Выход в открытый космос

Космонавт Олег Котов в открытом космосе во время космического полёта МКС-22.

Выход в открытый космос — работа космонавта в космическом пространстве за пределами своего корабля. Используемый в России, США, Европе, термин «Внекорабельная деятельность» (англ. Extra-vehicular activity (EVA) — более широкий и включает в себя также понятие выхода из корабля на поверхность Луны, планеты или другого космического объекта.

Исторически из-за разницы в конструктивных особенностях первых космических кораблей американцы и россияне по разному определяют момент начала выхода в космос. В советских космических кораблях с самого начала имелся отдельный шлюзуемый отсек, из-за чего началом выхода в космос считается момент, когда космонавт разгерметизирует шлюз и оказывается в вакууме, а его завершением — момент закрытия люка. Ранние американские корабли не имели необходимой шлюзовой камеры, из-за чего при выполнении выхода в космос разгерметизировался весь корабль. В этих условиях за начало выхода в космос принимался момент, когда голова астронавта выступала за пределы корабля, даже если его тело ещё продолжало находиться внутри отсека (т. н. англ. Stand-up extra-vehicular activity (SEVA)). Современный американский критерий принимает переключение скафандра на автономное питание в качестве начала и начало наддува за окончание выхода в открытый космос.

Выходы в открытый космос могут выполняться по-разному. В первом случае космонавт связан с космическим кораблём специальным страховочным фалом, иногда объединённым со шлангом подачи кислорода (в этом случае его называют «пуповиной»), при этом для возвращения на корабль достаточно просто мышечных усилий космонавта. Другой вариант — полностью автономный полёт в космическом пространстве. В этом случае необходимо обеспечить возможность возвращения к космическому кораблю при помощи специальной технической системы (См. Установка для перемещения и маневрирования космонавта).

Исторические факты

Алексей Леонов совершает первый выход человека в открытый космос,18 марта 1965

Эдвард Уайт совершает первый выход американского космонавта в открытый космос, 3 июня 1965

• Первый выход в космос был совершён советским космонавтом Алексеем Архиповичем Леоновым 18 марта 1965 года с борта космического корабля «Восход-2» с использованием гибкой шлюзовой камеры. Скафандр «Беркут», использованный для первого выхода, был вентиляционного типа и расходовал около 30 литров кислорода в минуту при общем запасе в 1666 литров, рассчитанном на 30 минут пребывания космонавта в открытом космосе. Из-за разности давлений скафандр раздувался и сильно мешал движениям космонавта, что, в частности, сильно затруднило Леонову возвращение на «Восход-2». Общее время первого выхода составило 23 минуты 41 секунд^[1] (из них вне корабля 12 минут 9 секунд), и по его итогам был сделан вывод о возможности человека выполнять различные работы в открытом космосе.
• Первым американским астронавтом, вышедшим в открытый космос, стал Эдвард Уайт, выполнивший выход во время полёта на корабле «Джемини IV» 3 июня 1965 года. Поскольку корабли серии «Джемини» не имели шлюзовой камеры, для выхода экипажу пришлось полностью разгерметизировать кабину корабля. Общее время первого выхода составило 36 минут.
• Первой женщиной, вышедшей в космос, была Светлана Евгеньевна Савицкая. Выход состоялся 25 июля 1984 года с борта орбитальной космической станции «Салют-7».
• Первой американкой, побывавшей в открытом космосе стала Кэтрин Салливэн, совершившая выход в космос 11 октября 1984 года во время полёта STS-41G на корабле «Челленджер».
• Выход в открытый космос европейского космонавта состоялся 9 декабря 1988 года. Его совершил француз Жан-Лу Кретьен во время своего трёхнедельного пребывания на советской космической станции «Мир».
• Первый выход в открытый космос без страховочного фала выполнил астронавт США Брюс МакКэндлесс 7 февраля 1984 года во время полёта «Челленджера» STS-41B.
• Самым длительным выходом в открытый космос стал выход американки Сьюзан Хелмс 11 марта 2001, длившийся 8 часов 53 минуты.
• Рекорд по количеству выходов (16) и по общей продолжительности пребывания (82 часа 22 минуты) в открытом космическом пространстве принадлежит российскому космонавту Анатолию Соловьёву.
• Первым китайским тайконавтом, вышедшим в открытый космос, стал Чжай Чжиган, выполнивший выход во время полёта на корабле «Шэньчжоу-7» 27 сентября 2008 года. Общее время первого выхода составило 21 минуту.

