ГЛАВА 1. НАЧАЛО РАБОТ ПО КОСМИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.5. Отбор, подготовка кандидатов в космонавты. Системы жизнеобеспечения, безопасности и возвращения космонавтов
-
- В начале 1959 г. под председательством академика М.В.Келдыша прошло совещание в Академии наук, на котором вопрос о полете человека обсуждался конкретно, вплоть до отбора будущих кандидатов в космонавты.
- Кандидатами в космонавты мечтали быть летчики-истребители, подводники, ракетчики, гонщики автомобилей и многие другие здоровые молодые люди. Мы, авиационные врачи, хорошо знали, что летчики-истребители более всего подвергаются воздействию экстремальных факторов среды. При подготовке и тренировке они испытывают действие гипоксии, повышенного давления, разнонаправленных ускорений, катапультирования и другие влияния. На начальном этапе целесообразно было производить подбор молодых людей в кандидаты в космонавты из летчиков-истребителей. Эту идею полностью поддержал Сергей Павлович и его коллеги.
- По настоянию главных конструкторов во главе с Сергеем Павловичем, медицинских работников во главе со мной и с согласия Главного врача ВВС Александра Николаевича Бабийчука отбор кандидатов в космонавты поручили авиационным врачам и врачебно-летным комиссиям, которые контролировали состояние здоровья летчиков в частях ВВС.
- Необходимо отметить, что в 50-е годы между ведомствами авиации и ракетной техники не было взаимопонимания. Более того, они между собой конфликтовали, т.е. относились друг к другу весьма пристрастно. Причиной тому был монополизм главных конструкторов и военачальников, а это отрицательным образом сказывалось на деле. Как я уже говорил раньше, Главнокомандующий ВВС Главный маршал авиации Павел Федорович Жигарев не поощрял увлечение экспериментами на собаках при полетах на ракетах, проводимых моей группой. После назначения Главнокомандующим ВВС маршала авиации Константина Андреевича Вершинина положение изменилось, хотя по-прежнему кое-кто из управленцев ВВС, стоявших на позициях монополизма, мешал делу, и это затрудняло решение ряда научных задач. Константин Андреевич Вершинин, как бы ни был занят своими прямыми служебными задачами по руководству ВВС, старался помочь и делам космическим. В этот период в мой коллектив влилась целая группа врачей-химиков и офицеров: Аркадий Ушаков, Леонид Какурин, Всеволод Антипов, Петр Саксонов, Виктор Денисов, Николай Гуровский, Евгений Карпов, Иван Акулиничев, Вячеслав Логинов, Дмитрий Максимов, Анатолий Егоров, Роман Баевский, Иван Шадринцев и др.
- Этот большой коллектив, возглавляемый мной, выделился сначала в направление Института, а затем в Управление космической биологии и медицины. В группу физиологии входил Олег Газенко, психологии — Федор Горбов, гигиены и систем жизнеобеспечения — Абрам Генин, отбора и подготовки космонавтов — Николай Гуровский и Евгений Карпов.
- Активную помощь в разворачивании работ по отбору кандидатов в космонавты из летного состава оказывали генерал-полковник Филипп Александрович Агальцов, Александр Николаевич Бабийчук, Николай Михайлович Рудный, коллектив Центрального военного научно-исследовательского авиационного госпиталя, Василий Яковлевич Клоков и др.
- Медики четко представляли, что по опыту летной работы, возрасту и физическим данным состав летчиков-истребителей в разных авиационных частях почти одинаков, и поэтому нецелесообразно забираться для поиска необходимых кандидатов за Урал — в Сибирь, на Дальний Восток. Решено было ограничиться европейской частью страны. Перед
отъездом бригады медиков во главе с Ф.А.Агальцовым выступил Сергей Павлович Королев. Он изложил пожелания ракетчиков: возраст примерно 30 лет, рост не выше 170 см. Сколько людей следует отобрать в космонавты? Королев, улыбаясь, ответил: «Много, американцы отобрали семь человек, а нам надо много больше». Это, конечно, вызвало недоумение, но особенно комментировать никто не стал. Все поняли, что планируется не один, не два, а значительно больше полетов.
- Подобранные медицинские работники парами разъехались на поиски кандидатов. В короткие сроки им надлежало найти несколько десятков абсолютно здоровых, относительно (учитывая возраст) опытных, дисциплинированных, не имеющих замечаний по службе, профессионально перспективных, молодых, невысокого роста, худеньких летчиков-истребителей. В частях сразу же распространился слух, что московские врачи отбирают летчиков для специальных полетов. Врачи частей, которые знали, что идет какой-то отбор летчиков «спецназначения», предложили приехавшим московским врачам более трех тысяч кандидатур.
- Пришлось медикам из Москвы засесть за изучение летных и медицинских книжек. Ограничения, наложенные ракетчиками, позволили сразу же сделать большой отсев. Но не только рост и масса тела летчиков явились основными ограничивающими факторами. Частые бронхиты, ангины, предрасположенность к гастритам, колитам, почечные, печеночные колики, патологические сдвиги сердечной деятельности, выявляемые на электрокардиограмме, также были причинами отсева. В обыденной жизни кто обычно обращает внимание на такие пустяки? Проанализировав летные и медицинские книжки каждого кандидата, проведя необходимые дополнительные анализы, отобрали подходящих кандидатов и только после этого приступили к беседам с ними. В первую очередь интересовались опять-таки состоянием здоровья, успехами в жизни, работе, настроением, бытом и осторожно переводили разговор на возможность полета на новой технике. Подсказывали, что летать придется не на самолетах, а, скажем, на ракетах и, весьма возможно, на спутниках.
- «Хорошо помню все беседы с кандидатами, — рассказывал Николай Гуровский. — Почти все наши собеседники первым делом спрашивали: «А на обычных самолетах летать будем?» Было очень приятно, что ребята были влюблены в свою профессию, гордились званием военного летчика. Примерно трое из десяти сразу отказывались от предложения. Отнюдь не из-за страха. Просто им нравилась их служба, коллектив, друзья, были ясны перспективы профессионального и служебного роста. У многих был хорошо налажен быт, и ломать все это из-за дела темного, туманного, неизвестно что обещающего они не хотели. Кстати, было общим правилом: кандидат в космонавты мог, не объясняя причин, отказаться от работы на любом этапе подготовки. Некоторые просили дать им время посоветоваться с женой, с семьей, другие соглашались сразу.
- Павел Попович, подумав и взвесив все, сказал, что согласен. Валерий Быковский, Георгий Шонин, Андриян Николаев, Герман Титов и многие другие на вопросы, поставленные членами медицинской комиссии о желании летать на новой технике, ответили согласием. Однако в частных беседах летчики чаще всего спрашивали: «Как долго придется ждать обещанного? Можно так долго прождать, что спишут в запас, а у нас семьи, их кормить надо».
- Шел август 1959 года, до первого полета человека оставалось почти 20 месяцев. Как я уже говорил, требования, предъявляемые к будущим космонавтам, определялись особенностями и возможностями ракетной техники. Руководители американской космической программы уже в 1957 году приступили к отбору кандидатов в астронавты для полета на космическом корабле «Меркурий». С учетом мощности ракеты-носителя «Атлас Д» масса корабля «Меркурий» не должна была превышать 2 тонны. Возможности дублирования наиболее важных агрегатов, оборудования и автоматического регулирования имели серьезные ограничения. Это означало, что американский астронавт на корабле «Меркурий» должен был работать, следить за полетом и вручную выполнять ряд операций.
- Возможности ракетной системы «Восток» были несравненно выше: она была способна поднять корабль «Восток», имеющий массу, превышающую массу корабля «Меркурий» более чем в два раза. На корабле «Восток» было свободнее, и наш космонавт при наличии аппаратуры и автоматики был менее стеснен в своих действиях. У американцев отбор в кандидаты астронавтов был более жесткий: отбирались лишь высококвалифицированные летчики-испытатели с высшим образованием, имеющие степень бакалавра наук и общее время налета не менее 150 часов. Для сравнения можно привести время налета у наших кандидатов в космонавты. Время налета у Гагарина составляло около 230 часов, Титова — 240 часов, Леонова — 250 часов. Кандидаты в космонавты последующих наборов Шаталов, Береговой, Филипченко, Демин и другие имели значительно большее время налета. Намечалось, что они будут выполнять более сложную и продолжительную работу в условиях космического полета. Кандидаты в космонавты последующих наборов были несколько старше и профессионального опыта у них было значительно больше. Кстати сказать, возрастной потолок американских космонавтов был поднят до 40 лет. Из 508 кандидатов к апрелю 1959 года, как отмечалось американской прессой, было отобрано 7 человек. Американские ученые торопились, им хотелось взять реванш за наш первый прорыв в космос. Спешка и неуемное соревнование не лучшие помощники в решении столь сложной задачи, как космические полеты, а особенно с экипажем на борту. Поспешность всегда чревата оплошностями и промахами, что имело место при подготовке космического корабля «Меркурий» с членом экипажа Алланом Шепардом — первым кандидатом в астронавты.
- Проведенные биологические зондирования трасс космических полетов открыли большие возможности для положительных прогнозов будущих полетов человека. Для этапа непосредственной подготовки космического полета человека потребовалось комплексное решение практически всех вопросов космической медицины. Во-первых, необходимо было сформулировать свое отношение к возможности космического полета человека и определить общую стратегию развития пилотируемых полетов. Во-вторых, возникла крайняя необходимость разработки медико-технических требований к системам жизнеобеспечения космических кораблей, средствам защиты, спасения и приземления. Следовательно, предстояло принять участие в разработке этих систем и провести их всесторонние испытания. В-третьих, необходимо было разработать методику отбора и подготовки космонавтов к полету и практически осуществить эти мероприятия. В-четвертых, надлежало разработать систему мероприятий, направленных на медицинское обеспечение полетов. Решение этих вопросов потребовало существенного расширения фронта работ в области космической медицины, расширения круга специалистов и стендовой базы.
- Постановлением Правительства СССР № 22-10 от 05.01.59 г. Научно-исследовательский испытательный институт авиационный медицины был переименован в Государственный научно-исследовательский институт авиационной и космической медицины (далее для краткости буду называть его Институт авиационной и космической медицины — ИАКМ). В институте было создано специальное направление. Возглавил его я. В состав направления вошли 3 отдела: отдел систем жизнеобеспечения (СЖО) во главе с Абрамом Гениным (он же был первым заместителем начальника направления), отдел космической физиологии во главе с Олегом Газенко, отдел отбора и подготовки космонавтов во главе с Николаем Гуровским. Кроме того, к решению проблем космической медицины были привлечены другие отделы института и организации. Отдел СЖО и средств спасения и приземления совместно с конструкторскими и производственными предприятиями — ЦКБ экспериментального машиностроения, заводами «Наука» (Г.И.Воронин) и «Звезда» (С.М.Алексеев) успешно разрабатывали системы регенерации и кондиционирования воздуха. Экспериментальную отработку и испытания этих систем проводили Абрам Генин, Александр Серяпин, Михаил Фомин, Лев Мохов, Анатолий Фомин и др. Исследования устойчивости человека к тепловым нагрузкам, имитирующим аварийные ситуации, проводили Евгений Шепелев, Лев Головкин и др. В 5-м отделе проходили испытания системы катапультирования (Сергей Гозулов, Виталий Волович и др.). Специалисты в области высотной физиологии вели работы по выбору параметров искусственной атмосферы (Дмитрий Иванов, Виктор Малкин, Илья Черняков и др.). В отделе Питания разрабатывался бортовой рацион питания (Георгий Арутюнов, Петр Лобзин, Раиса Кудрова и др.). Свою работу отделы направления координировали с разработкой спускаемого аппарата кораблей «Восток» (К.Д.Бушуев, К.П.Феоктистов и др.) и его систем (Г.И.Воронин, С.М.Алексеев и др.).
- В разработке СЖО для членов экипажа корабля «Восток» под руководством Григория Ивановича Воронина большую роль сыграли сотрудники завода «Наука» Василий Слотин, Владимир Авдонин, Дмитрий Сысоев, Юрий Завьялов, Юрий Гришин, Владимир Мискелов и др. При разработке космического скафандра и катапультных кресел космического корабля и парашютных систем огромную помощь оказали Семен Михайлович Алексеев, Федор Востоков, Виталий Сверщек, Арнольд Семенович Барер, Семен Петрович Уманский и др. В отделе радиобиологии проводились исследования по оценке радиационной опасности (Армен Гюрджиан, Всеволод Антипов). Определялись границы переносимости человеком перегрузок при различных направлениях их действия (Ада Котовская, Светлана Симпура и др.). Отрабатывались методы оперативного медицинского контроля за состоянием человека (Иван Акулиничев, Борис Буйлов и др.). Под руководством Евгения Юганова Иван Касьян, Борис Асямолов, Анатолий Егоров, Борис Блинов и др. провели серию исследований при полетах человека и животных на самолетах в условиях кратковременной невесомости. Впоследствии эта же группа сотрудников разработала методику ознакомительно-тренировочных полетов космонавтов на самолетах с созданием кратковременной невесомости и принимала участие в их осуществлении.
- Отдел отбора и подготовки космонавтов совместно с Центральным военным научно-исследовательским авиационным госпиталем (ЦВНИАГ) и Центральной врачебно-летной комиссией — ЦВЛК (К.Ф.Бородин, М.Д.Вядро, Е.А.Федоров, И.И.Брянов и др.) приступил к уточнению и разработке требовании к состоянию здоровья космонавтов и системы их подготовки. Сотрудники отдела Ф.Д.Горбов, А.А.Корешков и др. начали изучение психических реакций человека на длительную изоляцию в условиях, имитирующих космический полет. В июне 1959 года нашим коллективом в содружестве с ЦВНИАГ и ЦВЛК была разработана первая инструкция по отбору космонавтов, которая была утверждена президиумами АМН и АН СССР. Группы научных сотрудников института, ЦВНИАГ и ЦВЛК (Н.Н.Гуровский, Е.А.Карпов, Г.П.Михайловский, М.Д.Емельянов и др.) были направлены в авиационные части МО СССР для проведения первичного отбора кандидатов в первый учебный отряд космонавтов.
- Директивой Генерального штаба МО СССР в январе 1960 года был создан Центр подготовки космонавтов (ЦПК), оперативно подчиненный начальнику ИАКМ Ю.М.Волынкину. По представлению руководства института первым начальником ЦПК был назначен опытный авиационный врач Евгений Анатольевич Карпов. Научное руководство подготовкой кандидатов было возложено на ИАКМ. Главнокомандующим ВВС Константином Андреевичем Вершининым было предложено Институту разработать структуру Центра подготовки космонавтов. Евгений Карпов подобрал вначале небольшой, но спаянный коллектив ЦПК, в который вошли Евстафий Целикин, Николай Никерясов, Андрей Власюк, Федор Хлебников, Владимир Ковалев, Сергей Новиков и др. В строительстве и оснащении Центра подготовки космонавтов большую помощь оказывал генерал-лейтенант Василий Клоков.
- Поскольку комплектование штатов центра проходило в период активной подготовки первой группы космонавтов, значительную часть работы на первом этапе взяли на себя сотрудники ИАКМ. Благодаря инициативе Евгения Карпова, Григория Хлебникова, Владимира Ковалева, Николая Никерясова, Сергея Новикова, Евстафия Целикина, Ивана Асбиевича и других подготовка космонавтов все в большей степени переносилась на базу центра, где постепенно сосредотачивалась вся методическая работа по отбору и подготовке экипажей космических кораблей.
- Наряду с подготовкой первого космического полета человека ИАКМ развернул широким фронтом работы, направленные на обеспечение космических полетов на перспективных космических кораблях, конструкторская разработка которых в то время уже началась. Проводились исследования по физиологическим, психологическим и гигиеническим проблемам космических полетов большой продолжительности. Разрабатывались принципиальные схемы и технологические процессы регенеративных СЖО.
- В составе созданного Управления 8 отделов занимались решением основных проблем космической биологии и медицины. В отделе замкнутых экологических систем, руководимом Евгением Шепелевым, разрабатывали системы биологической регенерации газовой среды в замкнутых объемах, регенерации воды и пищи. Кроме этого, отдел выполнял практическую работу (совместно с отделом питания) по обеспечению водой и пищей экипажей корабля «Восток». Отдел физико-химических методов регенерации атмосферы, руководимый Александром Серяпиным (Бронислав Гришаенков, Владимир Черкасов, Аркадий Ушаков и др.), разрабатывал системы утилизации углекислоты и бортовые методы получения кислорода за счет электролиза воды. Одновременно отдел продолжал работы по испытанию СЖО экипажей в макетах кораблей «Восток» и «Восход» (Леонид Салманов, Василий Дзедзичек и др.).
- Вопросы нормирования параметров искусственной газовой среды и другие проблемы гигиены замкнутой среды изучал отдел обитаемости во главе с профессором А.Г.Кузнецовым. Отделом были выполнены многочисленные эксперименты большой продолжительности (до 2 месяцев) в барокамере, в которых были определены границы допустимого снижения барометрического давления, повышения концентрации углекислого газа, был принципиально решен вопрос замены азота гелием (А.Дианов). Много труда и сил отдал этим работам один из самых талантливых и преданных делу сотрудников института С.Г.Жаров.
