Наедине с космосом

17 марта 2020

Фото: РамблерРамблер

55 лет назад 18 марта 1965 года человек впервые вышел за пределы корабля в открытый космос. Легендарным космонавтом, первым совершившим выход в черную бездну, стал Алексей Архипович Леонов. Сегодня мы вспоминаем, как молодая советская космонавтика готовилась к покорению новых вершин, сколько неприятностей в полете пережили космонавты, чем отличаются современные скафандры от скафандров прошлого и зачем вообще люди выходят в космос.

Пилотируемые космические полеты в СССР начались с создания кораблей «Восток» — на них летали Белка и Стрелка, Юрий Гагарин и Валентина Терешкова, а Валерий Быковский поставил первый значительный рекорд пребывания в космосе (119 часов). «Восток», как первый в своем роде корабль, выполнил поставленную перед ним задачу вывода человека в космическое пространство, но быстро исчерпал свои возможности: в тесном спускаемом аппарате помещался только один человек, а во время посадки космонавт катапультировался и спускался на парашюте.

Цель программы «Восход» заключалась в создании многоместных кораблей для долговременных полетов на околоземной орбите, а вместе с тем и постановке новых рекордов советского космоса. Начиналась битва за Луну, но перед высадкой на спутник Земли требовалось проверить работоспособность человека в открытом космосе, отработать стыковку и долговременные полеты экипажей из нескольких человек.

Разработанный под руководством Сергея Павловича Королёва «Восход» был схож с гагаринским «Востоком», но теперь за счет отказа от громоздкого катапультируемого кресла корабль вмещал сразу троих космонавтов без скафандров, имел парашютную систему и твердотопливный тормозной двигатель, который включался у самой поверхности, когда длинный стержень механического высотомера касался земли.

После одного успешного испытательного беспилотного запуска «Восход-1» впервые отправил на околоземную орбиту сразу нескольких людей: врача Бориса Егорова, конструктора Константина Феоктистова и космонавта Владимира Комарова (трагически погиб в 1967 году в результате аварийной посадки «Союза-1»). Задачей «Восхода-2» был первый выход человека в открытый космос. Для этого экипаж сократили до двух человек, разработали скафандр «Беркут», а заодно приспособили к выходному люку шлюзовую камеру. В июле 1964 года для полета на «Восходе-2» утвердили Алексея Архиповича Леонова и Павла Ивановича Беляева.

Шлюзовая камера была абсолютно новым изделием для отечественной космической отрасли. Ни в СССР, ни в США не было никаких наработок по шлюзам — прежде людям не приходилось выходить в космос или производить стыковку с другими аппаратами. Вопреки ожиданиям, шлюз был не элементом комфорта для космонавтов, а перестраховкой — инженеры не знали, как поведет себя электроника корабля в условиях разгерметизации и резкого падения давления в жилом модуле, поэтому внутренности «Востока-2» отделили от космического пространства дополнительным отсеком.

В КБ «Звезда» была придумана камера, состоящая из пневморебер, надувающихся, когда корабль выйдет на расчетную орбиту. В рабочем положении шлюз, получивший название «Волга», имел длину 2,5 метра и всего 1 метр во внутреннем диаметре, по которому должен был двигаться космонавт. На конце камеры размещался гермолюк — последняя преграда, отделяющая человека от неизведанной ледяной бездны космоса. После окончания миссии «Волга» должна была отсоединяться от корабля, чтобы не мешать спуску и посадке.

Всего было изготовлено 7 экземпляров шлюзовой камеры, три из которых выставляются в российских музеях (Мемориальный музей космонавтики в Москве, музеи РКК «Энергия» и «НПП Звезда») и два в музеях США. Оставшимся двум шлюзам было суждено отправиться в космос. Перед полетом «Восхода-2» состоялся испытательный запуск аппарата «Космос-57» — полнофункциональной беспилотной версии «Восхода-2». Так как сам корабль «Восход» с экипажем уже бывал в космосе, испытания проводили для проверки шлюза «Волга» и нового скафандра «Беркут». Еще до запуска во время проверки выяснилось, что выходной люк шлюза может неплотно закрываться. Для решения этой проблемы было предложено в полете послать с Земли команду на закрытие люка несколько раз, но самое очевидное решение оказалось далеко не самым удачным.

