«Делай это прямо в скафандр»: какими были первые туалеты в космосе
«Я стал прикидывать расстояние до других иллюминаторов. А Стас помолчал и задумчиво произнес: — Невесомость. .. А как, интересно, космонавты в невесомости ходят в туалет? — Эй, ты не вздумай! — заорал я. — Потерпеть немножко не можешь!» Юлий Буркин, Сергей Лукьяненко. «Сегодня, мама!»
Пятого мая 1961 года NASA во второй раз, после первой неудачной попытки, запускала человека в космос. Прямая трансляция приковала к экранам телевизоров миллионы американцев. Героем дня был астронавт Алан Шепард. Из-за различных технических проблем запуск корабля постоянно откладывался, и хотя на полет отводилось всего 15 минут, Шепард лежал в скафандре в капсуле Freedom 7 вот уже четвертый час и ему страшно хотелось писать.
Трудности американцев
В то время как телезрители вслед за репортерами задавались вопросом, о чем астронавт думает в столь грандиозный момент, в Центре управления полетами стоял дикий переполох. Алан сообщил, что терпеть дольше нет сил, и специалисты в страшной спешке решали, как быть. Дело в том, что никто не предполагал, что полет затянется, и, соответственно, возможности сходить в туалет для астронавта предусмотрено не было. Наконец пришла команда: «Делай это прямо в скафандр». Специалисты решили, что это не опасно, разве что контролировать биение сердца астронавта теперь было нельзя. Электроды, подававшие эти сигналы, разом сошли с ума, как только их достигла теплая струя.
Но полет прошел успешно.Второй американский астронавт Гас Гриссом к туалетным проблемам был вполне готов. Согласно легенде, на суборбиту он летел в гигантском подгузнике, составленном из нескольких женских прокладок. Подгузники для взрослых тогда еще не продавались.
В дальнейшем, когда американцы начали летать на орбиту, астронавтов стали оснащать «более передовой» системой. Специальные мочеприемники собирали мочу, которую хранили в корабле до окончания полета, а во времена программы Apollo стали выбрасывать в открытый космос. Для решения же более сложной физиологической задачи американцы приклеивали к анусу скотчем специальный пакет с внутренними стенками, покрытыми абсорбирующим материалом. После облегчения астронавт специальным выступом этого пакета очищал тело от нечистот, после чего аккуратно отклеивал его, добавлял внутрь консервант и выбрасывал закупоренный пакет в мусорный бак. Для приватности во время этого процесса астронавтам разрешалось выключать бортовую видеокамеру. По сообщениям американской периодики тех лет, бывали случаи, когда такой пакет отклеивался в неподходящий момент. В том числе из-за этого многих астронавтов удручала подобная система, но до появления «Шаттла» им приходилось с ней мириться. Чтобы хоть как-то облегчить страдания покорителей космоса, NASA разрабатывало для них продукты, позволявшие пользоваться пакетами как можно реже.
С заботой о космонавте
В СССР изначально готовились не к 15-минутному суборбитальному полету человека, а к самому настоящему орбитальному. Поэтому к вопросам жизнеобеспечения космонавтов в космосе подошли основательно. Если американцы не снабдили своего астронавта даже простейшим мочеприемником, то Гагарин, летевший тремя неделями ранее, мог при необходимости удовлетворить в полете и малую, и большую нужду. Подобная исключительная забота о первом космонавте сегодня может показаться странной, но все объясняется тем, что рассматривался «нештатный» вариант, если «Восток» не сойдет с орбиты по команде в нужный момент. А в этом случае предполагалась посадка через 3−5 суток, когда «Восток» должен был по законам баллистики самостоятельно сойти с орбиты ИСЗ. На этот случай и было разработано так называемое АСУ, то есть «ассенизационно-санитарное устройство». Но, поскольку схождение с орбиты прошло по плану, Гагарин воспользовался этим устройством только для малой нужды, и то, скорее всего, из любопытства. Как известно, Гагарин, вопреки расписанному по минутам графику запуска, остановил автобус и сходил в туалет незадолго до полета.

С девочками проще
В СССР разработку АСУ для космонавтов Королев поручил Машиностроительному заводу №918 (ныне ОАО «НПП Звезда»). Главной задачей этого предприятия было создание скафандра и катапультного кресла, но, поскольку первые космонавты должны были пользоваться ассенизационным устройством, не покидая своего места и не снимая скафандра, решили, что и его разработку следует доверить «Звезде». Первые АСУ появились еще у собак-космонавтов. Экскременты через определенный промежуток времени отсасывались из-под хвоста, а для поглощения неприятного запаха использовался мох. Кстати, вы никогда не задумывались, почему почти все собаки-космонавты были суками? Оказывается, еще и потому, что разработать ассенизационное устройство для кобелей было несколько сложнее. Впрочем, первые подобные системы совершенством не отличались: бывало, что собаки возвращались на Землю в запачканном виде. АСУ для людей были куда более серьезной разработкой и создавались с нуля.

Основы «асустроения»
«Принцип работы АСУ не изменился со времени полетов первых ‘Востоков', — рассказывает Александр Александрович Белов, конструктор "НПП Звезда". — В невесомости используется раздельный прием жидких и твердых отходов, а земную гравитацию тут заменяет вакуумный отсос».
Для удовлетворения малой нужды космонавт еще на самых первых системах открывал кран, соединявший его мочеприемник с мочесборником. При этом автоматически включался вентилятор и затягивал порцию жидкости в мочесборник, где она впитывалась абсорбирующим материалом, а участвовавший в процессе воздух очищался от вредных и неприятных запахов в специальном дезодорирующем фильтре.

