Созданный в Центре тренажеростроения и подготовки персонала новый тренажер, позволяющий «конструировать» невесомость и готовить космонавтов к внекорабельной деятельности, вызвал эффект разорвавшейся бомбы.

«Антигравитатор», а именно такое название получил тренажер, вызвал интерес не только в среде профессионалов, непосредственно занимающихся подготовкой космонавтов, но и всех, кто интересуется инновациями в космической тематике, журналистов, общественности. О том, как создавался тренажер и какие принципиально новые решения были предложены коллективом Центра тренажеростроения и подготовки персонала мы попросили рассказать генерального директора – главного конструктора этого головного предприятия в области создания тренажерной техники Валентина Ефимовича Шукшунова.

 

 

— Валентин Ефимович, чем была вызвана необходимость создания тренажера внекорабельной деятельности?

— Работы по созданию комплексного, многофункционального тренажёра, который бы обеспечивал подготовку космонавтов к внекорабельной деятельности в условиях безопорного пространства и пониженной гравитации стали одним из сложных и значимых проектов нашего коллектива за последние два-три года.

Его появление продиктовано развитием  космической отрасли. За последние 5-7 лет заметно увеличилась продолжительность работы космонавтов в открытом космосе. Обратите внимание, что в течение одного выхода это время может уже составлять до 8 часов и более. Одновременно возрос объём, расширился спектр осуществляемых  работ. Сложные задачи в условиях невесомости выполняет ни один космонавт, а это значит, необходимо отработать навыки взаимодействия людей в условиях открытого космоса.

Есть и еще одно обстоятельство. Последние пять лет в нашей стране серьезно обсуждается проблема  целесообразности открытия российской космической программы полетов на Луну, Марс и астероиды. Это также было одной из причин принятия решения о необходимости создания комплексного, универсального тренажёра, который бы обеспечивал подготовку космонавтов к перемещению в безопорном пространстве с пониженной гравитацией по всем степеням свободы, к передвижению и работе на поверхности Луны, Марса, или астероида.

— Есть ли в нашей стране тренажеры для подготовки космонавтов к внекорабельной деятельности, которые могли бы решать все те задачи, о которых вы говорили?

— Такого тренажера, как наш — универсального, многофункционального, многокоординатного, не существует. Два года назад, приступая к его разработке, мы выяснили, что ни в России, ни за рубежом не было аналогов техники, которую мы решили создать. В сентябре этого года мы получили патент РФ на наше изобретение.

В 60-е годы прошлого века, вы помните, в нашей стране выполнялась космическая программа «Полёт на Луну», которая после высадки на Луну американских астронавтов была закрыта. Но в процессе ее выполнения в НПО «Энергия» (сейчас это – «Российская космическая корпорация имени С.П.Королёва») был создан динамический стенд «Селен», предназначенный для комплексных экспериментов по передвижению одного космонавта в скафандре «Кречет» по лунной поверхности с моделированием лунной тяжести. После закрытия Лунной программы на нем стали проводить экспериментальные работы и тренировки космонавтов по ВКД на внешней поверхности станции. На момент создания коллективом Центра тренажеростроения и подготовки персонала комплексного тренажера «Антигравитатор» динамический стенд «Селен» был неработоспособным, он морально и физически устарел. Устарели все те технические решения, которые были использования в процессе его создания более 50 лет назад.

В течение 2011-2013 гг. мы провели коренную модернизацию динамического стенда «Селен», в результате чего от него, практически, ничего не осталось, кроме названия. По существу был создан новый, многокоординатный динамический стенд «Селен», который используется в РКК «Энергия».

Кроме динамического стенда «Селен» в ЦПК имени Ю.А.Гагарина с 2000 г. работает тренажер «Выход-2». Головной организацией, его создавшей является Центр тренажеростроения и подготовки персонала, а разработчиком системы обезвешивания космонавта в скафандре –   ЮРГТУ (НПИ). Эта система обезвешивания является повторением той системы, которая использовалась в старом (не модернизированном) динамическом стенде «Селен» и, естественно, на сегодня она морально и физически устарела. «Выход-2» имеет небольшие возможности, он узко направлен и не позволяет, например, решать задачи подготовки космонавтов к ремонту оборудования на поверхности орбитальных модулей российского сегмента МКС, прокладку и монтаж кабелей на поверхности орбитальных модулей, проведение экспериментов, перенастройку антенн, монтаж и демонтаж приборов и т.д. Тем более, он не может решать задачу подготовки космонавтов к передвижению и работе по поверхности Луны, Марса, астероида.

