В этой статье я затрону тему шлюзования при выходе в открытый космос.
Если в речном/морском/ремонтном шлюзе меняется уровень воды, то в космическом – уровень давления.
По всем канонам космонавтики, допускается два способа выхода в открытый космос:
1-при полной разгерметизации ПК
Этот вариант был особенно актуален на заре космонавтики и чаще всего применялся американскими астронавтами, в т.ч. во время миссии на Луну. В советской лунной программе тоже предусматривалась полная разгерметизация лунного корабля и командного модуля, причем трижды.
Это к вопросу, почему советская лунная программа была намного рискованней, чем американская.
Данный тип выхода в открытый космос оправдан только в кораблях с небольшим внутренним объемом, рассчитанным на 1-2 «пассажиров».
2-покидания корабля через шлюз.
В этом случае, разгерметизации подлежит только предназначенный для этого отсек (шлюз), в то время, как остальная часть космического корабля/станции продолжает свою жизнедеятельность в штатном режиме.
В настоящее время, используется только второй способ.
Процесс шлюзования – длительный процесс
Если детально рассмотреть процесс шлюзования, то он окажется не таким простым, как закрыть/открыть люк и сбросить давление.
Прежде всего, космонавты проводят проверку работоспособности скафандра (далее СК), одевают костюм водяного охлаждения (далее КВО) (о котором я написал отдельную статью), входят в скафандр и подключают связь, медицину, костюм КВО к его системе жизнеобеспечения, которая на первом этапе работает от борта космической станции.
Только после полной проверки всех систем и герметичности СК, закрывается переборка между шлюзом и станцией и происходит небольшой сброс давления (до эквивалента высоте 2,5-3км) в шлюзе и соответственно в СК.
Затем, космонавты включают инжектор СК и осуществляют продувку скафандра чистым кислородом, что бы из внутренних полостей СК полностью удалить молекулы азота.
После пятиминутной продувки кислородом, начинается получасовая десатурация – выведение азота уже из организма для профилактики высотно-компрессионной болезни.
Интересно, но факт: по причине разных режимов рабочего давления в отечественных и американских СК, астронавты, вынуждены тратить на десатурацию четыре часа.
После завершения десатурации, начинается окончательный и плавный сброс давления в шлюзовой камере и скафандре. На отметке давления 300-310мм.рт. скафандр и шлюзовая камера расходятся своими путями: давление в шлюзовой камере продолжает плавно опускаться до абсолютного вакуума, а в скафандре продолжает автоматически поддерживаться на уровне 300-310мм.рт. По мере падения давления в шлюзовой камере, в СК увеличивается избыточное давление по отношению к внешней среде и в рабочем режиме составляет 0,4 кгс/см2.
Все это время, питание скафандра продолжается от борта станции, а переход на автономное питание происходит уже в условиях вакуума.
Как видите, космонавты тратят достаточно много времени еще до того, как отстыкуют колодку питания СК и включится таймер отсчета автономной работы скафандра. Именно это время принято считать длительностью внекорабельной деятельности (далее ВКД).
Все, что делается «с еще», или «уже» подстыкованной колодкой питания, в «зачет» автономной работы входит.
Обратное шлюзование, тоже занимает более 40-60 минут. Первым делом, происходит стыковка колодки и скафандр переходит на питание от борта станции.
Далее идет тридцатиминутный процесс сушки сублиматора, и только после этого, в шлюзовой камере плавно начинает нагнетаться давление.
По мере повышения давления до 300-310мм.рт.ст., в скафандре постепенно падает избыточное давление и на отметке порядка 300мм.рт. давление в СК и шлюзе полностью выравнивается, а затем, продолжает повышаться до показателей в обитаемой части орбитальной станции.
Таким образом, услышав в новостях о том, что космонавты осуществили восьмичасовой выход в открытый космос, нужно учитывать, что к этому времени следует добавить еще час-полтора, которые космонавт провел в скафандре до того, как отстыковал колодку питания от бортовой системы, и еще 40-60 минут до того, как была открыта дверца скафандра.
Не смотря на то, что в находящемся под давлением скафандре образуется относительно много свободного места, позволяющего космонавту двигать руками и ногами, имеется устройство для питья воды, все это время космонавт находиться в условиях ограниченной подвижности, что требует не только физических, но и психологических сил. Подтверждением высокой физической и психо-эмоциональной нагрузки, служит потеря веса до нескольких килограмм, которые космонавт теряет во время ВКД.