Впоследствии, когда руководители космической программы объявили об окончании работы станции «Мир», то аппарат целенаправленно и управляемо был сведен с орбиты. Он упал в самом удаленном от жилых районов месте планеты – неподалеку от так называемой точки Немо в южной части Тихого океана. Сейчас это место называют кладбищем космических кораблей.

Американский шаттл «Индевор» в миссии STS-99 имел на своем борту огромную антенну, которая являлась частью радиолокатора. Основной задачей корабля было составление точной карты поверхности нашей планеты. Работа 60-метровой фермы планировалась на низкой и при этом сильно наклоненной орбите. Но сопротивление атмосферы было сильным, и антенна тормозила аппарат. Шаттлу приходилось каждый день поднимать свою орбиту, чтобы не рухнуть на Землю. Но так как двигатель выдавал тягу меньше расчетной, оказалось, что топлива на борту для постоянных маневров недостаточно. Инженеры на Земле стали придумывать, как сэкономить топливо. Озвучивались разные идеи, даже парадоксальные. Одна из них заключалась в том, что астронавт Герхард Тиле мог бы своими мышцами поворачивать станцию вместо двигателей. Когда на борту космического корабля кто-то занимается спортом на тренажере, соединенном с корпусом, можно увидеть, что вся конструкция двигается. В невесомости усилие, создаваемое руками или ногами при использовании спортивного снаряда, передается всему кораблю. Также предлагали отходы космонавтов, например струю урины, превратить в топливо и выбрасывать в космос для реализации реактивного движения. Эти забавные предложения так и не понадобилось воплощать в жизнь. Астронавты и без этого решили проблему, исправив двигатель и увеличив его тягу.

С современной Международной космической станцией периодически возникают подобные проблемы. МКС огромна – 108x74 метра. Ее размеры сопоставимы с размерами футбольного поля. На станцию сильно воздействует атмосфера, а ее орбиту приходится поднимать несколько раз в год. Это успешно делали и делают прилетающие периодически грузовые корабли.

Со спутниками такую операцию не провернуть. У них есть только то топливо, что было заправлено в них перед стартом. Поэтому если ученые не рассчитают воздействие атмосферы, спутник может со временем потеряться навсегда. Один из самых дорогих таких просчетов случился со спутниками связи Starlink. В 2022 году было запущено 40 аппаратов этой серии. Сначала они вышли на низкую опорную орбиту, а затем должны были улететь от Земли подальше, на целевую орбиту, но этого сделать не успели – выросла солнечная активность. Буквально за пару дней «Старлинки» потеряли скорость и стали падать на Землю. Чтобы исправить ситуацию, операторы дали спутникам команду развернуться узкой гранью по направлению движения, чтобы уменьшить сопротивление. Но это только на пару часов отсрочило неизбежное. Такое большое число аппаратов еще ни разу не сходило с орбиты разом. Зрелище падения было похоже на звездопад, а в прессе данное событие окрестили спутниковым дождем. Все аппараты сгорели в плотных слоях атмосферы.

В этой главе речь пойдет о давлении.

Это основополагающая физическая величина для космонавтики. Давление должно быть в топливных баках, в двигателях, в скафандрах, и его практически не бывает в открытом космическом пространстве.

Говорят, что в космосе вакуум. Что это значит? В прошлой главе говорилось, что в космосе много чего есть, а значит, вакуум – это не пустота. Он имеет низкое давление, значительно ниже атмосферного. Все имеющиеся определения довольно размыты и оставляют большое поле для фантазий, поэтому на всякий случай введем более конкретное понятие вакуума. Это пространство, где вероятность столкновения одной частицы с другой меньше вероятности пролета одной частицы мимо другой без соприкосновений.

