Элементы программы подготовки космонавтов. Космические нагрузки: как тренируются космонавты

Все люди по-разному переносят состояние невесомости, но в той или иной степени у всех оно вызывает дурноту. Сначала испытываешь эйфорию от невесомости, но затем начинают проявляться симптомы «космической болезни». Степень её воздействия во многом зависит от особенностей вестибулярного аппарата человека, но поначалу ей подвержены все — будь она реальной или искусственно созданной.

«Самое трудное, наверное, не обращать внимания на те реакции организма, которые в любом случае возникают. Конечно, кто-то на это реагирует легче, у кого-то это проявляется в более тяжёлой форме, но в любом случае организм пытается сопротивляться этому необычному для себя состоянию», — рассказал RT космонавт-испытатель Пётр Дубров.

Съёмочной группе RT посчастливилось испытать невесомость на Земле в уникальном самолёте-лаборатории «Роскосмоса» Ил-76МДК.

На его борту в ходе полёта где-то раз в минуту примерно на 25 секунд возникает невесомость. С помощью таких тренировок космонавтов готовят к будущей работе в подобных условиях.

Тренировки в невесомости проходят в Центре подготовки космонавтов им Ю.А. Гагарина. Это единственное место в России, где подобные тренировки возможны.

«Для меня самое сложное — остановиться. Режим короткий, 25—30 секунд, бывает, что увлечёшься выполнением задания и хочется продолжать», — признаётся космонавт-испытатель Сергей Корсаков.

Герой России полковник Юрий Маленченко отлично знает, как человек чувствует себя в космосе. Он занял должность замначальника ЦПК только в сентябре прошлого года: из своего последнего — шестого — полёта в космос он вернулся 18 июня 2016 года. В общей сложности Маленченко провёл на орбите 827 суток — по этому показателю он уступает только Геннадию Падалке (у того 878 суток). RT расспросил космонавта об Ил-76МДК и поинтересовался, каково это — быть невесомым.

— Чем уникален самолёт-лаборатория Ил-76МДК?

— На Земле очень трудно придумать способ воссоздания эффекта невесомости, потому что постоянно действует гравитация. И когда эту задачу решали, было принято решение создать самолёты-лаборатории. В конструкцию самолёта были внесены изменения специально для того, чтобы он смог воспроизводить состояние невесомости. В процессе полёта выбирается специальная траектория и достаточно продолжительное время создаётся околонулевая перегрузка. В течение этого времени можно приблизиться к ощущению невесомости и выполнять разные задачи: проводить тренировку некоторых действий, которые космонавту предстоит выполнять в космосе, проверять работу и испытывать оборудование. Это достаточно , поэтому мы их активно используем.

— На ваш взгляд, возможно ли полностью подготовиться к воздействию невесомости, тренируясь в самолёте Ил-76МДК?

— Полностью — нет. У нас есть и другие средства, которые готовят космонавтов для того, чтобы, попав в невесомость в космосе, они могли не только чувствовать себя комфортно, но и выполнять поставленные перед ними задачи. Конечно, невесомость в космосе — это нечто такое, что на Земле сложно воспроизвести. Состояние постоянной, полной невесомости, 24 часа в сутки. Как бы человек ни тренировался здесь, попав туда, он получает новые ощущения.

— А как вы опишете чувство невесомости?

— Это многоплановое ощущение. Первые минуты и часы обращает на себя внимание та лёгкость, которую ты ощущаешь. Ты невесомый, ты паришь в воздухе и можешь перемещаться в трёхмерном пространстве. Совершенно спокойно, оттолкнувшись от одной стены, ты летишь в другом направлении. Можешь зависнуть и просто висеть, не прикасаясь ни к чему. Конечно, есть другие факторы невесомости — она очень серьёзно воздействует на организм. И помимо этой лёгкости есть очень много сложностей, которые она создаёт для человека. Поэтому существует много методик, которые активно используются для профилактики этих вредных воздействий.

— Технологии не стоят на месте. Как ЦПК реализует новинки техники в системе подготовки к полёту?

— Мы постоянно используем все технологии, которые предоставляет нам время. Модернизируется тренажная база. Все выполняемые задачи непосредственно связаны с технологиями и компьютерными технологиями. Всё это уже давно применяется — и в моделировании, и в обеспечении визуализации, и в сопровождении выполняемых работ, и при выполнении экспериментов — везде активно используется. Очень мало можно придумать таких задач, где бы не использовались самые современные высокие технологии.

— Сейчас на МКС Андрей Борисенко для корпорации «Роскосмос» и для канала RT снимает панорамное видео в формате 360. Вы как человек, много раз бывавший на МКС и на «Мире», как считаете: насколько соответствуют действительности такого формата ролики? Человек, который никогда не был в космосе, получит реальное представление о том, что наверху?

— Безусловно, угол зрения 360 даёт специфический эффект. Конечно, сложно полностью воспроизвести то, что человек видит глазами. Однако я смотрел ролики, и на мой взгляд, в таком формате не только увеличивается обзор, но и создаётся впечатление космического полёта, как будто ты находишься там, в этом пространстве. У зрителя, мне кажется, даже появляется

В настоящее время Центр располагает современной уникальной лабораторно-тренажной и испытательной базой, проверенными временем и практикой методиками подготовки космонавтов, опытными и высококвалифицированными специалистами, развитой кооперацией, а также многолетним опытом международного сотрудничества.

Каждый из нас в своей жизни мечтал о том, чтобы летать. У нас нет крыльев, как у птиц, но оказывается, человек может летать и без крыльев! Это становится возможным в состоянии невесомости, смоделированной в земных условиях. У вас есть шанс воплотить свою мечту, совершив полет на самолете-лаборатории ИЛ-76 МДК, как это делают космонавты, готовясь к работе в космосе.

Вы давно мечтали оказаться на месте героев-космонавтов и ощутить то, что они реально ощущают при подготовке к полету в космос? Вы хотите испытать себя? Тогда тренировка на центрифуге – это то, что Вам нужно!

Мы предоставляем Вам уникальную возможность почувствовать себя настоящим космонавтом, работающим в открытом космосе в выходном скафандре, совершив погружение в гидролаборатории Центра подготовки космонавтов.

