Жизнь человека в космосе отличается от жизни на поверхности нашей планеты в буквальном смысле как небо и земля. Самое заметное отличие, конечно же, заключается в действии невесомости.

Невесомость – крайне непривычное условие существования, к которому человеческий организм не приспособлен. Между тем, космонавтам на орбите приходится проводить долгие месяцы в условиях микрогравитации, когда тяжесть собственного тела неощутимо мала. Знакомство с этим необыкновенным состоянием для них начинается на земле, на этапе общекосмической подготовки.

На земле

В ноябре 2011 года группа кандидатов в космонавты (набор 2010 года) в составе Андрея Бабкина, Ивана Вагнера, Сергея Кудь-Сверчкова, Дениса Матвеева, Святослава Морозова, Сергея Прокопьева и Алексея Хоменчука приступила к подготовке в условиях кратковременной невесомости в лабораторном отсеке специально созданного для этих целей самолёта-лаборатории. Этим непростым тренировкам предшествует изучение теоретического курса, наземные «репетиции» действий на борту самолёта и, наконец, «добро» медицины.

Итак, сначала кандидаты в космонавты изучили теоретические материалы: нормативные и программно-лекционные документы по организации и проведению тренировок космонавтов; технические характеристики самолёта; методику выполнения полётов с воспроизведением режимов невесомости (РНВ); содержание упражнений и заданий, предусмотренных программой каждого полёта. Особое внимание на этом этапе уделялось вопросам, связанным с особенностями и влиянием режимов невесомости на организм человека,  клиническими проявлениями т. н. болезни движения и мерами её профилактики. Безусловно, полёт с воспроизведением РНВ оставляет яркое впечатление, но невесомость совершенно  не та среда, в которой человеческий организм может привычно функционировать. Полёт с воспроизведением РНВ – это стресс для вестибулярного аппарата человека. Иногда такие полёты сопровождаются не самыми приятными физиологическими проявлениями болезни движения: головокружением, пространственной дезориентацией, тошнотой и нередко рвотой. У разных людей разная природная приспособленность к восприятию и реакции на воздействие на организм чередующихся режимов перегрузки и невесомости. Кто-то от природы устойчив к непривычным условиям и не испытывает дискомфорта, а кому-то необходимы тренировки вестибулярного аппарата, чтобы преодолеть неприятные ощущения.

Затем кандидаты в космонавты приступили к наземным тренировкам под руководством инструкторов ЦПК имени Ю. А. Гагарина. Каждый участник полёта получил определённую задачу, которую должен был  выполнить во время тренировки. Обучаемый вместе с инструктором «отрепетировал» на земле каждый элемент предстоящей тренировки, а затем прошёл контроль готовности. Знания и навыки проверены и подтверждены специалистами, наземные тренажи закончены – остался медицинский контроль, после которого можно приступать к подготовке в воздухе, на борту самолёта.

В качестве тренажёра выступает специальный самолёт-лаборатория – Ил-76 МДК. Впервые в качестве средства для воспроизведения невесомости Ил-76 К был применён в 1980 году. С 1961 по 1979 годы полёты с воспроизведением режимов невесомости выполнялись на самолётах-лабораториях Ту-104 А.

Снаружи Ил-76 МДК выглядит, как обычный транспортный самолёт для перевозки различных грузов на дальние расстояния. Но стоит подняться по трапу и заглянуть внутрь самолёта-лаборатории, как сходство заканчивается. «Интерьер» Ил-76 МДК покажется довольно нестандартным, даже если воздушные путешествия для вас – привычное дело. Пассажирских сидений нет, а сразу за кабиной пилотов, в передней части «салона» (если можно так сказать, ведь внутри Ил-76 МДК и визуально, и функционально ближе к лаборатории, чем к салону обычного самолёта) установлены рабочие места руководителя испытательно-тренировочной бригады (ИТБ), бортовых инженеров-испытателей и бортового врача. Пол лабораторного отсека устелен мягкими матами; правый и левый борта салона закрыты травмобезопасными панелями.

