Найти тему

Квартира-центрифуга «Марс-Орбита» наземный имитатор межпланетного вращающегося корабля

Оглавление

Посещение наше с Даревским ОКБ-1 в Подлипках (сейчас это город Королев) стало началом многолетней научно-исследовательской работы, в которой мы во многом опередили учёных США.

Мы были там, как мне помнится, в 1964 году.

Обсуждалась проблема полёта людей на Марс. Это стало бы воплощением главной мечты Сергея Павловича Королёва.

     Рис.  Сергей Павлович Королёв (1953 г.), академик АН СССР, Генеральный конструктор космических кораблей. Источник фото http://deduhova.ru/statesman/wp-content/uploads/2018/02/32689279_Sergey_Korolev_.jpg
Рис. Сергей Павлович Королёв (1953 г.), академик АН СССР, Генеральный конструктор космических кораблей. Источник фото http://deduhova.ru/statesman/wp-content/uploads/2018/02/32689279_Sergey_Korolev_.jpg

     Рис.   Ракета Н-1(Наука -1). Высота 105,3 м., вес – 2950 тонн, диаметр у основания – 17м. Несбывшаяся мечта Сергея Павловича Королева. На фотографии видны фигуры людей у основания ракеты. Источник фото https://topwar.ru/uploads/posts/2013-03/1363035477_n-1-1.jpg
Рис. Ракета Н-1(Наука -1). Высота 105,3 м., вес – 2950 тонн, диаметр у основания – 17м. Несбывшаяся мечта Сергея Павловича Королева. На фотографии видны фигуры людей у основания ракеты. Источник фото https://topwar.ru/uploads/posts/2013-03/1363035477_n-1-1.jpg

Присутствовали сотрудники ОКБ-1: начальник отдела Илья Владимирович Лавров, Владимир Александрович Корсаков, ведущий исполнитель темы «Полёт на Марс», и я с Сергеем Григорьевичем Даревским.

Зашла речь о том, что длительная, многолетняя невесомость опасна для человека.

И что выдающийся германо-американский конструктор Вернер фон-Браун предложил вращать в полёте межпланетный корабль и сделать его похожим на гигантский бублик, чтобы в его жилых отсеках возникла искусственная сила тяжести за счёт центробежной силы.

     Рис.   Вернер фон Браун в Антарктиде, 1966 год (кадр из фильма Фила Уэбба)  Источник фото https://imgprx.livejournal.net/16e74b49d173bb2ff9a40fdb8205798622954aa6/OsqYHZLsuN27bEzAV9oCl5-0Kr-qJVQ0o5-W3mCOHPyn6c-Tu5iGNqoyHB5yrcjRDsiGYBMm1Xv5HqLVeJUAJOJkO2hRpmaBEnRHMV9t-rA
Рис. Вернер фон Браун в Антарктиде, 1966 год (кадр из фильма Фила Уэбба) Источник фото https://imgprx.livejournal.net/16e74b49d173bb2ff9a40fdb8205798622954aa6/OsqYHZLsuN27bEzAV9oCl5-0Kr-qJVQ0o5-W3mCOHPyn6c-Tu5iGNqoyHB5yrcjRDsiGYBMm1Xv5HqLVeJUAJOJkO2hRpmaBEnRHMV9t-rA

       Рис.   Проект космического корабля (КК) для полёта на Марс Вернера фон Брауна. 1952 г. Такой корабль, как колесо, должен быть собран на орбите Земли из жилых блоков, доставленных в космос ракетами-носителями. В середине КК – помещение с агрегатами, не требующими наличия силы тяжести. К нему ведут с двух сторон коридоры для передвижения людей. Будет ли когда либо построен? Источник фото https://astrotek.ru/wp-content/uploads/2017/06/vonbraun_space1-300x238.jpg
Рис. Проект космического корабля (КК) для полёта на Марс Вернера фон Брауна. 1952 г. Такой корабль, как колесо, должен быть собран на орбите Земли из жилых блоков, доставленных в космос ракетами-носителями. В середине КК – помещение с агрегатами, не требующими наличия силы тяжести. К нему ведут с двух сторон коридоры для передвижения людей. Будет ли когда либо построен? Источник фото https://astrotek.ru/wp-content/uploads/2017/06/vonbraun_space1-300x238.jpg

С. П. Королёв предполагал создать межпланетный вращающейся корабль похожим на спортивную гантель, с двумя большими жилыми комплексами, соединёнными коридором, проходящим через центр вращения. У меня сохранились рисунки Королёва.

