Репортажность
Метафоричность
Эмоциональная дистанция
Стою перед зданием Johnson Space Center в Хьюстоне и пытаюсь оценить масштаб того, что находится внутри. Передо мной – лаборатория нейтральной плавучести, Neutral Buoyancy Laboratory, NBL. Цифры говорят сами за себя: 62 метра в длину, 31 метр в ширину, 12 метров в глубину. Объём воды – 23,5 миллиона литров. Но цифры не передают главного: здесь, на дне этого бассейна, космос начинается ещё на Земле.
Я здесь не случайно. Последние несколько месяцев я беседовал с инструкторами астронавтов, инженерами симуляторов и самими космонавтами из разных стран. Задавал один вопрос: как на планете с постоянной гравитацией, плотной атмосферой и привычным давлением воссоздать условия орбиты? Оказалось, что ответ – не один трюк, а целая система инженерных решений. Каждое из них имитирует конкретный аспект космической среды.
Сегодня я увижу первую часть этой системы изнутри.
Бассейн как замена орбите
Инструктор по имени Эрве Стевенен объясняет принцип, который лежит в основе всего: «Мы не можем убрать гравитацию. Но мы можем её уравновесить». Он француз, работает в Европейском центре подготовки астронавтов EAC в Кёльне, но сегодня приехал в Хьюстон на совместные тренировки. Говорит с лёгким акцентом, но каждое техническое слово произносит чётко.
Нейтральная плавучесть – это состояние, когда объект в воде не всплывает и не тонет. Сила тяжести тянет вниз, выталкивающая сила Архимеда толкает вверх. Когда они равны – тело зависает в толще воды. Именно это состояние используют для имитации невесомости.
«Но это не настоящая невесомость», – сразу уточняет Эрве. «В космосе, когда ты толкаешь объект, он движется равномерно, пока не встретит препятствие. В воде есть сопротивление. Поэтому движения замедлены. Астронавт запускает движение легко, но остановить его – это борьба с инерцией».
Я спускаюсь по металлическим лестницам к самому краю бассейна. На дне – полноразмерная копия модулей Международной космической станции. Металлические конструкции, панели, поручни – всё точно как на орбите. Вокруг них медленно перемещаются фигуры в белых скафандрах. Над каждым астронавтом – группа дайверов поддержки. Их задача – добавлять или снимать грузы, чтобы поддерживать идеальную нейтральную плавучесть.
Один из тренирующихся – Дэвид Сен-Жак из Канадского космического агентства. Он репетирует процедуру выхода в открытый космос, которая через полгода станет реальностью на высоте 400 километров над Землёй. Каждое движение замедленно, чётко рассчитано. Он берётся за поручень, разворачивается, перемещает инструмент.
«Здесь они проводят от 6 до 10 часов за сессию», – говорит Эрве. «Для каждого часа работы в космосе – примерно 7 часов тренировок в воде».
Математика простая, но жёсткая. Один выход в открытый космос длится в среднем 6–7 часов. Чтобы подготовиться к нему, астронавт проводит в этом бассейне около 50 часов. В скафандре. Под водой. Повторяя процедуры, пока они не станут мышечной памятью.
Смотрю на часы: сессия идёт уже четыре часа. Сен-Жак всё ещё работает с тем же участком модуля. Медленно, методично. Это не тренировка выносливости – это тренировка точности.
Но вода даёт не всё. Она имитирует отсутствие веса, но не отсутствие воздуха. Она позволяет репетировать движения, но не передаёт температурных перепадов космоса. Для этого существует другое оборудование.
Вакуумные камеры: где давление падает до нуля
На следующий день я в другом здании центра. Здесь расположена Thermal Vacuum Chamber B – термовакуумная камера, где испытывают и скафандры, и людей в них.
Инженер Томас Скорс объясняет конструкцию: «Камера позволяет создать давление около 0,01 миллиметра ртутного столба. Для сравнения: нормальное атмосферное давление – 760 миллиметров. Мы создаём примерно одну стомиллиардную от обычного. Это соответствует высоте 65–70 километров над Землёй – почти космос».
