Выход в открытый космос
Выход в открытый космос — работа или прогулка космонавта в космическом пространстве за пределами своего корабля.Используемый в России, США, Европе термин «внекорабельная деятельность» (ВКД, англ. Extra-vehicular activity, EVA) — более широкий и включает в себя также понятие выхода из корабля на поверхность Луны, планеты или другого космического объекта.
Исторически из-за разницы в конструктивных особенностях первых космических кораблей в США и в СССР по-разному определяют момент начала выхода в космос. В советских космических кораблях с самого начала имелся отдельный шлюзуемый отсек, из-за чего началом выхода в космос считается момент, когда космонавт разгерметизирует шлюз и оказывается в вакууме, а его завершением — момент закрытия люка.
Ранние американские корабли шлюзовой камеры не имели, и при выполнении выхода в космос разгерметизировался весь корабль. В этих условиях за начало выхода в космос принимался момент, когда голова астронавта выступала за пределы корабля, даже если его тело ещё продолжало находиться внутри отсека (так называемый англ. Stand-up extra-vehicular activity, SEVA). Современный американский критерий принимает переключение скафандра на автономное питание в качестве начала и начало наддува за окончание выхода в открытый космос.
Выходы в открытый космос могут выполняться по-разному. В первом случае космонавт связан с космическим кораблём специальным страховочным фалом, иногда объединённым со шлангом подачи кислорода (в этом случае его называют «пуповиной»), при этом для возвращения на корабль достаточно просто мышечных усилий космонавта. Другой вариант — полностью автономный полёт в космическом пространстве. В этом случае необходимо обеспечить возможность возвращения к космическому кораблю при помощи специальной технической системы (см. Установка для перемещения и маневрирования космонавта).
Перемещение по поверхности станции происходит с перещёлкиванием между установленными на ней поручнями карабинов, соединённых с космонавтом страховочными фалами длиной около 8 м и способных удерживать массу до 4 тонн[1].
Исторические факты
- Первый выход в космос был совершён советским космонавтом Алексеем Леоновым 18 марта 1965 года[2] с борта космического корабля «Восход-2» с использованием гибкой (надувной) шлюзовой камеры. Скафандр «Беркут», использованный для первого выхода, был вентиляционного типа и расходовал около 30 л кислорода в минуту при общем запасе в 1666 л, рассчитанном на 30 минут пребывания космонавта в открытом космосе. Из-за разности давлений скафандр раздувался и сильно мешал движениям космонавта, что, в частности, очень затруднило Леонову возвращение на «Восход-2». Общее время первого выхода составило 23 минуты 41 секунду[3] (из них вне корабля 12 минут 9 секунд), и по его итогам был сделан вывод о возможности человека выполнять различные работы в открытом космосе.
- Первой женщиной, вышедшей в открытый космос, была Светлана Евгеньевна Савицкая. Выход состоялся 25 июля 1984 года с борта орбитальной космической станции «Салют-7».
- Самым длительным выходом в открытый космос стал выход американки Сьюзан Хелмс 11 марта 2001, длившийся 8 часов 56 минут.
- Рекорд по количеству выходов (16) и по общей продолжительности пребывания (78 часов 48 минут) в открытом космическом пространстве принадлежит советскому и российскому космонавту Анатолию Соловьёву.
- Первым выход в открытый космос в межпланетном пространстве выполнил американский астронавт Альфред Уорден, член экипажа лунной экспедиции Аполлон-15. Уорден вышел в открытый космос, чтобы перенести отснятые фотоплёнки картографических и панорамных камер из служебного модуля в командный.
- Первый выход в космос из двух различных космических аппаратов в один и тот же день состоялся 16 сентября 1993 года, из станции «Мир» и «Спейс шаттла» миссии STS-51. Первый выход из двух ОС в один день — 17 ноября 2022 года, когда из МКС совершили выход российские космонавты Сергей Прокопьев и Дмитрий Петелин, а из станции «Тяньгун» — тайконавты Чэнь Дун и Цай Сюйчжэ.
