Юрий Гагарин - Психология и космос
В иллюминаторы вставлены жаропрочные стекла. Через них можно вести наблюдение даже на участке спуска, когда вся кабина охвачена пламенем. Это я наблюдал, завершая космический полет, когда корабль сошел с орбиты и стал входить в плотные слои атмосферы. Сквозь шторки, прикрывающие иллюминаторы, я видел жутковатый багровый отсвет пламени, бушующего вокруг корабля. Но в кабине было всего 20 градусов тепла, хотя я и находился в клубке огня, устремляющегося к Земле.
Специальные шторки защищали глаза от прямых солнечных лучей. Этими шторками мне пришлось воспользоваться сразу же, как только в иллюминатор „заглянуло“ Солнце. В космическом пространстве оно светило ослепительно ярко — наверное, во много десятков раз ярче, чем на Земле».
Конечно, если измерять кабину корабля «Восток» мерками земной квартиры, она покажется совсем крохотной. Но если сравнить ее с кабинами самолетов и американских космических кораблей, то она выглядит гораздо просторней, комфортабельней и даже уютней. Валерий Быковский, «безвыходно» прожив в этой «квартире» пять суток полета, дал ей очень высокую оценку. А по расчетам конструкторов, в кабине можно было пробыть на орбите и 12 суток.
Конечно, «Восток» был рассчитан лишь на краткосрочные полеты с одним человеком на борту. В многоместных же кораблях, предназначенных для длительных орбитальных и межпланетных полетов, понадобятся отдельные помещения не только для работы и отдыха, но и для других целей — скажем, для оранжерей с растениями.
Оранжерея Циолковского
Сначала — немного истории.
18 июля 1803 года Робертсон поднялся на воздушном шаре на высоту 7350 метров. Свои ощущения он описал так: «Занимаясь различными опытами, мы испытывали острое недомогание и какой-то страх. Шум в ушах, чувствовавшийся уже много раньше, все увеличивался по мере того, как барометр стал опускаться ниже 13 дюймов (6500 метров). Наше недомогание несколько напоминало ощущение, которое приходится испытывать, когда человек при плавании погружает голову в воду… Мой пульс был ускоренный, у Лоста — замедленный… Мы находились в состоянии моральной и физической апатии и с трудом могли бороться с сонливостью».
В 1875 году три французских воздухоплавателя на воздушном шаре «Зенит» достигли высоты более 8 тысяч метров. Не сумев воспользоваться небольшим количеством кислорода, двое из членов экипажа погибли. Оставшийся в живых пилот Тисандье рассказал о том, что произошло в гондоле. Он видел, как «уснули» его друзья, не сделав даже самой робкой попытки спастись. Сам он тоже испытывал странную апатию: «На высоте 7500 метров состояние делается необычным, тело и разум незаметно ослабевают, но это не осознается. Нет никаких страданий. Наоборот, ощущается внутренняя радость сияния, разлитого вокруг. Все делается безразличным, не думаешь ни о гибельном положении, ни об опасности».
Трагические события, разыгравшиеся во время этого полета, привлекли внимание многих исследователей. Как и в случае с Робертсоном, налицо было кислородное голодание. Естественно, возник вопрос, как обеспечить воздухоплавателей кислородом, необходимым для дыхания. Этой проблеме уделяли особое внимание и при создании микроклимата в кабине космического корабля.
Нормальный газовый состав воздуха на «Востоке» обеспечивала регенерационная установка, в которой использовались высокоактивные химические соединения. Эти соединения обладают способностью поглощать выдыхаемый углекислый газ и одновременно выделять необходимый кислород; кроме того, они поглощают некоторые вредные газообразные продукты, образующиеся в процессе жизнедеятельности человека, и влагу. А влажность воздуха? Она тоже является одним из важнейших условий жизни в кабине космического корабля. Наиболее благоприятный диапазон относительной влажности в атмосфере кабины составляет 30–70 процентов. В таких границах и поддерживала ее регенерационная система «Востока».
Водопоглощающая добавка, нанесенная на поверхность пористых материалов, жадно захватывала и присоединяла к себе пары воды, насыщавшие атмосферу в кабине, и превращалась в кристаллогидрат или насыщенный раствор в зависимости от содержания паров воды в воздухе и продолжительности работы системы.
Нормальную температуру в кабине поддерживала специальная система — жидкостный радиатор, который рассеивал избыток тепла в космическое пространство.
