Как устроен Интернет на МКС?
    Основная проблема в построении люьых сетей в космосе - неизвестное состояние линий связи для отправителя в момент отправки сообщения. Если, к примеру, для протокола TCP это не является проблемой - почти всегда можно перестроить маршрут доставки пакета, то в случае с космосом всё несколько иначе - мы знаем, что канал связи есть, что он работоспособен, и даже примерно знаем когда он будет доступен, но не можем сообщить об этом отправителю, потому что ничего об отправителе не знаем. Однако главная задача - оперативный обмен данными в космосе - вполне решаема.
    DTN (Delay Tolerant Networking) протокол связи, который позволяет обмениваться информацией в ситуации, когда отправителю неизвестно, доступен ли в момент доставки адресат. Пакет информации передается на ближайший узел DTN и хранится там до тех пор, когда станет возможной передача на следующий узел поближе к адресату. Таким образом, при наличии нескольких маршрутов доставки, можно не беспокоится, какой из них доступен - узлы DTN самостоятельно заботятся о сохранности передаваемых данных.

    История DTN восходит к началу 70-х годов прошлого века, когда DARPA занималась исследованиями в области построения отказоустойчивых сетей передачи данных. Как известно, одним из результатов этих работ стала ARPANET, со временем трансформировавшаяся в современный интернет. Другой стороной вопроса были исследования сетей, в которых задержки отклика стремятся к бесконечности. В 80-е годы это направление оформилось в MANET – сеть, образованную случайными узлами. В последующее десятилетие работы продолжились и, наконец, в начале 2002 года был сформирован первый документ по спецификациям DTN. В дальнейших спецификациях DTN был описан и механизм взаимодействия сетей DTN с сетями со статической маршрутизацией - например, с привычным всем нам интернетом. Первые опыты по применению DTN на практике были проведены в рамках проекта Deep Impact в 2006 году, они были признаны успешными и работы продолжились с новым размахом. В ноябре 2008 года был поставлен эксперимент, в котором участвовало 10 узлов DTN (в том числе марсианская группировка космических аппаратов), это была первая демонстрация работающей межпланетной сети передачи данных.
    На МКС в июле 2009 года был развернут, испытан и затем сдан в эксплуатацию узел DTN. С 2010 года связь МКС с интернетом действует на постоянной основе. Непосредственно на самой МКС интернет раздается по технологии Wi-Fi, что делает возможным использование любых мобильных устройств с этой фичей. Космонавты используют обычные ноутбуки для связи с родными, близкими и вообще с Землей.

    Любой ли может связаться с МКС?
    В принципе, связаться может любой человек. Конечно, располагая для этого соответствующими техническими возможностями (даже любительскими, сделанными лично!) и зная, какие частоты и как используются экипажем и центром управления полетом. Еще во времена СССР на станции "Мир" имелся радиолюбительский трансивер. Первым связь с космонавтами тогда установил радиолюбитель из Австралии. Практически все космонавты, побывавшие на этой станции, имели свои радиолюбительские позывные. Число радиолюбителей, установивших связь с экипажем "Мира", перевалило за сотню. Это были очень почетные для радиолюбителей связи. В те времена трансивер надо было собрать своими руками, "доставая" дефицитные импортные микросхемы. Разрешенная мощность в любительском эфире не позволяла "прокричать" свой позывной досточно "громко". Да и сама станция, накручивая витки над Землей, лишь на считанные минуты становилась доступной. Да и то при условии, что кто-то из космонавтов находится в данное время за трансивером на борту. Кстати, радиолюбительская аппаратура есть и на МКС. Позывные космонавтов по-прежнему звучат в любительском эфире. Но это уже считается "морально устаревшим" способом связи. Перспектива за интернетом. Пока очень немногие могут похвалиться тем, что через интернет установили связь с международной космической станцией. А уж тех, кто прямо с борта станции получил от космонавтов на свой компьютер "дарственные" фотоснимки ее внутреннего вида по модулям - и вовсе единицы.

    "Вот он - запах космоса!"
