Термины на букву "В"

ВАКУУМ (В) - состояние сильно разреженного газа в каком-либо замкнутом объеме или космическом пространстве.

В замкнутых объемах различают низкий, средний, высокий и сверхвысокий В. При диаметре замкнутого объема - 10 см низкому В. соответствует давление выше 133,3 Па (1 мм рт. ст.), среднему - от 133,3 до 1,33 Па (от 1 до 10^-3 мм рт. ст.), высокому -от 0,13-10^-1 до 0,13*10^-5 Па (от 10^-4 до 10^-8 мм рт. ст.) и сверхвысокому - ниже 0,13*10^-5 Па (ниже 10^-8 мм рт. ст.).

В вакуумных барокамерах, используемых для имитации космического пространства, границей между средним и высоким В считают давление 0,13*10^-2 Па (10^-5 мм рт. ст.). Наиболее высокий В, достижимый современными методами, соответствует 0,13*10^-13 Па (10^-16 мм рт. ст.).

В сверхвысоком В. все предметы лишаются покрывающего их в обычных условиях молекулярного слоя газа и приобретают необычные свойства: резко увеличивается коэффициент трения, в ряде случаев становится возможной сварка материалов при комнатной температуре. Эти свойства В используются в космической технологии.

Применительно к человеку в практике авиакосмической медицины средой, эквивалентной В, можно считать газовую атмосферу с общим давлением ниже 12 кПа (90 мм рт. ст.), что соответствует высоте 15 км.

ВЕЛОЭРГОМЕТР (В) - устройство, имитирующее езду на велосипеде. При вращении педалей В позволяет создавать нагрузку разной мощности. В используют для изучения работоспособности сердечно-сосудистой системы, а также как элемент физической тренировки человека.

На борту долговременных орбитальных станций В. применяют для определения работоспособности экипажа путем предъявления стандартной нагрузки и телеметрической передачи информации, снимаемой с человека и В, на Землю для последующего анализа. Кроме того, В широко используют как тренажер (см.) для членов экипажа по бортовым программам с нагрузками мощностью от 300 до 2400 кГм/мин (49-391 Вт). Это увеличивает частоту сердечных сокращений до 220 уд/мин и энерготраты до 500-600 ккал/ч (2093-2512 кДж/ч.), поддерживая высокую работоспособность экипажа в ходе полета. Физическая тренированность особенно важна для выполнения нагрузочных элементов программы полета, например выхода в открытый Космос.

Бортовые В малогабаритны (вес до 25 кг), не требуют бортового электропитания, т. е. автономны, надежны и просты в эксплуатации.

"ВЕНЕРА" - наименование советских автоматических межпланетных станций для исследования планеты Венера. Станции в зависимости от программы полета снабжались научной аппаратурой, а также комплексом аппаратуры для энергопитания, ориентации, дальней радиосвязи, корректирующей двигательной установкой и т. д.

Первая станция "Венера-1" была запущена 12.02.61 г. (стартовый вес 643,5 кг). На траекторию полета к Венере станция (как и последующие) была выведена с промежуточной орбиты спутника Земли. Аппаратура станции работала до 27.02.61 г., после чего связь со станцией прекратилась. Станции "Венера-2" (вес 963 кг): и "Венера-3" (вес 960 кг) были запущены 12.11 и 16.11.65 г. Станции передали научную информацию с траекторий перелета, а "Венера-3" со спускаемым аппаратом диаметром 900 мм с гербом Советского Союза впервые в мире достигла поверхности другой планеты. Со станцией "Венера-4" (запуск 12.06.67 г.) за время полета было проведено 114 сеансов радиосвязи, получена научная информация; 18.10.67 г. от станции отделился спускаемый аппарат (масса 383 кг, диаметр около 1 м), который в течение 1 ¹/₂ ч спуска на парашюте передавал данные о давлении, плотности, температуре и химическом составе атмосферы Венеры. Впервые в атмосфере другой планеты были проведены исследования и результаты переданы на Землю. 5.01. и 10.01.69 г. были запущены станции "Венера-5" и "Венера-6" (стартовый вес 1130 кг), в их более прочных спускаемых аппаратах, находились вымпелы с изображением герба Советского Союза и барельефом В. И. Ленина, а также усовершенствованные радиовысотомеры и другая аппаратура. Спускаемые аппараты достигли поверхности Венеры при плавном спуске на парашютах в течение 51-53 мин 16.05 и 17.05.69 г. Станция "Венера-7" (запуск 17.07.70 г.) имела усовершенствованный на основе данных предыдущих полетов спускаемый аппарат, рассчитанный на давление до 180 ата и температуру ,530 °С; 15.12.70 г. спускаемый аппарат совершил посадку на ночную сторону Венеры и продолжал передавать информацию о температуре окружающей среды в течение 23 мин. С помощью спускаемого аппарата станции "Венера-8" 22.07.72 г. (через 117 сут после старта) впервые были получены данные об освещенности в атмосфере и скорости ветра; он совершил посадку на дневной стороне планеты и в течение 50 мин передавал информацию, в том числе о химическом составе грунта. 8.06 и 14.06.75 г. были запущены станции "Венера-9" и "Венера-10" - усовершенствованные космические аппараты (весом около 5 т) для исследования планеты Венера. Заново разработанный спускаемый аппарат станций автономно работал в атмосфере и на поверхности планеты, отделяясь до входа в атмосферу. Со спускаемого аппарата станции "Венера-9" впервые было передано телевизионное изображение панорамы поверхности планеты на Землю через борт первого искусственного спутника Венеры. Со спускаемого аппарата станции "Венера-10" получено панорамное изображение еще одного участка поверхности Венеры. В 1978 г. были запущены аналогичные по конструкции станции "Венера-11" (9.09) и "Венера-12" (14.09). С их спускаемых аппаратов получены данные о грозах в атмосфере Венеры. В итоге полетов станций "Венера" установлены отсутствие у планеты радиационных поясов, магнитного поля, преобладание в атмосфере углекислого газа (93-97%), ее высокая температура (470 °С), давление (90 атм), состав грунта (похожий на базальты), строение облаков и т. д., а также получены сведения о функционировании космических аппаратов на поверхности планеты.