Космонавт в открытом космосе – какое завораживающее зрелище, и какая сложнейшая работа! Вы только представьте – находиться в безопорном пространстве в огромном скафандре вне космического дома, когда вокруг бесконечный космос, и при этом еще в течение нескольких часов выполнять работу – дух захватывает! А тем временем, такая работа это тоже норма для героев-космонавтов, и в настоящее время в программу полета каждого экипажа включается выход в открытый космос.

При упоминании о космонавтах каждый из нас наверняка представляет себе человека в скафандре. Но мало кто знает, что космические скафандры бывают разных видов, используются для разных целей, и уж совсем удивительным для многих станет тот факт, что настоящий скафандр, побывавший в космосе, можно померить и научиться управлять его системами. А это, кстати говоря, совсем не просто! Такой уникальный опыт вы можете получить в Центре подготовки космонавтов. Это станет незабываемым космическим приключением, а ваши фотографии в скафандре станут ценной семейной реликвией и предметом гордости.

Тренажёр обеспечивает моделирование работы всех необходимых бортовых систем и движения корабля, а также визуальную модель обстановки, наблюдаемой экипажем в оптических и телевизионных средствах наблюдения спускаемого аппарата корабля.

Планетарий предназначен для проведения занятий с космонавтами по изучению звездного неба и отработке навыков проведения режимов астронавигации и астроориентации космических аппаратов с использованием штатных оптико-визуальных средств.

Специализированные тренажеры сближения и стыковки транспортного корабля «Союз» («Дон-Союз ТМА» и «Дон-Союз ТМА-2») предназначены для формирования и поддержания у экипажа навыков ручного управления транспортным пилотируемым кораблем и его системами при выполнении сближения, причаливания, облета, стыковки и расстыковки с комплексом, а также для отработки режимов срочного покидания Международной космической станции экипажем на двух кораблях одновременно (комплексная работа двух тренажёров).

Хотите узнать, как и чем питаются космонавты на орбите? Космическая еда существенно отличается от нашей привычной земной пищи и прежде всего тем, что она имеет особое приготовление и, конечно же, особую упаковку. У вас есть возможность не только узнать, но и самим попробовать пишу космонавтов и научиться ее готовить с помощью специального тренажера, который входит в состав технических средств подготовки космонавтов по системам обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) российского сегмента МКС. Он предназначен для подготовки космонавтов по применению средств приготовления пищи и рационального использования космических продуктов питания на борту орбитального комплекса.

Наверняка многие из вас слышали о Международной космической станции, о том, что она летает вокруг Земли и в ней живут космонавты во время своих длительных экспедиций в космос. Узнать «из первых рук» о том, как же в действительности на МКС живут и работают космонавты, изучить внутреннее устройство станции – это интереснейший необыкновенный опыт, который можно получить в Центре подготовки космонавтов.

Как известно, в первые дни и недели полета большинство космонавтов испытывают определенные трудности адаптации к невесомости. У некоторых космонавтов может развиваться космическая болезнь движения (укачивание). В связи с этим специалистами Центра подготовки космонавтов были разработаны специальные программы вестибулярных тренировок, необходимых космонавтам для того, чтобы приспособиться к таким нестандартным условиям невесомости, которых нет на Земле

Как известно, во время космических полетов возникают различные нештатные ситуации, которые существенно «отравляют» жизнь космонавтам. Но при подготовке к космическому полету рассматриваются и такие аварийные ситуации, когда продолжение космического полета становится невозможным и с помощью средств аварийного спасения экипаж возвращается на землю.

Особое место в программе подготовки космонавтов занимают тренажеры разработки НИИ авиационного оборудования, входящего в КРЭТ. Всего специалистами института были разработаны десятки тренажеров для всех пилотируемых космических кораблей: от «Востока» до «Союза ТМА».

Первый космический тренажер

11 января 1960 года в Звездном городке в Подмосковье был создан Центр подготовки космонавтов. Перед страной была поставлена уникальная и чрезвычайно сложная задача, то, что никто до этого не делал, – подготовить человека к первому в истории полету в космос.

После того как первыми слушателями-космонавтами были освоены теоретические основы полета и ракетной техники, нужно было приступать к практике. К примеру, будущего летчика начинают готовить к самостоятельным полетам вначале на Земле, на авиационных тренажерах. Но космический корабль в том варианте, в котором он предназначался для полета с человеком, в то время еще только создавался.

Выход из ситуации нашел Сергей Королев, который принял решение на базе имевшегося моделирующего стенда сделать стенд-тренажер. «Оживить» модель космического корабля действующим оборудованием и воссозданием внешней обстановки предстояло специалистам лаборатории №47 ЛИИ им. Громова, где, собственно, и создавалось реальное оборудование для кабины «Востока». Сегодня это НИИ авиационного оборудования (НИИАО), входящий в КРЭТ.

Таким образом, уже в 1960 году инженерами сегодняшнего НИИАО был создан первый тренажер для подготовки космонавтов.

В основу программы и методики занятий на космическом тренажере был положен опыт подготовки летчиков – это «проигрыш» действий от старта до посадки как в условиях нормально протекающего полета, так и во всех возможных «особых случаях», когда ход полета нарушается. Ведь только подготовленный к любым «сюрпризам» со стороны техники космонавт сможет благополучно завершить полет.

Самая первая методика подготовки космонавта на тренажере тогда уместилась всего на двух страничках машинописного текста. Сегодня это – сложные и объемные методики. Но несмотря на это, для первых космонавтов тренировки были гораздо более суровыми, чем у космонавтов в наши дни.

К примеру, первый отряд вращался с перегрузкой 12 G, то есть в 12 раз превышавшей вес тела. Даже некоторые тесты проходили с перегрузкой до 20. Первая группа из шести космонавтов, конечно же включая Юрия Гагарина, 17 и 18 января 1961 года успешно прошла подобные сложнейшие экзаменационные тренировки для первого полета в космос.

Генеральная репетиция полета

И сейчас в Звездном городке каждый день сдают экзамены, тренируются и проводят испытания. Тренажеров стало гораздо больше. НИИАО и сегодня является головным предприятием по их созданию. Всего специалистами института было разработано более 20 тренажеров для всех пилотируемых космических аппаратов от «Востока» до «Бурана» и «Союза».

В Звездном городке эксплуатируются современные тренажеры разработки НИИАО с новейшими вычислительными системами и возможностью отличной визуализации.

