Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №06 за 2010 год
Техника сорокалетней давности не позволяла воплотить в компактном устройстве весь набор необходимых функций. Многое космонавту приходилось делать вручную, полагаясь на свой вестибулярный аппарат и глазомер. В 1980-х годах аппаратура стала миниатюрнее и легче. Кроме того, резерв массы для размещения дополнительных приборов увеличился за счет снижения требований к характеристической скорости, ведь ожидавшееся масштабное космическое строительство так и не началось. Назначением УПК (устройства передвижения космонавта) теперь виделось обследование спутников, требующих ремонта, а также инспекция состояния наружных систем орбитальных станций. Для этих ограниченных задач полной автоматизации процесса управления не требовалось. Тем не менее были созданы достаточно сложные УПК, позволившие разгрузить космонавта от многих рутинных операций. Пилот теперь только подавал команды «джойстиками», а с какой скоростью двигаться, сколько и каких двигателей задействовать, решали уже автоматические системы.
Звездный дайвинг
Советское средство передвижения космонавта 21КС (СПК), созданное для работы совместно со скафандром «Орлан ДМА» на станциях типа «Мир» и кораблях «Буран», могло работать в двух режимах: экономичном и форсированном. Первый ограничивал линейные и угловые скорости вблизи станции или спутника-мишени. Газовые сопла выбрасывали сжатый воздух импульсами длительностью около одной секунды, а скорость вращения не превышала 10 °/с. Так что для разворота кругом требовалось не менее 20 секунд. Форсированный режим служил для быстрых перемещений на безопасном расстоянии от станции и для экстренного реагирования в случае риска столкновения. При этом линейные сопла работали импульсами по четыре секунды, а угловые ускорения достигали 8 °/с2 — почти втрое больше, чем в экономичном режиме. Основу конструкции составлял массивный ранец, на котором размещались все системы. Сжатый воздух, как у дайверов, хранился в двух 20-литровых баллонах под давлением 350 атмосфер и выпускался через 32 сопла. Пульты управления с тумблерами и рукоятками располагались на двух консолях — под обеими руками космонавта. Подавая команду с помощью тумблера на пульте, космонавт открывал электропневмоклапан, который, в свою очередь, управлял подачей воздуха через сопла тягой 5 ньютонов (0,5 килограмма-силы) каждое. Сопла располагались по углам «ранца» и позволяли как двигаться по прямой, так и совершать повороты вокруг трех осей. Первые летные испытания 21КС провели в феврале 1990 года космонавты Александр Серебров и Александр Викторенко на станции «Мир». Они выходили в открытый космос из модуля «Квант-2» и удалялись от станции на 35–45 метров. Для безопасности на данном этапе использовалась страховочная лебедка, однако при штатной эксплуатации СПК должно было работать без «привязи», удаляясь на расстояние до 60 метров от станции «Мир» и до 100 метров от корабля «Буран». Разница объяснялась тем, что «Буран» мог в случае неполадок в СПК легко догнать космонавта.
Ловцы спутников
Отечественное устройство было аналогом не менее совершенного американского «космического мотоцикла» MMU (Manned Maneuvering Unit, «пилотируемый маневрирующий блок»). При схожей с 21КС конструкции он имел несколько меньшую характеристическую скорость и был на 30 килограммов легче. В двух алюминиевых баллонах, усиленных кевларом, содержалось шесть килограммов азота (он и выбрасывался из сопел, приводя систему в движение). В отличие от советской системы 21КС, MMU применялся для решения практических задач. В 1984–1985 годах с его помощью астронавты сняли с орбиты несколько телекоммуникационных спутников, которые из-за неполадок не вышли на расчетные орбиты. В частности, Джозеф Аллен и Дейл Гарднер «поймали» соответственно спутники Westar VI и Palapa B2. В грузовом отсеке шаттла «Челленджер» их отправили на Землю. Но, несмотря на успех программы MMU, катастрофа «Челленджера» поставила на ней крест. Применение шаттлов для возвращения даже очень дорогих спутников было признано слишком рискованным. Да и стоимость пилотируемых полетов настолько велика, что чаще всего дешевле запустить новый аппарат, чем посылать к сломавшемуся живого ремонтника.
Так что на устройства передвижения пока возлагаются ограниченные задачи. Например, спасение космонавта при случайном удалении от станции во время выхода в открытый космос. Российское устройство спасения космонавта (УСК) крепится сзади к скафандру «Орлан-М» и питается от его батарей. Оно обеспечивает проход через люк диаметром 0,8 метра и приводится в действие переключателем, размещенным на пульте управления скафандра. В полуавтоматическом режиме система обеспечивает стабилизацию космонавта по трем осям с точностью 5 градусов, а также позволяет вручную управлять поворотами вокруг одной выбранной оси. Есть и режим прямого управления, когда космонавт сам парирует все угловые возмущения. И, конечно, в обоих режимах можно произвольно менять линейную скорость. У американцев похожее УСК, называемое SAFER (Simplifi ed Aid for EVA Rescue, или упрощенное устройство для спасения космонавта при внекорабельной деятельности), применялось уже более чем в 100 выходах в открытый космос.