Полёты Ил-76 МДК с воспроизведением РНВ по категории сложности относятся к полётам со сложным видом манёвра. В ходе лётных испытаний было обнаружено, что Ил-76 МДК – наиболее оптимальный «инструмент» для проведения тренировок в условиях невесомости: это надёжное и манёвренное транспортное средство, аэродинамические характеристики и особенности конструкции которого позволяют воспроизводить режим невесомости длительностью от 25 до 32 секунд. На первый взгляд, это очень малый отрезок времени – его не хватит даже на то, чтобы вскипятить воду в чайнике. Тем не менее, этих мгновений, мимолётных по земным меркам, хватает, чтобы отработать множество операций и выполнить разнообразные упражнения. «Многие элементы испытаний или исследований очень сложно провести за такое короткое время. Впрочем, его достаточно, чтобы адаптировать человека к невесомости и обучить его элементам операций, которые он будет выполнять в космическом полёте, – подтверждает заместитель начальника управления по экстремальным видам подготовки ЦПК, испытатель, Герой РФ Виктор Алексеевич Рень. Полёты с воспроизведением РНВ проводятся под его непосредственным контролем и руководством. – Весь процесс выполнения задачи мы делим на сегменты продолжительностью около 25 секунд каждый, и фрагменты задания выполняются отдельно. Фрагменты, как соты. Набирая по маленьким элементам такие «соты», мы получим большую конструкцию. В течение полёта с выполнением от 10 до 20 режимов невесомости мы получаем достаточно материала для оценки какого-либо технологического процесса или разработки, или качества испытываемого образца космической техники, системы жизнеобеспечения космонавтов или спецснаряжения, в том числе космических скафандров различного назначения». При выполнении тренировок космонавтов путём отработки отдельных элементов программы подготовки в каждом РНВ реализуется циклограмма запланированных работ в полном объёме.

Ранним утром испытательно-тренировочная бригада в составе руководителя бригады, заместителя руководителя бригады, инженеров, инженеров-испытателей (инструкторов), видеооператора-испытателя, фотооператора-испытателя, врача-физиолога и кандидатов в космонавты прибывает на аэродром Чкаловский, расположенный недалеко от Звёздного городка. Поднявшись на борт самолёта-лаборатории, участники тренировки проводят предполётную подготовку. Она предусматривает медицинский осмотр, проверку спецснаряжения и средств связи, подгонку парашютов. В случае нештатной ситуации (пожара, отказа двигателей и др.) все участники тренировки по команде командира корабля и руководителя бригады должны быстро покинуть самолёт, и поэтому спасательный парашют обязателен для каждого. После проведения осмотра парашютов члены ИТБ занимают места согласно установленной схеме и заданию на тренировку.

Двигатели запущены, Ил-76 МДК разгоняется по взлётно-посадочной полосе, поднимается над землёй и набирает скорость, всё выше поднимаясь над заснеженными подмосковными лесами.

В небе

Самолёт-лаборатория выполняет полёт с воспроизведением режимов невесомости по параболической траектории. Перед выходом на параболу Ил-76 на высоте около 6 тысяч метров разгоняется до приборной скорости в 620 км/ч. Затем самолёт «карабкается» на высоту до 9 тысяч метров, то есть сначала разгоняется в горизонте, далее с перегрузкой в 2 g идёт в набор высоты до угла тангажа в 45 градусов, а далее, приобретя на предыдущем отрезке полёта начальную скорость, летит, как свободно брошенное тело, приобретая начальное ускорение и описывая параболическую траекторию. По достижении угла пикирования в 45 градусов снова с перегрузкой 2 g лётчик выводит самолёт в горизонтальный полёт. Режим невесомости завершится на высоте около 5,5 – 6 тысяч метров.

Тем временем в лабораторном отсеке это выглядит так. Включаются яркие оранжевые потолочные светильники лабораторного отсека самолёта, и руководитель испытательной бригады подаёт команду приготовиться к началу режима перегрузки. Ил-76 МДК разгоняется и  начинает резко набирать высоту; участников тренировки «вдавливает» в пол. Чтобы поднять руку, нужно приложить усилие. Даже небольшая перегрузка в 2 единицы заставляет  брошенные предметы падать в два раза быстрее, чем на земле.