Эти комплексные тренажеры разработки КРЭТ занимают особое место в программе подготовки экипажей кораблей «Союз-ТМА». По сути, они являются единственным наземным средством проведения генеральной репетиции космического полета.

Каждый тренажер ТДК-7СТ представляет собой сложный полунатурный моделирующий комплекс, построенный с использованием полноразмерных макетов обитаемых отсеков транспортного пилотируемого корабля «Союз».

На комплексных тренажерах ТДК-7СТ разработки КРЭТ проходят экзаменационные тренировки космонавтов. Оцениваются навыки управления кораблем «Союз ТМА» на всех участках полета, включая стыковку и расстыковку с МКС, спуск с орбиты и приземление.

Барокамеры, центрифуги, гидролаборатория в Центре подготовки космонавтов учат, как дышать во время перегрузок, как двигаться в невесомости, есть и пить при отсутствии гравитации, найти выход из внештатных ситуаций.

Как говорят космонавты, одним из основных испытаний при подготовке к полету всегда была барокамера, внутри которой можно почувствовать себя на разных высотах, а перепад давления создает огромные перегрузки. Датчики снимают показатели: давление, сердцебиение, концентрация углекислого газа в выдохе. Это как восхождение на огромную вершину. Причем на этой «космической» высоте нужно оставаться в сознании, адекватно отвечать на вопросы, решать задачи и даже рассказывать анекдоты.

Часто после барокамеры кандидатов на полет «списывали» и длинная очередь в космос значительно сокращалась. Перед первым выходом в открытый космос Алексей Леонов выдерживал по нескольку подъемов в день. Сейчас космонавты проходят испытание барокамерой раз в год.

Карусель для героев

Гордостью НИИАО признан тренажер на базе центрифуги ЦФ-18, которая была запущена в эксплуатацию в 1980 году. До сих пор тренировки на центрифуге являются одним из основных средств подготовки космонавтов.

Масштаб ЦФ-18, единственной в мире по своим параметрам центрифуги, действительно потрясает: радиус вращения – 18 метров, общая масса вращающихся частей – 305 тонн, мощность главного двигателя – около 27 мегаватт. При этом за счет точной балансировки и благодаря особым масляным подшипникам, привести во вращение ее может даже один человек, толкнув рукой.

В реальном космическом полете по программе «Союза» особые перегрузки возникают на этапах выведения космического корабля на орбиту и спуска с орбиты. Космонавтам дают нагрузку на весь организм, которая может возникнуть при нештатных ситуациях, связанных с отказами систем корабля. А такое, к сожалению, случается. К примеру, в 1975 году, как сообщает сайт Центра подготовки космонавтов, после аварии второй ступени ракеты-носителя, экипажу в составе Василия Лазарева и Олега Макарова пришлось перенести двадцатикратную перегрузку.

HabraBugger 20 октября 2014 в 17:38

Средства и методы профессиональной подготовки космонавтов

• Космонавтика

Видя взмывающую в небеса ракету с космонавтами на борту, начинаешь думать о том, как люди становятся космонавтами? Где они готовятся? Как проходят лётные испытания? По каким дисциплинам сдают экзамены? Ну и самый главный вопрос: кого же всё-таки берут в космонавты?

С этими и другими вопросами, связанными с подготовкой первого, а также и последующих космонавтов к полёту, мы с вами попробуем разобраться в этой небольшой статье. Кому уже интересно - прошу под кат.

Отбор первых космонавтов

От первых сообщений 20 века в газетах Америки до совещания, которое состоялось в начале 1959 году в СССР, прошло около 30 лет. На совете присутствовали учёные, представители министерств и ведомств. Обсуждался единый стратегический вопрос – подготовка первого полёта человека в космос.

Когда было принято решение о полёте человека в космос, то сразу встал вопрос: представителей каких профессий следует предпочесть? Высказывались разные мнения. Например, врачей, поскольку основной задачей космонавта в первых полётах было исследовать состояние и реакции собственного организма. Или инженеров, принимавших участие в создании космического аппарата: кто лучше знает корабль, чем разработчики!

Сергей Павлович Королёв считал так:

Для такого дела лучше всего подготовлены лётчики, и в первую очередь лётчики реактивной истребительной авиации. Лётчик-истребитель - это и есть требуемый универсал. Он - и пилот, и штурман, и связист, и бортинженер. Немаловажно и то, что он - кадровый военный, а значит, обладает ещё и такими необходимыми для будущего космонавта качествами, как собранность, дисциплинированность, непреклонное стремление к поставленной цели.

В то время слишком мало знали о воздействии условий полёта на организм человека, поэтому медицинские требования при отборе были особенно жёсткими. Первый начальник Центра подготовки космонавтов Е. А. Карпов называл это сверхотбором.

Чтобы выяснить степень переносимости нагрузок, проводились так называемые функциональные нагрузочные пробы - испытания в предельных для человека условиях в барокамере, на центрифуге и др. Это позволяло выявить скрытые заболевания и отклонения, о которых человек мог даже и не подозревать. Кроме того, на основании полученных данных определялись резервные возможности человека, его запас прочности.

Вот что рассказывал Юрий Гагарин о комиссии, которая «выбирала» его в космонавты:

Комиссия была придирчивой. Первым врачом был врач окулист. Глаза проверяли очень тщательно. Искали и скрытое косоглазие, проверяли ночное зрение. К окулисту нужно было явиться 7 раз, и каждый раз все начиналось сначала. Проводилась проверка способности работать в усложненных условиях. Предлагалось производить арифметические действия с цифрами, которые нужно было найти в специальной таблице. Учитывалась и скорость работы и правильность ответов. На первый взгляд, решение задачи было простым, но неожиданно включался репродуктор, голос которого подсказывал решение, но вместо помощи «голос» мешал сосредоточиться. Было трудно. Врачей было много. Крутили нас на специальных приборах, проверяя вестибулярный аппарат, очень тщательно проверяли сердце. Кроме всего, проводились психологические обследования. Барокамеры, центрифуги проводились не один раз. Выявляли, какая у нас память, сообразительность. Интересовались нашим кругозором.

