Невесомость

Замечательный афоризм, вынесенный в заголовок, принадлежит космонавту Владимиру Афанасьевичу Ляхову. Он оставил записку с этими словами на станции «Мир» в назидание следующему экипажу. Действительно, в космосе очень многое не так, как на Земле, и первое, что вносит непохожесть, — невесомость.

В корабле слишком мало места, чтобы космонавты могли почувствовать приятные стороны невесомости. Пока они только привыкали к ней, а некоторые могли испытать признаки болезни движения. Переход из корабля на станцию космонавт воспринимает как резкое расширение пространства чуть ли не до безграничных (хотя это далеко не так) размеров. В первые секунды такое расширение может даже вызвать неприятные ощущения. Но затем космонавт начинает осваивать невесомость, как ребенок учится ходить.

Пожалуй, невесомость — самое романтическое в космонавтике (для тех, кто смотрит на нее со стороны). Когда по телевизору показывают орбитальную станцию и экипаж, видно, как космонавты «плавают» внутри космического дома, перелетают из отсека в отсек, отталкиваясь от стенок. Но это не значит, что гравитационное притяжение исчезло. На космической станции, летающей на высоте 350 километров, ускорение свободного падения всего лишь на 10 процентов меньше, чем на поверхности Земли, и составляет 8,8 м/с². На космической орбите притяжение Земли и скорость, с которой летит станция, складываясь друг с другом, приводят к тому, что любое тело беспрерывно падает, но никак не может упасть. И получается, что веса нет. А значит, корабли, орбитальные комплексы, спутники, вся аппаратура и предметы, расположенные в них, и, конечно, люди перестают что-либо весить. Научно говоря, весомость становится равной нулю.

Невесомость можно назвать свободой от всяких сил. Но за всякую свободу приходится платить. Эта плата — космическая болезнь движения, о которой мы уже говорили. Частично свободу от силы тяжести можно ощутить в бассейне. Если лечь на воду и закрыть глаза, можно представить себя парящим в невесомости. Кстати, именно в бассейне космонавты привыкают к силе тяжести после невесомости.

У человека есть совершенно удивительный «прибор», с помощью сигналов которого о весомости мозг управляет мышцами и конечностями тела, то есть координацией движений. Этот «прибор» — вестибулярный аппарат. Когда мы идем по улице, вертя головой, он дает сигналы для ходьбы, и мы даже не задумываемся об этом. Более сложный случай — гимнаст, исполняющий свою программу на брусьях либо на перекладине. Вестибулярный аппарат легко справляется и с этим. На участке выведения на орбиту космонавт чувствует «сверхвесомость», то есть перегрузку. А вот когда он оказался на орбите, вестибулярный аппарат попадает в совершенно непривычные для него условия, но и тут он привыкает, настраивается и продолжает надежно служить человеку.

Еще в 1911 году (за пол века до полета Юрия Алексеевича Гагарина) К. Э. Циолковский писал о том, что в условиях космического пространства человек будет иначе смотреть на окружающие вещи, по-другому двигаться, ощущать время и пространство.

Когда Ньютон, глядя на падающее яблоко, открыл закон всемирного тяготения, он думал и о яблоке, и о Земле, и о других неодушевленных телах. Даже в задачах, где одним из тел был человек, он для него считался всего лишь «падающим объектом», таким же, как остальные. Ньютоновская механика не занимается внутренним состоянием свободно падающего космонавта. А это состояние как раз и описывается понятием «невесомость», которая не только необычна для человека, но и неестественна. И вот уже космонавт перестает быть просто механическим объектом ньютоновской механики, но становится и сложным организмом, реагирующим на исчезновение весомости как весьма приятными, так и малоприятными ощущениями.

Одной из таких реакций оказывается нарушение координации движений. Любое наше действие контролирует мозг. Именно мозг дает сигнал ногам при ходьбе, он управляет нашими мышцами, ему подчиняется все тело. Для каждого движения есть свой сигнал, который и регулирует это движение, то есть заставляет наше тело двигаться именно так, как мы хотим. В первые дни полета координация движения у космонавта нарушается. Это сказывается прежде всего на мелких движениях, которые требуют больше усилий от мозга и меньше — от мышц. Чтобы осознать, как надо действовать, приходится пробовать и ошибаться. В космосе не нужно прикладывать много силы и к этому надо привыкнуть.

