается как дверца. Космонавт входит в скафандр и рычагом закрывает за собой люк, обеспечивая полную герметизацию. Все это он может проделать сам.

Скафандр изготавливается нескольких размеров, а в промежутках между ними космонавты могут подгонять скафандр по себе за счет регулировки рукавов и штанин. Правда, такие регулировки не безграничны, а скафандров на станции постоянно находится только два. Если станция летает несколько лет, то вполне возможно, что очередной смене придется работать в скафандрах, не полностью им подходящих. Такая работа возможна, хотя и создаст определенные дополнительные трудности космонавтам.

В большом по размеру скафандре маленький космонавт будет иметь возможность плавать внутри него и проблемой будет нахождение опоры внутри скафандра при передвижении и фиксации своего положения для выполнения работы. Ведь короткие ноги могут и не доставать до ботинок при длинных штанинах.

Большой космонавт в маленьком скафандре будет зажат в его маленьком объеме, не будет иметь полного обзора перед собой, находясь в скрюченном состоянии. Да и работать несколько часов в таком положении не очень приятно.

Вот почему все выходы в открытый космос планируются заранее с учетом возможных расхождений в росте основных и дублирующих экипажей. В чрезвычайной ситуации выбирать не приходится.

Все скафандры соединялись с кораблем или станцией усиленным фалом для обеспечения безопасности космонавтов. В нем были также пропущены провода связи и управления.

Последний тип скафандра имел дополнительный короткий фал со скобой на конце. Это своеобразный страховочный пояс. Если космонавт не удержится руками за поручни, то его отнесет от корабля лишь на длину короткого фала. Он быстро сможет вернуться и продолжить свой путь вдоль станции или корабля. По мере передвижения космонавт перецепляет страховочный фал за новую опору. Такие опоры в виде скоб и перил размещены вдоль станции в несколько рядов и по окружности с таким расчетом, чтобы с их помощью космонавт мог достичь любой точки на внешней поверхности станции.

При необходимости выполнить работы в непредусмотренных местах, на земле разрабатывают специальные переходные устройства, которые затем доставляют на борт станции, выносятся на внешнюю поверхность и обеспечивают выполнение работ.

Прежде чем выполнить любую работу в открытом космосе, космонавт должен зафиксировать положение своего тела, то есть каким-то образом получить надежную опору. Иначе, например, не он будет откручивать гайку, а он сам будет вращаться вокруг гайки. Обычно для этого на предполагаемом месте работы предусматриваются специальные фиксаторы для ног - якоря. Вставил ноги и можешь считать что «твердо стоишь на земле».

Опасен и тепловой перегрев, так как может вызвать «солнечный удар», а следом не только потерю работоспособности, но и смерть.

Впервые неприятности перегрева испытал на себе А. Леонов. Метод снятия тепла в его скафандре за счет вентиляции чистого кислорода не был в полной мере эффективным. В результате нештатной ситуации и больших физических перегрузок температура его тела значительно повысилась, пот заливал не только тело, но и лицо. Сильно запотело и стекло шлем. Это ухудшало ему видимость в самые ответственные минуты выхода в космос.

В результате конструкторы разработали систему водяного охлаждения тела космонавта. Суть его состоит в том, что поверх нательного белья космонавт надевает сетчатый костюм, в ткань которого вплетены трубки для циркуляции воды. Она отбирает тепло стела космонавта, вновь охлаждается в ранцевой системе жизнеобеспечения и снова готова к работе.

Для отвода тепла 300–500 ккал в час расход воды всего 1,5–2 литра в минуту с потребной длиной трубок около ста метров. Качает воду насос всего в несколько ватт мощности.

Водяное охлаждение не снимает всех проблем температурного режима внутри скафандра, но при его использовании мощность вентиляторов воздушного охлаждения для продува газовой смеси во много раз меньше чем при чисто воздушном охлаждении.

Остается рассказать о проблеме дыхания в космическом скафандре. Известно, что в обычных условиях человек дышит воздухом, состоящим на 78 % из азота и 21 % из кислорода. Остальные примеси составляют около 1 %.

Атмосферное давление составляет в среднем 760 мм. Рт. Столба.

Такой состав воздуха не меняется с поднятием на высоту, Однако, общее барометрическое давление атмосферного воздуха постоянно снижается с поднятием на высоту над поверхностью земли. На высотах полета космических кораблей это давление можно считать практически отсутствующим, то есть существует практически полный вакуум.

21 % кислорода на Земле от общего атмосферного давления составляет 160 мм. рт. столба, и только при таком давлении человек может нормально дышать. С подъемом на высоту это давление уменьшается и уже после шести километров у человека наступает кислородное голодание.

Кроме то, нельзя забывать, что 78 % азота в воздухе на высоте 7–8 километров переходят из растворенного состояния в организме человека в газообразное. При этом нарушается кровоснабжение важных органов деятельности человека. Возникают сильные боли.

На высотах более 20 километров азот закипает при нормальной температуре тела человека.

Вот почему для обеспечения нормальной жизнедеятельности человека нужно создать в скафандре среду с избыточным давлением, превышающим атмосферное давление на данной высоте, и газовым составом, обеспечивающем нормальное дыхание.

В тоже время, если избыточное давление в скафандре делать слишком большим, то он будет раздуваться с поднятием на высоту и затруднять выполнение космонавтом запланированных операций.

