Средства и методы профессиональной подготовки космонавтов. Тренировка на центрифуге Тренировка на центрифуге для новичков

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)

Профессия космонавта - это постоянные перегрузки, проверки на прочность и выносливость. Потому им приходится совершенствовать свой организм и тело намного больше, чем обычным людям. Мы разузнали, как тренируются космонавты на Земле и в космосе

Профессия космонавта — это постоянные перегрузки, проверки на прочность и выносливость. Потому им приходится совершенствовать свой организм и тело намного больше, чем обычным людям. Мы разузнали, как тренируются космонавты на Земле и в космосе.

Общефизическая подготовка

Космонавт не должен быть мускулистым, зато должен быть сильным, быстрым, ловким и главное выносливым. Поэтому общая спортивная подготовка включает в себя множество видов спорта, среди которых легкая атлетика, спортивная гимнастика, плавание, зимой - лыжные гонки. Для улучшения координации и скорости реакции космонавты занимаются прыжками в воду, акробатикой и прыжками на батуте.

В тренажерном зале будущие космонавты тренируются три раза в неделю по два часа. Чтобы получить высший балл за спортивную подготовку, кандидат в космонавты в возрасте до 35 лет должен выполнить следующие нормативы:

1 . Бег на 3 км — не более 12 минут 20 секунд.

2. Заплыв на 800 м вольным стилем — не более 19 минут.

3. Забег на лыжах на 5 км — не более 24 минут.

4. Подтягивания — 14 раз.

5. Бег на 100 метров — не более 13,2 секунды

6. Прыжок в длину — не менее 2,5 метров.

7. Ныряние под воду — не менее 25 метров.

Готовность к кардионагрузкам и аэробную выносливость проверяют следующим образом - кандидат в космонавты 5 минут тренируется на велотренажере с небольшой нагрузкой, затем отдыхает три минуты и крутит педали еще 5 минут с максимальной нагрузкой. В течение всего упражнения происходят замеры пульса и давления.

Специальная физподготовка

Невесомость, перегрузки, вестибулярные раздражения - с этими явлениями на Земле не столкнешься, поэтому для адаптации организма к этим явлениям проводятся специальные тренировки.

Центрифуга: тренировки на перегрузку

Центрифуга - это специальная установка, напоминающая огромную карусель и вращающаяся со скоростью до 70 оборотов в минуту. Во время тренировок на центрифуге плохо подготовленный человек может потерять не только содержимое желудка, но и сознание. Американские космонавты перед запуском кораблей «Аполлон» в течение 40 недель проводили в центрифуге до 10 часов.

Кресло Барани и качели Хилова

Для быстрой адаптации к условиям невесомости космонавты тренируют вестибулярный аппарат. Самый известный тренажер для этого - кресло Барани, представляющее из себя вращающийся стул, на котором тебя крутят то в одну, то в другую сторону. Еще одно приспособление для развития вестибулярного аппарата - качели Хилова с площадкой, сохраняющей во время раскачивания горизонтальное положение.

Барокамера

Готовность к перепадам давления и кислородному голоданию проверяют с помощью барокамеры - специального отсека, в котором создаются условия, соответствующие высоте в 5 тысяч метров. В таких условиях обычно выявляются .

Тренировки в космосе

Длительное нахождение в невесомости очень вредно для тела - за полгода космонавты теряют до 20% мышечной массы и до 18% костной. Чтобы избежать этого, им нужна ежедневная . Но как этого добиться, если даже самая тяжелая гантеля в космосе ничего не весит?

Для силовых тренировок на МКС есть специальный тренажер ARED с хитрой системой цилиндров и резиновых соединений, обеспечивающий нагрузку до 600 кг. На нем можно выполнять упражнения на все группы мышц.

Есть в космосе и особая беговая дорожка, на которой космонавты обязаны проводить не менее часа в день. Чтобы обеспечить притяжение к тренажеру, космонавтам приходится надевать специальный пояс-жилет. Максимальная скорость космической беговой дорожки составляет 16 км/ч. По тому же принципу устроен и космический велотренажер - корпус астронавта пристегивается к сидению, а ноги - к педалям.

