Главная страница >  Цитатник 

ЖИЗНЬ НА ПОТОЛКЕ

ЖИЗНЬ НА ПОТОЛКЕ

Глава 2

Несмотря на то, что Валерий Быковский пролетал на космическом корабле почти пять суток и в газетах справедливо писали, что он жил в космосе , Восток был все-таки аппаратом для полета, а не для жизни. В пассажирском самолете мы с вами едим, пьем, спим, но мы все-таки летим, а не живем там. В Союзе-9 А.Николаев и В.Севастьянов уже жили: два отсека корабля создавали некую иллюзию квартиры. А орбитальная станция Салют - уже просто космический дом. Этот прогресс космической техники чаще всего отмечался чисто количественно - сравнивались данные по весу и объему, но забывалось о том, что ведь свершились важнейшие качественные перемены: за десять лет советская космическая техника, совершенствуясь в разных направлениях, превратила транспортное средство в жилище. Для подобного превращения, скажем, в кораблестроении, потребовались века.

Перенесемся в сравнительно недавнее прошлое, когда в конструкторском бюро, руководимым Сергеем Павловичем Королевым, проектировался первый в мире космический корабль Восток . Что, собственно, проектировалось? Летательный аппарат. Машина для полета в космос.

Интересно, что история инженерной психологии, как науки, начинается в годы зарождения воздухоплавания. Именно новые, резко отличные от земных, условия человеческой деятельности заставили впервые серьезно задуматься над взаимоотношениями человека и машины в ограниченном пространстве. В 1888 году доктор медицины Н.А.Арендт написал работу, в которой попытался определить роль человека в системе пилот-самолет. Задачи механиков заключаются не только в том, чтобы устроить воздухоплавательные аппараты, - замечает Н.А.Арендт, - но еще и в том, чтобы дать человеку и возможность и указания, каким образом и посредством каких приемов должен он приступить к самому выполнению процесса летания .

Закон развития науки и техники - от простого к сложному. Именно таким образом мы получили современную электрическую лампочку, автомобиль, ускоритель элементарных частиц. Восток в этом смысле был созданием уникальным: никто нигде никогда не строил космических кораблей. Эскизные наброски Кибальчича, Циолковского и Цандера не представляли практической ценности для конструкторов. Это был редчайший в науке и технике случай, когда начинали с нуля. Но когда абсолютно новаторская общая задача, руководствуясь чисто инженерной психологией, была разбита на задачи частные, конструкторы начали оглядываться: а что более или менее похожее уже существует? Поэтому кресло гагаринского корабля было спроектировано на основе авиационных кресел-катапульт, предком его скафандра был скафандр летчиков-высотников, пульт управления также отчасти напоминал размещение приборов в самолетах и т.д.

Как видите, наш Восток , не имеющий истории, если учесть его главное назначение, в смысле организации пространства космонавта, такую историю имеет и весьма интересную. И когда я пишу о заимствовании отдельных элементов космического корабля из авиационного арсенала, то делаю это вовсе не со злорадством и безо всякого желания умалить новаторскую работу конструкторов королевского КБ. Авиация - область техники, наиболее родственная космонавтике, - была обязана поделиться с ней своими достижениями. Если бы космические конструкторы творчески не воспользовались авиационным опытом, они поступили бы крайне неразумно и процесс создания космической техники затянулся бы на многие годы. Замечу также, что к космическим стартам готовились в первую очередь профессиональные летчики, поэтому любые привычные для них авиационные конструкторские решения были желательны даже с чисто психологической точки зрения.

Работы Арендта были продолжены в 1908-1911 годах в клинике военно-медицинской академии учеником великого русского психиатра В.М.Бехтерева, В.В.Абрамовым, который занимался экспериментально-психологическим обследованием летчиков. В 1915 году Руднев ратовал за стандартизацию систем управления в авиации. В 1928 Розенберг провел антропометрические исследования пилотов и дал рекомендации по определению размеров кабины и органов управления самолетом.

Инженерная психология, как видите, была знакома и нашим дедушкам.