Но кориолисовы ускорения, действующие на экипаж вращающегося корабля могут стать опаснее невесомости. Никто в мире ещё не проводил исследования жизнеспособности людей при очень долгом непрерывном вращении. Сохранятся ли у них здоровье и работоспособность? Было не ясно даже, как подойти к решению этой проблемы.

И тут меня в очередной раз осенило (у меня произошел инсайт):

— Очень просто! Наш Лётно-Исследовательский институт только что купил в Западной Германии центрифугу; на ней можно разместить и крутить многокомнатную квартиру, проводить в ней исследования с подопытными добровольцами, а потом, может быть, и тренировать будущих межпланетчиков.

Лавров усомнился:

— Согласится ли ЛИИ участвовать в такой грандиозной космической программе, ведь он работает с авиацией?

— Уверен, согласие будет. — Это я сказал, потому что, работая в ЛИИ, уже участвовал в подготовке полётов космических кораблей.

В 1965 г. была составлена программа экспериментов с длительным вращением; к ней привлекли Институт медико-биологических проблем (ИМБП).
Ответственным исполнителем назначили меня, ведущим исполнителем от ОКБ-1 стал В. А. Корсаков, от ИМБП — Р. Р. Галле. Финансировать эту работу взялось ОКБ-1, все наши научные отчёты с 1965 г. по 1973 г. утверждал Константин Давыдович Бушуев, заместитель Генерального конструктора ОКБ-1.

     Рис.   Константин Давыдович Бушуев (23 мая 1914 — 26 октября 1978) — советский учёный в области ракетно-космической техники, Герой Социалистического Труда, лауреат Сталинской, Ленинской и Государственной премий СССР, член-корреспондент Академии наук СССР. Заместитель Главного конструктора Центрального Конструкторского бюро экспериментального машиностроения, заведующий кафедрой Московского физико-технического института. Источник фото http://isaran.ru/isaran/image2.php?guid=3D27DF66-6A3C-4247-95FA-33506B9577B1
Рис. Константин Давыдович Бушуев (23 мая 1914 — 26 октября 1978) — советский учёный в области ракетно-космической техники, Герой Социалистического Труда, лауреат Сталинской, Ленинской и Государственной премий СССР, член-корреспондент Академии наук СССР. Заместитель Главного конструктора Центрального Конструкторского бюро экспериментального машиностроения, заведующий кафедрой Московского физико-технического института. Источник фото http://isaran.ru/isaran/image2.php?guid=3D27DF66-6A3C-4247-95FA-33506B9577B1

     Рис.   Корсаков Владимир Александрович, сотрудник ОКБ – 1, ответственный исполнитель всех многолетних работ по подготовке полёта на Марс. При его активном участии были созданы: первоначально предварительный проект и модель Тяжёлого Межпланетного Корабля (ТМК), а затем Наземный Экспериментальный Комплекс (НЭК), имитирующий кабину ТМК. Фото из личного архива В.А. Корсакова
Рис. Корсаков Владимир Александрович, сотрудник ОКБ – 1, ответственный исполнитель всех многолетних работ по подготовке полёта на Марс. При его активном участии были созданы: первоначально предварительный проект и модель Тяжёлого Межпланетного Корабля (ТМК), а затем Наземный Экспериментальный Комплекс (НЭК), имитирующий кабину ТМК. Фото из личного архива В.А. Корсакова

     Рис.   Галле Роберт Робертович, врач-отоларинголог, кандидат медицинских наук, научный сотрудник Института медико-биологических проблем (ИМБП). Фото из личного архива Р.Р. Галле
Рис. Галле Роберт Робертович, врач-отоларинголог, кандидат медицинских наук, научный сотрудник Института медико-биологических проблем (ИМБП). Фото из личного архива Р.Р. Галле

Менее чем за год в ЛИИ была спроектирована и построена квартира-центрифуга диаметром 20 метров (свидетельство об изобретении №187931 от 02.07.1965). Её первоначально назвали «Марс». Потом засекретили подготовку межпланетных полётов, и её стали называть — «Орбита».

