Подготовка космонавтов в составе экипажа: тренажеры и симуляторы

Сегодня в рамках серии публикаций «Космос зовёт» мы рассмотрим специфику финального этапа подготовки к конкретной космической миссии, раскроем особенности работы на тренажерах и расскажем о тренировках по выживанию.

Путь в космос начинается задолго до старта ракеты-носителя. Подготовка в составе экипажа — это финальный этап тренировок космонавтов перед конкретной миссией. Ей предшествует общекосмическая подготовка (ОКП), после которой космонавт попадает в группу специализации, где проходит обучение в течение 3–4 лет. Только потом следует назначение в экипаж — как правило, сначала в дублирующий. После получения опыта подготовки к конкретной экспедиции в качестве дублеров экипаж продолжает подготовку уже в качестве основного. Таким образом, подготовка в составе экипажа при первоначальном прохождении может длиться 1,6–1,8 года и отличается от предыдущих этапов нацеленностью на конкретную миссию. Программа разрабатывается индивидуально для каждого экипажа с учетом задач полета и состава участников.

В то же время наблюдается заметный тренд на сокращение сроков для экспедиций посещения. Если когда-то на такую подготовку мог уйти год, потом полгода, то для съемки фильма «Вызов» и первого коммерческого полета с двумя туристами одновременно (ЭП-20) она занимала всего три месяца. В рамках таких кратких программ участники готовятся по очень ограниченной программе. Их задача — освоить навыки работы с индивидуальными средствами защиты, взаимодействия с экипажем при парировании аварийных ситуаций и бытовые аспекты жизни на станции.

В процессе подготовки космонавтов в составе экипажа основное внимание уделяется техническим, физическим, медицинским, психологическим и научным аспектам будущей работы. Все компоненты взаимосвязаны и требуют комплексного подхода. Интенсивность и соотношение разных видов подготовки меняется по мере приближения даты старта.

Физическая подготовка

Физическая подготовка на этапе работы в экипаже проходит в том же объеме, что и на предыдущих этапах. Мы комплексно тренируем все основные физические качества: скорость, силу, выносливость, гибкость и ловкость. Важная задача — поддерживать общий уровень физической подготовки не ниже 7,0 баллов по 10-балльной шкале.

Особенность этого этапа — сдача тестов на специализированных тренажерах, имитирующих космическое оборудование. На стенде бортовой беговой дорожки космонавты должны пробежать, проталкивая под собой полотно в пассивном режиме. Ощущения сравнимы с бегом, когда тянешь за собой тяжелый груз. Космический велоэргометр позволяет крутить педали как ногами, так и руками. Тест с использованием рук особенно важен: он помогает оценить готовность космонавта к работе в открытом космосе, где требуется значительная выносливость верхнего плечевого пояса.

Специалисты по физической подготовке постоянно контролируют состояние космонавтов и при необходимости корректируют программу тренировок с учетом индивидуальных особенностей и динамики результатов.

Психологическая устойчивость

Психологическая тренированность — важный аспект подготовки космонавтов. Работа по различным методикам, индивидуальным или групповым, проводится на этапе подготовки в группе специализации. В экипаж назначают тех, кто с психологической точки зрения готов к этому этапу. В составе экипажа психологи осуществляют сопровождение всех «тяжелых» тренировок: отработки нештатных ситуаций на тренажере корабля или станции, отработки деятельности в открытом космосе в гидролаборатории или на стенде «Выход-2», выживания. Здесь важно убедиться, что в процессе сложных тренировок экипаж сплачивается, становится монолитом.

Тренажеры играют ключевую роль в формировании навыков для космического полета. Современные образцы максимально точно воспроизводят условия реального полета. Космонавты проводят на тренажерах большую часть технической подготовки, отрабатывая как штатные операции, так и реагирование на нештатные ситуации. Каждая операция отрабатывается многократно до полного автоматизма действий. По окончании подготовки космонавты сдают ряд зачетов, экзаменов, экзаменационных тренировок.

