Для тренировок летчиков космонавтов используется центрифуга. Космические нагрузки: как тренируются космонавты

3. Задача на равномерное движение тела по окружности:

Космонавтов тренируют на перегрузки в специальных центрифугах. С какой частотой должна вращаться центрифуга, чтобы космонавт, находящийся на расстоянии 3 м от оси вращения, двигался с ускорением 5 g ? (Максимум за задачу 2 балла)

На каком расстоянии от поверхности Земли ускорение свободного падения равно 1 м/с 2 ? (Максимум за задачу 2 балла)

5. Задача на параметры искусственных спутников Земли:

Ракета вращается вокруг Земли со скоростью 5 км/с. После изменения орбиты ракета стала двигаться со скоростью 4 км/с найдите отношение радиусов орбит и периода обращения ракеты вокруг Земли после такого изменения скорости. (Максимум за задачу 2 балла)

Многие в детстве мечтали стать космонавтами, даже не задумываясь о том, насколько сложен процесс подготовки к полету. Космонавту нужно много тренироваться, пройти различные тесты, запомнить большой объем информации, научиться справляться с эмоциями в экстренных ситуациях. В День космонавтики корреспондент «РИАМО в Королеве» заглянула в Центр подготовки космонавтов и своими глазами увидела тренировку на центрифуге.

Шанс стать космонавтом

Космонавт-испытатель отряда космонавтов «РОСКОСМОСа» Сергей Корсаков говорит, что космос для многих остается мечтой, ведь чтобы стать космонавтом, надо пройти непростой путь. Обычно нужно стать военным летчиком или инженером, посвятить жизнь профессии - возможно, тогда выпадет шанс стать космонавтом.

В 2012 году такой шанс дали многим - был объявлен первый открытый набор в отряд космонавтов. Попробовать свои силы и пройти испытания могли все желающие, кто соответствовал определенным требованиям. Инженер ракетных двигателей Сергей Корсаков воспользовался этим шансом и попал в отряд космонавтов, в котором сейчас 26 человек.

«Подготовка очень насыщенная. Много времени мы посвящаем обучению, получению теоретических знаний. Также должны уметь выживать в различных географических условиях, проходим летную подготовку, прыгаем с парашютом, проходим тесты и тренировки на центрифуге. Работы очень много. Мы постоянно учимся, расслабляться некогда. Это здорово! Человек вообще должен всю жизнь чему-то учиться, а мы уже настолько к этому привыкли, что по-другому не можем», - говорит Сергей.

Ему только предстоит полететь в космос, но он уже знает, что сделает там в первую очередь.

«Мне очень хочется увидеть всю нашу планету. Уверен, это станет одним из самых ярких впечатлений. И планирую опробовать невесомость. Интересно почувствовать ее на себе, провести эксперименты», – отмечает Корсаков.

Испытание на центрифуге

Одно из самых известных испытаний для космонавтов - это центрифуга. Вращение на ЦФ-7 проходит под наблюдением медиков. Сначала врач-терапевт проводит общий осмотр, измеряет артериальное давление, частоту сердечных сокращений и температуру тела. Потом нужно пройти ЛОР-врача и только после положительного заключения можно отправляться на центрифугу.

Перед началом теста врачи накладывают на испытателя электроды, надевают манжеты, пояс и ушной датчик для измерения физиологических показателей организма. Режимы перегрузок для космонавтов по определению устойчивости к воздействию перегрузок бывают в двух направлениях: «грудь - спина» и «голова - таз».

Во время вращения центрифуги нужно выполнить задания, которые дает врач. Ведь космонавт должен уметь принять правильное решение в любых нештатных и экстренных ситуациях.

В зависимости от испытаний космонавту объясняют, что именно он должен делать во время работы центрифуги.

Сергею предстоит отвечать на световые сигналы по периметру, установленному в кабине центрифуги, чтобы проверить периферическое зрение в условиях стресса. Также проверяют остроту зрения по специальному табло с кольцами Ландольта - космонавт должен увидеть разрывы в этих кольцах. Изображение появляется на небольшом экране.