Такой «сверхотбор» был оправдан на начальном этапе, поскольку космос таил в себе много неизвестного, вероятно ужасного, и было не ясно, возможно ли пребывание там человека, не повредится ли он рассудком. После полёта Юрия Алексеевича Гагарина эти страхи исчезли, технические руководители программы стали выражать сомнение в необходимости столь жёстких требований, и их снижение произошло удивительно быстро. С. П. Королёв считал, что «медицина» тормозит развитие программы, и даже допускал выражения типа: «Пора поменьше мучить людей по программе для кроликов».

При разработке первого советского космического корабля „Восток“ принимались чрезвычайные меры по обеспечению безопасности полёта. Корабль был автоматическим, ручное управление не предусматривалось. Поэтому высокий уровень пилотирования от кандидатов в космонавты не требовался - больше внимания обращали на желание учиться, умение приспосабливаться в сложных условиях.

По мере того как накапливались знания о самочувствии человека в космосе, создавались новые, всё более совершенные пилотируемые аппараты, изменялась система и отбора, и подготовки. Требования к личностным качествам и здоровью не стали, конечно, менее строгими, но от некоторых экстравагантных тестов и чрезмерных нагрузок отказались.

Современная подготовка

Общекосмическая подготовка продолжается два года. За это время закладываются основы профессии космонавта. Кандидаты в космонавты изучают науки, составляющие фундамент профессии. Вначале их набиралось немного: ракетная и космическая техника, основы космической медицины, астрономия, геофизика, астронавигация. Кроме того, изучались устройство и принципы эксплуатации корабля „Восток“. Проводились занятия по приобретению навыков фотографирования и киносъёмки.

По мере усложнения космической техники и осуществляемых на орбите работ, исследований и экспериментов расширялся и объём подготовки. В неё включили такие разделы, как информационно-вычислительные системы, основы испытаний, ведь каждый космический полёт является испытательным. Космонавты, сдавая 101-й экзамен, ворчали: „Безобразие, отбирали по здоровью, а спрашивают по уму!“.

Закончив обучение, кандидаты в космонавты сдают государственный экзамен, и выдержавшим его присваивается квалификация „космонавт-испытатель“ или „космонавт-исследователь“.

В первые годы пилотируемой космонавтики основной упор делался на медико-биологическую подготовку. На неё отводилось почти две трети времени.

Центрифуга: тренировки на перегрузку

Для моделирования перегрузок используется специальная быстро вращающаяся центрифуга, внешне напоминающая огромную гантель, на одном конце которой закреплена кабина с испытуемым, а на другом - противовес.

К началу нового столетия космические корабли стали совершеннее и требования чуть-чуть ослабли. Этот вид тренировок очень важен: на спуске космонавт подвергается воздействию перегрузок, особо ощутимых после длительного пребывания в невесомости. В нештатных и аварийных ситуациях перегрузки могут быть гораздо больше.

Вестибулярные тренировки

Подготовка к пребыванию в невесомости называется вестибулярной тренировкой. Это очень неприятный вид тренировок. Они призваны облегчить период адаптации к невесомости в первые несколько суток полёта и сделать его как можно короче.
Самые известные приспособления, предназначенные для этой цели, - «кресло Барани» и „качели Хилова“.

Испытание проходит по следующей схеме: минута вращения - минута отдыха. Во время вращения космонавт должен медленно опускать и поднимать голову, в результате сложения этих движений возникает кориолисово ускорение, которое неблагоприятно воздействует на вестибулярный аппарат - орган, информирующий мозг о положении тела в пространстве. Может появиться тошнота, начаться рвота, обильное потоотделение. Нужно выдержать 15 вращений, а неприятности нередко возникают уже на пятом. Невзирая на это, врачу отвечают, что чувствуют себя хорошо - иначе признают непригодным.

Качели, предложенные видным советским оториноларингологом К. Л. Хиловым, в отличие от обычных, которые „летают“ по дуге, перемещаются параллельно полу. Это создаёт линейные ускорения и раздражает вестибулярный аппарат.
Чтобы легче переносить приливы крови к голове, вызываемые невесомостью, проводят тренировки в антиортоположении. Космонавт располагается на специальном поворотном столе, угол наклона которого меняется, и испытуемого то опускают вниз головой, то возвращают в исходное положение.

Барокамера

Во время полёта на космическом корабле создаётся искусственная атмосфера, параметры которой могут заметно меняться в случае каких-либо нештатных или аварийных ситуаций (например, снизится содержание кислорода или произойдёт резкий перепад давления). Учитывая это, космонавтов подвергают испытанию в барокамере. Их „поднимают на высоту“ 5000 м без кислородной маски, чтобы определить, как они переносят кислородное голодание. В таких ситуациях очень хорошо выявляются и скрытые патологии, и резервные возможности организма.

Термокамера

При подготовке первых пилотируемых полётов опасались значительного повышения температуры в спускаемом аппарате, ведь он летит в потоке плазмы с температурой в несколько тысяч градусов. Кроме того, может неожиданно отказать система терморегулирования космического корабля или орбитальной станции.

Проверка устойчивости кандидата в космонавты к воздействию высоких температур проводится в термокамере. Сначала испытание проходило при температуре 70 °С и влажности 10 %. Врач имел возможность наблюдать за состоянием испытуемого по приборам и визуально.

Вслед за испытанием в термокамере проводились тренировки - пять „отсидок“ при тех же температурных условиях, но с возрастающей продолжительностью (от 30 до 70 мин). В заключение определялось максимальное время пребывания.
После первых полётов отпали страхи, что при спуске с орбиты температура в корабле может быть очень высокой. Но роль тренировок в термокамере не уменьшилась, а, наоборот, возросла: во время пребывания на орбите космонавтам регулярно приходится работать в открытом космосе.

Данная работа требует большого физического напряжения, организм человека выделяет много тепла. Конечно, скафандр снабжён системой терморегулирования, но иногда, чтобы завершить запланированное, космонавтам приходится работать на пределе возможностей системы жизнеобеспечения, и они в конце концов могут отказать. Поэтому при подготовке к полёту очень важно, во-первых, знать индивидуальную тепловую устойчивость каждого космонавта, а во-вторых, подготовить его организм к неблагоприятным воздействиям. Испытания проводятся при температуре 60° С и влажности 50 % в течение одного часа.

