Необходимые вещи в быту космонавта

В нашей повседневной жизни мы используем множество вещей, без которых мы не мыслим нашей жизни, и которые делают наш быт уютнее и организованнее. В космосе действует то же правило, и существует ряд простых вещей, которые наряду с продуктами грандиозных научных открытий и изобретений прочно вошли в обиход космонавтов.

Так что же делает пребывание космонавта на Международной космической станции (МКС) удобным и безопасным?

Когда речь заходит об экипировке космонавтов, мы сразу представляем себе скафандр, который сам по себе является своего рода небольшим автономным космическим кораблем. Ранее к скафандру, прежде всего, предъявлялись технические требования и требования безопасности. Он должен защищать космонавта от перегрева и холода, обеспечивать кислородом для дыхания во время работы в открытом космосе, содержать воду для питья, а также защищать от космической пыли, которая представляет большую угрозу, когда движется с огромной скоростью. В самом простом представлении скафандр состоит из нескольких частей, которые, в свою очередь, содержат несколько слоев материала, причем каждый слой выполняет свою функцию. Одни слои хранят кислород в скафандре, а другие защищают от космической пыли. Сзади скафандра находится ранец, который содержит кислород и удаляет углекислый газ, выдыхаемый космонавтами, а также снабжает скафандр электричеством. К задней части скафандра может быть подсоединена упрощенная система для спасения (SAFER) для использования в случае чрезвычайной ситуации, которую надевают при выходе в открытый космос за пределы МКС.

Конструкция скафандра и его элементов постоянно совершенствовалась на протяжении всего времени существования полетов в космос и до настоящего времени (например, патент РФ RU2625218C1 от 12.07.2017 года), но какими бы усовершенствованными и удобными ни были скафандры, космонавты предпочитают для повседневной носки что-то более привычное. В настоящие дни во время длительного пребывания на орбите, когда космонавты обычно работают в комфортных условиях, при температуре 25 ºС на борту, они, как правило, носят футболки, шорты или комбинезон, носки. Повседневная одежда космонавтов вместо пуговиц содержит кнопки, молнии и липучки и как можно большее количество карманов: нагрудные косые карманы предназначены для размещения множества различных мелких предметов, исключая возможность их неконтролируемого перемещения, и широкие карманы на голени, удобные для космонавтов, часто принимающих позу эмбриона, которая наиболее естественна в условиях низкой гравитации. Обувь космонавтам на станции нужна только при занятиях спортом на тренажерах, вместо обуви они носят толстые носки.

Ещё один неотъемлемый, на наш взгляд, атрибут космического образа жизни – тюбик с едой. Действительно, во время первых пилотируемых космических полетов космонавтов обеспечивали основными продуктами питания в тюбиках. Выдавливая из тюбиков, космонавты ели куриное филе, говяжий язык и даже борщ. Еда была не особенно вкусной, но это не считалось серьезной проблемой из-за относительно короткой продолжительности миссий в космосе. Более длительные полеты потребовали, чтобы еда была не только вкусной и питательной, но также легко готовилась и имела низкий вес. В течение 1960-х и 1970-х годов проводилась обширная программа исследований передовых видов космической пищи на основе разработок ряда компаний по переработке пищевых продуктов, использующих различные подходы к этой проблеме. Одним из разработанных методов стал процесс сублимационной сушки, при котором воду удаляют из свежеприготовленных продуктов путем обезвоживания при очень низких температурах. Ароматические свойства пищи сохраняются путем сублимационной сушки, а затем герметизации в специальных пакетах, которые блокируют влагу и кислород, являющиеся основными причинами ухудшения качества пищи. Это позволяет хранить пищу в течение длительного времени без охлаждения. Конечный продукт сохраняет 98 процентов питательного эквивалента свежих продуктов и весит только 20 процентов от своего первоначального веса.

Компания Action Products International, Inc. (APII), Окала, Флорида, основанная в 1977 году (известная как Action Packets), приобрела технологию NASA у субподрядчика корпорации Whirlpool, одного из первых разработчиков процесса сублимационной сушки для NASA.

В настоящее время в мире получены тысячи патентов на методы сублимационной сушки и устройства для их осуществления, среди них патенты США US2018259253A1, Японии JP2014043280A, Китая CN101738062A, Великобритании GB1499456A и другие.