     Рис.  Титульный лист «Описания изобретения к авторскому свидетельству № 187931. Заявлено 02.07.1965. Опубликовано 20.10.1966. Бюллетень № 21. Дата опубликования описания 06.12.1966.
Рис. Титульный лист «Описания изобретения к авторскому свидетельству № 187931. Заявлено 02.07.1965. Опубликовано 20.10.1966. Бюллетень № 21. Дата опубликования описания 06.12.1966.

     Рис.   Схема стенда «Марс-Орбита» (квартиры-центрифуги) (по приложению к авторскому свидетельству Л.А. Китаева-Смыка и др. №187931 от 02.07.1965) 1. Центр управления квартирой-центрифугой;  2. Мостки для прохода в квартиру-центрифугу (и из нее) во время вращения; 3. Лестница для спуска на кольцевую (не вращающуюся) платформу, подвешенную к потолку здания; 4. Круглая площадка, вращающаяся вместе с квартирой-центрифугой. В ней люк для спуска в ее коридор; 5. Кольцевая платформа; 6. Коллектор для съема электрофизиологических и других сигналов во время вращения; 7. Жилое помещение, поднятое (с отклонением) при вращении со скоростью 48 град./сек.; 8. Жилое помещение – при отсутствии вращения; 9. Коридор; 10. Центральная комната; 11. Подвесное кресло; 12. Противовес, поднимающийся при подъеме (с отклонением) жилого помещения во время вращения квартиры-центрифуги.
Рис. Схема стенда «Марс-Орбита» (квартиры-центрифуги) (по приложению к авторскому свидетельству Л.А. Китаева-Смыка и др. №187931 от 02.07.1965) 1. Центр управления квартирой-центрифугой; 2. Мостки для прохода в квартиру-центрифугу (и из нее) во время вращения; 3. Лестница для спуска на кольцевую (не вращающуюся) платформу, подвешенную к потолку здания; 4. Круглая площадка, вращающаяся вместе с квартирой-центрифугой. В ней люк для спуска в ее коридор; 5. Кольцевая платформа; 6. Коллектор для съема электрофизиологических и других сигналов во время вращения; 7. Жилое помещение, поднятое (с отклонением) при вращении со скоростью 48 град./сек.; 8. Жилое помещение – при отсутствии вращения; 9. Коридор; 10. Центральная комната; 11. Подвесное кресло; 12. Противовес, поднимающийся при подъеме (с отклонением) жилого помещения во время вращения квартиры-центрифуги.

     Рис.   На фотографии одна из главных особенностей квартиры-центрифуги "Марс-Орбита" - устройство для безопасного входа в неё во время вращения.
Рис. На фотографии одна из главных особенностей квартиры-центрифуги "Марс-Орбита" - устройство для безопасного входа в неё во время вращения.

На фотографии видно, что для посещения квартиры-центрифуги надо было:

1) спуститься по ступеням лестницы на круговую неподвижную платформу (подвешенную к потолку здания);

2) переступить на вращающееся (круглую) площадку;

3) поднять входной люк;

4) спуститься по вертикальной внутренней лесенке в центральную комнату квартиры-центрифуги.

При всех перемещениях, входя во вращающееся квартиру-центрифуги надо было придерживаться за ограждение.

