Чем на самом деле занимаются космонавты на орбите: Их знания спасают людей и помогут покорить Марс

Наиболее критической является ситуация с поставками свежих овощей и фруктов на орбиту. Космонавты иногда получают небольшие партии этих продуктов, однако их отправка весьма затратна и неэффективна. Несмотря на это, свежие фрукты обладают непревзойденным вкусом. Примечательно, что потерпевший аварию грузовой корабль «Прогресс МС-04» вез на Международную космическую станцию (МКС) новогодние мандарины, которые, к сожалению, не смогли достигнуть своих получателей.

Как живут на МКС: физкультура, гигиена и невесомые весы

Путешествие в космос в настоящее время означает исключительно одно — посещение Международной космической станции, которая на данный момент является единственным внепланетным домом для человечества. Проживание на МКС сопряжено с определенными трудностями. Давайте подробнее разберемся, как устроен жизнь астронавтов, начиная от умывальника и заканчивая спальными местами.

Утро на МКС начинается в 6:00 по Гринвичу, что соответствует девяти часам утра в Москве. В это время солнце может как освещать станцию, так и быть скрыто за горизонтом, поскольку каждые 24 часа обитатели МКС наблюдают 16 восходов и закатов. Полтора часа спустя осуществляется связь с Землей. За это время требуется быстро проверить системы станции и подготовиться к дню. Гигиена

В умывальном отсеке хранится личные предметы экипажа: зубные щетки, туалетные принадлежности и бритвы. Процедуры умывания проводятся так же, как на Земле, но вода не подается из крана. Вместо этого она находится в специальных полиэтиленовых пакетах с трубочкой для удобства использования.

Несмотря на отсутствие земного притяжения, вода, выпущенная из контейнера, не распыляется по всему отсеку. Сила поверхностного натяжения позволяет удерживать небольшое количество воды на коже астронавтов, что дает возможность распределить её на теле вместе с гелем для душа. Остатки воды после использования собираются полотенцем и оставляются сушиться возле вентиляционного окна. Поскольку температура в помещении поддерживается на уровне, близком к комнатной, влага быстро испаряется и поднимается в вентиляцию, где снова конденсируется, очищается и возвращается в систему для повторного использования.

Косметические средства на борту такие же, как и на Земле, но также упакованы в привычную для нас тару. Мужская часть экипажа может использовать как двухлепестковые станки, так и электробритвы. Обычное место для бритья тоже расположено рядом с вытяжкой, чтобы избежать распространения срезанных волос по отсеку, а затем вытяжные отверстия очищаются с помощью пылесоса. Стрижка ногтей также производится с использованием пылесоса для сбора обрезков.

Некоторые астронавты-женщины имеют длинные волосы, однако ухаживать за ними на станции не является серьезной проблемой. Для мытья головы, за исключением тех, кто предпочитает быть полностью лысым, как итальянский космонавт Лука Пармитано, астронавты используют несмываемый шампунь. Сначала волосы смачиваются из тюбика, затем наносится шампунь, и после этого волосы вытираются полотенцем.

Чистка зубов осуществляется совершенно привычным образом: кто-то использует электрические зубные щетки, а кто-то — обычные. После процедуры остатки зубной пасты и воды аккуратно выплевываются в полотенце. Правда, некоторые космонавты предпочитают глотать пасту, что не вредно и позволяет экономить полотенца.

Полотенца, как и другая одежда астронавтов, не подлежат стирке. На МКС условия для стирки ограничены количеством доступной воды. Поэтому все загрязненные вещи собираются в контейнеры и помещаются в грузовой корабль, который затем покидает станцию и сгорает в атмосфере. В то же время скафандры периодически отправляются на Землю для стирки и ремонта. Это приводит к тому, что костюмы для выходов в открытый космос являются единственной частью гардероба, которая подвергается регулярной стирке.

Измерения

Как можно контролировать вес в условиях невесомости? На борту МКС находятся сразу два устройства для измерения массы тела, так как медицинским работникам на Земле крайне важно знать, не теряют ли астронавты слишком много мышечной массы в результате особенностей невесомости (в данном контексте проблему лишнего веса не рассматривают, поскольку астронавты занимаются физической активностью около 2,5 часов в день, а их питание сбалансировано и не избыточно).