    - Это не фантазия, он для всех нас пахнет одинаково. Когда мы к МКС прилетели, состыковались, ребята со стороны станции еще проверяли люки, а мы со стороны "Союза" проверки закончили и свой люк открыли - я этот запах сразу почувствовал. Джефф (Уильямс, США) мне тут же сказал: "Вот он - запах космоса!" Правда, этот запах держался всего несколько минут. Это в двух словах не объяснишь... Помните, в детстве... берешь два кварцевых камушка и ударяешь их друг о друга - вот так пахнет космос. Я думаю, это, наверное, остаточные испарения от топлива, от двигателей. Уж не знаю, есть ли запах у дальнего космоса, но вокруг станции космос пахнет точно!
    "Посадил семена салата"
    - Если говорить точно, посадкой это, конечно, не назовешь. Как таковой земли в оранжерее нет. Там проложен специальный материал, в который подается вода. Больше всего это похоже на проращивание семян, когда их в марлю заворачивают. Сразу предвосхищаю вопрос - в какую сторону они растут? Все очень просто. Растения тянутся к свету. В оранжерее 24 часа в сутки работает специальная лампа. Вот к ней ростки и тянутся.
    У моих "витаминов" они уже появились. На днях была конференция с учеными по поводу этого эксперимента. На Земле народ удивляется, потому что мои семена очень быстро взошли и активно растут.
    А я, когда салат сажал, нашел оставшиеся от какой-то экспедиции семена пшеницы. И контрабандой их тоже посадил. Думаю, они так по свету соскучились, что решили по-быстренькому расти.
    "Прилетел мусор"
    - В ночь на субботу мы чуть было не познакомились с куском космического мусора. С утра в пятницу на связь вышел ЦУП Хьюстона. Говорят: "По нашим данным, в "красной зоне" станции - это около 1 км от МКС - окажется осколок размером примерно 1 см".
    Мы, конечно, напряглись. Переполошились наши американские коллеги. В "красную зону" космический мусор должен был войти по расчетам хьюстонских специалистов в период с 03.48 до 03.50 ночи (на МКС действует универсальная система отсчета времени по Гринвичу. - примечание). То есть, ребятам с американского сегмента к этому времени нужно было "переселиться" в российский сегмент и занять свои места в наших "Союзах" (российские корабли "Союз" - единственное средство спасения экипажа станции в чрезвычайной ситуации. - примечание). Хьюстон велел закрыть все люки на американском сегменте, собраться... Нам наш ЦУП тоже выдал рекомендации: вещи упаковать, воздуховоды убрать - вдруг на станции возникнет разгерметизация... Ромка Романенко говорит: "Ура! Я побежал собирать вещи! Быстрее домой попадем!" И, радостный такой, ускакал - соскучился по дому (Роман к тому моменту провел на станции больше пяти месяцев - примечание).
    Ближе к вечеру ЦУП-Х опять вышел на связь: "Ребята, пока не дергайтесь. Мы все пересчитали, возможно, осколок пройдет мимо. На всякий случай в три часа ночи позвоните и тогда решим, что делать". Я поставил будильник, проснулся. Американцы разговаривают с ЦУПом. Те говорят: "Спите дальше, ложная тревога". Я связался с нашим центром управления. Наши сказали: "Не волнуйтесь, все в порядке". У нас там вообще нормальные мужики работают, всегда найдут нужные слова и успокоят. Спасибо им!
    "Штаны тяготения"
    - Ромка готовится лететь домой. Уже начал тренироваться в "Чибисе". Это специальные штаны, которые вызывают отток крови к нижней части тела, разряды тока дают. Чтобы потом на Земле процесс восстановления прошел быстрее. Ромка полчаса в них тренировался, а я снимал. Медицинские параметры регистрировали тоже. Еще Ромка пьет витамины, водно-солевые добавки. И дополнительно занимается спортом. Бегает не один раз в день, а два, по часу. Потом один час еще - на силовые упражнения. И у него каждый день теперь запланирован дополнительный час на упаковку вещей: с Земли прислали радиограмму со списком возвращаемых грузов, вот он их потихоньку собирает, подтаскивает ближе к "Союзу". Плюс личные вещи... Хотя что там? Личных вещей при возвращении у космонавта - всего килограмм...
    "Едим грехи"
    - Я не гурман и не кулинар. Названий блюд не знаю и не помню. И вот нам присылают с Земли банки. Две разные банки. На одной написано: "Курица с яйцом". А на второй "Омлет с курицей"! И какая разница? Очень много шлют сыров в консервных банках. На одной написано "Сыр Российский", на другой - "Сыр Южный". Покажите мне человека, который знает, чем они отличаются! Мы его, сыр этот, греем и намазываем на хлеб. Как зубную пасту.
