Инженер-конструктор Владимир Бугров раскрыл детали первого выхода человека в открытый космос
Летчик-космонавт СССР, дважды Герой Советского Союза, генерал-майор авиации Алексей Леонов родился 30 мая 1934 года. Именно он стал первым человеком в мире, совершившим выход в открытый космос.
Чем была обусловлена необходимость выполнить подобную операцию? Насколько значимым стало это событие в масштабах истории? Какие выводы удалось сделать специалистам по результатам выхода космонавта в открытый космос? На эти и другие вопросы в интервью ФАН инженер-конструктор космической техники, кандидат в космонавты, разработчик проектов экспедиций на Марс и Луну Владимир Бугров.
— Вам довелось лично знать Алексея Леонова?
— Мы были в Киеве на заводе «Арсенал» на защите эскизного проекта по фотоаппарату, который должен был работать на Луне. Вот туда и поехали я, Леонов, Попович и еще специалист по фото.
— Каким этот человек был в личном общении?
— Достаточно простой. Он очень легко откликался на любые просьбы, по крайней мере, мои. Несколько раз я к нему обращался по поводу спортивного инвентаря для наших секций. Он всегда был готов писать письма в спорткомитет, походатайствовать об оснащении нашего горнолыжного отряда.
— На Ваш взгляд, насколько значимым событием стал выход Алексея Леонова в открытый космос?
— Понимаете, в чем дело. Сегодня все эти события расцениваются, как какое-то невероятное достижение. Когда я рисовал компоновку марсианского корабля и всего комплекса в отделе Михаила Тихонравова, где-то в 1962 году, там предполагалось наличие довольно сложных конструкций снаружи. Мне, как инженеру, было понятно, что их невозможно целиком в сложенном виде прижать к корпусу, а потом автоматически развернуть. Обязательно потребуется участие человека в их монтаже.
А сможет ли человек что-то делать снаружи корабля? Вот этот вопрос я задал Михаилу Тихонравову, мы его долго обсуждали с коллегами у себя в отделе. Каково человеку придется в скафандре, снаружи корабля и как он себя будет чувствовать? Вопрос этот был совершенно загадочным и непонятным. Так и появилась идея провести эксперимент с выходом человека в открытый космос для того, чтобы он попытался понять своего участия в таком монтаже.
— Получается, что выход Алексея Леонова в открытый космос — напрямую связан с вами?!
— Нет, он не связан со мной напрямую. Он напрямую связан с проектом экспедиции человека на Марс, так будет точнее. Я некоторым образом причастен к этому эксперименту. Поскольку время поджимало, этот эксперимент старались провести побыстрее. Это делалось не для того, чтобы кого-то там обогнать, что-то кому-то показать. Чушь это. Итоговое решение принимали Михаил Тихонравов с Сергеем Королевым.
— Какие же результаты были получены по итогам этого эксперимента?
— Результатом мы, конечно же, были не удовлетворены. Леонов не сумел включить видеокамеру. Заметил, как на кадрах хроники он все время себя хлопает? Стало ясно, что вся эта задача непростая. Нужно было совершенствовать скафандры, чтобы они позволяли работать. Они ведь изначально не были предназначены для работы в космосе. Они задумывались, как дополнительное средство безопасности, не более того. Вот сегодня люди выходят в открытый космос, выполняют там операции. Просто в то время таких экземпляров еще не было.
— Так был ли скафандр, в котором Алексей Леонов выходил в открытый космос, вообще предназначен для такой задачи?
Не нужно смаковать это. По поводу той же ракеты Н1, какой только грязью ее ни облили: бесперспективная, не будет летать! Она прекрасно летала! Все замечания, которые появились за четыре осуществленных пуска, были устранены. Двигатели стали такими безопасными, что американцы закупили целую партию, чтобы их использовать. Первые же образцы всегда имеют право на какие-то дефекты.