Внутри камеры – подвесная монорельсовая система. Она поддерживает астронавта в скафандре, частично снимая вес, чтобы имитировать невесомость. Одновременно из камеры откачивают воздух. Когда давление падает, скафандр раздувается. Внутри него остаётся 0,4 атмосферы – чистый кислород.
Итальянский астронавт Лука Пармитано описал мне ощущения: «Когда воздух откачивают, слышишь, как скафандр потрескивает. Мягкие мембраны превращаются в жёсткие стенки. Ты чувствуешь, как пространство внутри костюма расширяется. Движения становятся сложнее – ты работаешь против давления».
Для китайских астронавтов миссии «Шэньчжоу» такие тренировки – обязательная часть программы. В Центре подготовки космонавтов в Пекине есть собственная высоковакуумная камера с низкой температурой. Там воссоздают не только вакуум, но и температурные условия: от минус 100 °C до плюс 100 °C.
Почему это важно? В космосе нет воздуха, который переносил бы тепло. Солнечная сторона объекта может нагреться до 120 °C, а теневая – охладиться до минус 150 °C. Материалы скафандра должны выдерживать эти перепады. И человек внутри должен понимать, как работает система терморегуляции.
Но даже вакуумная камера не даёт одного – длительного ощущения невесомости. Для этого есть самолёты.
Параболические полёты: 25 секунд свободного падения
Три дня спустя я на авиабазе Ellington Field, недалеко от Хьюстона. Передо мной – модифицированный Boeing C-9, который в NASA называют «самолётом невесомости». В народе у него есть другое имя: «рвотная комета». Причина проста – примерно треть пассажиров испытывает тошноту.
Пилот объясняет траекторию: «Мы летим на высоте 7300 метров горизонтально. Затем поднимаемся под углом около 45 градусов до высоты 9750 метров. В этот момент пассажиры испытывают 1,8 G – то есть вес увеличивается почти вдвое. Затем мы переходим через вершину параболы и начинаем снижение. На протяжении 20–25 секунд всё внутри салона находится в состоянии свободного падения. Настоящая невесомость».
Физика проста. Самолёт не «создаёт» невесомость – он просто падает с той же скоростью, что и всё внутри него. Пассажиры, оборудование, частицы пыли – все падают одновременно. Поэтому относительно салона они неподвижны. Это и есть состояние, которое астронавты испытывают на орбите.
«Но есть разница», – добавляет пилот. «На орбите невесомость постоянная. Здесь – 25 секунд. Потом мы выходим из пикирования, и перегрузка возвращается – снова 1,8 G. Пассажиров придавливает к полу. Затем снова набор высоты, снова парабола. За один полёт мы делаем 30–40 таких манёвров».
Европейское космическое агентство использует для тренировок Airbus A310 Zero-G – процедура та же, но самолёт больше. NASA раньше применяла KC-135: один из них выполнил более 58 тысяч парабол с 1973 по 1995 год, прежде чем был списан. Теперь он стоит как музейный экспонат рядом с Ellington Field.
Стивен Гисте, инструктор из Европейского центра, рассказывал мне о первом опыте кандидатов в астронавты: «Они учатся не просто парить в воздухе. Они учатся управлять телом без опоры: как оттолкнуться, как остановиться, как развернуться. В невесомости инерция – твой враг. Запустить движение легко, остановить – сложно».
Эти 25 секунд используют по-разному. Новички учатся двигаться. Опытные астронавты репетируют операции с инструментами. Учёные проводят эксперименты, для которых нужна микрогравитация, но не нужна орбита.
Бывший астронавт Крис Хэдфилд говорил мне: «Параболический полёт – первое знакомство с невесомостью. После него понимаешь: мозг к этому не готов. Вестибулярный аппарат сбит с толку. Желудок протестует. Но это нормально. Первый раз должен быть здесь, на Земле, а не на орбите».
Центрифуги: когда гравитация усиливается
Невесомость – это одна сторона подготовки. Но есть и противоположная – перегрузки при старте и возвращении. Для этого существуют центрифуги.