Кстати говоря, история в какой-то степени повторилась. Вспомните, а как и откуда черпала опыт организации пространства летчика, идеи размещения органов управления самолетом сама авиация в свои младенческие годы. Из наземного транспорта. Опыт этот и идеи заимствовались у шоферов и велосипедистов. Сейчас это может вызвать улыбку, но ведь в те годы даже правила разъезда и обгона в воздухе копировали правила наземного транспорта.

Усложнилась техника, росли космические экипажи, расширялись программы научных исследований, увеличивалось количество клавиш и индикаторов на пультах управления, но это опять-таки были количественные изменения. Философия конструкций осталась прежней, будь то аппарат для полета - Восток или аппарат для жизни - Салют . Внутри них делали по земному образу и подобию все эти кресла, пульты, шкафчики, панели. Оговорюсь специально: речь идет не о специфических для космической техники системах, таких, как системы ориентации, например, в которых земные образы и подобия отыскать труднее. Я говорю лишь о вещном мире, окружавшем космонавта в полете. Своеобразие поведения предметов и особенно жидкостей в невесомости, разумеется, тоже требовало инженерных ухищрений, конструкторского остроумия и придавало (на радость журналистам) определенную пикантность космическому существованию: пища в тубах, электробритва-пылесос, оригинальные ассенизационно-санитарные устройства и т. п. Но если исключить эти чисто специфические детали, космический мир, окружавший человека, внешне очень напоминал мир земной. Сфотографировав пульт управления в спускаемом аппарате Союза , вы без труда убедили бы даже технически грамотного человека, что перед ним кабина нового воздушного лайнера, а фотографию отсеков Салюта легко можно принять за изображение, скажем, подводной научно-исследовательской лаборатории. Характерная деталь: в обстоятельной работе С.Дарского об эргономике космического корабля, на которую я уже ссылался, даже ни разу не упоминается слово невесомость или его синонимы.

Кандидат технических наук С.Дарский в работе Эргономика на космическом корабле отмечает, что при создании корабля Восток также была предпринята попытка построить кабину в соответствии с рекомендациями инженерной психологии (или, как теперь говорят, эргономически рационально). Впервые в практике строительства летательных аппаратов была создана единая система средств информации и средств ручного управления. Появились многофункциональные приборы, облегчающие труд космонавта . Это истинная правда, но все названные устройства появились прежде всего потому, что отвечали последнему слову науки и техники, были высшим ее достижением, а не потому, что учитывались условия именно космического полета. В дальнейшем единые системы средств информации и многофункциональные приборы появились на многих чисто земных объектах.

Космос - это не только абсолютно новая среда обитания, это новая техника и новые методы работы с этой техникой. Все новое. Поэтому и эргономика должна быть тоже совершенно новая, - космическая. И главное отличие ее диктуется, конечно, невесомостью. Вследствие изменения механизма пространственного анализа, - пишут доктора медицинских наук Н.Рудный и И.Пестов,- перестройки координации движений в невесомости и особенностей биомеханики человека в безопорном положении, становятся необходимыми новые инженерно-психологические решения в оборудовании рабочих мест, оснащении их средствами фиксации и перемещения. Меняются также требования к приборному оборудованию, органам управления, рабочему инструментарию, компоновке интерьера .

А я убежден, что непременно должна существовать действительно весьма специфическая эргономика космического корабля, столь же отличная от эргономики вообще, сколь космическая медицина отлична от общей медицины. В самом деле, что такое эргономика? Эта наука, изучающая взаимные контакты человека и среды обитания, заполненной некими машинами, аппаратами и техническими системами, в процессе выполнения этим человеком некой работы.

Спасительное и оправданное обращение к земному опыту заложено, очевидно, в самой логике развития космонавтики. Любопытно, что та же самая картина наблюдается и в пилотируемых космических аппаратах американцев, и в строящейся сейчас западно-европейской орбитальной станции Спейслэб . И там авиационные корни, и там подобие земных интерьеров, и там перенос в космос привычного земного окружения. Я далек от мысли о каком-либо заимствовании. Речь может идти лишь о близости логики научного поиска.

