Международные экипажи в космосе - Валентин Иванович Козырев

Комплексный тренажер космического корабля «Союз» позволяет отрабатывать следующие этапы полета: сближение, причаливание, стыковку, взаимный переход экипажей и ознакомление с оборудованием корабля, проведение научных экспериментов. В процессе отработки операций перехода космонавты тренируются во взаимодействии при работе с переносным оборудованием, а также получают практику ведения телерепортажей и кинофотосъемок.

Научная программа проекта ЭПАС

В 1973 г. во время очередных встреч советских и американских специалистов в Москве и Хьюстоне стороны обменялись предложениями о проведении ряда научных экспериментов при совместном полете. Этому предшествовала большая работа по их отбору. Так, например, в Институте космических исследований АН СССР была создана специальная экспертная группа ведущих ученых, в задачу которой входил отбор экспериментов. Было ясно, что каждое предложение должно представлять научный интерес для ученых обеих сторон и содержать условие необходимости участия экипажей кораблей «Союз» и «Аполлон».

В результате обсуждения были одобрены для совместного осуществления пять экспериментов: «Искусственное солнечное затмение», «Универсальная печь», «Ультрафиолетовое поглощение», «Зонообразующие грибки» и «Микробный обмен».

Эксперимент «Искусственное солнечное затмение» был предложен советскими учеными и состоял в том, что с «Союза» производилось фотографирование солнечной короны и «атмосферы» вокруг корабля «Аполлон», в то время как тот обеспечивал «затмение» Солнца. В связи с тем, что яркость короны в миллионы раз слабее яркости солнечного диска (поэтому она неразличима на фоне дневного неба), практически не существует возможности получения полной информации о короне, если не закрыть солнечный диск. Это происходит во время солнечных затмений, когда Луна закрывает диск Солнца, но такие явления происходят редко.

Съемки искусственного солнечного затмения производились автоматическим широкоформатным фотоаппаратом. Для контроля степени засветки корабля «Союз» от Солнца на «Аполлоне» велись киносъемки советского корабля. Позже эти кинопленки были переданы в АН СССР для определения степени затененности иллюминатора «Союза», возникающей, в частности, от того, что поверхность корабля может «газить»: утечка газа из кабины, работа реактивных двигателей, унос микроскопических «пылинок» при разрушении конструкции — вокруг корабля образуется своеобразная «атмосфера». Это искажает физические характеристики окружающей среды, большинство из которых невозможно воспроизвести в наземных условиях.

Во время эксперимента «Солнечное затмение» было отснято 125 кадров с интервалом в 3 с. Фотопленка была доставлена на Землю и передана в Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Академии наук СССР для анализа.

Эксперимент «Универсальная печь» был предложен американскими учеными. Материалы для экспериментов советские и американские ученые готовили совместно. Данный эксперимент предназначен для изучения влияния гравитации и конвекции на процесс затвердевания металлов. Внутри стыковочного модуля корабля «Аполлон» были установлены печь с электрическим нагревателем и пульт управления. Эксперименту подвергались различные системы материалов: алюминий и вольфрам — для исследований процессов получения материала из компонентов с различными удельными весами; германий и кремний — для определения возможности получения монокристаллов полупроводников; порошковый алюминий — для исследования процесса кристаллизации порошковых материалов. Данные образцы помещали в специальные кварцевые ам-I пулы, которые вставляли в патроны из нержавеющей стали, герметично запаянные с обеих сторон. Эти патроны укладывали в специальные пеналы для доставки на орбиту «Союзом». После стыковки кораблей пеналы с образцами переносили в стыковочный модуль «Аполлона». Там патроны помещали в «универсальную печь» и подвергали нагреванию до температур от 700 до 1100 °C. Максимальное время эксперимента — от момента загрузки патрона до его извлечения — 16 часов. После окончания технологического цикла пеналы в корабле «Союз» вернулись на Землю и были доставлены в Институт металлургии имени А. А. Байкова АН СССР. В Институте патроны были вскрыты и ампулы с результатами плавки подверглись тщательному рентгенодефектоскопическому анализу.

Эксперимент «Ультрафиолетовое поглощение» был предложен американскими учеными и предназначен для измерения концентрации кислорода и азота в космическом пространстве на высоте полета кораблей в 220 км. На этой высоте кислород находится в атомарном состоянии и его концентрация мало изучена. Что касается атомарного азота, то его плотность вообще неизвестна. Эксперимент заключался в том, что из источника, установленного на корабле «Аполлон», посылался сигнал на частотах атомарного кислорода и азота (длительность волн 1200, 1304 и 1456 А) на один из трех уголковых отражателей, установленных на «Союзе», и после отражения возвращался на спектрометр «Аполлона». Различие в интенсивности посланного и принятого сигналов позволило определить поглощение, а затем уже подсчитать концентрацию атомов исследуемого вещества.

Было проведено три цикла измерений: «Аполлон» удалялся на 150 м (использовался первый отражатель), 500 м (использовался второй отражатель) и 1000 м (использовался третий отражатель). При этом корабли совершали сложные маневры для выполнения требуемой ориентации. Вся информация по этому эксперименту поступала в Центр управления в Хьюстоне, и ученые США произвели ее первичную обработку. В октябре 1975 г. материал был передан в Институт космических исследований АН СССР для последующей обработки.

Эксперимент «Зонообразующие грибки» был предложен советскими учеными, которые обнаружили штамм лучистого грибка A ctinomy ces lev oris Kras, обитающего в почве. Эксперимент проводился с целью изучения влияния совокупности факторов космического полета (невесомости, перегрузок, излучения) на основные биологические ритмы живых существ: периодичность роста, развитие и деятельность клеток, смену форм их деятельности и размножение.

Грибок культивируется на твердой питательной основе. Космонавты невооруженным глазом могли наблюдать различие зон роста мицелия (прозрачные кольца) и зон спорообразования (выступающий вал белого цвета). Внешне кольца грибка напоминают срез дерева. У грибка удобный диапазон периодичности зонообразования — одна зона (кольцо) за сутки, он обладал также возможностью роста в герметически закупоренных чашках Петри (стеклянных сосудах). Для эксперимента советские специалисты разработали прибор «Ритм», где устанавливались две чашки Петри с грибками и пластиковые детекторы для регистрации потока тяжелых ядерных частиц.

Предполетное культивирование грибка проводилось в СССР и в США, что по времени составляло разницу примерно в 9 ч. За 7 суток до полета заправлялось около 200 чашек Петри, где высеивалась культура грибка. С помощью светового облучения навязывался нужный ритм зонообразования по местному времени: с 9 часов утра до 21 часа — свет, с 21 часа до 9 часов утра — темнота. Этот ритм сохранялся во время полета и послеполетной обработки.

В космические корабли «Союз» и «Аполлон» за 3–4 ч до старта устанавливали по два прибора «Ритм». По два прибора оставляли для наземного контроля. Во время полета космонавты через каждые 12 ч фотографировали грибки, а когда корабли состыковались, то экипажи обменялись одним из двух приборов. На местах посадок кораблей специалисты также сфотографировали грибки.

После окончания полета приборы «Ритм» были доставлены в возможно короткий срок в лаборатории. У нас исследования первичных культур грибка проводились в Институте биофизики АН СССР.

Эксперимент «Микробный обмен» был предложен практически одновременно советскими и американскими учеными и преследовал цель оценить характер и условия