     Рис.   «Марс-Орбита», наземный динамический имитатор межпланетного космического корабля (квартира-центрифуга). На не вращающейся кольцевой платформе стоят левее В.А. Бирюков, помощник ответственного исполнителя Л.А. Китаева-Смыка, правее Б.Г. Хлебников, помощник начальника отдела центрифуги М.Л. Харитонова. 1. Жилое помещение с рабочей и спальной зонами, кухонным отсеком, туалетом (взаимозаменяемые душ, раковина, унитаз), поднимающееся (с отклонением) во время вращения квартиры-центрифуги; 2. Коридор, внутри его правой части – перемещающееся по коридору кресло; 3. Кольцевая платформа (не вращающаяся), подвешенная к потолку здания; 4. Люк для спуска с круглой (вращающейся) площадки в центральную комнату (крышка люка поднята); 5. Круглая площадка, вращающаяся вместе с квартирой-центрифугой; 6. Ступени лестницы для спуска на кольцевую платформу; 7. Противовес, поднимающийся при подъеме и отклонении жилого помещения во время вращения квартиры-центрифуги; 8. Центральная комната; 9. Балкон.
Рис. «Марс-Орбита», наземный динамический имитатор межпланетного космического корабля (квартира-центрифуга). На не вращающейся кольцевой платформе стоят левее В.А. Бирюков, помощник ответственного исполнителя Л.А. Китаева-Смыка, правее Б.Г. Хлебников, помощник начальника отдела центрифуги М.Л. Харитонова. 1. Жилое помещение с рабочей и спальной зонами, кухонным отсеком, туалетом (взаимозаменяемые душ, раковина, унитаз), поднимающееся (с отклонением) во время вращения квартиры-центрифуги; 2. Коридор, внутри его правой части – перемещающееся по коридору кресло; 3. Кольцевая платформа (не вращающаяся), подвешенная к потолку здания; 4. Люк для спуска с круглой (вращающейся) площадки в центральную комнату (крышка люка поднята); 5. Круглая площадка, вращающаяся вместе с квартирой-центрифугой; 6. Ступени лестницы для спуска на кольцевую платформу; 7. Противовес, поднимающийся при подъеме и отклонении жилого помещения во время вращения квартиры-центрифуги; 8. Центральная комната; 9. Балкон.

В квартире-центрифуге «Марс-Орбита» размещались добровольцы-испытуемые. Мы вращали её непрерывно с разными скоростями, первоначально по четыре часа, а в последующем по трое суток, по пятнадцать и до тридцати пяти суток.

Исследования проводились с 1965 г. до 1973 г. У испытуемых регистрировались множество показателей: психологических, психо-социальных, инженерно-психологических, медицинских и биохимических; изучали самочувствие и работоспособность людей.

Эта исследовательская программа продолжалась семь лет; мы работали упорно, напряжённо и дружно. По результатам многочисленных экспериментов с медленным, непрерывным вращением людей (продолжительностью до 35 суток) были опубликованы доклады на конференциях, статьи и несколько моих научных монографий.

В США аналогичные эксперименты с длительным вращением людей проводил выдающийся исследователь Аштон К. Грейбиэл. Но у него вращалась лишь комната (а не двухкомнатная квартира, как у нас), на восьмиметровом плече центрифуги (у нас диаметр вращающегося сооружения — 20 м). И, главное, в нашу квартиру-центрифугу «Марс»-«Орбита» во время её вращения можно было входить разным специалистам и проводить исследования, которые не могли сделать сами испытуемые. Благодаря этому мы могли проводить эксперименты с неограниченно долгим вращением (американцы не могли, так как им надо было останавливать его, чтобы пополнять запасы продовольствия, убирать экскременты и обследовать испытуемых).

Известно, что при радиальных перемещениях (движениях) людей внутри вращающейся системы на них начинают действовать ускорения Кориолиса. Они вызывают у людей весьма неприятные состояния «укачивания-укручивания». Оно и было объектом наших многолетних исследований. Чтобы его не усиливали другие неблагоприятные факторы, возможные при длительной изоляции у наших испытуемых, нами были предусмотрены и созданы весьма комфортные условия для долгого проживания в квартире-центрифуге «Марс-Орбита».

