Прежде чем перейдем к первым космическим и суборбитальным полетам, вначале коснемся вопроса:
А что знали о влиянии невесомости и малоподвижности в докосмическую эру?
Начнем с малоподвижности в земных условиях. Человечество достаточно давно ставило такие эксперименты - вспомним закованных в тёмных, холодных и сырых подвалах, узников.
Понятно, что такое "времяпровождение" здоровья не добавляло. Но многие узники влачили такое существование годами - если верить исторической литературе.
Развитие пенитенциарной системы "подкинуло" материала для исследования - тут и "карцеры" и "пеналы" и прочие малообъемные помещения, в которых наказуемые несли дополнительное наказание за какие то проступки.
Были помещения, в которых человек не мог не сеть, не лечь - только стоять.
В заключение попадали люди с различным состоянием здоровья. Кого то эти дополнительные наказания приводили к инвалидности и даже смерти, но многие переносили это без особых последствий для здоровья.
Перейдем со столь мрачной темы в чему то более оптимистичному, а именно к:
Рекордам на выносливость.
Как техники, так и людей. Вспомним перелеты Чкалова, Громова через полюс, рекорды беспосадочных полетов.
Примерно 63 часа в довольно сложных условиях. Минимум движения, недостаток кислорода, холод. Но... продолжительность, все же, невелика.
В СССР идеология в меньшей степени позволяла стремиться к личным рекордам, нежели в Америке.
Там 30-е годы были годами рекордов - в том числе и на положительность.
Длительные автомобильные гонки без остановки, и такие же полеты легкомоторных самолетов. Некоторое количество денег, смелости, авантюрности. здоровья - и добро пожаловать на попытку рекорда. В Америке рекорд мог быть трансформирован в популярность, а та, в свою очередь, в деньги.
Взглянем на последний из этих рекордов, который был осуществлен уже не в 30-е годы, а намного позже, но все же в "докосмическую" эру - до пилотируемых полетов в 1958 году.
История по-настоящему сумасшедшего рекорда
Мало кто знает, но абсолютный рекорд по продолжительности полета установлен на самолете Cessna 172. Самолет взлетел 4 декабря 1958 года с аэродрома Мак-Карран вблизи Лас-Вегаса и приземлился на том же аэродроме 5 февраля 1959 года, пробыв в воздухе больше ДВУХ МЕСЯЦЕВ! А именно 64 дня, 22 часа и 19 минут. Пилотировали самолет Боб Тим и Джон Кук.
Боб Тим работал механиком в гостинице Hacienda. Во время Второй мировой войны летал на бомбардировщиках, был опытным пилотом и фанатом полетов. Он убедил хозяина гостиницы Уорена Бэйли вложить в этот проект $100 000. Боб собирался установить рекорд, а Уорен решил, что полет на самолете с именем гостиницы, нарисованном на фюзеляже, сделает ему отличную рекламу.
Тим купил самолет N9172B, налетавший 1500 часов с двигателем, наработавшим 450 часов. Подготовка к полету заняла около года. В частности, внизу фюзеляжа был установлен бак на 360 литров, установлены электронасосы, перекачивающие топливо в основные баки, резервные ручные насосы, изменена проводка топливных магистралей, установлен второй маслофильтр, маслобак и система трубопроводов, позволяющая менять масло и фильтр прямо в полете, без остановки двигателя, был установлен автопилот.
Continental в порядке рекламы предоставил для полета новый двигатель,
но три первых полета, каждый из которых был заявкой на рекорд, по разным причинам закончились неудачей. Каждый полет длился не более 17 дней. В частности, причиной неудачи третьего полета был прогоревший выпускной клапан. Тим был очень расстроен техническими неполадками. К тому же, с момента установки нового двигателя они налетали около 1200 часов. Выхода не было, и старый двигатель с наработкой в 450 часов установили заново.
В процессе испортились отношения со вторым пилотом. Тим заменил его на Джона Кука, пилота и механик. Кроме того, что он выполнял часть своих обязанностей по пилотированию, он регулярно становился на вспомогательную платформу, закрепленную к шасси самолета, и протирал лобовое стекло. Особенно он любил это делать, когда рядом пролетал самолет с журналистами, делавшими фотографии для очередных новостей.