Первый инструмент — советский измеритель массы ИМ-01М — работает по принципу гармонического осциллятора: он рассчитывает массу тела на основании измерения периода колебаний платформы, на которой стоит астронавт. В то время как второй прибор, американский Space Linear Acceleration Mass Measurement Device (SLAMMD), использует второй закон Ньютона, который связывает силу с массой и ускорением. Астронавт становится на длинное плечо устройства, основание которого устанавливается на платформу, поддерживаемую двумя пружинами. Измеряя ускорение, прибор вычисляет массу тела.

Точность российского прибора составляет до 200 граммов, у американского она примерно такая же. Однако в среднем между показаниями двух устройств наблюдается расхождение в 1,1 килограмма. Хотя ни одно из них не обеспечивает высокой точности абсолютного измерения массы, они позволяют фиксировать относительные изменения массы тела космонавтов.

В отличие от массы астронавтов, температура тела интересует медиков в меньшей степени. Космонавты на МКС практически не болеют, так как в условиях замкнутого пространства нет источников распространения вирусов, а переохлаждение тоже маловероятно, так как на станции температура немного выше нормы. В случае необходимости измерить температуру тела, в скафандрах установлены заушные термометры – как российские, так и американские.

Два года назад в рамках эксперимента Thermolab всему экипажу станции требовалось носить круговые термометры на лбу. Этот эксперимент немецкие ученые проводили для исследования влияния невесомости на циркадные ритмы, а температура тела является одним из основных показателей работы биологических часов организма. После завершения исследования термометры на МКС больше не использовались.

Что делают космонавты на МКС?

Главное назначение Международной космической станции — проведение исследований в условиях невесомости. Отсутствие земной гравитации открывает уникальные возможности для экспериментов, которые невозможно провести на планете. При этом многие физические и химические процессы ведут себя иначе в невесомости, выявляя интересные свойства материалов. В частности, космонавты на МКС занимаются выращиванием уникальных кристаллов, исследуют новые характеристики металлов, сплавов и плазмы, а также изучают физику высоких энергий.

Кроме того, важной областью исследований является космическая биология. Астронавты разрабатывают новые лекарства и медицинские технологии, а также изучают свойства белков и живых организмов в условиях невесомости.

Существует еще одна функция, совмещающая в себе как исследовательские задачи, так и аспект безопасности — это обнаружение астероидов. Для этого на МКС используются сложные тепловые и инфракрасные модули, которые позволяют космонавтам изучать далекий космос и заранее предупреждать о возможности падения астероидов на Землю.

Естественно, значительное внимание уделяется и исследованиям самого космического пространства. Космос подразумевает изучение вакуума, низких температур, радиации и космических лучей. Без понимания этих свойств невозможно ни планировать будущие космические миссии, ни вести любые исследования во Вселенной. На Земле такие исследования невозможны из-за атмосферы, которая вносит значительные искажения в физические процессы.

А если конкретнее об исследованиях?

Одно из наиболее значимых и известных открытий, сделанных на МКС, – это измерение поглощаемой дозы радиоактивного излучения. Космические условия, в которых отсутствует мощное магнитное поле и защищающая атмосфера, позволяют эффективно оценить последствия воздействия радиоактивного излучения и, соответственно, разработать методы его защиты.

Еще одним важным результатом стало выращивание белковых кристаллов в условиях невесомости, что имеет гигантское значение для будущих исследований в области астроагрономии и астробиологии с целью колонизации новых планет.

Сорбитальной высоты космонавты также ведут наблюдения за Землей. Например, осуществляется мониторинг динамики опустынивания, прогнозируются ураганы и осадки, а также изучается состояние озонового слоя. Более того, на МКС проводятся исследования воздействия земных вирусов в космической среде.

Существует ряд экспериментов, результаты которых кажутся незначительными на фоне масштабов международной космической станции, однако оказывают прямое положительное влияние на повседневную жизнь на Земле. Так, например, компания Procter & Gamble, производящая различные бытовые химические средства, значительно улучшила свои продукты с использованием данных, полученных в ходе космических исследований. Многие знакомые бренды, такие как Tide, Gillette и Pantene, стали лучше именно благодаря разработкам, проводимым на МКС.