Опасности выходов в открытый космос

Выходы в открытый космос опасны по множеству различных причин. Первая — возможность столкновения с космическим мусором. Орбитальная скорость на высоте 300 км над Землей (типичная высота полёта пилотируемых космических кораблей) — около 7,7 км/с. Это в 10 раз превышает скорость полёта пули, так что кинетическая энергия маленькой частицы краски или песчинки эквивалентна той же самой энергии пули, обладающей в 100 раз большей массой. С каждым космическим полётом появляется всё больше и больше орбитального мусора, из-за чего эта проблема продолжает оставаться наиболее опасной.

Астронавт Стив Робинсон во время выхода в открытый космос.

Другая причина опасностей выходов в космос — то, что окружающая обстановка в космическом пространстве является чрезвычайно сложной для предполётного моделирования. Выходы в космос часто планируются на поздней стадии разработки полётного плана, при обнаружении каких-либо насущных проблем или неисправностей, иногда даже в процессе самого выполнения полёта. Потенциальная опасность выходов в открытый космос неизбежно ведёт к эмоциональному давлению на космонавтов.

Помочь космонавту, вышедшему в открытый космос, очень трудно.

Потенциальную опасность несёт возможность потери или недопустимого удаления от космического корабля, грозящая гибелью из-за израсходования запаса дыхательной смеси. Опасны также возможные повреждения или проколы скафандров, разгерметизация которых грозит аноксией и быстрой смертью, если космонавты не успеют вовремя вернуться в корабль. Инцидент с повреждением скафандра произошёл только один раз, когда во время полёта «Атлантиса» STS-37, маленький прут проколол перчатку одного из астронавтов. По счастливой случайности разгерметизации не произошло, поскольку прут застрял и блокировал собою образовавшееся отверстие. Прокол даже не был замечен, до тех пор пока астронавты не вернулись в корабль и не начали проверку скафандров.^[2]

Показательно, что самый первый достаточно опасный инцидент случился уже во время первого выхода космонавта в открытый космос. Выполнив программу первого выхода, Алексей Архипович Леонов испытал трудности с возвращением на корабль, поскольку раздувшийся скафандр не проходил через воздушный шлюз «Восхода». Только стравливание давления кислорода в скафандре позволило тогда благополучно завершить полёт.

Ещё один потенциально опасный случай произошёл во время второго выхода в открытый космос астронавтов космического корабля «Дискавери» (полёт STS-121). От скафандра Пирса Селлерса открепилась специальная лебёдка, которая помогает вернуться на станцию и не даёт астронавту улететь в открытый космос. Вовремя заметив проблему, Селлерс с напарником смогли прикрепить устройство обратно, и выход был завершён благополучно.^[3]

Несмотря на то что в настоящее время не известны какие-либо несчастные случаи, связанные с выходами в открытый космос, разработчики космической техники стараются снизить необходимость внекорабельной деятельности. Устранению подобной необходимости, например, при выполнении сборочных работ в космосе, может помочь разработка специальных телеуправляемых роботов.

См. также

• Внекорабельная деятельность космонавтов (таблица)

Литература

• Новости космонавтики Т.16 № 1 (276) 2006

Примечания

1. ↑ 45 лет назад человек вышел в открытый космос
2. ↑ Взрывная декомпрессия и прямое воздействие вакуума (Explosive Decompression and Vacuum Exposure) (англ.)
3. ↑ Во время выхода в открытый космос у одного из астронавтов США возникли проблемы (рус.)

Ссылки

• Документ NASA JSC «Восхождение на Олимп: Хронология EVA» (англ. Walking to Olympus: An EVA Chronology) (pdf) (англ.)
• Доклад 1974 года о подготовке выходов в открытый космос со станции Скайлеб (англ. Skylab Extravehicular Activity Development Report - 1974) (pdf) (англ.)
• Анализ разработки модуля для выхода в открытый космос с для кораблей Спейс Шаттл 1986 года (англ. Analysis of the Space Shuttle Extravehicular Mobility Unit - 1986) (pdf) (англ.)
• Описание инструментария НАСА для выходов в открытый космос сделанное в 1993 году (англ. NASA Space Shuttle EVA tools and equipment reference book - 1993) (pdf) (англ.)