Недостатком тренажёра «Выход-2» является то, что активное силокомпенсирующее обезвешивание космонавтов в скафандрах обеспечивается только при вертикальных перемещениях, а перемещение в горизонтальной плоскости (перемещение подвижной тележки и поворотного моста) осуществляется за счёт мускульной силы космонавтов. При этом преодоление инерции масс подвижных элементов (особенно инерции поворотного моста) требует от космонавтов весьма больших усилий, несвойственных для космического пространства и приводящих к приобретению ими так называемых «ложных навыков».

Хочу отметить, что кроме двух вышеназванных средств обезвешивания космонавта в скафандре в ЦПК имени Ю.А.Гагарина используются:

— летающая лаборатория для создания кратковременной невесомости (30 сек.) в салоне самолёта при его полёте по параболе Кеплера, для ознакомления космонавтов с влиянием невесомости на организм и с особенностями ориентации в безопорном пространстве;

— гидролаборатория (космонавты погружаются в гидросреду, в которой происходит их обезвешивание; в эту же среду погружается и орбитальный модуль МКС), где  космонавты под контролем водолазов учатся перемещаться и работать на поверхности орбитального модуля. При этом с помощью подвеса дополнительных грузов, которые закрепляются на скафандре, достигается нулевая плавучесть космонавтов.

Эти два вида подготовки космонавтов к работе в невесомости, несмотря на свои недостатки (кратковременность состояния невесомости в летающей лаборатории; сопротивление гидросреды при движении  космонавтов в гидролаборатории – этого сопротивления нет в открытом космосе, что может привить ложные навыки у космонавтов и т.д.) активно используются при подготовке космонавтов к работе вне космических аппаратов.

В разработанном в Центре тренажеростроения и подготовки персонала комплексном тренажере внекорабельной деятельности используется компьютерно-электронно-электромеханический принцип создания безопорного пространства, пониженной гравитации (обезвешивания).  В нем техническими решениями до минимума сведено использование мускульных усилий космонавтов, например, для перемещения моста тренажёра, его каретки. В тренажере обеспечено резкое снижение усилий космонавта при переносе полезного груза, управления и создания условий перемещений по шести степеням свободы. Параметры, которые задаются тренажеру, позволяют моделировать степень гравитации, создавать условия любой космической среды.

— Валентин Ефимович, что в этой области есть в других странах?

— В NASA США ведется разработка аналогичного тренажера, который называется «Аргос». Но есть некоторые отличия. Американский тренажёр, в основном, ориентирован на подготовку астронавтов к передвижению и работе на поверхности Луны, Марса, астероида. Российский же тренажёр «Антигравитатор» является более универсальным, многофункциональным тренажёром, и он предназначен не только для подготовки космонавтов к передвижению и работе на поверхности планет и небесных тел, но и для их  подготовки к длительной, многопрофильной, сложной деятельности в открытом космосе на поверхности орбитальных модулей Российского сегмента МКС.

Есть и еще одно важное преимущество – у нас есть возможность одновременно вести тренировку двух космонавтов.

 

 

— Каковы перспективы развития тренажера и сроки его внедрения в полном объеме?

— Все новые технические решения, которые достигнуты нами к настоящему времени воплощены в тренажере, который находится в Донском филиале Центра тренажеростроения. В 2014 г. нами планируется решение проблемы обезвешивания грузовой стрелы, используемой для перемещения в космосе объемных и тяжёлых грузов, например, спутников, которая входит в состав динамического стенда «Селен».

Следующим шагом в развитии комплексного тренажёра ВКД будет включение в его состав системы обезвешивания второго космонавта в скафандре. Это даст возможность на базе комплексного тренажёра, состоящего из двух систем обезвешивания космонавтов в скафандрах, отрабатывать в условиях Земли в безопорном пространстве с пониженной гравитацией взаимодействие в космосе двух космонавтов, отрабатывать их слаженную, скоординированную работу при выполнении совместных операций, отрабатывать взаимную помощь друг другу в открытом космосе. Эту работу мы планируем завершить в июле-августе 2014 г., и сдать ЦПК имени Ю.А.Гагарина комплексный тренажер уже в полном объеме —  в 2015 г.

Почти 40 лет созданные нами комплексные специализированные тренажеры для подготовки космонавтов в ЦПК имени Ю.А.Гагарина по оценке российских космонавтов и зарубежных астронавтов являются лучшими в мире. Нас это ко многому обязывает. Мы все сделаем, чтобы создаваемый нами комплексный тренажер для подготовки космонавтов к внекорабельной деятельности получал такую же высокую оценку со стороны космонавтов, астронавтов и специалистов, как и все созданные ранее.

— Спасибо вам, Валентин Ефимович, за детальный рассказ о новом тренажере. Успешной реализации задуманного, новых идей и новых тренажеров.