Цитата эта показывает, что никакой Америки я не открываю, что специалистам все это известно, они об этом думают. Но пока речь идет более в плане постановки вопроса, нежели в плане его решения. Скобы, фиксаторы и т.п. существуют на космических кораблях. Это - первые ласточки космической эргономики. Но сказать точно, а как же и в каком направлении должны измениться требования к приборному оборудованию и органам управления, каким должен быть рабочий инструментарий, и как выстроить новый интерьер в мире невесомости - мы еще не всегда можем.

Космонавты интуитивно искали наиболее удобных, естественных взаимоотношений с невесомостью. Астронавт Чарльз Конрад принимал участие в конструировании лунной кабины Аполлона . Ограниченные размеры кабины мешали установить у пульта управления кресло или даже табурет. Конструкторы упорно искали выход. С большим трудом Конраду удалось убедить их выбросить эту мебель и ограничиться фиксаторами для ног. Он, уже дважды до этого летавший в космос, знал, что в невесомости сидеть перед пультом управления ничуть не легче, чем стоять.

Невесомость сразу же заявила о себе. Юрий Гагарин вспоминал, как у него куда-то уплыл карандаш. Из своего первого, восемнадцатисуточного полета Виталий Севастьянов привез домой на память шерстяные носки с дырками, продранными на мизинцах: именно этими местами он отталкивался, когда плавал в Союзе-9 . Андриян Николаев часто отдыхал на потолке : там просторнее.

Эргонометрическим удобствам Союза космонавты во многом обязаны своему коллеге Константину Петровичу Феоктистову, который во время полета на Восходе был подлинным испытателем конструкторских решений космического корабля, в создании которого он принимал самое непосредственное участие. Этот опыт космической испытательной работы, конечно, был учтен Феоктистовым при конструкторских разработках Союза .

Надо отметить, что космонавты год от года принимают все более активное участие в конструкторской работе по организации своего будущего космического быта. Первоначально они просто запоминали, где и что находится и учились приспосабливаться к кораблю. Иногда, как делал это Герман Титов, высказывали некоторые частные рекомендации. Но уже при разработке системы шлюзования на Восходе-2 Павел Беляев и Алексей Леонов включились более активно в конструкторскую работу. Во время полетов в бассейне невесомости , когда Леонов отрабатывал выход в открытый космос, он как говорится, на себе испытал все конструкторские находки и огрехи и, разумеется, его мнение игнорироваться не могло.

Оптимальное размещение экипажа, оборудования, средств управления и индикации в пределах рабочих зон достигается анализом звеньев, - пишет кандидат технических наук В.Симаев.- В основе метода лежит принцип Человек и аппаратура , работающие вместе . Суть метода заключается в графическом нанесении на контурно-габаритный чертеж рабочих зон всех визуально-моторных связей космонавта с оборудованием и в последующем анализе как напряженности зон, так и их пересечений .

По мере усложнения программ космических полетов на орбитальных станциях, контакт космонавтов и конструкторов становится все более тесным. Это уже не единичные советы и рекомендации, а многодневная работа в конструкторском бюро. Особенно ценен был опыт космонавтов, уже летавших до этого в космос: Владислава Волкова, Павла Поповича, Петра Климука, Виталия Севастьянова, Бориса Волынова, Виктора Горбатко, Георгия Гречко и других. (Пишу так смело: и других , поскольку уверен, что список этот вырастит пока моя рукопись превратится в книгу). Например, после тренировок в макете орбитальной станции Салют-4 Павел Попович и бортинженер Юрий Артюхин рекомендовали конструкторам изменить расположение некоторых приборов на пультах, учитывая частое их использование в полете. Дальнейшие испытания показали, что космонавты сделали совершенно справедливые замечания.