В скафандре А. Леонова можно было установить два уровня давления 400 и 270 мм. рт. столба. При большом давлении легче дышать и Леонов использовал его практически все время своего выхода. Он нормально вышел из шлюза, выполнил основную работу по отходу и возвращению к кораблю, но включить кинокамеру не смог. Дело в том, что кнопка включения кинокамеры располагалась на правой штанине скафандра, и во время тренировок он простым опусканием руки вниз касался нужной кнопки. В реальном выходе, при том же давлении в скафандре, вакуум космоса оказался более глубоким, и скафандр раздулся более обычного. Поэтому те, кто смотрел документальные кадры о первом выходе в космос, недоумевали - почему Леонов так часто и лихорадочно хлопает себя по штанине. А он всего лишь искал кнопку, которая сдвинулась вниз, и дотянуться до нее было невозможно.

Более того. Из-за повышенного раздутия скафандра Леонов не смог с первого раза войти в шлюзовую камеру при возвращении. После нескольких неудачных попыток он принял рискованное решение - снизил давление в скафандре до 270 мм. рт. столба. А ведь физические и моральные силы Леонова уже были на пределе. Повышенная температура, значительное потоотделение, кровяное давление до 180, пульс 160. И в таком состоянии решиться на снижение потребляемого организмом кислорода. Но и другого выхода не было. Решение оказалось верным. Леонов вошел в шлюзовую камеру, восстановил давление, выполнил успешно все последующие операции.

Принцип выхода в открытый космос через шлюзовую камеру остался главным в нашей космической программе. Но сама шлюзовая камера уже стала неотъемлемой частью конструкции орбитальной станции, а не отстреливалась после завершения работ, как это было на корабле «Восход-2».

Выход А. Леонова помог практически решить многие вопросы деятельности космонавтов в открытом космосе.

Например. Оказалось, что отход и подход к кораблю с помощью страховочного фала представляет собой довольно сложную и опасную процедуру. Чем больше расстояние отхода от корабля, тем больше скорость возвращения космонавта к кораблю и скорость вращения самого космонавта.

Это влечет за собой не только потерю ориентировки, но и опасность повреждения скафандра и травм космонавта в момент соприкосновения с элементами корабля и станции. Ведь этими элементами могут быть и антенны, и перила, и другие выступающие части.

Кроме того. Чем больше длина фала, тем больше вероятность запутывания в нем космонавта Необходимо постоянно контролировать положение не только собственное, но фала, и корабля, и скорости вращения с перемещением.

Транспортный корабль «Союз» не был предназначен для выхода в открытый космос при нормальной работе. В случае же аварийной обстановки на спасательном космическом корабле могут быть доставлены автономные скафандры и выход тогда можно будет осуществить через люк бытового отсека.

Для Ю. Романенко и Г. Гречко выход не планировался. Но они стартовали в космос после В. Коваленка и В. Рюмина, стыковка которых окончилась неудачей. Необходимо было проверить стыковочный узел после их неудачных попыток.

Собственно, выход в осмос не разрешался. Г. Гречко должен был, высунувшись по пояс из переходного отсека, осмотреть стыковочный узел и дать заключение о его состоянии. В обязанности Ю. Романенко входила страховка: удерживать Г. Гречко за специальные стремена на ногах, чтобы не улетел в космос, и плавно поворачивать его в проеме выходного люка на 360 градусов.

Гречко не только осмотрел сам узел, но и передал на Землю четкое изображение узла с помощью телекамеры.

Вид открытого космического пространства произвел на Г. Гречко огромное впечатление, и он не удержался от восторженных восклицаний, что чуть не привело к катастрофе.

Ну не мог Ю. Романенко, находясь рядом с открытым люком, хоть одним глазком не посмотреть на такую красоту. Ведь второго такого случая могло и не представиться. Как только Гречко возвратился в отсек, Романенко быстренько скользнул вверх. Страховочный фал ему мешал, и он его отстегнул, считая, что он только выглянет наружу, держась за люк.

Не ожидавший такого маневра, Гречко не сразу среагировал на движение командира. А того уже вытягивало из отсека в открытый космос. В последний момент Гречко все же успел схватить товарища за ноги и втянуть его обратно в отсек.

Космос еще раз доказал, что не прощает мелочей и беспечных ошибок.

Следующий аварийный выход осуществили В. Ляхов и В. Рюмин. Телескопическая антенна, отработав свой срок, была отстрелена, но от станции не отошла, зацепившись за элементы конструкции станции. Она закрывала доступ к стыковочному узлу. У космонавтов подходил к концу 175 суточный полет, но они добровольно согласились выйти в открытый космос и успешно отцепили антенну. Это был первый ремонт в открытом космосе.

Сам процесс выхода в открытый космос длителен по времени и сложен по исполнению, хотя внешне все вроде бы и не так сложно. Надел скафандр, открыл люк и работай.

Однако, прежде чем выйти в открытый космос, необходимо выпустить воздух из переходного отсека в космос. Если этого не сделать, то вряд ли космонавты смогут открыть выходной люк. Ведь изнутри переходного отсека за счет избыточного, по сравнению с космосом, давления, на люк давит газовая воздушная смесь с силой в несколько тонн. Выпуская смесь из отсека, космонавты снижают избыточное давление и тем самым облегчают себе работу.

Вместе с тем, снижая давление в отсеке, космонавты не должны забывать и о создании соответствующего избыточного давления внутри своих скафандров. В исходный момент давление внутри скафандра и в переходном отсеке равны. Если снижать давление только в отсеке, то избыточное давление в скафандре будет все сильнее и сильнее распирать оболочку скафандра, затруднять дыхание космонавтов.

Одновременно нужно помнить, что скорость снижения и выравнивания давления в отсеке и скафандре не должны превышать определенную величину. Иначе у космонавтов может наступить кессонная болезнь, такая же, как и у водолазов.

