Знаменитая центрифуга: как космонавты готовятся к полетам в космос
Многие в детстве мечтали стать космонавтами, даже не задумываясь о том, насколько сложен процесс подготовки к полету. Космонавту нужно много тренироваться, пройти различные тесты, запомнить большой объем информации, научиться справляться с эмоциями в экстренных ситуациях. В День космонавтики корреспондент «РИАМО в Королеве» заглянула в Центр подготовки космонавтов и своими глазами увидела тренировку на центрифуге.
Шанс стать космонавтом
Космонавт-испытатель отряда космонавтов «РОСКОСМОСа» Сергей Корсаков говорит, что космос для многих остается мечтой, ведь чтобы стать космонавтом, надо пройти непростой путь. Обычно нужно стать военным летчиком или инженером, посвятить жизнь профессии – возможно, тогда выпадет шанс стать космонавтом.
В 2012 году такой шанс дали многим – был объявлен первый открытый набор в отряд космонавтов. Попробовать свои силы и пройти испытания могли все желающие, кто соответствовал определенным требованиям. Инженер ракетных двигателей Сергей Корсаков воспользовался этим шансом и попал в отряд космонавтов, в котором сейчас 26 человек.
«Подготовка очень насыщенная. Много времени мы посвящаем обучению, получению теоретических знаний. Также должны уметь выживать в различных географических условиях, проходим летную подготовку, прыгаем с парашютом, проходим тесты и тренировки на центрифуге. Работы очень много. Мы постоянно учимся, расслабляться некогда. Это здорово! Человек вообще должен всю жизнь чему-то учиться, а мы уже настолько к этому привыкли, что по-другому не можем», – говорит Сергей.
Ему только предстоит полететь в космос, но он уже знает, что сделает там в первую очередь.
«Мне очень хочется увидеть всю нашу планету. Уверен, это станет одним из самых ярких впечатлений. И планирую опробовать невесомость. Интересно почувствовать ее на себе, провести эксперименты», – отмечает Корсаков.
Испытание на центрифуге
Одно из самых известных испытаний для космонавтов – это центрифуга. Вращение на ЦФ-7 проходит под наблюдением медиков. Сначала врач-терапевт проводит общий осмотр, измеряет артериальное давление, частоту сердечных сокращений и температуру тела. Потом нужно пройти ЛОР-врача и только после положительного заключения можно отправляться на центрифугу.
Перед началом теста врачи накладывают на испытателя электроды, надевают манжеты, пояс и ушной датчик для измерения физиологических показателей организма. Режимы перегрузок для космонавтов по определению устойчивости к воздействию перегрузок бывают в двух направлениях: «грудь – спина» и «голова – таз».
Во время вращения центрифуги нужно выполнить задания, которые дает врач. Ведь космонавт должен уметь принять правильное решение в любых нештатных и экстренных ситуациях.
В зависимости от испытаний космонавту объясняют, что именно он должен делать во время работы центрифуги.
Сергею предстоит отвечать на световые сигналы по периметру, установленному в кабине центрифуги, чтобы проверить периферическое зрение в условиях стресса. Также проверяют остроту зрения по специальному табло с кольцами Ландольта – космонавт должен увидеть разрывы в этих кольцах. Изображение появляется на небольшом экране.
Очередной тест на центрифуге Сергей прошел успешно.
Тренажер с 45-летней историей
Центрифуга ЦФ-7, на которой Сергей проходил тестирование, работает в Центре подготовки космонавтов уже 45 лет. Несмотря на солидный возраст, она исправно служит и удивляет своими возможностями не только космонавтов, но и астронавтов НАСА и ЕКА. Все они тоже проходят испытания и подготовку на этой центрифуге.
Начальник отдела центрифуг и динамических тренажеров Центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина Владимир Киршанов рассказал об особенностях центрифуги ЦФ-7.
«ЦФ-7 – полностью отечественная разработка. Она исправно работает в ЦПК с 1973 года. За этот период прошла глубокую модернизацию и сегодня соответствует всем стандартам, которые предъявляются к тренажерам такого типа. От той центрифуги, которую приняли на эксплуатацию в ЦПК в 1973 году, остались только ферма, кабина, вращающееся контактное устройство и главный двигатель», – говорит Владимир Николаевич.
Полностью модернизированы электропривод, система управления, система физиологического контроля за состоянием космонавта, установлены современные оборудование и комплектующие. Астронавт из Японии сравнил нашу центрифугу с «Мерседесом», потому что кабина отделана кожей, сиденье максимально комфортно, а датчики, установленные на космонавте, нисколько не мешают работе.