Теперь для удобства и экономии времени космонавту достаточно залить в пакет с сухой смесью горячую воду – и обед готов.

В тюбиках сейчас остались только сок и небольшой комплект питания, используемый на подлете к станции. Сегодня в меню космонавтов помимо привычных продуктов, как омлет с ветчиной, могут быть также такие блюда как свинина со сладким перцем, говядина духовая с картофельным пюре, чернослив с орехами, и даже мороженое и тугоплавкий шоколад.

Вероятно, в недалеком будущем космонавты смогут употреблять в пищу и свежие овощи и фрукты, выращенные прямо на борту.

Чтобы чувствовать себя комфортно в любых условиях и даже в условиях невесомости человеку необходима гигиена. Съедобная зубная паста – это ещё один предмет, легко ассоциируемый с космической программой, и одна из бесчисленных разработок, связанных с запуском человека в космос. Разработанная доктором Айрой Л. Шеннон, стоматологом-консультантом Космического центра имени Линдона Джонсона, по контракту с NASA зубная паста, которая не имеет пены и может быть проглочена после использования, - бесценный продукт в гигиене полости рта космонавтов. Сравнительные тесты с коммерчески доступными зубными пастами показали, что нет никакой существенной разницы в чистящей способности этих двух типов зубной пасты. Применяемая без воды, эта приятная на вкус зубная паста используется в течение многих лет космонавтами в космосе и незаменима в их повседневной жизни на борту МКС.

В 80-е годы эта зубная паста была представлена на коммерческом рынке компанией Scherer Laboratories, Inc., Даллас, Техас, как NASAdent. Она предназначалась для поддержания гигиены полости рта у пациентов в больницах, домах престарелых и других специальных учреждениях, и главным ее преимуществом являлось то, что она исключала возможность удушения пузырьками воздуха, что являлось проблемой среди пациентов, нуждающихся в полном уходе, больных, прикованных к инвалидным коляскам, пациентов с параличом лицевого нерва, чья способность к отхаркиванию ограничена, умственно неполноценных и других. Она также была рекомендована в качестве первой зубной пасты для детей из-за ее состава и отсутствия пены. Сегодня состав съедобной (проглатываемой) зубной пасты и композиций для ухода за полостью рта, способы их получения и их применения охраняются большим количеством патентов разных стран (US2012315077A1, CN109662918A, JP2001181160A и др.)

Далее, что касается водных процедур космонавтов на борту МКС, они, в их прямом понимании, отсутствуют. Сегодня космонавты, работающие на МКС, не используют душ вообще, хотя советские космические станции были оборудованы пластиковыми герметичными душевыми кабинками, при посещении которых космонавт использовал очки для плавания и трубку для дыхания. Сверху кабины на него распылялась водяная пыль, всасываемая снизу специальным пылесосом.

Сегодня в связи с экономией воды и с большой длительностью и трудоемкостью процесса принятия душа в невесомости космонавты моются, используя несмываемый гель и обтираясь специальными влажными салфетками. Для волос работники МКС используют особый шампунь, не нуждающийся в смывании водой.

Наряду с гигиеной, спорт также имеет большое значение для космонавтов, находящихся на борту МКС. Пребывая длительное время в условиях невесомости на орбите, космонавты могут страдать от общего ослабления организма, снижения плотности костей, ухудшения состояния мышц и тканей без регулярных программ физических упражнений, поэтому занятия спортом являются неотъемлемой частью режима космонавтов. На борту космической станции, как правило, есть несколько тренажеров и беговых дорожек, для занятия на которых космонавты фиксируют себя специальными ремнями. Также на МКС есть велотренажеры и специальное устройство, имитирующее гравитацию.

Перечень вещей, необходимых в повседневной жизни космонавта, можно продолжать и дальше. Все их объединяет цель улучшения качества жизни на борту МКС. Некоторые из них были разработаны благодаря научным исследованиям и технологиям специально для использования в космосе, а некоторые просто пришли в космос из нашей повседневной жизни на Земле зачастую благодаря взгляду изобретателя на какую-либо простейшую вещь под другим углом, что позволило найти ей новое применение, точно так же как и множество технологий для космоса были внедрены на Земле, и теперь кажутся просто незаменимыми, хоть мы даже можем не догадываться об их реальном происхождении и первоначальном назначении.