– Действия космонавтов в экстремальной ситуации, как правило, сопряжены со значительными перегрузками. Можно повысить их переносимость тренировками?

– Главное в состоянии перегрузки – сохранять необходимую работоспособность. Готовность будущего космонавта к действиям в нештатной ситуации закладывается еще при отборе в отряд. В наше время он был весьма строгий, сейчас несколько смягчился. Одним из тестов была центрифуга. Нас крутили до 10 g, сейчас снизили до восьми, дескать, не нужно зря мучить людей. Ежегодные медобследования также в обязательном порядке подразумевают центрифугу, дающую перегрузки в направлениях грудь – спина и голова – таз. При этом снимается кардиограмма, фиксируется кровяное давление, отмечается изменение поля обзора. Перегрузка дается по специальному графику: вначале она нарастает и останавливается на определенном значении, на этой «площадке» испытуемый должен выполнить предписанные программой действия. Затем перегрузка снижается, следует отдых, после – увеличение до более высокого значения и опять «площадка». Три таких в одном направлении действия перегрузки и три в другом. Насколько я помню, в экспериментах на центрифуге испытатели достигали значений 17 g, мне доводилось работать на площадке с десятикратной перегрузкой на протяжении 20 секунд. В направлении голова – таз, как правило, больше пяти единиц не дают, такие перегрузки переносятся тяжелее. Но центрифуга на обследовании – это не тренировки, а оценка физиологического состояния космонавта.

“ Тренировки были тяжелые, мы под Воркутой зимой «выживали» сутки, пользуясь лишь тем, что штатно есть в спускаемом аппарате ”

– Но действия в условиях перегрузки должны отрабатываться…

– В Звездном городке есть центрифуга, на которой можно пройти режим спуска. При этом обучающийся видит перед собой такую же информацию, как и космонавт, испытывает такие же перегрузки. Конечно, тренировки действий при срабатывании системы аварийного спасения (САС) не проводятся. Слишком экстремально! Когда САС срабатывает на земле, до старта, это по сути катапультирование. Ситуация, которую при аварии ракеты-носителя пережили Алексей Овчинин и Ник Хейг, как раз не связана с какими-то запредельными перегрузками, скорее всего они были ниже, чем при штатном спуске с орбиты.

Общекосмическая подготовка включает парашютные прыжки, полеты на невесомость. Все нацелено на то, чтобы человек был спокоен в различных ситуациях и мог правильно действовать в любых условиях. А аварию носителя могут отыграть на тренажере, без перегрузок, на любом этапе полета. В случае такой вводной каждый член экипажа обязан знать, что на какой секунде необходимо сделать и быть готовым к этому.

– Во времена ваших полетов что доминировало: надежда на автоматику или все-таки на умения экипажа?

– У меня однажды был экзамен как раз по системе аварийного спасения, и я решил пошутить. Сказал, что система САС тем хороша, что она спасает как знающего космонавта, так и незнающего с равной вероятностью. Один из экзаменаторов произнес фразу, которую я хорошо запомнил: «Если вы будете знать, как работает система, в какой последовательности включаются ее элементы, вы бояться не будете». И это действительно так. Когда знаешь алгоритм работы, понимаешь, в какой момент наступят перегрузки, а в какой сработает парашют, не боишься. Ты контролируешь штатную работу автоматики. Психологически это куда комфортнее, чем лететь, ощущая себя котом в мешке и не понимая, что происходит.

– Вы и Владимир Титов стали первыми, преодолевшими годичный срок пребывания на орбите. И как раз у Титова был опыт спасения при помощи САС. Тогда экипаж уцелел чудом лишь благодаря тому, что грамотно и ответственно сработали те, кто командовал запуском. Как, по-вашему, подобная аварийная ситуация способна повлиять на психику космонавта?