Тренажеры корабля «Союз» и российского сегмента МКС

На тренажерах корабля «Союз», которые полностью имитируют жилые отсеки (бытовой отсек — БО) и спускаемый аппарат (СА), космонавты отрабатывают все операции автономного полета, от предстартовой подготовки до действий после приземления. Как правило, одна тренировка длится четыре часа, причем не менее 30% тренировок должны проходить в скафандрах.

Важная часть подготовки космонавтов — отработка навыков использования аварийно-спасательных скафандров «Сокол». Будучи командиром экипажа, я настаивал на том, чтобы у нас все тренировки проходили в скафандрах. Наши международные партнеры, в отличие от российских космонавтов, начинают знакомство со скафандром только на данном этапе, а мне как командиру важно быть уверенным, что весь экипаж уверенно использует комплекс средств спасения.

Однажды в начале нашей подготовки я обратил внимание, что мой бортинженер Марк Ванде Хай, еще не начав тренировки, только занимая место в тренажере, уже обливается градом пота (пока не сформирован навык, размещаться в тренажере в скафандрах очень неудобно). Я заволновался: как же он сможет просидеть всю тренировку, если уже так нагрелся? И спросил его: «Марк, ты как, нормально?» А он мне отвечает: «Саша, то, что достаточно хорошо для командира, достаточно хорошо и для меня». Человек-скала!

Здесь же отрабатываются навыки ручного управления кораблем на разных этапах полета. Таких тренировок нужно около тридцати.

В итоге всё завершается комплексной экзаменационной тренировкой, которая длится 7–8 часов. За весь такой «полет» экипаж должен не допустить ошибок и справиться с пятью нештатными ситуациями. Тогда он готов к полету на корабле.

На тренажере российского сегмента МКС, который состоит из всех модулей в натуральную величину, мы отрабатываем свои действия на станции. В финале мы сдаем комплексную экзаменационную тренировку на РС МКС, где с утра до вечера выполняем разноплановые штатные задания, ремонтные работы, парируем нештатные ситуации, а в финале должны спасти станцию от пожара, разгерметизации или других аварийных ситуаций. Действия экипажа оцениваются по 5-балльной шкале с точностью до десятых. И не важно, кто совершил ошибку: оценка одна на всех. Это хороший психологический инструмент для сплачивания экипажа.

Вращение на центрифуге

Кроме ознакомительного вращения по графику выведения и спуска, вращений по программе медицинского контроля, где проверяются ЭКГ, давление, пульс, частота дыхания, угол и острота поля зрения на перегрузке, еще есть вращения на центрифуге с интегрированным в нее пультом космонавта и тренажером ручного управления спуском (РУС). Космонавт управляет кораблем при возвращении на Землю вручную и испытывает те перегрузки, которые создает своими действиями. Это самая динамичная операция, требующая не только физической готовности к перегрузкам, но и быстрой и точной операторской деятельности. Это самая забавная «карусель»: тебя расплющивает, а ты, сохраняя контроль над ситуацией, продолжаешь вычислять в уме арифметические задачки из трех действий с двумя переменными.

В этом году мы отмечаем юбилей — 60 лет со дня первого выхода человека в открытый космос (18.03.1965). Тогда многое пошло не по плану, в том числе на посадке. Павел Иванович Беляев и Алексей Архипович Леонов двое суток ожидали эвакуации и выживали в тайге, где еще царила зима. С тех пор мы отрабатываем навыки выживания в разных климато-географических зонах.

Космонавты должны быть готовы к аварийной посадке в любой точке земного шара между параллелями 51,7° северной и южной широт и в любых климатических условиях. Вдобавок такие тренировки служат для укрепления командного духа и улучшения взаимодействия в экипаже.

Зимние выживания

В составе экипажа мы отрабатываем выживание в зимних условиях в лесу.