В ней имелись:

1)удобные спальные места для двух человек - кресла-кровати (защищены авторским свидетельством);

2) рабочие места, для живущих там испытуемых и для специалистов-исследователей, периодически приходящих и проводящих внутри вращающейся квартиры-центрифуги обследования испытуемых;

3) удобный, хорошо изолированный туалет: душ, раковина, унитаз, взаимозаменяемые в минимальном пространстве (защищен авторским свидетельством) ;

4) испытуемые, находящиеся в жилом отсеке во время вращения квартиры-центрифуги, могли в свободное время слушать и видеть широковещательные программы радио и телевидения (на крыше жилого отсека установлена специальная круговая антенна). В то время единственным в СССР портативным радиоприёмником была «Спидола». Портативные магнитофоны в СССР не продавались. Малоразмерные магнитофон и телевизор (экспериментальные образцы) с большим трудом мы раздобыли через Торговую Палату;

5) во время первых вращений в «Марс-Орбита» испытуемым предлагалась любая еда, какую только захотят. Для этого был составлен договор с лучшим рестораном города Жуковский. Однако при первых же многочасовых вращениях аппетит испытуемых резко ухудшился, они соглашались есть только варёную курицу, запивая куриным бульоном.

     Рис.   Схема жилого помещения квартиры-центрифуги «Марс-Орбита». 1 – стол с приборами; 2 – откидной стол; 3 – часть спального места, трансформируемого в кресло; 4 – шкаф для личных вещей; 5 – шкаф для постели; 6 – откидная кушетка (часть спального места); 7 – кухонный отсек; 8 – электропультовой отсек; 9 – туалет-душ; 10 – коридор.
Рис. Схема жилого помещения квартиры-центрифуги «Марс-Орбита». 1 – стол с приборами; 2 – откидной стол; 3 – часть спального места, трансформируемого в кресло; 4 – шкаф для личных вещей; 5 – шкаф для постели; 6 – откидная кушетка (часть спального места); 7 – кухонный отсек; 8 – электропультовой отсек; 9 – туалет-душ; 10 – коридор.

     Рис.   Рабочий стол в жилом отсеке квартиры-центрифуги «Марс-Орбита». Крышки некоторых личных ящиков испытуемых приподняты. Посередине поднят откидной стол, над ним виден портативный магнитофон. Слева пульт управления креслом, движущимся по коридору и системами освещения, отопления, вентиляции в разных отсеках квартиры-центрифуги. Сверху стоит портативный телевизор, правее его радиоприёмник «Спидола». Сверху слева кронштейн, на нем крепились различные устройства для исследования координации движений, функции зрения и др.
Рис. Рабочий стол в жилом отсеке квартиры-центрифуги «Марс-Орбита». Крышки некоторых личных ящиков испытуемых приподняты. Посередине поднят откидной стол, над ним виден портативный магнитофон. Слева пульт управления креслом, движущимся по коридору и системами освещения, отопления, вентиляции в разных отсеках квартиры-центрифуги. Сверху стоит портативный телевизор, правее его радиоприёмник «Спидола». Сверху слева кронштейн, на нем крепились различные устройства для исследования координации движений, функции зрения и др.

Всё это, повторю, было сделано, чтобы единственным стрессогенным фактором оставалось бы только ускорение Кориолиса, действовавшее на наших подопытных при их перемещениях по квартире-центрифуге во время её вращения.

     Рис.   Корсаков Владимир Александрович в жилом отсеке квартиры-центрифуги «Марс-Орбита» во время пятнадцати суток непрерывного вращения со скоростью 48 градусов в секунду. Он лежит на специальном кресле-кровати (изобретение Вознесенского и Соловьёва, защищено авторским свидетельством). Над его головой виден специальный пульт для изучения координации движений рук человека-оператора во время вращения квартиры –центрифуги. Фото из личного архива В.А. Корсакова
Рис. Корсаков Владимир Александрович в жилом отсеке квартиры-центрифуги «Марс-Орбита» во время пятнадцати суток непрерывного вращения со скоростью 48 градусов в секунду. Он лежит на специальном кресле-кровати (изобретение Вознесенского и Соловьёва, защищено авторским свидетельством). Над его головой виден специальный пульт для изучения координации движений рук человека-оператора во время вращения квартиры –центрифуги. Фото из личного архива В.А. Корсакова

Незадолго до участия в нашем эксперименте В.А. Корсаков в составе специального «экипажа» находился при многосуточной изоляции от окружающего мира в НЭКе. Там он отрастил бороду.

