Можно ли забить гвоздь в космосе и другие вопросы о космонавтике

40
Почему Земля не плоская?

Если вы смотрели документальные фильмы о космосе, то, наверное, заметили, что капли воды в невесомости становятся шарообразными. Но почему? Форма предметов меняется только под действием какой-то силы. Что за сила действует на воду? Это, конечно, сила поверхностного натяжения. Под ее действием жидкость стремится принять форму с минимальной площадью поверхности, а лучшая форма для этого – шар.

Однако Земля – твердое тело, сила поверхностного натяжения тут ни при чем. Для твердых тел в космосе главная сила – гравитация. Конечно, она очень слаба, но чем выше масса, тем сила гравитации значительнее, а ее влияние заметнее. Когда планеты, включая Землю, только формировались, они своей гравитацией собирали вещество из окружающего пространства. Гравитация всегда направлена к наиболее массивной части тела, вещество стремится к этому условному центру, а тело в целом принимает форму с минимальной площадью поверхности – как капля в невесомости. Если Земле каким-то невероятным способом придать форму чемодана, то через многие тысячи лет она опять соберется в шар.

Земля из дальнего космоса (фотография NASA)

Впрочем, среди космических тел есть, например, астероиды. Они не приобрели шарообразную форму. Почему? Тут всё зависит от массы и времени. Сила гравитации, как мы помним, слаба, поэтому, для того чтобы быстро получился шар, нужна очень большая масса. Если же массы мало, то для этого понадобится много времени, миллиарды лет. Самые большие астероиды – такие, как Церера, Веста, Паллада, – имеют шарообразную форму, а остальные, поменьше, выглядят порой довольно причудливо, как «бесформенные» глыбы.

Получаете ли вы удовольствие от полетов или это преодоление себя?

Я сказал бы, что преодоление себя – это как раз подготовка к космическому полету.

Когда-то, во времена детства, я считал, что главное мучение – учеба в школе: много уроков, экзамены. И вот я вырасту большим, окончу школу и больше никогда не буду учиться. Но когда я вырос, окончил школу, то поступил в Московский государственный университет и чуть не вылетел с первого курса за неуспеваемость. Потому что выяснилось, что там, оказывается, нужно учиться еще больше. Моей проблемой была математика. Пришлось на нее изрядно подналечь. Но я себя утешал тем, что получу диплом, и на этом моя учеба закончится. Потом – защита, выпуск, работа в научном институте, аспирантура, и вдруг выяснилось, что и там тоже надо учиться и сдавать экзамены. Так что спокойной жизни, к сожалению, опять не получилось, но я понимал, что аспирантура – это ведь ненадолго, и с учебой будет покончено.

Сергей Рязанский работает на МКС

Потом я поступил в отряд космонавтов и попал в Звёздный городок. И только там осознал: всё, что было раньше, – это не учеба; так я никогда не учился. Когда ты учишься два года подряд с утра до ночи и сдаешь больше сотни экзаменов, зачетов, тестов… Если говорить откровенно, основная работа космонавта на самом-то деле – это не летать в космос, а учиться. Что мы делаем между полетами? Учимся! Когда тебя ставят в экипаж, что ты делаешь? Учишься! И преодоление себя происходит прежде всего на Земле.

Конечно, сам космический полет – это тоже достаточно серьезная и тяжелая работа, но от нее получаешь удовольствие. Потому что она воспринимается как итог, как вершина тяжелого пути и даже как награда за трудный этап жизни перед полетом. Да, приходится иногда что-то в себе преодолевать, когда ты на борту орбитальной станции: ведь всё-таки полгода находишься в тесном помещении, в отрыве от привычной жизни, от близких людей, своих хобби, увлечений и прочего. При этом постоянно гложет мысль, что толщина стенки станции – полтора миллиметра, а снаружи – пустота. Ты должен быть, с одной стороны, спокоен, собран, должен хорошо работать, а с другой – ты понимаешь, что если что-то пойдет не так, помочь будет некому. Внутренняя тревога есть, но с нею-то справиться как раз просто: нас к этому готовят, тренируют. Поэтому могу уверенно заявить: удовольствие от полета компенсирует все неудобства, в том числе и душевные волнения.

Есть ли перспектива, что космический туризм станет массовым, а новые технологии смягчат перегрузки?

Я абсолютно уверен, что еще при нашей жизни космический туризм станет если не массовым, то доступным. Во-первых, всё больше частных компаний приходит в космонавтику; как только у них появятся системы для запуска человека в космос, они начнут зарабатывать на этом деньги. Во-вторых, среди богатых людей хватает желающих слетать на орбиту или хотя бы на космическую высоту. Их вклад в новую отрасль станет значительным толчком к строительству космических отелей, экскурсионных кораблей и частных космодромов. Появятся какие-то шоу в реальном космосе. Будут проводиться коммерческие научные эксперименты. Главное – поставить туристические полеты на поток. Ведь сегодня пока получается, что каждый полет частного космического корабля – это некое преодоление и событие. Пора сделать их рутиной.