- Разработкой медицинских требований к средствам индивидуального снаряжения, системам аварийного спасения и приземления, медицинского обеспечения поиска и эвакуации космонавтов занимался отдел, руководимый профессором Сергеем Гозуловым. Сотрудники отдела (Лев Головкин, Виталий Волович и др.) вели большую исследовательскую и испытательную работу, участвовали в обеспечении космических полетов.
- Исследования вопросов космической физиологии, включая действие невесомости и ускорений, были сосредоточены в 17-м отделе, возглавляемом Олегом Газенко. В состав отдела входила лаборатория Ивана Акулиничева, занимавшаяся системами оперативного врачебного контроля (Роман Баевский и др.). Работой психологической лаборатории успешно руководил Федор Горбов. Лаборатория общефизиологических исследований (Павел Васильев) изучала действие ускорений и других неблагоприятных факторов полета, разрабатывала фармакологические средства снижения и изменения реактивности организма.
- В связи с актуальностью проблемы биологического действия космической радиации был создан радиобиологический отдел, возглавляемый Павлом Саксоновым, занявшийся нормированием, дозиметрией и защитой экипажей космических кораблей от проникающей радиации. Над этой сложной проблемой успешно работали Евгений Ковалев, Армен Гюрджиан и Всеволод Антипов.
- Вопросами согласования систем управления сигнализации и индикации с психофизиологическими возможностями человека, а также разработкой требований к пилотажным тренажерам успешно занимался отдел космических тренажеров, в состав которого вошли инженеры, математики, психофизиологи и психологи. Специалистам отдела (Александру Кузьминову, Михаилу Сильвестрову, Валерию Онищенко, Виктору Денисову и др.) удалось сравнительно быстро организовать научно-исследовательскую работу, результаты которой были реализованы в конструкции систем управления, средствах и методах обучения и подготовки космонавтов. Этому во многом способствовали заместитель начальника 2-го Управления института Виктор Денисов и Леонид Салманов.
- Отдел обработки и анализа информации, поступающей с корабля, во главе с Григорием Алтуховым (Василий Копанев, Анатолий Егоров, Иван Шадринцев и др.) разрабатывал методы расшифровки и анализа биотелеметрической информации и практически осуществлял эту работу.
- Комплексный подход к подготовке и проведению космического полета человека позволил сосредоточить усилия ИАКМ, ЦПК и промышленности на решении проблем космической биологии и медицины. Большую помощь ИАКМ, особенно в решении биологических вопросов, оказывали научно-исследовательские институты и учреждения АН СССР, АМН СССР, академики А.А.Благонравов, М.В.Келдыш, А.Н.Несмеянов, А.Н.Бакулев, В.Д.Тимаков, В.Н.Черниговский, Н.М.Сисакян и др. Мне как руководителю медико-биологической программы подготовки полета животных, а затем и человека на ракетных летательных аппаратах большую помощь оказывали Президиум АН СССР во главе с президентом А.Н.Несмеяновым и Президиум АМН СССР во главе с президентом Н.Н.Аничковым, а впоследствии с президентами А.Н.Бакулевым, В.Д.Тимаковым, академик Н.П.Дубинин, действительные члены АМН СССР Н.Н.Жуков-Вережников, В.И.Воячек, К.Л.Хилов и многие другие.
- Полеты первых советских космонавтов на кораблях «Восток» поставили перед.космической медициной новые, более сложные задачи и стимулировали ее дальнейшее развитие. Естественно, становление и развитие науки немыслимо без публикаций, в которых были бы сформулированы ее основные задачи и приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований. В нашей стране публикации научных работ в области космической медицины начались в 1956 году, когда под моей редакцией вышел первый сборник переводов работ американских, французских и немецких авторов. Первые публикации экспериментальных данных, полученных в полетах животных при вертикальных пусках геофизических ракет и в полете Второго ИСЗ появились в 1958 году. С 1961 года в журналах АН СССР стали публиковаться обзорные статьи и доклады В.И.Яздовского, Н.М.Сисакяна, В.Н.Черниговского, О.Г.Газенко, В.В.Парина, А.М.Генина, Н.Н.Гуровского, А.А.Гюрджиана и других ученых, посвященные изложению предмета, методов, результатов и задач космической биологии и медицины.
- В 1962 году АН СССР начала издавать сборники «Проблемы космической биологии». В 1962-1964 годы были опубликованы монографии, посвященные медицинскому анализу результатов полетов на кораблях серии «Восток». В 1966 году увидела свет первая монография «Космическая биология и медицина» под моей редакцией. С января 1967 г. начал выходить научно-практический журнал «Космическая биология и медицина». Советские ученые стали выезжать с докладами на международные конгрессы и конференции.
- Таким образом, в начале 1960-х годов космическая биология и медицина сформировалась как научная дисциплина, имеющая свой предмет исследования, свою литературу, практические результаты и перспективы. К сожалению, у нас в стране в период секретомании и отсутствия свободы печати многие наши статьи, монографии печатались под псевдонимами. Так, Сергей Павлович Королев подписывал статьи фамилией П.К.Сергеев, Валентин Петрович Глушко — фамилией В.П.Петровичев, я под некоторыми своими статьями ставил фамилии В.И.Яковлев, В.И.Иванов, В.И.Сидоров. Это осложняло обмен научной информацией в таких сложных научных дисциплинах, как космонавтика, космическая биология, космическая медицина. Чрезмерная закрытость научной информации давала возможность недостаточно компетентным, но изворотливым людям, особенно руководителям некоторых учреждений, использовать труды подчиненных коллективов и отдельных лиц для своей популяризации и продвижения. Много можно было бы привести примеров, но это дело прошлое и не стоит воспоминаний.
- На заседании Государственной комиссии по предложению группы ученых-медиков во главе со мной было решено провести два зачетных полета кораблей-спутников по программе одновиткового полета. Исходя из научной и технической необходимости первого полета человека на один виток вокруг Земли, были проведены два научных эксперимента при полете животных (Чернушка, Звездочка и другие биологические объекты). Цель экспериментов состояла в испытании автоматики скафандра, катапультной тележки и системы жизнеобеспечения космического корабля. Предполагалось проверить работу парашютной системы корабля «Восток» и системы катапультирования и приземления тележки со всем ее оснащением.
- Вне катапультного сиденья находились собака Чернушка на первом и Звездочка на втором кораблях, мыши (черные, серые, белые по 40 штук), морские свинки, белые крысы, растения, микробы и другие биологические объекты. На катапультном сиденье располагался резиновый манекен человека, одетого в скафандр со всей автоматикой, неприкосновенным аварийным запасом (НАЗом) и лодкой. В грудной и брюшной полости, в области бедер и в других частях манекена человека были размещены мыши, морские свинки, микробы, вирусы и другие биологические объекты. В ходе этих научных экспериментов на кораблях-спутниках «Восток-3А» были успешно испытаны система жизнеобеспечения, безмасочный скафандр с автоматикой, система спасения и приземления на катапультном кресле и в самом корабле, а затем дано окончательное заключение о возможности полета человека на космических кораблях «Восток». Изложенная схема, последовательность и система проведения научных экспериментов на животных предопределили успех последующих космических полетов. Необходимо отметить, что до настоящего времени исследования на животных при полетах на ракетных летательных аппаратах являются важными этапами в биологическом зондировании будущих трасс космических полетов и проверке надежности работы всех систем космических кораблей, станций и платформ.
- Во время полетов космических кораблей-спутников с животными на борту по программе одновиткового полета весь отряд космонавтов выезжал на стартовую площадку космодрома Байконур. После старта отряд космонавтов перемещался на самолетах к месту приземления кораблей для ознакомления с результатами полета и приземления. Это делалось в целях изучения стартовых и пусковых работ и снятия излишней стрессовой напряженности космонавтов в будущих полетах.
- Решение задач космонавтики может быть выполнено только при деятельном участии человека, находящегося на борту космического корабля. Присутствие человека на борту корабля повышает надежность и эффективность космических полетов, позволяет решать сложные задачи. При этом на экипажи возлагаются ответственные функции по управлению космическими кораблями, обобщению информации, принятию решения, осуществлению на орбите сборки межпланетных кораблей, проведению в полете ремонта оборудования корабля и научных исследований. Реализация этих задач будет более успешной, если при создании различных систем, с которыми придется работать космонавту, будут учитываться психофизиологические возможности человека и если будет проводиться тщательная подготовка экипажа корабля к профессиональной деятельности по управлению системами космического корабля и научно-исследовательской аппаратурой. Таким образом, возникает необходимость рассмотрения проблемы «человек — машина» с двух сторон:
- — согласования характеристик систем управления космическим кораблем и научной аппаратурой с психофизиологическими возможностями человека-исследователя;
- — подготовки космонавта-исследователя к профессиональной деятельности на космическом корабле, в процессе которой характеристики человека согласовываются с характеристиками системы управления.
- При рассмотрении первой стороны этой проблемы важное значение имеет решение таких вопросов, как определение объема информации, который может воспринять и переработать человек в единицу времени в экстремальных условиях космического полета, изыскание оптимальных средств информации и сигнализации для космических летательных аппаратов, разработка методов определения эффективности с психологической точки зрения средств индикации, сигнализации и органов управления, разработка психофизиологических требований к системам управления межпланетными космическими кораблями, исследование психологических особенностей деятельности космонавта в условиях космического полета и высадки на другие планеты.
- При подготовке космонавта-исследователя большое значение придается изучению адаптационных возможностей человека; разработке научно обоснованных методов подготовки космонавтов к профессиональной деятельности в космическом полете.
- Поскольку эффективность полуавтоматических систем, включающих в себя человека-исследователя, определяется эффективностью и надежностью звеньев этой системы, возникает необходимость исследования надежности человека как звена системы «человек — машина». Надежность человеческого звена следует рассматривать с точки зрения функционирования системы «космический корабль — космонавт-исследователь», динамики ошибок и различных отклонений от нормальной работы.
- Как только газеты и журналы известили об успешных полетах искусственных кораблей-спутников Земли с животными, в Академию наук поступило огромное число писем от жителей нашей страны и зарубежных граждан с просьбой включить их в отряд космонавтов. Из большого числа писем приведу выдержки из нескольких.
- 1. Сенатов А.И., 1914 года рождения, в 1936 году окончил Ленинградский Коммунистический институт журналистики им. В.В.Воровского. В 1929 году окончил Челябинское военно-авиационное училище штурманов и был оставлен преподавателем аэронавигации и метеорологии. С 1941 по 1945 гг. воевал на фронтах Великой Отечественной войны и затем работал в народном хозяйстве. Ошибочно полагая, что космические полеты могут быть совершены на современных реактивных самолетах, он предлагал свою жизнь науке и давал согласие возглавить ряд экспедиций в верхние слои атмосферы и за ее пределы.
- 2. Бондаренко Ф.Д., 1926 года рождения, из Петрозаводска. По специальности рентгенотехник и дозиметрист ионизирующих излучений. Просил включить себя в состав экспедиции в межпланетное пространство.
- 3. Якобсон Б.А. из Риги, 49 лет, рабочий, просился в полет в космос.
- 4. Копылов Ю. и Белоусова Т. — студенты II курса горного факультета Среднеазиатского политехнического института, комсомольцы из Ташкента, высказывали желание полететь в межпланетное пространство.
- 5. Агафонова В., Асташова С., Жога Б., Поповкина В. — студенты III курса медучилища № 1 из Сталинграда. Спрашивали, каким образом можно записаться в межпланетное путешествие.
- 6. Хания Дулембианка, 17 лет, из Польши, просила отправить ее в космический полет.
- 7. Ганин В.М., 1926 года рождения, Горожанов А.И., 1930 года рождения, осужденные, предлагали себя для полетов, связанных с большим риском.
- 8. Талманов Н.П. из Баку. Выдержка из его письма: «Я летчик-истребитель, сейчас в отставке, годен к летной службе и работе, настоятельно предлагаю свои услуги летчика, когда будет решаться вопрос о составе экипажа на этот первый полет... Еще раз убедительно прошу Вас иметь в виду мою кандидатуру, когда будет решаться вопрос о составе экипажа. У русского летчика П.Н.Нестерова не очень много было шансов на совершение петли (я имею в виду самолеты того времени), моя просьба остается в силе и после того, если шансов на успех (я имею в виду технических) будет меньше, чем у Нестерова».
- 9. Ахметов М., 1926 года рождения, член КПСС, инспектор РОК, ТАССР Бавлинского района, просил посадить на первый спутник.
- 10. Апраксин Е.В. из Каунаса, окончил 10 классов и авиационное техническое училище, 23 года, член КПСС. Выдержка из письма: «Я, Апраксин Е.В., лейтенант ВВС, авиационный техник. С детских лет возник у меня интерес к планетам, межпланетному пространству, к реактивной технике и возможности полета на планеты. Этот интерес привел меня в реактивную авиацию. Закончив авиационное техническое училище и проработав два года на эксплуатации, я готовился поступить в Академию. Я знал, что межпланетное сообщение — ближайшее будущее этой четверти века».
- Далее он просил включить себя в число участников полета на Луну. «Я очень хотел бы участвовать в нем. Уверяю Вас, что это для меня серьезный, давно и глубоко продуманный вопрос. Это письмо можно считать как заявление, прошу принять его именно таковым. Уверен, что смогу справиться с трудностями подготовки в любом случае, если мне будет предоставлена возможность участия в полете».
- 11. Патрахин П.Д., капитан запаса, из Москвы. Выдержка из письма: «Могу быть Вашим помощником и подопытным в осуществлении предстоящих полетов в мировое пространство».
- 12. Колтунов Яков Иванович — сотрудник НИИ-4.
- Список подписал ученый секретарь Межведомственной комиссии по межпланетным сообщениям АН СССР А.Г.Карпенко.
- Кроме этого списка ко мне поступили заявления с просьбой о включении наших сотрудников в состав экипажей космических кораблей. Вот некоторые из них:
♦ ♦ ♦
Начальнику 8-го отдела НИИИАМ
подполковнику медицинской службы
Яздовскому В.И.
-
РАПОРТ
-
- Желая принять непосредственное участие в работах по исследованию возможности полета человека в верхние слои атмосферы, прошу Вашего ходатайства о включении меня в число кандидатов для полетов, которые будут предприняты с этой целью.
- Ст. научный сотрудник
- 8 отдела НИИИАМ
- подполковник м.с. Генин А.М.
- 25.11.56 г.
♦ ♦ ♦
Начальнику 8-го отдела НИИИАМ ВВС
подполковнику медицинской службы
Яздовскому В.И.
РАПОРТ
-
- Учитывая важное значение физиолого-гигиенических исследований в условиях полета на ракете в верхних слоях атмосферы, прошу Вас считать меня кандидатом для участия в подобных полетах.
- Мл. научный сотрудник
- гв. майор м. сл. Касьян И.И.
- 26 ноября 1956 г.
♦ ♦ ♦
Начальнику III направления ГНИИИАиКМ
полковнику мед. сл. Яздовскому В.И.
- Основной целью первых полетов человека на ИСЗ является получение подробной информации о физиологических эффектах факторов полета и всесторонняя объективная оценка средств обеспечения и спасения.
- Считаю, что эту задачу лучше всего мог бы решить врач-физиолог или гигиенист, принимающий непосредственное участие в подготовке полета.
- В связи с вышеизложенным прошу Вашего ходатайства о включении меня в число кандидатов для полета на ИСЗ.
- Начальник 9 отдела
- подполковник м.с. Генин А.М.
- 7.01.1960 г.
♦ ♦ ♦
Начальнику III направления ГНИИИАиКМ
полковнику м/службы
Яздовскому В. И.
РАПОРТ
-
- Считаю необходимым обратиться к Вам потому, что медицинский работник-врач более квалифицированно сможет оценить влияние факторов космического полета на организм человека и оценить работу всех систем корабля по обеспечению безопасности.
- В связи с этим прошу Вашего ходатайства о включении меня в число кандидатов, подготавливаемых к первому полету на ракетном летательном аппарате.
- Ст. научный сотрудник 9-го отдела
- подполковник мед.службы Серяпин А.Д.
♦ ♦ ♦
Начальнику III направления ГНИИИАиКМ
полковнику медицинской службы
Яздовскому В. И.
РАПОРТ
-
- Считаю необходимым обратить Ваше внимание на то, что членом или одним из членов экипажа космического корабля, по крайней мере, в первом полете, наиболее целесообразно иметь одного из сотрудников III направления: врача-физиолога или гигиениста. Это обеспечило бы наиболее полную и объективную информацию как об условиях полета, так и о работе аппаратуры и оборудования.
- В связи с изложенным прошу Вашего ходатайства о включении меня в число лиц, подготавливаемых к первому полету на ИСЗ.
- Ст. научный сотрудник 9-го отдела
- подполковник м.сл. Шепелев Е.Я.
♦ ♦ ♦
- Конечно, все просьбы моих коллег — научных работников, врачей — войти в состав экипажей, подготавливаемых к первому космическому полету, я полностью поддерживал, обратился к командованию ВВС страны с ходатайством о включении врачей-физиологов или гигиенистов в состав кандидатов в члены экипажей космических кораблей «Восток», но получил корректный отказ со следующей мотивировкой: врачи хуже подготовлены к экстремальным условиям полета, чем летчики-истребители, которые требуют меньше времени для подготовки.