Сурдокамера

Перед первым полётом особенно опасались за психическую устойчивость человека в условиях космоса. Было неясно, как скажется отсутствие привычной „пищи“ на органах чувств, главным образом слухе и зрении. Предполагалось, что в корабле будет царить полное безмолвие, а чёрный космос за иллюминаторами - казаться лишённым пространственной глубины. Не исключалось существование ещё каких-либо неблагоприятных, даже опасных, непредсказуемых факторов. Это достаточно сильное воздействие, которое само по себе может привести к психическим расстройствам даже в земных условиях. В космическом полете её негативный эффект усиливается из-за невесомости. Пребывание в замкнутом помещении при осознании полной оторванности от Земли тоже серьёзная психическая нагрузка, усугубляющаяся постоянным ожиданием опасности.

Устойчивость психики человека к подобным воздействиям проверяется в сурдокамере (от лат. surdus - »глухой") - специальном звукоизолированном помещении, со слабым искусственным освещением и звуконепроницаемыми стенками для проведения наблюдений за космонавтом.

Подготовка на тренажёрах и стендах

Программы подготовки лётчиков и космонавтов во многом близки, однако есть и существенные различия. Лётчик после окончания теоретического курса и занятий на наземных тренажёрах выполняет тренировочные полёты с инструктором, затем контрольные, и лишь после этого ему полностью доверяют самолёт. Первый самостоятельный полёт - большое событие в профессиональной биографии лётчика.

Построить обучение космонавта аналогичным образом невозможно, и уже первый его полёт является самостоятельным. Только технические средства подготовки космонавтов, т. е. различные стенды и тренажёры, предоставляют возможность приобрести необходимые навыки.

Сейчас науки, изучающие проблемы деятельности человека в составе человеко-машинных систем, широко оперируют понятием «образ полёта». На его основе строится процесс обучения.

Это понятие включает в себя знание реальной обстановки, спектра возможных действий, свойств объекта и задач управления им, последствий правильных и ошибочных действий и многого другого, причём в условиях, меняющихся в широком диапазоне.

На тренажёрах формируется «образ полёта», максимально приближенный к реальной обстановке, которая требует ответных действий космонавта. Интерьер кабины практически идентичен настоящему, имитируются даже вид в иллюминаторе, шумы работающих устройств и агрегатов, ряд динамических процессов. Наиболее сложно воспроизвести в наземных условиях некоторые физические особенности космического полёта, в частности невесомость, а также спровоцировать стрессовые ситуации.

Применяющиеся в процессе подготовки технические средства можно разделить на две группы. Первую группу составляют стенды и устройства, на которых моделируются всевозможные факторы космического полёта (перегрузки, невесомость, пониженное давление и т. д.). Они носят общее название - "экзогенные тренажёры ". Это и самолёты-лаборатории, и гидролаборатории, сурдокамеры, барокамеры, а также различные гимнастические снаряды: батут, лопинг и т. п. Другую группу составляют тренажёры и стенды для отработки навыков управления оборудованием корабля на всех этапах космического полёта: выведение на орбиту и управление кораблём с помощью ориентации по Солнцу, Земле, звёздам, планетам и данным наземных служб, поиск, сближение, стыковка и расстыковка, спуск с орбиты, выполнение специальных задач.

Учиться управлять кораблём «по частям»

Расширение научной программы потребовало создания новых моделирующих стендов. Тогда объединили тренажёры и стенды в общий тренажно-моделирующий комплекс на базе коллективно используемых систем (вычислительных, информационных и т. д.). Такое построение технических средств обеспечило одновременную работу многих применявшихся устройств и значительно сократило время подготовки.

Тренировки начинаются с изучения интерьера кабины, размещения органов управления, средств информации. Отрабатывается логическая последовательность действий при решении разных задач. Затем на всевозможных стендах и тренажёрах космонавты приобретают навыки по выполнению отдельных операций.

Следующий этап - отработка на стендах и тренажёрах всех операций в целом в штатном режиме полёта. Только после того как навыки закрепятся, приступают к усложнению условий, в частности возникающих в нештатных и аварийных ситуациях.
Тренировки могут проводиться как в реальном масштабе времени, так и в замедленном, если требуется отработать навыки управления быстротекущими процессами, либо в ускоренном темпе - для сокращения времени.

Управлять всем комплексом

Управляющий компьютер позволяет моделировать много вариантов нештатных ситуаций. Отработка действий в нештатных и аварийных ситуациях очень важна и занимает значительную часть времени. Существует тренажёр, имитирующий орбитальную станцию.

В итоге весь экипаж сдаёт государственный экзамен, по результатам которого решается вопрос о допуске к полёту.

Принимает экзамен Государственная комиссия, состоящая из ведущих специалистов Центра подготовки и предприятий, производящих космическую технику. Процесс сдачи экзамена Госкомиссии ничем не отличается от тренировок по сложности и условиям проведения.

Подготовка к работам в открытом космосе

Подготовка космонавтов к работе в открытом космосе, вероятно, самая сложная. Ведь на Земле практически невозможно создать длительную - более нескольких десятков секунд - невесомость. Способов её имитации довольно много. Все они несовершенны, но их применяют для отработки отдельных операций, связанных с выходом в открытый космос.

Самая «чистая» невесомость возникает в самолёте при полёте по параболической траектории. Вначале тренировки проводились на истребителе «МиГ-15» - за один полёт самолёт делал три-четыре горки, во время каждой из которых состояние невесомости длилось около 40 с. Задания были нетрудные: на одной горке так называемая проба пера - написать имя, фамилию, дату и поставить подпись. Потом этот образец сравнивался с предполётным, чтобы выявить возможные нарушения тонкой координации движений. На другой горке предлагалось попробовать космическую пищу из тубы, на третьей - передать по рации заданную фразу. Позже создали летающую лабораторию на базе Ту-104, и теперь в его салоне можно свободно «плавать» и отрабатывать элементы полётного задания.

Наиболее эффективный способ моделирования невесомости - создание гидроневесомости. Хотя невесомость в гидросреде сильно отличается от её прототипа на орбите, испытатель может находиться в ней практически неограниченное время и свободно перемещаться в любом направлении. Все операции отрабатываются в реальном масштабе времени.

В 1965 г. в Центре подготовки космонавтов построили гидробассейн и создали гидролабораторию - сложное сооружение с целым комплексом технологического оборудования, специальных систем, аппаратуры и механизмов. Скафандры, используемые для тренировок, почти не отличаются от штатных. Ранец системы жизнеобеспечения имитируется макетом, размеры которого соответствуют реальным.