Игорь Афанасьев , Дмитрий Воронцов
Граждане звери
Большинство стайных животных выстраивают иерархические сообщества, хотя встречаются и «коллективы» без лидеров. Борьба за статус в стае — важный фактор внутривидового отбора, но, случается, она загоняет вид в эволюционный тупик. Фото вверху: Markus Varesvuo/NPL/ALL OVER PRESS
Поведение животных, их повадки интересуют людей не одну сотню лет. Но наука этология (от греческого слова «этос» — нрав, обычай) появилась только в начале ХХ века. Этот раздел зоологии занимается всеми аспектами поведения животных, но наибольшее внимание уделяет вопросам взаимоотношений между ними, завоевания ими определенного социального статуса.
Афоризм, принадлежащий Рене Декарту — Animal non agit, agitur («Животное может быть лишь объектом, а не субъектом действия»), — отрицает право животного быть личностью. Собственно, этому же учили и в советской школе, объясняя отличие человека от животных очень просто: животные неспособны мыслить, они во всем подчиняются инстинктам. Сейчас подобные формулировки вызывают только улыбку.
Личностные связи обнаружены не только у птиц и млекопитающих, но даже у костистых рыб. Среди красочных рыб коралловых рифов есть много чрезвычайно агрессивных видов, которые, образовав пару, могут сохранять верность друг другу всю жизнь. Узнавание ими друг друга не вызывает никаких сомнений, поскольку всех других представителей своего вида самец и самка атакуют безжалостно. Наиболее известными из таких рыб являются представители семейства цихлид (Cichlidae).
Отдельного разговора заслуживают личностные связи у птиц. Лебединая верность давно стала эталоном супружеских отношений. Менее известны любовь и дружба у врановых птиц. Такими качествами отличаются наши вороны (Corvus cornix), вороны (Corvus corax), галки (Corvus monedula) и другие представители этого «высокоинтеллектуального» семейства. А вот аист (Ciconia) славу примерного семьянина получил не совсем заслуженно. Дело в том, что аисты привязываются не к партнеру, а к гнезду, которое используется многие годы. За кормом птицы летают поодиночке, отправляясь в дальний перелет, соединяются в стаю анонимов. Весной самец прилетает к гнезду первым и приглашает в партнеры любую пролетающую самку. Если же прежняя хозяйка гнезда возвращается, то между самками начинается битва, на которую самец взирает с совершенным равнодушием. Если старая супруга восстанавливает свои права, прогнав соперницу, самец продолжает прерванные работы так, как будто ничего не произошло. Как это отличается от, казалось бы, сходных с аистами журавлей ! Те обществом друг друга дорожат всю жизнь, и пары сохраняются даже в стаях.
Конрадом Лоренцом и его сотрудниками особенно подробно были изучены личностные связи у серых гусей (Anser anser). Знакомясь с жизнью сообщества птиц, трудно удержаться от впадения в антропоморфизм, настолько взаимоотношения этих птиц неотличимы от человеческих. В жизни серого гуся присутствует все: борьба за статус, любовь до гроба, супружеская измена, отчаяние, смертельная депрессия и мужская дружба.
Свой вариант жизнеустройства
В животном мире среди одних видов царит полное равенство, среди других обнаруживается его противоположность — иерархия. Эти два типа взаимоотношений встречаются в самых различных таксонах. Соперничество за пищу или за полового партнера у животных возникает постоянно, но у одних видов победитель, получив искомое, теряется в массе соплеменников, у других успех позволяет занять высокое место в «обществе», в котором все его члены соблюдают строгую субординацию. Как правило, такой иерархический вид социума лучше адаптируется к условиям среды, получает преимущество в конкуренции с другими видами. Однако нет правил без исключения. Многие виды рыб, птиц, млекопитающих живут большими стаями, в которых не обнаруживается никаких признаков иерархии, и при этом они процветают. На первый взгляд это выглядит парадоксально, ведь очевидно, что большое сообщество чаще будет испытывать трудности с отысканием пищи, кроме того, скопление животных легко обнаруживается хищниками. Несомненным плюсом такого эгалитарного объединения, который, видимо, закрепился отбором, является дезориентация охотника. Ему такое обилие «еды» не позволяет сосредоточить внимание на одной жертве, в результате чего он постоянно промахивается. Некоторые виды, например скворцы (Sturnus vulgaris), организуют еще и солидарную активную оборону. Стая настигает ястреба или чеглока и как бы «заглатывает» его внутрь. Хищник, побывавший в кольце из десятков и сотен мелких птиц, надолго теряет желание приближаться к ним. Рыбы в оборонительных целях практикуют имитацию: в случае опасности они сбиваются в такую плотную массу, что некоторые охотники, например барракуды (Sphyraena), начинают воспринимать их как другую гигант скую рыбу и предпочитают удалиться. Даже когда опасность миновала, рыбки по-прежнему теснятся друг к другу, образуя облако, которое постоянно меняет очертания, но при этом никуда не движется. Чтобы доказать, что такое поведение заложено в них природой, немецкий нейрофизиолог Эрих фон Хольст удалил у одного речного гольяна (Phoxinus phoxinus) передний мозг, который отвечает у этого вида за стайное поведение. В результате «безмозглый» гольян, утратив страх, стал лидером и двигался без оглядки на собратьев, полноценные же гольяны стали повсюду следовать за ним.