    У американцев тоже свои заморочки с кухней. У них на банках вообще одни названия. Но зато есть так называемые бонус-контейнеры. Туда по заказу можно положить продукты из магазина. А у нас не разрешают. Говорят, например, колбасу нельзя. А почему нельзя? Американцам можно, а нам - нет? Но больше всего нас веселят переводы на американских банках с продуктами. Например, вместо "Овощной пирог" пишут "Гвощной пирог". А орехи кешью вообще превратили в "Грехи кешью". Едим и грехи. Здесь можно.
    "Ужин в невесомости"
    - Ставишь разогревать консервную банку. Она холодная. Потом пища в ней нагревается. А когда что-то нагревается, оно, естественно, расширяется. Начинаешь эту банку открывать консервным ножом...
    Нет, не с этого надо было начинать. Мы собираемся ужинать. К ужину надеваешь чистую футболку, ужин же... Весь такой красивый... И тут из этой дырочки, проделанной консервным ножом, в тебя вылетает струя. И еда начинает разлетаться вокруг. Опытные космонавты подсказывают, что обязательно надо прикрывать банку салфеткой. Иначе от красивой чистой футболки мало что останется...

    ЖИЗНЬ НА ОРБИТЕ
    Даже сейчас, когда опыт околоземных полетов исчисляется годами, обеспечение жизнедеятельности в космосе остается чрезвычайно сложной технической и медицинской задачей. Ее решение возложено на систему обеспечения жизнедеятельности (СОЖ). Иногда также используют термин «системы жизнеобеспечения» (СЖО). В их число входят устройства и запасы для бесперебойного снабжения экипажа воздухом, водой и пищей, для очистки воздуха и воды, регулирования температуры и санитарно-гигиенического обеспечения. СОЖ работает непрерывно, начиная с посадки экипажа в космический корабль на стартовом комплексе и заканчивая приземлением спускаемого аппарата. К системе предъявляются весьма жесткие требования. В первую очередь от нее требуется надежность, обеспечивающая на всех этапах полета безопасность и комфортные условия для работы экипажа. При этом она должна быть неприхотливой в обслуживании. И, конечно, как все остальные системы космического корабля, СОЖ должна иметь минимально возможные объем, массу и энергопотребление.
    ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА
    Если мерой критичности СЖО считать время, которое мри их отказе остается в запасе у экипажа, то на первое место выходит, конечно, обеспечение воздухом. Он не только нужен для дыхания, но и обеспечивает необходимое внешнее давление, а также служит для отвода тепла, непрерывно выделяемого человеческим телом. Неудивительно, что одной из самых серьезных опасностей в космосе является разгерметизация, приводящая к потере воздуха. Крупная пробоина или внезапно открывшийся в полете люк—страшный сон любого космонавта. Экипаж почти мгновенно оказывается в космическом вакууме, и если он не находится в спасательных скафандрах, то падение давления вызывает вскипание растворенных в крови газов, а воздух в альвеолах легких резко расширяется, приводя к их разрыву. Человек получает тяжелую баротравму, теряет сознание, и уже через минуту спасти его невозможно. Именно из-за этой угрозы для выхода в открытый космос приходится использовать специальные шлюзовые камеры с двумя люками — внешним и внутренним, которые нельзя открывать одновременно.
    И все же разгерметизация не обязательно приводит к мгновенной катастрофе. Темп потери воздуха, который вытекает в вакуум примерно со скоростью звука, пропорционален диаметру отверстия. Несложный расчет показывает, что при получении сантиметровой пробоины отсек объемом 100 кубометров будет терять давление примерно на 10% каждые пять минут. То есть экипаж имеет в запасе несколько десятков минут на эвакуацию, даже если не использовать резервные запасы воздуха. Через отверстие диаметром один миллиметр воздух будет вытекать в 100 раз медленнее. Правда, и обнаружить такую пробоину гораздо сложнее.