- Мы тогда боролись за приоритет нашей страны в освоении космического пространства, и много значило, кто полетит первым: гражданин нашей страны или США.
- При выполнении космического полета от космонавта требуется мобилизация всех моральных и физических сил. При этом человек должен сохранять высокую работоспособность, умение ориентироваться в сложной обстановке полета и в случае необходимости включиться в управление космическим кораблем.
- Отличительной особенностью будущих космических полетов станет их продолжительность. Для экспедиций к другим планетам потребуются месяцы и годы. Естественно, что успех таких космических полетов будет зависеть не только от создания оптимальных условий для жизнедеятельности человека на космическом корабле, но и от всесторонней подготовки космонавтов.
- Индивидуальные особенности человека не являются стабильными: встречаются различные отклонения от общепризнанных условных понятий нормы. Вместе с тем возможно повышение устойчивости организма к внешним воздействиям в довольно широких пределах Такая задача является одной из главных в области космической медицины, и ее роль сводится к разработке мероприятий, позволяющих человеку без последствий переносить воздействие космических факторов.
- В обычных условиях полета температура воздуха в кабине оптимальна, но возможность повышения температуры в аварийных ситуациях ставит задачу проведения специальных испытаний, лабораторных исследований и тренировок космонавтов.
- Огромное значение с точки зрения влияния на организм человека имеют психофизиологические особенности космического полета и характер деятельности космонавта: новизна, необычность обстановки, новые пространственно-временные отношения, характеризующие перемещение космического корабля, колоссальная ответственность за свои действия, в которых недопустимы ошибки. Все это создает значительное нервно-эмоциональное напряжение и предъявляет к нервно-психической сфере космонавта высокие требования. Следовательно, при разработке вопросов подготовки космонавтов необходимо продумать и провести специальные исследования, направленные на выявление особенностей их нервно-психической сферы.
- Условия полета на космических летательных аппаратах, деятельность космонавта, приемы пилотирования и управления агрегатами существенно отличаются от того, что характерно для других профессий, в том числе летчика-истребителя. Поэтому проводить подготовку по прямой аналогии не представлялось возможным. С точки зрения влияния некоторых факторов полета, эмоциональной насыщенности деятельность летчика наиболее близка к профессии космонавта. Поэтому при выработке нужных качеств и навыков у космонавтов для некоторых видов тренировки был использован опыт подготовки летного состава истребительной авиации на тренажерах с использованием углубленных клинических методов обследования. Цель такого обследования состояла в определении состояния здоровья, выявлении устойчивости организма к различным факторам и скрытых форм недостаточности в деятельности различных физиологических систем.
- Важным этапом являлось психологическое обследование, которое было направлено на выявление эмоционально устойчивых лиц, с быстрой общей реакцией, хорошими памятью и вниманием, способных в короткие сроки выработать целенаправленные координированные движения.
- Программа специального обучения и тренировки космонавтов строилась на основании современных представлений о физических характеристиках и действии космических факторов. Одна из них объединяется понятием космического полета как своеобразной среды обитания. В этом случае космический корабль является надежным укрытием, предохраняющим от вредных влияний.
- Подготовка космонавтов предусматривала приобретение ими теоретических знаний, повышение путем специальных тренировочных программ устойчивости организма и его различных систем к воздействию факторов космического полета, приобретение определенных рабочих навыков по управлении сложными механизмами корабля. В теоретическую подготовку входило изучение многих дисциплин: астрономии, геофизики, географии, основ космической и ракетной техники, основ космической биологии и медицины и т.д. Космонавт должен был в деталях знать свой корабль, все приборы и оборудование, уметь с ними обращаться в любых ситуациях. С этой целью на тренажерах отрабатывались элементы управления космическим кораблем. Специальные тренировки включали:
- — полеты на самолетах, приспособленных для создания кратковременной невесомости;
- — длительное пребывание в баро- и сурдокамерах;
- — испытания в термокамере при создании тепловых нагрузок;
- — вращение на центрифуге;
- — испытания на вибростенде;
- — вестибулярные тренировки;
- — парашютную подготовку;
- — общефизическую подготовку.
- Испытания при нахождении космонавта длительное время в камере абсолютной тишины проводились для изучения состояния нервно-психической сферы и физиологических реакций, выявления способности к точному выполнению заданной деятельности в условиях, резко отличающихся от привычных. Только люди с устойчивой нервной системой могли перенести длительную изоляцию при отсутствии речевой связи с внешним миром, резком ограничении информации и движений, при измененном цикле бодрствования и сна, нарушающем годами выработанный стереотип. Космонавт должен был выполнять экспериментальные задания, сложные задачи по работе с многочисленными приборами, передавать отчетные сообщения в спокойной обстановке и при включении помех в виде неожиданных экстрараздражителей (резких звуков, световых вспышек и т.д.). В процессе исследования производилось наблюдение за поведением космонавта, регистрировались физиологические реакции (биотоки головного мозга и сердца, пульс, дыхание, ответно-двигательные реакции и др.). Важно было изучить способность к активному отдыху, к быстрому переключению от сна к интенсивной деятельности и наоборот, исследовать память, внимание, тонкую координацию движений. На основании анализа всех данных можно было с большой долей вероятности судить об эмоционально-психической сфере космонавта и его возможностях приспосабливаться к необычным условиям.
- Испытания в термокамере были направлены на повышение устойчивости организма к действию высоких температур. Кроме того, высокие температуры, являясь неспецифическим раздражителем, помогли выявить индивидуальные особенности в реакциях космонавтов на нагрузку.
- Исследования на центрифуге знакомили космонавтов с действием на организм ускорений на различных участках выведения космического корабля на орбиту и спуска его на Землю.
- Испытания на вибростенде показали, что космонавты хорошо переносят вибрации. Каких-либо сдвигов в физиологических реакциях не отмечалось.
- Принятая система вестибулярных тренировок предусматривала повышение устойчивости вестибулярного аппарата к внешним воздействиям в самых разнообразных условиях. Кроме того, ставилась задача воздействовать на систему «вестибулярный — зрительный — двигательный анализаторы» с тем, чтобы устранить возможные нарушения пространственной ориентировки в условиях измененной гравитации.
- Конкретные программы составлялись для каждого космонавта в отдельности с учетом наиболее слабого звена в вестибулярной системе. Усовершенствованные методы исследования вестибулярной функции позволяли выявить эти слабые звенья на основании определения порогов чувствительности полукружных каналов и отолитов к адекватным (угловые и прямолинейные ускорения) и неадекватным (электрический ток) раздражениям. Эти же методы исследования, используемые систематически в процессе тренировок, являлись критерием их надежности. В процессе тренировки использовались пассивные и активные методы. Первые включали вращения космонавтов на разнообразных стендах, укачивание на качелях. Вторые имели целью помимо укрепления мышечной системы выработать навыки по удерживанию определенного положения тела в пространстве в период воздействия вестибулярных раздражителей.
- Кроме допинга, батута, рейнского колеса использовались специальные стенды, позволяющие балансировать на неустойчивой опоре, комбинировать вращение и балансирование, создавать так называемые оптокинетические раздражения в виде мелькания зрительных объектов в поле зрения. Космонавты выполняли также индивидуальную программу тренировок в домашних условиях в виде цикла гимнастических упражнений, где немалое место занимали вращательные движения головой, повороты туловища и т.д. К концу тренировок во время занятий каждым космонавтом проделывалось около 500 разносторонних воздействий на вестибулярный аппарат, из них более 100 вращений головой. В результате таких тренировок устойчивость вестибулярного аппарата к различным раздражениям у космонавтов возросла в несколько раз.
- Все виды тренировок дополнялись общефизической подготовкой, которая была направлена не только на улучшение физических качеств космонавта, но и на совершенствование навыков, которые необходимы для космических полетов (координация движений, умение владеть своим телом в пространстве и т.д.). В целом тренировки, сопровождавшиеся в ряде случаев значительным эмоциональным напряжением, укрепляли волевые качества и нервно-психическую сферу космонавта. В тренировки вносились изменения в зависимости от индивидуальных особенностей космонавтов, переносимости ими нагрузок. Большое внимание обращалось на последовательность чередования отдельных видов тренировок.
- Космонавт должен был выполнять экспериментальные задания, осложненные работой с многочисленными приборами, передавать отчетные сообщения в спокойной обстановке и при включении помех в виде неожиданных экстрараздражителей (резких звуков, световых вспышек и др.). В процессе исследований наблюдали за поведением космонавта, регистрировали физиологические реакции (биотоки головного мозга, сердца, пульс, дыхание, ответно-двигательные реакции и др.), изучали память, внимание, тонкую координацию движений. На основании анализа всех данных можно было с большой долей вероятности судить об эмоционально-психической сфере космонавта и его возможностях адаптироваться к необычным условиям.
- Испытания в термокамере были направлены на повышение устойчивости к действию высоких температур. Исследование состояло из ознакомительных и тренировочных воздействий. Осуществлялся тщательный контроль за субъективными ощущениями, сердечно-сосудистой системой, дыханием, температурой тела и тепловым балансом. В результате проведения этих тренировок космонавты способны были переносить температуры более 60 °С в течение длительного времени.
- Полеты на самолетах по параболической траектории предусматривали ознакомление космонавта с состоянием невесомости, а также с переходными воздействиями от перегрузок к невесомости и обратно; выявление лиц с пониженной устойчивостью к невесомости и возможностей потренировать их к действию указанного фактора. Исследовали быстроту восстановления координации движений, влияние невесомости на слуховую и речевую функции. Кроме того, отрабатывались приемы питания с учетом состава пищи, наиболее приемлемой для создаваемых условий. Так, например, космонавт по специальной команде извлекал из наполненного кармана брюк тюбик с водой или пакет с пищей, навинчивал наконечник на тюбик, раскрывал пакет и принимал пищу.
- Экспериментальные исследования показали, что все испытуемые в соответствии с характером реакций на невесомость могут быть разделены в основном на три группы. У наиболее устойчивых не возникает никаких заметных расстройств. Напротив, невесомость воспринимается ими как приятное ощущение. У других очень быстро появляются вегетативные реакции в виде выраженной общей слабости, побледнения, потливости, тошноты и даже рвоты, которые исключают продолжение полетов. Наконец, лица третьей группы, имея в первых полетах нерезко выраженные симптомы укачивания, в последующем привыкают (адаптируются) к ним и уже не испытывают неприятных ощущений.
- Следует, однако, отметить, что кратковременная невесомость, которая создается при полетах на специальных самолетах, имеет мало общего с длительной невесомостью в космическом полете: в первом случае человек, образно выражаясь, «не успевает» освободиться от воздействий, предшествующих невесомости, т.е. от перегрузок, которые оказывают существенное влияние на все физиологические системы и вызывают возбуждение в соответствующих центрах. Остается длительный след.от возбуждения, отражающийся на всех последующих реакциях. Сами космонавты отмечают, что это «не та» невесомость. Она больше соответствует переходным состояниям от одного вида гравитации к другому. В связи с этим подобные исследования не позволяют точно прогнозировать воздействие на человека длительной невесомости, хотя сами по себе являются достаточно ценными.
- Важной являлась также проблема адаптации к продолжительному воздействию невесомости, в связи с чем возникает опасение, как перенесет человек, приспособившийся к невесомости, воздействие перегрузок и нормальной гравитации при возвращении на Землю. Проводились специальные эксперименты с длительным пребыванием человека в воде (погружение до уровня шеи). Однако и в этих условиях у испытуемого развивались выраженная адинамия, слабость; при попытках встать на твердую почву и произвести активные мускульные движения нередко наступали серьезные расстройства сердечной деятельности, требующие медикаментозного воздействия.
- Исследования на центрифуге преследовали следующие цели: ознакомить космонавтов с действием различных по длительности и интенсивности ускорений; определить индивидуальную переносимость перегрузок применительно к участку выведения объекта на орбиту и возвращения на Землю; изучить возможности повышения устойчивости организма к перегрузкам заданных параметров. В процессе исследований производилась регистрация многих физиологических показателей: биотоков головного мозга, сердца (электрокардиограмма), частоты дыхания, пульса, времени ответно-двигательных реакций на команды и световые раздражители. Учитывались острота зрения, некоторые вестибулярные реакции. При проведении указанных испытаний были выявлены две группы лиц: одни переносили перегрузки хорошо или удовлетворительно, другие имели пониженную устойчивость. Те и другие обследуемые в последующем подвергались тренировке.
- Испытания на вибростенде показали, что космонавты обладают хорошей переносимостью вибраций при амплитуде до 2,4 мм и частоте до 70 Гц. Каких-либо сдвигов в физиологическом состоянии испытуемых не было обнаружено.
- Вопросы подготовки в значительной степени усложнились после отбора в число космонавтов женщин. Известно, что для женщин нормативы любых физических упражнений, включая спортивные соревнования, являются облегченными. Однако женщина-космонавт должна готовиться так же, как и мужчина. Но тогда, естественно, возникает вопрос, как учитывать ее психофизиологические особенности, связанные, в частности, с физиологическими циклами. В зависимости от фаз этой цикличности меняется характер реакций организма на одни и те же воздействия. Кроме того, строение женского организма, как уже указывалось, представляет определенные трудности для конструкторов скафандров. После серии экспериментов на животных-самках технические трудности были в какой-то степени преодолены. Объектом исследования служили обезьяны. Наряду с разработкой и усовершенствованием программ тренировок велись исследования по изучению влияния некоторых факторов космического полета на организм животных в связи с гормональными изменениями при физиологических циклах. Было обнаружено большое количество интересных фактов. В результате исследований были определены периоды, месячные циклы, когда недопустимы те или иные воздействия (например, перегрузки).
- Все это помогло видоизменить схемы подготовки к перегрузкам, невесомости и другим факторам применительно к женскому организму, хотя в принципе они оставались теми же, что и для мужчин. В некоторых случаях в процессе подготовки были выявлены важные особенности: например, женщины-космонавты в условиях кратковременной невесомости лучше справлялись с заданиями, требующими тонкой координации движений. Версия о большей склонности их к укачиванию не подтвердилась.
- Испытания в термокамере, на центрифуге, вестибулярные тренировки проводились с учетом физиологических циклов женщин. По мере подготовки устойчивость женщин-космонавтов к различным раздражителям возрастала примерно так, как и у мужчин. В дополнение к плановым занятиям для женщин с помощью врачей и специалистов по физподготовке была разработана индивидуальная система тренировок.
- При подготовке и осуществлении полета человека в космическое пространство важными задачами являются специальная подготовка космонавтов на космических тренажерах, разработка объективных методов оценки уровня тренированности, выяснение индивидуальных психофизиологических особенностей и функциональных возможностей космонавтов.
- Изучая деятельность космонавта по управлению системами космического корабля, можно не только определить характер его ошибочных действий при выполнении определенного задания или элемента полета, но и выяснить индивидуальные особенности, проявляющиеся при выполнении различных упражнений, и более полно представить такие его качества, как объем, переключение и распределение внимания, мотивация деятельности, координация движений и характер динамики становления профессиональных навыков.
- Некоторые вопросы современной психологии труда и инженерной психологии космического полета, связанные с изучением функциональных возможностей операторов при формировании навыков в сложных системах управления космического корабля, до настоящего времени изучены недостаточно. Сложность такого объекта управления, как космический корабль с его многочисленным оборудованием, и необычность условий космического полета (невесомость, гиподинамия, длительная изоляция и др.) существенно влияют на рабочие навыки космонавтов. Особенность этих навыков обусловлена:
- — выраженной лабильностью и пластичностью выработанных навыков при работе космонавтов в условиях «дефицита» или «избытка» времени, большей ответственностью членов экипажа корабля за их выполнение;
- — быстрым распределением и переключением внимания в условиях динамической ориентации при обнаружении и предельной дифференциации сигналов, обработке и передаче информации, принятии решений и выработке точных и сложных управляющих воздействий;
- — вероятностью некоторого снижения рабочих навыков в однообразной обстановке при длительных космических полетах;
- — возможным нарушением эмоциональных реакций под воздействием чувства длительного одиночества;
- — влиянием на организм человека необычных условий внешней среды, при которых центральная нервная система посредством перестройки вегетативных реакций должна не только обеспечить деятельность «рабочих органов», но и компенсировать отрицательное влияние таких условий.
- Пребывание космонавта в монотонной и однообразной обстановке может вызывать нежелательное понижение общего тонуса коры головного мозга с последующим ухудшением общей работоспособности. Степень снижения работоспособности в большой мере будет зависеть не только от уровня тренированности человека и прочности сформированных профессиональных навыков, но и от индивидуальных реакций нервно-психической сферы. В связи с этим при подготовке космонавтов к полету необходимо определять характер их ошибочных действий и время выполнения ими определенного задания, а также учитывать состояние нервно-психической сферы путем регистрации расширенного комплекса физиологических функций для более полного изучения индивидуальных особенностей каждого оператора. Без изучения динамики физиологических функций раскрытие психологической природы сформировавшегося навыка как показателя степени тренированности, а, следовательно, и объективное определение функциональных возможностей космонавта по управлению конкретными системами представляют значительные трудности.
- По мере формирования рабочих навыков в сложных системах управления наряду с улучшением количественных и качественных показателей наблюдалась перестройка физиологических реакций организма. На основании полученных данных было высказано предположение, что изменения физиологических функций у космонавтов зависят от типологических особенностей их нервной системы и характеризуют, по-видимому, соотношения между процессами возбуждения и торможения.