Не прошло и двух десятков лет, как люди летают в космос, а рабочий их стаж в невесомости (я имею в виду активные перемещения и работу с аппаратурой, находящейся в разных местах космического корабля) и того меньше. Понятно, что в первые годы инженеры-проектировщики присматривались к невесомости, стараясь представить себе все те новые возможности, которые она может нам предоставить. Присматривались, прикидывали, но, повинуясь веками выработанному у нас земной тяжестью консерватизму, робели и не решались воспользоваться ее дарами. Но неужели дело только в робости и забвении всех парадоксов мира невесомости? Разумеется, нет. Любая система, аппаратура или прибор создавались с обязательным учетом специфических условий работы в космосе, прежде всего с учетом невесомости. Но на первых порах трудно было чисто умозрительно представить себе, как же будет человеку лучше и удобнее жить и работать в космосе. Кроме того, подготовка к полету подчас длилась много месяцев и во время тренировок в земных условиях космонавты должны были отработать всю свою программу, рассчитанную для условий к о с м и ч е с к и х.

На практике работа начинается с того, что из картона вырезаются шарнирные человечки наподобие елочных игрушек. Их накладывают на ортогональные проекции рабочих зон станции, двигают в разных направлениях, меняют положение тела человечка и добиваются оптимального расположения космонавта в зоне, заполненной оборудованием. Так возникла, например, совершенно абсурдная по земным понятиям идея установить в станции Салют-4 велоэргометр на потолке . В полете выяснилось, что это не только допустимо, но и удобно, и космонавт, тренирующийся на потолке , вовсе не мешает другому космонавту, который работает на полу .

В орбитальных станциях космонавты не испытывают тех перегрузок, которые они испытывают во время старта и посадки космического корабля. Космонавты на орбитальных станциях работают только в условиях невесомости. Однако сначала и эти станции конструировались по земным правилам. Мне приходилось бывать в макетах орбитальных станций Салют и Скайлэб . Салют внутри действительно напоминает подводную лодку: есть отсеки, посередине проход, существуют пол и потолок, по бокам аппаратура и агрегаты. Пространство Скайлэба организовано несколько иначе, но и там есть совершенно определенные полы и потолки, и там конкретно и точно существуют понятия вверху , внизу , сбоку . Если продолжить морские аналогии, то Скайлэб - это скорее машинное отделение большого парохода. Там тоже деление на отсеки, но соединены они вертикальными трапами. Короче, на земле в Салюте вы будете чувствовать себя нормально, если станция лежит, а в Скайлэбе - если она стоит.

Конструкторы понимали: то, что хорошо для космоса, может не годиться на Земле, и наоборот. Скажем, панели солнечных батарей раскрываются в невесомости с помощью простого пружинного механизма. Но если этот механизм испытать на Земле, он может и не вытолкнуть панели, поскольку на Земле они имеют вес, а в космосе нет. Сила же пружины в невесомости не меняется. Ну, допустим, для страховки можно сделать мощную пружину, которая и на Земле раскроет панели. Но тогда крылья батарей разрушатся под собственной тяжестью. Для испытаний сложенные гармошкой панели ставили вертикально, наподобие ширмы, внизу приделывали колесики, и, когда пружинный механизм срабатывал, панели катились на этих колесиках по гладкому полу.

Американская компания Мак-Донелл-Дуглас по заданию НАСА проектирует в настоящее время большую орбитальную станцию общей длиной около 30 метров. Ее жилой блок, в котором будут находится 4 астронавта, планируется создать на базе двух герметизированных отсеков блока Спейслеб . Надо думать, что в этом случае американским конструкторам придется отказаться от своей традиционной схемы. Сейчас в США создаются эскизные проекты 4 различных орбитальных станций со сроком пребывания на орбите искусственного спутника Земли до 14 лет. Одна, выбранная из четырех, должна быть построена и запущена в 1985-2000 годах. Поскольку этот заказ НАСА оценивается в несколько миллиардов долларов, фирмы-конкуренты Мак-Донелл-Дуглас , Боинг , Грумманн и Рокуэлл интернейшнл до момента представления проектов на утверждение не раскрывают своих технических новинок и сказать, как будет выглядеть будущая американская орбитальная станция трудно.

Конструкторы еще не построенной орбитальной станции Спейслэб , судя по опубликованным фотографиям, выбрали советский принцип компановки: главный проход - это коридор, идущий вдоль оси цилиндра станции. В плане он несколько похож на разрез железнодорожного вагона. Здесь ярко выраженный пол и несколько сужающийся наверху потолок, на котором крепятся светильники.