Итак, 4 декабря 1958 года в 3 часа 52 минуты после полудня самолет взлетел с аэродрома Мак-Каран с Бобом Тимон и Джимом Куком на борту. От авиационных властей США было получено разрешение на эксплуатацию самолета с массой, превышающей максимальную взлетную массу на 180 кг.
Общий запас топлива составлял около 540 литров. Самолет заправляли дважды в день с движущегося рядом автомобиля. Всего было произведено около 130 заправок. С это же машины периодически подкрашивали колеса самолета белой краской, чтобы предотвратить тайные ночные посадки.
Повар гостиницы готовил еду для пилотов из самых лучших продуктов. Сервировка была, однако, гораздо менее изысканна – еда нарезалось мелкими кусками и утрамбовывалась в термосы. Каждые два дня они получали воду, полотенца и мыло. В самолете, кстати, была установлена небольшая раковина для умывания.
На 39 день полета сломался генератор. С этого момента все топливо из дополнительного бака перекачивалось ручным насосом. На самолете был установлен дополнительный генератор, приводимый в движение ветром, однако его мощность была ограничена.
23 января прежний мировой рекорд был превзойден. Они достигли своей цели, но решили продолжать полет так долго, как только смогут.
Кук писал: «Мы потеряли генератор, тахометр, автопилот, отопитель кабины, посадочный свет, указатель уровня топлива в дополнительном баке, электрический топливный насос и лебедку». Время делало свое дело. Двигатель был изношен настолько, что с трудом набирал высоту после очередной дозаправки. 7 февраля 1959 года N9172B вернулась на аэродром Мак-Каран. .
Самолет установли в гостинице и он оставался там на протяжении нескольких лет. Когда интерес публики к самому продолжительному в мире полету стал угасать, самолет был продан новому владельцу в Канаду.
Тим вернулся к работе в гостинице. Уйдя на пенсию, он часто вспоминал свой полет. Он умер в 1978 году, так и не узнав, где находится самолет, на котором он совершил самый важный в своей жизни полет. Поисками самолета занялся его сын Стив. Стиву удалось найти самолет на одной из ферм в Канаде и вернуть его обратно в Лас-Вегас в 1988 году. В 1992 году его приобрел авиационный музей Говарда Кэнона для своей постоянной экспозиции. Сегодня N9172B можно увидеть прикрепленным к потолку в зоне получения багажа в аэропорту Мак-Карен.
Джим Кук продолжил свою карьеру пилота. Он ушел из жизни в 1995 году, когда ему было 70.
Гостиница Хасенда была снесена в 1996 году, чтобы расчистить место для посторойки гостиницы Mandalay Bay.
Конец цитирования.
Каково?!
Разумеется, это не полная неподвижность - но зато дополнительный постоянный стресс, шум, вибрации, отсутствие условий для нормального сна и прочие "прелести". При этом - пилотировали самолет (автопилота не было) и в завершение осуществили нормальную посадку.
Можно покопать историю подобных рекордов, найти менее продолжительные, но более стесненные.
Промежуточный вывод.
Стесненные условия и малоподвижность в условиях гравитации здоровья не добавляют, могут быть критичными для слабых людей, но здоровые и подготовленные люди могут их пережить без особого ущерба для своего состояния.
Невесомость.
Про невесомость, как она влияет на здоровье и самочувствие, до космических полетов не знали практически ничего.
В земных условиях воссоздать ее нельзя - на сколь нибудь заметную продолжительность.
Гидроневесомость - не невесомость в полном смысле, а всего лишь очень распределенная поддержка тела человека.
Писатели - фантасты размышляли о том, как может повлиять невесомость на состояние человека. И в основном их "выводы" были прямо противоположенные тому, что оказалось в реальности. Большинство из них полагали, что основная проблема - это перегрузки. При старте, при разгоне, при различных маневрах. При торможении, посадке.
Невесомости фантасты приписывали, скорее целебное действие, что она во многом облегчает жизнь, способна помочь улучшить здоровье.
Возможные причины таких "выводов" - особенности жизненного уклада тех времен. Гражданская война, индустриализация, великая отечественная война, послевоенный голод, восстановление народного хозяйства. Много физического труда, часто чрезмерно много. Работа физически с детского возраста. Недостаточное и несбалансированное питание, недоедание. От этого - многочисленные патологии.
Для лечения этих патологий или хотя бы для улучшения состояния зачастую было достаточно двух "лекарств" - хорошее питание и отдых. Недаром появилась колбаса "докторская".