18 марта 2023 17:02
Прошло ровно 58 лет с того момента, как в открытый космос вышел первый человек. Им стал наш космонавт Алексей Леонов, чей космический полет был совершен в паре с Павлом Беляевым. 18 марта 1965 года он совершил настоящий подвиг, сравнимый лишь с полетом Юрия Гагарина.
Леонова по праву можно назвать настоящим первооткрывателем космического пространства — его шаг в «пустоту» стал огромным шагом для всего человечества.
Сегодня, в годовщину этого памятного события, ФАН предлагает своим читателям вместе вспомнить о нем.
Подготовка корабля
Советские ученые проделали гигантскую работу для того, чтобы Алексей Леонов смог выйти в открытый космос. Задача усложнялась тем, что параллельно с советской миссией готовилась американская — в условиях космической гонки ученые и инженеры работали в условиях жесточайшего цейтнота, вновь, как и с Гагариным, корабль пришлось запускать не до конца готовым. Однако «Восток-2» уже не был тем экспериментальным космическим судном, которое пилотировал первый человек, отправившийся в космос. Корабль был надежен, однако его следовало переделать так, чтобы он был пригоден для выхода пилота в космическое пространство.
Для этого в «Восток-2» сделали специальный отсек, в котором находилась гибкая (надувная) шлюзовая камера «Волга». Без нее корабль при открытии люка просто оказался бы разгерметизированным, и весь экипаж мог погибнуть — именно такому риску оказалась подвергнута последовавшая через три месяца американская миссия, целью которой было повторение подвига Леонова. Работу «Волги» проверили незадолго до запуска «Восхода-2» — на автоматическом корабле «Космос-57». Помимо прочих полезных конструкций, в шлюзе размещались две кинокамеры для съемки всего процесса и системы освещения.
Миссия
Вылет «Восход-2» состоялся в 10 утра 18 марта с космонавтами Алексеем Леоновым и Павлом Беляевым на борту. Выйдя на орбиту, они надули шлюз и подготовили скафандр мягкого типа «Беркут». Уже в 11 часов 32 минуты Беляев подал команду поднять люк шлюзовой камеры, и спустя пару минут Алексей Леонов вышел в открытый космос. На внешней оболочке «Востока-2» были установлены телекамеры, фиксировавшие процесс и передававшие сигнал на приемные станции, где его уже записывали на пленку.
Чтобы Леонов не улетел в космическое пространство, его прикрепили к кораблю гибким фалом длиной в 5,35 метра. Как вспоминает сам космонавт, через короткое время нахождения в открытом космосе его гибкий скафандр сильно раздулся из-за разницы в давлении, в результате чего ему было крайне сложно пользоваться собственными пальцами — они буквально «вышли» из перчатки, ставшей крайне большой для них.
В результате Леонову пришлось снизить давление в скафандре до 0,27 атмосфер (при нормальном уровне в 0,4 — 0,5), чтобы просто вернуться на корабль, поскольку размеры скафандра не позволяли протиснуться ему в проем шлюза. Это создавало для него дополнительные риски: по словам самого космонавта, у него в крови начал постепенно закипать азот. Если бы Леонов спустил давление еще сильнее или пробыл бы в таком состоянии чуть дольше, миссия могла закончиться его гибелью.
Всего космонавт провел в открытом космосе 23 минуты 41 секунду при запасе кислорода на полчаса. Однако вскоре после закрытия люка корабля экипаж заметил нарастание парциального давления кислорода в кабине. Оно возросло настолько, что даже малейшая искра могла привести к взрыву и уничтожению корабля вместе с людьми на нем. Именно так погиб экипаж американского корабля «Аполлон-1».
Впоследствии, после срабатывания аварийных механизмов, давление пришло в норму, и «Восток-2» приступил к снижению. После ряда внештатных ситуаций космонавтам все-таки удалось приземлиться, однако место, где они это сделали, оказалось настолько удаленным от населенных пунктов, что властям СССР пришлось устраивать целую спасательную операцию. Спустя двое суток, проведенных в лесу, Леонов и Беляев были эвакуированы на вертолете. Впоследствии оба были отмечены советской властью званиями и наградами.