Очередной тест на центрифуге Сергей прошел успешно.

Тренажер с 45-летней историей

Центрифуга ЦФ-7, на которой Сергей проходил тестирование, работает в Центре подготовки космонавтов уже 45 лет. Несмотря на солидный возраст, она исправно служит и удивляет своими возможностями не только космонавтов, но и астронавтов НАСА и ЕКА. Все они тоже проходят испытания и подготовку на этой центрифуге.

Начальник отдела центрифуг и динамических тренажеров Центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина Владимир Киршанов рассказал об особенностях центрифуги ЦФ-7.

«ЦФ-7 - полностью отечественная разработка. Она исправно работает в ЦПК с 1973 года. За этот период прошла глубокую модернизацию и сегодня соответствует всем стандартам, которые предъявляются к тренажерам такого типа. От той центрифуги, которую приняли на эксплуатацию в ЦПК в 1973 году, остались только ферма, кабина, вращающееся контактное устройство и главный двигатель», - говорит Владимир Николаевич.

Полностью модернизированы электропривод, система управления, система физиологического контроля за состоянием космонавта, установлены современные оборудование и комплектующие. Астронавт из Японии сравнил нашу центрифугу с «Мерседесом», потому что кабина отделана кожей, сиденье максимально комфортно, а датчики, установленные на космонавте, нисколько не мешают работе.

По словам Владимира Киршанова, эта центрифуга – как живой организм. Она участвует во всех этапах подготовки космонавтов, от отбора в отряд до экзамена перед полетом в космос.

Тренажер ручного управляемого спуска, созданный на базе центрифуги ЦФ-7, позволяет моделировать ручной управляемый спуск в режиме реального времени, именно такой экзамен должны сдать космонавты после подготовки.

«На ней всегда проходят медицинский контроль. В зависимости от того, на каком этапе подготовки находится космонавт, назначается частота и продолжительность тестов. А мы делаем все, чтобы центрифуга работала без сбоев. Относимся к ней как к женщине - с лаской и нежностью, и не забываем про инженерный подход», - рассказывает Киршанов.

ЦФ-18 - новее и больше

В Центре подготовки космонавтов есть и центрифуга побольше. Длина плеча ЦФ-18 уже не семь, как у центрифуги ЦФ-7, а 18 метров. Ее вес составляет 305 тонн, а диаметр зала, в котором она установлена, равен диаметру парашюта спускаемого аппарата. Возможности ЦФ-18 шире.

«Эта центрифуга имеет четыре степени свободы. Помимо того, что она просто вращается по залу, внутри головной части центрифуги есть кабина, кольцо и вилка, которые тоже могут вращаться относительно своих осей. Более того, во время вращения можно создавать перегрузку любого направления, а также менять давление, влажность и температуру в кабине. Этот тренажер позволяет проводить испытания и животных, и людей, и оборудования. Технически в центрифугу заложен большой потенциал, который использован еще не до конца», - говорит Владимир Николаевич.

Специалист ЦПК уверен, что центрифуга ЦФ-18 внесет свой вклад в подготовку космонавтов для полетов на Луну и Марс. Она может трансформироваться под любые задачи. В ней одновременно могут находиться два космонавта, можно тренировать ручной управляемый спуск, проводить тесты и эксперименты. Кабины внутри головной части можно заменить на те, которые нужны для тех или иных задач.

«Эта центрифуга находится на острие технических достижений, в ней использованы цифровые технологии. Я думаю, что именно она поможет человеку достичь далеких планет», – заключил Владимир Киршанов.

Хотите узнать, что такое перегрузка? Тренировка на центрифуге покажет, готовы ли вы к полетам в космос. Почувствуйте себя настоящим космонавтом!

Вращение на центрифуге

Во время полета на орбиту, а также при возвращении из космического пространства космонавты сталкиваются с сильнейшими перегрузками. Поэтому тренировка космонавтов в центрифуге входит в обязательную подготовку звездного экипажа. Даже космические туристы не смогут попасть на орбиту без подобного испытания.

