Оборудование для первого выхода в открытый космос

Сообщение ТАСС от 18 марта 1965 года:

Сегодня, 18 марта 1965 года, в 11 часов 30 минут по московскому времени при полете космического корабля «Восход-2» впервые осуществлен выход человека в космическое пространство. На втором витке полета второй пилот летчик-космонавт подполковник Леонов Алексей Архипович в специальном скафандре с автономной системой жизнеобеспечения совершил выход в космическое пространство, удалился от корабля на расстоянии до пяти метров, успешно провел комплекс намеченных исследований и наблюдений и благополучно возвратился в корабль. Самочувствие товарища Леонова Алексея Архиповича в период его нахождения вне корабля и после возвращения в корабль хорошее. Командир корабля товарищ Беляев Павел Иванович чувствует себя также хорошо.

Торжественная встреча членов экипажа космического корабля "Восход-2" — Павла Беляева (слева) и Алексея Леонова, 1965 год

***

Позаимствовано с сайта АО "НПП "Звезда" имени академика Г.И.Северина

К началу 1964 года, когда возникло конкретное предложение осуществить выход в космос из корабля Восход – 2, на Звезде уже был накоплен некоторый опыт по созданию спасательных скафандров, и проводились экспериментальные работы по созданию перспективных изделий для длительных космических полетов.

Однако применительно к выходу из корабля в открытый космос необходимо было срочно решить ряд совершенно новых задач. К началу работ еще не было найдено приемлемого технического решения по способу выхода космонавта из корабля Восход. Кабина корабля Восход не была рассчитана на длительную работу в разгерметизированном состоянии, для размещения же дополнительно специальной шлюзовой камеры (ШК) на корабле не было места. В ОКБ – 1 прорабатывались различные варианты складывающегося шлюза. Специалистами Звезды, которую в январе 1964 года возглавил Главный конструктор Г.И. Северин, была предложена схема шлюзовой камеры с мягкой надувной оболочкой. Создание расправляющегося на орбите «мягкого» шлюза позволяло использовать для обеспечения выхода существующие конструкции корабля и обтекателя ракеты – носителя лишь с небольшой доработкой.

Окончательно предложение Звезды было принято на совещании у С.П. Королева в ОКБ – 1 в апреле 1964 года, в котором от Звезды принимали участие Г.И. Северин, Н.Л. Уманский и И.П. Абрамов. 13 апреля 1964 года вышло Постановление правительства о сроках изготовления кораблей Восход (3КВ) и Выход (3КД).

Началась усиленная проработка схем скафандра, ШК и системы шлюзования. На их основе 9 июня того же года были подписано Техническое задание (рис. 1) и вышло соответствующее правительственное Решение (от 08.07.64 г.) о разработке шлюзовой камеры и скафандра с ранцевой системой жизнеобеспечения. Головным предприятием по этим изделиям определялось НПП Звезда. Этим же Решением ряду организаций было поручено в кратчайший срок обеспечить Звезду комплектующими изделиями.

Рис. 1. Титульный лист технического задания на разработку шлюзовой камеры и системы шлюзования, утвержденного С.П. Королевым и заместителем Г.И. Северина С.М. Алексеевым. Внизу подписи к данному документу.

Шлюзовая камера ВОЛГА корабля Восход -2 состояла из верхней жесткой части с люком для выхода в космос и нижнего монтажного кольца, состыкованного с фланцем корабля. Они были соединены между собой гермооболочкой и силовым каркасом.

Рис. 2. Общий вид мягкого шлюза

В течение 1964 – 65 гг. в короткий срок было изготовлено 7 комплектов ШК, два из которых были использованы при беспилотном и пилотируемом полетах корабля Восход -2. Остальные 5 изделий использовались в процессе испытаний ШК на Звезде и в качестве запасных.

В настоящее время 3 из них находятся в музеях Звезды, РКК Энергия и мемориальном музее космонавтики в Москве. Другие 2 изделия находятся в частном музее фонда Тесса в Денвере (США) и в одной из частных коллекций за пределами Российской Федерации.

При выборе конструкции и концепции работы скафандра на основании проведенного анализа и с учетом ограниченного объема корабля, было решено использовать скафандр как в качестве спасательного, так и для выхода в открытый космос.