Не менее важен и процесс обратного возвращения в орбитальную станцию. Сначала давление в отсеке поднимается до давления в скафандре при выходе (естественно выходной люк при этом закрыт). Затем медленно по миллиметрам поднимается давление в скафандре, с последующим, точно таким же, повышением давления в отсеке. Медленно идет время, очень хочется космонавтам побыстрее снять с себя скафандры, выплыть налегке в просторный рабочий отсек. Но нельзя. И космонавты терпеливо продвигаются вперед по программе завершения выхода в открытый космос.

Но вот сравнялись давления в отсеке, скафандре и рабочем отсеке, космонавты покидают скафандры, и теперь им не составляет труда открыть люк в рабочий отсек.

Подобные операции, но без использования скафандров, выполнялись и при совместном полете советского и американского космических кораблей.

Чтобы обеспечит более короткий промежуток времени при переходе из корабля в корабль, было предложено к американскому кораблю пристыковать специальный переходный модуль. Это вызывалось тем, что на советских кораблях была принята обычная газовая атмосфера, при обычном атмосферном давлении. На американских кораблях использовалась кислородная атмосфера, но при пониженном давлении.

Основным фактором, влияющем на правильность действий космонавтов при выходе в открытый космос, является невесомость. И ни одна из попыток работы на орбите не закончилась бы успешно, если бы специалисты Центра подготовки космонавтов не обеспечили тщательной подготовки их на Земле. Для таких тренировок используются и летающие лаборатории невесомости, и гидролаборатория, в которой воспроизводятся элементы невесомости и отрабатываются методы будущих работ в открытом космосе.

Влияние невесомости наиболее полно до начала космических полетов испытали на себе летчики, летая в режиме полета самолета по параболе. Сначала самолет на определенной высоте и при четко заданной скорости полета переходит в пикирование и максимально разгоняется. Затем летчик начинает выполнять вывод из пикирования. При этом перегрузка достигает трех единиц. Следует набор высоты и наступает сначала частичная, а затем полная невесомость, которая может продолжаться от 20 до 40 секунд.

На практике время существования невесомости при таком полете в значительной мере изменяется не только от конструкции самолета, но и от атмосферных условий в районе полета.

Первый отряд космонавтов начинал знакомство с невесомостью при полетах на самолетах истребителях во второй кабине. Длилась она всего несколько секунд. За это время космонавт успевал сделать несколько глотков из фляги, почувствовать необыкновенную легкость в организме. Но никто из них не мог сказать, как он будет вести себя при длительной невесомости. Поэтому в дальнейшем невесомость воспроизводилась для космонавтов на самолете «ИЛ-76». Длительность невесомости достигла 40–50 секунд. В салоне самолета можно было разместить даже шлюзовую камеру, но всю тренировку по выходу приходилось разбивать на отрезки в сорок секунд за один режим. Это было очень неудобно.

И тогда в Центре подготовки космонавтов построили гидролабораторию, которая представляет собой здание с бассейном внутри. Здесь воспроизводится эффект невесомости за счет погружения в воду с использованием закона Архимеда. Диаметр бассейна 23 метра, глубина - 12 метров, объем воды в чаше 5000 кубометров. В стенках бассейна на трех ярусах расположены 45 иллюминаторов, 20 прожекторов и 12 передающих телекамер.

Иногда рано утром здесь можно стать свидетелем того, как под воду опускается самая настоящая орбитальная станция. Вернее ее полноразмерный макет.

Тренировка космонавтов длится обычно 3–4 часа. Разумеется до нее обязательный медицинский осмотр, приклеивание датчиков, одевание скафандров.

Скафандр готовится к погружению одновременно с космонавтом. Для этого спереди и сзади скафандра в специальных мешочках навешивают дополнительные грузы, чтобы добиться нулевой плавучести космонавта в данном скафандре и на определенной глубине погружения. То есть, добиваются такого положения, что космонавт на глубине 3–4 метров (любой глубине) как бы не всплывает и не тонет. Он бы и хотел всплыть или погрузиться, но не может. Он может двигать руками, ногами, вертеться в разные стороны, но остается на одном месте, пока не начнет перемещать свое тело по горизонтали за чет силы своих рук. И это состояние сравнимо с ощущениями космонавта в реальном выходе в открытый космос.

Иногда вес снаряженного скафандра для работы под водой достигает 200 и более килограмм. Пешком по залу в нем не походишь. Поэтому космонавт входит в скафандр и кран медленно поднимает их и опускает в нужном месте под воду.

В воде космонавта встречают специально подготовленные аквалангисты, крутят, вертят, проверяют нулевую плавучесть и буксируют космонавта до нужного места контакта со станцией. Далее космонавт-командир и космонавт-бортинженер работают самостоятельно, выполняя все операции так, как они делали бы это в реальной космической обстановке.

Аквалангисты находятся все время рядом.

Очень часто руководитель тренировки дает космонавтам вводную о том, что один из космонавтов потерял сознание и второй должен оказать помощь первому.

Космонавт «потерявший сознание» замирает. У него безвольно опускаются руки. Силой внешних возмущений он начинает плавно отходит от станции, и только длина страховочного фала не позволяет ему уплыть далеко.

Задача по спасению в открытом космосе очень трудна. Нужно, надеясь только на силу своих рук, не только самому добраться до спасительного люка шлюзовой камеры, но и отбуксировать туда своего товарища.

В гидролаборатории имитируются не все факторы невесомости, но зато потеря веса имитируется сколь угодно долго. Это обстоятельство и позволяет дублировать в гидролаборатории все работы, выполняемые космонавтами в открытом космосе, от начала до конца.

Общая подготовка космонавтов к работам в открытом космосе проводится настолько тщательно и глубоко, что еще ни разу не возникало чрезвычайных обстоятельств во время выхода по причине их профессиональной подготовленности.

А теперь еще некоторые факты из конкретных выходов космонавтов в открытый космос.

