О чем молчат космонавты: невесомость и туалет
«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.
Алан Шепард
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 разрабатывала 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.
Белка и Стрелка
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.
Схема АСУ транспортного корабля «Союз»
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.
АСУ 8А применялось на орбитальной станции «Мир» в 1986—1987 годах
Туалетный прогресс
Если первые АСУ лишь отдаленно напоминали земной туалет, то десятилетия спустя прогресс стал неминуем. Нынешний российский туалет на МКС и американский на «Шаттле» 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. В российском сегменте МКС мочу консервируют (с помощью 35%-водного раствора серной кислоты), а затем отправляют на Землю. При этом вместо статических сепараторов, где моча впитывается абсорбентом, которые применяются на «Союзах», на МКС используются динамические, где за счет вращения и центробежных сил она подается в емкости для хранения. А на исторической орбитальной станции «Мир» пока что единственный раз в мировой практике была применена система НИИ Химмаш, которая регенерировала из мочи воду.
Космонавты эту воду не пили — из нее вырабатывался кислород для дыхания. Американцы же удаляют мочу за борт, хотя уже разработали аналогичную систему регенерации воды. Но на МКС пока в ней нет надобности.
Твердые отходы — и наши, и американские — возвращают на Землю. Американцы для уменьшения объема твердых отходов высушивали их, соединяя на время с космическим вакуумом, а затем хранили на «Шаттле» до возвращения на Землю. Российские космонавты хранят твердые отходы в контейнерах, а потом отправляют на Землю на транспортном корабле «Прогресс».
Чья система лучше? «Вообще-то, когда американцы разработали туалет для «Шаттла', — рассказывает Александр Александрович, — я решил, что они нас обошли. По массово-габаритным показателям их туалет в то время превосходил наши системы, применяемые на орбитальных станциях «Салют'. Но опыт показал, что пользоваться нашим туалетом удобней». Например, при первых полетах на «Шаттле» из-за заморозки отходов в открытом космосе, требовавших заметных теплозатрат, после каждого похода в туалет требовался перерыв во времени, и в туалет «выстраивалась очередь» из астронавтов. С «Мира» и МКС доходили слухи, что не только европейцы, но и американцы, имевшие возможность сравнения, предпочтение отдают нашему туалету, а в отсутствие полетов «Шаттлов» у них не остается выбора: российский туалет до недавнего времени был единственным на орбите. «Неоднократно представители американских фирм заводили разговоры о возможности нашего участия в изготовлении АСУ для их кораблей и сегмента МКС, — рассказывает Александр Александрович, —, но до дела пока не доходило».
Обсудить 0