    Наряду с поддержанием давления СОЖ должна обеспечить нужный химический состав атмосферы. В ней для жизненных функций организма важнее всего парциальные давления кислорода и углекислого газа, а количество азота роли не играет. Это позволяет довольно гибко варьировать газовый состав воздуха и давление на борту космических аппаратов. На советских (и впоследствии российских) космических кораблях всегда применялась атмосфера, близкая по составу и давлению к земной. Американцы в первых пилотируемых системах I960—1970 годов — «Меркурий», «Джемини» и «Аполлон» — использовали атмосферу из чистого кислорода. Давление при этом составляло лишь 35—38% от нормального. Отказ от ненужного для дыхания азота сокращает массу запасов воздуха, упрощает СОЖ и, главное, благодаря снижению давления позволяет уменьшить толщину стенок, а с ней и массу обитаемых отсеков.
    Однако именно кислородная атмосфера стала причиной гибели экипажа «Аполлона-1» 27 января 1967 года. В тот день астронавты Эдвард Уайт, Вирджил Гриссом и Роджер Чаффи проводили наземные испытания. К этому времени конструкция корабля еще не была «доведена до ума», многие электрические кабели даже не были толком заизолированы, из негерметичных трубопроводов системы терморегулирования постоянно утекала пожароопасная жидкость этиленгликоль. Внезапно в командном отсеке, где находились все три члена экипажа, произошло короткое замыкание и начался пожар. лектропроводка и горючие материалы в кислородной атмосфере мгновенно вспыхнули. Спустя несколько секунд экипаж был уже мертв — астронавты отравились токсичными продуктами горения.
    Разработчики не без оснований полагали, что при низком давлении риск пожара будет минимальным. Но при наземных испытаниях командный отсек заполнялся чистым кислородом при нормальном атмосферном давлении — иначе оболочку просто смяло бы, как пустую консервную банку. Проверенные ранее материалы, которые не должны были гореть в условиях полета при давлении кислорода втрое выше расчетного, вдруг вспыхнули... В дальнейшем, при тренировках и перед стартом, корабль стали заполнять смесью кислорода (60%) и азота (40%) при нормальном давлении. При выведении на орбиту она заменялась атмосферой, состоявшей на 98% из кислорода и только на 2% из азота, но давление при этом снижалось втрое. Правда, на станции «Скайлэб» американцы, не меняя давления, заменили четверть кислорода азотом, главным образом, чтобы снизить пожароопасность.
    УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ – ЗА БОРТ
    В сутки человек усваивает из воздуха около килограмма кислорода (O2). Примерно три четверти из этого количества выделяется с дыханием, но уже в составе углекислого газа (CO2), которого в выдыхаемом воздухе содержится примерно 5%. В то же время предельно допустимая объемная концентрация CO2 составляет лишь десятые доли процента. При большем количестве он начинает препятствовать усвоению кислорода. Если не очищать воздух, содержание углекислого газа быстро вырастет и самочувствие экипажа резко ухудшится вплоть до гибели. Кроме того, через легкие и кожу в сутки выделяется 1—2 килограмма водяных паров, от которых тоже надо избавляться, прежде чем они начнут конденсироваться на оборудовании.
    Проще всего поддерживать состав атмосферы, сбрасывая «отработанный» воздух за борт и подавая свежий из баллонов. Однако без специальных приспособлений человек может использовать лишь около 1% кислорода, содержащегося в помещении. После этого концентрация СO2 поднимается до опасного уровня, и воздух необходимо менять. Получается, что вместо килограмма кислорода на человека в сутки придется брать в полет в 100 раз больше. Поэтому на практике применяются более сложные системы, которые удаляют углекислоту без сброса (или с существенно меньшим сбросом) воздуха за борт.
    На заре космонавтики рассматривалась идея очистки воздуха путем вымораживания: сначала конденсируется водяной пар, а затем при температурах ниже -78 градуса С замерзает СO2. Но такой метод слишком расточителен в энергетическом плане, да и надежность криогенных систем оставляет желать лучшего. Поэтому на практике холодильники-конденсаторы применялись только для удаления избытка влаги, в частности на кораблях «Восток», «Восход» и «Союз», а также на орбитальных станциях «Салют». Углекислый же газ удаляли физико-химическими методами с применением различных сорбентов. В американских пилотируемых аппаратах воздух прогонялся через контейнеры с гидроокисью лития которая захватывает углекислый газ, а в советских — через надперекись калия, которая вдобавок выделяет кислород при контакте с влажным воздухом. На выходе такой регенерационной установки ставился фильтр, например из активированного угля, для поглощения других вредных примесей.