Сергей Рязанский в центрифуге Центра подготовки космонавтов (фотография Андрея Шелепина /ЦПК)

Космические туристы, которые летали на кораблях «Союз», уже снизили планку по требованиям к будущим космонавтам. Здоровье у них не столь совершенное, как у отобранных кандидатов, поэтому им делаются различные послабления. Профессиональный космонавт должен обладать большим запасом здоровья, чтобы долгое время продержаться в условиях орбитальной станции. Космическому туристу достаточно хорошего уровня физической подготовки. Самое страшное, что может случиться на орбите, – проблемы с сердцем. Понятно, что и на Земле людям, которые, например, предрасположены к инфаркту миокарда, не разрешают бегать марафоны или поднимать тяжелые грузы. Здесь те же самые разумные ограничения, но в остальном ситуация становится проще.

Могут ли новые технологии как-то облегчить жизнь будущих космических туристов? Конечно, и это тоже делается. Скажем, с появлением контактных линз и пластмассовых очков снизились требования по зрению. У меня, например, зрение не идеальное – минус три. И при этом я профессиональный космонавт, который может нормально летать и работать. В первый полет попробовал линзы – мягкие Acuvue. Во второй полет мы все трое стартовали в очках: у двоих дальнозоркость, у меня – близорукость. Если говорить о перегрузках, которые испытывают космонавты, то они на самом деле не так уж критичны. Ведь что такое перегрузка в 4–4,5 g? Как-то, пройдя ежегодный тест на центрифуге, я сразу после него поехал в Парк имени Горького и решил, чтобы сравнить ощущения, прокатиться на одном из аттракционов, на котором, мне казалось, перегрузки достаточно высоки. Эксперимент удался: если и не 4 g, то 3,5 g аттракцион выдает точно. Получается, что обычный взрослый человек, катающийся на аттракционах в парке Горького, – почти космонавт. Я уверен, что новые технологии помогут сделать космический полет комфортнее, но в сущности достаточно просто быть здоровым человеком.

Единственное, нельзя переборщить с невесомостью. Считается, что среднее время адаптации в безопорном состоянии – до семи дней. Через неделю организм начинает перестраиваться: появляется мышечная атрофия, вымывается кальций, происходят другие изменения. Поэтому больше десяти дней не стоит задерживаться на орбите: прилететь, пожить, сделать фотографии, провести какой-то эксперимент и вернуться.

Как космос повлиял на технологии и как он повлияет на них в будущем?

Знаете, сейчас всё время идут какие-то споры по этому поводу. Дескать, зачем нам нужен космос? Что он нам дает? Может, лучше направить средства в другие сферы деятельности? И так далее. При этом как-то забывается, что плодами космических технологий мы пользуемся постоянно. И это не только связь и навигация. К примеру, у НАСА есть специальный сайт по программе Spinoff (https://spinoff.nasa.gov), где рассказывается о технологиях, появившихся благодаря реализации космических проектов. Чего там только нет! Взять, например, медицину. Я уже говорил, что длительная невесомость оказывает негативное влияние на человеческий организм. Мы боремся с этим с помощью специальных тренажеров, нагрузочных костюмов и пищевых добавок. Но и на Земле хватает людей, которые долго оставались в неподвижности после травм или всё еще прикованы к постели. И вот на основе космического опыта созданы компактные тренажеры, разработаны реабилитационные процедуры и тому подобное. Кроме того, для наблюдения за здоровьем космонавтов были сконструированы дистанционные мониторинговые системы – оказалось, что им можно найти применение где угодно в медицине: от контроля за хронически больными людьми до подготовки спортсменов. Сейчас дело идет уже к появлению виртуальных терапевтов – компьютеров, которые через биометрические датчики, например в наручных часах, будут отслеживать ваше самочувствие и при необходимости выписывать лекарства, следить за их своевременным приемом, направлять вас к врачу или даже вызывать вам «скорую помощь» в критической ситуации. Про новые легкие материалы, теплоизоляторы, двигатели, миниатюрные солнечные батареи и дроны можно и не говорить – всё у нас перед глазами, и всё это порождено космическими технологиями.