Воздух для дыхания и вода для системы терморегулирования подаются по шлангам. Работы под водой обычно связаны с определённой опасностью, поэтому космонавтов и испытателей страхуют аквалангисты. По эмоциональному напряжению и энергозатратам тренировки в гидросреде близки к реальным условиям космического полёта.

Лётная и парашютная подготовка

Важную роль в становлении космонавта как профессионала играет лётная и парашютная подготовка. В программу первой входят полёты на современных истребителях и тяжёлых транспортных самолётах. При этом овладение техникой пилотирования является не целью, а средством формирования соответствующих качеств. Полёты на самолётах развивают пространственную ориентировку и умение принимать решения в условиях дефицита времени; укрепляют навыки в работе с органами управления и приборами; тренируют внимание, переключаемость и устойчивость при выполнении монотонной работы, вырабатывают способность одновременно решать несколько задач, связанных с управлением, и т. д.

И хотя летчики не очень любят прыгать с парашютом, только парашютная подготовка позволяет моделировать реальную стрессовую обстановку, развивать морально-волевые качества. Космонавту даются разнообразные задания, которые он должен выполнить в условиях дефицита времени при свободном падении и после раскрытия парашюта. Кроме того, нужно вести репортаж, он записывается на магнитофон и затем анализируется, чтобы определить эмоциональное напряжение парашютиста.

Наиболее психологически сложным является задание, в котором необходимо по выложенным на земле знакам определить или рассчитать (выполнив некие арифметические действия) время раскрытия парашюта, поскольку это связано с реальным риском. Разумеется, если парашютист не откроет парашют вовремя, это сделает за него автомат. Выполняющий упражнения оказывается в состоянии, максимально приближенном к тому стрессовому, которое возникает в аварийной обстановке на космическом корабле при дефиците времени для выхода из неё.

Пробы на выживаемость

Такие тренировки проводятся в тайге, в пустыне, в горах, на море. Например, высаживают их с вертолета на раскаленный безжалостным солнцем песчаный бархан. Задача – с минимальным снаряжением, с очень небольшим припасом выжить, добраться до лагеря врачей и экзаменаторов. Тут особенно важно уметь правильно распределить силы, запас воды. Суметь уберечься от зноя и песчаной бури.

Заключение

Все виды подготовки, все используемые для этого технические средства, все усилия большого коллектива Центра подготовки космонавтов имени Юрия Гагарина , взаимно дополняя друг друга, направлены на то, чтобы совместно с организацией, создающей космические корабли и станции, всесторонне подготовить человека к выполнению очень сложного и очень ответственного задания – полёту в космос, работе на околоземной орбите.

Список использованной литературы

• А.Дихтярь, Жизнь – прекрасное мгновение, Документальная композиция, М., «Молодая гвардия», 1975
• Космонавтика СССР, М., Машиностроение, «Планета», под ред. Мозжорина Ю.А, 1986

Олег Артемьев. Фото: сайт/Александр Авилов

Полеты в космос – это работа. Сложная, требующая большой выдержки, усердия и обширных знаний. Иногда от начала обучения до назначения в экипаж на МКС проходит не два или три года, а десять лет. На Земле космонавты постоянно учатся, сдают экзамены, изучают новую технику.. А. Гагарина и узнал у Олега Артемьева, совершившего один полет на станцию, о том, что происходит в сурдокамере и для чего решают задачи, не раскрывая парашюта.

ОСНОВЫ КОСМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ

– Прежде чем начать свой путь в космос, человек должен попасть в отряд космонавтов. Какие качества важны для претендента?

– Сейчас претендентов старше 33 лет не берут. Человек должен быть здоровым, иметь способность к обучению, терпение и хорошую память. Нужно окончить высшее учебное заведение, желательно авиационное училище или технический вуз – МГТУ имени Баумана, МАИ, МИФИ. Среди российских космонавтов много выпускников авиационных училищ (Качинского высшего военного авиационного училища летчиков, Харьковского высшего военного авиационного училища летчиков им. С.И. Грицевца, Оренбургского военного авиационного Краснознаменного училища летчиков им. И.С. Полбина и других), МАИ, Бауманки, МГУ.

– А гуманитариев в космонавты берут?

– Сейчас да. Раньше был отраслевой набор – космонавты приходили из Министерства обороны, РКК "Энергия", где производят корабли. В Институте медико-биологических проблем отряд космонавтов состоял из трех человек, по одному космонавту было из РКЦ "Прогресс", где строят ракеты, и Центра имени М.В. Хруничева. В 2012 году был объявлен открытый конкурс по отбору кандидатов в отряд космонавтов Роскосмоса. Тогда в отряд зачислили восемь человек разных специальностей. Половина – гуманитарии.

– После того как претендент успешно прошел все этапы отбора – медкомиссию, технический экзамен и тест по физкультуре, – он зачисляется в отряд космонавтов Роскосмоса как кандидат в космонавты-испытатели. У него начинается общая космическая подготовка (ОКП). Длится она от полутора до двух лет. Учеба идет практически круглосуточно.

ОКП КАНДИДАТОВ В КОСМОНАВТЫ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ ПОДГОТОВКУ:

В тренажере "Союз". Фото: сайт/Александр Авилов

В конце этого этапа сдается Государственный экзамен, целью которого является определение уровня подготовки кандидатов в космонавты по результатам ОКП. Принимает его комиссия, в которой более 100 человек с разных предприятий (ЦПК имени Ю.А.Гагарина, РКК "Энергия", Институт медико-биологических проблем РАН, Центр имени В.М. Хруничева). Это тест не только на знания, но и на умение держать психологический удар.

После успешной сдачи кандидату присваивается звание "космонавт-испытатель"

– После общей космической подготовки сразу начинаются тренировки к полету на станцию?

– Следующий этап – подготовка в группах специализации и совершенствования. Она длится три года. За это время нужно сдать около 150 экзаменов и зачетов и итоговый экзамен в конце обучения, который действует три года. Если в течение этого времени человека не назначили в экипаж, приходится пересдавать, потому что техника совершенствуется. Бывает, что через год приходится сдавать экзамен заново, потому что что-то изменилось.

Наконец наступает момент, когда тебя назначают в экипаж. Это может случиться и через два, и через три года. У меня прошло девять лет. Есть и те, кто по 16 лет готовился. В истории российской космонавтики таких примера два – подготовка Валерия Полякова и Сергея Ревина длилась 16 лет.

