Обратная сторона космонавтики
Шрифт:
Я смотрела на нашивку, которую мне дал Кларк. По ее периметру были вышиты имена семи астронавтов: Маккул, Рамон, Андерсон, Хазбэнд, Браун, Кларк, Чавла. «Кларк», — щелкнуло что-то у меня в голове. Когда я только приехала на остров Девон, то услышала, что супруг или супруга одного из астронавтов «Колумбии» тоже будет здесь. И только сейчас я поняла, что Лорел Кларк была женой Джона Кларка. Я не знала, надо ли мне что-то говорить, а если да, то что и как. Но пока я думала, момент ушел, и Кларк продолжил свой рассказ.
На 65-километровой высоте атмосфера слишком разрежена, чтобы там могла пройти взрывная волна, а вот возникновение ударной волны очень даже вероятно. Следственная группа, в основном путем исключений, пришла к выводу, что именно это и убило астронавтов. Кларк пояснил, что, если разрушение проходит на скорости, превышающей 5 Махов (то есть в пять раз выше скорости звука, что составляет
«По сути, эти волны просто разорвали корабль на кусочки, — говорил Кларк, — но не целиком. Мы находили и абсолютно целые предметы». Он рассказал об исследователе, который осматривал обломки корабля в Техасе и нашел тонометр, прибор для измерения внутриглазного давления, и тот оказался исправным.
Ветер снаружи палатки усиливался, скрип ветряка становился просто невыносимым. Весь вечер был какой-то необычный. Мы сидели плечом к плечу, уставившись в ноутбук Кларка. Он говорил, а я слушала. И тут я неожиданно прервала его рассказ вопросом, далеко не единственным из тех, что мне все это время хотелось ему задать. Мне хотелось спросить, как он справлялся со всем этим, узнавая новые и новые детали смерти своей жены. Почему он вообще решил присоединиться к следственной группе? Но было бы нетактичным с моей стороны задавать подобные вопросы. Поэтому я решила для себя, что причины были теми же, что побудили его принять участие и в программе «Стратос»: ему просто хочется знать как можно больше о том, что может произойти с человеческим телом, когда транспортное средство, в котором оно движется, разваливается на части, находясь при этом на большой высоте; а полученные знания он хочет применить для создания технологий, которые помогут защитить эти самые человеческие тела, спасти жизни астронавтам и космическим туристам и сохранить их семьи.
Но все это очень сложная задача. Любая система аварийного покидания корабля рассчитана на определенную скорость и высоту. Катапультирующие кресла, к примеру, сработают лишь на первых 8-10 секундах после запуска корабля или самолета, то есть пока сила динамического давления — результат взаимодействия плотности воздуха и создающей скорость силы ветра — не достигнет смертельного для человека уровня. Система катапультирования должна быстро выбросить астронавта на достаточное от корабля расстояние, чтобы не допустить удара о какую-нибудь его выступающую часть или избежать опасности быть затянутым в огненный шар, возникающий в момент взрыва ракеты. Новейшие аварийные системы покидания космического корабля предусматривают использование длинной штанги, к которой астронавты могут прицепиться крюком, выбираясь наружу, чтобы выскользнуть, не ударившись о крыло шаттла. Вышедший на пенсию инженер и историк космонавтики Терри Сандей отмечает, однако, что это сработает только в том случае, если шаттл будет лететь спокойно и ровно. «А в таком случае крюки и вовсе не нужны», — заключает он.
И все же выжить в условиях колоссальной скорости и высокой температуры по-прежнему очень сложно. Российское космическое агентство провело недавно испытание прототипа системы спасение экипажа путем торможения надувным баллоном и парашютом (ее называют ballute — от balloon и parachute). Теплозащитный экран на передней поверхности устройства защищает терпящего бедствие астронавта и своей широкой поверхностью тормозит его до такой скорости, чтобы в действие могла вступить многоступенчатая парашютная система, позволяющая совершить безопасное приземление. Но никто не испытывал это приспособление в реальной ситуации — при прыжке прямо из космоса. Подобным же образом на парашютах можно опустить на землю и всю капсулу или какую-то ее часть. (Сегодня в качестве аварийной спасательной капсулы для МКС НАСА планирует использовать «Орион»). Но парашюты достаточно тяжелые, а значит, и их использование обойдется недешево для запуска ракеты, а в случае с космическими капсулами процесс отделения отсека с экипажем от остальной части корабля может сопровождаться серьезными техническими осложнениями. Кроме того, парашюту понадобится его собственная теплоизоляция, чтобы предотвратить плавление при входе в атмосферу, что опять же доставит некоторые трудности.
Ну а что насчет пассажиров самолетов? Можно ли в случае необходимости выпрыгнуть из истребителя с парашютом за плечами и остаться живым? Если не принимать в расчет вопросы перевеса и стоимости, почему авиалайнеры не снабжены переносными кислородными баллонами и сложенными под сидениями парашютами? Причин тому много. Пожалуй, настало самое время поговорить о воздушных потоках и гипоксии.