Шлюз отработал в штатном режиме, но на Землю «Космос-57» вернуться не смог. Когда должен был начаться спуск, модуль неожиданно исчез с радаров, немало озадачив инженеров. Впоследствии выяснилось, что две одновременно поданные команды на закрытие люка корабль принял за сигнал к снижению. «Космос-57» приступил к спуску преждевременно. Электроника подсчитала, что посадка произойдет за пределами СССР, после чего аппарат самоликвидировался, чтобы не попасть в чужие руки. Полетное задание было выполнено лишь частично: к работоспособности шлюза и скафандра вопросов не осталось, но вот испытать новую систему автоматической посадки так и не удалось. Через две недели был запущен «Космос-59», на котором отработали отстыковку шлюза от корабля, но до проверки системы посадки дело вновь не дошло. Посовещавшись с будущим экипажем «Восхода-2», Королёв не стал откладывать старт ради новых испытаний. Космическая гонка была в самом разгаре, неделя промедлений могла обернуться потерей лидерства, а сборка нового корабля занимала 9 месяцев.

Космонавтика до сих пор пропитана суевериями, а во времена, когда всё делалось впервые, и космонавты, и конструкторы боялись малейшего сглаза. Сам Сергей Королёв категорически не допускал женщин на стартовую площадку, считая их появление предвестником громких неудач. Но как бы ни блюли традиции на космодроме, в день старта экипированные Беляев и Леонов, выходя из раздевалки, столкнулись с женщиной — директором Моснаучфильма, чья киногруппа снимала документальное кино. Зная отношение Королёва к приметам, Леонов шепнул Беляеву: «Знаешь, всё пройдет нормально, но нахлебаемся мы с тобой очень много в этом полете». Шутка Алексея Архиповича оказалась пророческой.

«Восход-2» стартовал с Байконура 18 марта 1965 года ровно в 10:00 по московскому времени. Заняв орбиту с параметрами 173-497 км над уровнем моря, корабль несся над Землей со скоростью свыше 7 км/с. Уже на втором витке вокруг планеты началась процедура выхода в открытый космос: надулась шлюзовая камера, Алексей Леонов в скафандре вошел внутрь нее, а в 11:28 шлюз полностью разгерметизировался.

В 11:34:51 Леонов выплыл из шлюза наружу. В этот момент Павел Беляев передал в эфир: «Внимание! Человек вышел в космическое пространство!» Для всего мира эти слова означали, что человек стал еще ближе к космосу, оставшись с ним один на один, отделяемый от звездной бесконечности только тонким скафандром.

Алексей Архипович вспоминал, что в условиях невесомости он потерял всяческий контроль над своим положением в пространстве. В течение нескольких минут он отдалялся от корабля и приближался к нему вновь, подтягивая себя за страховочный фал, и то и дело выплывал за пределы рабочей зоны кинокамеры.

«Болтаться» в невесомости — не отдых, а тяжелейшая борьба со скафандром, раздутым от внутреннего давления. Пульс Леонова подскочил до 190 ударов в минуту, температура выросла до +38, пот струился по лицу космонавта, заливая глаза, в ногах уже хлюпало от выступившей влаги. Внутри скафандра поддерживалась температура +20 °C, но его внешняя оболочка разогревалась на солнце до +60 °C и остывала в тени до –100 °C.

Через одиннадцать минут Леонов начал процедуру возврата в корабль: подтянул себя за фал и попытался занять положение ногами вперед, как то предписывала инструкция. Но всё пошло не по плану — от внутреннего давления скафандр до того раздулся, что согнуться в нём стало практически невозможно. Леонов даже не мог ухватиться за рукоять шлюза, потому что пальцы выскакивали из перчаток. В случае любых внештатных ситуаций космонавт должен был доложить о проблеме на Землю и ждать ответа. Вместо этого Леонов самостоятельно решил стравить воздух, понизив давление с 0,4 до опасных 0,27 атмосфер, чтобы сделать скафандр податливей. При таком резком скачке давления может начаться кессонная болезнь, когда азот в крови человека собирается в воздушные пузырьки, ведущие к смерти. Но космонавт прикинул, что за время нахождения в космосе он дышал чистым кислородом, который успел вымыть азот из крови, и потому понижение давление должно быть безопасным. К счастью, так и получилось. Когда скафандр стал управляем, Леонов втянул себя руками в шлюз, войдя головой вперед, с трудом развернулся внутри и закрыл за собой люк.

Уже после возвращения на Землю комиссия устроила Леонову разнос за грубейшее нарушение строгих инструкций, недоволен был даже Королёв. Выслушав все претензии, Алексей Архипович спокойно ответил, что доложи он о проблеме, пока бы собралась комиссия, пока выработали решение, космонавт бы уже давно был мертв от нехватки кислорода или переохлаждения из-за входа «Восхода-2» в тень. Нехотя все согласились с этим справедливым аргументом и больше Леонову претензий не предъявляли.