По словам Владимира Киршанова, эта центрифуга – как живой организм. Она участвует во всех этапах подготовки космонавтов, от отбора в отряд до экзамена перед полетом в космос.
Тренажер ручного управляемого спуска, созданный на базе центрифуги ЦФ-7, позволяет моделировать ручной управляемый спуск в режиме реального времени, именно такой экзамен должны сдать космонавты после подготовки.
«На ней всегда проходят медицинский контроль. В зависимости от того, на каком этапе подготовки находится космонавт, назначается частота и продолжительность тестов. А мы делаем все, чтобы центрифуга работала без сбоев. Относимся к ней как к женщине – с лаской и нежностью, и не забываем про инженерный подход», – рассказывает Киршанов.
ЦФ-18 – новее и больше
В Центре подготовки космонавтов есть и центрифуга побольше. Длина плеча ЦФ-18 уже не семь, как у центрифуги ЦФ-7, а 18 метров. Ее вес составляет 305 тонн, а диаметр зала, в котором она установлена, равен диаметру парашюта спускаемого аппарата. Возможности ЦФ-18 шире.
«Эта центрифуга имеет четыре степени свободы. Помимо того, что она просто вращается по залу, внутри головной части центрифуги есть кабина, кольцо и вилка, которые тоже могут вращаться относительно своих осей. Более того, во время вращения можно создавать перегрузку любого направления, а также менять давление, влажность и температуру в кабине. Этот тренажер позволяет проводить испытания и животных, и людей, и оборудования. Технически в центрифугу заложен большой потенциал, который использован еще не до конца», – говорит Владимир Николаевич.
Специалист ЦПК уверен, что центрифуга ЦФ-18 внесет свой вклад в подготовку космонавтов для полетов на Луну и Марс. Она может трансформироваться под любые задачи. В ней одновременно могут находиться два космонавта, можно тренировать ручной управляемый спуск, проводить тесты и эксперименты. Кабины внутри головной части можно заменить на те, которые нужны для тех или иных задач.
«Эта центрифуга находится на острие технических достижений, в ней использованы цифровые технологии. Я думаю, что именно она поможет человеку достичь далеких планет», – заключил Владимир Киршанов.
Источник
Жертвы космоса: что удаляют космонавтам перед полетом и на какую операцию согласилась Светлана Ходченкова?
Почему перед полетом космонавтам удаляют лишние органы и на какую операцию пришлось согласиться Светлане Ходченковой? Как простатит погубил важнейшую космическую программу и можно ли защитить исследователей Марса от радиационного воздействия? Как отсутствие гравитации влияет на организм и что общего у покорителей звезд и сумасшедших? Об этом в День космонавтики расскажет программа «Секретные материалы».
Принято считать, что космонавты – это абсолютно здоровые люди. Неслучайно на вопрос «как здоровье?» отвечаем: «Хоть в космос посылай». Но оказывается, что покорители звезд, как и все люди, подвержены болезням. Более того, вдобавок к обычным земным хворям у них появляются специфические недуги. Они связаны с длительным пребыванием вне гравитации, с изменением магнитного поля и с космической радиацией. Человек природой не приспособлен к жизни вне родной планеты.
«В одной книжке, которая вышла в самом начале 90-х годов, была замечательная фраза: «Если по радио передают, что космонавт чувствует себя хорошо, это значит, что он чувствует себя плохо». И дальше объяснялось, что весь космический полет – это огромная нагрузка на организм. Отсюда все требования, которые возникают при отборе», – говорит ученый секретарь БГТУ «Военмех» им. Д.Ф. Устинова Михаил Охочинский.
Во время полета космонавт добровольно заключает себя в тесную одиночную камеру. Представьте себе, что чувствует человек, который мчится в звездной пустоте. Отсутствие привычной системы координат, оторванность от земли, колоссальный стресс – все это не проходит бесследно для организма. Как полет повлияет на психику человека, не сойдет ли он с ума – задумались еще на заре космической эры. Например, у Гагарина был даже пакет со специальным шифром для оценки его психического состояния.
«Есть три категории людей, которые объединены в общую группу: это заключенные, сумасшедшие и космонавты. Психологи их объединяют в одну группу, потому что и те, и другие, и третьи находятся в замкнутом пространстве и знают, что из него выйти нельзя. Жизнь в замкнутом пространстве ужасна, она психологически действует. Поэтому были случаи, когда космонавты после полетов были вынуждены обращаться к психиатру», – рассказывает писатель Александр Мясников.
