Između neba i zemlje: nulta gravitacija

"Upravo smo navikli da se krećemo u bestežinskom stanju, kada se krećete skučeni, dan za danom, pripremajući se u bilo koje vrijeme da se odgurnete od pregrade ili zgrabite narukvicu. Dakle, vrativši se u svijet u kojem vlada gravitacija, mi se ipak krećemo onako kako smo navikli u svemiru. Mi taj hod nazivamo "mačjim šapama", pročitao sam odlomak iz romana Roberta Heinleinove Svemirske patrole i upitno gledam svog sugovornika. "Je li to stvarno tako?" "Ne, ja imam najčešću šetnju! - smije se Boris Naydenov, šef odjela za testiranje leta za osposobljavanje astronauta za rad u nultoj gravitaciji na laboratorijskim zrakoplovima IL-76 MDK iz Centra za obuku kosmonauta (CPC) nazvanog po Yu.A. Gagarin. "Usput, sljedeća Heinleinova rečenica, koja kaže da je nemoguće objasniti stanje bestežine osobi koja nikada nije bila u svemiru, također je netočna. Zapravo to radimo. "

U slobodnom padu, leteća laboratorija Il-76MDK posebno je modificirana za letenje na takozvanoj parapleli Kepler. Istodobno, u gornjem dijelu putanje zrakoplov i njegovi putnici i posada imaju gravitaciju nulte težine.

Prvi koraci

U zoru svemirskog doba, nitko nije znao kako beztežnost utječe na ljudsko tijelo i opremu. Trebalo je dobiti odgovore na ta pitanja prije nego što smo proveli dugotrajne eksperimente u orbiti. Stoga su 1960. godine počeli simulirati bestežinu tijekom letova na treningu MiG-15. Pilot je ubrzao avion i izveo "tobogan", a astronaut, koji je bio iza njega u pilotskoj kabini, naučio je izvoditi razne akcije u nultu gravitaciji - pisao je u bilježnicu, pio vodu itd. Ali skučeni kokpit borca ​​nije dopuštao slobodna kretanja, tamo nije bilo moguće stavite svu potrebnu opremu. Ubrzo su se pojavili posebno opremljeni leteći laboratoriji Tu-104AK, u kojima su astronauti tijekom letova naučili obući svemirske odijele, radili na lađačkim i orbitalnim stanicama. Upravo je u ovom letećem laboratoriju Aleksej Leonov naučio ići u svemir, gdje su također testirali rad "mjesečevog rovera". U 80-ima je preuzela posebna modifikacija transportnog zrakoplova Il-76K, a u devedesetima Il-76MDK (upravo na njima sada obučavaju kosmonauti i astronauti u CPC-u). Postoje samo tri takva preobražena zrakoplova, ali obično samo jedan leti - ostala dva su u vrućoj rezervi.

Nebeski kitovi Dimenzije ruskog IL-76MDK omogućuju vam da jednostavno postavite unutra prilično velike modele modula svemirske stanice.

Ovdje se rađa beztežnost.

Po izgledu, zrakoplovi koji služe CPC - IL-76MDK 70. OITAPON (odvojena ispitna i obučna zrakoplovna pukovnija za posebne namjene). VS Seregin, koji stoji na aerodromu Chkalovsky blizu Moskve, malo se razlikuje od običnih prijevoznika. Ipak, ove letjelice su posebne. Tehničari rade u blizini jednog od njih, pripremajući letjelicu za sutrašnji let, a Nikolaj Tretyakov, zamjenik zapovjednika 1. eskadrile zrakoplovne pukovnije za Službu zrakoplovnog inženjeringa (IAS), objašnjava mi glavne razlike: "Nulta gravitacija, kao što znate, ponašaju se sve tekućine na potpuno drugačiji način. Ovo se odnosi na gorivo, ulje i hidrauličke tekućine. Stoga, kako bi se osiguralo neprekidno opskrba gorivom, zrakoplov je opremljen baterijama za gorivo i ulje. Opskrbljuju motore motorima za vrijeme nulte gravitacije. Osim toga, tijekom takvih letova, preopterećenje doseže dvije jedinice, što, općenito govoreći, nije previše tipično za transportni zrakoplov. Stoga je i okvir okvira u skladu s tim ojačan. "

Sigurnost prije svega paraboličkog leta prilično je rizična, jer je zrakoplov podvrgnut velikim opterećenjima. U slučaju nužde, odmah kreće u vodoravni let, a svi sudionici leta napuštaju ploču padobranom. Iako u laboratorijskom odjeljku nema sjedala sa sigurnosnim pojasevima, za polijetanje i slijetanje možete koristiti preklopna sjedala i rukohvate. 1. Radna mjesta testnih inženjera. 2. Mekane prostirke. 3. Rešetka. 4. Okretna stolica. 5. Laboratorijski odjeljak.