Изучать Землю

Космонавты на МКС занимаются дистанционным зондированием нашей планеты. Каждый день они наблюдают через видоискатели своих фотокамер за Землей в рамках различных экспериментов. Хотя может показаться странным, что таким занимаются астронавты, когда многие спутники уже запущены для постоянного наблюдения Земли, стоит отметить, что спутники получают команды на выполнение задач, после чего следует длительный процесс передачи и обработки данных. Этот процесс может занять часы и даже дни. В то время как космонавты могут фиксировать изменения на поверхности и в атмосфере в режиме реального времени, что позволяет точно прогнозировать природные аномалии, землетрясения и иных техногенные происшествия.

Даже обычная тренировка на орбите (упражняется Олег Артемьев) имеет научное значение — данные, получаемые с датчиков, анализируются для получения информации о том, как ведет себя организм в условиях невесомости. Фото: Роскосмос

Разрабатывать защиту от радиации

С каждым годом на МКС накапливаются все новые данные о защите от радиации. Хотя на низкой околоземной орбите уровень радиации не столь высок, как вне радиационных поясов и в глубококосмическом пространстве, полученные данные также ценны для земной науки.

Например, летчик-космонавт Евгений Хрунов защитил диссертацию на тему биомеханики работы человека в условиях космического пространства, а после катастрофы на Чернобыльской АЭС активно участвовал в ликвидации её последствий. Его знания о влиянии радиации на человеческий организм и методы его защиты оказались крайне полезными в тех сложных условиях.

Экипаж в каютах располагается ногами к Земле, а в МЛМ — наоборот

— Вы упомянули, что занимаетесь спортом в космосе — для этого есть отдельное помещение?

— Наш служебный модуль довольно универсален и предназначен для решения множества рабочих и бытовых задач. Он выполняет функции как центрального управления, так и научной лаборатории, а также там расположено разнообразное бортовое оборудование. В этом модуле находятся каюты для экипажа, туалет, стол и тренажеры для выполнения физических упражнений. В российском сегменте это беговая дорожка, велотренажеры и эспандеры.

В американской части станции, кроме беговой дорожки и велотренажера, также присутствует универсальный силовой тренажер, что является хорошим оборудованием для профилактики негативных последствий невесомости и поддержания физической формы.

— Как спят космонавты? Сколько времени выделяется на сон и есть ли у вас настоящие кровати и постельное белье?

— В служебном модуле находятся две каюты, а с момента поступления многофункционального лабораторного модуля (МЛМ) в состав российского сегмента, теперь в наличии три спальных места. Каюта представляет собой небольшое пространство, по форме и размеру напоминающее шкаф или холодильник. На стене одной из стенок крепится спальный мешок, который можно сравнить с туристическим спальником, но обладающий особыми характеристиками. Внутри располагается вкладыш — это и есть постельное белье, которое заменяется по установленным стандартам.

На сон выделяется 8,5 часов. Экипаж может спать в любом положении, что обусловлено особенностями расположения кают и ориентации самой станции. Например, в служебном модуле российский экипаж располагается ногами к Земле, а в МЛМ наоборот. Однако это совершенно не вызывает дискомфорта, так как в условиях невесомости положение тела не имеет значения.

Выход в открытый космос. Фото: Госкорпорация Роскосмос

Чтобы зафиксировать себя в спальном мешке, установлена специальная система фиксации, которая помогает астронавту оставаться на плоской поверхности. Это также предотвращает случайное выскальзывание из спального мешка во время сна, хотя он дополнительно фиксируется молнией.

В МКС есть связь по электронной почте — можно читать новости и общаться с родными

— Разрешается ли брать с собой в космос какой-либо личный предмет, чтобы создать атмосферу уюта?

— Да, у нас есть возможность брать с собой личные вещи. Следует отметить, что всё необходимое для жизнедеятельности, включая гигиенические средства, белье и питание, предоставляет космическое агентство. Каждый член экипажа имеет право на провоз не более 1 кг личных грузов и объемом не более 1 литра в целях психологической поддержки.