Отражение в культуре
Самым ярким высказыванием на тему первого выхода человека в открытый космос стала картина режиссера Дмитрия Киселева «Время первых», где роль Леонова исполнил Евгений Миронов, а Беляева — Константин Хабенский. Фильм получил хорошие отзывы кинокритиков и был благосклонно принят зрителями.
Российские СМИ писали, что «Время первых» поражает сочетанием голливудских спецэффектов и «родных» актеров, что еще совсем недавно сложно было представить. Среди журналистов даже звучали предложения «писать по «Времени первых» учебник для российских кинематографических вузов и школ». В то же время, некоторые критики отмечают, что фигура Беляева оказалась «чересчур пессимистичной», а его роль в миссии по сравнению с реальным прототипом — занижена.
Так или иначе, но в целом фильм сумел отразить самое важное — историчность событий, в которых довелось поучаствовать Леонову и Беляеву. Обоих пионеров космоса можно назвать настоящими героями — и это не фигура речи.
Ранее ФАН писал про подвиг и жизнь Юрия Гагарина в честь 89 лет со дня его рождения.
11 октября 2019 года Алексей Леонов умер. Ему было 85 лет. Этот текст о нем был опубликован в марте 2014 года.
«Меня поразила тишина. Тишина, необыкновенная тишина. И возможность услышать свое собственное дыхание и сокращение сердца. Я слышал, как бьется мое сердце, я слышал мое дыхание», — Алексей Леонов
18 марта 1965 года в 10 часов 00 минут по московскому времени с Байконура стартовал космический корабль «Восток». На его борту находились два советских космонавта: командир Павел Иванович Беляев и пилот Алексей Архипович Леонов. Через полтора часа один из них шагнул в бездну, избавился от крепкой оболочки корабля и вышел в открытый космос. С планетой Земля его связывал лишь фал длиной 5,5 метров. Так далеко от своей Родины не летал еще никто.
Прошло почти четыре года со дня полета Юрия Гагарина, весь мир был увлечен космической гонкой двух сверхдержав — СССР и США. Они отправили уже по несколько пилотируемых кораблей; в 1964 впервые на советском «Восходе» нового типа в космос отправились сразу три человека, теперь предстоял следующий принципиальный шаг — выход в открытый космос.
Обе державы, усиленно занимавшиеся космической программой, одновременно приходили к очевидным проблемам, требующим решения. Рано или поздно при планируемых длительных полетах потребуются профилактические и ремонтные работы снаружи корабля, кроме самих космонавтов выполнять их будет некому, следовательно, нужно было разработать безопасную и действенную систему их осуществления. В СССР этой проблемой занимался Королев, а главным специалистом-исполнителем стал молодой космонавт из первого отряда — Алексей Леонов. По программе разработали усовершенствованный вариант новейшего космического аппарата «Восход», шлюзовую систему и специальный защитный скафандр. К февралю 1965 года все было готово, оставался последний бросок.
Корабль
«Восход-2» стал усовершенствованной версией первого корабля, на котором в 1964 году впервые был совершен одновременный полет сразу трех космонавтов: Владимира Комарова, Константина Феоктистова и Бориса Егорова. В кабине было так тесно, что им пришлось лететь без скафандров, и в случае разгерметизации корабля им грозила неминуемая гибель. Вес «Востока-2» составлял почти 6 тонн, диаметр 2,5 метра, а высота почти 4,5 метра. Новый корабль приспособили для полета двух человек и оснастили уникальным надувным шлюзом для выхода в открытый космос «Волга» — там камера надувалась и готова была принять космонавта. Ее внешний диаметр 1,2 метра, внутренний всего 1 метр, а длина – 2,5 метра. При подготовке к посадке камера отстреливалась и корабль приземлялся без нее.
