Наука на орбите

60 лет со дня первого полёта человека в космос. Поистине знаковое событие для России и всего мира. Именно благодаря полёту Юрия Алексеевича Гагарина был дан старт в исследовании космического пространства. Советские учёные стали совершать уверенные шаги в освоении космоса. В настоящее время Международная космическая станция объединяет 14 стран, которые взаимодействуют на орбите и проводят научно-исследовательские эксперименты. Как именно проходят эти эксперименты и чем конкретно занимаются космонавты во время полётов «Научной России» рассказали Елена Владимировна Попова, кандидат педагогических наук, начальник отделения подготовки космонавтов по научной программе Центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина, и Александр Александрович Скворцов, лётчик-космонавт 1 класса, Герой Российской Федерации, начальник группы кандидатов в космонавты Роскосмоса. 

- Александр Александрович, а что для вас космос? Наверняка была мечта, как и у многих в детстве, стать космонавтом?

Александр Скворцов: – Да, тогда все мечтали. Моего младшего брата назвали в честь Юрия Алексеевича Гагарина. Для меня это была мечта. Я не представляю сколько событий должно сложиться в одну цепочку. У каждого индивидуальный путь в космос. Для того, чтобы попасть в нужное время и в нужном месте оказаться, и чтобы потом твоё здоровье соответствовало. И, как раз сила мечты и мои слова, когда-то сказанные в присутствии одного лётчика: «Я хотел бы попробовать стать космонавтом. Мне бы очень хотелось», сработали. Потому что он знал, что идёт набор в Отряд космонавтов, и мне сказал: «Слушай, а идет же набор в отряд». Это и подтолкнуло к тому, что я подал документы, и в наборе 1997 года был отобран в Отряд космонавтов – всего 8 человек из 320 военных лётчиков, которые тогда проходили отбор. Так получилось, что и по здоровью я оказался соответствующим всем требованиям. 

- Елена Владимировна, а как готовят космонавтов?

Елена Попова: – Космонавты проходят подготовку в несколько этапов. Первый этап – этап общей космической подготовки, где обсуждаются общие, базовые направления, которые необходимы в подготовке космонавтов. Если взять, например, научную программу, то рассматриваются эксперименты и научные дисциплины, которые необходимо знать для будущего выполнения космонавтом программы полёта. Второй этап – это этап подготовки в группах, где уже переходят на более углубленную практическую подготовку. Уже идёт теоретико-практическая подготовка, где космонавты осваивают свою профессию более углубленно с применением аппаратуры и с технической точки зрения. Третий этап – это этап подготовки в экипажах, когда космонавты выполняют задачи в рамках своей программы полёта. 

Александр Скворцов: – Я пришел как летчик-истребитель. Для меня на этапе общей космической подготовки по научной программе первый экзамен был очень необычный. На одном из занятий для полётов на тогда ещё станцию «Мир» мне досталось оплодотворять тритонов. Там ставился научный эксперимент. Всё время приходилось в научной подготовке для себя открывать очень много нового. В конечном итоге понимаешь, что это тебе понадобится. Поэтому отношение было очень серьёзное. Не знаешь, что тебе предстоит, но понимаешь, надо готовиться ко всему. Тритонами начало было положено. В дальнейшем не раз убеждался, что действительно разноплановость подготовки приводила к хорошим результатам. 

- Елена Владимировна, по каким критериям определяется готовность космонавтов к полётам?

Елена Попова: – Один из самых важных критериев – экзамен экипажа перед полётом. Одна из самых важных процедур – это оценка всех навыков, которые получили космонавты за время обучения. Всю деятельность космонавта оценивает большая квалифицированная комиссия. В течение дня экипаж на тренажере УТМ РС МКС отрабатывает программу полёта, которая формируется для экзамена. Второй экзамен идёт на «Союзах», когда космонавты также в течение дня отрабатывают полностью программу, которую комиссия утвердит. Программу выполнения экзамена экипаж получает при помощи процедуры выбора билетов – экипаж тянет билет с заданием. Комиссия в течение всего времени наблюдает за деятельностью экипажа в нашем «импровизированном ЦУПе», после идёт обсуждение и выставляется оценка. 

