Всё о космических путешествиях за 60 минут

Скафандры защищают космонавтов от космического вакуума, когда они выходят в открытый космос, и представляют собой аварийный резерв в остальное время. Большую часть полета экипаж пребывает в относительной безопасности на борту космического корабля, который находится под давлением и генерирует собственный кислород из ряда источников. Во время кратковременных космических полетов используются обычные баллоны с кислородом. На МКС газ производится путем пропускания электрического тока через воду, чтобы разделить ее на водород и кислород, при этом нежелательный водород выпускается в космос. Воздух на космической станции прокачивается через фильтры для устранения запахов и загрязнений и проходит через холодные металлические пластины для удаления влаги. Устройства, известные как «СО₂-скрубберы», поглощают углекислый газ, который неизбежно вырабатывается при дыхании космонавтов. В них происходит взаимодействие углекислого газа с гидроксидом лития, в результате чего образуется карбонат лития и вода.

Генераторы кислорода тоже не застрахованы от сбоев. В 1997 году систему, использовавшуюся на советской космической станции «Мир», уничтожил пожар, и в результате команда, находившаяся там, столкнулась с перспективой отсутствия воздуха для дыхания. Космонавты прибегли к аварийным свечам из перхлората лития, которые выделяют кислород при горении. Канистры с перхлоратом лития до сих пор хранятся на МКС в качестве резервного источника кислорода.

Сверхзвуковая шрапнель

Поддержание барьера между глубоким вакуумом снаружи и пригодной для дыхания атмосферой внутри – большая проблема для конструкторов космических аппаратов. Наибольший риск возникает из-за столкновений с мелкими частицами, которые, несмотря на их размер, движутся так быстро, что способны пробить дыру в наружной оболочке космического корабля. В лучшем случае это приведет к небольшой утечке, которую можно исправить. В худшем – к взрывной декомпрессии: корпус аппарата лопнет, как воздушный шар, когда изнутри вырвется воздух.

Космически полет никогда не потерпит недобросовестности, некомпетентности и пренебрежения.

Джин Кранц, руководитель полетов в NASA (1967)

Некоторые из этих встречающихся на орбите вокруг Земли частиц являются естественными микрометеороидами (крошечными каменными обломками), но, что удивительно, большинство из них – искусственный космический мусор: от кусков отброшенных ступеней ракет и упавших инструментов до фрагментов отработавших спутников и даже замерзшей мочи. Двигаясь со скоростью почти 8 км/с, 5-граммовый болт заключает в себе такое же количество энергии, что и груз массой 200 кг, упавший с вершины 18-этажного здания.

На такой скорости даже частички краски могут ударять как сверхзвуковая шрапнель. И подобное случалось. В 1983 году крошечная частичка оставила сильную вмятину на лобовом стекле шаттла «Челленджер». А в 2007 году кусок космического мусора пробил 6-миллиметровое отверстие в одной из радиаторных панелей шаттла.

По оценкам Европейского космического агентства (ЕКА), существует примерно 900 000 единиц космического мусора более сантиметра в поперечнике и миллионы осколков меньшего размера. United States Space Surveillance Network («Сеть космического наблюдения США»), или SSN, в настоящее время отслеживает около 20 000 объектов на орбите вокруг Земли, лишь 2000 из которых являются действующими космическими аппаратами. Когда SSN обнаруживает объект, проходящий слишком близко к действующему космическому аппарату (обычно определяются столкновения с вероятностью, превышающей 1 к 10 000), она предупреждает диспетчеров, чтобы те помогли последнему уклониться. МКС должна делать это в среднем один раз в год.

SSN может отследить куски мусора размером не менее 10 см. Чтобы справиться с более мелкими фрагментами, от которых нельзя увернуться, на МКС установлены щиты Уиппла, названные в честь американского астронома Фреда Уиппла, предложившего эту идею. Они состоят из разнесенных экранирующих слоев, которые разбивают столкнувшийся с ними кусок космического мусора и распределяют его фрагменты по более обширной области. Изменение удара – превращение пули в выстрел дробью – облегчает корпусу станции его поглощение. Корпус МКС выполнен из алюминия, армированного слоями керамической ткани Nextel, похожей на кевлар (он используется в бронежилетах).

Скрытая угроза[9]

Куски мусора не единственная угроза, с которой сталкиваются космонавты. Существуют и другие, в том числе невидимые. И одна из них – радиация. Она чрезвычайно опасна в космосе, особенно при длительных полетах, и, пожалуй, это наиболее сложная проблема из тех, что препятствуют нашим планам отправлять людей-исследователей на другие планеты Солнечной системы.