Книга Extremes. На пределе. Границы возможностей человеческого организма - Кевин Фонг

***

В день отбытия со станции экипаж собрался в «Союзе». Входить в капсулу следовало в строгой очередности. Пегги Уитсон вошла первой и устроилась в левом кресле. За ней последовала Ли Со Ён, заняв кресло справа. Наконец, Юрий Маленченко, которому предстояло пилотировать полет на Землю, вклинился между ними. Были проведены все контрольные проверки, коллеги — новый экипаж, остающийся вместо них на космической станции, — задраили люки и герметично закупорили корабль. Теперь все трое в своих громоздких скафандрах, этих клеточках жизни среди космоса, сидели в миниатюрной капсуле, подвешенной снизу к МКС.

«Союз» осторожно отделился от станции и неторопливо, по дециметру в секунду, стал плавно отплывать от нее. В капсуле не было окон спереди, члены экипажа могли наблюдать за происходящим только в маленькие боковые иллюминаторы. Со своего места Ли Со Ён видела, как медленно отодвигается от них громада МКС: в сравнении с их миниатюрным убежищем станция казалась оплотом безопасности и надежности.

Трое зависли между прежним своим убежищем и Землей: от нее их отделял плотный слой атмосферы и необходимость выработать мощный запас энергии, полученный при старте со станции. Они продолжали отдаляться от нее — почти два часа ушло на то, чтобы отойти всего на девятнадцать километров. Такая мучительно медленная хореография объяснялась беззащитностью корабля и станции во враждебной среде. Структура и все системы «Союза» и МКС были тщательнейшим образом сбалансированы и настроены на мягкую стыковку и расстыковку. Ни один из аппаратов не перенес бы серьезного столкновения.

Оказавшись на безопасном расстоянии, в строгом соответствии с расписанием космонавты запустили ракетные двигатели «Союза», помедлили, позволяя гравитации покрепче и понадежнее ухватить корабль. Он состоял из трех секций. Впереди располагался овальной формы орбитальный модуль, доступный для экипажа только во время полета. Позади был конус, в нижней части которого помещался отсек с двигательной установкой. В верхней части конуса был расположен спускаемый аппарат — тесный колокол, в котором едва умещались Со Ён, Юрий и Пегги. Больше всего аппарат напоминал гигантскую пешку, взятую с шахматного поля величиной с футбольное.

Незадолго до спуска капсула с экипажем отделилась от остальных модулей. Сидевшая справа Со Ён прекрасно помнила, как отрабатывала на Земле этот этап полета. Особенно ее интересовало тогда, будет ли после отделения виден орбитальный модуль. На этот вопрос ей ответили отрицательно. Ее наставник снова этап за этапом проговорил с ней весь процесс отделения. Он объяснял, что модули отходят один от другого, словно бусины по прямой проволоке. Если она увидит модуль после разделения, это может означать только, что что-то пошло не так. И все же, после того как сработали пиротехнические болты и реактивные двигатели начали растаскивать части корабля в разные стороны, Со Ён заметила в иллюминаторе орбитальный модуль.

Встревоженная Со Ён повернулась к Юрию. Вначале он решил, что девушке просто показалось. Как командир корабля он непрерывно следил за приборами, и все они указывали на то, что процесс расстыковки проходит успешно. Однако он понимал: если Со Ён со своего места могла увидеть какую-то деталь модуля, это означает, что процесс отделения пошел по катастрофическому сценарию. Юрий и Пегги были намного опытнее и входили в число лучших космических пилотов России и Соединенных Штатов. А Со Ён — новичок, ей положено все путать и ошибаться. Но затем и Пегги Уинстон увидела в свой иллюминатор: нечто медленно вращается вокруг спускаемого аппарата.

Пристегнутые ремнями к креслам, имея ограниченный обзор, космонавты не могли как следует рассмотреть это нечто, но поняли: что-то пошло не так. Хуже того: Со Ён теперь казалось, будто там, снаружи, болтается что-то, зацепившееся за их капсулу.

Когда начался спуск, капсула с космонавтами находилась на высоте 122 километров над Землей. Невесомость, ставшая привычной на орбитальной станции, сменилась перегрузками. Со Ён казалось, что все происходит намного жестче, чем она надеялась. Перегрузка нарастала очень быстро, кореянке сдавило грудь куда сильнее, чем при предполагаемой четырехкратной перегрузке. Девушка сообщила об этом Пегги, но та постаралась успокоить ее, сказав, что причин для тревоги нет, перегрузка в норме, просто труднее переносится после десяти дней, проведенных в невесомости. Однако тяжесть продолжала нарастать, и вскоре Уитсон и Маленченко также признали: что-то идет не так.

Члены экипажа были втиснуты в спускаемый модуль, где на них троих приходилось 3,5 квадратных метра — примерно как две телефонные будки. Все они понимали, что успешное приземление возможно, только если отделившийся модуль при вхождении в атмосферу займет правильное положение в пространстве — так, чтобы теплозащитный экран был спереди. Теперь жизни и здоровью экипажа угрожал уже не космос, а то, насколько жестко будет произведена посадка.

***

В момент старта космические корабли, подобные «Союзу», должны получить достаточную кинетическую энергию, чтобы разогнаться до 27 с половиной тысяч километров в час. По такому же принципу действуют фейерверки — химическая энергия, высвобождаясь, преобразуется в кинетическую. Теоретически летательный аппарат мог бы использовать тот же процесс и для торможения при посадке, но тогда понадобился бы еще один ракетный двигатель такого же размера, что и тот, который вывел корабль на орбиту. Но представляете, сколько лишнего груза пришлось бы поднимать тогда в космос? Так что «Союз» тормозит иначе: он устроен так, чтобы по мере приближения к Земле терять энергию в плотных слоях атмосферы.

Напрашивается мысль, что единственной причиной торможения в атмосфере является трение. Но это не совсем так. На самом деле поскольку молекулы входящих в состав атмосферы газов просто не успевают уйти с дороги стремительно снижающегося аппарата, перед капсулой образуется ударная волна сжатого газа. И существенная часть энергии уходит на нагревание этого газа. Чем быстрее движется корабль, тем активнее кинетическая энергия корабля переходит в тепловую. «Союз» сконструирован так, чтобы растянуть время приземления, сделать спуск как можно более медленным и постепенным — сродни падению тарелочки для спортивной стрельбы, а не крикетного мяча. Но даже в этом случае температура сжатых газов перед капсулой достигает нескольких тысяч градусов и сопоставима с температурой поверхности Солнца.

Мы уже разбирали в одной из предыдущих глав, как болезненно реагирует организм человека, когда температура тела поднимается всего на один-два градуса. При повышении ее на три градуса и больше нам грозит смерть от теплового удара. Так что перед конструкторами пилотируемых летательных аппаратов стоит задача не из легких: создать перед машиной ударную волну с температурой, скажем, в 3000 °С, а потом усадить в миниатюрную капсулу троих космонавтов и обеспечить в этой капсуле температуру не выше 25 °С.

Достичь этой невероятной цели удается благодаря двум конструкторским решениям. Во-первых, нижняя часть аппарата, обращенная в сторону ударной волны, покрыта высокопрочным теплозащитным экраном. Многослойная поверхность экрана при нагревании переходит, сгорая, из твердого состояния в газообразное и оттесняет ударную волну вперед, от корабля. Второе условие, позволяющее экипажу выжить среди огненного ада, — строго определенный угол вхождения аппарата в атмосферу. Он помогает предотвратить слишком быстрый нагрев капсулы и лететь экраном вперед.