В Музее К.Э. Циолковского, авиации и космонавтики представлено высокотехнологичное оборудование и объекты, которые побывали за пределами нашей планеты: ракеты, спутники, скафандры и бортовые инструкции.
Мы выбрали для вас пять самых интересных экспонатов. Читайте, в какой экипировке космонавты выходят в открытый космос, чем делают пометки в рабочих бумагах и как пьют кофе в условиях невесомости. Мы расскажем, откуда космические корабли берут электричество и как работает спутниковая система навигации.
Скафандр «Орлан-МКС»
Вне космической станции космонавты ремонтируют и меняют оборудование, прокладывают кабели и поручни для передвижений, устанавливают и настраивают приборы для научных экспериментов. Всю работу в открытом космосе они выполняют в скафандрах. Эти специальные костюмы защищают человеческое тело от экстремальных температур и космической радиации.
Российские скафандры разрабатывают на научно-производственном предприятии «Звезда», которое расположено в поселке Томилино в Московской области. Модель «Орлан» специалисты предприятия начали проектировать еще в конце 1960-х годов. Впервые ее опробовали на орбитальной станции «Салют-6» в 1977 году. Тогда космонавты Юрий Романенко и Георгий Гречко провели в открытом космосе почти полтора часа. С тех пор разные модификации скафандров этой модели использовали космонавты не только из России, но и Америки, Европы, Китая и Канады.
«Орлан‐МКС» — это шестое поколение «Орланов». На Международной космической станции его используют и сейчас. Аббревиатура в названии модели расшифровывается как «модернизированный, компьютеризированный, синтетический».
«Орлан‐МКС» состоит из жесткого корпуса, к которому крепятся мягкие рукава и штанины. Его наружная оболочка предусматривает защиту от микрометеоритов. Костюм оснащен системой связи, автоматического и ручного терморегулирования. Также он передает информацию о состоянии космонавта. Параметры работы скафандра выводятся на внутренний дисплей. Для выполнения задач на теневой стороне инженеры встроили в шлем светодиодные лампы, а для работ на солнечной предусмотрели специальную защитную часть из золотистого зеркального стекла. Еще в защитном костюме есть запас питьевой воды и «чесалка» для носа. В «Орлане‐МКС» космонавт может совершить до 20 выходов в открытый космос и в каждый из них пробыть там до 10 часов.
Космическая ручка
Космическую ручку придумал американский изобретатель и предприниматель Пол Фишер. До нее космонавты во время миссий делали записи более опасными и менее удобными грифельными и восковыми карандашами. В свои разработки Фишер вложил миллион долларов. Он создал шариковую ручку со специальным картриджем, которой можно писать в невесомости, под водой, на мокрой или жирной бумаге, а также при экстремальных температурах от -35 до +121 градуса Цельсия.
Свое изобретение предприниматель запатентовал в 1966 году. Параллельно с Фишером похожее письменное устройство создал отечественный инженер Михаил Клевцов. Однако он не успел оформить нужные документы и подать заявку на патент.
Центр пилотируемых космических аппаратов NASA в течение 18 месяцев тщательно испытывал изобретение Пола Фишера. Тесты прошли успешно.
Впервые американские астронавты использовали новые ручки во время миссии на космическом корабле «Аполлон-7» в 1968 году. А год спустя СССР закупил 100 таких устройств для отечественных космонавтов. С тех пор их использовали в каждой космической миссии. Они и сейчас находятся на Международной космической станции.
Ручка из экспозиции Музея К.Э. Циолковского принадлежала советскому космонавту Виктору Савину, который участвовал в трех космических полетах. С ее помощью Савин делал записи на борту орбитальной станции «Салют-6». В 1990 году он лично передал ручку музею.