Однажды на станции «Мир» проводили эксперимент, в котором участвовал цыпленок. Птенца выпустили «поплавать» по орбитальному комплексу и наблюдали за тем, как он себя поведет. Малыш начал забавно кувыркаться в воздухе, махать крылышками, перебирать лапками и от этого постоянно крутился. Если человека, который только что оказался на космической станции, взять за пояс и оставить посреди модуля, чтобы он не мог дотянуться ни до одной панели, он будет барахтаться точно так же. Но человек почти мгновенно находит самый подходящий способ передвижения по станции — перелеты от одной точки, где можно зафиксироваться, к другой. Такие перелеты требуют формирования некоторого навыка, который приходит с опытом. Отталкиваться нужно кончиками пальцев и очень легко. Сильный толчок дает большую скорость перемещения и требует дополнительных усилий для остановки (хорошо еще, если не получишь травму, ударившись о твердый предмет или фрагмент конструкции). Но при слишком слабом отталкивании космонавт может не достигнуть точки назначения и зависнуть в большом объеме, где не от чего будет оттолкнуться.

В невесомости происходят очень интересные явления. Если космонавт будет закручивать гайку, то одновременно будет сам поворачиваться в противоположную сторону. Если, конечно, он не держится другой рукой за опору. Пытаясь работать молотком, он будет отлетать от того предмета, по которому ударяет, как раз в силу законов ньютоновской механики. Поэтому космонавты должны сначала зафиксировать себя перед работой.

В условиях невесомости, когда понятия «верх» и «низ» теряют смысл, чтобы помочь космонавту чувствовать себя как в привычной среде, панели внутри модуля выполняются в разных, но стандартных для Земли цветах: «потолок» — белый, «пол» — коричневый, «стены» — зеленоватые. Светильники расположены на «потолке», реже — на боковых панелях и никогда на «полу». Психологически это облегчает привыкание к новому миру, но в реальности космонавты двигаются и работают, принимая самые необычные позы, не из желания покрасоваться друг перед другом или запечатлеть себя на видео на память (хотя это тоже бывает), а в поисках удобных для работы положений в безопорном пространстве, притом что аппаратура, компьютеры, научные приборы закреплены как на боковых панелях, так и на «полу». Часто оказывается, что космонавт все время видит привычную обстановку под разными и необычными углами зрения, и требуется несколько секунд, чтобы мозг правильно сориентировался. Такого явления в земной жизни нет, поскольку возможности необычных поз ограничены гравитацией. Чтобы уменьшить дискомфорт от переключения «картинок» обстановки, космонавты предпочитают перелетать от точки к точке, из модуля в модуль лицом к «полу».

Иногда невесомость обманывает человека, словно играет с ним. Мы привыкли жить в мире, где все зависит от притяжения. Подбрось вверх любой предмет, он обязательно упадет на землю. Мы точно знаем: там, где небо — там верх, а где земля — низ. И наше тело обычно расположено таким образом, что ноги внизу, а голова вверху. Но даже если встать с ног на голову, все равно можно точно определить, где низ, где верх. А вот в условиях невесомости могут возникать разные иллюзии, привыкнуть к которым удается не сразу.

Один из самых распространенных сюрпризов — человек видит вещи перевернутыми «вверх ногами». Однажды из-за такой иллюзии не удалась стыковка.

В 1968 году была поставлена задача состыковать два корабля «Союз». Один из них летел в беспилотном варианте, другой пилотировал космонавт. Система автоматического сближения вывела пилотируемый корабль на расстояние 200 метров до беспилотного. В этот момент космонавту показалось неправильным положение космических аппаратов по отношению друг к другу. У него возникла иллюзия, будто он оказался вниз головой, и космонавт попытался перевернуть свой корабль. Это было следствием невесомости. Автоматика вновь и вновь включала двигатели, чтобы вернуть корабль в правильное положение, а космонавт верил себе, а не приборам. В результате топливо было израсходовано почти полностью. По указанию Земли дальнейшие попытки стыковки были прекращены, и оба корабля возвратились на Землю.