Пры палёце ў касмічнай прасторы самым нязвыклым для чалавека аказалася, вядома, стан бязважкасці. Ўяўляе бязважкасць небяспеку для членаў экіпажа? Каб адказаць на гэтае пытанне, трэба мець на ўвазе, што любы жывы арганізм прыстасаваны нармальна функцыянаваць толькі ў звыклых для яго ўмовах. Чалавек нараджаецца і праводзіць усё сваё жыццё, знаходзячыся ў полі прыцягнення Зямлі, г. зн. адчуваючы свой уласны вага і вага прадметаў, з якімі яму даводзіцца мець справу. Любая праца на Зямлі і нават простае рух патрабуюць ад чалавека выдаткі энергіі, напружання цягліц.

Чалавек асабліва пасля напружанага працоўнага дня мае патрэбу ў адпачынку. Адпачынак прыемны, але паспрабуйце працягла, днямі і тыднямі, ляжаць у ложку. Як вы сябе будзеце адчуваць? Не вельмі добра. Вы адчуеце сябе млявым, вашы цягліцы стануць адрузлымі. А калі пасля доўгага марнавання часу прабяжыць, то хутка выдохнетесь. Вось чаму спартсмены штодня ў абавязковым парадку займаюцца і фізічнай зарадкай, і выконваюць цэлы комплекс спецыяльных фізічных практыкаванняў.

Такім чынам, чалавечаму арганізму патрэбны не толькі адпачынак, але і фізічная нагрузка. На Зямлі мы, нават калі нічога не робім, трэніруем сваё сэрца. Яно, ні на секунду не спыняючыся, перапампоўвае кроў у нашым арганізме.

Бязважкасць - гэта такі стан, калі цела губляе вагу. Становяцца бязважкія рукі, ногі, бязважкія таксама і кроў, і ўсе ўнутраныя органы. Сэрцу даводзіцца ганяць па крывяносных пасудзінах чутную кроў. Для гэтага асаблівых намаганняў не патрабуецца. Нават калі касманаўты выконваюць цяжкую працу, сэрца мае меншую нагрузку, чым пры нармальнай дзейнасці чалавека на Зямлі. А мускулы рук і ног і іншыя мускулы цела? Яны таксама практычна не маюць адчувальнай нагрузкі. Такім чынам, некаторыя часткі чалавечага арганізма, які знаходзіцца ў касмічным караблі, знаходзяцца ў вымушаным стане бяздзейнасці.

На Зямлі да такога стану блізкі хворы чалавек, доўга знаходзіцца на пасцельным рэжыме. Калі ён здаравее і, устаўшы з пасцелі, спрабуе зрабіць першыя крокі, ён адчувае вялікую слабасць. Слабасць - гэта не толькі вынік хваробы, не меншы ўплыў на паслабленне аказвае і доўгі знаходжанне на пасцельным рэжыме, г. зн. бяздзейнасць арганізма. Падобнае ж можа здарыцца і з людзьмі, якія доўгі час знаходзяцца ў стане бязважкасці.

Разгледзім больш падрабязна, у чым адбіваецца шкоднае дзеянне бязважкасці на арганізм чалавека. Як мы ўжо казалі, любая праца, якая вырабляецца ў стане бязважкасці, патрабуе меншай затраты энергіі, чым на Зямлі. Калі мы працуем, мы затрачвае энергію, якая выпрацоўваецца ў нашым арганізме з ежы, якую мы спажываем. Ежа ў нашым арганізме акісляецца кіслародам, які мы забіраем з паветра пры дыханні. Кісларод, паступаючы ў лёгкія, звязваецца чырвонымі крывяным шарыкамі і затым патокам крыві разносіцца па ўсім арганізму.

Памяншэнне расходу энергіі на выкананне ўсякага роду працы (у тым ліку і проста руху) прыводзіць да памяншэння спажывання арганізмам кіслароду, з прычыны чаго ў меншай колькасці патрабуецца чырвоных крывяных шарыкаў - разносчыкаў кіслароду. Паколькі патрэба цягліц цела ў прытоку крыві памяншаецца, памяншаецца і аб'ём крыві, перекачиваемый сэрцам. Сэрца, не атрымаўшы належнай трэніроўкі, слабее. Калі чалавек будзе доўгі час знаходзіцца ў стане бязважкасці, то, вярнуўшыся на Зямлю, ён фізічна будзе адчуваць сябе як глыбокі стары. Яго отвыкшее ад узмоцненай працы сэрца будзе не ў стане справіцца з звычайнымі зямнымі нагрузкамі.