Как правило, это памятные вещи, напоминающие о семье и родных — фотографии, письма, открытки, сувениры и книги. Например, мои личные вещи включали миниатюры книг, такие как Евангелие и Псалтырь. У каждого человека свои предпочтения, и важно иметь что-то личное, чтобы поддерживать психологическую атмосферу для нормальной работы.

Космонавты также часто берут с собой изображение природных пейзажей Земли. Это приносит радость и помогает вспомнить о родном доме, будь то березовая роща или река.

Сергей Рыжиков стыкует грузовой корабль Прогресс МС-16. Фото: Госкорпорация Роскосмос

— Если можно брать книги, то у вас остается время для отдыха?

— Безусловно. В расписании имеется время для личных дел утром и вечером. В это время мы можем читать новости, проверять электронную почту — на станции установлена связь по электронной почте, в том числе с близкими. Также доступны электронные и печатные библиотеки, как и большая аудио- и видеотека, хотя использование её зависит от свободного времени и личных предпочтений членов экипажа. Для меня нахождение на орбите — это уникальный опыт, и, честно говоря, жаль тратить время на фильмы и литературу. За два полета я прочел всего 1-2 книги и не смотрел ни одного фильма. Основным развлечением для меня стало наблюдение за Землёй через иллюминатор станции, фотографирование и видеосъемка. Результаты этих наблюдений ожидают ученые на Земле.

— Можно ли что-то привезти на Землю из МКС?

— Все личные вещи, которые мы привозим с собой, возвращаются обратно. Приятно дарить родным и друзьям фотографию, которая побывала в космосе и на которой имеется печать российского сегмента.

Космонавт Сергей Рыжиков после посадки спускаемого аппарата корабля Союз МС-17. Фото: Центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина

17:40–18:35. Работы по связям с общественностью

Чтобы продемонстрировать обществу преимущества работы на Международной космической станции, необходим постоянный обмен информацией. Большая часть видеоматериалов, созданных космонавтами на орбите, становится частью рабочего процесса и старается быть как информативными, так и увлекательными.

Космонавты также регулярно выходят на связь — иногда с федеральными телеканалами, а иногда с небольшими космическими пунктами связи, которых по всему миру достаточно. К примеру, в Санкт-Петербурге такой пункт создан в одном из крупных торговых центров ТРК «Радуга», расположенном на проспекте Космонавтов. Здесь работает кружок любителей космоса, и время от времени этот центр связи получает возможность связаться с космонавтами, чтобы задать им интересующие вопросы.

18:35–19:30. Подготовка к работам следующего дня. Обсуждение с Землёй работ прошедшего дня

Перед тем как уведомить Землю о завершении большинства работ, космонавты снова проверяют, всё ли безопасно закреплено, и находятся ли все системы станции в рабочем состоянии. Как и в начале рабочего дня, информация о достигнутых результатах передается сразу нескольким центрам управления на Земле. Для NASA, ЦУП, Европейской космической программы ESA и японской JAXA это нормальная практика, потому что все они вносят свои задачи в расписание космонавтов.

Сюда также входит время на ужин и возможность заняться чем-то личным. На сегодня проблемы с личной связью существенно сократились. Между Землей и МКС существует стабильный канал, позволяющий отправлять письма семье, публиковать фотографии из космоса в социальной сети Instagram или просто читать новости.

Космонавты могут также попросить Центр управления транслировать им телевизионные передачи, но это происходит не часто из-за загруженности. Основное внимание уделяется важным событиям, таким как выборы или Олимпийские игры. У каждого членов экипажа имеется свой ноутбук с фильмами, электронными книгами и музыкальными проигрывателями. Без этих небольших вещей жизнь на орбите была бы значительно более трудной и менее радостной.

Можно подождать выходных, когда будет свободное время, чтобы сделать прекрасный снимок с панорамного модуля «Купол», или просто понаблюдать за одним из 32 закатов и восходов, которые стоят перед глазами обитателей МКС в течение суток.