Во время подготовки к первому полету человека в космос в СССР были отобраны три тысячи молодых здоровых летчиков, из которых впоследствии осталось чуть больше сотни кандидатов. «Отбраковывали», прежде всего, по состоянию здоровья. Кстати, и первый космонавт планеты Юрий Гагарин вполне мог не полететь, поскольку незадолго до этого переболел корью.
«Непонятно, что делать, потому что никто не знает, какие условия в космосе, какие болезни опасны, какие неопасны. Поэтому там было порядка 150 медицинских тестов, как сейчас бы это назвали, пробы различные, неприятные названия, которые потом начали объяснять – качели Хилова, например, на которых проверяют укачивание. У американцев в это время как раз собирался их отряд, у них был такой тест: держание босых ног ступнями в ледяной воде. То есть лед тает, вода – 0 градусов, надо опустить ноги и продержаться так не менее 30 секунд», – рассказывает Михаил Охочинский.
Перед отправлением на орбиту космонавты проходят специальный курс тренировок. Ведь нагрузки во время полета намного превышают те, с которыми человек сталкивается на Земле. В Советском Союзе будущий космонавт должен был не только состоять в партии и иметь большой летный стаж, но и обязательно быть не выше 170 сантиметров. Его соотносили с размерами космического корабля. Конечно, каждый кандидат обязательно обладал хорошей физической подготовкой и имел звание не ниже мастера спорта. С того времени требования сильно изменились, но способность переносить высокие нагрузки осталась неизменной.
«Возьмем центрифугу на уровне 8G: вероятность того, что у вас не лопнет сосуд в голове, очень маленькая. Инсульт – и ты всю жизнь на тележке. И это на уровне тренировок. А что, когда человек оказывается в космосе, и [происходит] эта перемена, когда у тебя нет ни верха, ни низа? Наверное, самый яркий пример (все видели репортажи из космоса): практически у всех космонавтов немножко одутловатое лицо. Это не оттого, что они много едят, а оттого, что там нет центра притяжения, и жидкость путешествует, куда хочет, она приливает к лицу. У людей теряется мышечная масса. Там стоят тренажеры – они, конечно, что-то дают, но не все. Но так как одной из человеческих мышц является сердце, то оно тоже теряет какие-то параметры. Как правило, оно становится более круглым», – объясняет Александр Мясников.
Буквально через три недели после триумфального полета Юрия Гагарина советский полярник, врач Леонид Рогозов совершил невозможное – сам себе удалил аппендикс. Это уникальный случай в истории медицины. В Антарктиде, как и в космосе, помощи ждать неоткуда, и поэтому Леонид Рогозов был вынужден сам проводить операцию. Говорят, что после этого случая всем полярникам перед зимовкой стали удалять аппендикс. А вслед за покорителями полюса такие правила перешли и к космонавтам. Перед полетом им также стали вырывать все зубы с кариесом. Сейчас этот список пополнили гланды. И даже актрисе Светлане Ходченковой, главной претендентке на полет к МКС, для съемок фильма пришлось согласиться на эту операцию.
«Был случай, когда на орбите у космонавта Романенко в длительной экспедиции разболелся зуб. У них с Гречко была экспедиция посещения, и на станцию, куда прилетали космонавты, должен был прилететь экипаж, в который входил чехословацкий космонавт Ремек. И он прилетел с набором соответствующих инструментов для удаления зубов. Ему задали вопрос: «Скажи, пожалуйста, а ты умеешь. » Он говорит: «Ну, мне два часа перед полетом объясняли, как наложить щипцы». И дальше, как Георгий Михайлович [Гречко] остроумно заметил: «С этой секунды у Юры Романенко зубы больше не болели», – говорит Михаил Охочинский.
Многие слышали о чудовищной пытке, когда иголки загоняют под ногти – ее мало кто может выдержать. Но вот чтобы добровольно пойти на выдергивание ногтей… На это способны только люди, безмерно влюбленные в космос.
«При отборе в австрийский экипаж космонавтов (там была добротная проверка, и Австрия направила действительно достойных кандидатов в международный экипаж) обнаружили на одном ногте на ноге у одного кандидата грибок. В итоге приняли решение положить его в госпиталь Бурденко и вырвать ему все ногти. В течение двух недель он пролежал в госпитале, и только после этого его допустили к дальнейшему продолжению подготовки к полету, это было на этапе общей космической подготовки», – рассказывает вице-президент Федерации космонавтики России Иван Москвин.