После того как химические соединения выполнят свою миссию, они теряют способность очищать воздух. Это значит, что чем длительнее полет, тем больше нужно брать регенерационного вещества. Но ведь в межпланетных перелетах каждый грамм будет на счету. Где же выход?
Почти 200 лет назад шведский ученый Шееле открыл кислород. Независимо от него этот же газ открыл английский химик Пристли. Пристли заинтересовался: откуда же кислород поступает в атмосферу, если он постоянно тратится при дыхании всего живого и при горении?
С помощью простого опыта ему удалось в 1771 году доказать, что живые существа выдыхают непригодный уже для дыхания воздух, а растения его «очищают». На подоконнике, освещенном солнцем, он поместил под стеклянным колпаком живую мышь. Через несколько часов она сдохла от недостатка кислорода. Но когда ученый поместил под колпак вместе с мышью веточку мяты, животное вело себя, как обычно, и не испытывало каких-либо неудобств. Открытие Пристли произвело на современников огромное впечатление. Но вскоре выяснилось, что этот эксперимент удается далеко не всегда, даже у самого Пристли.
В 1779 году голландец Ян Ингенхауз сделал существенное уточнение: он выяснил, что зеленые растения «очищают» воздух только на солнечном свету.
Еще большую ясность внес в этот загадочный опыт швейцарский ботаник Жан Сенебе. В 1782 году он окончательно установил, что днем при солнечном свете зеленое растение выделяет кислород, и доказал, что оно «очищает» воздух не потому, что «дышит», а в связи с его углеродистым питанием. Растение поглощает из воздуха углекислый газ и расщепляет его на кислород и углерод. Кислород оно освобождает в атмосферу, а из углерода и воды в его организме образуются безазотистые вещества — углеводы (крахмал, сахар). Впоследствии этот процесс получил название фотосинтеза.
К. А. Тимирязев доказал, что фотосинтез может совершаться только на свету и только в зеленых частях растения — в зернах хлорофилла. Он также установил, что эти зерна поглощают не все видимые лучи спектра, а только красные и сине-фиолетовые.
Земля, представляющая собой, по сути дела, огромный космический корабль, несущийся в просторах вселенной, сама подсказала, как решить задачу очищения воздуха. Впервые эту «подсказку» увидел К. Э. Циолковский, предложивший в космических кораблях в миниатюре воспроизводить основные процессы превращения веществ, протекающие на нашей планете. Он писал: «Как земная атмосфера очищает растения при помощи Солнца, так может возобновляться и наша искусственная. Она должна будет так же, как и земная, поддерживать кругооборот необходимых для жизни человека веществ — кислорода и воды — и очищать воздух от углекислого газа».
Идея Циолковского только в наши дни начала воплощаться в действительность. Первые эксперименты, проведенные в научно-исследовательских лабораториях, показали, что за внешней простотой кроются немалые трудности. Фактически речь шла о создании так называемой экологически замкнутой системы, которая полностью выполняла бы по отношению к человеку все функции биосферы Земли.
Не будем касаться сейчас полного цикла обмена веществ и обратимся к одному лишь газообмену. В среднем за сутки человек потребляет один килограмм кислорода и выделяет 1,3 килограмма углекислого газа. Как же сбалансировать этот обмен между растениями и человеком? Как устроить оранжерею в невесомости? Какие выбрать растения? Как обеспечить их размножение? Над этим работают ученые многих стран.
Хлореллу по праву называют космическим растением, хотя она вполне уютно чувствует себя и на Земле: это одна из микроскопических зеленых водорослей, заполняющих водоемы, когда «цветет» вода. В лабораториях хлореллу разводят в специальных открытых водоемах. А вот как выращивать ее в космическом корабле, пока еще не ясно. Очевидно, что к открытому водоему здесь прибегнуть нельзя.
Правда, уже создан компактный автоматизированный культиватор хлореллы с высокой продуктивностью. Но чтобы управлять каким-либо процессом, необходимо знать его происхождение, а многие тайны этой живой и нужной нам клетки не раскрыты до сих пор. И ученые поступили так же, как в свое время поступил И. П. Павлов, когда начал изучать высшую нервную деятельность животных. Он не стал дожидаться, когда каждая нервная клетка раскроет свои тайны и секреты, а попытался постичь общие закономерности работы мозга.