ИЮЛ 1982 ГОД. А, Березовой и В. Лебедев 2 час и 33 минуты провели в открытом космосе. Задача у них была относительно простой, но по хронометражу наземных специалистов они задержались снаружи больше запланированного. Возникло подозрение, что космонавты выполняли какие - то работы «в своих личных целях».

Переговоров на эту тему не было, телеметрия отсутствовала - ни доказать, ни опровергнуть. Но последующие экспедиции вроде бы подтвердили это предположение. Шлем скафандра Лебедева имел такую вмятину, которую при нормальном выходе или при действиях внутри станции просто нельзя получить. Оставалось одно - несанкционированный отход космонавта от станции с целью получения собственного опыта.

Еще опыт А. Леонова показал, что при резком отходе от корабля натянутый фал буквально швыряет космонавта обратно на корпус. И чем резче отход, тем сильнее удар. Только так можно было получить на шлеме подобную вмятину. Но космонавты стояли на своем. У них все было нормально. Отношения между членами этого экипажа во время полета складывались сложно, но тут они были единодушны. Пришлось заменить поврежденный скафандр, так и не разобравшись в причинах.

1984 ГОД. В открытый космос впервые вышла Светлана Савицкая. Она же впервые среди женщин совершила и второй космический полет. Не намного, но американцев мы все же обогнали.

Выход в космос операция физически трудная, поэтому все время рядом со Светланой был В. Джанибеков. Ей предстояли несложные операции, но предварительно нужно было добраться до места расположения экспериментальной установки, зафиксировать положение своих ног в якоре и только потом, освободив руки, выполнить программу экспериментов. До места Савицкая добралась, но вот зафиксироваться в якоре у нее никак не получалось. Для этого она должна была, держась за поручни руками, вставить ноги в якорь силой мышц живота и поясницы. Время шло, программа начала срываться и тогда Джанибеков зафиксировался рядом, взял Савицкую за «талию» и вставил ногами в якорь. Остальное было уже просто.

Правда на разборе полета Савицкая все время пыталась доказать, что зря Джанибеков помог ей. Она бы и сама смогла бы все выполнить, а он поспешил.

1988 ГОД. В открытый космос из станции «Мир» впервые вышел иностранец - французский космонавт Ж. Кретьен.

Его выход начался 9 декабря и потребовал от Кретьена и его командира А. Волкова огромных физических сил и мужества. Началось с того, что Кретьен в самом начале выхода нарушил некоторые рекомендации специалистов. Скафандр имеет регулятор тепло-холодно на десять положений. Кретьену показалось, что слишком холодно и поставил на тепло. Специалисты, как раз и рекомендуют сначала захолодить скафандр. В результате у Кретьена начало запотевать стекло шлема. Он понял, что надо холодиться. Но распределение идет из района поясницы. Стало холодно там.

Может быть, Кретьен испугался получить радикулит, но решил снова «подтеплить». Но известно, что любая система не любит дерганий. Стекло запотело окончательно. Кретьен заволновался. Ведь выход только начался. Пульс допускается до 150 ударов в минуту, а у него уже полез выше. В ЦУПе заволновались - не прекратить ли выход.

Разрядил обстановку Волков. Он успокоил Кретьена, отрегулировал ему систему. Запотевание чуть спало и они пошли. Русский мужик, если решил что-то, то его не свернуть. Волков помогал Кретьену, ведя его за руку, как поводырь. Груза было много, расстояние до места работы большое. К месту добрались с опозданием на целый час.

Дальше пошло лучше. Они приступили к работе. Установили ферменную шестигранную конструкцию, стали ее разворачивать, а она не идет. Замерла и все. Не учли французские ученые космических условий. Наконец, уже на теневой стороне, вне зоны связи со специалистами, после очередного удара свинцовым сапогом Волкова и его нескольких «магических русских» слов, конструкция развернулась во всю свою красу. Осталось только после выхода на связь обрадовать специалистов.

После экспериментов эту конструкцию отправили в свободное плавание в космос, выполнили другие работы и отправились обратно. Устали сильно. У Кретьена на стекле уже не пот, а сплошная вода. А ведь ему предстояло главное - четко и надежно закрыть за собой выходной люк. Эти операции требуют не только точности, но и большой физической силы.

Поменяться с Кретьеном местами в переходном отсеке Волков возможности не имел по технологии выхода. Не мог существенно и помочь. Любые перемещения в тесном отсеке могли привести к повреждению либо скафандров, либо аппаратуры в отсеке.

Проходит 10 минут, 20, а у француза ничего не получается. Уже Волков всем корпусом поджимает его, создавая дополнительную опору, стараясь все таки помочь. Все бестолку. Не хватает у Кретьена чуть-чуть для завершения операции, а воздуха в скафандрах все меньше и меньше. В ЦУПе уже стали подумывать над аварийными мероприятиями. И тут природа сжалилась. Невероятным усилием Кретьен закрыл выходной люк до фиксации контрольными датчиками. И вскоре уже в станции космонавты, усталые и довольные, пили чай, подставляя свои тела в синяках и шишках бортовому врачу В. Полякову. Он умело и быстро восстановил силы космонавтов.

1990 ГОД. А. Викторенко и А. Серебров опробовали в открытом космосе космический мотоцикл. Он предназначался для автономного передвижения в космосе без всяких страховочных тросов.

Предназначен то предназначен, но все-таки контрольными фалами со станцией его соединили во время испытаний. Серебров отходил от станции на 33 метр, Викторенко на 40 метров.