Александр Скворцов: – Дело в том, что многие эксперименты, которые проводятся в космосе, они всё-таки должны больше адаптироваться к невесомости и в невесомости некоторые эксперименты проводить легче. Когда проходят типовые экзаменационные сутки, большая комиссия наблюдает, как ты начинаешь выполнять эти эксперименты и по результатам выставляет оценки. Конечно, мы пытаемся найти место, чтобы было удобней, но иногда приходится стоять на одной ноге, держать камеру на плече и т.д. В невесомости это бывает чуть легче. В невесомости мы выполняем эксперименты и выдаем результат. Никто не видит, как ты это выполняешь. Приходится фантазировать. 

- В космосе вы выполняете сразу несколько задач одновременно?

Александр Скворцов: – Каждый экипаж знает тот набор экспериментов, который необходимо выполнить. Почему сначала идёт общая космическая подготовка, потом подготовка в группе – это всё более теоретически и обширно. Когда приходишь в экипаж, то уже готовишься непосредственно к своей научной программе. У каждого экипажа разное количество экспериментов выпадает на его полёт. Но это зависит ещё и от нагрузки, побочных других задач, которые будут лежать на экипаже, – это выходы в открытый космос и всё остальное. Очень бы хотелось, чтобы научная программа не уходила на задний план, потому что по большому счёту первая задача пребывания в космосе – это как можно больше выполнить научных экспериментов с полезной нагрузкой. Понимаешь, что не просто так слетал, поддерживал работоспособность станции, но главное – привез что-то полезное с орбиты в научных результатах. К этому каждый космонавт стремится. 

- Елена Владимировна, кроме подготовки космонавтов Центр проводит ещё и аэрокосмические исследования для изучения природных ресурсов Земли. А как это происходит из космоса?

Елена Попова: – У нас есть такое научное направление: исследование Земли из космоса. В рамках этого направления проходят исследования природных ресурсов, катаклизмов, которые проявляются на Земле. Направление занимается изучением физических явлений, оказывающих существенное влияние на глобальные климатические и экологические изменения, наблюдением за состоянием суши, океана и атмосферы, контролем геофизических параметров природной среды. Космонавт имеет на борту камеры с хорошим разрешением, это позволяет ему наблюдать нашу Землю. На борт отправляются фиксированные задания, когда, в какое время и какой объект нужно сфотографировать. Космонавт делает снимки, сбрасывает их на Землю, после учёные исследуют и расшифровывают данные. 

- Александр Александрович, волновались, когда готовились к своему первому полёту? Какие ощущения были впервые в космосе?

Александр Скворцов: – И волновался, и боялся. Но скорее от того, какая ответственность лежит на тебе, потому что весь экипаж, который в тот момент стартовал – я, Михаил Корниенко и Трейси Колдуэлл-Дайсон – не знали, кто и как поведет себя в невесомости. Одно дело готовиться к ней на Земле. У каждого по-своему организм реагирует. Когда вплываешь на станцию, становится немного полегче. Ты понимаешь, что тебя еще кто-то подстрахует, потому что там тоже есть экипаж, который всегда что-то подскажет, объяснит. Но думаю, что мы справились, и всё получилось. Второй и третий старт были для меня понятны, потому что я знал сам себя и знал, как буду вести себя дальше. Поэтому мог только помогать кому-то. Здесь появлялось не чувство страха, а чувство тревожности и ответственности за то, что тебе поручено. В моих трех полётах было всё здорово. 

- Елена Владимировна, какие сейчас внедряют разработки для проведения космических исследований?