Давление – это физическая величина, характеризующая воздействие силы на единицу площади. Так как описанные ранее объекты в космосе в большинстве своем имеют практически точечный размер, ни о какой площади речь идти не может. Сила зависит от массы, и потому маленькие частицы космоса не могут иметь большую силу. Атмосфера берет числом: чем больше плотность и количество частиц, тем большее они оказывают давление. Еще до эры космонавтики во время полетов на аэростатах инженеры знали, что чем дальше мы находимся от Земли, тем меньше будут давление и содержание кислорода. А за пределами плотных слоев атмосферы делать без скафандров нечего. Более того, если бы проблема заключалась лишь в отсутствии кислорода для дыхания, то ее можно было бы решить кислородной маской. Внутри человека давление есть, да еще и не одно. Когда кровь воздействует на сосуды, говорят об артериальном и венозном давлении, когда воздух воздействует на легкие, говорят об альвеолярном давлении, плевральном давлении. В глазах есть особая жидкость, которая оказывает глазное давление, и т. д. Обычно давление атмосферы совпадает с давлением внутри организма, а если погода меняется, могут возникать головные боли, вызванные несоответствием внутреннего и наружного давлений. А в космосе этот эффект будет еще сильнее. Конечно, человек не взорвется, но сосуды могут лопнуть.

Также воздух будет двигаться в область, где давление ниже. То есть если скафандр или космический корабль будут иметь отверстие, то из него воздух будет выходить до тех пор, пока давление внутри и снаружи не будет одинаковым. При полной разгерметизации давление упадет до нуля.

В итоге первая обезьяна Альберт, которая полетела на ракете, была помещена в небольшую герметичную кабину, чтобы она не погибла в процессе полета. Хотя полет был еще не космическим, но на высоте в 60 км давление слишком низкое, чтобы находиться без скафандра или кабины. Вот только инженеры не подумали, о том, что воздух должен циркулировать для дыхания. Кислород должен приходить, а выдыхаемый углекислый газ выходить. Это не было предусмотрено. В итоге, пока ракета еще стояла на стартовом столе и готовилась к пуску, внутри кабины закончился кислород и сильно нагрелся воздух. Обезьяна погибла от удушья. В СССР произошла обратная ситуация с собаками Чижиком и Мишкой. В их кабине был регулятор давления. Специальное устройство должно было выпускать излишки углекислого газа, когда его давление росло, и освобождать место для кислорода. Оно представляло собой иглу, которая выходила из отверстия и входила в него при определенных значениях количества углекислого газа в кабине. Данный регулятор сработал на большой высоте, но после того как излишки углекислого газа вышли, механизм не выключился. Воздух продолжил выходить. В итоге результат тот же, что и с обезьяной.

В последующих стартах регулятор не использовали. Вместо него в стенке кабины просверлили отверстие, диаметр которого был точно рассчитан на стравливание газовой смеси при избыточном давлении. И это сработало. Затем испытывались другие кабины и скафандры, и, увы, уже в первом полете новой системы разгерметизировались конструкции, показав ошибки инженеров. Это стоило жизни собакам Рыжей, Джойне, Пальме и Пушку.

На собаках проблемы не закончились. У Юрия Гагарина герметичным был не только спускаемый аппарат, но и скафандр. На всякий случай, если корабль разгерметизируется, у космонавта будет шанс выжить. Его скафандр был соединен с креслом, где и находились баллоны с воздухом для дыхания. Однако во время посадки после катапультирования Юрий Гагарин опускался на отдельном парашюте и не мог использовать запас кислорода, оставшийся в кресле. На такой случай в скафандре имелся клапан, который открывался за счет тросика. Гагарин должен был его потянуть, и тогда в скафандр пошел бы воздух из атмосферы. Когда же первый космонавт планеты потянулся к механизму, то понял, что тросик затерялся в складках одежды. Гагарин мог погибнуть от удушья уже на Земле. Все же наш герой не зря был выбран первым космонавтом. Благодаря ловкости и смекалке Гагарин смог вывернуться, дотянуться до тросика и открыть клапан для дыхания.

