Искусственный спутник земли

С помощью автоматических разведчиков космоса будут изучены физические условия в верхних слоях атмосферы и космическом пространстве. После этого будут сооружены стационарные космические станции, и обитаемые межпланетные корабли отправятся к другим мирам. Рассмотрим сейчас вопрос о том, сможет ли человек перенести физиологические явления, возникающие во время полета на космическом корабле, пребывания на спутнике и последующего спуска на Землю. Расскажем также о различных инженерных проблемах, связанных с обеспечением жизненных условий на ИСЗ и космическом корабле.

1. Проблема создания герметизированной кабины

При рассмотрении возможности полета человека в космос первым вопросом, который возникает, будет тот же, который приходится решать и при проектировании самолетов, летающих в нижних слоях стратосферы. Известно, что уже на высоте 4 км человек начинает испытывать недостаток в кислороде, а подъем на высоту 7÷8 км без кислородных приборов опасен для жизни. Применение кислородных дыхательных приборов позволяет увеличить высоту подъема человека, однако уже на высоте 12 км не помогает даже вдыхание чистого кислорода, а на высотах выше 15 км вообще прекращается поступление кислорода в легкие.

Для предотвращения этого явления, известного под названием «кислородного голодания», необходимо, чтобы в кабине самолета или ракеты было такое давление воздуха и такое парциальное давление кислорода, которое необходимо для нормального дыхания.

Кроме того, на высоте свыше 8 км в результате уменьшения давления воздуха у человека, не защищенного герметизированной кабиной, может возникнуть болезнь, называемая декомпрессионным расстройством. Причиной этой болезни является то обстоятельство, что при пониженном давлении растворенный в крови азот, переходя в газообразное состояние, может скапливаться в виде пузырьков внутри кровеносных сосудов, в полостях суставов и различных тканях.

Образование больших пузырьков газа внутри кровеносных сосудов вызывает их закупорку, в результате чего может наступить паралич организма и даже смерть.

Следует отметить, что при еще большем понижении давления, примерно на высоте 19 км, даже при нормальной температуре закипает жидкость, содержащаяся в организме человека. Это явление рядом авторов было проверено на животных, главным образом на собаках, которые подвергались внезапному понижению давления до определенной величины. Через 30–60 секунд при этом наблюдалось полное прекращение дыхания, а приблизительно через 2 минуты — полная остановка сердечной деятельности.

Следует отметить, что все эти явления в космосе, как предполагают, могут протекать в гораздо более резкой форме.

В авиации для предотвращения всех этих явлений высотные самолеты имеют герметизированные кабины, причем выделяемые при дыхании углекислота и водяной пар вентилируются в окружающее самолет пространство, а необходимый для дыхания воздух поступает из атмосферы, подвергаясь предварительному сжатию (компрессии).

Такой способ непригоден для ракет.

Дело в том, что на высотах более 24 км вследствие большой разреженности атмосферы компрессия воздуха чрезвычайно затруднительна.

К тому же если бы и были созданы компрессоры для больших высот, то при их работе температура в кабине могла бы подняться выше 200℃; кроме того, на этих высотах в кабине может накопиться озон в концентрациях, вредных для человека.

Поэтому для полетов выше 24 км нужна кабина, которая была бы полностью изолирована от внешней среды. Ввиду последнего обстоятельства нужное давление в ней можно будет поддерживать только за счет тех запасов газа (преимущественно кислорода), которые будут находиться на борту ракеты в сжатом или в сжиженном состоянии. Выделяемые человеком углекислота и водяные пары будут в этом случае ликвидироваться с помощью химических поглотителей. Считают, что для уменьшения запасов воздуха на борту ракеты можно будет поддерживать общее давление внутри кабины на уровне примерно ½ атмосферы за счет некоторого избытка кислорода, что необходимо для компенсации вредного воздействия, вызываемого пониженным давлением.

Уже имеются индикаторы, которые автоматически указывают содержание кислорода и углекислоты в атмосфере кабины, а также автоматическая аппаратура для поддержания заданного давления и состава атмосферы в кабине.

Естественно, что герметизированная кабина хороша еще и тем, что во время полета экипаж не будет ощущать резко изменяющегося давления атмосферы снаружи кабины.

При проектировании герметизированной кабины необходимо еще учитывать температурный фактор.

Во время полета, особенно в процессе прохождения через плотные слои атмосферы, стены кабины, а следовательно, и воздух самой кабины может значительно нагреваться. Несмотря на то, что отдельные частицы газов в верхнем слое ионосферы имеют температуру свыше 2000℃, они не нагреют ракеты, так как они слишком разрежены. Считают, что на высоте 560 км температура корпуса алюминиевой ракеты будет не более 27℃.