Если космонавта назначили в экипаж, то наступает третий этап – подготовка в составе экипажа. Она начинается примерно за полтора-два года до полета.

В космосе проходит четвертый этап – поддержание профессиональных навыков в полете. Когда ты спускаешься, этот этап продолжается во время реабилитации, которая длится полгода. Сколько летаешь, столько и восстанавливаешься.

После полугодовой реабилитации назначается главная медицинская комиссия. От ее результатов зависит, попадешь ли ты вновь на второй этап, в группу совершенствования. Если тебя признали годным, то ты снова занимаешься в группах, снова сдаешь экзамены, проходишь курсы выживания, психологическую подготовку.

В это же время ты выступаешь как эксперт. Например я недавно ездил в РКК "Энергия", где мы испытывали новую ручку управления спуском корабля "Союз". После возвращения на Землю я участвую в испытании новой техники, модернизации старой и жду назначения в полет. По тем планам, которые есть, он состоится в 2019 году.

– Что лично вам больше всего нравится в подготовке космонавта?

– Самое любимое – испытание новой техники: поездки на "Энергию", общение с конструкторами, инженерами. У космонавта, слетавшего в космос, есть определенные знания и навыки, которые могут пригодиться на Земле. Например я пришел в отряд космонавтов из РКК "Энергия". Можно сказать, что я летал не просто удовлетворить свою мечту, а понять, как там все работает, как факторы космического полета действуют на корабли и станцию.

Теперь я понимаю, какими должны быть станция и корабль. Цель ведь не просто слетать и выйти в открытый космос, а долететь до Луны, Марса. Я, конечно, не уверен, что сам туда попаду, но мои знания и опыт помогут это сделать другим.

Тренажеры транспортных пилотируемых кораблей "Союз". Фото: сайт/Александр Авилов

– Вы сказали, что космонавт за время обучения сдает около 150 экзаменов. Допускаются ли пересдачи?

– Лучше сдавать с первого раза. Но разные ситуации бывают в жизни – заболел ребенок, отключили свет в ночь перед экзаменом, случилась трагедия в семье. Это бывает редко, но пересдать дают.

– Есть ли различия в обучении мужчин и женщин?

– По техническим дисциплинам никаких поблажек нет. Быть может послабления есть при сдаче физкультурных тестов, но они абсолютно минимальны и составляют 30 процентов по сравнению с нормативами мужчин. К примеру, мужчинам до 30 лет нужно 14 раз подтянуться, а женщинам в таком же возрасте – 14 раз отжаться в упоре лежа.

Кстати, эти дисциплины похожи на нормы ГТО, которые сейчас возобновили. Если сдаешь первую ступень, то этого достаточно, чтобы пройти наши физкультурные тесты.

КТО ЛЕТИТ НА МКС

– Экипаж, который готовят к полету на МКС, как правило, состоит из наших космонавтов и американских, европейских или японских астронавтов. Как ведется преподавание? Какой основной язык?

– В Центре подготовки космонавтов в Звездном городке американцы, японцы и европейцы изучают русский язык, у них есть специальные часы для этого. В основном изучают именно технический язык. Но при необходимости иностранного астронавта сопровождает на тренировках переводчик. В Хьюстоне, Кельне или Цукубе подготовка российских космонавтов ведется на английском языке, и на занятиях присутствует наш переводчик.

Комплекс тренажеров российского сегмента МКС. Фото: сайт/Александр Авилов

– Как формируется экипаж будущей экспедиции?

– Назначение в полет зависит не только от знаний, но и от физической готовности космонавта – должна быть пройдена медкомиссия, сданы все экзамены.

Сейчас в отряде 37 космонавтов. Тебя назначают в экипаж, когда приходит очередь. Но у нас еще действует правило, что в экипаже один космонавт должен быть опытный, уже летавший. И к нему уже назначают перворазника.

– Как экипаж подбирают по психологической совместимости?

– В процессе подготовки, учебы наши психологи оценивают умение работать в коллективе и стараются назначать совместимых людей. Но бывает по-разному. Бывало даже, что снимали космонавтов прямо перед полетом, но было очень давно.

– Сейчас все полеты осуществляются на "Союзе", где место строго ограничено. Есть ли в связи с этим критерии отбора в экипаж?

– У нас лимит по весу. Максимум – 90 килограммов. Если вес человека превышает это значение, то надо садиться на диету, или тебя снимут с экипажа. По росту ограничение – 190 сантиметров. Но на самом деле важен рост в положении сидя – он не должен превышать 99 сантиметров.

ЗАМКНУТОЕ ПРОСТРАНСТВО И ОТКРЫТЫЙ КОСМОС

– Экспедиция на станцию в среднем продолжается полгода. Как готовят к длительному пребыванию в замкнутом пространстве?

– Дело не только в замкнутом пространстве, а в том, что человек постоянно находится в маленьком коллективе. У нас есть такой предмет – психология малых групп, где рассказывают, как вести себя, предотвращать конфликты, первым протягивать руку.

К замкнутому пространству готовят в сурдокамере. Это такое помещение, бочка, куда не проникает свет или звук извне. В сурдокамеру сажают на пять суток, трое из которых ты не спишь. Это так называемый режим непрерывной деятельности.

У тебя есть только лампочка, приборы, компьютер и тесты, которые надо выполнять. Это могут быть и задания на свободную тему – например, надо сделать репортаж ровно на две минуты, но не смотря на часы. Психологи оценивают тебя в режиме онлайн, смотрят не разговариваешь ли ты с кем-то, потому что на вторые-третьи сутки без сна могут привидеться всякие чудища или животных с себя начинают снимать. Это один из самых сложных экспериментов. Если ты прошел его, то идешь дальше, а если нет – могут списать.

– Вы участвовали в программе "Марс-500", во время которой приходилось долго находиться в замкнутом пространстве. Помог ли вам этот опыт на МКС?

– Этот эксперимент помог мне в ожидании собственного космического полета, поскольку путь к нему у меня занял 11 лет. Я занимался этой программой с 2006 по 2008 год. У нас было три изоляционных эксперимента. Работа творческая, в чем-то сравнима с теми испытаниями, которые проходят в РКК "Энергия" с новой техникой.