     Рис.   В.А. Корсаков в НЭКе управляет «полётом» на Марс. Фото из личного архива В.А. Корсакова.
Рис. В.А. Корсаков в НЭКе управляет «полётом» на Марс. Фото из личного архива В.А. Корсакова.

     Рис.   В операторской отдела центрифуги. Дмитриев Петр Александрович, дежурный оператор (левее) и Л.А. Китаев-Смык. За стеклом видны ступени лестницы спускающейся ко входу вращающейся квартиры-центрифуги «Марс-Орбита». Дмитриев до увольнения в запас, был известным полярным летчиком.
Рис. В операторской отдела центрифуги. Дмитриев Петр Александрович, дежурный оператор (левее) и Л.А. Китаев-Смык. За стеклом видны ступени лестницы спускающейся ко входу вращающейся квартиры-центрифуги «Марс-Орбита». Дмитриев до увольнения в запас, был известным полярным летчиком.

Рис. Исследования во время пятнадцатисуточного вращения квартиры-центрифуги «Марс-Орбита» закончились. Это отмечают в дружеской обстановке Л.А. Китаев-Смык (слева), ответственный за исследования во время вращения центрифуги, М.Л. Харитонов (в центре), начальник отдела центрифуги, В.А. Бирюков (справа), помощник Л.А. Китаева-Смыка (из архива М.Л. Харитонова).
Рис. Исследования во время пятнадцатисуточного вращения квартиры-центрифуги «Марс-Орбита» закончились. Это отмечают в дружеской обстановке Л.А. Китаев-Смык (слева), ответственный за исследования во время вращения центрифуги, М.Л. Харитонов (в центре), начальник отдела центрифуги, В.А. Бирюков (справа), помощник Л.А. Китаева-Смыка (из архива М.Л. Харитонова).

     Рис.   Квартира-центрифуга «Марс-Орбита» во время вращения с угловой скоростью 48 градусов в секунду. Кадр из фильма «Крутые дороги космоса».
Рис. Квартира-центрифуга «Марс-Орбита» во время вращения с угловой скоростью 48 градусов в секунду. Кадр из фильма «Крутые дороги космоса».

На фотографии кадра из фильма "Крутые дороги космоса" видно, как сильно поднята и наклонена комната-кабина! Трудно представить, что долго живущие в ней люди ходили в ней по полу, как по горизонтальной поверхности! И вес тел этих людей (испытуемых), а также посещающих кабину исследователей и всего, что было в кабине (при радиусе вращения 10 метров) был больше чем в обычных условиях нашей жизни.

***

В квартире-центрифуге «Марс-Орбита» мы смогли изучить как влияет непрерывное вращение на самочувствие людей, на их здоровье, работоспособность и на их взаимодействие друг с другом. Работая много лет, мы создали конкретные рекомендации для создания и оснащения межпланетных кораблей, у которых в жилых и рабочих отсеках, из-за их вращения, будет «искусственная сила тяжести». Благодаря использованию различных медицинских, физиологических, психологических методов исследования и изучению работоспособности испытуемых были созданы научные основы общей (генеральной) теории стресса.

Друзья, сообщайте ваше мнение и подписывайтесь на канал «Проникновение в космонавтику».

Дайте прочитать вашим родственникам и знакомым. Пусть они тоже подпишутся на канал. Читайте предыдущие материалы и те, что будут публиковаться дальше.

С уважением, Леонид Александрович Китаев-Смык.