- Я остановился лишь на некоторых общих вопросах подготовки космонавтов. По мере освоения космического пространства и усложнения систем управления и объектов, оборудования корабля, с которыми космонавту необходимо взаимодействовать, потребуется совершенствование и изменение программ подготовки космонавтов.
- Физиологические исследования в космических полетах имели целью, с одной стороны, проведение врачебного контроля за состоянием космонавта, с другой — сбор научной информации о влиянии факторов космического полета на организм человека. Для реализации этих целей были использованы радиотелеметрические, радиопереговорные и телевизионные системы. Программа физиологических исследований обеспечивала получение информации о функциональном состоянии головного мозга, сердечно-сосудистой системы, органов дыхания и некоторых других систем организма, а также о работоспособности космонавта.
- Исследования, проведенные во время орбитальных полетов космических кораблей-спутников с животными, явились важным этапом в развитии биологической телеметрии. В этих экспериментах были испытаны различные физиологические методы исследования, проверены надежность, устойчивость и эффективность работы радиотелеметрических и телевизионных систем. Кроме того, полеты животных позволили накопить опыт дешифровки, математической обработки и анализа радиотелеметрической информации.
- Для физиологических исследований на космических кораблях «Восток» и «Восток-2» использовалась специальная бортовая медицинская аппаратура. Наземные радиотелеметрические станции осуществляли прием информации или запись в виде осциллограмм на фотоленте.
- Программа физиологических измерений была следующей:
- Космический корабль «Восток»
- Частота пульса — непрерывно.
- Электрокардиограмма в двух отведениях и пневмограмма — периодически.
- Космический корабль «Восток-2»
- Частота пульса — непрерывно.
- Электрокардиограмма в двух отведениях, кинетокардиограмма и пневмограмма — периодически.
- Для непрерывной передачи частоты пульса в составе медицинской бортовой аппаратуры имелось специальное устройство — кардиограф, который по зубцу Р электрокардиограммы формировал прямоугольные импульсы продолжительностью 0,1-0,2 с, модулированные звуковой частотой 3 кГц. Эти импульсы непрерывно передавались передатчиком «Сигнал» на частоте 19,95 мГц.
- На участке спуска космического корабля физиологическая информация регистрировалась с помощью бортовой автономной системы, а после катапультировании — с помощью автономного регистратора, расположенного на космонавте. Информация о частоте пульса по радиоканалу передатчика «Сигнал» регистрировалась на магнитной ленте.
- Двусторонняя радиосвязь с космонавтами осуществлялась по одному УКВ и двум KB каналам. На обоих космических кораблях были установлены телевизионные системы.
- Для обеспечения оперативного врачебного контроля медицинский персонал в наземных приемных пунктах анализировал данные радиотелеметрии, радиосвязи и телевидения и делал выводы о состоянии космонавта. Эти выводы затем сообщались в Центр управления полетом. Углубленный научный анализ полученной информации осуществлялся после полета. Для обработки первичного материала применялась вычислительная техника.
- Методика записи электрокардиограмм
- Регистрация электрокардиограммы (ЭКГ) в условиях космического полета имеет ряд специфических особенностей. Применяемые в условиях клиники отведения для регистрации ЭКГ и способы фиксации электродов непригодны для длительного космического полета. В связи с этим была проведена специальная работа по выбору отведений ЭКГ, обеспечивающих: 1) получение максимальной информации при использовании не более двух отведений; 2) ослабление помех, неизбежно возникающих при активном поведении космонавта; 3) надежность и долговременность непрерывного получения информации без причинения космонавту каких-либо неприятных ощущений.
- Многие авторы (Л.А.Бутченко, 1955; Л.И.Фогельсон, 1957; М.Б.Тартаковский, 1958; И.Т.Акулиничев, 1960; В.В.Матов, 1960) указывали, что расположение электродов в области грудной клетки обеспечивает большую информативность отведений при минимуме мышечных помех. В физкультурной практике в качестве помехоустойчивых отведений для регистрации ЭКГ известны отведения от передней поверхности грудной клетки (Л.А.Бутченко, 1955; В.В.Матов, 1960).
- В результате сравнительного изучения ЭКГ, зарегистрированных в различных грудных отведениях, было предложено использовать в условиях космического полета биполярные грудные отведения, позволяющие исследовать биотоки сердца по двум взаимно перпендикулярным осям во фронтальной плоскости. Эти отведения получили название MX (manubrium-xyphoideus) и DS (dextrum-sinistrum).
- В отведении MX электроды располагаются по средней линии грудины на уровне рукоятки и мечевидного отростка, а в отведении DS — по средней подмышечной линии справа и слева на уровне 5-го межреберья. Эти отведения являются наиболее помехоустойчивыми и, кроме того, не стесняют рабочих движений человека. Указанные отведения с успехом использовались для регистрации ЭКГ во время полетов.
- Специальная работа была проведена по изысканию способов фиксации, обеспечивающих длительный, надежный и безболезненный контакт электродов с телом человека. С этой целью определяли наиболее пригодные материалы для изготовления электродов и их наиболее оптимальную форму, а также испытывали различные токопроводящие пасты и способы обработки кожи. Электроды изготовляли из чистого серебра в форме дисков диаметром 10-20 мм и толщиной 0,3-0,5 мм с небольшим углублением в центре для лучшего сохранения пасты. Поверхность электродов, обращенная к коже, подвергалась хромированию. Такие электроды при длительной фиксации (до 10 суток и более) не вызывали раздражения кожи.
- Для обеспечения длительного контакта электродов с кожей применяли специальные пасты. Наилучшими в этом отношении оказались пасты, изготовленные из поваренной соли, глицерина, ланолина, вазелина и агар-агара с добавлением антисептических средств. Фиксация электродов во время полета осуществлялась при помощи наклейки из марли. В качестве клейкого вещества, фиксирующего марлю на коже, использовался специально разработанный клейкий состав. Марлевая наклейка, пропитанная им, плотно держалась на теле испытателей до 10 суток и не вызывала заметного раздражения кожи. Недостатком фиксации электродов при помощи марлевой наклейки является относительно длительное время, необходимое для высыхания клейкого состава (от 20 до 40 мин). В космическом полете для фиксации электродов использовалась специально разработанная лямочная система с электродами новой конструкции: серебряный диск диаметром 20 мм и толщиной 0,3 мм, покрытый диском из губчатой резины или поролона диаметром 35 мм и толщиной 10-15 мм. На поверхность резинового диска натягивалась тонкая пленка из гигиенической резины толщиной 0,1-0,5 мм. Крепление электродов на белье и лямочной системе производилось при помощи тонкого винта, припаянного к электроду. Постоянство давления серебряных дисков на кожу обеспечивалось пористой поролоновой или резиновой прокладкой, укрепленной на электроде, а также резиновыми сегментами, вмонтированными в пояс.
- Методика регистрации частоты дыхания
- Для регистрации дыхания использовались два датчика: угольный и контактный. Угольный датчик предназначался для регистрации изменений периметра грудной клетки во время дыхательных движений, а контактный — для регистрации частоты дыхания. Датчики укреплялись на поверхности грудной клетки при помощи специального пояса или лямочной системы.
- Изменения сопротивления угольного датчика, обусловленные процессом дыхания, воздействовали на входные цепи пневмограммы. Контактный датчик использовался для регистрации дыхания на автономном регистраторе на участке спуска корабля.
- Для регистрации кинетокардиограммы использовался датчик, представляющий электродинамический микрофон, мембрана которого непосредственно соприкасалась с грудной стенкой в области верхушечного толчка. Возникавшее в цепи датчика переменное напряжение, пропорциональное скорости смещения грудной стенки, подавалось на вход электрокардиографического усилителя и далее на вход телеметрической системы. Датчик фиксировался на внутренней стороне пояса, предназначенного для крепления электрокардиографических электродов и датчиков дыхания.
- Дешифровка телеметрических записей имеет ряд особенностей по сравнению с дешифровкой записей, получаемых в лабораторных условиях. Значительные трудности при дифференцировке телеметрических кривых связаны с артефактами, которые часто маскируют полезный сигнал. Причиной появления артефактов при радиотелеметрической регистрации могут являться сигналы, возникающие при движениях человека, а также под влиянием воздействия вибрации космического корабля, радиопомех и т.д.
- Измерение величины основных показателей ЭКГ при дешифровке радиотелеметрической информации производилось на 1-м витке и на участке спуска каждые 10 секунд, причем средняя продолжительность интервала R-R определялась по данным 20 измерений, а остальные показатели измерялись только в одном комплексе ЭКГ.
- На радиотелеметрических кривых, зарегистрированных на последующих витках (во время полета Г.С.Титова), интервал R-R измерялся в 10 электрокардиографических комплексах, а другие показатели ЭКГ — в одном комплексе каждые 30 секунд. Средняя продолжительность дыхательного цикла определялась на основании 10 измерений в течение каждой минуты.
- Только в условиях космического полета представляется возможным изучить влияние невесомости на организм человека. В связи с этим получаемая с помощью радиотелеметрических систем информация о состоянии организма человека в полете должна подвергаться глубокому научному анализу.
- Принято различать два этапа анализа радиотелеметрической информации:
- 1. Оперативная оценка в ходе космического полета с целью врачебного контроля за космонавтом.
- 2. Углубленный научный анализ информации полета с целью изучения влияния факторов космического полета на состояние космонавта.
- Оперативный врачебный контроль обеспечивался непрерывным наблюдением за частотой пульса и дыхания, а также проведением анализа радиопереговоров космонавта и использованием телевизионной системы. При этом следует подчеркнуть важность анализа словесного отчета космонавта о субъективном состоянии в дополнение к объективным данным.
- На следующем этапе анализа наряду с физиологическими методами важную роль играют математические методы обработки радиотелеметрической информации. После дешифровки данные подвергаются статистической обработке. С этой целью первичные материалы группировались по этапам летного эксперимента. При этом выделяли следующие периоды:
- — предстартовый период (ПС1 — за 4 ч до старта, ПС2 — за 5 мин до взлета);
- — участок выведения корабля на орбиту (A1— первые 5 мин полета, А2 — последующее время полета до перехода к состоянию невесомости);
- — орбитальный полет (невесомость);
- — участок спуска.
- При обработке и анализе информации, полученной во время орбитального полета, данные группировались по отдельным виткам, а на первом витке выделялись еще и участки полета продолжительностью по 5 мин для более детального изучения влияния на организм человека перехода от условий гравитации к невесомости. Одними из главных задач математической обработки физиологической информации являются получение суммарных характеристик показателей на различных участках полета и выявление направленности их изменений.
- Представляется возможным рассматривать регистрируемые в ходе полета показатели физиологических функций (частоту пульса и дыхания, временные и амплитудные характеристики ЭКГ) как случайные функции времени, и поэтому для их обработки применим математический аппарат теории случайных функций. В условиях орбитального полета, в пределах сеансов регистрации, ряд показателей физиологических функций можно рассматривать как стационарный случайный процесс. Поэтому при обработке данных, полученных за каждый отдельный виток, производилось усреднение показателей по времени и вычислялись суммарные характеристики в виде приближенных величин математического ожидания и дисперсии. Далее методом наименьших квадратов находилась аналитическая зависимость между номером витка и средней величиной показателя на нем, что позволяло выявить направленность изменений того или иного показателя на протяжении полета.
- Тренировочные полеты на самолетах, специально оборудованных для воспроизведения условий невесомости, проводились в целях:
- — ознакомления космонавтов с состоянием невесомости и определения индивидуальной устойчивости;
- — изучения функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем в состоянии невесомости и в переходные периоды;
- — изучения координации движений, остроты зрения, возможности приема пищи, ведения радиосвязи (функция речи и др.).
- Основные физиологические показатели регистрировались на Земле, в горизонтальном полете, при воздействии перегрузок и в состоянии невесомости. К таким показателям относились: биопотенциалы мышц сердца (ЭКГ), величина артериального давления, частота пульса, частота дыхания, координация движений. Кроме того, исследовались сенсорные реакции в условиях полета на основании субъективной оценки космонавтом своего состояния и самочувствия, а также при изучении кинокадров, фиксирующих лицо исследуемого в условиях невесомости и на других участках полета.
- Оценка устойчивости космонавтов к воздействию невесомости выполнялась на основании анализа данных о состоянии сердечно-сосудистой и дыхательной систем, изменения двигательных реакций и характера субъективных ощущений в полете. Работа проводилась на самолетах, позволявших воспроизводить невесомость продолжительностью до 45 с. Величина перегрузок, а также режим невесомости контролировались визуально по индикаторам. Одновременно специальные датчики регистрировали величины перегрузок по осям у и х.
- В начальный и конечный периоды параболического полета возникали перегрузки 3,5 ± 0,5 ед. В период невесомости величина перегрузки по оси у составляла 0,05-0,07 ед., а по оси х — 0,02 ед. Для изучения некоторых вопросов, связанных с координацией движений в условиях невесомости, использовался специальный динамометр. Зрительный контроль за движением стрелки был исключен. Космонавт левой рукой держал динамометр на уровне глаз, а двумя пальцами правой руки, поднятой до уровня плечевого сустава, нажимал на рычаг динамометра, создавая мышечное усилие в 750 г. Усилие на рычаг считалось достаточно стойким, если колебание регистрируемых величин при десяти измерениях составляло ±10 г. После выработки навыка в лабораторных условиях аналогичное задание выполнялось в полете. Результаты исследования регистрировались киноаппаратом.
- Характер и степень изменения тонких координированных движений в условиях невесомости изучались при анализе результатов «пробы письма» и работы на специальном координографе. Выполняя «пробу письма», космонавт писал заданный текст (имя, фамилию, дату, подпись), при этом кисть его руки находилась в обычном рабочем положении с точкой опоры на наколенном планшете. Проба выполнялась перед.полетом, в условиях невесомости и в горизонтальном полете. При исследовании на координографе космонавт брал в правую руку металлический карандаш и по команде выполнял указательную пробу, последовательно замыкал контакты в пяти гнездах прибора, расположенных в два ряда на расстоянии 20 см друг от друга по горизонтали и на расстоянии 13 см — по вертикали. В процессе эксперимента регистрировались время, момент подачи сигнала о начале работы, номер контакта и продолжительность его замыкания.
- Исследование позволило дать сравнительную характеристику времени, затрачиваемого на выполнение движения при работе на Земле, при действии перегрузок и в условиях невесомости. Степень сохранения координации движений оценивалась при анализе результатов выполнения некоторых заданий.
- В этих же полетах исследовались возможность и качество приема и передачи речи в условиях невесомости, для чего была выделена фиксированная волна связи ультракоротковолновой радиостанции. Между космонавтом и командным пунктом на Земле устанавливалась связь симплексным методом, т.е. прием и передача проводились попеременно. На выходе из приемника радиостанции подключался магнитофон, который записывал весь цикл приема и передачи речи. Для оценки качества передачи речи в условиях невесомости использовалась стандартная фраза «Сквозь волнистые туманы пробирается Луна», позволяющая на слух определить качество передачи с последующим анализом частотного спектра.
- Качество приема речи в условиях невесомости оценивалось по правильности и разборчивости принимаемых радиограмм. Для сравнительной оценки прием и передача проводились три раза: перед.«горкой» в горизонтальном полете, в состоянии невесомости (на параболической «горке»), после пребывания в состоянии невесомости (в горизонтальном полете). В каждом полете выполнялось до трех параболических «горок».
- Анализ киноматериала, полученного при работе с динамометром, показал, что в условиях невесомости точность работы существенно не нарушается. Космонавты отмечали, что в состоянии невесомости они старались воспроизвести точно такие же мышечные усилия, как и на Земле до полета. При этом какой-либо разницы ощущений в преодолении сопротивления рычага динамометра по сравнению с наземными условиями не было. «Проба письма» в условиях невесомости выполнялась при создании одной из параболических «горок». Полученные образцы записи показали, что кратковременное пребывание в состоянии невесомости не влияет существенно на характер почерка.
- При выполнении указательной пробы на координографе двигательных нарушений не было отмечено. Задания выполнялись без затруднений. Полученные материалы показали, что общая продолжительность выполнения пробы была различной в отдельные периоды полета.
- Результаты субъективной оценки показали, что в горизонтальном полете и в условиях невесомости качество связи было отличным или хорошим. Стандартная фраза и радиограммы прослушивались разборчиво, без искажений. Во время воздействия перегрузок величиной до 3,5 ед. космонавты отмечали значительное ухудшение приема и передачи речи. Сигналы радиостанции прослушивались слабее, и разборчивость радиограмм ухудшалась.
- На наземной радиостанции качество прослушивания стандартной фразы и радиограмм, передаваемых с самолета в условиях невесомости, было хуже, чем при передаче до и после невесомости. Небольшие искажения и хрипы, возможно, были обусловлены состоянием канала связи и помехами в эфире. Анализ полученного материала показывает, что общий характер частотного спектра стандартной фразы, произнесенной в условиях невесомости, практически был аналогичен характеру спектра фразы, произнесенной до и после невесомости.