Опасности выходов в открытый космос
Выходы в открытый космос опасны по множеству различных причин. Первая — возможность столкновения с космическим мусором. Орбитальная скорость на высоте 300 км над Землёй (типичная высота полёта пилотируемых космических кораблей) — около 7,7 км/с. Это в 10 раз превышает скорость полёта пули, так что кинетическая энергия маленькой частицы краски или песчинки эквивалентна той же самой энергии пули, обладающей в 100 раз большей массой. С каждым космическим полётом появляется всё больше и больше орбитального мусора, что увеличивает эту опасность.
Другая причина опасностей выходов в космос — то, что окружающая обстановка в космическом пространстве чрезвычайно сложна для предполётного моделирования. Выходы в космос часто планируются на поздней стадии разработки полётного плана, при обнаружении каких-либо насущных проблем или неисправностей, иногда даже в процессе самого выполнения полёта. Потенциальная опасность выходов в открытый космос неизбежно ведёт к эмоциональному давлению на космонавтов.
Потенциальную опасность несёт возможность потери или недопустимого удаления от космического корабля, грозящая гибелью из-за израсходования запаса дыхательной смеси. Опасны также возможные повреждения или проколы скафандров, разгерметизация которых грозит аноксией и быстрой смертью, если космонавты не успеют вовремя вернуться в корабль. Инцидент с повреждением скафандра произошёл только один раз, когда во время полёта «Атлантиса» STS-37 маленький прут проколол перчатку одного из астронавтов. По счастливой случайности разгерметизации не произошло, поскольку прут застрял и блокировал собою образовавшееся отверстие. Прокол даже не был замечен до тех пор, пока астронавты не вернулись в корабль и не начали проверку скафандров.[4]
Показательно, что самый первый достаточно опасный инцидент случился уже во время первого выхода космонавта в открытый космос. Выполнив программу первого выхода, Алексей Архипович Леонов испытал трудности с возвращением на корабль, поскольку раздувшийся скафандр не проходил через воздушный шлюз «Восхода». Только стравливание давления кислорода в скафандре позволило тогда благополучно завершить полёт.
Ещё один потенциально опасный случай произошёл во время второго выхода в открытый космос астронавтов космического корабля «Дискавери» (полёт STS-121). От скафандра Пирса Селлерса открепилась специальная лебёдка, которая помогает вернуться на станцию и не даёт астронавту улететь в открытый космос. Вовремя заметив проблему, Селлерс с напарником смогли прикрепить устройство обратно, и выход был завершён благополучно.[5]
Несмотря на то, что в настоящее время неизвестны какие-либо несчастные случаи, связанные с выходами в открытый космос, разработчики космической техники стараются снизить необходимость внекорабельной деятельности. Устранению подобной необходимости, например, при выполнении сборочных работ в космосе, может помочь разработка специальных телеуправляемых роботов.
Поскольку «сутки» на орбите пилотируемых станций длятся лишь около 90 минут, примерно половину времени работа космонавтов проходит без солнечного света, при освещении лишь фонариками и прожекторами станции.
Статистика и достижения
| Длительность выхода | Дата выхода | Участники выхода | Космический аппарат | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| 16 мин | 18 марта 1965 |  Алексей Леонов | Восход-2 | Первый в истории выход в открытый космос |
| 36 мин | 3 июня 1965 |  Эдвард Уайт | Джемини-4 | Первый американский выход в открытый космос |
| 2 ч 07 мин | 5 июня 1966 | Юджин Сернан | Джемини-9A | |