Стоит отметить, что полет «Восхода-2» со шлюзовой камерой и экипажем на борту был рискованным, так как предварительно проверить работу всех систем не удалось. 22 февраля 1965 года, меньше чем за месяц до полета Беляева и Леонова, беспилотный корабль «Космос-57» (копия «Востока-2») во время испытательного полета был взорван из-за ошибочной команды на самоуничтожение. Несмотря на это, Королев (главный конструктор всей программы) и Келдыш (Президент Академии Наук СССР), посоветовавшись с космонавтами, решили не отменять запланированный полет.
Доспехи
Первый скафандр для выхода в открытый космос назывался «Беркут» (к слову, все советские и российские скафандры носят имена хищных птиц: «Орлан», «Ястреб», «Сокол», «Кречет»), вместе с ранцем он весил 40 килограмм, что, конечно же, не имеет никакого значения в условиях невесомости, но дает представление о серьезности конструкции. Все системы были максимально простыми, но эффективными. Например, конструкторы решили обойтись без регенерационной установки для экономии места и выдыхаемый углекислый газ выпускался через клапан прямо в открытый космос.
Однако на тот момент в скафандре использовались несколько новейших технологий того времени: экранно-вакуумная изоляция из нескольких слоев металлизированной ткани защищала космонавта от перепадов температуры, а светофильтр на стекле шлема спасал его глаза от яркого солнечного света.
«Беркут» использовался всего один раз во время полета «Восхода-2» экипажем Беляева и Леонова и является на данный момент единственным универсальным скафандром, то есть предназначавшимся как для спасения пилотов при разгерметизации корабля, так и для выходов в открытый космос.
Угрозы
Вы все, конечно же, смотрели фильм «Гравитация», получивший 7 Оскаров, а потому должны иметь хорошее представление о всех опасностях, угрожающих космонавту в открытом космосе. Это опасность потерять связь с кораблем, опасность столкнуться с космическим мусором и, наконец, опасность истечения запасов кислорода до возвращения на корабль. Помимо этого существует и опасность перегрева или переохлаждения, а также поражения радиацией.
Леонов был привязан к кораблю прочным фалом длиной пять с половиной метров. В ходе полета, он неоднократно вытягивался на всю длину и снова подтягивался к кораблю, фиксируя все свои действия на кинокамеру. В 60-х еще не существовало ракетных ранцев (устройство для перемещения и маневрирования космонавта) позволяющих полностью свободно отделяться от корабля и возвращаться на него, так что тонкая крепкая веревка на двух металлических карабинах — это в буквальном смысле все, что связывало Леонова с жизнью и возможностью вернуться домой.
вероятность столкнуться с каким-либо космическим мусором, вращающимся на орбите Земли, в 1965 году была еще очень мала. До полета «Восхода-2» в космосе побывали всего лишь 11 пилотируемых кораблей и несколько спутников, при этом на довольно низких орбитах с относительно большой плотностью атмосферных газов, соответственно, большая часть мельчайших частиц краски, обломков и прочего мусора, остающегося после этих кораблей, вскоре сгорала, не успев причинить никому вреда. До формулирования синдрома Кесслера было еще далеко, и советская космическая программа не воспринимала эту опасность всерьез.
Скафандр «Беркут», разработанный специально для выхода в открытый космос и имевший полную автономность, имел запас всего в 1666 литров кислорода, а для поддержания необходимого давления газа и жизнедеятельности космонавта необходимо было тратить больше 30 литров в минуту. Таким образом, максимальное время пребывания вне корабля составляло всего лишь около 45 минут, и это на все про все: вход в шлюз, выход в открытый космос, пребывание в свободном полете, возвращение в шлюз и ожидание времени его закрытия. Общее время выхода Леонова составило 23 минуты 41 секунду (из них вне корабля 12 минут 9 секунд). Никакого запаса на исправление ошибок или спасение не предусматривалось.