Возможно, на основании этого проводились дальнейшие аналогии - невесомость разгружает суставы и весь опорно-двигательный аппарат, снижает нагрузку на сердечно-сосудистую систему и т.п.
Кратковременная невесомость - несколько десятков секунд - полет на динамический потолок (это относится в основном к реактивной авиации)
в это время регулярно практиковалась и так же позволяла думать именно так.
Но жизнь внесла свои коррективы.
К полетам и космонавтам/астронавтам.
Восток-1, Юрий Гагарин.
Сразу немного про технику вопроса. Восток 1 иногда изображают так
Но это КК вместе с третьей ступенью РН, до её отделения. Она, третья ступень закрывает жалюзи системы терморегуляции. И если ступень не отделится, есть не нулевой шанс перегрева.
У Юрия Алексеевича в этом полете было много нештатных ситуаций - 10 или 11. Разные источники описывают их немного по разному.
Источник 1 - Новые Известия, 12 апреля 2020 года, статья:
Первый космонавт только по счастливой случайности вернулся живым из полета 12 апреля 1961 года
Статья весьма эмоционально написана, рекомендую сходить по ссылке.
Источник 2 - ТАСС.ru от 12 апреля 2017 года, статья:
10 опасных ситуаций Гагарина: как первому космонавту везло в полете
Статья написана в достаточно нейтральном, неэмоциональном стиле, но в целом одинакова по смыслу с первой.
Источник 3 - pravda.ru со статьей аж от 13 апреля 2004 года:
Что на самом деле увидел Гагарин из космоса (запись переговоров)
Краткое содержание:
"Запись приводится с момента посадки Гагарина в корабль (за два часа до старта) до выхода "Востока-1" из зоны радиоприема и приземления на Землю.
Как свидетельствует этот документ, два часа до старта Юрий Гагарин провел, проверяя приборы и насвистывая свои любимые песенки. Начал он с песни "о далеком курносом детстве", потом перешел на "Родина слышит, Родина знает".
Далее в центре управления полетами прослушали "Ландыши" в гагаринском исполнении. За минуту до старта первый космонавт напевал "Летите, голуби, летите". Далее запись фиксирует учащенное дыхание космонавта. Спустя несколько секунд Королев сказал: "Полный подъем", а Гагарин произнес свое знаменитое "Поехали".
Когда "Восток-1" вышел на орбиту, Гагарин передал: "Вижу горизонт, горизонт Земли выплывает. Но звезд на небе не видно. Земная поверхность, земную поверхность видно в иллюминатор. Небо черное, и по краю Земли, по краю горизонта такой красивый голубой ореол, который темнее по удалению от Земли".
Позже первый космонавт смог увидеть и звезды. Особенно его поразила одна маленькая звездочка, которая проплыла в окне его иллюминатора. "Видно звезды через "Взор", как проходят звезды. Очень красивое зрелище. Продолжается полет в тени Земли, — передал космонавт. — В правый иллюминатор сейчас наблюдаю звездочку, она так проходит слева направо. Ушла звездочка, уходит, уходит..."
Последний раз Юрий Гагарин вышел на связь в 10 часов 23 минуты. Он сообщил, что полет проходит успешно, его самочувствие отличное, а все системы работают хорошо. На этом запись обрывается. 12 апреля 1961 года в 10 часов 55 минут по московскому времени космонавт успешно совершил приземление."
Конец цитирования.
Насколько правдоподобна стенограмма - не знаю, мне как то не попадалась - ни сама стенограмма, ни ее анализ. Но меня впечатлило - как будто повеяло свежим ветерком из того времени... прочитал на одном дыхании.
Источник 4 - журнал Наука и Жизнь номер 4, 2011 года,
статья Владимира Губарева:
Юрий Гагарин: «Я чувствовал себя хорошо...» (Комментарий к Главному полёту ХХ века)
Продолжительность первого космического орбитального полета была небольшая, потому интересующий нас вопрос - как повлияла невесомость и стесненные условия в космическом корабле не послеполетное самочувствие космонавта - даже не поднимается.
Меркурий-Редстоун-3. Алан Шепард.
Суборбитальный полет на высоту 187 км. Общая продолжительность 15 мин. невесомость - около 5 мин. Здесь про влияние невесомости на послеполетное состояние вообще говорить не приходится.