Учитывая поставленную задачу создать изделия для обеспечения выхода из корабля Восход – 2 в кратчайшие сроки, а также весьма ограниченное время автономной работы скафандра, было решено взять за основу схему скафандра вентиляционного типа с раздельной вентиляцией шлема и оболочки.

Ранец (условное наименование КП – 55) (рис.3) одевался космонавтом в спускаемом аппарате корабля перед выходом и крепился к скафандру с помощью подвесной системы.

Рис. 3. Ранцевая система скафандра БЕРКУТ (крышка снята).

Запас кислорода в ранце хранился в специальных баллонах под давлением. Подача кислорода включалась самим космонавтом с помощью дистанционного управления. Кислород поступал в шлем, после чего попадал под оболочку скафандра и далее выбрасывался в окружающую среду. Расход кислорода от ранца был рассчитан на обеспечение наддува скафандра, кислородное питание и удаление СО2 в течение 45 минут. Фактически продолжительность выхода А. Леонова в открытый космос равнялась, как известно, 12 минутам. Время его пребывания в вакууме – около 23 минут.

Рис. 4. Общий вид скафандра БЕРКУТ: а) без верхней теплозащитной одежды; б) с надетым ранцем. В скафандре испытатель Звезды Виктор Ефимов.

Скафандр БЕРКУТ А. Леонова был разработан с использованием конструктивных решений, отработанных на предыдущих типах авиационного и космического снаряжения.

Оболочка скафандра БЕРКУТ состояла из четырех слоев. СК БЕРКУТ был снабжен специальной верхней одеждой с многослойной экранно-вакуумной теплоизоляцией.

Шлем скафандра был легкосъемный неповоротный шлем, имеющий каску и открывающийся (сдвижной) иллюминатор, внутри шлема размещался светофильтр.

Страховка космонавта в открытом космосе обеспечивалась специальным фалом длиной 7м, в состав которого входили амортизирующее устройство, стальной трос, шланг аварийной подачи кислорода и электрические провода, по которым на борт корабля передавались данные медицинских и технических измерений, а также осуществлялась телефонная связь с командиром корабля.

Скафандр командира Восход -2 Беляева П.И. имел такую же конструкцию, как и скафандр А. Леонова. П.Беляев при необходимости мог разгерметизировать кабину корабля, открыть люк и выйти в ШК для оказания помощи А. Леонову.

Первому выходу в открытый космос предшествовал ряд впервые проведенных расчетов, исследований и экспериментальных работ, а также тренировок космонавтов. В частности были созданы методики тепловых расчетов системы «человек – скафандр», исследовано влияние высокого вакуума и других факторов открытого космоса на материалы скафандра, разработаны методики моделирования условий космоса в наземных условиях, выполнен большой объем испытаний в барокамерах.

Деревянный макет шлюза был изготовлен в июле 1964 года для проведения предварительной проверки размеров шлюза и прохождения космонавта в СК через люк корабля Восход.

Рис. 5. Шлюзовая камера в сложенном виде при испытаниях на центрифуге Звезды.

В августе 1964 года была проведена макетная комиссия, в процессе которой были проведены примерки в СА и макете шлюза в скафандре БЕРКУТ кандидатов на полет А. Леонова, П. Беляева, Е. Хрунова и В. Горбатко.

24 – 25 сентября 1964 года функциональный макет и капсула корабля Восход – 2 использовались на Байконуре для демонстрации систем Н.С. Хрущеву во время его визита на космодром. Г.И. Северин в присутствии космонавтов продемонстрировал шлюз и скафандр БЕРКУТ, а С.П. Королев - корабль Союз.

К концу 1964 года Звездой была проведена полная отработка всех систем и их испытания – наземные, термобарокамерные, бассейновые, прочностные, ресурсные – как технические (рис.6,7), так и с людьми, и выдано соответствующее Заключение.

К февралю 1965 года были проведены испытания с людьми в скафандрах БЕРКУТ в тепловом макете СА и комплексные межведомственные испытания всех систем.