Когда экипаж запустил программу посадки, произошла еще одна нештатная ситуация. При отстреле шлюзовой камеры закоптилось зеркало солнечного датчика, который помогает автоматике выровнять корабль относительно Солнца для входа в атмосферу под правильным углом. «Восход-2» не мог продолжать снижение в автономном режиме — не в состоянии сориентироваться по Солнцу, корабль не включал тормозные двигатели. Беляеву и Леонову требовалось взять управление на себя, также впервые в истории космонавтики. Так как четких инструкций на этот счет не было, экипаж доложил о проблеме на Землю, откуда, после совещания, пришло разрешение на выключение автоматики. По заранее подготовленной карте витков космонавты определили, в какой точке нужно включить и выключить двигатели, чтобы приземлиться как можно ближе к району предполагаемой посадки. Одна из возможных проекций проходила точно через Москву. Ради шутки Леонов предложил Беляеву сесть сразу на Красной площади, но фактически был выбран район в 150 км от Соликамска вдали от жилых поселков и линий электропередач.

Касание корабля с Землей произошло 19 марта в 12 часов 2 минуты 17 секунд. После посадки приборы показали, что «Восход-2» попал в бескрайнюю уральскую глушь между Обью и Енисеем, на что Леонов вновь отшутился: «Я знаю эти места, месяца через три за нами приедут на собаках». Раскрыв антенну, космонавты начали передавать в эфир телеграфом буквы «ВН» — «всё нормально!». Спустя четыре часа сигнал принял неизвестный радиолюбитель то ли из Ташкента, то ли с Сахалина — история не сохранила имя энтузиаста, в нарушение законов перехватывающего военные радиопереговоры. К вечеру красный купол парашюта обнаружили с разведывательного самолета, а после к месту посадки подтянулись спасательные вертолеты.

Несмотря на обнаружение космонавтов, помочь им спасатели ничем не могли. Плотный лес с деревьями высотой до 40 метров не давал вертолетам снизиться, а забирать людей с помощью гибких лестниц категорически запрещала инструкция. Оставался один путь: пробиваться к «Восходу-2» пешком через заснеженную тайгу. Это значило, что как минимум на ближайшую ночь экипаж оставался наедине с собой без всякой помощи. К месту посадки с вертолетов сбрасывали теплую одежду, термосы и еду, но из-за глубокого снега космонавты не смогли добраться до запасов. Наступала ночь.

Леонов и Беляев разрезали твердую внутреннюю оболочку своих скафандров и сделали из них коврики, чтобы выбраться наружу и сесть на снег, нарубили дров и разожгли костер, на котором просушили насквозь мокрые скафандры. Никакой теплой одежды или стройматериалов в аварийном запасе «Восхода-2» не было, лишь базовые приспособления для выживания, пистолет Макарова для отпугивания диких зверей и репеллент от акул. Спать экипаж устроился внутри корабля прямо во внешней оболочке скафандров, а спальные мешки сымпровизировали из оторванной теплоизолирующей обшивки.

На следующий день, 20 марта, вертолет смог высадить спасательную экспедицию рядом с «Восходом-2». Глубокий рыхлый снег давался лыжникам так тяжело, что на преодоление полутора километров ушло три часа, но зато Леонов и Беляев, стоически перенесшие ночное похолодание до –25 °C, были невероятно рады встрече. Космонавтам доставили теплую одежду, меховые унты, большой котел для кипячения воды и бутылку коньяка «для сугреву».

К вечеру того же дня рядом с кораблем находилось уже 22 человека, которые построили небольшой сруб и развернули палатки для следующей ночевки. Лишь 21 марта лесорубы расчистили рядом с местом посадки площадку, куда приземлился вертолет Ми-4. После двух ночей в ледяной тайге, Беляеву и Леонову предстояло встать на лыжи и пройти два километра до вертолета самим. Впереди у них был перелет до Перми, а оттуда практически сразу самолетом на космодром Байконур. Дорога, ведущая от пермского аэропорта до города, получила имя «шоссе Космонавтов».