Для твердых отходов в приемном устройстве, на время размещаемом под космонавтом, находился вкладыш. Эластичные шторки на входе вкладыша при подготовке к полету закатывались, оставляя вход открытым. По завершении процесса космонавт использовал гигиенические салфетки, затем сбрасывал шторки вкладыша, и они полностью закрывали содержимое. А чтобы во время, когда шторки вкладыша были еще открыты, отходы удерживались внутри, вентилятор обеспечивал приток воздуха. Причем стенки вкладыша были двухслойными — пористыми изнутри и герметичными снаружи, тогда как дно, напротив, пористым снаружи и герметичным изнутри: благодаря этому отходы не могли протечь за счет создававшегося разрежения. Система была достаточно простой в обращении и более удовлетворительной в гигиеническом отношении по сравнению с американской.

Если первые АСУ лишь отдаленно напоминали земной туалет, то десятилетия спустя прогресс стал неминуем. Нынешние туалеты уже и по удобству пользования, и по внешнему виду близки земным аналогам. Только стоят они гораздо дороже и требуют большего времени для пользования. Во-первых, при большой нужде надо пристегнуться к стульчаку: это делают не только для удобства, но и потому, что в космическом туалете человек отчасти превращается в снаряд с реактивным двигателем. А во-вторых, в космосе нет системы канализации и космонавтам приходится тратить некоторое время на утилизацию отходов.
Откуда у космонавтов чистая одежда, если в космосе ее негде стирать?

Космонавтам приходится по нескольку дней носить одну и ту же одежду. К примеру, они могут целый месяц носить одну и ту же рубашку, или целую неделю пару носок. Главное — сильно «не пачкаться». В целях гигиены обитатели космической станции обтираются влажными полотенцами, пропитанными водой или дезинфицирующим раствором, в голову втирают специальный шампунь, который не требует смывания. Чтобы космонавты меньше потели, в жилых отсеках предусмотрен определенный режим температур, обеспечивающий малое потоотделение, благодаря чему одежда в космосе носится дольше, чем на Земле.
Но так или иначе, потоотделение усиливается при физических нагрузках, например, при обязательных занятиях на тренажерах. Поэтому, когда космонавты занимаются спортом, они постоянно промакивают образующийся пот, который из-за отсутствия гравитации не скатывается по коже, губкой или полотенцем.
Когда же количество грязной одежды достигнет значительного объема, она просто покидает станцию в одном из транспортных кораблей, которые периодически доставляют на МКС грузы (в том числе и новую одежду). В истории космонавтики зафиксирован единственный случай стирки прямо в космосе, когда американский астронавт настолько не хотел расставаться со своими любимыми шортами, что постирал их в пластиковом пакете. Конечно, каждая такая отправка чистой одежды — головная боль для инженеров, которые, планируя полет, учитывают каждый грамм.
В настоящее время проблемой одежды для астронавтов занимается ученые NASA, которые стремятся подлить срок ее использования за счет антибактериальной ткани, защищающей в том числе от появления неприятного запаха.
Как ни банально, тяжелый запах представляет собой серьезную проблему для космонавтов. Ведь они живут в тесном контакте в ограниченном пространстве на протяжении многих месяцев. И в космосе нет никакой возможности ни выйти подышать свежим воздухом, ни просто проветрить помещение.
Детонационный двигатель: как он устроен и чем так важен для современного ракетостроения


Для работы вращающегося детонационного ракетного двигателя требуется гораздо меньше топлива, чем для двигателя внутреннего сгорания, используемого в настоящее время в ракетах. То есть, в будущем появятся более эффективные и менее затратные способы доставки космических кораблей в космос.
Таким образом, в ходе эксперимента, проведенного аэрокосмическим инженером Каримом Ахмедом из Университета Центральной Флориды и его коллегами в мае 2020 года, были впервые представлены доказательства безопасной и эффективной детонации водорода и кислорода во вращающемся детонационном ракетном двигателе.
Идея вращающегося детонационного двигателя появилась в 1950-х годах. Суть технологии кроется в закольцованной камере сгорания, расположенной между двумя цилиндрами, которые находятся один внутри другого.
В камеру через небольшие отверстия (форсунки) впрыскиваются газообразное топливо и окислитель, после чего они поджигаются. Это создает первую детонацию, которая испускает сверхзвуковую ударную волну, идущую по закольцованной камере сгорания. Сделав один оборот и вернувшись к форсункам, она поджигающую следующую порцию топлива и окислителя — взрыв создает следующую сверхзвуковую волну и так далее. В результате серии взрывов появляется тяга.
Преимуществом технологии является меньший расход топлива (на 25%) при той же тяге, поэтому американские военные активно вкладываются в разработку вращающегося детонационного двигателя, надеясь впоследствии ежегодно экономить около 400 миллионов долларов на запусках ракет.
Но у нового двигателя есть важные особенности: детонация хаотична и ее сложнее контролировать. То есть двигатель требует тщательной калибровки. Важно не только используемое топливо и соотношение его с окислителем, но и размер форсунок, диаметр и толщина камеры, размер и форма реактора, место и момент впрыска топлива. Ахмед и его команда заняты именно настройками двигателя и его калибровкой. Они создали небольшой прототип двигателя диаметром 7,6 сантиметров и успешно испытали его в работе.
Свежие комментарии