1990 ГОД. А. Соловьев и А. Баландин не готовились специально к выходу в открытый космос, но обязательный курс обучения в гидробассейне прошли. Так получилось, что уже вскоре после своей стыковки со станцией «Мир» они обнаружили, что три из шести двухметровых термоизоляционных лепестков транспортного корабля отслоились и свободно болтались. Поначалу это обстоятельство не очень обеспокоило космонавтов и специалистов. Возвращению на Землю это вроде не мешало. Но, когда пришло время действительно возвращаться, выяснилось, что имеется маленькая возможность того, что лепестки при расстыковке зацепятся за что-то. Далее все было не предсказуемо.

Судили, рядили специалисты и решили, что нужно эти лепестки на корабле закрепить. Экипаж согласился с выходом в космос, хотя у специалистов и были сомнения. Ведь космонавтам предстояло пройти по корпусу двух модулей и станции, выполнить работу и вновь вернуться по тому же маршруту.

Выход начали через люк модуля «Квант-2», который перед этим 4 раза испытали Викторенко с Серебровым. Его особенность в том, что он открывается не внутрь модуля как раньше, а наружу. Раньше было проще. Через клапан стравливали атмосферу в космос из переходного отсека, выравнивая давление. Затем люк открывался свободно. При закрытии, когда в отсеке снова поднималось давление, люк снова надежно прижимался атмосферой к гнезду.

Новый люк атмосферным давлением отсека рвался наружу, и только надежные запоры удерживали его. Перед выходом нужно было приоткрыть люк на миллиметр и ждать когда воздух отсека полностью выйдет в космос. Только после этого можно было снимать упоры и открывать люк. Но космонавты поторопились и на 20 секунд раньше сняли упоры. Давление с силой швырнуло люк наружу, сорвало с одной из петель. Космонавты даже не заметили этого. Лишь восхитились внезапно открывшимся простором и Солнцем.

Почти 3 часа шли космонавты к кораблю, пользуясь только короткими страховочными фалами. Они успешно выполнили работу, и еще три часа возвращались обратно. И только тут обнаружили, что люк не закрывается.

Ресурс скафандров закончился. Они подпитались воздухом от бортовой сети, снова продолжили работу. Но бесполезно. Пришлось оставить люк открытым, а вместе с ним остался разгерметизированным и отсек. Они вошли в следующий отсек и закрыли за собой второй люк. Нужно сказать, что в комплексе на тот день было 11 герметически разделяющихся отсеков. Так что временная разгерметизация одного из них не грозила большими бедами. Хотя специалистов беспокоил вопрос - как поведет себя аппаратура в разгерметизированном отсеке?

В дальнейшем для ремонта этого люка этот же экипаж совершил несколько выходов. Работу продолжил следующий экипаж. И только третий экипаж завершил ремонт люка.

Из книги Дети индиго. Кто управляет планетой автора Белимов Геннадий Степанович

Разумный Космос – Для меня сейчас нет никаких сомнений, что человек на тропе – это было воплощение Высшего Разума, – говорил Павел Владимирович в наших беседах «с пристрастием». – Наверное, правильнее назвать его организованной космической энергией. Материальной

Из книги Драматическая медицина. Опыты врачей на себе автора Глязер Гуго

Из книги Первые в космосе. Как СССР победил США автора Железняков Александр Борисович

ГЛАВА II В космос по Циолковскому Первым, кто взял на себя трудную миссию рассказать другим, что надо делать, чтобы побывать в космосе, стал великий русский ученый Константин Эдуардович Циолковский. Скромное провинциальное существование, оторванность от мировой науки,

Из книги Фау-2. Сверхоружие Третьего рейха. 1930–1945 автора Дорнбергер Вальтер

Глава 24 Полет в космос В Хейделагере шли практические стрельбы.Вот уже несколько недель батарея 444 проводила запуски с бревенчатой платформы, расположенной на прогалине, которая углом вдавалась в лес. Раскаленные газовые струи сдирали кору с елей на высоте в несколько

Из книги Космические игры (сборник) автора Лесников Василий Сергеевич

КОСМОС – Что есть Вселенная?– Как называется наша Галактика?– Сколько звезд в нашей Галактике?– Галактический год это один оборот вокруг Центра Галактики – это 230 миллионов земных лет. Назовите другие, известные вам определения и цифры.– Какова роль космического

Из книги Белокурые амбиции автора Капризная Лана

Выход в цвет Мало кто доволен своим природным цветом волос. Кому-то он кажется слишком тусклым, другим – слишком темным, а всем остальным – просто не нравится, поскольку ни на секунду не похож на прическу Шарлиз Тэрон!.. И тогда нам на помощь приходит краска для волос.Как

Из книги Пилотируемый космический полет автора Лесников Василий Сергеевич

Выход в открытый космос Принято считать, что о водолазах большинство людей знает практически все. Поэтому именно их работу и попытаемся сравнить с действиями космонавтов в открытом космическом пространстве.Некоторые ставят знак равенства между космонавтами и

Из книги 60-е. Мир советского человека автора Вайль Петр

Путем пирамиды. Космос Российское коллективное сознание основывалось на двух главных символах: войне и храме. Идея народной войны была мощной движущей силой и для рати Александра Невского на Чудском озере, и для войска на Куликовом поле, и для ополчения Минина и

Из книги Короткоствольные револьверы автора Ловет Эд

Из книги Лев Яшин. Легендарный вратарь автора Соскин Александр Максимович

Выход в свет Для сборной команды страны 50-е годы, неотрывные от имени и ауры Яшина, остаются по сей день абсолютно лучшим из всех исторических отрезков ее насыщенной биографии. Это неполное десятилетие (1952–1960) представляет интерес не только само по себе, но еще и потому,

Из книги Девять граммов в сердце… (автобиографическая проза) автора Окуджава Булат Шалвович