Большинство экспериментов, проведенных в рамках этой программы, мы потом повторяли на МКС. Такая дополнительная подготовка получилась

– Как космонавтов готовят к экстремальным и нештатным ситуациям?

– Такие ситуации, как разгерметизация, неисправность систем скафандра отрабатываются на тренажере "Выход-2". К выходу в открытый космос готовят и в гидролаборатории. Устранение неполадок доводится до автоматизма.

Но перед началом занятий на тренажерах из космонавта делают человека хладнокровного. Для этого проводят специальную парашютную подготовку (СППК). Она представляет собой прыжки с вертолета или самолета, примерно с высоты 4,5 километра.

После того как ты вышел из люка, тебе надо стабилизироваться и, не раскрывая парашюта, решать задачи, которые записаны у тебя на планшете. Вместе с этим надо провести репортаж на свободную тему – рассказать о том, что видишь вокруг. Помимо этого нужно следить за высотой и на высоте 1200 метров открыть парашют.

Фотогалерея

Когда человек прыгает первый раз, репортаж не получается, только одни звуки. Но с каждым прыжком страх замещается уверенностью. На 30-40-й прыжок ты уже решаешь все задачи, выполняешь все репортажи.

Обычно у нас три такие парашютные подготовки. В конце них у тебя уже нет страха как такового. К любой ситуации подходишь с трезвым умом.

– Как готовят к выходу в открытый космос?

– Это самая интересная и опасная работа. Готовят к ней, как я уже сказал, в гидролаборатории, где создается так называемая гидроневесомость – это когда скафандр преобретает нулевую плавучесть, то есть не тонет и не всплывает. Работаешь в скафандре на макете станции, размещенной в гидробассейне, отрабатываешь все операции, которые только могут быть в космосе – штатные и нештатные.

Затем идет тренажер "Выход-2", где ты учишься работать со скафандром, устранять неисправности, экономить свои силы, – выход бывает по шесть-семь часов, и тебе надо в течение этого времени оставаться работоспособным, уметь вернуться и если что, забрать товарища. Затем теоретическая подготовка и экзамены.

Во время парашютной подготовки есть такой элемент тренировки работы в открытом космосе: во время полета на вертолете необходимо перемещаться по его опорам.

– Вы тоже выходили в открытый космос. Какие были первые ощущения?

– Я ждал этого, мечтал о выходе в открытый космос. До того как пошел в отряд, я работал в отделе внекорабельной деятельности в РКК "Энергия", как раз готовил космонавтов и модули к работе в открытом пространстве.

Когда я открыл люк, сперва был ступор. Но не из-за страха. Бездна за бортом как бы притягивает. Выходят обычно в темноте, не на рассвете. Открываешь люк и ничего не видишь. Первое ощущение – не видишь водолазов, которые помогают в гидролаборатории. А тут только ты и твой товарищ.

Мой первый выход продлился более семи часов, был довольно тяжелым. Во второй раз сделали все за пять часов. В этом году исполнилось 50 лет со дня первого выхода в открытый космос. И до сих пор эта работа остается самой рискованной, интересной и притягательной.

– К жизни на станции есть особая подготовка, например, к питанию на борту?

– Перед полетом проводится дегустация. Ты выбираешь более чем из 300 блюд, чем хочешь питаться на станции. Сейчас в тюбиках только мед, горчица и приправы типа кетчупа. Еще есть консервы. Остальное – сублимированная пища в пакетиках, как макароны быстрого приготовления Готовят, в основном, заправлять еду: делаешь в упаковке маленькое отверстие, через трубочку заливаешь горячей водой и ждешь пока приготовится.

Аппарат для заправки еды. Фото: сайт/Александр Авилов

У нас 16-суточное меню, то есть те блюда, которые ты ел сегодня, повторятся только через 16 дней. В меню есть и борщ, и макароны, и различное мясо. Самое вкусное – творог с орехами и сушеное мясо: говядина, конина, оленина.

– Как питаются экипажи из разных стран?

– Есть российский сегмент и американский. У нас свое меню, у них свое. Но дегустацию мы проводим друг у друга и можем выбрать блюда, которые понравились больше. На станции обмениваемся.

– Есть ли запреты для космонавтов? Например, нельзя носить пирсинг или делать татуировки.

– Знаю, что многих ребят не взяли из-за татуировок. Пирсинга ни у кого не видел. Он опасен для работы на корабле в невесомости. Им можно зацепиться за что-нибудь. Даже обручальное кольцо опасно носить. Все лишнее на теле не приветствуется.

– Почему татуировки запрещены? Считается, что это – повреждения кожи и медики не пропускают?

– В основном психологи не пропускают. Татуировка – это психологический момент. Считается, что нормальный человек невыводимые вещи себе на тело наносить не будет.

– Когда экипаж готов, какие обязательные традиции соблюдаются перед стартом?

– Их очень много. Некоторые еще от Гагарина пошли. Например, сохраняется традиция, когда основной и дублирующие экипажи летят разными самолетами, едут разными автобусами на Байконуре. Традиция никогда не говорить "последний", а всегда говорить "крайний". Смотреть перед полетом фильм "Белое солнце пустыни".

– Почему именно этот фильм?

– Исторически сложилось. Когда "Белое солнце пустыни" только вышло в прокат, его показали космонавтам. Сперва одному экипажу, потом другому. А третий не стал смотреть, и его сняли с полета. То же и у американцев было – постоянно откладывали старт. Как только посмотрели фильм – старт состоялся.

Наверное, можно было бы отменить традицию и корабли бы нормально стартовали. Но она хороша тем, что в просмотре участвуют семьи, которые приезжают к космонавтам за три дня до старта. Лишняя возможность пообщаться с родными.

"Белое солнце пустыни" у нас есть на 15 языках – на китайском, казахском, английском. Можно смотреть на другом языке – получается даже еще смешнее, чем на русском.

Фотогалерея

– Когда вы полетели в космос, какие были первые чувства?

– Если бы я пришел и полетел через год или два, то был бы восторг. А когда ты 11 лет готовишься, то знаешь, что тебя ждет.

Конечно, Земля красива. Все свободное время ты тратишь на то, чтобы понаблюдать за ней. Но такого "вау, я в космосе", не было.

Была мечта выйти в открытый космос, а затем вернуться и либо самому, либо кому-то помочь долететь до Луны или Марса.