Прырода - эканомны і ашчадны канструктар. Трываласць шкілетных костак чалавечага цела дакладна адпавядае нагрузцы, якую ён павінен вытрымліваць. А нагрузка іх - гэта вага цягліц, крыві, унутраных органаў. У бязважкасці шкілет практычна не адчувае нагрузкі. Да чаго гэта прыводзіць? Вы ведаеце, што ў малатабойцаў вялікія і моцныя біцэпсы, а ў людзей нефизического працы яны і маленькія і слабыя. З дня ў дзень малатабоец прымушае бесперапынна працаваць мышцы рук. Арганізм ўзмацняе гэтыя мышцы, развівае іх у большай ступені, чым іншыя. Наадварот, калі якія-то органы выключаюцца з працы, яны паступова слабеюць. Косткі нашага шкілета даволі трывалыя. Трываласць костак абумоўліваецца наяўнасцю ў іх складзе элемента кальцыя. У бязважкасці шкілет пазбаўляецца звычайнай нагрузкі, цела робіцца бязважкім і трываласць костак становіцца залішне вялікі. Арганізм прымае меры да таго, каб у ім не было лішняга, непатрэбнага. Вось чаму пры працяглых палётах можа мець месца так званае декальцинирование костак шкілета касманаўтаў. З арганізма з адходамі выдаляецца кальцый, у выніку чаго косткі губляюць трываласць.

Такім чынам, бязважкасць пры палётах, якія будуць працягвацца тыднямі і месяцамі, можа аказаць шкоднае дзеянне на арганізм касманаўтаў, і ў ім могуць адбыцца незваротныя працэсы.

Ці можна ва ўмовах касмічнага карабля, які здзяйсняе працяглы палёт, ліквідаваць шкоднае ўплыў бязважкасці? Для гэтага касманаўты павінны падчас палёту выконваць пэўныя фізічныя практыкаванні. Такія практыкаванні запавольваюць праходжанне шкодных працэсаў, якія могуць мець месца ў арганізме, што знаходзіцца ў стане бязважкасці. Медыкамі створаны рознага роду лекавыя прэпараты, прыём якіх таксама спрыяе зніжэнню ўплыву бязважкасці на арганізм чалавека. Пры не вельмі працяглых палётах комплекс спецыяльных фізічных практыкаванняў у спалучэнні з лекавымі прэпаратамі можа апынуцца дастатковым сродкам супраць шкоднага ўплыву бязважкасці. А пры палётах, якія доўжацца месяц, два, спатрэбяцца больш дзейсныя меры.

Якім чынам можна цалкам ліквідаваць шкоднае дзеянне бязважкасці на арганізм членаў экіпажа? Самым радыкальным сродкам, вядома, было б такое, якое дазволіла б стварыць у касмічным караблі, што знаходзіцца ў палёце, «важкае стан».

Штучную цяжар прасцей за ўсё стварыць, калі прымусіць цела здзяйсняць вярчальны рух вакол некаторай восі. Сіла, дзеючая пры гэтым на цела, паведамляе яму цэнтраімклівае паскарэнне а = w2r, дзе w - кутняя хуткасць кручэння, а r - радыус акружнасці, па якой рухаецца цела масай m. У адпаведнасці з другім законам Ньютана F = ma. Калі зрабіць паскарэнне роўным 9,8 м/сек2, г. зн. паскарэнню вольнага падзення, то F = mg. У сваю чаргу цела будзе дзейнічаць на апору з сілай, роўнай F па велічыні, але процілеглага па кірунку (трэці закон Ньютана), г. зн. яно набудзе вагу (Р = - F = - mg).

Ці можна гэта ажыццявіць на касмічным караблі? Касмічнаму караблю, які рухаецца з пастаяннай хуткасцю, дапусцім па калязямной арбіце, можна надаць вярчальны рух вакол аднаго з яго восяў. У залежнасці ад становішча адносна восі кручэння таго ці іншага прадмета, які знаходзіцца на борце касмічнага карабля, ён набывае нейкае паскарэнне. Відавочна, прадметы, цэнтр масы якіх супадае з воссю кручэння, паскарэннем валодаць не будуць, а чым далей цэнтр масы прадмета размяшчаецца ад восі кручэння, тым вялікім паскарэннем ён будзе валодаць.