Открытый счет …А кто считал, сколько раз мы уже позицию меняем? Кто считал? А сколько я поросят передал заряжающему нашему Сашке Золотареву? А как у меня руки болят… Мы ведь не просто позицию меняем: лишь бы переменить. Мы вперед идем. Моздок уже за спиной где-то. Давай,

Из книги Советский анекдот (Указатель сюжетов) автора Мельниченко Миша

Космос *4166. Спутник потребовал, чтобы ему дали спутницу и после этого прекратили наблюдения.*4166A. СБ: *1957 [СН 2000 – 2002: без н.с.]4167. Луна: «Как тебя одного выпустили из Советского Союза?». Спутник: «А за мной другой идет, большой, с собакой828».4167A. СБ: *1957 [ШТ 1987: 357] 4167B. СБ: *1957 [СН 2000 –

Из книги Литвиненко. Расследование [Доклад по делу о смерти Александра Литвиненко] автора Оуэн Сэр Роберт

Открытый доступ к слушаниям 96. Для основных слушаний Расследование использовало суд 73 в Королевском суде в качестве основного зала заседаний, вместе с судом 66 в качестве дополнительного для публики и СМИ. Заседания в суде 73 передавались в суд 66 по замкнутой цепи

Из книги Владимир Климов автора Калинина Любовь Олеговна

Выход в «первые» Первого сентября, ровно в восемь часов, начинались занятия в Комиссаровском техническом училище. Володя, впервые проснувшись ранним утром вместе с отцом, быстро собрался и все торопил старшую сестру, которой было поручено отвести новоиспеченного

Правообладатель иллюстрации NASA

Астронавты, работающие на Международной космической станции, совершили выход в открытый космос для выполнения ремонтных работ. И, хотя все прошло по плану и без происшествий, каждый раз, когда члены экипажа МКС покидают пространство станции, их подстерегают опасности.

Но что же может случиться с ними в открытом космосе?

1. Опасность утонуть в космосе

Космический скафандр можно сравнить с маленьким индивидуальным космическим кораблем. И, как с любым кораблем, с ним может случиться авария.

Это в полной мере испытал на себе итальянский астронавт Лука Пармитано, когда при выходе в космос в 2013 году его шлем неожиданно стал заполняться водой.

Как выяснилось позже, вода поступала из системы охлаждения. А поскольку в состоянии невесомости она не стекает вниз, вода скопилась в шлеме, попав астронавту в глаза, уши и нос.

Пармитано был вынужден срочно вернуться на МКС, чтобы не захлебнуться

Правообладатель иллюстрации NASA
Image caption Коллеги смогли прийти на помощь Луке Пармитано только после того, как он вернулся из открытого космоса

"Я направился в сторону шлюза, а вода продолжала прибывать – вспоминает итальянский астронавт. – Она полностью залила мне глаза и нос. Я не мог ничего разглядеть, ничего услышать. Я не мог дышать. Когда я попытался сообщить на землю, что у меня проблемы, и я не могу найти вход, они не могли меня расслышать, а я не мог услышать их. Я ощутил себя полностью изолированным. И тогда, вместо того, чтобы зацикливаться на проблеме и думать, что со следующим вдохом я могу захлебнуться, я принялся искать решение".

В итоге Пармитано ощупью добрался до шлюза, мимо "неприкасаемых зон" – участков внешней обшивки станции с острыми выступающими деталями, которые могут повредить скафандр, – и оказался в безопасности.

Итальянский астронавт - не единственный, у кого возникли проблемы со скафандром.

Во время выхода в космос в 2001 году канадский астронавт Крис Хэдфилд почувствовал раздражение в левом глазу, который тут же начал слезиться. Слезы в невесомости собрались в пузырь, который закрыл и правый глаз.

Крис практиически ослеп, находясь в открытом космосе, да еще и с дрелью в руках.

Опасаясь, что жжение могло быть вызвано утечкой ядовитого газа в скафандре, в центре управления полетами посоветовали Крису продуть систему, чтобы избавиться от загрязнения. И хотя инстинкт выживания подсказывал астронавту, что избавляться от воздуха в космосе не стоит, он последовал совету, и это решило проблему.

Слезы тем временем смыли раздражитель, Крис вновь прозрел, прекратил стравливать ценный кислород и вернулся на станцию.

Как выяснилось, раздражение было вызвано утечкой специальной смеси, служащей для предотвращения запотевания визора.

2. Опасность уплыть от станции

Правообладатель иллюстрации NASA
Image caption В 1984 году американский астронавт с реактивным ранцем отлетел на 100 метров от станции

Хотя ни один астронавт пока еще не потерялся в космосе, Хэдфилд говорит, что именно этого он боялся больше всего - даже больше, чем погибнуть на старте или сгореть при входе в плотные слои атмосферы.

Все, кто выходит в открытый космос, постоянно привязаны к МКС плетеным стальным тросом длиной 26 метров.

Обычно астронавты работают в команде по двое. Пока они не вышли из шлюза, отделяющего помещение станции от открытого космоса, они связаны друг с другом.

Первый астронавт, покидающий станцию, сначала привязывает свой трос к корпусу МКС, а затем – трос напарника. После этого второй астронавт отстегивает свой трос от крепления в шлюзе и присоединяется к товарищу снаружи.

Таким образом, риск отцепиться от станции сводится к минимуму. Но что делать астронавту, если он все же неожиданно отправится в свободный полет?

"У нас есть реактивные ранцы, вы нажимаете на рукоятку, и из маленького углубления перед вами появляется джойстик, - объясняет Хэдфилд. – С помощью этого джойстика можно управлять ранцем и подлететь обратно к станции".