    На МКС все устроено несколько иначе. Здесь применили многоразовые цеолитовые поглотители углекислоты и «лишней воды» (молекулярные сита). «Напитавшиеся» углекислым газом поглотители вставляют в специальную печку, где они за несколько часов под нагревом высвобождают углекислый газ в забортное пространство.
    КИСЛОРОДНЫЙ ЗАПАС
    Когда проблема очистки воздуха решена, дело остается за малым: регулярно восполнять расход кислорода. В капсуле «Меркурий», первом американском космическом корабле, кислород добавлялся из газового баллона по сигналу датчика парциального давления. Аналогично обеспечивалась и орбитальная станция «Скайлэб», на борту которой в сжатом виде хранилось более 2 тонн кислорода и 600 килограммов азота в баллонах под давлением почти 210 атмосфер. А вот на кораблях «Джемини» и «Аполлон» был применен иной подход к обеспечению кислородом. Его хранили в жидком виде и подавали для дыхания через контур газификации. Одновременно кислород использовался в топливных элементах для выработки электроэнергии в прямой реакции с водородом. Так же устроено снабжение кислородом и на космических челноках «Спейс шаттл». У них нет солнечных батарей, так что кислород нужен не только для дыхания экипажа, но и для работы электрооборудования. Его запас в значительной мере определяет возможную продолжительность полета.
    Прямо противоположный подход применяется на МКС. Здесь высокая мощность солнечных батарей делает оправданным обратный процесс: электролизер «Электрон» разлагает техническую воду на кислород, пополняющий атмосферу станции, и водород, который сбрасывается за борт. Правда, такая система оказалась не слишком надежной. В 2005 году на МКС возникли неполадки с «Электроном», и российские космонавты были вынуждены сжигать так называемые кислородные шашки. Это устройства, представляющие собой канистру с перхлоратом лития и железным порошком, которые при медленном горении выделяют газообразный кислород. По количеству запасенного кислорода на единицу массы шашки существенно эффективнее баллонов со сжатым воздухом, но при их использовании нельзя регулировать приток кислорода. Кроме того, срок их хранения ограничен.

    ВОДА И ПИЩА
    Важнейшими после дыхания потребностями человека являются питье и еда. По российским нормативам для нормальной работоспособности космонавт должен получать в сутки 2,2 литра воды, из которых около 0,75 литра используются для питья. У американских астронавтов норма расхода воды больше — примерно 3,6 литра. Для питья у каждого члена экипажа есть индивидуальный мундштук, который насаживается на шприцы разветвленной бортовой системы водоснабжения «Родник». На них же надеваются тюбики с сублимированной пищей. На МКС воду доставляют в основном грузовыми рейсами «Прогрессов» и «Шаттлов», а в последнее время еще и европейскими транспортными кораблями «Жюль Верн». Воду также получают в результате работы кислородно-водородных топливных элементов. Но из-за большого количества растворенных газов ее используют только для технических, в частности гигиенических нужд. На станциях «Салют» и «Мир» техническая вода добывалась из конденсата атмосферной влаги и мочи космонавтов, чем достигалась почти полная замкнутость системы водоснабжения. Это, в частности, позволило оборудовать станции душевой кабинкой из полимерной пленки, в которую вода подавалась под давлением через распылитель. На МКС контур «по воде» разомкнут: ее отходы сливают в опустевшие водяные баки «Прогрессов» и более не используют. Душа здесь нет, и экипаж «моется всухую», обтираясь влажными салфетками. Связано это не только с экономией воды, но и с большой длительностью и трудоемкостью принятия душа в невесомости. Достаточно сказать, что, прежде чем выйти из кабинки, космонавт должен был специальным отсасывающим устройством тщательно собрать внутри все капли воды. По той же причине экономии времени космонавты не стирают одежду на борту, а просто периодически берут новый комплект.
    Что касается еды, то нормой считается суточное потребление примерно 500—600 граммов пищи (в пересчете на сухую массу) при калорийности 2500—2700 килокалорий. Для экипажей «Салютов» продукты питания упаковывались в 100-граммовые консервные банки и алюминиевые тубы по 165 грамммов. Сухие (сублимированные) соки и кофе расфасовывались в пленочные пакеты. Для приготовления пищи и напитков имелся специальный проточный блок подогрева воды. Сейчас пища экипажа МКС более разнообразна. В нее входят как обезвоженные, так и готовые продукты. Свежие овощи и фрукты на борту станции тоже бывают, но нечасто.