– По рассказам и Владимира Титова, и Геннадия Стрекалова, они почувствовали характерные вибрации, но ракета не взлетала. Счет шел на секунды, и с земли, когда стартовая команда увидела, что ракета горит, включили САС. Предупредить космонавтов уже не было времени. Сразу начались мощные перегрузки грудь – спина, это когда включились двигатели аварийного спасения, потом с очень коротким промежутком – отрицательные перегрузки, когда космонавтов удерживали ремни: спускаемый аппарат, достигнув верхней точки траектории, начал свободное падение. Затем вводится парашютная система, опять перегрузка, но это уже, можно сказать, штатное ощущение, его испытывали все, кто приземлялся на «Союзах». И Стрекалов, и Титов – люди опытные, пережили все это нормально. Единственное, что в таких ситуациях вызывает досаду, – долго готовился к полету и вдруг все сорвалось прямо на старте.

Каждый понимает, что такое ракета, и подобные ситуации проигрывает внутри себя, осознавая: случиться может всякое и нужно быть готовым.

– Вы некоторое время проходили подготовку к полетам на «Буране». Какая в нем была заложена система спасения?

– На первых образцах «Буранов» для пилотируемых полетов планировались два катапультных кресла, и инженеры с летчиками все время спорили, кто их должен занимать. Аргумент летчиков: им это привычно, взлет-посадка – их работа. Инженерный же состав напирал на то, что взлет и посадка лишь кратковременные элементы полета, а на орбите первую скрипку играет инженер, управляющий всеми системами корабля. И потому нечего в первый пилотируемый полет «Бурана» отправлять только летчиков. Но катапультные кресла предусматривались лишь для первых, испытательных запусков. В дальнейшем от них должны были отказаться, как на американских шаттлах. А в качестве системы спасения задействовался сам корабль. При нештатной ситуации в первые секунды после старта он должен был вернуться на посадочную полосу космодрома. Плюс дальше по траектории взлета готовились дополнительные аэродромы, в том числе на случай аварийной посадки.

Есть варианты, когда и на «Союзах» спасение оказывается проблематичным. Документацией предусматривалось покидание корабля, стоящего на старте, «пешком». САС взводится в рабочее состояние где-то за 20 минут до старта, к этому моменту ты уже должен быть зафиксирован в кресле – если ремни не пристегнуты, а система сработает, тебя попросту размажет в кабине. А вот если в промежуток между посадкой в заправленную ракету и до момента, когда будут приведены в готовность все системы аварийного спасения, случится ЧП, тогда надо возвращать ферму, с которой осуществляется посадка, выровнять давление в корабле… Все очень проблематично.

– Нет ли у космонавтов такого отношения к системам спасения, как у летчиков к парашютам: мол, век бы ими не пользоваться?

– Летчики к парашютам очень даже хорошо относятся, они тренировочные прыжки не любят. И понимают, сколько жизней спасло катапультное кресло.

– Насколько полезны тренировки на выживание и по-прежнему ли они актуальны?

– Сейчас, когда существует глобальная связь, GPS и спутниковые телефоны, вероятность, что в случае аварийной посадки тебя будут долго искать, минимальна. А тридцать лет назад такая подготовка, я считаю, была необходимой. Тем более, когда мы готовились к полету, подразумевалось, что следующая советская станция будет работать на орбите с наклонением 65 градусов, чтобы максимально захватывать приполярные районы. Тогда поисковики заявляли: гарантированный срок нахождения экипажа может достигать трех суток. Тренировки были тяжелые, мы с Малышевым рядом с аэродромом Воркуты зимой «выживали» сутки, пользуясь лишь тем, что штатно есть в спускаемом аппарате.

– Недавние разговоры и гипотезы насчет дырочки в «Союзе» заставляют спросить: если были случаи, когда космонавтам удавалось скрывать даже физические болезни, то как с психическими отклонениями? Может ли такое случиться, что за время длительного орбитального полета человек станет способен на неадекватные поступки?