Правообладатель иллюстрации nasa
Image caption Теоретически, реактивный ранец должен помочь оторвавшемуся астронавту вернуться на МКС Правообладатель иллюстрации CHRIS HADFIELD NASA
Image caption Трос и ранец - это хорошо, но астронавты стараются не отрываться от поверхности станции

Однако в 1973 году у астронавтов Пита Конрада и Джо Кервина таких ранцев не было. Они находились снаружи космической станции "Скайлэб" и пытались раскрыть заклинившую панель солнечной батареи, когда она неожиданно развернулась, вытолкнув их в космос.

К счастью, тросы не лопнули, а сами астронавты не потеряли самообладания, и если верить их отчету, они вернулись на станцию в веселом настроении.

3. Опасность закипания крови

Правообладатель иллюстрации USAF
Image caption Джозеф Киттингер одним из первых испытал на себе последствия разгерметизации на большой высоте

Скафандр, в котором астронавты выходят в космос, находится под давлением, и любой прокол может привести к фатальным последствиям.

В вакууме человеческая плоть расширяется в два раза по сравнению с нормальными условиями. Это на собственном опыте выяснил пилот ВВС США Джозеф Киттингер, совершивший в 1960 году затяжной прыжок из стратосферы. Во время прыжка произошла разгерметизация его правой перчатки, и рука сильно раздулась.

Это не помешало Киттингеру успешно завершить прыжок, а на земле рука вернулась в нормальное состояние. Впрочем, ему сильно повезло: если бы не выдержал его скафандр или шлем, он не выжил бы перепада давления.

Впрочем, главную проблему при разгерметизации может вызвать потеря воздуха. В этом случае астронавт уже через 15 секунд потеряет сознание от кислородного голодания.

Именно это произошло с одним испытателем НАСА, который во время аварии при испытаниях в Хьюстоне в 1966 году оказался в условиях, близких к вакууму.

По его собственному описанию, он почувствовал, как слюна закипает у него на языке, после чего потерял сознание.

В космосе без защиты скафандра, обеспечивающего давление, жидкость в человеческом теле начнет вскипать по мере расширения содержащихся в ней газов. Так что если вы не успеете испытать недостаток кислорода, вас убьет что-то другое, и очень быстро.

Однако небольшие пробоины в скафандре еще не означают неминуемую гибель.

Правообладатель иллюстрации nasa
Image caption Небольшой порез перчатки заставил астронавта Рика Мастраччо срочно прервать работу в открытом космосе

В 2007 году американский астронавт Рик Мастраччо обнаружил небольшой разрез у большого пальца на внешнем слое его левой перчатки.

"Я вижу внутренний слой под вектраном, - сообщил в ЦУП Мастраччо. - Ума не приложу, откуда взялась эта дыра".

Этот случай почти точь в точь повторил инцидент, который произошел с другим американским астронавтом Робертом Бимером за 8 месяцев до этого. Тогда Бимер обнаружил на одной из перчаток разрез длиной в 2 сантиметра, который он скорее всего получил, когда переносил прибывшее на шаттле оборудование на МКС.

Этот выход в космос завершился без проблем, но если бы разрез был глубже и нарушил герметизацию, могла бы возникнуть чрезвычайная ситуация.

Скафандр астронавта состоит из семи слоев, которые защищают его от микрометеоритов. Эти крошечные частицы весят не более грамма, но их скорость относительно МКС может достигать 36200 км/ч.

При этом никакой скафандр не сможет уберечь вас от более крупных объектов. В настоящее время НАСА отслеживает более 500 тыс. рукотворных обломков космического мусора, находящихся на земной орбите, - от старых космических аппаратов до деталей, попавших на орбиту при запусках.

Около 20 тыс. из этих объектов размером с крупный апельсин или больше.

4. Опасность переутомления

Правообладатель иллюстрации nasa
Image caption Хотя в космосе скафандр ничего не весит, он не становится от этого менее громоздким

Когда американские астронавты Скотт Келли и Челл Линдгрен совершили свой первый выход в космос, они провели там более семи часов, смазывая роботизированный манипулятор, подключая кабели и устанавливая термозащиту на прибор по измерению интенсивности светового излучения.

Одна из причин необходимости столь долгого пребывания в открытом космосе заключается в том, что, несмотря на невесомость, 160-килограммовый костюм остается громоздким, и работать в нем нелегко.

"Если вы ткнете пальцем в человека, одетого в скафандр НАСА, у вас будет ощущение, что вы давите на волейбольный мяч: у этого материала точно такая же жесткость, - объясняет Хэдфилд. – При каждом движении вы вынуждены преодолевать такое же упругое сопротивление. Поэтому вы возвращаетесь с космической прогулки физически абсолютно измотанным, порой с кровавыми мозолями, и все из-за скафандра, работать в котором – сплошное мучение".

К тому же в условиях невесомости астронавты не могут просто стоять на месте и делать свое дело. Если они пытаются повернуть гаечный ключ, их тело пытается вращаться в противоположном направлении. Поэтому им приходится прилагать дополнительные усилия просто для того, чтобы удержаться на месте.

"Что бы вы ни делали в космосе, вам приходится затрачивать на это вдвое больше усилий, и это еще одна из причин делать все медленно", - говорит Хэдфилд.

Когда люди устают, они чаще совершают ошибки. Если вы дома оступитесь с работающей дрелью в руках, то можете оказаться в больнице. Но когда вы находитесь на орбите на высоте 400 километров, вызвать скорую помощь не удастся.

5. Опасность неизвестности

Правообладатель иллюстрации RIA NOVOSTI
Image caption Выйти в открытый космос Алексею Леонову оказалось легко, а вот вернуться обратно - уже не очень

С тех пор, как советский космонавт Алексей Леонов в 1965 году совершил первый выход в открытый космос, космические прогулки стали почти обыденным делом. Но тот, первый выход, хотя и длился всего 12 минут, чуть не закончился трагедией.