Общий симптом, наблюдаемый у всех космонавтов после полета – это нарушение работы вестибулярного аппарата. У нас во внутреннем ухе есть своеобразные «камешки» – отолиты, которые помогают удерживать равновесие. В невесомости происходит сбой этого механизма, отсюда и головокружения, тошнота, головные боли. Ощущения такие, словно постоянно летишь кувырком. Вот что вспоминает космонавт Андрей Борисенко, пробывший на орбите почти год.
«В первый полет у меня вестибулярные расстройства проходили, наверно, часа четыре, а во второй полет – буквально полчаса, и я уже себя с этой точки зрения чувствовал нормально. А вот координация движений страдает. Наверное, в течение суток приходится аккуратно обращаться со своим телом, потому что запросто можно, допустим, проходя через дверь, плечом задеть косяк, хотя думаешь, что идешь нормально. Или, садясь в машину, можно хорошо приложиться головой, потому что не вписываешься в этот объем», – делится летчик-космонавт, герой России Андрей Борисенко.
Человек привыкает ко всему. Он приспосабливается и к жизни в условиях невесомости. Правда, вначале даже стенки корабля красили в разные цвета, чтобы легче было ориентироваться, где верх, где низ. Отсутствие гравитации превращает все привычные действия космонавтов в настоящий аттракцион, где даже простой прием пищи становится серьезной проблемой.
«Тюбики, наверное, все-таки ушли в прошлое как основное место хранения этих паст, которые имеют странный вкус. Ничего не должно летать в невесомости: там работает принудительная вентиляция, поэтому все, что попало в свободный объем и не было поймано, будет крутиться внутри этого объема, попадет в районы фильтров и будет их засорять; жидкость, которая попала в воздух, может попасть на контакты. Поэтому кусочки хлеба – небольшие, чтобы крошки не крошились, за консервами надо следить, чтобы они не летали. Перед полетом Гагарина были пробы первой космической пищи в тюбиках. Все с серьезными лицами собрались, включая космонавтов, попробовали, смотрят друг на друга, и Гагарин говорит: «С этого можно протянуть ноги», – вспоминает Михаил Охочинский.
Секрет государственной важности. Речь идет о срыве важнейшей космической программы военного и мирного назначения. 17 сентября 1985 года корабль «Союз Т14» взял курс на станцию «Салют-7». Экипаж вез на орбиту больше тонны оборудования. Команда корабля – Владимир Васютин, Георгий Гречко и Александр Волков. Стыковка со станцией прошла штатно, и космонавты стали готовиться к научным экспериментам. Полет был рассчитан на полгода, но уже через два месяца его неожиданно прервали, миссию свернули, станцию законсервировали, а экипаж вернули на Землю. Дело в том, что у Владимира Васютина начались сильнейшие боли. Он впадал в истерику, мешал спать и работать другим членам команды, психотропные и обезболивающие средства не помогали. Позже выяснилось, что у Васютина было сильнейшее воспаление предстательной железы, которое он скрыл от всех во время обследования.
«Каждый экипаж имеет своего врача, который находится на связи с экипажем круглосуточно. Даже когда он спит, у него под подушкой мобильник, образно говоря, на который экипаж в любой момент может позвонить – благо, сейчас технические возможности позволяют это сделать – и запросить какую-то рекомендацию», – говорит Андрей Борисенко.
Станция «Салют-7» оказалась заброшена и в 1991 году прекратила свое существование. Так простатит погубил важнейшую государственную программу. После этого случая все космонавты вынуждены проходить еще и забор секрета предстательной железы, который получил название «тест Васютина». Вообще, за здоровьем экипажа на орбите следят очень внимательно, любое отклонение вызывает тревогу в Центре управления полетами. Так, во время облета Луны экипаж «Апполона-7» умудрился простудиться и еле-еле довел свою миссию до конца.
«Мы летаем достаточно долго – полгода, а за полгода с человеком могут случиться разные неприятности, например, банальная простуда. На борту станции существует система вентиляции, которая обеспечивает потоки воздуха внутри герметичного объема для того, чтобы воздух перемешивался, то есть не было застойных зон. Вдруг горло заболело немножко или чихать начинаешь – вот такие простудные явления. Для того чтобы их нивелировать, существует большая аптечка и у нас, и у наших зарубежных коллег на американском сегменте, где можно найти практически все, что нужно, для того чтобы это убрать – естественно, с разрешения врача», – говорит Андрей Борисенко.
Космос не любит непрошенных гостей. Там свои законы, отличные от земных. Наш организм привык жить в гравитационном поле Земли. Мышцы, костная система привыкли к постоянной нагрузке. А в невесомости ее нет. Нагрузки – никакой. Первые советские космонавты вспоминали, что после длительных полетов они ложку в руках не могли удержать на Земле – настолько мышцы отвыкли от работы.