“ Если ЧП случится в промежуток между посадкой в заправленную ракету и до момента, когда будут приведены в готовность системы аварийного спасения, все очень проблематично ”

– Раньше, если бы мне кто-то сообщил версию, что космонавты намеренно просверлили дырочку в обшивке, я бы сказал: такое абсолютно невозможно. А сейчас – не знаю. У нас и в ходе годичного полета с Титовым, и полугодового с Виктором Афанасьевым никаких проблем психологического плана не возникало. Но в то время было очень уважительное к нам отношение, мы не чувствовали себя заброшенными – наоборот, было ощущение, что выполняем особую миссию. Если вам доверили место, на которое считали бы великим счастьем попасть десятки претендентов, в такой ситуации стыдно даже говорить о проблемах и трудностях. И чтобы потерять над собой контроль – не было такого. Многие считают, что самое тяжелое – невесомость, отсутствие тверди под ногами. На самом деле к этому состоянию достаточно быстро привыкаешь. В большей степени угнетало отсутствие информации. Это сейчас связь со станцией есть почти на любой точке орбиты. А на «Мире» по семь часов не было связи с Землей, и эти участки приходились, понятно, главным образом на водную поверхность. И когда летишь над океаном, особенно если работы нет, настроение не такое хорошее. Другое дело – над сушей. Смотришь в окошко и как будто путешествуешь. Здесь Италия, Франция, а вот Аргентина – моря, горы, пустыни, это безумно интересно и совсем не надоедает. Жалею, что тогда у нас не было нынешних возможностей в смысле фото- и видеосъемки.

– Невооруженным глазом видно, что российская космическая отрасль находится не в добром здравии. Не соответствует государственным амбициям и желаниям населения считаться главной космической державой, как когда-то СССР. Что думаете на этот счет?

– Раньше людей начиная со школы, а то и раньше настраивали на созидание. Нынешняя ориентация – на потребление. При таком подходе космос – выброшенные деньги. Он весьма затратная вещь и никогда не даст быстрого возврата вложенных средств. Это вклад в будущее. Если люди в стране ориентированы на то, что космические исследования нужны, и имеют возможность в них вкладываться – это одно. У нас другой случай, когда денег не хватает на самое необходимое. В СССР жили в бараках, но при этом восторгались победами в космосе. Мы поколение, пережившее войны и разруху, и многие сейчас говорят, что может быть надо просто дать людям пожить по-человечески, прежде чем опять поднять голову к звездам. Хотя я так не считаю.

Проблема отрасли в том, что мы не хотим тратить на космос большие ресурсы, а для дальнейшего освоения пространства – той же Луны – уже недостаточно просто туда слетать. Надо подходить к делу основательно, а это совсем другие деньги.

Хотя, как мне кажется, и выделяемые ныне на космос средства мы могли бы тратить более разумно. На мой взгляд, орбитальная станция – изживший себя подход, во всяком случае в нынешнем виде. Единая лаборатория для всех направлений науки – такое и на Земле нонсенс. Как эксперимент – да, но для дальнейших исследований нужны специализированные космические лаборатории. Но все равно надо строить ракеты, новый пилотируемый корабль – не сделаем их своевременно, и те конфеты, которые мы привыкли кушать, у нас в скором времени отберут.

Справка «ВПК»

Муса Хираманович Манаров . Летчик-космонавт СССР, Герой Советского Союза. Совершил два длительных космических полета – с 21 декабря 1987-го по 21 декабря 1988-го («Союз ТМ-4») и со 2 декабря 1990-го по 26 мая 1991-го («Союз ТМ-11»), оба раза на станцию «Мир».

Полковник запаса. Заслуженный мастер спорта СССР. Депутат Государственной думы V созыва (2007–2011).

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.

Стать космонавтом в детстве мечтал каждый второй, но реализовать эту мечту удается лишь единицам. Профессия космонавта подразумевает жесткие перегрузки и испытания, к которым готов далеко не каждый организм. Рассказываем, как подготовиться к космическим нагрузкам на Земле и не растерять физическую форму в условиях невесомости.

