МОДЕЛИРОВАНИЕ ВНЕКОРАБЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В УСЛОВИЯХ ГИПОГРАВИТАЦИИ

© С.Н.Филипенков
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Симпозиум
2004 г.

К. Э. Циолковский прогнозировал биомеханические параметры движения человека на других планетах в условиях пониженной относительно земной силы тяжести (гипогравитации). В Летно-исследовательском институте им. М. М. Громова c 1960 года отделом авиакосмической медицины (Н. Н. Тимофеев, А. М. Клочков) и лабораторией систем обеспечения жизнедеятельности экипажей (А. И. Хромушкин) создавался стенд с вывешиванием скафандра с помощью подъемного крана для изучения ходьбы человека при обезвешивании до 1/6 и 3/8 веса. В качестве рельефа применяли холмы песка и котлован нулевого цикла строительства корпуса указанных лабораторий. С 1965 по 1971 годы на самолете лаборатории ТУ-104А сотрудники ЛИИ (А. М. Клочков, Л. А. Китаев-Смык) и НПП «Звезда» (В. Е. Панфилов, Е. А. Сокол) имитировали внекорабельную деятельность в полетах по параболе с ускорениями, характерными для невесомости и лунного тяготения. В последнем случае в салоне самолета моделировали лунный рельеф (фрагмент поверхности из реголита, брекчий, камней) и наклонные поверхности кратера. На таком макете при гипогравитации в полете по параболической траектории (0,16 g непрерывно в течение 18-25 c и в течение 10-20 сеансов за один полет, с 10-20 горками перегрузок до 2 g) отрабатывались конструкции шасси луноходов и различные виды деятельности космонавтов в скафандре. Изучалась ходьба вдоль и поперек склонов, перенос грузов, способы безопасного падения и подъем на ноги; определялись биомеханические параметры шага и скорость движения при 0,16 g, поведение грунта, пыли при воздействии на них инструментов для отбора сыпучих и твердых образцов; выбиралась оптимальная поза отдыха стоя в состоянии относительного покоя. При этом испытатели работали в вентиляционных макетах полужесткого скафандра с избыточным давлением 0,4 ати, создававшемся бортовой системой самолета (по массе и габаритам скафандр соответствовал штатному для программы «Л-3»). В процессе полетов на самолете тогда были отработаны ключевые операции высадки человека на лунную поверхность, медицинскими и техническими специалистами НПП «Звезда» по заданию главного конструктора Г. И. Северина проведена оценка подвижности скафандра «Кречет» в условиях моделирования пониженной весомости.

В программе подготовки марсианской экспедиции необходимо учесть положительный и отрицательный опыт имитации гипогравитации в лунной программе. В полете на самолете есть возможность моделировать гипогравитацию 0,38 g для того, чтобы отработать кратковременные операции (вход/выход из скафандра, выбор оптимальной позы отдыха, выход в скафандре из корабля на поверхность). Наличие между сеансами гипогравитации периодов перегрузок величиной до 2 единиц не позволяет оценить скорость передвижения по поверхности, темп выполнения трудоемких и энергоемких операций. Моделирование перемещения по планете, биомеханики локомоций и энергозатрат человека при работе в скафандре можно будет отработать на наземных стендах обезвешивания скафандра, позволяющих длительное время перемещаться на большие расстояния.