В работах по созданию скафандра и ШК участвовал большой коллектив специалистов Звезды под руководством Г.И. Северина. В первую очередь следует отметить С.М. Алексеева, В.Г. Гальперина, И.П. Абрамова, О.И. Смотрикова, М.Н. Дудника, А.Ю. Стоклицкого, В.В. Ушинина, И.И. Деревянко, Д.В. Кучевицкого, Г.С. Парадизова, И.И. Скоморовского, И.И. Чистякова, а также В.Я. Терещенко (Орехово – Зуевского КБ).

Наибольший вклад в испытания шлюза и скафандра БЕРКУТ внесли Б.В. Михайлов, В.И. Сверщек, Д.И. Сендик и другие. Анализ теплового режима изделий осуществляли А.Н. Лившиц, Б.М. Блиев, Г.Т. Шарапов, прочностные расчеты – Н.П. Стрекозов и А.А. Клинцов, выбор и испытания неметаллических материалов – З.Б. Ценципер, Д.С. Стоклицкая, Д.С. Абрамова, В.И. Стрельцова и другие.

Следует отметить и работу отдела аваикосмической медицины во главе с А.С. Барером. Особо большой вклад они внесли в обоснование выбора рабочего давления в скафандре.

Также проводились испытания при имитации условий кратковременной невесомости на самолете – летающей лаборатории ЛЛ ТУ – 104.

Рис. 6. Отработка перемещений в скафандре БЕРКУТ, в условиях невесомости на летающей лаборатории ТУ - 104.

Рис. 7. Шлюзовая камера космического корабля Восход - 2.

ПОЛЕТ КОРАБЛЯ ВОСХОД -2

На космодроме подготовку систем Звезды к полету осуществляла большая группа специалистов под руководством Б.В. Михайлова.

Рис. 8 Один из участников группы Г. Петрушин готовит на Байконуре скафандр БЕРКУТ к полету.

[И тут, на этой старой фотографии мой внутренний голос сказал мне "стоп!" Я сначала, честно говоря, не вполне понял, что именно показалось мне "неправильным" на фото, начал приглядываться, но быстро сконцентрировал внимание на скромно стоящей космической обуви. И, оказывается, НЕ НАПРАСНО.

Укрупнил (слева вверху), добавил контрастности (справа), и стали четко видны три дополнительных отверстия для шнуровки в районе "перед пальцами", которых нет на всех остальных фотографиях "того самого скафандра Леонова". Но там-то музейные демонстраторы, а здесь - именно та обувь, в которой Леонов был непосредственно во время полета и выхода в космос. Оказывается, есть обувь для тренировок и музея и обувь реальная...

Ларчик-то, получается, просто открывается. И заодно, благодаря этому "открытию", разрешилась еще одна непонятка, которой при каждом удобном случае пользуются любители подвергнуть сомнению реальность выхода Леонова в космос в 1965 году. В качестве аргумента в свою пользу они приводят вот этот кадр из документальных съёмок:

... где Леонов, по их словам, "позирует в постановочном фейковом ролике перед камерой "якобы в открытом космосе" чуть ли не в "кроссовках", демонстрируя шнуровку, которой нет на музейной обуви. А на самом деле, оказывается, как говорила известная всем "дочь офицера", всё не столь однозначно ..:-)) - прим. Nikkuro]

Во время подготовки и полета корабля Восход-2 произошло несколько довольно серьезных нештатных ситуаций.

Полету корабля Восход-2 предшествовал полет 22 февраля беспилотного корабля Космос-57, на котором были установлены ШК и имитатор скафандра БЕРКУТ. Программой полета предусматривалось осуществить на орбите полную имитацию работы шлюза, системы шлюзования и наддув скафандра по командам с Земли. За несколько дней до этого полета при проверках летного шлюза корабля Восход-2 на космодроме было обнаружено, что выходной люк ШК при отсутствии перепада давления может быть неплотно прикрытым, что было определено по размыканию контакта, контролирующего его закрытие. В результате в программе, управляющей работой шлюза, мог произойти сбой (неоткрытие люка). Об это представителями Звезды было доложено С.П. Королеву, который тут же собрал совещание заинтересованных специалистов. Было предложено на всякий случай подать дополнительную команду на закрытие люка с одного из дальневосточных командо-измерительных пунктов и продублировать ее со следующего ближайшего пункта. Это решение было принято 19 февраля 1965 года, несмотря на возражения некоторых представителей службы управлении полетом, которые опасались вносить какие-либо изменения в программу работы всего за несколько дней до запуска.