Физподготовка

Будущие космонавты не мучают себя изнурительными занятиями в тренажерном зале, тяганием «железа» и другими силовыми нагрузками. Излишняя мышечная масса им не нужна, да и чрезмерная сила тоже. Более важны такие показатели, как быстрота, ловкость и выносливость. Чтобы развить все эти навыки, лучше всего подходят такие виды спорта, как плавание, легкая атлетика и гимнастика, зимой же к ним прибавляется бег на лыжах. Тренажерный зал космонавты тоже посещают, но основное внимание уделяется также упражнениям на выносливость с большим количеством повторений и коротким отдыхом между подходами.

Перед полетом каждый кандидат в космонавты должен сдать экзамен по физподготовке, выполнив семь нормативов:

1. Бег на 3 км - не более 12 минут 20 секунд.

2. Заплыв на 800 м вольным стилем - не более 19 минут.

3. Забег на лыжах на 5 км - не более 24 минут.

4. Подтягивания - 14 раз.

5. Бег на 100 метров - не более 13,2 секунды.

6. Прыжок в длину - не менее 2,5 метров.

7. Ныряние под воду - не менее 25 метров.

Есть и еще одно особо испытание - это проверка на аэробную выносливость, которая проводится в медицинском кабинете с замерами пульса и давления. В качестве разминки кандидата в космонавты просят поработать на велотренажере с небольшой нагрузкой в течение пяти минут, затем дают немного времени на отдых, после чего следуют еще пять минут работы с максимальной нагрузкой. Пульс и давление кандидата должны оставаться в норме в течение всего времени выполнения упражнения.

Специальная подготовка

Привычные для нас общефизические нагрузки космонавты чередуют со специальными тренировками, развивающими вестибулярный аппарат и устойчивость к перегрузкам.

Барокамера

Будущий космонавт должен быть готов к возможным перепадам давления и кислородному голоданию. Чтобы искусственно создать такие условия, кандидатов помещают в барокамеру, имитирующую условия полета на высоте в пять тысяч метров над землей. Эта проверка является одной из самых важных, так как барокамера раскрывает все патологии организма, которые в иных случаях скрыты.

Центрифуга

Готовность к перегрузкам при взлете ракеты и приземлении отрабатывается на центрифуге - гигантской карусели, выдающей 70 оборотов в минуту. Именно этому виду подготовки раньше уделялось наибольшее внимание - американцы, готовясь к запуску кораблей «Апполон», упражнялись на центрифуге до 10 часов в сутки. При этом обычный человек уже на первой минуте вращения может потерять не только содержимое желудка, но и сознание.

Кресло Барани и качели Хилова

Два знаменитых тренажера, развивающих вестибулярный аппарат - это качели Хилова и кресло Барани. Первое устройство представляет из себя качели с платформой, которая в процессе раскачивания продолжает сохранять горизонтальное положение, второе же - стул, на котором кандидата в космонавты раскручивают попеременно то в одну, то в другую сторону.

Космические тренировки

Пройдя все этапы подготовки и оказавшись наконец в космосе, космонавты не прекращают тренироваться. Физические нагрузки в условиях невесомости гораздо важнее, чем занятия спортом на Земле, поскольку из-за отсутствия гравитации космонавты в среднем теряют за полгода около 20% массы тела, причем исчезают как мышцы, так и костная ткань.

Возникает вопрос: как же тренироваться в условиях, где любое отягощение будет не тяжелее пушинки? Для этого инженеры разработали специальный тренажер, называющийся ARED. Он позволяет выполнять любые силовые упражнения с нагрузкой до 600 кг.

Для аэробные нагрузок на МКС есть беговая дорожка и велотренажер, конечно, тоже особые. Чтобы имитировать бег, космонавтам приходится прикреплять себя к дорожке специальными ремнями, при этом максимальная скорость все равно будет небольшой - до 16 км/ч. С велотренажером дело обстоит почти так же, только помимо пояса космонавт пристегивает еще и ноги к педалям.