Полеты человека в космос. Гагарин и американские астронавты

Первым человеком в космосе был советский летчик Юрий Гагарин (1934-1968). 12 апреля 1961 г., менее чем через 4 года после запуска первого советского искусственного спутника Земли, он совершил полный облет Земли на корабле «Восток-1» и благополучно приземлился в заданном районе.

Гагарин и невесомость. Полет Гагарина-поистине беспримерный. Никто в то время реально не представлял, как будет вести себя человеческий организм в условиях продолжительного пребывания в состоянии невесомости. Гагарин во время полета испытывал состояние, когда сила тяготения равнялась нулю-на Земле такое состояние может длиться очень недолго.

Нулевая сила тяготения [1] не значит, что космонавт, находящийся на орбите, полностью освободился от притяжения Земли. Положим книгу на игральную карту; книга «давит» на карту и по сравнению с ней кажется тяжелой. Если обе упадут, давление книги на карту прекратится и обе будут двигаться в одном направлении с одинаковой скоростью.

Свободное падение равносильно состоянию невесомости. Во время тренировки на самолете [А] космонавт в положении [1] испытывает нормальную силу тяжести. При резком пикировании самолета [2] космонавт ненадолго оказывается в состоянии невесомости. При выравнивании самолета [3] он испытывает перегрузку. В орбитальном модуле [Б] сила тяжести (mg) урав новешивается центробежной силой (mv2/r) и достигается невесомость (т- масса; г-радиус орбиты; V-скорость; g -ускорение силы тяжести)

Когда космонавт находится в космическом корабле, и человек, и корабль, движутся с одинаковой скоростью, космонавт не «давит» на корабль, и его вес «исчезает» (при этом масса космонавта, т. е. количество материи в его организме, не изменяется).

Опыт Гагарина показал, что человек без больших неудобств для себя может переносить состояние невесомости. Это же подтвердили и все последующие космонавты, хотя выход в открытый космос [4, 5] был сопряжен с большими трудностями. Первым за пределы корабля вышел советский космонавт Алексей Леонов; его примеру не раз следовали другие советские и американские космонавты.

4.

5.

4. Алфред Уорден на обратном полете к Земле вышел из корабля «Аполлон-15» и перенес в кабину установленные снаружи защитные покрытия. Уорден оставался в орбитальном модуле, когда Джим Ирвин и Дэвид Скотт ступили на поверхность Луны.

5. Эдвард Уайт первым из американских космонавтов покинул борт корабля (июнь 1965, «Джемини»). Впервые выход в космос осуществил советский космонавт Алексей Леонов (март 1965). За пределами корабля космонавты не дрейфуют, а остаются на той же орбите. Уайт погиб при пожаре на м. Кеннеди, уничтожившем экспериментальный корабль.

Американские космонавты. Первым американским космонавтом был Алан Шепард. Его суборбитальный полет в мае 1961 г. длился 15 мин. В 60-е гг. производились запуски кораблей с двумя- тремя космонавтами на борту; космонавты выполняли сложные операции по сближению и стыковке кораблей.

Первоначальные трудности при стыковке двух космических кораблей, принадлежащих СССР и США, объяснялись различием в конструкции самих кораблей. Но успешная работа орбитальной станции «Скайлэб» подстегнула дальнейшие исследования, и в 1975 г. состоялись стыковка и совместный полет кораблей «Союз»-«Аполлон». Поскольку советские космонавты дышали обычным воздухом при нормальном давлении, а американские предпочитали сжатый кислород, для совместного полета была создана специальная «адаптационная камера».

На борту корабля космонавты выполняют комплекс экспериментов. Они внимательно изучают Землю; благодаря их наблюдениям за атмосферой улучшилось прогнозирование погоды. Кроме того, они оказывают помощь в оценке минеральных и растительных ресурсов; результаты их работы благоприятно отражаются на развитии практически всех областей науки.

Не оправдались мрачные предсказания о том, что полетам космонавтов будут угрожать столкновения с метеоритами, космическое излучение и что они не смогут длительное время переносить состояние невесомости. Но механические неисправности чреваты опасностью; некоторые из них кончались трагически.

Пилотируемые полеты к Луне осуществлены пока только в США; Советский Союз сконцентрировал свои усилия на исследованиях Луны с помощью автоматов.

Программа «Аполлон» [6-9], начатая в 60-е гг., достигла своей кульминационной точки в 1968-1969 гг. В декабре г. Фрэнк Борман, Джеймс Ловелл и Уильям Андерс впервые облетели Луну на «Аполлоне-8». В 1969 г. лунный модуль был испытан в непосредственной близости от поверхности Луны. В июле г. Нил Армстронг и Эдвин Олдрин произвели посадку на Луне в безводном Море Спокойствия. Так был создан космический «мост» между Землей и Луной.

Орбитальный и посадочный модули «Аполлона-16», выведенные на орбиту вокруг Луны в 1972 г. Внизу видна негостеприимная лунная поверхность с резко очерченными кратерами. Фотография была сделана с посадочного модуля, который нес Чарлза Дьюка и Джона Янга к поверхности Луны.

Луноход значительно расширил зону исследований на Луне. На снимке Чарлз Дьюк рядом с луноходом «Аполлона-16» около пика, который вскоре получил неофициальное название «Каменная гора». На заднем плане-яркие лучи от Южного лучевого кратера.

Первая посадка на Луну совершена с «Аполлона-11» в июле 1969 г. На снимке Эдвин Олдрин на лунной поверхности. Его сфотографировал Нил Армстронг, первый человек, ступивший на Луну.

Дэвид Скотт на фоне одного из пиков лунных Апеннин рядом с луноходом «Аполлона-15». Пик находится дальше от Скотта, чем кажется,- на расстоянии свыше 30 км. Из-за отсутствия атмосферного рассеяния расстояния обманчивы, а небо всегда черное. На Луне нет ветра, поэтому флаг пришлось армировать проволокой.

Проблемы экспедиций на Луну. Старт с Земли осуществляется с помощью многоступенчатого аппарата; затем связка командного, служебного и лунного модулей осуществляет полет в окрестности Луны и переход на окололунную орбиту. Два космонавта совершают спуск в посадочном модуле, предназначенном исключительно для доставки экипажа с корабля, находящегося на окололунной орбите, на поверхность Луны и обратно. Эта операция чревата опасностями: исследователи полностью зависят от нормальной работы двигателя лунного модуля при старте с Луны; в случае его неисправности никакой надежды на спасение людей нет.

К счастью, все посадки, совершенные до сих пор на Луну, оказались успешными. Единственная авария в полете произошла, когда взрыв на борту корабля «Аполлон-13» вывел из строя основной двигатель. Космонавты вынуждены были воспользоваться двигателями лунного модуля, чтобы облететь вокруг Луны и благополучно вернуться на Землю.

Полеты космических кораблей «Аполлон-11, -12, -14-17» внес ли большой вклад в изучение Луны. На ее поверхности установлены экспериментальные комплекты аппаратуры, работающие до сих пор. Во время последних трех экспедиций космонавты могли перемещаться по лунной поверхности на луноходах или лунных электромобилях. Однако масштабы программы «Аполлон» ограниченны: до того как станут возможными полеты на Луну большого количества людей, необходимо обеспечить их безопасность, а это вряд ли возможно, по крайней мере в ближайшие 15 лет.