| 2 ч 08 мин | 14 сентября 1966 | Ричард Гордон | Джемини-11 | |
| 2 ч 29 мин | 12 ноября 1966 | Эдвин Олдрин | Джемини-12 | |
| 37 мин | 16 января 1969 года | Алексей Елисеев
| Союз-5, Союз-4 | Первый групповой выход в открытый космос Первый переход из одного корабля в другой через открытый космос |
| 2 ч 47 мин | 21 июля 1969 | Нейл Армстронг Эдвин Олдрин | Аполлон-11 | Первый выход на лунную поверхность |
| 4 ч 01 мин | 19 ноября 1969 | Чарлз Конрад Алан Бин | Аполлон-12 | Выход на лунную поверхность |
| 4 ч 48 мин | 5 февраля 1971 | Алан Шепард Эдгар Митчелл | Аполлон-14 | Выход на лунную поверхность |
| 6 ч 33 мин | 31 июля 1971 | Дэвид Скотт Джеймс Ирвин | Аполлон-15 | Выход на лунную поверхность |
| 7 ч 12 мин | 1 августа 1971 | Дэвид Скотт Джеймс Ирвин | Аполлон-15 | Выход на лунную поверхность |
| 7 ч 23 мин | 22 апреля 1972 | Джон Янг Чарлз Дьюк | Аполлон-16 | Выход на лунную поверхность |
| 7 ч 37 мин | 13 декабря 1972 | Юджин Сернан Харрисон Шмитт | Аполлон-17 | Выход на лунную поверхность |
| 8 ч 29 мин | 13 мая 1992 | Пьерр Туот Ричард Хиб Томас Эйкерс | STS-49 «Индевор» | |
| 8 ч 56 мин | 11 марта 2001 | Джеймс Восс Сьюзен Хелмс | STS-102 «Дискавери» / МКС |
| Число выходов за один полёт | Дата достижения | Космонавт / астронавт | Космический аппарат | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 18 марта 1965 | Алексей Леонов | Восход-2 | Первый в истории выход в открытый космос |
| 2 | 20 июля 1966 | Майкл Коллинз | Джемини-10 | |
| 3 | 14 ноября 1966 | Эдвин Олдрин | Джемини-12 | |
| 4 | 2 августа 1971 | Дэвид Скотт | Аполлон-15 | Из четырех выходов три выхода на лунную поверхность |
| 5 | 18 мая 1984 | Леонид Кизим Владимир Соловьёв | Салют-7 | |
| 6 | 8 августа 1984 | Леонид Кизим Владимир Соловьёв | Салют-7 | |
| 7 | 20 февраля 1992 |  Сергей Крикалёв | Мир | Достижение повторили Анатолий Соловьёв 14 января 1998 в ходе полёта на станции Мир и Эндрю Морган 25 января 2020 в ходе полёта на МКС |
| Число выходов за карьеру | Дата достижения | Космонавт / астронавт |
|---|---|---|
| 1 | 18 марта 1965 | Алексей Леонов |
| 2 | 20 июля 1966 | Майкл Коллинз |
| 3 | 14 ноября 1966 | Эдвин Олдрин |
| 4 | 21 июля 1969 | Эдвин Олдрин |
| 5 | 2 августа 1971 | Дэвид Скотт |
| 6 | 8 августа 1984 | Леонид Кизим Владимир Соловьёв |
| 7 | 28 мая 1986 | Леонид Кизим Владимир Соловьёв |
| 8 | 31 мая 1986 | Леонид Кизим Владимир Соловьёв |
| 9 | 22 октября 1993 | Александр Серебров |
| 10 | 29 октября 1993 | Александр Серебров |
| 11 | 6 сентября 1997 | Анатолий Соловьёв |
| 12 | 20 октября 1997 | Анатолий Соловьёв |
| 13 | 3 ноября 1997 | Анатолий Соловьёв |
| 14 | 6 ноября 1997 | Анатолий Соловьёв |
| 15 | 8 января 1998 | Анатолий Соловьёв |
| 16 | 14 января 1998 | Анатолий Соловьёв |
См. также
Примечания
Литература
- Новости космонавтики Т.16 № 1 (276) 2007
- Борисенко И. Г. В открытом космосе. Москва, издательство «Машиностроение», 1984, 176 стр., тираж 40 000 экз.
Ссылки
- Документ NASA JSC «Восхождение на Олимп: Хронология EVA» (англ. Walking to Olympus: An EVA Chronology) (pdf) (англ.)
- Доклад 1974 года о подготовке выходов в открытый космос со станции Скайлеб (англ. Skylab Extravehicular Activity Development Report - 1974) (pdf) (англ.)
- Анализ разработки модуля для выхода в открытый космос с для кораблей Спейс Шаттл 1986 года (англ. Analysis of the Space Shuttle Extravehicular Mobility Unit - 1986) (pdf) (англ.)
- Описание инструментария НАСА для выходов в открытый космос сделанное в 1993 году (англ. NASA Space Shuttle EVA tools and equipment reference book - 1993) (pdf) (англ.)
- EXTRAVEHICULAR ACTIVITY (развёрнутое техническое описание) // НАСА (англ.)