Люди на Луне - Виталий Юрьевич Егоров

Гигиенические процедуры пилота командного модуля Apollo 17 Рональда Эванса. NASA

Астронавты до четырех часов находились в скафандрах в процессе предстартовой подготовки и на этапе выведения космического корабля. Длительность выходов в открытый космос составляла от двух до восьми часов. Основное время полета и пребывания на Луне астронавты проводили без скафандров.

Во время перелета до Луны, нахождения на окололунной орбите или на лунной поверхности внутри корабля астронавты снимали скафандры. Они оставались в легких тканевых костюмах, могли их снимать и следить за своей гигиеной, например обтираться влажными полотенцами, умываться и даже бриться.

Система удаления отходов корабля Apollo. NASA

В полете избавляться от продуктов жизнедеятельности было немного проще, чем в скафандре, но невесомость все равно создавала серьезные проблемы. Для твердых отходов предусматривались полиэтиленовые пакеты, по отзывам астронавтов довольно неудобные в применении. Жидкие отходы собирали в резиновые емкости, напоминающие подушки или грелки. В командном модуле была возможность выведения жидкости за борт корабля.

Отходы, накопленные за время полета Apollo 11, оказались на Луне раньше людей. NASA

Выбранные решения оказались ненадежными и неудобными, с тем, что не попало в пакеты и резиновые «подушки», помогала справляться система вентиляции и очистки атмосферы внутри корабля. Часть «отходов» приходилось ловить руками. Поэтому первое, от чего избавились астронавты, высадившись на поверхность Луны, – это мешок с отходами, который сбросили на поверхность после открытия выходного люка.

Причина столь небрежного отношения конструкторов космического корабля к такой важной части человеческой жизни достаточно проста – спешка. Это не значит, что они забыли о необходимости астронавтов ходить в туалет. Предыдущие околоземные полеты кораблей Mercury («Меркурий») и Gemini («Джемини») показали, что пакетов, простых емкостей и средств удаления жидкости из корабля достаточно для полетов длительностью до полутора недель. Астронавты тоже знали, что их ждет, и были готовы терпеть неприятные запахи и процедуры ради возможности полететь в космос и ступить на Луну.

Ассенизационно-санитарное устройство советского космического корабля «Союз» в экспозиции Мемориального музея космонавтики в Москве. Фото автора

Вероятно, сыграл роль и фактор размера и массы. Хотя советский «космический туалет» на космическом корабле «Союз» оказался более совершенным, но он занимал немало места и весил немало, кроме того, не предусматривал возможности удаления отходов за борт корабля.

Конструкцию туалета NASA впервые использовали на долговременной станции Skylab в 1973–1974 годах, экспедиции на которой продолжались до 84 суток.

Как экипажи провели две недели в кислородной атмосфере?

КРАТКИЙ ОТВЕТ: Корабль заполнялся кислородом под низким давлением, и организм получал нормальное для него количество кислорода. Также из-за низкого давления не возникало пожароопасной ситуации на борту.

В космических программах важное значение имеет масса полезной нагрузки. Любая экономия массы позволяет взять больше научного оборудования или увеличить резервирование систем для повышения надежности полета. Поэтому в первых пилотируемых космических кораблях NASA использовалась кислородная атмосфера – для экономии на массе ненужного азота.

Воздух, которым мы дышим на Земле, на 78 % состоит из азота, который не участвует в обмене веществ в организме, поэтому практически не нужен. При этом кубический метр азота имеет массу около 1,2 кг, т. е., исключив азот из внутрикорабельной атмосферы, можно сэкономить несколько килограммов полезной нагрузки. Так, внутренний объем командного отсека Apollo, заполненный атмосферой, составлял 10,4 куб. м, а лунного модуля – 6,7 куб. м. При однократном заполнении воздухом азот нагрузил бы корабль на 16 кг. В ходе экспедиций совершались выходы в открытый космос и на поверхность Луны, при которых вся атмосфера корабля выпускалась наружу, а затем отсеки наполнялись газом из баллонов – с учетом этого запаса, массы добавилось бы еще больше. В экспедициях Apollo 15 и Apollo 17 совершалось по четыре выхода в открытый космос, после которых приходилось заново восстанавливать атмосферу. Соответственно, экономия на азоте составляла уже не менее 64 кг. Поэтому NASA приняло решение использовать для дыхания астронавтов только кислород под давлением 0,35 атмосферы внутри корабля и 0,25 атмосферы внутри скафандров.

Дополнительно кислородная атмосфера значительно упрощала выход в открытый космос, поскольку астронавтам не требовалась десатурация – выведение азота из крови. Эта процедура необходима сегодня астронавтам, дышащим воздухом. На десатурацию требуется около 6 часов, которые также экономились в кислородной атмосфере Apollo.

Такая практика вызвала ряд вопросов:

● Если в корабле было давление 0,35 атмосферы, то как тогда астронавты готовились к переходу на корабельный режим с привычного дыхания в земных условиях, т. е. проходили декомпрессию?

● Не угрожало ли астронавтам кислородное отравление при двухнедельном полете?

● Не повышала ли кислородная атмосфера пожароопасность внутри корабля?

● Как проходила обратная адаптация астронавтов к земной атмосфере?

При подготовке первого испытательного пилотируемого полета Apollo из-за кислородной атмосферы произошла катастрофа – пожар Apollo 1, погубивший трех астронавтов. Причина – грубое нарушение условий эксплуатации: корабль должен был заполняться кислородом под давлением 0,35 атмосферы, а на испытаниях его заполнили под давлением 1,1 атмосферы. В таких условиях кислород повысил горючие свойства некоторых элементов корабля, и при возникновении короткого замыкания в проводке огонь распространялся слишком быстро. Астронавты не успели открыть люк, так как он открывался внутрь, а высокое давление в отсеке препятствовало этому.

Впоследствии, для предотвращения подобных опасных ситуаций, на время старта командный отсек Apollo с экипажем заполнялся под давлением 1 атмосфера газовой смесью из 60 % кислорода и 40 % азота. Это исключало необходимость декомпрессии для астронавтов перед стартом. Снижение давления до 0,35 атмосферы и переход на дыхание чистым кислородом проходили уже в полете.

Человеческому организму для дыхания необходим кислород, но если дышать чистым кислородом при нормальном атмосферном давлении или при повышенном, то последуют негативные последствия – кислородное отравление. Опасность отравления кислородом напрямую зависит от давления, при котором вдыхается кислород, и его процентного содержания во вдыхаемой атмосфере. Опасность кислородного отравления возникает через несколько суток при дыхании под давлением 1 атмосфера кислородсодержащей смесью, где кислорода более 60 %. Если дышать чистым кислородом под давлением 3 атмосферы и более, то признаки отравления возникают уже через несколько минут.

Экипаж Apollo дышал чистым кислородом с момента надевания скафандров (поэтому до ракеты астронавты добирались уже в шлемах) – так до старта они избавлялись от азота в крови. Сам корабль заполнялся кислород-азотной смесью в пропорции 40:60. В ходе полета атмосфера в корабле менялась на полностью кислородную, но давление снижалось до 0,35 атмосферы. Такие условия близки к нормальному дыханию под давлением 1 атмосфера обычным воздухом, в котором кислорода