Рис. 9. Ю. Гагарин провожает П. Беляева и А. Леонова на автобус для поездки на старт.

Во время испытательного полета Космоса-57, когда половина программы была выполнена, связь с кораблем прекратилась. Хотя программа полета не была полностью выполнена, основная часть операций по ШК и скафандру была проведена, что явилось подтверждением работоспособности изделий. Было решено дополнительно проверить только операцию по отстрелу шлюза, которая не была выполнена в полете Космоса-57. Это было выполнено на макете ШК, установленном на подготовленном к полету корабле Космос-59 7 марта 1965 г. После этого полет КК Восход-2 был разрешен.

Утром 18 марта 1965 года П. Беляев и А. Леонов в лаборатории Звезды на Байконуре были облачены в скафандры и отвезены на старт для посадки.

Рис. 10. С.П. Королев дает последние напутствия П. Беляеву перед посадкой в корабль.

Проведение операций по выходу в космос было запланировано буквально на следующем витке после выведения корабля на орбиту 18 марта 1965 года. С.П. Королев придавал очень большое значение этой операции и с целью оперативного решения вопросов (при необходимости) просил Г.И. Северина вместе с И.П. Абрамовым находиться на стартовой позиции в бункере в помещении рядом с пунктом управления запуском корабля.

Следует отметить, что в то время еще не было Центра управления полетами (в нашем сегодняшнем понимании), поэтому вся поступающая с пунктов слежения важная информация немедленно передавалась в виде докладов руководству полетом.

Выход в космос осуществлялся полностью в соответствии с подготовленной программой. Некоторые журналисты, описывая эту ситуацию, говорят о сильном раздутии скафандра, что неверно. Скафандр при рабочем избыточном давлении имеет определенные размеры, одинаковые как в вакууме, так и в наземных условиях. А.Леонов для облегчения входа в шлюз правильно снизил давление в скафандре, что несколько уменьшило усилия для сгибания оболочки скафандра.

Рис. 11. А. Леонов во время осуществления первого выхода в космос 18 марта 1965 года (рисунок).

В целом возникшие трудности можно объяснить тем, что методика входа в шлюз была недостаточна, отработана в наземных условиях. Кроме того, как неоднократно рассказывал после полета сам А. Леонов, он пытался войти в шлюз вперед головой, а не ногами как отрабатывалось на Земле, в результате чего ему пришлось уже внутри шлюза переворачиваться для входа в СА. Эти затруднения могут быть объяснены необычными условиями открытого космоса и невесомости, которых не было при наземных испытаниях.

Следующая нештатная ситуация: уже после осуществления выхода в открытый космос один из космонавтов при перемещении внутри СА случайно включил подачу воздуха из автономного запаса газа в скафандр, что привело к значительному росту давления в кабине. На «Земле» была некоторая паника, пока не разобрались в чем дело.

И, наконец, из-за сбоя в системе ориентации корабля космонавты были вынуждены вручную посадить корабль и, как известно, попали в заснеженную тайгу. При этом экипаж на деле использовал скафандры и носимый аварийный запас для обеспечения своей жизнедеятельности после посадки в безлюдной местности в течение 2-х суток.

В целом же на корабле Восход-2 был успешно осуществлен первый в мире выход человека в открытое космическое пространство, что было выдающимся достижением и дало толчок дальнейшим исследованиям в области создания средств для внекорабельной деятельности космонавтов.

Следует отметить оперативность и энтузиазм, с которыми выполнялась всеми сотрудниками Звезды разработка и экспериментальная отработка систем для обеспечения первого выхода человека в космос. Ведь с момента подписания технического задания на ШК и скафандр 9 июня 1965 г. до даты выхода в космос А. Леонова 18 марта 1965 г. прошло всего 9 месяцев. Это было отмечено и на торжественной встрече коллектива Звезды с космонавтами, состоявшейся вскоре после полета.