Ажыццявіць гэтую закрутку карабля вакол аднаго з яго восяў тэхнічна няцяжка. Знаходзячыся на некаторым выдаленні ад восі кручэння ў такім караблі, касманаўт будзе адчуваць дзеянне некаторай сілы, г. зн. ён не будзе адчуваць стану бязважкасці, а таму ў яго арганізме не павінны адбывацца працэсы, якія выклікаюцца доўгім знаходжаннем у стане бязважкасці. Надаваць касмічнаму караблю вярчальны рух вакол аднаго з яго восяў не заўсёды зручна па шэрагу прычын. Карабель у касмічным прасторы павінен быць арыентаваны ў пэўным становішчы. Калі ж ён будзе круціцца, то цяжка будзе назіраць за Зямлёй ці іншымі нябеснымі целамі, а таму караблём цяжка будзе кіраваць. Таму такі спосаб стварэння штучнай цяжару ў касмічным караблі малоприемлем.

Больш мэтазгодна мець ўнутры касмічнага карабля прылада, падобнае звычайным каруселям, вядома, мініяцюрных памераў, якое можа прыводзіцца ў кручэнне электраматорам. Касманаўты па меры патрэбы могуць карыстацца гэтым прыладай для таго, каб адчуць свой вага.

Мы ўжо казалі аб тым, што ў касмічнай прасторы, над Зямлёй, пачынаючы з вышынь парадку некалькі сот кіламетраў, размяшчаюцца так званыя радыяцыйныя паясы. Таўшчыня радыяцыйных паясоў дасягае некалькіх тысяч кіламетраў. Гэтыя радыяцыйныя паясы ўяўляюць пэўную небяспеку для экіпажаў касмічных караблёў. Людзі, якія знаходзяцца ў караблі, пры праходжанні ім радыяцыйных паясоў могуць атрымаць небяспечную дозу апраменьвання і захварэць прамянёвай хваробай. Але гэта толькі ў тым выпадку, калі карабель праходзіць зону прасторы, занятую радыяцыйным поясам. Калі ж палёт касмічнага карабля праходзіць па калязямной арбіце на вышынях ніжэй мяжы блізкага радыяцыйнага пояса, то яны не ўяўляюць небяспекі. Калі ж карабель адпраўляецца да іншых нябесным целам, тады абыйсці радыяцыйныя паясы практычна немагчыма. Ужо праведзены не адзін палёт касмічных апаратаў з Зямлі да іншых планет. Дзеянне радыяцыі ад паясоў замерялось адмысловымі прыборамі, усталяванымі на борце гэтых апаратаў.

Радыяцыйную небяспеку для экіпажа касмічнага карабля могуць прадстаўляць як крыніцы, размешчаныя на борце карабля (радыеізатопных энергетычныя ўстаноўкі), так і якія знаходзяцца па-за карабля. Абарона ад пранікальнай радыяцыі і зараджаных часціц (электронаў) і нейтральных (нейтронаў) ажыццяўляецца з ужываннем адмысловых матэрыялаў. Таўшчыню ахоўнага экрана выбіраюць такі, каб праз яго не маглі праходзіць хутка якія рухаюцца часціцы. Сценкі арбітальнага адсека касмічнага карабля, вырабленыя з тонкага алюмініевага ліста, ужо перашкаджаюць праходжанню ўнутр карабля часціц радыяцыйнага выпраменьвання. Тоўсты жа пласт цеплавой абароны, які. наносіцца на вонкавую паверхню спушчальнага апарата, уяўляе даволі грунтоўную абарону ад некаторых відаў радыяцыі.

Разлікі паказваюць, што палёт касмічнага карабля праз прастору, занятае трыма паясамі Зямлі, калі ён працягваецца некалькі дзясяткаў хвілін, не ўяўляе рэальнай пагрозы здароўю касманаўтаў. Нават тонкая абалонка корпуса арбітальнага адсека карабля настолькі памяншае пранікальную здольнасць гэтых часціц, што яны становяцца практычна бяспечнымі. Відавочна, калі падчас праходжання касмічным караблём прасторы, занятага радыяцыйнымі паясамі, члены экіпажа будуць знаходзіцца не паблізу сценак адсека, а за якім-небудзь прыладай (прыбор, кантэйнер для захоўвання ежы і інш.), яны атрымаюць меншую дозу апраменьвання.