Температурный режим и радиация
Леонов успел фактически чудом успеть завершить свой выход до попадания корабля в тень от Земли, где низкие температуры могли осложнить все его действия и привести к смерти. В кромешной тьме он бы не смог справиться с фалом и входом в шлюз. Нахождение на солнечной стороне в течение каких-то 12 минут заставляло его обливаться потом. «Терпения уже не было, по лицу пот тек не градом, а потоком, да такой едкий, что глаза жгло» — вспоминает Леонов. Что касается радиации, то тут ему относительно повезло. На апогее орбиты почти в 500 километрах над землей, «Восход-2» задевал только нижний край радиационно-опасной зоны, где излучение может составлять до 500 рентген/час (смертельная доза за несколько минут), кратковременное нахождение в ней и хорошее стечение обстоятельств не привели к страшным последствиям. По приземлении у Леонова зафиксировали дозу в 80 миллирад, что значительно превышает норму, но к повреждениям здоровья не приводит.
Полет
На первом же витке полета была надута шлюзовая камера. Оба члена экипажа заняли свои места и облачились в скафандры. На втором витке Леонов перелез в шлюзовую камеру, а командир плотно задраил за ним люк. В 11:28 из «Волги» стравили воздух — время пошло, теперь Леонов был полностью автономен. В 11:32 с пульта управления был открыт наружный люк, через две минуты в 11:34 Леонов покинул шлюз и отправился в открытый космос.
В момент выхода пульс космонавта составлял 164 удара в минуту. Леонов отдалился от корабля на метр, а затем снова вернулся. Тело свободно разворачивалось в пространстве. Через стекло своего шлема он смотрел на проплывающее прямо под ним Черное море, на корабли, плывущие по его темно-синей глади.
Он несколько раз повторил свой маневр отхода и подхода к кораблю, свободно вращаясь и раскинув руки, все это время разговаривая по радиостанции с командиром корабля и наземными службами. Над Волгой Беляев подключил телефон в скафандре Леонова к передачам Московского радио, по которому Левитан читал сообщение ТАСС о выходе человека в открытый космос. В это время весь мир с помощью телетрансляции с камер корабля мог видеть, как Леонов машет рукой всему человечеству прямо из открытого космоса.
Рекордный полет Леонова продолжался 12 минут и 9 секунд.
Непредвиденные обстоятельства
При подготовке к полету на земле были отработаны 3000 различных аварийных ситуаций и их решений. Но Леонов говорил, что по закону в космосе случится и 3001-ая, и ее тоже нужно будет решить. Так и произошло.
«Я молча, не докладывая на Землю (вот это мое было очень большое нарушение), принимаю решение и сбрасываю давление из скафандра практически в 2 раза, на 0,27 вместо 0,5. И у меня сразу руки встали на место, я смог работать в перчатках».
Но это порождало страшные последствия — из-за падения парциального давления кислорода он попадал в зону закипания азота (кессонная болезнь, известная у ныряльщиков). А нужно было спешить. Командир корабля Беляев, видя, что тень неумолимо приближается, и в полной темноте и при предельном минусе Леонову уже ничто не сможет помочь, торопил своего пилота.
Тогда Леонов в нарушение всех инструкций сделал последнюю отчаянную попытку — сбросил с помощью клапана давление в скафандре до предельного минимума, втолкнул кинокамеру в шлюз и, развернувшись вперед головой, втянулся внутрь на руках. Это удалось сделать лишь благодаря отличной физической подготовке — измотанный организм отдал последнюю энергию этому усилию. Внутри камеры Леонов с большим трудом развернулся, задраил люк и, наконец, отдал команду выровнять давление. В 11:52 в шлюзовую камеру начал поступать воздух — это и стало окончанием выхода Алексея Леонова в открытый космос.