«Когда был первый длительный 18-суточный полет Севастьянова с Николаевым, на борту еще не было тренажеров. Они могли только помахать и покрутить руками, но это никакой физической нагрузки не несло. Когда они вернулись, то в течение недели не могли встать на ноги – настолько за 18 дней атрофировались все мышцы. Были прекращены все старты, потому что у медиков возник вопрос: как дальше действовать? И был придуман тренировочный нагрузочный костюм, который называют «Пингвин», – рассказывает Иван Москвин.
Еще одна болезнь, свойственная всем космонавтам, в невесомости – из костей вымывается кальций. Звездные путешественники со временем начинают страдать от остеопороза. Люди, долгое время находившиеся в невесомости, возвращались на Землю похожими на бескостных цыплят.
«Мы говорим между собой, что космические полеты здоровья не прибавляют, потому что каждый космический полет немножко что-то отнимает от здоровья. Есть вещи, которые космос отнимает у всех, например, эффект потери кальция в крови. Каждый полет мы теряем определенное количество кальция, частично он восстанавливается, но не на 100%. То есть, к сожалению, после каждого полета чуть похуже становится костная система. Вообще, профессию космонавта сопровождает достаточно много таких профессиональных заболеваний, ухудшений: страдают глаза, страдает слух, у кого-то еще есть какие-то особенности организма, на которые тоже действуют эффекты длительного космического полета, особенно невесомость. Хотя это не единственная неприятность, которой подвергается организм космонавта», – признается Андрей Борисенко.
Космос хранит много тайн. Не так давно ученые обнаружили бактерии, которые могут жить в безвоздушном пространстве. Существовала даже гипотеза, что эпидемия коронавируса может иметь космическое происхождение: якобы вирус был занесен на Землю в результате падения метеорита.
«Есть такая вещь, которая как бы далека от космоса, но связана с космосом, потому что космическая медицина аккумулирует все. В 1347 году в Крыму вспыхнула эпидемия чумы, которая пришла в Европу, в Венецию, и появилось слово карантин, потому что по-итальянски quaranta giorni – это «сорок дней». Эта эпидемия выкосила пол-Европы. Но самое удивительное, что эта эпидемия изменила группу крови. Она повлияла на то, что у европейцев стала превалировать другая группа крови. И вот эти космические вещи – мы не знаем, на что они повлияют. Так же, как этот ковид – мы не знаем последствий. Мы пытаемся предохраняться, есть прививки, честь и хвала нашим замечательным врачам. Но что это за собой повлечет, мы не знаем. И то же самое касается космоса и людей, которые оказываются в космосе. Что это за собой повлечет? Какие изменения на уровне генов, на уровне длительных глобальных вещей? Мы не знаем», – рассуждает Александр Мясников.
«Хьюстон, у нас проблемы!» – эта фраза стала крылатой во время миссии «Апполон-13», когда у астронавта Фреда Хейза неожиданно заболели почки во время путешествия на Луну. А что говорить о полете на Марс, который продлится несколько лет! Помимо неожиданных болезней, экипаж будет подстерегать и другая опасность – радиация. На Земле от нее нас защищает магнитное поле, а в далеком космосе его нет. Как поведет себя организм в этих условиях – неизвестно.
«На сегодняшний день это один из главных камней преткновения – защита экипажа от радиационного воздействия глубокого космоса. Потому что, конечно, экипаж должен не просто полететь на Марс и отработать, он еще должен вернуться живым и здоровым на Землю. Если посмотреть нашу федеральную космическую программу, если посмотреть программы NASA, то мы увидим, что, в принципе, полет человека на Марс планируется в районе 30-х годов – это не так уж далеко», – говорит Андрей Борисенко.
Космос не предназначен для легких прогулок, это агрессивная среда, которая негативно влияет на человека. Каждый полет отнимает у космонавтов частицы здоровья. Абсолютно у всех пострадала иммунная система и появились проблемы с сердечно-сосудистой. В 2016 году в США было проведено исследование, согласно которому астронавты, путешествовавшие на Луну, в пять раз чаще умирали от сердечно-сосудистых заболеваний, чем те, кто никогда не покидал Землю. А российские ученые обнаружили изменения в иммунной системе. Например, простудившимся космонавтам, чтобы выздороветь, приходится лечиться несколько месяцев. Происходят изменения и на генетическом уровне, так что впереди еще непочатый край работы.
Смотрите новые серии документального проекта «Секретные материалы» на телеканале «МИР».
Источник