Советские СМИ умолчали обо всех перипетиях «Восхода-2». Согласно официальному заявлению полет прошел штатно, без затруднений, а по возвращению на Землю космонавты трое суток отдыхали на даче Областного комитета КПСС в Перми. Как вспоминал Леонов, этой мифической дачи пермского обкома даже не существовало. О реальном выживании космонавтов в заснеженной тайге стало известно только в 1990-е годы. До распада СССР факты о советской космонавтике были строго засекречены — граждане не знали ни о проблемах космонавтов, ни об авариях с человеческими жертвами, ни даже о существовавшей лунной программе и ее закрытии.

Советы обогнали американцев на два с половиной месяца. Лишь 3 июня 1965 года с мыса Канаверал стартовал пилотируемый корабль «Джемини-4» с астронавтами Эдвардом Уайтом и Джеймсом МакДивиттом. Уайт находился за пределами корабля 20 минут, в течение выхода он испытал ручное двигательное устройство, приводящее астронавта в движение с помощью струй кислорода. Полет американцев прошел без проблем, а МакДивитт, заодно выполнявший роль фотографа, привез на Землю снимки отличного качества.

Синтетический скафандр — единственное, что отделяет человека от открытого космоса. В его конструкции не должно быть ни единой дырочки или щели, через которые может выходить воздух, иначе человек быстро потеряет сознание и погибнет, не успев вернуться на космический корабль. Поэтому создание и наладка производства скафандров занимает годы и в наше время стоит десятки миллионов долларов. Но в 1964 году, когда велась подготовка к будущему полету «Восхода-2», не существовало готовых скафандров для выхода в открытый космос, и советским ученым приходилось разрабатывать его с нуля.

Скафандр, получивший название «Беркут», состоял из двух костюмов: герметичного внутреннего и теплоизолирующего внешнего, выполняющего роль термоса из фольги и пленки. К внутреннему костюму вел фал длиной 7 метров, по которому пролегал стальной трос, шланг аварийной подачи кислорода и кабели для связи и передачи медицинских данных космонавта. Масса костюмов составила 20 кг, еще 21 кг весил металлический ранец с тремя кислородными баллонами на 20 минут. «Беркут» был рассчитан на внекорабельную деятельность в течение 45 минут или до 4 часов при нахождении в разгерметезированном корабле. Скафандр прошел множество испытаний, включая эксплуатацию в условиях невесомости, созданных на летающей лаборатории Ту-104.

«Беркут» выполнил свою задачу, но из-за выявленных Леоновым недостатков в космос больше не летал. На смену ему разработали модель «Ястреб», которая, впрочем, тоже слетала лишь однажды. После серии частично удачных экспериментов в середине 1970-х был наконец создан внекорабельный скафандр «Орлан», модифицированные версии которого используются российскими космонавтами до сих пор. Оригинальный «Орлан-Д» и новейший «Орлан-МКС», созданный в 2016 году, отличаются колоссально. Современная модель подходит даже высоким космонавтам ростом до 190 см, в «Орлане-МКС» человек может провести в открытом космосе 7-9 часов на солнце или в тени, а использовать каждый экземпляр можно до 20 раз, то есть скафандр постоянно находится на Международной космической станции, готовый к работе. Костюм пронизан трубками, по которым течет жидкий теплоноситель. В зависимости от условий скафандр либо охлаждает, либо согревает космонавта. Внешняя оболочка отлично защищает от солнечной радиации и мелких метеоритных частиц, а комфорт обеспечивают питьевая система и гениальное, столь нужное в условиях космоса приспособление, как «чесалка для носа».

Высококачественный дисплей отображает информацию о состоянии систем скафандра и положении космонавта относительно МКС (своеобразная космическая навигация). Одним из важнейших преимуществ «Орлана-МКС» является возможность войти в скафандр без посторонней помощи — вход внутрь осуществляется через дверцу сзади, закрыть дверь космонавт тоже может сам. Для «надевания» американских скафандров астронавтам до сих пор требуется помощь.

Нырнув в открытый космос, Алексей Леонов никак не мог управлять своим положением в пространстве и лишь подтягивал себя к шлюзу за фал. Но вскоре после его полета ученые задумались о приспособлении для маневрирования космонавта в космосе. Еще до закрытия программы «Восход» был разработан реактивный «космический мотоцикл» УПМК (установка для перемещения и маневрирования космонавта), который выбрасывал струи газа в разных направлениях, позволяя космонавту более-менее управляемо перемещаться в невесомости. В реальных условиях было испытано приспособление УПМК 21КС, с которым космонавты со станции «Мир» дважды выходили в космос в феврале 1990 года, но стать штатным устройством УПМК не удалось. Сейчас «НПП Звезда» имеет в своем арсенале ранец УСК (установка спасения космонавтов), работающий по тому же принципу, но предназначенный исключительно для спасения в экстренных случаях.