Елена Попова: – Я могу сказать, что у нас существует ряд космических экспериментов, достаточно интересных, которые работают на перспективу и развитие освоения космического пространства. Один из наиболее ярких экспериментов – «Контур-2», когда космонавты с борта космической станции управляли наземным роботом. Было два робота: один в Германии, другой в России, в Питере – таким образом была реализована удаленная отработка управления роботом на Земле. На перспективу – это разработки по управлению роботами на Луне или на дальних планетах. 

Еще один из экспериментов – «3D-биопринтер», где выращивались на биопринтере клетки костно-хрящевой ткани. Александр Александрович как раз делал это в своём полёте. В дальнейшем выращивали клетки мышечной ткани различных животных. 3D-печать органов и тканей, в том числе и хрящевой, – бурно развивающееся направление. Но до сих пор провели несколько исследований по созданию биоинженерной хрящевой ткани на орбите, и использовали клетки животных. Сейчас этот эксперимент немного приостановили, но мы ждём, что и в дальнейшем он будет. 

Если пройти по каждым научным направлениям, у нас их шесть, существуют эксперименты, которые уже направлены на дальнейшее освоение космического пространства. Сейчас очень много экспериментов, которые прокладывают «дорожку» на лунную программу. Один из таких экспериментов – это «Биодеградация», постановщики – МГУ. Интересен он тем, что простой, но с большим научным заделом – ученые изучают, насколько микроорганизмы повреждают стенки станции, и уже существуют концептуальные разработки, но не хочу раскрывать секреты учёных. Существуют такие разработки, которые в дальнейшем позволят сохранять станцию в хорошем качестве, а именно – стенки внутри станции. 

Ещё один из экспериментов, на котором можно остановиться, – это эксперимент «Тест». В нём изучали возможность существования живых клеток на внешней поверхности станции, и к удивлению, при тех температурах и при той радиации, которая существует, нашли микроорганизмы, которые там выжили. 

Не могу не отметить ещё один эксперимент, который готовится, постановщик эксперимента – Центр подготовки космонавтов совместно с Белгородским университетом – это эксперимент «Защитный композит», который также планируется использовать как в полёте на МКС, так и в перспективных полётах. Был разработан такой материал, который должен защитить экипаж от радиации. Это очень важный эксперимент, так как мы знаем, что в космосе достаточно большой фон радиации. Если мы полетим на Луну, соответственно там фон радиации будет ещё больше. Поэтому мы уже сейчас задумываемся, как защищать космонавтов от радиации в дальних полетах при освоении космического пространства. Сейчас эксперимент на стадии формирования. Если всё пойдет по плану, то через год мы о нём услышим. 

- Александр Александрович, вы говорили, что у космонавтов есть любимые эксперименты. А вам что по душе?

Александр Скворцов: – Конечно, были такие эксперименты. Во-первых, они делались впервые. Елена Владимировна говорила про роботов, управление ими из космоса. Когда впервые работал с роботом «Фёдором», сначала не получилось состыковаться кораблю «Союз», который его доставил, с первого раза. Только через двое суток это произошло. Но дело в том, что он должен был возвращаться в срок, и все наши работы с ним были сжаты по времени, а задачи остались всё те же. Приходилось придумывать всё сходу, пытаться догнать циклограмму работы. Этот эксперимент запомнился мне надолго. При всех трудозатратах, с роботом результат всё-таки очень перспективный. В этом направлении будем работать, и думаю, что в дальнейшем это намного уменьшит трудозатраты экипажа по выполнению работ в открытом космосе. Можно будет не выходить в открытый космос, а просто провести работы с помощью робота, который будет находиться на поверхности станции, и получить меньшую дозу радиации, так как уже само пребывание человека в космосе связано с очень большой проблемой – наличием радиации. Поэтому присутствие сейчас нас на станции ограничено ещё и тем, что мы получаем определенные дозы радиации. Ни для кого не секрет, чем дольше летаешь, тем больше получаешь радиации. 

Портал "Научная Россия" благодарит Музей космонавтики им. Ю.А. Гагарина за организацию в проведении интервью.

Беседовала Анна Посохова.