Тонкая сценка арбітальнага адсека касмічнага карабля аказваецца цалкам дастатковай і для таго, каб абараніць членаў экіпажа ад пастаянна дзеючай галактычнай радыяцыі. Гэтая радыяцыя мае практычна аднолькавую інтэнсіўнасць у любым пункце касмічнай прасторы і не змяняецца ў часе. Дзе б ні знаходзіўся касмічны карабель, у міжпланетны прасторы на яго заўсёды дзейнічае галактычнай выпраменьванне.

Мы ўжо казалі, што дзеянне апраменьвання ад радыяцыйных паясоў Зямлі абмяжоўваецца тым часам, якое неабходна касмічнаму караблю для праходжання зоны прасторы, занятай імі, а для гэтага патрабуецца толькі 10 - 15 мін. За гэты час, нават пры самых неспрыяльных умовах, касманаўты не змогуць атрымаць дозы апраменьвання, якая шкодна адбілася б на іх здароўе. А вось галактычная радыяцыя апраменьвае карабель бесперапынна, пакуль ён знаходзіцца ў касмічнай прасторы. Дзеянне радыяцыі ў целе чалавека пры гэтым назапашваецца, і ў рэшце рэшт праз якое-то час галактычная радыяцыя можа выклікаць у арганізме захворванне.

У касмічных караблях, прызначаных для працяглых палётаў, неабходна ўсталёўваць спецыяльную абарону, якая б больш моцна, чым сценкі карабля, магла аслабіць інтэнсіўнасць патоку часціц галактычнай радыяцыі. Абаронай ад галактычнага выпраменьвання можа служыць пласт рэчывы, добра паглынальны часціцы, з якіх складаецца гэта выпраменьванне.

Пры выбары матэрыялу для ахоўнага пакрыцця варта ўлічваць два фактары: па-першае, як добра матэрыял затрымлівае часціцы галактычнага выпраменьвання і, па-другое, наколькі ён павялічвае вагу карабля. Відавочна, абарона павінна забяспечваць патрабаваную паніжэнне інтэнсіўнасці патоку часціц галактычнага выпраменьвання пры мінімальным павелічэнні вагі карабля.

А ці памятаеце вы, што існуе яшчэ і магутнае сонечнае корпускулярное выпраменьванне? Яно па сваёй інтэнсіўнасці не ідзе ні ў якое параўнанне з інтэнсіўнасцю выпраменьвання галактычнай радыяцыі або з выпраменьваннем радыяцыйных паясоў Зямлі. Але магутнае сонечнае выпраменьванне бывае рэдка (адзін-два разы ў год) і працягваецца параўнальна нядоўга - гадзінамі, часам суткамі. Ад магутнага сонечнага выпраменьвання сценкі касмічнага карабля не выратуюць. Патрэбна больш надзейная абарона экіпажа.

Мяркуецца, што для абароны экіпажа ад такога роду радыяцыі мэтазгодна будзе ў касмічным караблі мантаваць камеру-прытулак, якая мае тоўстыя сценкі з матэрыялу, добра паглынальнага часціцы сонечнага радыяцыйнага выпраменьвання. Разлікі паказваюць, што вага прытулку, які забяспечвае неабходную абарону, не будзе занадта вялікім.

Так як магутная сонечная радыяцыя, як правіла, доўжыцца ўсяго некалькі гадзін, няма неабходнасці рабіць прытулак вялікага аб'ёму, у якім чалавек адчуваў бы сябе дастаткова зручна.

Узнікае пытанне: а калі касманаўты павінны ўвайсці ў кабіну-прытулак? Яны ж не ведаюць, калі Сонца пачне пасылаць смяротныя прамяні. Для гэтага на борце касмічнага карабля павінен быць усталяваны прыбор, які загадзя б апавяшчаў касманаўтаў аб якая насоўваецца пагрозе. Такія прыборы ўжо распрацаваны.