Но в официальной версии - это второй космический полет, совершенный менее чем через месяц после Юрия Алексеевича - 5 мая 61 года.
Потому заносим его в порядке хронологии.
Хотя... Это - официальная версия. Но у меня есть некоторые сомнения, что этот полет в реальности был пилотируемым.
Я рассматривал это в статье
Меркурий, Алан Шепард и "нужная вещь"
А так же в статье:
Баллистический спуск... или куда летали Меркурии. Часть 5.
Предыдущие 4 части (куда летали) - для понимания логики и некоторый "ликбез".
Заключение из части 5:
Суборбитальные полеты.
В соответствии с официальной версией событий на аппарате Меркурий было совершено два суборбитальных полета - первый выполнил Алан Шепард
и полет прошел штатно, за исключением задержки на старте и "справления малой нужды" в скафандр.
Второй суборбитальный полет совершил Гас Гриссом
а вот его полет прошел с некоторыми приключениями, как в основной части полета - астронавт нервничал, так и при приводнении - он чуть не утонул.
Гриссом был самым низкорослым - 170 см - в отряде астронавтов.
Он был технарем - закончил университет и получил диплом инженера-механика, был техническим консультантом при разработке КК Джемини.
Теперь - моя версия событий этих двух суборбитальных полетов.
Первый - Алана Шепарда (кстати его рост 180 см, а Гагарина - 165 см) сплошная подтасовки и имитация, никуда Шепард не летал. Начиная с того, что с его ростом было тяжело поместиться в столь маленький аппарат, и заканчивая странными "мемуарами" об этом полете - я об этом писал в статье Меркурий, Алан Шепард и "нужная вещь". Нужно было поддержать престиж страны, и на роль первого астронавта, достигшего космоса, выбрали "настоящего американского парня". Что бы хорошо выглядел на фото, на экранах, на различных официальных мероприятиях.
Но реальный полет, хотя бы суборбитальный, нужно было совершить, и для его выполнения выбрали самого подготовленного - Гриссома. Хорошо зная все технические особенности Меркурия, и прекрасно осознавая, какие риски его могут ждать, Гриссом имел свой план по выполнению полета. К этому полету добавили немного возможностей по управлению аппаратом и по контролю положения - добавили иллюминатор.
По официальной версии перегрузки Меркурия при спуске из орбитального полета составляли величину 8-9g, а из суборбитального полета, ввиду крутой траектории больше - на уровне 12g. В предыдущей части я предположил, на основе имеющейся информации, что перегрузки при спуске с орбиты должны быть несколько больше, чем заявлялось официально. Возможно и в суборбитальном полете перегрузки были выше, чем заявленные 12g.
Положение астронавта в корабле, обеспечивающее дополнительный прилив крови к голове, уменьшало допустимые перегрузки.
Возможно, про это Гриссом знал - он был достаточно подготовленный в технических вопросах. И знал, чем ему и его здоровью грозит спуск из суборбитального полета по баллистической траектории.
Потому, когда началось торможение в атмосфере и перегрузки, Гриссом перевел аппарат в управляемый спуск, для снижения перегрузок. В суборбитальном полете из за крутизны начальной траектории влияние управляемого спуска намного менее значимо, чем при спуске с орбиты. Но есть дополнительная возможность - тормозные двигатели. Каждый с тягой по 500 кг (примерно). Если их включить при надлежащем положении корабля, то можно сделать последующую траекторию несколько более пологой. Используя оба этих фактора, Гриссом снизил действующие перегрузки и благополучно приводнился. Но сделал это на большом удалении от предполагаемой точки приводнения, где его ждали.
Ожидая прибытие команды спасателей, Гриссом израсходовал запасы кислорода. И выбирая далее вариант - задохнуться в корабле или отстрелить люк и дождаться спасателей на плаву - выбрал второй вариант.
Его спасли, капсула утонула, а официальную версию его полета немного подправили, что бы она, эта версия, не бросала тень на первый, официально объявленный полет Алана Шепарда.
Конец цитирования.
Воспринимайте выше процитированное (мнение автора) как одну из версий.
Так как наша цель - рассматривать влияние невесомости на послеполетное состояние космонавтов и астронавтов, то полеты "Меркуриев" мы будем принимать в соответствии с официальной версией событий - что они все были "взаправду".