На этих тренировках мы учимся строить разные виды укрытий, разводить костры, вести коммуникацию со спасателями, оказывать медицинскую помощь, ориентироваться на местности. И что самое главное — мы видим своих товарищей в сложных условиях, учимся работать с ними, когда всем тяжело. Так и формируется слаженность экипажа. Эта тренировка длится двое суток. В результате участник теряет 3–4 кг.

Подготовка к посадке на воду

Мы знаем из школьного курса географии, что поверхность нашей планеты на 2/3 занята водой. И если вдруг у вас в космосе сегодня случился очень нехороший день — настолько, что пришлось оперативно лететь домой, да еще и очень срочно включать двигатель на спуск так, что вы попали не на сушу, а на воду, и при этом спускаемый аппарат (СА) вдруг дал течь, — то, чтобы выжить, нужно по возможности снять скафандры, надеть шерстяной костюм, зимние штаны и куртку, а поверх этого всего — резиновый комбинезон «Форель», и с носимым аварийным запасом (НАЗ) и средствами связи выбраться на воду. Все эти действия необходимы, потому что температура воды в океане ниже температуры тела человека. Если космонавтам придется ждать спасателей сутки или двое, без правильной экипировки неминуемо переохлаждение, которое может оказаться смертельным. Шерстяные костюмы сохраняют тепло, а водонепроницаемый комбинезон «Форель» не позволяет ему уйти. Правильное переодевание — это вопрос не просто комфорта, а выживания в экстремальных условиях.

Чтобы отработать эти навыки, у нас есть специализированный тренажер «Океан» — спускаемый аппарат, адаптированный для работы на воде. Учитывая малый объем и невозможность комфортно расположиться внутри СА для переодевания, за те два часа, которые отводятся на эту работу, человек теряет до 3 кг массы тела.

Подготовка к работе в открытом космосе

Если в программе полета у вас запланирован выход в открытый космос, то в гидролаборатории (ГЛ) вы проведете много времени. Создавая нейтральную плавучесть человека в скафандре, мы обеспечиваем условия, похожие на невесомость, и именно в таких условиях отрабатываем всю штатную и нештатную работу в открытом космосе.

Кроме того, мы используем специальные стенды, имитирующие невесомость в ограниченном пространстве, для отработки процедур шлюзования и навыков работы со скафандром, применяем VR-технологии для создания максимально полного образа той деятельности, которая нам предстоит.

Выход в открытый космос — это моя любимая часть космической работы, потому что еще не скоро она станет рутиной. Каждый выход несет с собой новые вызовы, и каждый раз ты готовишься к тому, что что-то может пойти не по плану. И мне очень созвучны слова Анатолия Яковлевича Соловьёва — мирового рекордсмена по числу выходов в открытый космос и, пожалуй, рекордсмена по числу нештатных ситуаций в полетах: «Жареный петух клюет неожиданно! Поэтому нужно готовиться не под определенную планку, а с большим запасом!»

Еще с курсантских лет я запомнил поговорку: что знаешь на Земле на пять, в воздухе в лучшем случае знаешь на три. Поэтому у меня никогда не было сомнений в том, что весь этот комплекс подготовки важно пройти в полном объеме и максимально хорошо. А когда начинала подкрадываться скука от повторяемости отрабатываемых задач, мы с инструктором искали способ их усложнить.

Например, для выполнения ручной стыковки по правилам нужны два космонавта: один измеряет прибором дальность до станции и скорость сближения, а другой, с учетом этой информации, управляет кораблем. В третьем полете у меня не было бортинженера, но я точно знал: случись что — я должен быть готов выполнить сближение вручную без измерений. Поэтому я проводил такие тренировки, несмотря на их необязательность по курсу подготовки. И я очень благодарен всем инструкторам и специалистам, которые, понимая логику и значимость этих тренировок для нашего полета, давали мне такую возможность.

Чтобы узнать еще больше о том, как космонавты готовятся к полету, смотрите третий выпуск сериала «Космос зовёт»

Летчик-космонавт, Герой России

Александр Мисуркин