- Как известно, системы терморегулирования обеспечили в кабине космического корабля «Восток» стабильные заданные температуру воздуха и влажность. Однако при подготовке космонавтов учитывалась возможность аварийного повышения температуры воздуха. В связи с этим была проведена серия предварительных (ознакомительных), а затем тренировочных испытаний в условиях воздействия высокой температуры воздуха. Исследования выполнялись с целью выработки у космонавтов навыков по проведению контроля за состоянием организма при выраженном перегревании, а также повышения устойчивости организма к высокой температуре воздуха путем повторного воздействия соответствующих условий. Кроме того, тепловое воздействие, являясь значительной функциональной пробой-нагрузкой, позволяло выявить индивидуальные особенности физиологических реакций организма, а также способствовало повышению общей выносливости к другим неспецифическим стрессам.
- Исследование проводилось в три этапа. На первом этапе у двух космонавтов определялось максимальное время пребывания в термокамере при температуре воздуха +70 °С, влажности 30 % и скорости движения воздуха 1,5 м/с. Критериями для окончания исследования служили заявление космонавта о плохом самочувствии, учащение пульса до 120-130 уд/мин и повышение температуры тела (измеряемой под языком) на 2,5-3,5 °С.
- На втором этапе осуществлялось повторное воздействие тех же условий, но при возрастающей продолжительности. Перерыв между воздействиями составлял 2-3 дня.
- На третьем этапе космонавты дважды проходили заключительное испытание с определением максимального времени пребывания в термокамере при +70 °С, влажности 30 % и скорости движения воздуха 1,5 м/с.
- Исследования проводились в стандартном комплекте одежды. В ходе опытов оценивались самочувствие и теплоощущение космонавтов, отмечались изменения общего состояния, учитывались величина потоотделения и сосудистая реакция на открытых участках кожи, регистрировались следующие физиологические показатели:
- — электрокардиограмма в трех стандартных отведениях до опыта, во время (каждые 30 мин) и после опыта (через 30 мин, 4 и 7 ч);
- — температура тела в полости рта (под языком) каждые 20 мин в течение опыта и после него до возвращения к норме;
- — температура кожи на груди, спине и бедре; температура воздуха под шлемофоном в пододежном пространстве (между бельем и одеждой). Все измерения производились каждые 10 мин в ходе опыта при помощи дистанционной термометрии.
- Кроме того, определялась реакция сердечно-сосудистой системы (частота пульса и величина кровяного давления) на стандартную физическую нагрузку (15 приседаний) за 10 мин до начала опыта и сразу после его окончания.
- Общая потеря воды организмом, количество испарившегося пота и содержание влаги в одежде учитывались путем взвешивания космонавтов в одежде и без нее до и после опыта.
- Величина теплопродукции определялась при исследовании газообмена по методу Дугласа-Холдена. Величина теплоотдачи рассчитывалась путем умножения количества испарившейся воды на величину ее скрытой теплоты испарения и выражалась в килокалориях в единицу времени. Общее количество тепла в организме определялось путем умножения величины прироста температуры тела на среднюю удельную теплоемкость тела (0,83 ккал/кг/град) и на массу тела человека (в кг).
- Во время испытаний космонавты находились в термокамере в состоянии относительного покоя, выполняя задания, связанные с измерениями. Ю.А.Гагарин во время исследований в термокамере сидел в кресле, точно выполнял все задания; через 10 мин у него появилась легкая испарина на лице. Через 20 мин гиперемия стала выраженной, выступили мелкие капельки пота. К этому времени температура тела поднялась до 37,3-37,5 °С, а частота пульса достигала 75-80 уд/мин. К 40-й минуте опыта лицо было гиперемировано, покрыто крупными каплями пота, температура тела составляла 38,0-38,5 °С, пульс 100-105 уд/мин. К концу опыта лицо и видимые слизистые приобрели багрово-красный цвет с ясно выраженной синюшностью, лицо было обильно покрыто потом. Появилось чувство жара в области головы. Реакции и поведение космонавта были адекватными в течение всего испытания.
- Важными элементами подготовки космонавтов к полету были ознакомление с действием ускорения и тренировка на центрифуге. При этом основными задачами являлись:
- — определение индивидуальной переносимости ускорений применительно к участку выведения объекта на орбиту и возвращения его на Землю;
- — изучение влияния заданных ускорений на состояние основных
физиологических функций;
- — ознакомление космонавтов с действием длительных поперечных
ускорений;
- — изучение возможности повышения устойчивости организма к ускорениям заданных параметров.
- При направлении действия ускорений «спина-грудь» космонавты располагались в кресле полулежа с наклоном спинки кресла 25 ° к горизонту. Работа проводилась как при воздействии постоянных по величине поперечных ускорений, так и при ускорениях, имитирующих участки выведения и возвращения объекта на Землю.
- С целью определения воздействия ускорений на деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем организма проводилась регистрация:
- — электрокардиограммы в трех стандартных отведениях и одном грудном (MX);
- — частоты дыхания;
- — артериального давления;
- — электроэнцефалограммы с левой и правой лобно-затылочных областей (билатеральное, лобно-затылочное отведения);
- — продолжительности латентного периода ответно-двигательных реакций на световые раздражители;
- — показателей газообмена.
- В процессе исследований определялись острота зрения, характер эмоциональных реакций, проницаемость кожных сосудов. В ряде вращений проводилась киносъемка лица обследуемого.
- Опыты прекращались, если появлялись загрудинные боли, жалобы на затрудненное дыхание, зрительные расстройства и другие симптомы: кашлевые толчки и резко измененные дыхательные движения, одышка инспираторного типа с уменьшением глубины и увеличением частоты дыхания. При этом помимо мышц, постоянно принимающих участие в акте вдоха, вступали в действие вспомогательные мышцы плеча, шеи, живота.
- При воздействии ускорений, характерных для этапов выведения на орбиту и возвращения на Землю, изменения дыхания были значительно меньшими, чем при действии постоянных по величине ускорений, когда наблюдалось уменьшение легочной вентиляции и потребления кислорода при малозаметном изменении частоты дыхательных движений. Наиболее выраженные изменения легочной вентиляции и газообмена отмечались при максимальных постоянных ускорениях и ускорениях, соответствующих выведению корабля на орбиту. В этих исследованиях при малозаметном изменении частоты дыхательных движений значительно изменялась их глубина. Уменьшение величины легочной вентиляции и количества потребленного кислорода, увеличение содержания углекислоты и дыхательного коэффициента свидетельствовали о нарушении процессов газообмена.
- Необходимо отметить, что подготовка на центрифуге способствовала повышению устойчивости к воздействию поперечных ускорений. Так, например, при первом исследовании с воздействием ускорения 7 g одышка была более выраженной, чем при повторном воздействии ускорения
- 9 g. При воздействии небольших по величине ускорений частота дыхания практически не изменялась. Частота сердечных сокращений увеличивалась соответственно интенсивности воздействующих ускорений. Так, пульс при ускорении 7 g составлял 70 уд/мин, при 9 g — 100 уд/мин и при
10 g — 117 уд/мин (54-60 уд/мин в исходном состоянии). Увеличение частоты пульса при действии ускорений, соответствующих режиму выведения и возвращения объекта, составляло в первом случае 84 уд/мин, во втором — не более 90 уд/мин.
- Результаты изучения биоэлектрической активности сердца показали, что со стороны ритма, проводимости и автоматизма сердечной мышцы каких-либо патологических изменений не отмечалось.
- Систематическая физическая тренировка увеличивает устойчивость организма к перегрузкам, вестибулярным раздражениям, пониженному барометрическому давлению и недостатку кислорода. Кроме того, мышечные упражнения являются прекрасным средством повышения так называемой неспецифической устойчивости организма к различным неблагоприятным факторам: проникающей радиации, некоторым отравляющим веществам, инфекциям, перегреванию, охлаждению и др.
- Физическая подготовка космонавтов проводилась в два этапа. Цель первого этапа заключалась в повышении общей физической подготовленности наряду с развитием и совершенствованием некоторых специальных физических качеств, отвечающих требованиям и условиям космического полета. При этом ставились следующие основные задачи:
- — поднять уровень общей физической выносливости организма;
- — повысить тренированность сердечно-сосудистой системы;
- — развить силу и статическую выносливость основных групп мышц (особенно брюшного пресса);
- — совершенствовать координацию движений и умение владеть своим телом в пространстве.
- Цель второго этапа физической подготовки — поддерживать достигнутый уровень общей физической подготовленности и продолжать дальнейшее совершенствование специальных физических качеств. Основной задачей этого этапа была тренировка физиологических механизмов, способствующих лучшей переносимости организмом некоторых факторов космического полета (больших перегрузок, невесомости, вестибулярных раздражений). На занятиях по физической подготовке и во время проведения утренних физических упражнений использовался весь комплекс обычных средств физической подготовки, а также специально подобранные упражнения.
- На первом этапе физические упражнения имели общегигиеническую направленность, подготовка проводилась групповым методом 3-5 раз в неделю. Физическая нагрузка, применяемые средства и упражнения в основном были одинаковыми для всей группы. Это объяснялось необходимостью поднять общий уровень физической подготовленности занимающихся.
- Как на первом, так и на втором этапах в большинстве случаев применялась комплексная методика занятий, что позволило разнообразить физические упражнения, делать занятия более эмоционально насыщенными. Так, например, плавание сочеталось с прыжками в воду или подвижными играми, легкая атлетика — со спортивными играми или упражнениями на специальной тренировочной аппаратуре, гимнастика и акробатика — со спортивными играми.
- К концу первого этапа физической подготовки у космонавтов значительно повысились общая выносливость, силовые качества, улучшилась координация движений. На втором этапе физической подготовки космонавты могли выполнять упражнения, требующие длительного и значительного напряжения. Наряду с этим несколько улучшились показатели, характеризующие силу мышц. Систематические спортивные игры, упражнения на батуте и специальной аппаратуре (допинг, рейнские колеса и др.) способствовали дальнейшему совершенствованию координации движений, развитию умения владеть телом в пространстве, а также устойчивости вестибулярного анализатора.
- Повышение уровня тренированности сказалось и при выполнении парашютных прыжков. В частности, отмечали значительно меньшую возбудимость сердечно-сосудистой системы и более быстрое восстановление пульса до исходного уровня. Выявилась определенная зависимость состояния сердечно-сосудистой системы после прыжков и трехминутного бега на месте (180 шагов в минуту) от уровня общей тренированности, о чем свидетельствовали результаты функциональной
пробы.
- Реакция сердечно-сосудистой системы после прыжка с парашютом и трехминутного бега на втором этапе физической подготовки стала менее выраженной. Это указывало на нарастание как общей, так и специальной тренированности организма и подтверждалось электрокардиографическими исследованиями. Ни в одном случае не было выявлено каких-либо патологических сдвигов в деятельности сердечно-сосудистой системы. Данные электрокардиографических исследований и ортостатических проб, проводимых до и после занятий по физической подготовке, показали, что к концу второго этапа подготовки космонавты были хорошо адаптированы к значительным физическим нагрузкам. Это проявлялось в меньшем учащении пульса после бега и в более быстром восстановлении этого показателя до исходного уровня по сравнению с первыми этапами подготовки.
- Анализ электрокардиограммы (ЭКГ) после нагрузки показал, что космонавты адекватно переносили предложенную функциональную пробу. Все показатели ЭКГ начинали восстанавливаться со второй минуты отдыха и, как правило, нормализовались на третьей — пятой минутах.
- Одним из способов покидания кабины космического корабля является катапультирование с последующим парашютированием. Поэтому тренировке в прыжках с парашютом отводилось важное место в общей системе подготовки космонавтов. Прыжки из самолета служили хорошим методом тренировки эмоционально-волевых качеств летчика и космонавта.
- С апреля 1960 г. по июнь 1961 г. у космонавтов отрабатывались и закреплялись следующие элементы прыжка с парашютом:
- — отделение от самолета;
- — управление телом при свободном падении;
- — отсчет времени до заданной задержки раскрытия парашюта;
- — управление парашютом;
- — выбор места и правильное приземление;
- — овладение навыками выполнения прыжка в сумеречное и ночное время;
- — ознакомление с прыжками на воду как в обычном, так и в специальном снаряжении (скафандре).
- В период парашютной подготовки проводился комплекс клинических и психофизиологических исследований до, в процессе и после прыжков.
- Лишь в первых двух прыжках можно было отметить небольшую психическую напряженность и некоторые технические недостатки (узкую расстановку ног, малый прогиб туловища при отделении от самолета и свободном падении).
- При медицинском обследовании после парашютных прыжков наблюдали повышение температуры тела на 0,5-1,0 °С, незначительное увеличение числа дыхательных движений (на 2-5 в минуту) и уменьшение массы тела на 200-300 г.
- После полета Ю.А. Гагарина в прессе США проскальзывали упреки в наш адрес в излишней и неоправданной поспешности, чуть ли не в техническом авантюризме. Кто же торопился, неоправданно спешил — рассудила сама история. Кандидатов в космонавты, отобранных комиссией в частях, вызывали в Москву для прохождения медицинской комиссии. Летный состав прибывал в Москву человек по 20. Проверка здоровья проводилась специалистами тщательным образом. Не прошедших освидетельствование врачебными комиссиями по тем или иным причинам откомандировывали в основном в свои авиационные части. Помимо тщательных медицинских обследований, анализов, физикальных методов обследования кандидатов подвергали нагрузочным пробам в барокамерах, на центрифуге. Проверяли устойчивость к гипоксии, к ускорениям разного направления. День ото дня группа кандидатов в космонавты уменьшалась. Мы, руководители медицинской службы, были уверены в том, что не все могли соответствовать требованиям, предъявляемым к будущим космонавтам. Требования были весьма строгими, для верности они были даже явно завышенными, рассчитанными на двойной, а иногда и тройной запас прочности по здоровью. Не прошедший отбор кандидат с горькой завистью спрашивал своего напарника: «Ну как, прошел? Молодец, значит Лайкой будешь».
- Работы по освидетельствованию кандидатов в космонавты было много, и хочется вспомнить добрым словом моих коллег Федора Горбова, Евгения Федорова, Ивана Брянова, Михаила Вядро, Евгения Карпова, Николая Гуровского и многих других, вкладывавших в эту работу всю свою душу.
- К концу 1959 года полностью пройти медицинскую комиссию удалось 20 кандидатам. Прошедшие отбор составили первый отряд космонавтов нашей страны, иногда его называли Гагаринским отрядом. Вот их имена: Аникеев Иван Николаевич, Беляев Павел Иванович, Бондаренко Валентин Васильевич, Быковский Валерий Федорович, Варламов Валентин Степанович, Волынов Борис Валентинович, Гагарин Юрий Алексеевич, Горбатко Виктор Васильевич, Заикин Дмитрий Алексеевич, Карташов Анатолий Яковлевич, Комаров Владимир Михайлович, Леонов Алексей Архипович, Нелюбов Григорий Григорьевич, Николаев Андриян Григорьевич, Попович Павел Романович, Рафиков Марс Закирович, Титов Герман Степанович, Филатов Валентин Игнатьевич, Хрунов Евгений Васильевич, Шонин Георгий Степанович. Никто из них не знал, кому будет отдано предпочтение и кто будет назван космонавтом № 1 нашей планеты, которому будет суждено навсегда войти в историю земной цивилизации. Но кто мог тогда подумать, что трудом ученых, инженеров, конструкторов многие из этих молодых летчиков, усвоив разработанную технику, проявив знание, умение и храбрость, станут первыми космонавтами, вырастут до генералов, героев, депутатов и станут почетными гражданами многих городов в нашей стране и за рубежом.
- В начале марта 1960 года в Москву начали съезжаться первые космонавты. Самым первым приехал Павел Попович с женой Мариной, затем Валерий Быковский, Аникеев, Волынов, Гагарин, Горбатко, Леонов, Нелюбов, Николаев, Титов, Хрунов, Шонин. Из-за отсутствия подготовленных помещений всех их временно разместили в маленьком двухэтажном домике спортбазы ЦСКА на территории Центрального аэродрома им. М.В.Фрунзе. Конечно, сделать это было трудно, так как кандидаты приезжали с детьми и женами. Позже для семейных космонавтов были получены квартиры на Ленинском проспекте. Жили там недолго, поскольку уже к лету 1960 года по ходатайству Ювеналия Волынкина и моему Управлению ракетных войск и ВВС для Центра подготовки космонавтов по директиве Генерального штаба МО СССР был передан радиополигон МО, на котором сразу же развернулось строительство.