Popeli smo se ljestvama do aviona, a Nikolai nastavlja obilazak: "Salon je također posebno opremljen. U prednjem dijelu u blizini pilotske kabine za ispitni tim - voditelj, inženjer rasvjete i struje, dva posla za liječnike. Ovdje se ponekad postavlja okretna stolica - za testiranje astronauta u ekstremnim uvjetima. " Iza naslonjača nalazi se prostrani salon bez ikakvih fotelja, čiji je pod obložen debelim mekanim prostirkama od poliuretanske pjene. Zidovi i strop također su prekriveni mekim materijalom. "To je tako da u nultu gravitaciju nitko ne dobije modrice za sebe", objašnjava Nikolaj. - Ali na samom katu - ovo je sustav dovoda zraka za spajanje svemirskih odijela. Ovdje se ponekad postavljaju i modeli modula svemirskih stanica na kojima se astronauti uvježbavaju kako bi rješavali različite situacije. " Skeptičan sam prema uskim vratima kroz koja sam tek ušao. Nikolaj, opazivši oči, nasmije se: „avion je prijevoz!“ - i vodi me do stražnjeg dijela kabine, gdje stariji tehničar zrakoplova Roman Zverev otvara poklopac daljinskog upravljača na zidu i pritisne nekoliko tipki. S glasnim urlanjem u stražnjem dijelu zrakoplova, rampa se naginje natrag, otvarajući ogroman "ulaz".

„Konjak“ Prikladni pokazatelj negužnosti drugog pilota je čaša sa glicerinom u jantarnoj boji.

Kokpit je prepun, a oči su raštrkane od obilja raznih ljestvica, strelica, gumba, preklopnika i poluga. "Instrumenti i komande su standardni, a postoje samo neznatne razlike", kaže Nikolaj. "Ovi ventili upravljaju baterijama za gorivo i ulje, a na daljinskom upravljaču ispred zapovjednika postoji prekidač za isključivanje, koji isključuje govorni doušnik kako ne bi paničario: autopilot je ovdje standardan i nije naviknut na tako neobične načine kao što je parabolički let." Još jedna razlika su dva dodatna pokazatelja nulte gravitacije: dvije čaše s glicerinom pričvršćene su na konzolu ispred zapovjednika i kopilota (pri nultoj gravitaciji mjehurić zraka "pluta" u sredinu). Glicerin je proziran u jednoj čaši, a jantar u drugoj. "Konjak i votka!" - šali se Nikolaj. Na odlasku, mehaničari mi govore bicikl o tome kako je pilot jednog od komercijalnih letova primijetio Il-76MDK, kako izlazi iz nulte gravitacije, i izvijestio dispečera o "padajućem avionu".

Strani konkurenti Europska svemirska agencija koja je koristila zrakoplove Caravelle od francuske svemirske agencije CNES od 1988. do 1995. godine koristi modificirani Airbus A-300 Zero-G, u vlasništvu francuske tvrtke Novespace i sa sjedištem na međunarodnoj zračnoj luci Bordeaux-Merignac, za svoje eksperimente iz 1997. godine. U rujnu 2006. godine, upravo je u ovom zrakoplovu izvedena prva operacija na svijetu (benigni tumor uklonjen je dobrovoljcu) u nultoj gravitaciji. Američka agencija NASA do 2003. koristila je Boeing KC-135A kao leteći laboratorij, a od 2003. prešla je na C-9, vojnu verziju McDonnell-Douglas DC-9. No, u posljednje vrijeme NASA nastoji prebaciti se na outsourcing i iznajmljuje leteću laboratoriju G-Force One temeljenu na modificiranom Boeingu 727-200 od privatne američke tvrtke Zero-G. Tvrtka, koju su osnovali poznati poduzetnik Peter Diamandis, astronaut Byron Lichtenberg i NASA-in inženjer Ray Kronis, bavi se znanstvenim i rekreacijskim letovima, uključujući nultu gravitaciju. Na fotografiji - McDonnel-Douglas C-98 (NASA).