Вы, напэўна, ведаеце, што мы з вамі, жывучы на Зямлі, не лётаючы ў касмічную прастору, облучаемся бесперапынна касмічнымі часціцамі. Праўда, паветраная абалонка настолькі моцна аслабляе лік і энергію гэтых часціц, што яны не ўяўляюць ужо ніякай небяспекі для нашага здароўя. Як мы даведаемся аб тым, што такія часціцы дасягаюць паверхні Зямлі? З дапамогай спецыяльных прыбораў, званых датчыкамі Гейгера-Мюлера. Такога ж тыпу прыборы можна ўсталёўваць і на борце касмічнага карабля.

З прычыны таго, што ў касмічнай прасторы невымерна больш канцэнтрацыя зараджаных часціц, гэтыя прыборы ўвесь час будуць даваць сігнал аб іх наяўнасці. Канцэнтрацыя зараджаных часціц, паказаная датчыкамі Гейгера - Мюлера па часе, будзе практычна нязменнай. З пачатку ж адукацыі магутнага сонечнага выпраменьвання канцэнтрацыя часціц, паказаная датчыкамі Гейгера - Мюлера, пачынае хутка расці. Вось гэты момант - пачатак росту канцэнтрацыі зараджаных часціц у кабіне касмічнага карабля - і будзе з'яўляцца сігналам да таго, каб усе члены экіпажа схаваліся ў прытулак. Сігналам аб тым, што небяспека абмінула, будзе зноў-такі паказанне прыбора - рэзкае памяншэнне канцэнтрацыі зараджаных часціц ў кабіне карабля.

Так можа ажыццяўляцца абарона чалавека, які знаходзіцца на борце касмічнага карабля, ад розных відаў радыяцыйнага выпраменьвання.

Каб выйсці ў адкрыты космас, касманаўт павінен надзець скафандр. Прызначэнне скафандра - забяспечыць жыццядзейнасць і бяспеку касманаўта, калі ён знаходзіцца па-за карабля. Для таго каб чалавек мог жыць, ён перш за ўсё павінен дыхаць і, што таксама вельмі важна, падтрымліваць адпаведны тэмпературны рэжым цела.

У самых простых па прыладзе скафандрах, якія дазваляюць пакідаць борт касмічнага карабля і выходзіць у адкрыты космас, але знаходзіцца недалёка ад карабля, падача паветра для дыхання і вентыляванне цела касманаўта вырабляюцца з кабіны праз шланг, злучаны са скафандрам. Існуюць і больш складаныя канструкцыі скафандраў, якія дазваляюць чалавеку знаходзіцца ў адкрытым космасе і не мець сувязі праз шланг з кабінай карабля. Такія скафандры маюць аўтаномную (т. е. незалежную) сістэму жыццезабеспячэння і сістэму адводу цяпла ад цела касманаўта. Скафандр з аўтаномнай сістэмай жыццезабеспячэння і вентыляцыі ўяўляе сабой герметычны касцюм з шчыльнай матэрыі. На ім мацуецца ранец з сістэмай падсілкоўвання атмасферы, якая выкарыстоўваецца касманаўтамі для дыхання, кіслародам і ачысткі атмасферы ад шкодных прымешак, што выдзяляюцца чалавекам (вуглякіслы газ і лішкі вадзяных пароў). Кісларод, неабходны для падсілкоўвання атмасферы ў скафандры, зручней за ўсё атрымліваць з хімічных крыніц, як гэта робіцца пры атрыманні кіслароду, які ішоў на падпітку паветра кабіны карабля. Калі выкарыстоўваць для гэтага надперекиси шчолачных металаў, то яны, як мы ўжо ведаем, не толькі вылучаюць кісларод пры раскладанні, але адначасова і вырабляюць ачыстку паветра ад вуглякіслага газу.