- В ИАКМ коллективом сотрудников под моим руководством была разработана программа подготовки космонавтов. Кроме этого, была разработана соответствующими специалистами программа парашютной, летной и технической подготовки. Первое занятие космонавтов началось в 9 часов утра 14 марта 1960 года. Сначала я прочитал вводную лекцию. Юрий Гагарин впоследствии вспоминал: «Владимир Иванович обстоятельно рассказал нам о факторах, с которыми встретится живой организм при полете в космическое пространство». Врачи детально объяснили будущим космонавтам действие перегрузок, невесомости и ввели в курс медицинских проблем. Королев, узнав, что первые занятия ограничились медико-биологической тематикой, приказал своим сотрудникам — геофизикам и физикам подключиться к занятиям. Читались лекции по ракетной технике, динамике полета, конструкции корабля и отдельных его систем. Изучались астрофизика, геофизика, медицина, биология, космическая связь и многие другие узкоспециальные вопросы. Лекции читались Константином Бушуевым, Михаилом Тихонравовым, Борисом Раушенбахом, опытными конструкторами: Константином Феоктистовым, Олегом Макаровым, Виталием Севастьяновым, Алексеем Елисеевым и другими сотрудниками конструкторского бюро. Семен Михайлович Алексеев прочел лекцию о космическом скафандре, его устройстве и пользовании. Летной и парашютной подготовкой занимались с космонавтами большие специалисты своего дела: И.М.Дзюба, Н.К.Никитин, А.К.Стариков, К.Д.Таюрский. Физическую подготовку кандидатов в космонавты (занятия на различных снарядах, кроссы, бег на длинные дистанции) проводил неутомимый Борис Легоньков. В любую погоду занятия начинались на открытом воздухе (не менее часа), а затем продолжались в закрытых помещениях (бег, прыжки, плавание, ныряние, гимнастические снаряды, волейбол, баскетбол и др.).
- Вскоре закончились работы по монтажу и испытания сурдокамеры. В эксперименте в сурдокамере выразил желание участвовать Валерий Быковский. После обсуждения программы эксперимента, инструктажа и обследования 6 апреля начался эксперимент продолжительностью порядка 15 суток, о чем Валерий не был информирован. Тем временем другие кандидаты в космонавты готовились к парашютным прыжкам. Все они имели за плечами малое количество парашютных прыжков. Так, Юрий Гагарин до начала этих тренировок прыгал с парашютом всего пять раз, а некоторые не совершили ни одного прыжка. Этому очень важному элементу летной подготовки необходимо долго и обстоятельно учиться. За подготовку взялся парашютист-виртуоз Николай Константинович Никитин. В течение почти полутора месяцев парашютные прыжки были самым сложным и трудным этапом подготовки кандидатов в космонавты. Никитин привил им вкус к прыжкам, и многие члены первой двадцатки кандидатов с удовольствием выполняли эти обязательные задания.
- Будущие космонавты научились прыгать на сушу и на воду, днем и ночью, с больших и малых высот, с затяжкой раскрытия парашюта и без затяжки. С освоением техники парашютных прыжков лучше других справился Борис Волынов, несколько отставали Юрий Гагарин, Алексей Леонов, Георгий Шонин, далее шли все остальные. Многие за этот полуторамесячный период подготовки уже имели десятки парашютных прыжков. Почти все научились хорошо управлять парашютом, позволяя себе виртуозные прыжки. В сложных испытаниях коллектив этой первой группы очень сплотился.
- Все интереснее становились медико-биологические тренировки на бегущей дорожке, качелях Хилова, в кресле Барани, в барокамере, сурдокамере, на вибростенде, центрифуге и др. Нагрузки и время экспозиции увеличивались, но космонавты постепенно втягивались, и их устойчивость к нагрузкам возрастала. К некоторым нагрузочным пробам (монотонным обследованиям, тяжелым нагрузкам и частым вестибулярным тренировкам на вращающемся кресле) космонавты относились негативно.
- После завершения комплекса тренировок по программе с использованием различных устройств настало время приступить к ознакомлению с состоянием невесомости и начать тренировки в невесомости. Сначала для создания состояния невесомости использовали учебный реактивный истребитель, а потом пассажирский самолет ТУ-104. Самолет разгонялся до заданной скорости, а затем выполнял «горку» (петлю Кеплера). На петле Кеплера возникает состояние кратковременной невесомости. Все космонавты состояние невесомости оценивали как приятное. В конструкторском бюро Сергея Павловича был разработан и создан корабль-тренажер. Инструктор-методист летчик-испытатель Марк Лазаревич Галлай начал занятия с космонавтами. Тренировать сразу всю двадцатку было сложно. Посоветовавшись с Н.П.Каманиным, который с лета 1960 года по заданию Главного маршала авиации Константина Андреевича Вершинина руководил подготовкой космонавтов, решили выделить небольшую группу из 6 человек для ускоренной подготовки к первым полетам. Отобрать этих шестерых было нелегко: все 20 кандидатов оправдывали надежды, которые мы на них возлагали. При отборе в шестерку в первую очередь учитывались результаты нагрузочных проб, успехи в теоретических дисциплинах, физическая подготовка и др. Принимались во внимание и «габариты». Волынов был слишком широк, Шонин слишком высок, Комаров в теоретических дисциплинах лидировал, но у него была незначительная скрытая патология сердечной деятельности, которая случайно была выявлена А.Р.Котовской при вращении на центрифуге. Все отдавали предпочтение Володе Комарову, имевшему хорошую теоретическую подготовку (он был инженером, имел высшее образование), но его несколько подвела выявленная сердечная патология. Кроме того, при отборе учитывались результаты психологического тестирования, проводимого Федором Горбовым и его сотрудниками, а также коммуникабельность, характер, отношение к товарищам, темперамент, общительность, терпимость. В конце концов была сформирована группа из 6 кандидатов в космонавты, в которую вошли Варламов, Гагарин, Карташов, Николаев, Попович, Титов. Однако вскоре при 8-кратных перегрузках на центрифуге врачи обнаружили на спине у Анатолия Карташова точечные покраснения. На первых порах врачи думали, что это случайность. Повторные нагрузочные пробы на центрифуге подтвердили диагноз: петехии — точечные кровоизлияния на коже, что говорит о неблагополучном состоянии сосудистого русла. Конечно, это было неожиданностью: красивый голубоглазый Анатолий был олицетворением силы и здоровья. Но приговор медицины был неумолим, и его пришлось отчислить из отряда. Особенно об Анатолии сокрушался Герман Титов, он был его близким другом. Надо полагать, что, если бы Анатолий Карташов проходил отбор в космонавты в настоящее время, он бы сделал это с успехом. Анатолий Карташов еще долго служил на Дальнем Востоке, затем был летчиком-испытателем в Киеве.
- Нелепая случайность выбила из первой шестерки еще одного кандидата в космонавты. Во время купания на Медвежьих озерах вблизи Звездного городка при прыжке в воду Варламов ударился головой о песок и почувствовал боль. В госпитале Звездного городка было проведено обследование и поставлен диагноз: смещение шейного позвонка. В тот же день его положили на вытяжку. После лечения он выписался и начал было тренироваться, но вскоре медицинская комиссия наложила запрет. Валентин Варламов отличался хорошим здоровьем и имел очень хорошие технические навыки. Покинув отряд, Валентин не уехал из Звездного городка и стал работать заместителем начальника командного пункта управления космическими полетами Центра подготовки космонавтов, затем старшим инструктором космических тренировок, специализировался по астронавигации. В октябре 1980 года Валентин Степанович Варламов умер от кровоизлияния в мозг.
- В шестерку вместо Карташова был введен Григорий Нелюбов, а вместо Варламова — Валерий Быковский. Этот худенький лейтенант (63 кг), был очень вынослив: он выдерживал 9-кратную перегрузку в течение 25 с.
- Вскоре Сергей Павлович пригласил всех космонавтов к себе, в цеха завода, где размещался корабль и носитель, рассказал о нем, нарисовал много радужных картин и разрешил посидеть в корабле.
- Несмотря на спаянность и дружелюбие, каждому из первой шестерки все же хотелось первым полететь в космос. К сожалению, при отборе на первые полеты без чинопоклонства не обошлось. Многие руководители страшно подвержены такому заболеванию, как чинопочитание, и от них очень трудно ожидать объективности суждений и правильного отбора. Такому человеку страсть как охота угодить начальнику, чтобы он был им доволен. Владимир Комаров и Павел Беляев были взрослее, мудрее и солиднее, у них были свои положительные и отрицательные показатели состояния здоровья, характера и подготовки. Несколько старше своих лет выглядел Борис Волынов. Кандидаты в космонавты по своей профессиональной, летной подготовке, физическому развитию и усвоению знаний были под стать, в лидеры никто не выбивался, разве только Володя Комаров по своей теоретической подготовке. Гагарин никогда не старался стать первым, парень он был умный, но образования у него не хватало. Юра был аккуратен, трудолюбив, коммуникабелен, улыбчив, отличался большой человеческой теплотой. Некоторые думали, что Гагарин был «себе на уме». Он имел задатки интеллигентности, нередко встречающейся у простых людей. Герман Титов, хорошо подготовленный, интеллигентный молодой человек, умел постоять за свое мнение и не давал в обиду других, много читал, любил литературу, музыку и искусство. Он вполне мог стать космонавтом № 1. Окружавшие будущих космонавтов ученые, конструкторы, зная их достоинства и недостатки, отдавали предпочтение то одному, то другому кандидату. Очень многим нравился Григорий Нелюбов. Но жизнь распорядилась по-своему. Подвело Григория его «гусарство»: стычка с военным патрулем на железнодорожной платформе, дерзкая надменность в комендатуре. Нелюбов не извинился, и тогда по распоряжению Н.П.Каманина он и участники этого инцидента Аникеев и Филатов были отчислены из отряда. Позднее из отряда был отчислен Марс Рафиков. По состоянию здоровья был выведен из отряда Дмитрий Алексеевич Заикин. Эти неприятности и перипетии судьбы оставшиеся в отряде космонавты тяжело переживали. Но объективности ради надо сказать, что доля вины в инцидентах была и руководителя Центра подготовки космонавтов Евгения Анатольевича Карпова, и руководителя отряда Николая Петровича Каманина. Ими у кандидатов в космонавты воспитывалась их исключительность, а отсюда их гонор, гусарство. А ребята-то были обычными людьми, такими же летчиками и офицерами, каких в частях было много. Скромности, вежливости в отряде космонавтов было маловато, и прививались они руководителями слабо. Отсутствие скромности, заносчивость и личная исключительность были причинами и других инцидентов. В этом, может быть, косвенная причина гибели Гагарина и Серегина. Многие космонавты из произошедших случаев извлекли определенную пользу. Все увидели, что в жизни скидок или снисхождений не будет никому. Все поняли, что мало быть просто здоровым, крепким парнем и грамотным специалистом — надо иметь очень высокие нравственные качества.
- Первая группа кандидатов в космонавты усиленно занималась на тренажере, знакомилась с ракетно-космической техникой в КБ Королева. Иногда в Центр подготовки космонавтов наведывался Главный маршал авиации К.А.Вершинин, который знакомился с ходом подготовки к предстоящим полетам. На 17-18 января 1961 года были назначены экзамены.
- В экзаменационную комиссию входили представители командования Центра подготовки и отряда космонавтов, ученые-медики, конструкторы, летчики и др. Космонавты прошли полный курс дисциплин, тщательно готовились и успешно сдали экзамены.
- Пик подготовки и тренировки космонавтов совпал с самым напряженным периодом работы над космическим кораблем. В январе 1961 года, когда космонавты усиленно готовились к теоретическим и практическим экзаменам, главные конструкторы ракетно-космической системы «Восток» Сергей Королев, Валентин Глушко, Владимир Бармин, Семен Алексеев, Алексей Богомолов, Николай Пилюгин, Михаил Рязанский, Алексей Исаев, Семен Косберг, Николай Лобанов, Виктор Кузнецов и другие также готовились к своим «экзаменам». Летом 1959 года, когда медицинские работники под моим руководством формировали комплекс требований к космонавтам, совет главных конструкторов обсуждал, каким требованиям должны соответствовать носитель с кораблем пока в беспилотном варианте. Конструкторы корабля и систем стремились воплотить свое многолетнее конструкторское кредо — высокую степень надежности. Все системы корабля и его конструкция были подчинены только одной цели: насколько это возможно, облегчить человеку проникновение в мир чуждый, агрессивный и почти неизвестный ему.
- 15 мая 1960 года в день возвращения космонавтов в Москву после парашютных прыжков на Байконуре стартовал первый корабль-спутник — беспилотная модификация корабля «Восток». Он еще не имел теплозащитной обмазки. В лаборатории академика Георгия Петрова еще продолжались исследовательские опытно-конструкторские работы по доводке теплозащитной системы головной части ракеты и других ее частей.
- На первом корабле-спутнике «Восток» не предусматривалась парашютная система. Главный конструктор парашютных систем Николай Лобанов с сотрудниками заканчивал ее разработку. На корабле должны были пройти испытания системы, обеспечивающие полет в космос и особенно система ориентации, разработанная под руководством Бориса Раушенбаха, тормозная двигательная установка, разработанная под руководством Алексея Михайловича Исаева и автоматика разделения отсеков космического корабля. За сутки до посадки корабля группа инженеров Бориса Раушенбаха обнаружила дефект в основной системе ориентации корабля. Борис Раушенбах о возможности отказа основной системы ориентации предупредил Сергея Павловича Королева и предложил использовать запасной вариант ориентации по Солнцу. Королев заупрямился, так как не любил отступать от расчетных режимов. Хотелось, чтобы все было как положено. Инфракрасная вертикаль ориентации не сработала. Корабль развернулся соплами назад, и включилась тормозная двигательная установка. Но торможения корабля не наступило, наоборот, скорость нарастала, корабль стал разгоняться. Команда на разделение отсеков прошла, но первый пуск был неудачным. Часть научных материалов все же удалось получить и проанализировать.
- Отрицательный результат несет в себе и положительную информацию, так необходимую науке. Конструкторы и ученые понимали, что отказы техники возможны, но для пользы дела надо всегда учитывать негативный опыт. Неудача с носителем 23 июля 1960 года на участке выведения вынудила отодвинуть следующий старт космического корабля на 19 августа 1960 года. Второй корабль благополучно приземлился. Впервые в космосе побывали и вернулись на Землю собаки Белка и Стрелка, крысы, мыши, насекомые. Все, казалось, было хорошо, но я (в то время научный руководитель биологических экспериментов) ходил мрачный, раздражительный. Государственной комиссии по полетам я доложил данные телеметрии и телевидения. На четвертом витке собака Белка билась, ее рвало, она старалась освободиться от крепления. Я и мои коллеги считали, что первый полет человека должен быть одновитковым. Большинство членов Государственной комиссии по полетам согласилось с моим мнением.
- Новый пуск космического корабля с животными на борту состоялся 1 декабря 1960 года. Конструкторам во главе с Сергеем Павловичем очень хотелось закрепить достигнутый успех. Но неполадки в тормозной двигательной установке перевели корабль «Восток» на нерасчетную траекторию спуска. При следующем пуске носитель не вывел корабль на орбиту, в начале работы третьей ступени спускаемый аппарат (со всеми биообъектами) отделился по аварийной команде и успешно приземлился. Конструкторов, в том числе Королева, никто не упрекал за неудачи, не подгонял в работе. Им доверяли.
- Проведя анализ технических, медицинских и биологических данных и обменявшись своими соображениями, решили остановиться на следующей структуре экспериментов при подготовке к полету человека в космическое пространство. Рекомендовано было осуществить два одновитковых космических полета с полным набором биологических объектов: собак, крыс, морских свинок, мышей разных окрасок, растений, водорослей, микробов, грибов, ферментов, бактериофагов, клеток крови, тканей, насекомых и др. Исходя из возможности несрабатывания катапультного устройства, решено было по одной собаке помещать непосредственно в сферический спускаемый аппарат корабля вместе с другими перечисленными биологическими объектами и приземлять аппарат на парашюте; в аппарате размещать по одному катапультному креслу с последующим катапультированием кресла со всеми биообъектами перед.приземлением. На катапультном кресле разместили манекен (антропометрический) человека, изготовленный из специальной резины. В грудной полости, животе, бедрах манекена были размещены белые и серые крысы, черные мыши (по 40 штук каждой масти), клетки человеческой кожи, крови, мухи-дрозофилы, водоросли, крысы, грибы и др. Такие же схема и объекты эксперимента были и на втором корабле-спутнике. На первом корабле-спутнике непосредственно в корабле фиксировали собаку Чернушку, а на втором — собаку Звездочку. Американцы в своих газетах оба спутника с различными животными и растениями назвали «Ноевыми ковчегами». И в самом деле, для биологического зондирования будущих трасс полета человека мы использовали многих представителей обширной эволюционной биологической лестницы. Полеты второго и четвертого кораблей-спутников прошли успешно, все биологические объекты благополучно приземлились с сохранением своих физиологических функций, автоматика скафандра, запасной лодки и НАЗа сработала хорошо.
- Несмотря на блестящую работу всех систем и агрегатов космических кораблей-спутников, Государственной комиссией решено было для большей гарантии и надежности целиком повторить эксперимент. Последний пуск перед
полетом человека на космическом летательном аппарате был намечен на 25 марта 1961 года. На пуск была приглашена вся шестерка космонавтов с целью ознакомления с космодромом и снятия излишнего нервного напряжения.
- Космодром поразил космонавтов. Огромный монтажно-испытательный корпус, ракета, лежащая в могучих объятиях установщика, циклопический стартовый комплекс с пропастью для пламяотводного канала — все это казалось грандиозным и фантастическим, но вместе с тем делало будущий полет более реальным, и все уже понимали, что уже не месяцы, а недели или даже дни остались до первого полета человека на космическом летательном аппарате в просторы Вселенной. С чувством благоговения и восхищения смотрели кандидаты в космонавты на гигантское сооружение, возвышающееся, подобно башне, над космодромом. Вокруг него хлопотали люди, занятые каждый своим делом. Все с большим интересом наблюдали за последними приготовлениями перед.стартом космического корабля с животными на борту. Раздался оглушительный грохот, раздирающий небеса, и море огня и света затмило Солнце. Ракета, стартовав с гигантского пускового стола, начала быстро набирать скорость и удалилась в безоблачные дали. Одновитковый полет прошел быстро, и биообъекты в манекене человека, а также собака Звездочка, совершив кругосветное путешествие, целыми и невредимыми вернулись на Землю.