Parabol leti

„pripovjedači! - nasmiješi se jedan od pilota, zamjenik zapovjednika pukovnije Igor Klimenko. - za takve letove dodjeljuje se posebna zona i nadmorske visine od šest do deset tisuća metara, pod uvjetom da ne postoji oblačni pokrov i tamo načelno ne mogu biti komercijalni letovi. Obično letimo na području Pleshcheeva jezera, prikladno je vizualno navigirati duž njega. " Let se izvodi prema takozvanoj Keplerovoj paraboli i započinje vodoravnim ubrzanjem na nadmorskoj visini od oko 6.500 m. Zatim zrakoplov napravi „klizanje“ - prelazi u nulti gravitacijski režim na uzlaznom dijelu, s preopterećenjem koji doseže dvije jedinice. "Upravljanje se obavlja ručno", objašnjava Igor, "dok je opterećenje na kormilu približno 70 kgf. Zamislite šipku takve mase, samo je morate podići ne trzajem, već glatko i s preciznošću nakita. Osim toga, potrebno je pažljivo nadgledati pomicanje kotrljanja i bočni pomak - oni moraju biti jednaki nuli, jer će u suprotnom oni u kabini biti "smrvljeni" duž zidova. " Zbog velikih fizičkih napora zapovjednik i kopilot u pravilu zauzvrat izvode nulte gravitacijske moduse.

Kad dosegne kut nagiba od oko 50 stupnjeva, pilot „odustaje“ od kormila, ulazi u zrakoplov u režimu gravitacije od 25 do 30 sekundi i nadzire gore navedeni indikator preopterećenja i „staklo“. S nadmorske visine od oko 9 500 m, zrakoplov se zaroni i krene (opet s preopterećenjem do dvije jedinice) u horizontalni let. Potrebno je nekoliko minuta takvog leta da biste izvršili okretanje, kao i punili baterije za gorivo i ulje. "Formalno je dopušteno izvođenje tri načina rada bez ponovnog umetanja, a tehnički je 'granica sigurnosti' tri puta veća", kaže Igor Klimenko. - ali zašto ponovno riskirati ako to nije potrebno? Sigurnost nam je uvijek prioritet. " Tada se sve ponavlja - za jedan let, Il-76MDK provodi u prosjeku deset nulti gravitacijskih modova.

Boeing 727-200 G-Force One (Nula-G)

U međuvremenu, u kabini ...

Nulta gravitacija jedan je od najneobičnijih čimbenika koje astronauti moraju osjetiti u orbitalnoj stanici. "Iako su, naravno, astronauti obično bivši piloti, već su upoznati s prekomjernim opterećenjima i bestežinskom masom, ali svejedno, tijekom prvih nekoliko modusa beztežnosti, liječnici pažljivo proučavaju reakciju tijela", objašnjava Boris Naydenov. - A tada počinje i sama obuka. Astronauti se uče da se kreću u nultu gravitaciju, da pravilno postupaju s velikim teretima - tako da razumiju da, usprkos nedostatku težine, sile inercije i dalje djeluju. "

Airbus A-300 Zero-G (novi prostor)

Drugi važan dio treninga je rad s svemirskim odijelima. "Postavljanje svemirskog odijela u nultu gravitaciju ima svoje karakteristike", kaže Boris. „Recimo, kad nataknete mekog“ sokola “, tipična početnička greška je da počne micati noge, šireći noge, a to dovodi do uvijanja oko osi. Podučavaju astronaute i rade na ispiranju modula svemirskih stanica - što pogoduje veličina kabine; uz pomoć posebne modifikacije svemirskog odijela 'orao' simuliran je svemirski hodnik. Za 10-12 letova, astronauti stječu osnovne vještine nulte gravitacije. Općenito, ovi su treninzi jedan od njihovih omiljenih - na kraju krajeva, upravo ovdje se možete osjetiti bliže prostoru. "


Što je beztežnost

Prema definiciji iz Velike sovjetske enciklopedije, beztežnost je stanje materijalnog tijela u kojem vanjske sile koje djeluju na njega ili pokret koji izvodi ne uzrokuju međusobni pritisak čestica jedni protiv drugih. Ako tijelo počiva u Zemljinom gravitacijskom polju na vodoravnoj ravnini, tada gravitacija i reakcija ravnine usmjerene u suprotnom smjeru djeluju na njega, kao rezultat toga nastaje međusobni pritisak čestica tijela jedno na drugo. Ljudsko tijelo takve pritiske doživljava kao osjećaj težine. U liftu koji se kreće okomito prema dolje s ubrzanjem jednakim ubrzanju gravitacije, tijelo (sve njegove čestice) i dizalo ne vrše međusobni pritisak jedni na druge i opaža se stanje nulte gravitacije. Imajte na umu da u ovom slučaju gravitacija utječe na sve čestice tijela u stanju nulte gravitacije, ali na površinu tijela ne djeluju vanjske sile (na primjer reakcije podupiranja) koje bi mogle izazvati međusobni pritisak čestica jedni protiv drugih. Sličan fenomen je opažen za tijela smještena u umjetnom satelitu Zemlje (ili svemirskom brodu); ta se tijela i sve njihove čestice, primivši odgovarajuću početnu brzinu zajedno sa satelitom, kreću pod djelovanjem gravitacije duž svoje orbite s jednakim akceleracijama, kao slobodna, bez vršenja međusobnog pritiska, tj. nalaze se u stanju bezvažnosti. Kao i tijelo u dizalu, gravitacija djeluje na njih, ali na površine tijela ne djeluju vanjske sile koje bi mogle izazvati međusobni pritisak tijela ili njihovih čestica jedno na drugo.

