Воздух. Неожиданные факты о том, без чего нельзя прожить - Наталья Голубева

штанины, перчатки, шлем – разборные и заменяемые. Это сделано для того, чтобы его можно было свободно чинить и обслуживать прямо на борту станции. А еще скафандр не нужно подбирать по размеру, он универсален. Чего не скажешь о перчатках – они изготавливаются для каждого космонавта индивидуально по слепку руки. Они в некотором смысле расходный материал – быстро изнашиваются. На Международной космической станции используются два типа скафандров: американский EMU (Extravehicular Mobility Unit) и российский «Орлан».

Но что-то я увлеклась, нас ведь интересует воздух и его параметры. Космический скафандр – настоящий космический корабль в миниатюре, и системы жизнеобеспечения здесь также продуманы до мелочей. Поскольку в открытом космосе практически нет давления, внутри скафандра его приходится поддерживать принудительно, в рамках от 180 до 300 мм рт. ст. Для сравнения: на вершине Эвереста – около 250 мм рт. ст., а нормальное составляет 760 мм рт. ст. Дышать в условиях такого низкого давления катастрофически тяжело, поэтому в открытом космосе для дыхания подают не воздух, а чистый кислород. Система жизнеобеспечения скафандра отвечает и за углекислый газ, вернее, за его утилизацию. Выдыхаемый воздух проходит через угольный фильтр, поглощающий запахи, а затем через гидроксид лития, который удерживает СО2.

Еще один момент, усложняющий пребывание в открытом космосе, – микроклимат и температура внутри скафандра. Чтобы в нем не было жарко, как в сауне, предусмотрена жидкостная система охлаждения, что-то вроде одежды-кондиционера, которую надевают под скафандр. Это специальный костюм, состоящий из трубочек с циркулирующей по ним холодной водой. Костюм покрывает всё тело космонавта и отводит тепло, которого выделяется особенно много при физической нагрузке. Теперь понимаете, откуда такая во всех смыслах космическая цена?

Когда я писала эту главу, то все время испытывала два чувства. Первое – это гордость за человечество и за то, как оно развивает науку. Человек в наши дни может отправиться в те места, которые раньше были совершенно недоступными и казались несбыточной мечтой. Второе чувство – нескончаемая радость от того, что в обычной жизни нам не нужны все эти высокотехнологичные приспособления, чтобы просто дышать. Я сижу в своей квартире без кислородного баллона и дорогостоящего, сложного костюма. Я могу просто и спокойно дышать: дома, на улице, в лесу, на побережье. В любых любимых мною местах я могу бесплатно и безлимитно вдыхать воздух и выдыхать углекислый газ. А любые экстремальные приключения теперь – не мечты, а вполне осуществимые планы.

Глава 16

Мне бы в небо

Как человек научился летать

Человек всегда мечтал покорить небо и научиться летать, как птица. В наше время есть множество способов подняться в воздух. Летательные аппараты делятся на четыре основные категории:

■ аэростатические;

■ динамические;

■ инерционные;

■ ракетные.

На инерционных летательных аппаратах мы подробно останавливаться не будем, это баллистические ракеты, спутники Земли и орбитальные космические станции – одним словом, всё, что движется по инерции за счет скорости, которую изначально придал ракетный или какой-либо иной двигатель. А вот об остальных трех категориях летательных аппаратов я расскажу подробнее, потому что именно с ними мы имеем дело чаще всего.

Аэростатические летательные аппараты

Аэростатическими называются аппараты, которые легче воздуха и поднимаются в небо за счет силы Архимеда. К ним относятся воздушные шары и дирижабли. Все аэростатические летательные аппараты имеют довольно большую оболочку – купол, который наполняют газом (гелием или водородом) или теплым воздухом. Плотность содержимого оболочки меньше плотности атмосферного воздуха, поэтому летательный аппарат поднимается вверх. Способ перемещения на них называется воздухоплаванием.

Они могут быть управляемыми и неуправляемыми. Неуправляемые, с куполом в виде сферы, называются воздушными шарами. Кстати, еще 100 лет назад они назывались монгольфьеры, в честь изобретателей, братьев Монгольфье, благодаря которым и началась история воздухоплавания.

Воздушный шар для меня – это воспоминание из детства. Помню, как в парк возле дома каждые выходные приезжала команда воздухоплавателей и собирала свой аэростат. Я садилась у окна и внимательно наблюдала за процессом. Сначала из кузова грузовика доставали корзину-гондолу. Потом раскладывали на земле оболочку шара – огромное цветное полотно из термостойкого материала. Его объем примерно 2000 м3, но об этом я узнала позже. Шар надували при помощи вентилятора, затем присоединяли к гондоле и включали горелку. Воздух нагревался, шар поднимался с земли и принимал вертикальное положение. Всё готово к взлету.

Как управляют воздушным шаром, я тоже узнала позже. Высоту подъема регулируют при помощи газовой горелки и специального клапана наверху купола. Увеличиваешь интенсивность горелки – воздух нагревается сильнее и шар поднимается выше. Открываешь клапан и спускаешь горячий воздух – шар начинает снижаться. А вот повернуть налево или направо не получится, придется искать ветер в нужном направлении и высоту, где он дует.

Управляемые аэростаты с двигателем, позволяющим задавать нужное направление движения, называются дирижабли. Первый полет на этом устройстве осуществил Анри Жиффар в 1852 году. В основном их применяли в военном деле для наблюдения. Расцвет дирижаблестроения пришелся на период между Первой и Второй мировыми войнами. Тогда появились жесткие дирижабли, целые лайнеры, которые назывались цеппелины. Они совершали регулярные рейсы из Европы в Америку и могли вместить до 100 пассажиров.

Летать на дирижаблях было довольно рискованно, ведь их наполняли водородом.

Раздобыть гелий в те времена было сложно и дорого. Например, на заполнение единственного грузопассажирского дирижабля «Шенандоа» ушел почти весь мировой запас гелия, который собирали в течение шести лет, поэтому водород поначалу казался не такой уж и плохой идеей. Он значительно легче воздуха, однако при смеси с кислородом образует взрывную смесь.

На борту дирижаблей старались соблюдать технику безопасности. Команда носила специальную обувь, чтобы не накапливалось статическое электричество от трения об пол. Пассажиры должны были сдавать вещи, которые могли дать искру. Курить допускалось лишь в специальной изолированной комнате, отделанной негорючим асбестом. Однако это не помогло, и эра дирижаблей закончилась после катастрофы крупнейшего на тот момент пассажирского цеппелина «Гинденбург». Он сгорел дотла при посадке 6 мая 1937 года.

Однако интерес к дирижаблям в наши дни стал вновь возвращаться, пусть их используют не в качестве транспорта, а в развлекательных, рекламных и наблюдательных целях.

Аэродинамические летательные аппараты

Аэродинамические аппараты называют летательными аппаратами тяжелее воздуха. Они перемещаются благодаря аэродинамической подъемной силе, возникающей при быстром движении самого аппарата или его частей. Могут быть безмоторными, планирующими с постепенным снижением за счет силы тяжести (парапланы, дельтапланы, парашюты), а также моторными, которые способны преодолевать силу тяжести благодаря двигателю: вертолеты, самолеты, махолеты, винтокрылы и другие. Их особенность – в специфической форме и крыльях, взаимодействующих с