    КОСМИЧЕСКАЯ САНТЕХНИКА
    Так уж получилось, что человеческий организм должен время от времени избавляться от продуктов жизнедеятельности, в том числе и в космосе. В сутки здоровый человек выделяет в среднем 1,5 литра жидких и около 250 граммов твердых отходов. На Земле эта надобность, о которой обычно не говорят вслух, отправляется достаточно просто (разве что общественных туалетов всегда не хватает), но в космосе это настоящая проблема. В невесомости, если не принять специальных мер, отходы жизнедеятельности попросту разлетятся по всему объему орбитальной станции. Что, надо признать, не просто неприятно, но еще и вредно, и даже опасно...
    На заре космонавтики, когда полеты были короткими и выполнялись, как правило, в скафандрах, первые устройства для сбора твердых и жидких отходов представляли собой эластичные трусы со сменными гигроскопическими прокладками — предтечами всем известных памперсов. Современное космическое ассенизационное устройство внешне напоминает туалет самолета или поезда, но имеет гораздо более сложное устройство. Этот туалет снабжен фиксаторами для ног и держателями для бедер (что делать — невесомость). Специальный вентилятор засасывает отходы в предназначенную для них емкость.
    Мочу, собираемую в 20-литровые канистры, консервируют — с помощью раствора серной кислоты — и позднее перекачивают в освободившиеся баки для воды корабля «Прогресс». Твердые отходы размещаются в индивидуальных пакетах, хранящихся в алюминиевых контейнерах, которые также помещают в очередной «Прогресс», предварительно освобожденный от грузов. Отделившийся от станции корабль сжигает «продукт вторичный» в атмосфере, когда сходит с орбиты. Раньше на станциях «Салют» и «Мир» термоконтейнеры с отходами просто периодически выбрасывались в космос через шлюз и сгорали в атмосфере самостоятельно.
    О том, как пользоваться космическим туалетом рассказал немецкий космонавт (1993 г.), а ныне профессор мюнхенского университета Ульрих Вальтер:
    - Трудно ли пользоваться космическим туалетом?
    - Если заранее знать все правила пользования туалетом, то совершенно не сложно. Если же вы впервые его видите, то, разумеется, для вас будет достаточно трудно понять, что к чему. Именно поэтому в Nasa есть специальные туалетный курсы, на которых проводят теоретическое и практическое обучение.
    - В чем сложность при практическом пользовании космическим туалетом?
    - Проблема в том, что приёмное отверстие в космическом унитазе очень маленькое и точное попадание в него может вызвать определённые трудности. С другой стороны сделать более крупное отверстие не представляется возможным из-за специальной конструкции унитаза. Так в случае большего отверстия, будет недостаточно воздушного давления, поэтому отверстие стараются делать как можно меньше.
    - Можете ли вы описать, как выглядит космический унитаз?
    - Он чем-то напоминает тракторное сидение, в середине которого имеется отверстие величиной примерно с кулак. Для крепления космонавта в сидячем положении на уровне бедер расположены две специальные скобы.
    - Расскажите, как работает космический туалет?
    - Достаточно просто, за счёт вакуума. Воздушным потоком "все" втягивается вниз в специальную камеру, в которой установлен фильтр. Отфильтрованная жидкость (моча) по трубке отводится в отдельный бак.
    - А что делать, если "приспичило" во время работы в открытом космосе?
    - Если в открытом космосе, то считайте - не повезло. Впрочем, для экстренных случаев в скафандре имеются памперсы.