Инженеры не учли, что скафандр Леонова в условиях космического вакуума увеличится в объеме. Когда космонавт попытался вернуться в свой корабль, он не мог пролезть в люк. В итоге ему пришлось стравить воздух и частично снизить давление в скафандре, прежде чем он смог протиснуться внутрь.

Когда в том же году Эд Уайт стал первым американцем, совершившим выход в открытый космос, он не мог знать о злоключениях Леонова, тогда подобного рода сведения были засекречены, и о них стало известно намного позже.

Правообладатель иллюстрации NASA
Image caption Эд Уайт тоже пережил не самые приятные минуты, когда шлюзовой люк его корабля отказался закрываться

Однако у Уайта возникли собственные проблемы с входным люком. Когда он вернулся в корабль, он некоторое время не мог зафиксировать его в закрытом положении, а виной тому была дефектная пружина.

Если бы астронавт не смог закрыть люк, его космический корабль Джемини IV не вернулся бы на Землю.

Вдобавок командир корабля Джеймс МакДивитт, находившийся внутри капсулы, получил инструкцию с Земли перерезать трос Уайта в случае, если у того закончится кислород или он потеряет сознание.

С 1965 года список неожиданностей, которые могут произойти во время выхода в космос, заметно сократился, но не исчерпался полностью.

"Астронавты стараются избавиться от переживаний заранее, - говорит Хэдфилд. – Мы годами стараемся в деталях предугадать, что может пойти не так, чтобы, когда настанет момент, вас не парализовал страх. Потому что кому нужен перепуганный астронавт?"

И не всё так просто. Ниже чуть подробнее, можно ознакомиться с нюансами космических полетов.

Если интересно, почему космические спутники могут поворачивать или постоянно смотреть в одну точку в невесомости, советую очень хорошую и простую статью с примерами на Хабре. , автор . (). Ниже приведу основные тезисы. (Я не знаю можно ли копировать статью целиком)

Двигатели ориентации

Небольшие двигатели, которые будут управлять ориентацией аппарата

Стабилизация вращением

Всем нам с детства известна способность волчка сохранять вертикальное положение. Если раскрутить космический аппарат, он будет вести себя совершенно также, сохраняя стабилизацию по оси вращения.

Если нас устраивает стабилизация по одной оси, мы не собираемся поворачивать аппарат в разные стороны и делать фотографии с длинной выдержкой, этот способ может оказаться очень экономным.

Маховик (Reaction wheel)

Так же как кошка, которая в падении закручивает хвост в противоположную перевороту туловища сторону, космический аппарат может управлять ориентацией с помощью маховика. Например, если мы хотим повернуть аппарат по часовой стрелке:

  1. Начальное состояние: аппарат неподвижен, маховик неподвижен.
  2. Раскручиваем маховик против часовой стрелки, аппарат начинает поворачиваться по часовой стрелке.
  3. Когда повернулись на нужный угол: останавливаем вращение маховика, аппарат останавливается.

Гиродин (Control moment gyroscope)

Свойство волчка сохранять вертикальное положение можно использовать еще одним способом - на него можно опереться

Если поместить такой волчок в подвесную систему, то можно, «опираясь» на него, поворачиваться в нужную сторону. Такие конструкции называются силовыми гироскопами или гиродинами. Главное отличие гиродина от маховика - в том, что маховик жестко установлен на одной оси и управляет ориентацией, изменяя скорость своего вращения. Гиродин же установлен в подвесе, который может вращаться в одной или нескольких плоскостях, и может не менять скорость своего вращения.

С точки зрения функциональности, гиродин - это «продвинутый» маховик. Гиродины эффективнее обычных маховиков, но и сложнее. Они могут управлять ориентацией гораздо более тяжелых аппаратов, но разделяют достоинства и недостатки маховиков.

Электромагнитная система ориентации

Магнитное поле Земли способно поворачивать стрелку компаса, значит, эту силу можно использовать для того, чтобы управлять ориентацией космического аппарата. Если поставить на спутник постоянные магниты, то действующая сила будет неуправляемой. А если поставить катушки-соленоиды, то, подавая на них ток, можно создавать нужный управляющий момент:

Три соленоида, установленных в перпендикулярных плоскостях, позволяют управлять ориентацией спутника по всем трем осям. Точнее, они обеспечивают хорошее управление по двум осям, стремясь установить аппарат как стрелку компаса. Управление по третьей оси обеспечивается изменением направления магнитного поля Земли при полете аппарата по орбите.

Гравитационная стабилизация

Притяжение двух тел обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Поэтому, если наш спутник выдвинет длинный шест с грузом, то получившаяся «гантель» будет стремиться занять вертикальное положение, когда ее нижняя часть будет притягиваться к Земле чуть сильнее, чем верхняя.

Аэродинамическая стабилизация

Следы земной атмосферы заметны и выше ста километров, а большая скорость спутников означает, что они будут сильнее тормозиться. Обычно эта сила очень мешает, потому что спутники достаточно быстро тормозятся, спускаются еще ниже и сгорают в плотных слоях атмосферы. Но, тем не менее, это сила, которая действует всегда против вектора орбитальной скорости, и ее можно использовать.

Солнечный парус

Для построения ориентации можно еще использовать . Солнечный парус обычно рассматривается как способ движения, но на спутник сложной формы с антеннами и солнечными батареями Солнце тоже будет действовать. Это может рассматриваться как помеха для других систем ориентации, либо, если разработчики рассчитали моменты сил заранее, это можно использовать для помощи построения ориентации спутника. Уже в 1973 году зонд Маринер-10, отправившийся к Венере и Меркурию, использовал солнечное давление для построения ориентации аппарата. Вдохновляет находчивость