У экипажа корабля «Союз-11» скафандров как раз не было, и это оказалось трагической ошибкой. Миссия космонавтов Добровольского, Волкова и Пацаева заключалась в первой в истории работе на орбитальной станции «Салют». И уже в самом начале возникли проблемы с воздухом. Корабль успешно доставил космонавтов на станцию, но когда они оказались на борту «Салюта», резкий запах гари омрачил радость от достижения цели. Оказалось, пока станция летала в автоматическом режиме, перегорела проводка двух вентиляторов. Первый день после стыковки с «Салютом» космонавты провели на борту корабля «Союз», пока система регенерации очищала воздух. В середине полета случилось еще одно задымление, но где именно произошел мини-пожар, было непонятно. Космонавты вновь забрались в корабль и стали наблюдать. Либо пожар разрастется и придется экстренно возвращаться на Землю, либо воздух очистится еще раз и достаточно будет немного переждать. События пошли по второму варианту. И вот, наконец, все задачи решены, и космонавты с чувством выполненного долга готовятся к возвращению. В последний момент перед самым стартом загорается предупреждающий сигнал об открытии люка между спускаемым аппаратом и бытовым отсеком. И это послужило поводом для нешуточных волнений. Скафандров у космонавтов не было. Еще несколько попыток закрыть люк также сопровождались сигналом опасности. На Земле решили, что датчик соединения работает неверно. Он срабатывает, когда нет электрического соединения между контактами на обрезе люка и корпусе. Космонавты залепили датчик пластырем, и после закрытия люка сигнал потух. Давление внутри бытового отсека для проверки было уменьшено. Из спускаемого аппарата воздух не проходил. Это означало, что соединение герметично. Корабль отделился от станции и отправился к Земле. Космонавты переживали насчет люка, но с ним проблем не было. После отделения от корабля двух отсеков – приборно-агрегатного и бытового – связь с Землей нарушилась. Даже после успешной посадки космонавты ничего не доложили. Оказалось, опасность ждала их с другой стороны. Под креслом Добровольского находился клапан, который, как и в случае с Гагариным, должен был открываться для вентиляции, когда спускаемый аппарат находился недалеко от поверхности Земли. Только он открылся раньше, когда корабль был в разреженных слоях атмосферы на высоте 150 км. Через получившееся отверстие воздух выходил, пока давление снаружи и внутри не выровнялось, то есть пока весь воздух не вышел. Это и стало причиной трагедии. А причиной открытия клапана, согласно официальному расследованию, считается маловероятное стечение обстоятельств при его изготовлении. Во время тестов при одной или двух ошибках в технологии сборки механизма все равно не удавалось повторить ситуацию «Союза-11», и только когда клапан собрали со всеми возможными ошибками да еще разок ударили по нему, трагическое событие удалось смоделировать. Другая неофициальная версия указывает на то, что виновато было крепление. Место расположения клапана труднодоступно, и когда происходило закручивание гаек, техники могли просто не докрутить. Согласно инструкции усилие для затягивания должно быть не меньше 50 кг, а на всех спускаемых аппаратах слетавших кораблей оно меньше, в одном случае даже было почти нулевое.

Все следующие полеты на кораблях «Союз» проходили только с использованием аварийно-спасательных скафандров, в спускаемый аппарат была добавлена возможность закрыть клапан вручную, а также аварийная система наддува воздухом. Сам механизм открытия тоже переделали, сделав его более устойчивым к физическому воздействию.

В дальнейшем произошел еще один случай, когда этот клапан открылся раньше времени. Это случилось на спускаемом аппарате корабля «Союз МС-02» – новой модификации с изменением многих систем. На высоте 8 км в корабле резко снизилось давление, но благодаря дополнительным мерам безопасности и скафандрам это не имело никаких последствий. К тому же высота была не настолько большой, а падение давления – не очень сильным.