Макет спутника «Глонасс-К»
ГЛОНАСС — это российская спутниковая система навигации. Она состоит из трех подсистем. Первая — это, как правило, 24 основных и несколько резервных спутников, которые движутся над поверхностью Земли. Они формируют и излучают радиосигналы. Вторая подсистема включает в себя центр управления и сеть станций по всей территории России — они собирают данные, контролируют спутники и координируют их работу. Последняя группа — это навигационные аппараты пользователей.
Изначально эту систему разрабатывали для военных целей, но со временем область применения расширили. Сейчас ее используют в разных видах транспорта — от автомобилей до самолетов. Система помогает составлять топографические карты, прокладывать нефте- и газопроводы, передает информацию о состоянии мостов и туннелей и многое другое. Приемники сигналов ГЛОНАСС в смартфонах, планшетах, устройствах для фитнеса облегчают людям ориентирование на местности. Чтобы точно определить местоположение, приемник должен находиться в зоне действия как минимум четырех спутников.
Первый навигационный космический аппарат ГЛОНАСС запустили в 1982 году. Всю систему ввели в штатную эксплуатацию в 1995 году, когда 24 спутника полностью охватили территорию земного шара.
Несколько лет спустя создали аппараты следующего поколения — «Глонасс-М». Они определяли местоположение, время и скорость наземных, воздушных, водных и космических объектов, а еще к ним добавили гражданские частоты.
«Глонасс-К» относится к аппаратам третьего поколения. Всё его оборудование состоит исключительно из российских компонентов. К нему добавили аппаратуру Коспас-Сарсат, которая предназначена для спасения тех, кто терпит бедствие. Первый спутник такого типа запустили 26 февраля 2011 года с космодрома «Плесецк».
Космический кофе
Большую часть продуктов для космического питания в России производят на Бирюлевском экспериментальном заводе. Он находится в поселке Измайлово в Московской области. Там выпускают около 300 наименований продукции, в том числе и кофе. Готовую еду в основном сублимируют, то есть лишают влаги, это снижает вес и размер продуктов. Часть вторых блюд консервируют в банках из алюминия, а соусы, мед и горчицу расфасовывают в тюбики. Посылки с рационом несколько раз в год отправляют грузовыми космическими кораблями.
Для российских космонавтов разработали четырехразовое питание. Перед полетом они дегустируют продукты и выбирают себе рацион. Кофе космонавты тоже заказывают на свой вкус — с сахаром, молоком или без них.
Заварить напиток в условиях невесомости несложно — для этого космонавт подсоединяет пакет с кофе к специальному агрегату, который добавляет нужное количество горячей воды. Через несколько минут кофе можно пить с помощью особой трубочки.
Система жизнеобеспечения в космосе замкнутая, поэтому часть жидкостей, которые выделяет тело человека, перерабатывают в дистиллированную воду. Потом ее используют для технических нужд или готовят из нее напитки. На этот счет астронавты шутят, что вчерашний кофе становится завтрашним кофе.
Фрагмент панели солнечной батареи
Солнечные батареи получают энергию из солнечного света. Их прототипы создал в начале XX века итальянский ученый Джакомо Луиджи Чамичан. Он считал, что благодаря этому виду энергии «цивилизация не пропадет, а будет существовать до тех пор, пока светит солнце».
В космосе солнечные батареи впервые использовали весной 1958 года. Их разместили на внешнем корпусе американского спутника «Авангард-1». Связь с ним спустя шесть лет прервалась, и на сегодня это самый старый искусственный объект на околоземной орбите.
Со временем космические аппараты стали использовать солнечные батареи как основной источник питания. Такая система состоит из двух основных частей — панелей, которые генерируют энергию, и накопительных емкостей.
До начала 1990-х годов в космосе в основном использовали кремниевые солнечные батареи, но со временем начали переходить на арсенид-галлиевые на германиевой подложке. Панели из кремния дешевле в производстве, но они менее эффективны и быстрее портятся от космического излучения.
Солнечные батареи для российских космических программ выпускают на научно-производственном предприятии «Квант» и заводе «Сатурн».
Автор: Инна Докучаева