Адвод лішкаў цяпла ад цела касманаўта, які знаходзіцца ў адкрытым космасе ў скафандры, не менш складаная задача, чым забеспячэнне яго кіслародам для дыхання. Для гэтага прыходзіцца абсталяваць скафандр даволі складаным прыладай. На цела касманаўта апранаецца спецыяльная кашуля астуджэння. Праз такую кашулю цыркулюе па вельмі невялікім па дыяметры трубках вада. Праходзячы праз кашулю, вада награваецца за кошт цяпла, які выдаткоўваецца целам касманаўта, пасля чаго паступае ў радыятар. Радыятар ўяўляе сабой некалькі металічных трубак, умацаваных на паверхні скафандра. Трубка радыятара выпраменьвае ў навакольную касмічную прастору цяпло, з прычыны чаго вадкасць, якая працякае праз трубкі, астуджаецца. Цыркуляцыя вады і астуджальнай кашулі і па радыятара забяспечваецца помпай, якія працуюць ад электраматора. Такім чынам, у камплект скафандра, які можа забяспечваць незалежнае ад карабля існаванне касманаўта ў касмічным прасторы, павінен уваходзіць і крыніца электраэнергіі, неабходны для харчавання электрарухавіка. Найбольш зручным крыніцай электраэнергіі для такіх скафандраў з'яўляюцца хімічныя батарэі.

Скафандр ў касмічнай прасторы ў вядомай ступені выконвае ролю звычайнага зямнога касцюма. Бо на вуліцу, асабліва ў халодны час года, не выйдзеш, не надзеўшы адпаведнай адзення. Праўда, прызначэнне адзення ў зямных умовах больш сціплае, чым скафандра ў космасе. Адзенне на Зямлі засцерагае арганізм ад астуджэння ніжэй дапушчальнага ўзроўню. Роля ссср у касмічнай прасторы больш шматгранная і важная. Вопратку шыюць з тонкіх тканін, таму яна не абмяжоўвае рухаў. З якіх жа матэрыялаў робяць скафандры? Так як скафандр павінен быць герметычным, г. зн. не прапускаць паветра, яго нельга вырабляць з звычайных баваўняных, шарсцяных або шаўковых тканін. Скафандры робяць з адмысловых, воздухонепроницаемых тканін. Але скафандры можна рабіць не толькі з мяккіх тканін. У іншых выпадках зручней рабіць іх з металу.

Скафандры падзяляюцца на мяккія і жорсткія, у залежнасці ад матэрыялу, з якога яны выраблены. Да цвёрдым адносяцца скафандры, вырабленыя з металічных лістоў, да мяккім - з тканін. Калі касманаўт знаходзіцца ў адкрытым космасе, то практычна няма прычын, якія маглі б выклікаць пашкоджанне тонкай абалонкі скафандра. Калі ж касманаўт перасоўваецца па паверхні нябеснага цела, то небяспека пашкоджанні абалонкі скафандра значна павялічваецца. Таму для выхаду ў касмічную прастору, не звязанага з пасадкай на паверхню нябеснага цела, лічыцца больш зручным мяккі скафандр, для высадкі на Месяц ці іншыя целы сонечнай сістэмы зручней і надзейней жорсткія металічныя скафандры.

Варта адзначыць, што ўжо створаны тканіны з штучных валокнаў, якія гэтак жа эластычныя і мяккія, як звычайная баваўняная тканіна, і ў той жа час валодаюць выключна высокай трываласцю. Скафандры, вырабленыя з некалькіх слаёў такой тканіны, забяспечваюць не меншую, а, мабыць, нават вялікую бяспеку касманаўтаў пры высадцы на Месяц, перамяшчэнні па месяцовай паверхні, вытворчасці работ, запланаваных у адпаведнасці з праграмай палёту.

Мы коратка разгледзелі пытанне аб тым, якая небяспека падцікоўвае чалавека, які знаходзіцца ў касмічнай прасторы, і якія існуюць меры па барацьбе з ёй.

Палёт у космас патрабуе ад касманаўтаў добрай фізічнай падрыхтоўкі, а таксама і выдатнай тэхнічнай падрыхтоўкі. Праграма кожнага касмічнага палёту надзвычай насычана, і экіпажу касмічнага карабля даводзіцца шмат працаваць для яе выканання. Працаваць у незвычайных, нязвыклых для чалавека умовах, і таму праца гэты не толькі ганаровы, які прыносіць карысць шэрагу галін навукі, але і цяжкі, стомны. Касманаўты, пилотирующие касмічныя караблі, здзяйсняюць працоўны подзвіг і праяўляюць пры гэтым вялікая мужнасць і адвагу. Вось чаму ўсе нашы касманаўты, якія ўдзельнічаюць у касмічных палётах, ўдастоены звання Героя Савецкага Саюза.