Я приехал в Сан-Антонио, в Техасе, где компания KBRwyle управляет одной из самых мощных действующих центрифуг в США. Это массивная конструкция: 7,6-метровый рычаг, на конце которого закреплена гондола. Внутри – кресло астронавта. Вся система вращается, создавая центробежную силу.
Шон Скалли, старший аэрокосмический физиолог, показывает пульт управления: «Центрифуга может создать до 30 G. Но для астронавтов мы обычно используем 3–6 G. Это те перегрузки, которые они испытывают при старте ракеты и посадке».
Шесть G – это когда твой вес увеличивается в шесть раз. Если ты весишь 80 килограммов, то под нагрузкой 6 G твоё тело давит на кресло с силой 480 килограммов. Кровь отливает от головы к ногам. Зрение сужается: сначала исчезают цвета, потом остаётся только туннельное зрение. Если не применять специальные техники дыхания и напряжения мышц, можно потерять сознание.
Астронавты учатся технике Anti-G Straining Maneuver – противоперегрузочному манёвру. Суть в напряжении мышц ног и пресса, сопровождаемом короткими резкими выдохами. Это помогает удержать кровь в верхней части тела и сохранить сознание.
Исторически самая известная центрифуга находилась в Джонвилле, Пенсильвания. Там тренировались астронавты программ Mercury, Gemini и Apollo. Джон Гленн вспоминал: «При 16 G требовалась каждая частица силы и техники, чтобы не потерять сознание. Кожа разглаживалась, сосуды лопались».
Центрифуга в Джонвилле могла создать до 30 G и работала с 1950-х до 1996 года. Один из рекордов установил Скотт Карпентер, выдержавший 18 G с использованием техники взрывного дыхания.
Китайская программа имеет собственную центрифугу в Центре подготовки космонавтов в Пекине. Она создаёт до 9 G и используется на всех этапах – от отбора до предполётных тренировок.
Европейское космическое агентство отправляет кандидатов в Кёльн, где есть центрифуга, способная создать 6 G с направлением нагрузки «от груди к спине» – именно так она действует при старте ракеты. Новый набор ESA, включая Софи Адено и Рафаэля Лижуа, проходил там тренировки в 2024 году: они лежали в гондоле, подключённые к биомониторам, и описывали ощущения по радио.
Но даже центрифуга не даёт полного набора условий. Она создаёт перегрузку, но не даёт визуальной картины, не имитирует процедур. Для этого существует виртуальная реальность.
Виртуальная реальность: космос в очках
В Johnson Space Center, на третьем этаже, расположена Virtual Reality Laboratory – лаборатория виртуальной реальности. Это место, где астронавты «выходят в открытый космос», не покидая комнату площадью 50 квадратных метров.
Джеймс Тинч, руководитель лаборатории с 2000-х, показывает оборудование: «Основа системы – программа DOUG, Dynamic Onboard Ubiquitous Graphics. Она создаёт трёхмерную модель МКС с точностью до сантиметра. Астронавт надевает шлем VR, берёт контроллеры и видит станцию. Может перемещаться вдоль неё, брать инструменты, выполнять операции».
В центре комнаты – робот Charlotte. Это механическая рука, связанная с виртуальной средой. Когда астронавт в VR берёт виртуальный объект – например, панель массой 200 килограммов – робот создаёт соответствующее сопротивление. Астронавт чувствует массу.
«Это критически важно», – говорит Тинч. «В космосе нет веса, но есть масса. Большой объект легко поднять, но трудно разогнать или остановить. Робот имитирует именно это».
VR используют для тренировки SAFER – Simplified Aid for EVA Rescue, аварийного реактивного ранца на скафандре. Если астронавт случайно оторвётся от станции, SAFER позволяет вернуться, используя 24 азотных микродвигателя. Управление – через небольшой джойстик на груди.
Тренировка в VR позволяет многократно отработать спасение: астронавт «отрывается», активирует SAFER, ориентируется, выбирает направление, возвращается. Всё это – в виртуальной среде, но ощущения максимально близки к реальным.
