Гидроневесомость

Наиболее эффективный способ моделирования невесомости - создание гртдроневесомости. В состоянии нейтральной плавучести сила притяжения Земли уравновешивается выталкивающей силой гидросреды. Недостатком является то, что эта сила действует только на поверхность тела, и внутренние органы по-прежнему остаются в условиях гравитации. Поэтому нарушения функций вестибулярного аппарата не происходит, и ощущения невесомости у человека не возникает. Ещё одним недостатком "гидроневесомости" является сопротивление жидкости при движении в ней. Хотя невесомость в гидросреде сильно отличается от её прототипа на орбите, испытатель может находиться в ней практически неограниченное время и свободно перемещаться в любом направлении. Все операции отрабатываются в реальном масштабе времени.

В 1965 г. в Центре подготовки космонавтов построили гидробассейн и создали гидролабораторию - сложное сооружение с целым комплексом технологического оборудования, специальных систем, аппаратуры и механизмов. Сам бассейн представляет собой цилиндр диаметром 23 м и высотой 12 м с вмонтированными в него иллюминаторами. Несмотря на сопротивление, которое возникает при движении тела в жидкости, методы нейтральной плавучести, создаваемой погружением в воду, позволяют ознакомить космонавтов с динамикой человеческого тела, имеющего три степени свободы (рисунок 4).

Рисунок 4 - Космонавт Э.Олдрин во время тренировки на адаптацию к условиям невесомости, проводимой в бассейне с водой.

Космонавты, тренировавшиеся до полетов в космос в таких бассейнах невесомости, дают этому виду тренировок высокую оценку. Космонавт Э. Олдрин, сравнивая задания, выполнявшиеся им во время тренировок в бассейне, с заданиями, которые ему пришлось выполнять позже в космосе, утверждает, что «подводная имитация невесомости имеет значительные преимущества перед имитацией невесомости в самолете, так как в условиях бассейна мы можем последовательно осуществлять все операции, которые потом производим при выполнении заданий в космосе, и можем проверить весь план полета или по крайней мере ту его часть, которая связана с выходом из космического корабля».

Система наземных и подводных телевизионных камер позволяет наблюдать на информационном табло и записывать на видеокамеру весь процесс тренировки.

При тренировках в «бассейнах невесомости» необходимо, чтобы космонавт был в том же скафандре и использовал то же оборудование, с которыми он будет работать во время космического полета. Для правильного воспроизведения динамики движений важно также, чтобы космонавт был соответствующим образом нагружен балластом. Ранец системы жизнеобеспечения имитируется макетом, размеры которого соответствуют реальным. Воздух для дыхания и вода для системы терморегулирования подаются по шлангам. Работы под водой обычно связаны с определённой опасностью, поэтому космонавтов и испытателей страхуют аквалангисты.

В бассейн помещается макет космического комплекса или его фрагмента в натуральную величину с полной имитацией элементов интерьера, внутренних переходов, наружного выхода. В целях безопасности на макетах предусматриваются аварийные выходы. Общее время тренировок составляет 30-50 ч. По эмоциональному напряжению и энергозатратам тренировки в гидросреде близки к реальным условиям космического полёта.

Эксперименты, проведенные в Научно-исследовательском центре ВМС США в Джонсвилле, штат Пенсильвания, показали, что если воду в бассейне заменить жидкостью на основе полидиметилсилоксана (кремнийорганическое соединение, входящее в состав кремов для кожи и косметических средств), то космонавты могут оставаться в состоянии нейтральной плавучести в течение нескольких дней или, может быть, даже недель. Такой бассейн невесомости будет особенно полезен для тренировок космонавтов перед полетами на космических станциях без искусственной гравитации.

Рисунок 5 – тренировка в бассейне невесомости

Гидролаборатория ЦПК включает в себя:

- бассейн;

- макет выходного космического скафандра "Орлан-М";

- комплекс макетов космической техники;

- комплекс qзyзoпoдъeмныx механизмов;

- комплекс систем воздухо-водо-обеспечения;

- комплекс водолазного оборудования и снаряжения;

- поточно-декомпрессионную камеру ПДК-2У с возможностью имитации "погружения" под воду до 100 метров (10 атм.);

- комплекс гипербарической оксигенации;

- комплекс отображения и обработки видео и телеметрической информации;

- системы освещения.

Скафандр типа "Орлан-ДМА-ГН", используемый в гидро-лаборатории ЦПК, предназначен для проведения тренировок космонавтов с имитацией невесомости в условиях гидросреды в целях отработки программ проведения "выходов" в открытый космос.

Рисунок 6 – Скафандр типа «Орлан – ДМА-ГН»