По громкой связи раздаётся команда: «Приготовиться к началу режима невесомости!» … и невесомые участники тренировки парят между полом и потолком.  Привычную гравитацию будто кто-то «отменил». На земле вес собственного тела ощущается в полной мере, и только в невесомости можно почувствовать его «пропажу». Мозг, мышцы, кости, кожа, внутренние органы, кровь – теперь невесомо всё! Лёгкость, которая недоступна в земных условиях, вызывает чувство эйфории.

В своём первом полёте с воспроизведением РНВ кандидаты в космонавты знакомятся с невесомостью, отрабатывают навыки ориентации тела и передвижения с применением различных элементов фиксации, а также в безопорном пространстве.

Невесомость!

Сергей Кудь-Сверчков под руководством Руслана Ельцова отрабатывает перемещение по лееру трапеции

Кандидат в космонавты Иван Вагнер

Кандидат в космонавты Сергей Прокопьев и инструктор Сергей Лунин

Кандидаты в космонавты С. Прокопьев, Д. Матвеев, А. Хоменчук, И. Вагнер и  инструктор П. Крежановский

Кандидат в космонавты Святослав Морозов

В невесомости

«Прогулка» по потолку

Закрепление навыков перемещения в невесомости

Это не так просто, как кажется со стороны! Невесомость, которую большинство  людей воспринимают как удивительное и приятное ощущение, довольно коварное условие обитания. «Невесомое», лишённое опоры тело поначалу непослушно. Во время первых режимов, которые обыкновенно выполняются для ознакомления с невесомостью, «новички» учатся в буквальном смысле владеть своим телом заново. Человек легко поднимается над полом и парит в воздухе – казалось бы, вот оно, исполнение мечты летать без крыльев!.. Но отсутствие опоры дезориентирует; движения нетренированного человека оказываются неточными и неуверенными. Перелёт от борта к борту – на вид элементарное действие – становится целым путешествием. Чтобы добраться от поручня на одной стороне до поручня на противоположной, нужно занять перпендикулярное положение относительно борта и оттолкнуться от него, прицелившись немного ниже поручня (самолёт в этот момент находится в пике, и его движение вносит небольшие погрешности в перемещение людей на борту).

Режим невесомости подходит к завершению, пора готовиться к перегрузкам. Руководитель испытательной бригады предупреждает об окончании режима невесомости. Обучаемые и инструкторы занимают вертикальное или горизонтальное положение на полу салона, чтобы не получить травму, когда «вернётся» привычный вес. Инструкторы ориентируют обучаемых перед окончанием режима и помогают им «приземлиться» на пол.

Несколько минут горизонтального полёта, и снова нарастает перегрузка: предстоит очередной режим невесомости. На этапе ОКП программой подготовки кандидатов в космонавты в одном полёте Ил-76 МДК предусмотрено выполнение 10 РНВ.

Группа кандидатов в космонавты прошла хорошую наземную подготовку, и первое знакомство с невесомостью прошло успешно. Все довольны первым полётом. Инструкторы поздравляют подопечных с новым опытом работы в условиях невесомости. Задания, предусмотренные тренировкой, выполнены.

... Тень от самолёта, обгоняя его, скользит по земле внизу. Ил-76 МДК идёт на снижение. Мелькают леса, дороги, города. Впереди виден Чкаловский. Лес заканчивается, вот уже и взлётная полоса, разметка бежит под шасси самолёта. Ил-76 касается земли, сбавляет скорость, останавливается, и вскоре члены испытательно-тренировочной бригады покидают борт по трапу. Тренировка окончена. Впереди ещё послеполётный разбор: обсуждение тренировки, просмотр видеоматериалов, анализ выполненных упражнений, заполнение документации… и новые тренировки, новые задачи, новые полёты.

Продолжение следует.