    РАДИАЦИОННАЯ ЗАЩИТА
    Кроме обеспечения относительного комфорта для космонавтов создатели орбитальных станций и кораблей озабочены защитой экипажа от космического излучения. Оно состоит из заряженных частиц, в основном протонов и электронов, а также высокочастотных электромагнитных квантов. Часть из них приходит от Солнца, часть — из глубокого космоса. Проходя через тело человека, это излучение вызывает ионизацию вещества, нарушая работу облученных клеток, тканей и организма в целом. Землю от космического излучения защищают атмосфера и магнитное поле. На орбите радиационный фон в сотни раз больше, чем на поверхности Земли. Каждые сутки космонавт получает дозу облучения 0,3—0,8 миллизиверта — примерно в пять раз больше, чем при рентгене грудной клетки. При работе в открытом космосе воздействие радиации оказывается еще на порядок выше. А в моменты мощных солнечных вспышек можно за один день на станции схватить 50-суточную норму. Не дай бог в такое время работать за бортом — за один выход можно выбрать допустимую за всю карьеру дозу, составляющую 1000 МИЛЛИзивертов. В обычных условиях ее хватило бы года на четыре — столько еще никто не налетал. Причем ущерб здоровью от такого однократного облучения будет значительно выше, чем от растянутого на годы. И все же низкие околоземные орбиты еще относительно безопасны. Магнитное поле Земли захватывает заряженные частицы солнечного ветра, образуя радиационные пояса. Они имеют форму широкого бублика, окружающего Землю по экватору на высоте от 1000 до 50 000 километров. Максимальная плотность частиц достигается на высотах около 4000 и 16 000 километров. Сколько-нибудь длительная задержка корабля в радиационных поясах представляет серьезную угрозу жизни экипажа. Пересекая их на пути к Луне, американские астронавты за несколько часов рисковали получить дозу 10—20 миллизивертов — как за месяц работы на орбите.
    В межпланетных полетах вопрос радиационной защиты экипажа стоит еще острее. Земля экранирует половину жестких космических лучей, а ее магнитосфера почти полностью задерживает поток солнечного ветра. В открытом космосе без дополнительных мер защиты облучение вырастет на порядок. Иногда обсуждается идея отклонять космические частицы сильными магнитными полями, однако на практике ничего, кроме экранирования, пока не отработано. Частицы космического излучения неплохо поглощаются ракетным топливом, что наводит на мысль использовать полные баки как защиту от опасной радиации. Пионеры практической космонавтики, которые в начале 1960-х предлагали устраивать на межпланетных кораблях специальные радиационные убежища, окруженные баками с топливом, блоками аккумуляторов и контейнерами с грузами и пищей, как оказалось, были весьма близки к истине в вопросе радиационной безопасности.
    ВОЗВРАЩЕНИЕ НА ЗЕМЛЮ
    Особые функции возлагаются на систему жизнеобеспечения на этапах старта и посадки космического корабля. В это время, например, могут меняться давление и состав воздушной смеси. Но главной задачей является, конечно, обеспечение физической безопасности экипажа. Для уменьшения воздействия перегрузок разработчики стараются равномерно распределить вес по всей поверхности тела, на которую человек опирается в кресле. Это особенно актуально для аппаратов с малым аэродинамическим качеством, экипаж которых подвергается перегрузкам от трех единиц и выше. Для них проектируются так называемые антропоморфные кресла с индивидуальными вкладышами — ложементами. Их изготавливают точно по фигуре космонавта. Человека помещают в неглубокую ванну, в которую заливают гипс; по гипсовой отливке делается пластиковая «стелька», которую укладывают в кресло. При «пересменке» на станции космонавты переносят свой ложемент из одного «Союза» в другой. Поза пилота подбирается так, чтобы при спуске перегрузки не позволяли крови отливать от головного мозга — это самая частая причина потери сознания под воздействием перегрузок.
    Срабатывание различного рода устройств разделения вроде пироболтов, наличие многочисленных клапанов, а также большие нагрузки, действующие при спуске аппарата, заставляют учитывать риск разгерметизации, из-за которой в 1971 году вскоре после схода с орбиты погиб экипаж «Союза-11». Поэтому сейчас все космонавты возвращаются на землю в специальных спасательных скафандрах. Разумеется, они легче и меньше в размерах, чем те, в которых выходят в открытый космос, но все равно их введение после трагедии «Союза-11» заставило сократить состав экипажа с трех до двух человек. Лишь много позже, после уменьшения габаритов и массы бортового оборудования, удалось восстановить прежнюю численность экипажей «Союзов».
    После приземления и открытия люка работа бортовой системы обеспечения жизнедеятельности пилотируемой ракетно-космической системы заканчивается, а забота о безопасности космонавтов — нет. Ведь в случае нештатных ситуаций, таких, к примеру, как «срыв» из управляемого спуска в баллистический (вспомним посадки «Союзов» ТМА-10 и ТМА-11), спускаемый аппарат может приземлиться хоть и мягко, но весьма далеко от расчетной точки. В подобных случаях на помощь экипажу приходит поисково-спасательная служба. Но это уже другая история.