Вращение на центрифуге помогает установить физическую выносливость космонавтов, а также тренирует их умение управлять кораблем во время перегрузок. При стандартной подготовке космонавты учатся переносить перегрузки до 8 единиц в направлении грудь-спина и до 5 единиц в направлении голова-таз. Кроме того, они тренируются управлять кораблем при спуске с орбиты в ручном режиме и при этом самостоятельно управлять законом изменения перегрузки.

Тренировка на центрифуге для новичков

В Центре подготовки космонавтов используют специальные центрифуги ЦФ7 и ЦФ18. Последняя весит триста тонн и является самой большой в Европе.

Что такое вращение на центрифуге?

• Динамические тренажеры с радиусом вращения 7 и 18 метров;
• Пусковая мощность до 27 мегаватт;
• Максимальное ускорение 30g;
• Вращение по кругу и в трех плоскостях;
• Скорость до 250 км/ч;
• Более 36, 5 оборотов в минуту;
• Условия внутри тренажера максимально приближены к естественным: в кабине можно изменять давление, температуру, влажность и состав атмосферы.

В Гагаринском центре подготовки космонавтов начались испытания уникального тренажера. Центрифуга - копия космического корабля - единственная в своем роде.

Знаменитая гагаринская фраза звучит в Гагаринском центре подготовки космонавтов, и огромная 300-тонная центрифуга ЦФ-18 начинает вращение. Это один из первых запусков после ремонта зала.

"Может вращаться вилка. В вилке вращается кольцо. И вращается кабина внутри кольца. Центробежная сила создается за счет вращения центрифуги по залу. Необходимо это для того, чтобы получить вектор перегрузки, который воздействует на космонавта", - объясняет Владимир Киршанов, начальник отдела центрифуг и динамических тренажеров ЦПК им. Ю.А.Гагарина.

В центрифуге (в этот раз в ней никого не было) космонавты отрабатывают старт или спуск корабля в ручном режиме. Перегрузки при этом в реальности могут достигать 4-5 единиц. Но экипаж все равно должен сохранить работоспособность.

"Кровь с верхней части головы перемещается вниз. Нужно иметь навык и вести себя соответственно, чтобы не было потери сознания", - поясняет Юрий Маленченко, Герой России, летчик-космонавт, заместитель начальника ЦПК им. Ю.А.Гагарина.

Юрию Маленченко - у него за плечами шесть полетов в космос - тренировки на центрифуге однажды спасли жизнь. Во время четвертого спуска с орбиты корабль свалился на баллистическую траекторию. Перегрузка достигла почти 9 единиц. Это невероятное испытание.

"Организм так собрался, что я достаточно хорошо перенес эту перегрузку. Мог вести радиосвязь и контролировать все, что было необходимо", - вспоминает Юрий Маленченко.

Подготовка к вращению выглядит примерно так: инструкторы укладывают космонавта в специальное кресло, пристегивают ремнями, в правую руку дают тангету - это своего рода джойстик для связи.

- Вот эта кнопка должна быть зажата во время вращения. Если вы ее отпускаете, значит вам плохо, или вы потеряли сознание. Центрифуга останавливается.

В кресле космонавта закатывают в кабину центрифуги. Это, кстати, точная копия корабля. Закрывают люки, и начинается космос.

Поначалу все это кажется вращением на карусели. Но с увеличением скорости космонавты начинают испытывать, мягко говоря, неприятные ощущения. Мышцы наливаются свинцом, тяжело поднять руки, тяжело дышать, становится душно. Все из-за перегрузки. Например, при трех единицах вес тела увеличивается в три раза.

Космонавтов вращают по несколько минут с разными видами и величинами перегрузок. Максимум до 8 единиц. Хотя эта центрифуга способна моделировать и до 30. Впрочем, понятно, что такой показатель не совместим с жизнью.

Центрифуга ЦФ-18 была построена ещё в советские годы. Но до сих пор остается единственной и уникальной в своем роде. В ближайшее время после проведения всех необходимых испытаний космонавты вновь начнут готовиться с ее помощью к своим будущим полетам.