Bilo koje tijelo, čije su dimenzije malene u usporedbi sa zemljinim polumjerom, čineći slobodno translacijsko kretanje u gravitacijskom polju Zemlje (i bilo kojeg drugog nebeskog tijela), u nedostatku drugih vanjskih sila, biti će u stanju beztežnosti.

Osim astronauta, oni također „treniraju“ opremu - u nultoj gravitaciji na avionu provode se preliminarne procjene performansi razne opreme. I ne samo u nultu gravitaciju - varirajući profil leta, možete dobiti lunarnu (1/6 Zemlje) i Marsovsku (1/3 Zemljine) gravitacije, dok se trajanje režima povećava.

Zašto ljudi ne lete? Tijekom nulta gravitacije, astronauti uvježbavaju kretanje s jedne na drugu stranu, kao i rad s teretima, svemirskim odijelima i ostalom svemirskom opremom.

Ne samo astronauti

Nedavno je „turistima“ na raspolaganju boravak u nultoj gravitaciji. Naravno, ovo je prilično skupo zadovoljstvo - jedan let grupe od 15 ljudi košta oko 800 000 rubalja, osim toga predstavljeni su određeni medicinski zahtjevi - odsutnost ozbiljnih ozljeda, kardiovaskularnih bolesti, mentalna stabilnost. Za nespremnu osobu bez težine je neugodno psihološki i fiziološki. "Tipična prva reakcija na beztežnost je gubitak orijentacije i povraćanje", objašnjava Boris Naydenov. - Napokon, čak i kratkotrajno izlaganje, recimo, u običnom putničkom avionu kada uđe u zračne rupe uzrokuje nelagodu. A ovdje - gotovo 30 sekundi! Ali u principu se svaka zdrava osoba može naviknuti na to. Preporučujemo da se turisti prije leta dobro odmore, ne piju alkohol, doručkuju normalno, izbjegavaju hranu koja uzrokuje stvaranje plinova i ne piju puno tekućine - nažalost, naš avion nije opremljen WC-om. A povraćanje je normalna fiziološka reakcija, ako je netko "spreman pokazati svoj doručak" - to su higijenski paketi. Mnogi uživaju nultu gravitaciju, ali ne odmah. "

Pitam Borisa o najneobičnijim "turistima". "Koga jednostavno nije morao pratiti! - smije se u odgovoru. - Umjetnici i glumci koji lete ne samo radi zabave jako su nezaboravni. Primjerice, španjolski umjetnik Marcelli Roca s njegovom instalacijom robota s egzoskeletom ili britanska agencija za znanost i umjetnost The Arts Catalysts koja je čak objavila knjigu Zero Gravity: A Cultural User Guide na temelju rezultata ovih letova. A trupa slovenskog nacionalnog kazališta producirala je predstavu nulte gravitacije i ovu produkciju snimila na video. Vrlo često u nultu gravitaciju snimaju oglase. Najviše od svega, vjerojatno se sjećam isječaka iz ekipe 'Formula 1' McLaren / Mercedes. Mika Hakkinen i David Coulthard, koji su sudjelovali u letovima, držali su se izvrsno, osjećali su izvrsnu fizičku kondiciju. "Svidjale su im se senzacije, a moguće je da je upravo ovaj naboj živosti i pozitivnog raspoloženja omogućio da uskoro stignu do vodećih mjesta na prvenstvu."

Autor zahvaljuje kanalu Discovery Science i talijanskoj tvrtki Spaceland na pomoći u pisanju ovog članka.

Članak je objavljen u časopisu Popular Mechanics (br. 11, studeni 2008).

Preporučeno

Tehnika u bitkama za Pobjedu: oluja Berlin
2019
Tajanstveni planet X može ispasti da je glavna crna rupa
2019
Mogu li oživjeti dinosauruse?
2019