Использование космических технологий на Земле

 

Чего нам ждать от космонавтики в будущем? Во-первых, конечно, появятся новые системы повышения энергоэффективности. Проблема эта остро стоит перед космонавтикой – и пилотируемой, и беспилотной. Решается она через разработку сверхъемких аккумуляторов и через совершенствование генераторов энергии. Понятно, что все эти разработки найдут применение в наземном и воздушном электротранспорте. Во-вторых, сейчас очень модным направлением стало проектирование микро- и наноспутников. Считается, что рой небольших дешевых аппаратов будет решать те же задачи, что и один большой дорогой аппарат, причем потеря отдельных элементов роя не будет так же критична, как сбой какого-то из элементов большого спутника. Понятно, что роевые системы будут востребованы в робототехнике очень широко – от медицины до спелеологии, ведь они могут легко проникнуть туда, где большой робот просто не пролезет. В-третьих, благодаря космонавтике появляются новые лазеры, композиты, интеллектуальное программное обеспечение, трехмерная печать – всё это очень быстро внедряется, а мы даже не подозреваем, что очередной гаджет наполовину, если не больше, состоит из компонентов, которые создавались для спутников, межпланетных аппаратов или МКС.

Во сколько обходится полет и содержание космонавтов на станции? Во сколько МКС обходится России за год?

Международная космическая станция – очень дорогой проект. И, скорее всего, нашей стране из-за вечных экономических проблем его в одиночку было бы не потянуть. И всё же наш вклад в развитие МКС весьма значительный. Если говорить только о финансах, то мы тратим в среднем около миллиарда долларов в год. Всё это уходит на строительство пилотируемых кораблей «Союз», грузовиков «Прогресс» и ракет-носителей, на их запуск, на работу наземных служб обеспечения полета, на подготовку и реабилитацию космонавтов, на банковскую страховку, на изготовление новых модулей станции. Причем весь бюджет «Роскосмоса» на космическую деятельность – например, на 2018 год – составляет 128 миллиардов рублей, то есть около двух миллиардов долларов по нынешнему курсу. Получается, что МКС «съедает» половину бюджета.

Если говорить о стоимости полета и содержания одного нашего космонавта на орбите, то подсчитать точную сумму довольно сложно. Но в принципе возможно, если исходить из того, что один корабль «Союз» стоит около 36 миллионов долларов, а ракета-носитель «Союз-ФГ» с запуском – минимум 22 миллиона долларов. Чтобы МКС функционировала нормально, мы должны отправлять четыре корабля «Союз» в год, то есть тратить 232 миллиона долларов. Кроме того, для обеспечения экипажей провиантом и расходными материалами необходимо запускать еще три грузовых корабля «Прогресс» – стоимость каждого вместе с ракетой «Союз-2.1а», включая изготовление, доставку на космодром, старт и стыковку, составляет 40 миллионов долларов. В сумме получается 120 миллионов долларов в год. Итак, четыре «Союза» и три «Прогресса» нам обойдутся примерно в 352 миллиона. На орбиту в 2017 году отправились в составе международных экипажей четверо наших космонавтов, в 2018 году – трое; еще один в сентябре на «Союзе МС-10», увы, не долетел. Простой расчет показывает, что только полет и содержание одного космонавта обходятся минимум в 88 миллионов долларов или, если привести к обменному курсу, 5 миллиардов 720 миллионов рублей в год.

Международная космическая станция на орбите (фотография NASA)

Конечно, что-то мы «отбиваем» за счет доставки на станцию иностранных коллег. Но, к сожалению, и по нашим внутренним ценам с каждым годом полеты в космос дорожают.

Часть 2
Как стать космонавтом?

Где узнать о наборе в отряд космонавтов?

Обычно о наборе в отряд космонавтов можно узнать на сайте «Роскосмоса» (https://www.roscosmos.ru) или космических агентств других стран. Там же сообщаются условия, по которым проводится набор. Иногда он бывает совершенно открытый – любой человек имеет право подать заявку, если соответствует списку требований. В некоторых случаях нужен опыт работы в ракетно-космической отрасли – то есть хотят набрать грамотных инженеров или врачей, которые много лет работают с космонавтами.

Конкретный список требований формулируется в «Положении о проведении конкурса по отбору кандидатов в космонавты», которое публикуется заранее. Сам отбор проходит на базе Центра подготовки космонавтов (ЦПК).

Как часто проходят наборы?

Частота и объем набора определяются задачами космического агентства. То есть посмотрели и прикинули: нам нужно столько-то космонавтов под новую программу, а старыми космонавтами мы ее закрыть не можем из-за естественной убыли на пенсию или их занятости в других проектах. Поэтому сроки и графики наборов, в общем, разные и рваные. Бывают большие перерывы – перед нами, например, наборов не было шесть лет. Между нашим набором, который завершился в 2003 году, и следующим прошло три года. Между тем набором и очередным – четыре года. Последний по времени набор был объявлен в 2017 году и завершился в августе 2018 года. Сейчас планируется объявить еще один, итоги которого подведут до конца 2020 года.

Эмблема набора 2003 года; автор эмблемы – космонавт-испытатель Марк Серов

Набор космонавтов 2003 года, Сергей Рязанский – четвертый справа