- 28 марта 1961 года в конференц-зале Академии наук СССР Президиум Академии наук под председательством вице-президента Топчиева Александра Васильевича провел пресс-конференцию по результатам исследований на кораблях-спутниках. Приехало много наших и иностранных журналистов. Все усердно фотографировали Чернушку, Звездочку и другие биологические объекты. В первом ряду зала сидели Гагарин, Титов и другие космонавты, но на них никто не обращал внимания.
- Успешное завершение этих космических экспериментов означало окончание подготовительного периода к полету человека на космическом летательном аппарате. Ученые и руководители разработок доложили Правительству о готовности к космическому полету. 3 апреля 1961 года было принято решение Правительства о запуске пилотируемого корабля в космос. В тот же день конструкторы и ученые в 16.00 вылетели на Байконур. Счет пошел уже на дни и часы. К этому времени все шестеро космонавтов в теоретическом, практическом и в физическом плане были подготовлены к полету. Вся шестерка была почти равная во всех отношениях. Мелочи, касающиеся разности характеров, привычек и интересов космонавтов, на которые обращали внимание конструкторы, космонавты и даже врачи, определяющего значения не имели, и, вероятно, их не стоит выделять.
- Первый космонавт должен был в какой-то степени олицетворять эпоху, быть символом времени и своей Родины. Юрий Гагарин — сын крестьянина, переживший страшные годы фашистской оккупации, ученик ремесленного училища. Его дорога — дорога наших сверстников, нашего поколения.
- Космонавты, руководители служб, ученые, Каманин, Карпов и другие на трех самолетах вылетели на космодром Байконур. На аэродроме всех встретили руководители космодрома, главные конструкторы, в том числе и Сергей Павлович, который сообщил, что вывоз ракетной системы с кораблем «Восток» намечен на 8 апреля 1961 года, а пуск возможен 10-12 апреля. Члены Государственной комиссии потребовали от руководителей космонавтов четкого графика занятости на весь предстартовый период. Утром 6 апреля 1961 года прилетел Константин Николаевич Руднев — председатель Государственной комиссии, и уже в 11.30 началось техническое совещание с обсуждением результатов отладки регенерационной системы жизнеобеспечения, результатов испытаний скафандров, кресла и полетного задания космонавту. 7 апреля облаченный в скафандр Юрий Гагарин, а за ним и Герман Титов провели в реальном корабле «Восток» свою последнюю тренировку. Мне, Сергею Павловичу и многим другим конструкторам и ученым Юрий Гагарин нравился коммуникабельностью, улыбкой и простотой, а Герман Титов — эрудицией, собранностью. Он любил литературу, искусство и музыку, почти всегда был веселым. Вечером космонавты просмотрели кинохронику о полетах манекенов и биологических объектов на двух последних беспилотных кораблях. При взвешивании в монтажно-испытательном комплексе масса корабля «Восток» с Юрием Гагариным составила 4725 кг, а с Германом Титовым — несколько меньше. Но Сергей Павлович принял решение, что, если потребуется уменьшить массу корабля, он снимет часть контролирующей аппаратуры.
- 8 апреля 1961 года было проведено заседание Государственной комиссии, на котором после разбора некоторых технических вопросов утверждался экипаж первого пилотируемого космического полета. Н.П.Каманин предложил кандидатуру Юрия Гагарина в качестве основного командира корабля, а Германа Титова в качестве запасного. Предложение было принято без долгих обсуждений.
- 11 апреля 1961 года в 5 часов утра ракету с пристыкованным к ней и закрытым защитным чехлом «Востоком» повезли из монтажно-испытательного комплекса на старт. По традиции Королев шел перед.ракетой до поворота к стартовому комплексу, где сел в автомашину. Кроме Королева в машине находились его заместители Леонид Александрович Воскресенский и Анатолий Семенович Кириллов. Именно они у перископа в бункере осуществляли запуск космических кораблей.
Заседание Государственной комиссии перед.полетом Ю.А.Гагарина
(1961 г.)
- После установки ракеты Гагарин и Титов ездили на стартовую площадку, где был проведен краткий митинг. Потом все пообедали из туб космонавтов. Кстати сказать, я питался пищей космонавтов три дня до старта корабля и три дня после этого для большей уверенности в качестве пищевого рациона космонавтов. После обеда по просьбе Сергея Павловича Борис Раушенбах и Константин Феоктистов провели еще один инструктаж с Юрием Гагариным и Германом Титовым. Впрочем, уже совершенно лишний. Двух отобранных космонавтов поселили в том же домике, в котором размещался я при запусках животных и манекенов. На этот раз в самой большой комнате расположились Юрий Гагарин и Герман Титов, а в двух других — я, Виктор Никитин и Евгений Карпов. На вечернюю беседу к космонавтам пришли Сергей Павлович Королев, Мстислав Всеволодович Келдыш, я и еще несколько сотрудников. Вечер провели довольно весело, в одно из включений радиоприемника диктор «Голоса Америки» объявил, что у русских осталось несколько часов до запуска первого человека в космический полет. Все присутствующие удивились, аж крякнули. Мы, конечно, знали, что и у американцев на стартовой позиции полигона на мысе Канаверал находится ракета с кораблем «Меркурий» и космонавтом Алланом Шепардом. У них старт был отложен по причине утечек кислорода из баллонов. Сергей Павлович и я почти всю ночь перед.запуском гуляли около своих домиков, обсуждая предстоящий, крайне ответственный для нас момент, ибо он отвечал за всю техническую подготовку и надежность корабля, а я — за всю медико-биологическую подготовку и безопасность полета. Группа медиков во главе с Иваном Акулиничевым наклеивала датчики на тело Юрия и Германа. В 22 часа 11 апреля космонавты были уже в постелях. По моему указанию по секрету от космонавтов Иван Шадринцев (инженер по радиоэлектронике) вклеил в матрацы космонавтов тензодатчики, а провода от них через дорогу провел к другому помещению, где он вместе с психологом, Федором Горбовым следил за показаниями датчиков. Меня интересовало, как будет проходить сон у космонавтов накануне полета. Юрий и Герман спали совершенно спокойно. В 5 часов 30 минут 12 апреля 1961 года Е.А.Карпов разбудил Гагарина и Титова. Завтракали из туб рациона космонавтов. В 6 часов на старт пришла машина медиков, привезла пищу, ее заложили в корабль. Врачи И.Г.Акулиничев, В.А.Никитин, Ф.Д.Горбов, А.Р.Котовская, Л.Г.Головкин провели медицинский осмотр, доклеили датчики, и космонавты начали облачаться в скафандры с помощью Головкина, Востокова, Сверщека. Во время этой процедуры наведывались С.П.Королев, я, С.М.Алексеев и другие ученые. «Меня одевали первым, — вспоминал Титов, — а Юрия вторым, чтобы ему поменьше париться, ибо вентиляционное устройство можно было подключить только в автобусе». Потом — автобус, стартовая площадка, объятия, поцелуи, возбуждение всех присутствующих. Короткий доклад Председателю Государственной комиссии. К дверям лифта-подъемника космонавта вел Евгений Фролов. Наверху, у края люка, Гагарина встретили монтажники, ведущий конструктор Олег Ивановский и врач Лев Головкин. Все подготовились к долгожданному часу. Юрий Гагарин из кабины переговаривался с Павлом Поповичем, который уже находился в бункере. Ракета с кораблем «Восток» находилась на старте, ее заправляли и проверяли. Сергей Павлович Королев, Мстислав Всеволодович Келдыш и я расположились на стартовой площадке недалеко от ракеты. В стороне от нас стояли министры, заместители министров, маршалы, генералы и другие руководители. Вскоре мы спустились в глубокий бункер и разместились каждый на своем заранее отведенном месте. В операторской и у перископа расположились Л.А.Воскресенский и А.С.Кириллов, у столика АВД (аварийного выключения двигателя в случае неполадок на старте) находились Сергей Павлович Королев и я. Мы получали исчерпывающую информацию о состоянии систем корабля и космонавта. Вдруг ко мне обращается Сергей Павлович: «Володя, что ты все губы свои искусал в кровь, волнуешься?» А я, в свою очередь, спрашиваю: «Почему, Сергей Павлович, Вы такой бледный?». Он только махнул рукой и сказал: «Отвечать-то все равно нам». На случай аварии на старте над пламеотводным каналом была натянута стальная сетка, а по углам площади располагались бетонные укрытия, в которых разместились специально экипированные врачи во главе со Львом Головкиным и спасатели. Леонид Воскресенский, наблюдая старт через перископ, подавал команды. По команде Анатолия Кириллова Б.С.Чекунов нажал кнопку «пуск». В 9 часов 07 минут 12 апреля 1961 года Гагарин крикнул: «Поехали!» Так начался период орбитальных полетов человека на космических летательных аппаратах. Прежде чем рассказать о ходе этого полета и проанализировать его результаты, хочу остановиться на слухах, распространяемых за рубежом.
- После успешного полета первого космонавта Юрия Гагарина в зарубежной печати появилось много статей, в которых факт полета гражданина нашей страны подвергался сомнению. Утверждалось, что полету Гагарина предшествовали полеты других советских космонавтов, которые заканчивались их гибелью. Кого только не втягивали эти небылицы. Среди них был и летчик-испытатель Ильюшин Владимир Сергеевич, он попал в 1960 году в автомобильную аварию, затем лечился у нас и в Китае, а в апреле 1960 года Владимир Сергеевич Ильюшин на страницах журнала «Юность» рассказал об этом несчастном случае. Упоминались и другие имена, но правда в том, что до полета Юрия Гагарина ни один советский космонавт в орбитальном и суборбитальном полетах не участвовал. Погиб военный летчик Валентин Васильевич Бондаренко, самый молодой в первом отряде космонавтов, но не в космосе, а на Земле. Это произошло 23 марта 1961 года. В соответствии с расписанием программы тренировок в тот день заканчивалось девятисуточное пребывание его в сурдокамере. Он находился в одиночестве при абсолютной тишине. Давление в камере было пониженным, что компенсировалось повышенным содержанием кислорода. Сняв с себя датчики после медицинских проб, Валентин протер места их крепления ватой, смоченной спиртом, которая упала затем на электрическую плитку. В перенасыщенной кислородом атмосфере камеры вспыхнул пожар. Валентин нарушил инструкцию противопожарной безопасности, сильно обгорел и в больнице скончался. Когда его вытащили из камеры, он был в сознании и все время повторял: «Я сам виноват, никого не вините». Несмотря на это, руководство медицинской службы ВВС и командование, ни в чем не разобравшись, наказали меня, хотя в это время я находился далеко от Москвы на космодроме Байконур. Люди, проводившие эксперимент, отделались легким испугом. Мне же это стоило задержкой в продвижении по службе и в получении звания. Это уже прошлое, но крайне неприятное, незаслуженное.
- 12 апреля 1961 года в 9 часов 06 минут 59,7 секунды нами впервые в истории человечества осуществлен запуск человека в космическое пространство на корабле «Восток», пилотируемом Юрием Гагариным. Вес корабля-спутника без последней ступени ракеты-носителя составил 4725 кг, высота перигея орбиты — 181 км, высота апогея — 327 км, наклонение орбиты — 64°57'.
- Совершая полеты в космическое пространство, человек проникает в новую для него область и делает открытия, которые зачастую невозможно предвидеть. Полеты первых спутников позволили открыть существование радиационных поясов Земли, и это изменило наши представления об околоземном пространстве и радиационной опасности в космических полетах. Несомненно одно: проникновение человека в космос неизмеримо раздвинуло границы нашего познания. Космические аппараты используются для решения многих практических задач: прогнозирования погоды и ледовой разведки, ретрансляции телевизионных и радиопрограмм, проведения широких научных исследований вне атмосферы Земли. За этими первыми шагами последуют полеты человека к другим планетам Солнечной системы, будут созданы обитаемые межпланетные станции. Среди огромного числа биологических, медицинских и научно-технических задач, стоявших перед.нашими учеными и конструкторами при подготовке и осуществлении полета человека в космическое пространство, одной из основных было обеспечение безопасности полета и возвращения человека на Землю. Для этого потребовалось решение многих научно-технических задач, большое количество конструкторских проработок и экспериментальных пусков.
- При рассмотрении возможных вариантов первого космического полета человека было признано целесообразным осуществить его на космическом корабле-спутнике, поскольку такой полет непосредственно открывает человеку путь в космос. Полет по баллистической траектории на ракете, не являющийся, по существу, космическим полетом и преследующий в основном цели сенсации, был отвергнут. Не случайно наши ученые и конструкторы с самого начала направили свои усилия на создание искусственных спутников Земли и космических кораблей больших размеров и массы. В этом заключалась принципиальная линия развития космонавтики в нашей стране, обеспечившая нам более успешный путь освоения человеком космического пространства. Начиная со второго спутника с экспериментальным животным Лайкой до корабля-спутника «Восток» ученые нашей Родины неуклонно шли по этому пути. Необходимо было получить как можно больше данных о работе конструкций космических аппаратов, их бортовых систем, отработать надежность управления различными системами в полете. Принципиально новыми задачами являлись создание систем ориентации космических кораблей и решение проблемы возвращения кораблей на Землю. Для полета космонавта на борту космического корабля необходимо было обеспечить поддержание нормального давления газовой среды, температуры, химического состава воздуха и других условий жизнедеятельности человека. При проведении научных исследований космического пространства наряду с решением принципиальных задач по физике космоса удалось получить необходимые данные о биологическом влиянии различных излучений на живой организм в условиях космического полета, а также о метеорной опасности. На основе полученных данных были разработаны меры по радиационной защите аппаратуры и членов экипажа корабля.
- При создании космического корабля «Восток» учитывался опыт, полученный при пусках первых кораблей-спутников. Корабли-спутники являлись беспилотными модификациями пилотируемого корабля «Восток». Корабль-спутник состоял из двух основных частей: кабины пилота (спускаемого аппарата) для размещения космонавта и оборудования системы жизнеобеспечения и системы приземления.
- В приборном отсеке размещались аппаратура для обеспечения полета по орбите и тормозная двигательная установка корабля. После выведения корабля на орбиту корабль-спутник был отделен от последней ступени-носителя. В полете бортовая аппаратура работала по заданной программе, обеспечивая измерение параметров орбиты, передачу на Землю телеметрической информации и телевизионного изображения космонавта, двустороннюю радиосвязь с наземными станциями, поддерживая в кабине корабля заданный температурный режим, кондиционирование газовой среды в кабине пилота. Управление работой аппаратуры осуществлялось с помощью бортовых программных устройств и при необходимости пилотом-космонавтом вручную. Программа корабля «Восток» была рассчитана на один виток, но конструкция и оборудование корабля позволяли осуществлять и более длительные полеты. По завершении программы полета специальная система произвела ориентацию корабля в определенном направлении. В заданной точке орбитального полета была включена тормозная двигательная установка, которая позволила провести снижение скорости полета корабля на требуемую по расчету величину. В результате этого маневра корабль перешел на траекторию спуска. После отделения от приборного отсека началось торможение кабины с космонавтом в атмосфере. Траектория спуска была выбрана таким образом, чтобы ускорения при вхождении аппарата в плотные слои атмосферы не превышали перегрузок, переносимых человеком. После снижения кабины корабля до заданной высоты включилась система приземления. Непосредственное приземление корабля было произведено на малой скорости. С момента включения тормозной двигательной установки до приземления корабль пролетел 8000 км при продолжительности полета на участке спуска 30 мин. Внешняя поверхность кабины космонавта была покрыта слоем тепловой защиты, предохранявшим ее от сгорания на участке спуска в плотных слоях атмосферы. В оболочке кабины имелись три иллюминатора и три быстрооткрывающихся люка. Иллюминаторы были изготовлены из жаропрочного стекла для обеспечения наблюдения в течение всего полета.
- Космонавт размещался в корабле в катапультируемом кресле. Кресло было приспособлено для покидания космонавтом корабля в случае необходимости. Кресло располагалось таким образом, чтобы перегрузки на участке выведения и на участке спуска действовали на космонавта в наиболее благоприятном по переносимости ускорений направлении (грудь — спина). Космонавт был одет в защитный скафандр, обеспечивающий сохранение жизни и работоспособности космонавта даже в случае разгерметизации кабины в полете. В корабле были размещены аппаратура и оборудование для жизнеобеспечения космонавта в полете (системы кондиционирования воздуха, регулирования давления), пища, вода и устройства для удаления отходов жизнедеятельности космонавта, а также аппаратура для контроля полета и система ручного управления кораблем (пульт пилота, приборная доска, блок ручного управления и т.д.). Кроме того, в корабле были предусмотрены:
- — система приземления;
- — радиоаппаратура для связи космонавта с наземными станциями;
- — система автономной регистрации данных о работе приборов, радиотелеметрические системы, различные датчики;
- — телевизионная система дня наблюдения за космонавтом с Земли;
- — аппаратура для регистрации показателей физиологических функций человека;
- — тормозная двигательная установка корабля;
- — аппаратура системы ориентации;
- — аппаратура управления полетом;
- — радиосистемы для измерения параметров орбиты;
- — система терморегулирования;
- — источники электропитания.