Предполагаю, что компоновка лишь отражает многолетние традиции космической промышленности двух стран. Трудно, например, ответить, - какая схема посадки космического корабля лучше: приземление или приводнение! Большая территория Соединенных штатов вполне позволяла выбрать место для приземления астронавтов, но с самого начала, с первых суборбитальных полетов шимпанзе по баллистической траектории, американцы выбрали приводнение. Так им показалось надежнее и спокойнее. С другой стороны, у нас достаточно кораблей, чтобы организовать приводнение наших космонавтов где-нибудь в океане или даже в Черном море, однако же, мы отдали предпочтение земной тверди.

У вас логично должен возникнуть вопрос: а какая схема все-таки лучше? И почему так получилось, что американский Скайлэб стоит , а наш Салют лежит ?

В уже цитированной мною работе Н.Рудного и И.Пестова прямо говорится, что научные разработки при проектировании пилотируемых космических аппаратов предусматривают главным образом создание приемлемых в физиолого-гигиеническом и техническом отношениях эквивалентов земным условиям существования человека. (Подчеркнуто мною. - Я.Г.).

То же, мне кажется, и со схемами орбитальных станций. Известно, что в Советском Союзе орбитальные станции монтировались в горизонтальном положении. В этом же положении космонавты проводили в них все тренировки. Сборка ракеты-носителя, пристыковка к ней космического аппарата, их наземные испытания и транспортировка ракетно-космического комплекса на стартовую площадку также происходят горизонтально: ракета лежит. У американцев те же работы выполняются вертикально: ракета стоит. Таким образом, компоновка внутри орбитальной станции происходит по принципу как удобнее и привычнее . Удобнее и привычнее для конструктора, но одновременно удобнее и привычнее для космонавта.

По мере накопления опыта и уверенности при размещении различных систем внутри орбитальных станций начали все чаще и чаще позволять себе такую планировку интерьеров, которая не является наивыгоднейшей для земных условий. Перед полетом Союза-21 к Салюту-5 я беседовал об этом с командиром новой космической экспедиции Борисом Волыновым.

Инженеры-проектировщики вполне сознательно старались создать в космосе земные интерьеры, освободить нервную систему космонавта от необходимости дополнительной психологической адаптации. В космосе на него и без того наваливалось так много различных неизведанных ранее переживаний, что усиливать их непривычной, хотя, быть может, и более рациональной, удобной в новых условиях обстановкой, разумеется, не следовало. Конструкторы понимали, что в космосе их орбитальные станции не лежат и не стоят , понимали, что пол и потолок в невесомости - абстрактные понятия.

Итак, мы вступаем в пору признания невесомости как одного из решающих факторов космического конструирования. Если в начале этапа освоения космоса весьма осторожно использовали те преимущества, которые предоставляет человеку невесомость, - и в этом есть своя логика - то теперь уже можно угадать в будущем такую организацию пространства, которая может вообще не иметь земных аналогов. Но что такое в принципе организация пространства? Это архитектура.

- Думаю, что размещение примерно одной трети приборов и оборудования Салюта-5 подразумевает, что в космосе пользоваться им будет удобнее, чем на Земле, - рассказывал космонавт. - Невесомость способна экономить жизненное пространство. Например, вакуумная емкость, предназначенная для лучшей адаптации организма к условиям полета, расположена на стене , и влезть в нее можно удобнее всего двигаясь по стене . В земных условиях ее надо было бы монтировать на полу, потому что если бы даже кто-нибудь подсадил бы меня и я влез бы в нее по стене, она сорвалась бы вниз под тяжестью моего тела...





Далее:
Сообщение об авиакатастрофе и ее расследовании.
«ХОЛОДНАЯ ВОЙНА».
Нагреть, чтобы… охладить.
Борисов М. «На космической верфи».
Зачистская школа.
Динамика полета космических летательных аппаратов.
ШКОЛА 20-х ГОДОВ.
III. ИЗУЧЕНИЕ ЛУНЫ ПО ПРОГРАММЕ RANGER.
СХЕМА ЭКСПЕДИЦИИ.


Главная страница >  Цитатник