В середине шкалы Бофорта скорость ветра равняется 40–50 км/ч. «При таком ветре сложно держать зонтик открытым», — с небольшим налетом театральности говорится у Бофорта. Верхняя граница шкалы — ураган — приравнивается к скорости ветра в 120–300 км/ч. Вот и все, на что способна эта природная стихия. Но именно там, где кончается шкала Бофорта, и начинаются исследования воздушных потоков. Воздушный поток — это не погодное состояние. Это когда не ветер дует на вас, а вы врезаетесь в его течение, будь то при прыжке с парашютом или катапультировании с космического корабля.
При движении на обычной для частного самолета скорости в 220–300 км/ч эффект от воздействия воздушного потока будет в основном косметическим: щеки покрепче прижмутся к скулам и станут выглядеть молодо и подтянуто, а все лицо будет говорить о том, что вы только что сделали подтяжку кожи. Я знаю это из собственных отвратительных фотографий, которые были сделаны в Скай-Венчер, а также из статьи газеты «Авиационная медицина» за 1949 год. В последней была помещена фотография некоего Дж. Л., довольно симпатичного мужчины. На другом снимке этому же мужчине в лицо направляют воздушный поток со скоростью 440 км/ч, отчего его губы растягиваются, а десны выставляются на всеобщее обозрение, и в целом он смахивает на возбужденного и готового закричать верблюда.
На скорости в 560 км/ч происходит деформация носового хряща и подергивание кожи. «Многочисленные волны начинаются у уголка рта и расходятся дальше по лицу, пока наконец не обрываются на подергивающемся ухе». Да, зонтиком при таком ветерке уж точно не воспользуешься. А на еще более высокой скорости сила динамического давления может стать причиной, как было осторожно сказано в том номере «Авиационной медицины», «перенатяжения тканей организма».
Средняя эксплуатационная скорость трансконтинентального лайнера составляет от 800 до 1000 км/ч. Тут уж с парашютом лучше не прыгать. Как сказал Дэн Фулгам, «слишком большой риск». Воздушный поток, движущийся со скоростью 400 км/ч, легко может сдуть кислородную маску с вашего лица, а со скоростью 600 км/ч — даже сорвать шлем, как это и случилось с Билом Уивером, вторым пилотом «SR-71». Щиток его шлема поднялся и встал, словно парус, отчего голову сильно задрало назад, и шея просто сломалась о горловое кольцо. Набегающий же напор воздуха со скоростью как минимум в 800 км/ч при попадании в трахею легко нарушит целостность вашей дыхательной системы. В работе Джона Пола Стэппа есть упоминание о неком пилоте, которого катапультировало из истребителя, двигавшегося со скоростью почти 1000 км/ч. Воздушный поток поднял его надгортанник и надул его желудок воздухом, словно резиновый мячик для плаванья. (Что в какой-то степени дало ему преимущество при приземлении на воду. «Почти три литра воздуха в желудке создали своеобразный спасательный жилет, который он был просто не в состоянии надуть самостоятельно», — писал Стэпп.)
При движении на сверхзвуковой скорости вашему организму придется испытать такую силу динамического давления, от которой буквально сотрясаются экспериментальные самолеты. Дэн Фулгам тоже слышал о пилоте, которому пришлось покинуть самолет при движении со скоростью в 1000 км/ч. «Катапультируемые кресла, помимо всего прочего, снабжены еще и металлическими крылышками с обеих сторон спинки, которые должны удерживать голову от болтания из стороны в сторону, — рассказал он мне. — Но при аутопсии медики обнаруживали, что мозг пилотов превращался просто в кашу в результате чудовищных ударов об эти самые пластинки». Поэтому летчики-истребители до последнего не покидают самолет, стараясь по возможности снизить его скорость, силу динамического давления и увеличить тем самым свои шансы на спасение. У компании Red Bull действительно есть причины для волнения за Баумгартнера: когда он приблизится к сверхзвуковой скорости или превысит ее, спортсмена может просто до смерти затрясти в костюме.
Мгновенным и страшным последствием погружения в разреженный воздух является недостаток кислорода. Уже на высоте 10 километров человек сохраняет «активное сознание» лишь 30–60 секунд. И в таком состоянии хочется как можно скорее добраться до аварийного выхода. Я даже могу вам рассказать, на что похожи последние мгновения активного сознания. Перед параболическим полетом, о котором я говорила в пятой главе, мы со студентами посетили семинар НАСА по аэрокосмической психологии, в котором упоминалась и гипоксия (кислородная недостаточность), а также проводилась демонстрация этого явления в высотной камере Центра космических исследований им. Джонсона. Выкачивая воздух их барокамеры, можно создать подобие атмосферы любой высоты вплоть до полного вакуума — этакую коробку с мини-космосом внутри. Сотрудники космического агентства используют эти камеры для проверки скафандров и прочего оборудования, которое предназначено для использования в открытом космосе.