Большую часть времени космонавты проводят внутри космического корабля или станции. Там они живут и работают: проводят эксперименты и расчеты, спят, общаются с Землей и принимают пищу. Выход за пределы корабля — это сложная операция, необходимость которой должна быть четко обоснована. После того, как на заре космической эпохи имена первых попали в историю, в открытый космос начали выходить исключительно по делу: для монтажных и ремонтных работ на внешней стороне космических кораблей. Сейчас космонавты выходят наружу особенно часто, по несколько раз в месяц, проводя в скафандре до 10 часов. Чаще всего это необходимо для установки нового оборудования, профилактики и ремонта солнечный панелей.

Для работы в космосе нужны те же инструменты, что и на Земле: отвертки, молотки, пассатижи. Но держать обычную отвертку в толстенных перчатках скафандра практически невозможно, поэтому инженеры проектируют сложные системы крепления и управления для простейших инструментов вроде молотка. С одной стороны, даже элементарная операция в космосе может занимать десятки минут или часы. С другой, космонавтам приходится работать с оборудованием, весом в сотни килограммов — на Земле в условиях гравитации это было бы практически невозможно.

Одним из наиболее впечатляющих случаев выхода людей в открытый космос стало развертывание американского телескопа Хаббл в 1990 году. Телескоп погрузили в грузовой отсек шаттла «Дискавери», подняли на расчетную орбиту и механическим манипулятором вывели его наружу. И тут всплыла абсолютно неожиданная проблема. Миссия, которую готовили много лет, оказалась под угрозой срыва из-за дефекта главного зеркала. Отклонение параметров всего на 2 микрометра привело к тому, что Хаббл получал очень размытые снимки, сравнимые с теми, что можно сделать с Земли.

Заменить зеркало в космосе было невозможно, спускать Хаббл с орбиты на Землю, ремонтировать и отправлять вновь — космически дорого. Инженерам удалось разработать систему корректировки COSTAR, которая должна была вернуть телескопу изначальную четкость снимков, но для ее монтажа было необходимо провести еще один запуск шаттла. 2 декабря 1993 года шаттл «Индевор» приблизился к телескопу, захватил его манипулятором, и астронавты приступили к работе. После успешной установки COSTAR четкость кадров Хаббла резко возросла, но теперь COSTAR называют самыми дорогими в мире очками. Прибор и его доставка в космос обошлись в $50 млн по ценам начала 1990-х. Уникальность этой операции в том, что астронавты не просто выбрались за пределы космической станции — сперва им требовалось состыковаться с телескопом, летящим в космическом пространстве относительно Земли со скоростью 7,5 км/с.

Павел Иванович Беляев умер от перитонита 10 января 1970 года. Алексей Архипович Леонов прожил долгую жизнь, вел активную просветительскую и исследовательскую работу, но 11 октября 2019 года скончался в возрасте 85 лет. Люди не вечны, но вечны их подвиги.

Место посадки корабля «Восход-2» не могло и не должно было затеряться в тайге. В 1968 году на месте приземления установили шестиметровый титановый обелиск. Добраться до лесной глуши по земле со стройматериалами было почти невозможно — зимой мешал глубокий снег, летом оттаивали болота, поэтому строителей спустили с вертолета вместе с обелиском и цементом.

Недоступный для туристов памятник простоял 30 лет, пока в конце 90-х годов его не срезали охотники за цветным металлом. Копию оригинальной стелы с добавленными портретами космонавтов установили ближе к людям на берегу реки Кама в поселке Усолье Пермского края. Но в 2011 году на том самом месте, где в прошлом веке был варварски спилен монумент, обозначивший одну из важнейших вех в истории человечества, появился новый знак — небольшой памятник из черного мрамора. Летом к нему приходят туристы и оставляют свои записи в толстой тетрадке, спрятанной от дождя.

Тайга постепенно отступает, как бы защитники памятных мест ни пытались спасти район от вырубки, рядом с памятником почти не осталось старых елей. Лишь редкие сохранившиеся деревья еще помнят, как 55 лет назад ледяную тишину разорвал грохот тормозных двигателей и, пробившись сквозь заснеженные ветви, земли коснулась капсула с первым человеком, вышедшим за пределы рукотворного корабля в бесконечное, безжизненное и незнакомое космическое пространство.

Фотографии в материале: «РИА Новости», Wikipedia, Роскосмос, NASA.