Возвращение домой
Борьба Леонова за жизнь была завершена; люк за его спиной захлопнулся, отделив тесный светлый уютный мирок кабины «Восхода-2» от темного бесконечного холода космического пространства. Но тут возникла другая проблема. Начало повышаться парциальное давление кислорода в кабине, оно дошло уже до 460 мм и продолжало расти, — и это при норме в 160 мм. Малейшая искра в электросхемах приборов могла привезти к взрыву. Позднее выяснилось, что из-за того, что долгое время «Восход-2» был стабилизирован относительно Солнца, он нагревался неравномерно (с одной стороны +150°С, а с другой -140°С), что привело к незначительной деформации корпуса. Датчики закрытия люка сработали, но осталась небольшая щель, из которой улетучивался воздух. Система автоматики исправно обеспечивала жизнеобеспечение космонавтов, подавая в кабину кислород. Разобраться самостоятельно с этим экипаж был не в силах, и космонавтам оставалось лишь с ужасом наблюдать за показаниями приборов. Когда общее давление достигло 920 мм, люк под его напором захлопнулся, и угроза миновала — вскоре атмосфера внутри кабины нормализовалась.
Но и на этом беды космонавтов не закончились. В штатном режиме корабль должен был начать программу посадки после 17-ого витка, но тормозная двигательная установка не сработала в автоматическом режиме, и корабль продолжал с бешеной скоростью нестись по орбите. Сажать корабль пришлось в ручном режиме, Беляков сориентировал его в правильное положение и направил в безлюдную местность в тайге в районе Соликамска. Больше всего тогда командир боялся попасть в густонаселенный район и задеть линии электропередач или дома. Был также риск залететь на недружественную на тот момент территорию Китая, но всего этого удалось избежать. После включения тормозных двигателей и торможения в атмосфере потянулись мучительные секунды ожидания. Но все обошлось: парашютная система сработала в штатном режиме, и «Восход-2» приземлился в 30 километрах юго-западнее города Березники в Пермской области. Командир блестяще справился с задачей, отклонившись от расчетной точки всего на 80 км с учетом того, что корабль летел со скоростью около 30 000 км/ч.
С вертолета очень быстро обнаружили красные парашюты, повисшие на верхушках деревьев, но вот найти место для посадки и вытащить удачно приземлившийся экипаж не было никакой возможности. Двое суток Беляев и Леонов просидели в заснеженной тайге, ожидая прибытия помощи. Не вылезая из скафандров, они закутались в теплоизоляционную обшивку, обмотались стропами парашютов, развели костер, но в первую ночь согреться не удалось. Наутро им сбросили продукты и теплые вещи (пилоты сняли куртки со своих плеч), на канатах спустили группу с врачом, которая, добравшись до приземлившихся космонавтов, смогла обеспечить им лучшие условия. Все это время неподалеку вырубали площадку для приземления эвакуационного вертолета, куда космонавты могли добраться на лыжах. Уже 21 марта Беляев и Леонов были в Перми, откуда доложили об удачном завершении полета лично генсеку КПСС Леониду Брежневу, а 23 марта героев встречала Москва.
***
П. Беляев и А. Леонов
20 октября 1965 года Международная авиационная федерация (FAI) отметила рекорд пребывания человека в открытом космическом пространстве вне корабля — 12 минут и 9 секунд. Алексей Леонов получил высшую награду FAI — золотую медаль «Космос» за первый выход в открытое космическое пространство в истории человечества. Командир экипажа Павел Беляев также получил медаль и диплом.
Леонов стал пятнадцатым человеком в космосе, и первым человеком, совершившим следующий принципиальный шаг после Гагарина. Остаться один на один с бездной, самым враждебным пространством для человека, посмотреть на звезды лишь через тонкое стекло шлема, услышать стук своего сердца в абсолютной тишине и вернуться назад — это настоящий подвиг. Подвиг, за которым стояли тысячи ученых, инженеров, рабочих и миллионы простых людей, но совершил его один человек — Алексей Леонов.
