Люди на Луне

● Если в корабле было давление 0,35 атмосферы, то как тогда астронавты готовились к переходу на корабельный режим с привычного дыхания в земных условиях, т. е. проходили декомпрессию?

● Не угрожало ли астронавтам кислородное отравление при двухнедельном полете?

● Не повышала ли кислородная атмосфера пожароопасность внутри корабля?

● Как проходила обратная адаптация астронавтов к земной атмосфере?

При подготовке первого испытательного пилотируемого полета Apollo из-за кислородной атмосферы произошла катастрофа – пожар Apollo 1, погубивший трех астронавтов. Причина – грубое нарушение условий эксплуатации: корабль должен был заполняться кислородом под давлением 0,35 атмосферы, а на испытаниях его заполнили под давлением 1,1 атмосферы. В таких условиях кислород повысил горючие свойства некоторых элементов корабля, и при возникновении короткого замыкания в проводке огонь распространялся слишком быстро. Астронавты не успели открыть люк, так как он открывался внутрь, а высокое давление в отсеке препятствовало этому.

Впоследствии, для предотвращения подобных опасных ситуаций, на время старта командный отсек Apollo с экипажем заполнялся под давлением 1 атмосфера газовой смесью из 60 % кислорода и 40 % азота. Это исключало необходимость декомпрессии для астронавтов перед стартом. Снижение давления до 0,35 атмосферы и переход на дыхание чистым кислородом проходили уже в полете.

Человеческому организму для дыхания необходим кислород, но если дышать чистым кислородом при нормальном атмосферном давлении или при повышенном, то последуют негативные последствия – кислородное отравление. Опасность отравления кислородом напрямую зависит от давления, при котором вдыхается кислород, и его процентного содержания во вдыхаемой атмосфере. Опасность кислородного отравления возникает через несколько суток при дыхании под давлением 1 атмосфера кислородсодержащей смесью, где кислорода более 60 %. Если дышать чистым кислородом под давлением 3 атмосферы и более, то признаки отравления возникают уже через несколько минут.

Экипаж Apollo дышал чистым кислородом с момента надевания скафандров (поэтому до ракеты астронавты добирались уже в шлемах) – так до старта они избавлялись от азота в крови. Сам корабль заполнялся кислород-азотной смесью в пропорции 40:60. В ходе полета атмосфера в корабле менялась на полностью кислородную, но давление снижалось до 0,35 атмосферы. Такие условия близки к нормальному дыханию под давлением 1 атмосфера обычным воздухом, в котором кислорода содержится около 20 %. Условий для отравления не было.

Кроме того, кислородная атмосфера низкого давления не вызывала пожароопасной ситуации на борту корабля. При катастрофе Apollo 1 давление в отсеке было выше атмосферного, а в космических полетах кораблей Apollo – втрое ниже.

После Apollo в космических кораблях не применяется чисто кислородная атмосфера – теперь экипажи дышат обычным воздухом. В советских и российских космических кораблях так было с самых первых полетов, а NASA перешло на обычный воздух лишь с началом эксплуатации системы Space Shuttle. Большая грузоподъемность космических челноков делала незначительной экономию на азоте в несколько килограммов. Сегодня на Международной космической станции также воздушная атмосфера. Зато, как и во времена Apollo, чистым кислородом дышат в скафандрах во время выхода в открытый космос.

Внекорабельная деятельность – это сложное дело и технически, и физически. Космический скафандр – практически полноценный космический корабль, который имеет собственную атмосферу и внутреннее давление. В отличие от обычных космических кораблей, скафандр имеет подвижные части, т. е. человеку требуется преодолевать внутреннее давление. Чтобы снизить нагрузку на космонавтов, в скафандрах снижают давление до безопасного минимума. Так, в российских полужестких скафандрах серии «Орлан» поддерживается давление 0,4 атмосферы. Американские скафандры EMU не имеют внутреннего каркаса, и в них рабочее давление ниже – 0,3 атмосферы. Длительность работы в скафандре обычно составляет несколько часов, рекорд – почти девять.

Перед выходом в открытый космос сегодняшние космонавты и астронавты несколько часов дышат чистым кислородом под давлением 1 атмосфера. Такая подготовка необходима, чтобы вывести из крови азот, который может «закипеть» при переходе на дыхание в сниженном давлении скафандра. Подобная угроза, называемая «декомпрессионная (кессонная) болезнь», сопутствует работе водолазов. В условиях пониженного давления и кислородной атмосферы, как было на Apollo, отсутствовала необходимость в длительной подготовке к выходу на поверхность Луны или в открытый космос.