- На внешней поверхности корабля были установлены органы управления, элементы ориентации, жалюзи системы терморегулирования и антенны радиосистем. Космонавт, находясь в кресле, имел возможность осуществлять все необходимые операции по наблюдению, связи с Землей, контролю полета и в случае необходимости управлению кораблем.
- В корпусе кресла пилота были смонтированы:
- — отделяемая спинка с привязной системой для фиксации тела пилота при катапультировании и спуске на парашюте;
- — парашютные системы;
- — катапультные и пиротехнические системы;
- — носимый аварийный запас (пища, вода и снаряжение), радиосредства для связи и пеленгации, которыми космонавт пользовался после приземления;
- — система вентиляции скафандра и парашютный кислородный прибор;
- — автоматика кресла.
- Приземление космонавта могло осуществляться и вместе с кораблем. Такой способ приземления был отработан на четвертом и пятом кораблях-спутниках с животными (Звездочкой и Чернушкой), приземлившимися в кораблях. Был разработан и проверен вариант посадки, когда кресло с космонавтом катапультировалось на высоте 7 км с последующим приземлением его на парашютах.
- Система жизнеобеспечения (кондиционирования) поддерживала в кабине пилота нормальное давление, заданную концентрацию кислорода и углекислого газа, температуру 15-22 °С, относительную влажность воздуха в пределах 30-70 %. Регенерация газовой среды, поглощение углекислого газа и паров воды с выделением соответствующего количества кислорода осуществлялись за счет использования надперекисных соединений калия, причем этот процесс проходил в автоматическом режиме контроля и регулирования. При снижении концентрации кислорода и увеличении содержания углекислого газа специальным датчиком подавался сигнал, по которому исполнительным механизмом изменялся режим работы регенератора. При избытке кислорода в атмосфере происходило автоматическое срабатывание исполнительного механизма, приводившее к снижению выделения кислорода в атмосферу кабины. Аналогично работала система автоматического регулирования влажности атмосферы. При загрязнении атмосферы вредными примесями, выделяющимися при жизнедеятельности организма человека и работе аппаратуры, проводилась очистка атмосферы специальными фильтрами. Разработанная система терморегулирования поддерживала температуру воздуха в кабине в заданных пределах. Отличительной особенностью ее являлось использование для отвода тепла из кабины жидкого хладагента, температура которого поддерживалась стабильной. Хладагент поступал из системы терморегулирования в жидкостно-воздушный радиатор. Расход воздуха через радиатор автоматически регулировался в зависимости от температуры в спускаемом аппарате. Заданный температурный режим в кабине поддерживался с большой точностью.
- Для обеспечения стабильной температуры хладагента и заданного температурного режима в приборном отсеке на его внешней стороне имелся радиационный теплообменник с системой жалюзи, управление которыми осуществлялось автоматически.
- Для осуществления спуска корабля-спутника в заданный район перед.включением его тормозного двигателя срабатывала специальная система ориентации корабля. В полете корабля «Восток» была осуществлена ориентация по одной из его осей в направлении на Солнце. Сигналы, поступающие с оптических и пироскопических датчиков (чувствительных элементов системы ориентации), преобразовывались в электронном блоке в команды, поступающие в систему органов управления. Система ориентации была способна осуществлять поиск Солнца, разворот корабля и удержание его в требуемом положении с большой точностью. После ориентации корабля в определенный момент включалась тормозная двигательная установка. Команды на включение системы ориентации, тормозного двигателя и других систем выдавались электронным программным устройством. Для измерения параметров орбиты и контроля работы бортовой аппаратуры на корабле была установлена радиоизмерительная и радиотелеметрическая аппаратура. Измерение параметров движения корабля и прием телеметрической информации в полете выполнялись наземными станциями, размещенными на территории страны. Данные измерений автоматически передавались по линиям связи в вычислительные центры, где осуществлялась их обработка. В процессе полета поступали сведения об основных параметрах орбиты и прогнозировалось дальнейшее движение корабля. На корабле имелась радиосистема «Сигнал», работавшая на частоте 19,995 МГц. Эта система служила для пеленгации корабля и передачи части телеметрической информации. Телевизионная система позволяла передавать на Землю изображение космонавта и, стало быть, его поведение, а также выполнять визуальный контроль за его состоянием. Одна камера передавала изображение пилота анфас, а другая в профиль. Двусторонняя связь космонавта с Землей обеспечивалась радиотелефонной системой, работавшей в диапазонах коротких волн (9,019 и 20,006 МГц) и ультракоротких волн (143,625 МГц). Ультракоротковолновой канал позволял вести связь с наземными пунктами на расстоянии до 1500-2000 км. Связь по коротковолновому каналу с наземными пунктами, размещенными на территории нашей страны, как показал опыт, может обеспечиваться на большей части орбиты. Радиотелефонная система имела в своем составе магнитофон, позволявший записывать речь космонавта в полете с последующим воспроизведением и передачей ее при пролете над наземными приемными пунктами. Была предусмотрена также возможность для космонавта радиотелеграфной передачи. Установленные в кабине приборная доска и пульт пилота предназначались для контроля работы основных бортовых систем обеспечения полета, а в случае необходимости — спуска корабля с использованием ручного управления. На приборной доске размещались стрелочные индикаторы и сигнальные табло, электрочасы, а также глобус, вращение которого было синхронизировано с движением корабля по орбите. Глобус позволял космонавту определять текущее местоположение корабля. На пульте пилота находились рукоятки и переключатели, необходимые для управления радиотелефонной системой, регулирования температуры, а также включения ручного управления и тормозного двигателя. На корабле «Восток» был принят ряд дополнительных мер с тем, чтобы исключить возможность всяких случайностей и гарантировать безопасность полета человека. Для ориентации корабля в случае ручного управления космонавт мог использовать оптический ориентир, позволяющий определять положение корабля по отношению к Земле. Оптический ориентир был установлен на одном из иллюминаторов кабины. Он состоял из двух кольцевых зеркал-отражателей, светофильтра и стекла с сеткой. Лучи, идущие от линии горизонта, попадали в первый отражатель и далее через стекла иллюминатора проходили на второй отражатель, который направлял их через стекло с сеткой в глаз космонавта. При правильной ориентации корабля относительно вертикали космонавт мог видеть в поле зрения изображение горизонта в виде кольца. Через центральную часть иллюминатора космонавт просматривал находящийся под ним участок земной поверхности. Положение продольной оси корабля относительно направления полета определялось наблюдением «бега» земной поверхности через иллюминатор. Воздействуя на органы управления, космонавт мог развернуть корабль таким образом, чтобы линия горизонта была видна в ориентире в форме концентричного кольца, а направление «бега» земной поверхности совпадало с курсовой чертой сетки. Это должно было свидетельствовать о правильной ориентации корабля. В случае необходимости поле зрения ориентатора могло закрываться светофильтром или шторкой.
- Установленный на приборной доске глобус давал возможность заранее определять наряду с текущим местоположением корабля и место его спуска при включении тормозного двигателя в данный момент времени. Наконец, конструкция корабля позволяла осуществить спуск на Землю и в случае отказа тормозного двигателя за счет естественного торможения его в атмосфере. Запасы пищи, воды, регенерационных веществ и емкость источников электроэнергии были рассчитаны на полет длительностью до 10 суток. В корабле были предусмотрены меры, предотвращающие повышение температуры в кабине сверх определенного предела при длительном нагреве ее поверхности, который мог возникнуть при постепенном торможении корабля в атмосфере.
- На протяжении всего участка выведения корабля «Восток» на орбиту Ю.А.Гагарин поддерживал непрерывную связь с наземным центром руководства полетом. Самочувствие космонавта на этом участке полета было хорошим. Он четко фиксировал изменения перегрузок и моменты отделения ступеней ракеты-носителя. Шум в кабине корабля не превышал шума в кабине реактивного самолета. Уже на участке выведения корабля на орбиту Ю.А.Гагарин наблюдал Землю в иллюминаторы. После выведения корабля наступило состояние невесомости. Ю.А.Гагарин отметил, что приборная доска якобы сместилась вверх и вправо. Ему это показалось странным, и тогда он вспомнил мое указание: «Юра, при появлении такого состояния ты должен крепко облокотиться на поручни кресла, напрячься и сосредоточить свой взгляд на одной из точек на приборной доске и спокойно сидеть в кресле». Юра это задание четко выполнил и заметил, как приборная доска переместилась на место, после чего ему стало лучше. Вначале состояние невесомости было непривычным, но вскоре Юрий с ним освоился. После этого самочувствие Гагарина было хорошим, работоспособность сохранилась полностью. В соответствии с заданием и программой полета Гагарин наблюдал за работой оборудования корабля, поддерживал непрерывную радиосвязь с Землей, вел наблюдения через иллюминаторы и оптический ориентир, докладывал на Землю, диктовал на магнитофон, принимал пищу и воду. Земная поверхность хорошо просматривалась с высот до 300 км. Очень хорошо были видны большие реки, береговые линии, рельеф земной поверхности, лесные массивы, облака и тени от облаков. Небо было совершенно черное. Звезды на нем выглядели ярче и четче, чем с Земли. Земля имела очень красивый голубой ореол. Цвета на горизонте изменялись от нежно-голубого — через голубой, синий, фиолетовый — к черному цвету неба. При выходе из тени горизонта Земли можно было наблюдать ярко-оранжевый цвет, который затем переходил во все цвета радуги. В 9 часов 51 минуту была включена автоматическая система ориентации корабля. После выхода из тени она осуществила поиск и ориентацию корабля на Солнце. В 9 часов 52 минуты Ю.А.Гагарин, пролетая в районе мыса Горн, передал сообщение о хорошем самочувствии и нормальной работе бортовой аппаратуры. В 10 часов 15 минут от автоматического программного устройства прошли команды на подготовку бортовой аппаратуры к включению тормозного двигателя. В этот момент корабль находился на подлете к Африке, и от Ю.А.Гагарина было получено очередное сообщение о ходе полета. В 10 часов 25 минут был включен тормозной двигатель и корабль перешел с орбиты спутника на траекторию спуска. В 10 часов 35 минут корабль начал входить в плотные слои атмосферы. Совершив первый в мире космический полет с космонавтом на борту, спускаемый аппарат корабля «Восток» приземлился на мягкую пашню у берега Волги вблизи деревни Смеловка Терновского района Саратовской области 12 апреля в 10 часов 55 минут. Никаких травм у Юрия Гагарина не было. Он покинул корабль методом катапультирования и при снижении, боясь возможности якорения при приземлении, отрезал фал с НАЗом и аппаратурой для регистрации физиологических функций «Микрон», которые, к сожалению, не удалось разыскать.
Проф. В.И.Яздовский
на пресс-конференции в МГУ
после полета Ю.А.Гагарина
(1961 г.)
- После возвращения из космического полета Ю.А. Гагарин чувствовал себя хорошо. Никаких расстройств в состоянии его здоровья не отмечалось. Первый в истории человечества космический полет позволил сделать вывод огромного научного значения о возможности полетов человека в космос. Он показал, что человек может нормально переносить условия космического полета, выведения на орбиту и возвращения на Землю. Этим полетом было доказано, что человек может переносить невесомость, сохранять работоспособность. В полете были получены чрезвычайно ценные данные о работе оборудования корабля и его систем.
- Первый полет человека в космос открывал новую — космическую эру в истории человечества. Наступило время практического осуществления фантастических проектов, время создания внеземных научных станций, обсерваторий-поселений, космических полетов на Луну, Марс, Венеру и другие планеты Солнечной системы.
- Полет первого космонавта Ю.А.Гагарина заложил основы для разработки комплексной системы медицинского обеспечения полетов на космических кораблях. Медицинское наблюдение за космонавтами было начато задолго до полетов. Для оценки состояния здоровья космонавтов после полетов были использованы: материалы многочисленных обследований в предстартовый период как в состоянии относительного покоя, так и при выполнении космонавтами различных тренировок на стендах, в полетах на самолетах, а также в специальных камерах и тренажерах; данные обследований на стартовой площадке в дни, предшествующие полетам, в дни запусков, результаты медицинских обследований в первые часы после приземления корабля и в дни последующих обследований в течение нескольких месяцев. Юрий Гагарин точно выполнял программу тренировок в условиях действия экстрараздражений, искусственно создаваемых помех. В сложной обстановке у него отмечались адекватные реакции. Его физическая и нервно-психическая устойчивость была оценена высоко. Положительная реакция на «новизну» обстановки и деятельности показала хорошую переносимость и выносливость к различным воздействиям, способность к активному отдыху и расслаблению даже в короткие паузы, которые можно было использовать для отдыха, и быстрое включение в работу. Все это, а также беспредельное стремление к выполнению первого полета, высокий эмоциональный настрой позволяли ему рассчитывать на успешное выполнение полетного задания. Во время выведения корабля на орбиту и в условиях невесомости космонавт чувствовал себя хорошо. Спуск и приземление проходили благополучно. При выведении на орбиту и во время спуска он оценивал перегрузки, не выходившие за пределы тех, которые он испытывал во время тренировок на центрифуге. Первый врачебный осмотр был проведен через 3 часа после приземления. В этот период космонавт был несколько утомлен, однако хорошо ориентировался в обстановке, активно вступал в контакт с окружающими, давал автографы. Жалоб, кроме усталости, не предъявлял. Все обстоятельства полета воспроизводил точно, почерк его не отличался от обычного. Полет на самолете с места посадки до Куйбышева в течение 2 часов перенес хорошо. Весь последующий период обследования самочувствие и общее состояние Юрия Гагарина оставались хорошими, работоспособность сохранялась на высоком уровне. Основные результаты медицинских обследований космонавта в предстартовый период, во время пребывания на стартовой площадке в день полета, после его окончания и последующие 13 месяцев имели незначительный разброс значений, обычный для нормального здорового человека с нормальным ходом жизни и деятельности. Колебания массы тела космонавта в первые дни после полета не превышали 500 г. В последующие месяцы масса тела увеличилась с 68,5 кг до 71,1 кг. Не наблюдалось изменений окружности грудной клетки, периметров конечностей и мышечной силы. Температура тела составляла 36,3-36,7 °С. Колебания жизненной емкости легких не выходили за пределы ошибки метода измерения. Частота сердечных сокращений в предстартовый период и на стартовой площадке перед
запуском оставалась в диапазоне нормальных колебаний (60-70 ударов в минуту). За 5 минут до старта частота пульса значительно увеличилась, достигнув 110-133 ударов в минуту. После полета она была в пределах исходных величин. Подобные изменения отмечались и со стороны частоты дыхательных движений грудной клетки. Артериальное давление до и после полета не превышало 120/70-125/70 мм рт.ст. По данным электрокардиограммы как после вращения на центрифуге, так и после космического полета значительных изменений не было зарегистрировано. Клиническое обследование не выявило каких-либо изменений в деятельности сердечно-сосудистой системы и органов дыхания. Это нашло подтверждение при плетизмографическом исследовании периферического кровообращения. При этом тонус артериальных и венозных сосудов не был изменен. Отмечалось лишь некоторое повышение артериального давления за день до полета и преобладание вазоконстрикторных реакций на внешние раздражители после него. При исследовании высшей нервной системы, мочеполовых органов и брюшной полости после полета патологических и стойких функциональных изменений не было выявлено. Изменения основных физиологических функций, зарегистрированные после полета, не выходили за пределы обычных реакций на стресс-раздражители, применявшиеся при тренировках в наземных условиях. В связи с ожидавшимся длительным воздействием невесомости проводилось тщательное обследование состояния ЛОР-органов и функций вестибулярного анализатора. Во время полета и после него космонавт никаких неприятных ощущений вестибулярного характера не испытывал. Не вызывали их и резкие повороты головы в условиях невесомости. Движения рук были плавными, координация движений не нарушалась. Иллюзорных ощущений не было. При осмотре после полета, как и до него, выявлялась небольшая отечность слизистой носовой полости. Со стороны носоглотки, гортани и барабанных перепонок заметных нарушений не отмечалось. На аудиограммах изменений при сопоставлении с исходными данными также не было. Радиопереговоры вел хорошо, слышимость не снижалась. Отолитовые и вращательные реакции, а также защитные движения при специальных пробах оставались нормальными. Все пробы на координацию движений до и после полета не нарушались. Изменений функций глазодвигательных, зрительного и обонятельного нервов не наблюдалось. Следовательно, космический полет не оказал какого-либо неблагоприятного влияния на состояние органов чувств.
- В периферической крови у Ю.А.Гагарина после полета в течение 13 месяцев патологических изменений не отмечалось, не выявлено признаков, указывающих на раздражение или угнетение функций кроветворных органов. По данным биохимических исследований, изменений метаболизма не было обнаружено. Клинические анализы мочи после полетов оставались без изменений. Биохимическое исследование мочи показало, что количество свободных и связанных оксикортикостероидов оставалось увеличенным и через 7-9 суток после полета. Интересны также результаты иммунологических исследований. После полета наблюдались выраженная активация бактерицидных свойств кожи по отношению к кишечной палочке и некоторые изменения со стороны аутофлоры.