Анжелика Гарсия, инженер-симулятор, рассказала: «Один астронавт после выхода в космос сказал: «Это было в точности как в VR-лаборатории». Для нас это лучшая оценка».
ESA также активно использует VR. В Кёльне работает XR-лаборатория, где созданы несколько симуляторов. EVA Spacewalk Training Tool позволяет изучать внешние компоненты МКС перед выходом. LUNA XR имитирует лунную поверхность для подготовки к Artemis.
Флориан Залинг, инженер XR-лаборатории ESA, объяснил: «VR не заменяет бассейн или центрифугу. Она их дополняет. VR позволяет повторить процедуру 50 раз в день. В бассейне это невозможно – слишком долго и дорого. VR доводит действие до автоматизма».
Астронавты, по словам инструкторов, любят VR-тренировки. Это увлекательно, интерактивно, даёт мгновенную обратную связь. Ошибся? Начни снова. Потерял ориентацию? Попробуй иначе. Всё – без риска и ограничений физического мира.
Но есть нюанс: VR не даёт физической нагрузки. Не передаёт веса скафандра, сопротивления воды, перегрузок. Поэтому VR – часть системы, а не замена.
Как это работает вместе
К концу поездки я понял главное: ни одна технология не воссоздаёт космос полностью. Но вместе они дают всё необходимое.
Бассейн нейтральной плавучести даёт ощущение отсутствия веса и возможность отработать многочасовые операции. Параболические полёты дают настоящую невесомость – но только на 25 секунд. Центрифуги готовят к перегрузкам старта и посадки. Вакуумные камеры показывают, как работает скафандр в условиях, близких к космическим. VR позволяет многократно повторить процедуры.
Каждый метод имитирует один или два аспекта космической среды. Но ни один не имитирует всё: «всё» – это комбинация условий, которую на Земле создать невозможно. Можно только приблизиться.
Перед вылетом на МКС Томас Песке сказал журналистам: «Я провёл сотни часов в воде, десятки часов в самолёте невесомости, прошёл все симуляторы. Но когда ракета стартовала и я почувствовал настоящие 3 G, я понял: к этому нельзя подготовиться полностью. Тренировки дают навыки. Но космос – это всегда первый раз».
Поэтому подготовка длится годами. Программа Basic Training в NASA – два года. Advanced Training – ещё полтора-два. Mission-Specific Training – от 10 месяцев до двух лет. В сумме – до пяти лет до первого полёта.
Для миссий на МКС средний астронавт проводит около 300 часов в разных симуляторах перед первым полётом. Для лунных миссий Artemis срок подготовки меньше – около года, но интенсивность выше.
Китайская программа «Шэньчжоу» использует трёхфазную систему: год базовой подготовки, три года продвинутой, включая полномасштабные симуляторы корабля, и около десяти месяцев – подготовка к конкретной миссии.
Все эти программы строятся на одной идее: нельзя убрать гравитацию на Земле, нельзя создать полный вакуум на уровне моря, нельзя держать человека в непрерывной невесомости дольше минуты без орбиты. Но можно разделить космическую среду на компоненты – невесомость, вакуум, перегрузки, изоляцию, температурные перепады – и воссоздать каждый отдельно.
Эрве Стевенен, проведший со мной три дня, сказал это так: «Космос – это пазл из условий. Мы не можем собрать его на Земле. Но можем показать каждую деталь. А дальше мозг и тело астронавта сами соберут картину».
Стою снова у бассейна NBL, где начинал неделю назад. Внутри – новая группа. Кто-то из них через год будет на орбите. Кто-то – через пять лет на Луне. Они медленно двигаются по дну, в белых скафандрах, под присмотром дайверов. Вокруг – вода, свет ламп, бетонные стены. Ничего не напоминает космос. Но каждое их движение – репетиция того, что будет происходить в 400 километрах над Землёй, в тишине вакуума.
Космос нельзя принести на Землю. Но его можно разобрать на части, изучить каждую и собрать обратно – в памяти, в мышцах, в реакциях человека, который готовится туда отправиться.
Вот так выглядит подготовка. Вот так Земля учит людей жить без неё.