ВЕРИГО-БОРА ЭФФЕКТ (В.-Б. Э) заключается в сдвиге кривой диссоциации оксигемоглобина влево при уменьшении и вправо при увеличении напряжения углекислоты в крови.

Открыт Б. Ф. Вериго в 1898 г. и независимо от него Н. Бором в 1904 г. как изменение степени диссоциации оксигемоглобина в зависимости от напряжения углекислоты в крови. Дальнейшими работами Дж. Баркрофта, Л. А. Орбели, А. М. Чарного и других исследователей установлено, что сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина происходит при изменении рСО₂, рН, температуры крови и под влиянием некоторых фосфорсодержащих органических соединений. Последние, в частности дифосфоглицериновая кислота, придают кривой диссоциации оксигемоглобина S-образный вид.

Биохимический механизм сдвигов кривой диссоциации оксигемоглобина состоит в следующем.

1. В процессе оксигенации от гемоглобина отщепляется протон; при низком рН среды, т. е. при избытке протонов, затрудняется присоединение кислорода и, следовательно, понижается сродство гемоглобина к кислороду.
2. Оксигенация гемоглобина протекает с потреблением тепла, поэтому понижение температуры приводит к сдвигу кривой диссоциации оксигемоглобина влево, т. е. повышает его сродство к кислороду, а гипертермия понижает способность гемоглобина присоединять кислород, т. е. кривая диссоциации сдвигается влево.
3. Специфическое взаимоотношение гемоглобина и углекислоты заключается в образовании карбонатов. Реакция идет по схеме:
   HbNH₃⁺ ↔ HbNH₂ + H⁺
   HbNH₂ + CO₂ ↔ HbNHCOO^- + H
   В результате этой реакции изменяется конформная структура гемоглобина и понижается его сродство к кислороду, т. е. кривая диссоциации сдвигается вправо. Подкисление среды, возникающее при этом, усиливает сдвиг кривой диссоциации.
4. 2,3-дифосфоглицериновая кислота и некоторые другие органические кислоты (АТФ, пиридоксальфосфат), присоединяясь между N-концами β-цепей гемоглобина, понижают его способность связывать кислород.

Отмечено, что при анемиях в эритроцитах увеличивается содержание дифосфоглицериновой кислоты, а также ацетатов, фосфатов, хлоридов, что приводит к понижению сродства гемоглобина к кислороду и облегчает диффузию кислорода в ткани.

Физиологический смысл В. - Б. Э заключается в облегчении транспорта кислорода к тканям из-за повышения сродства гемоглобина к нему в легочных капиллярах и сдвиге кривой диссоциации оксигемоглобина вправо в тканевых капиллярах. Этим эффектом можно объяснить положительное действие гиперкапнических газовых смесей на переносимость гипоксии.

ВИБРАЦИЯ (В) - механические колебания материальных точек или тел. Простейшим видом В является гармоническое колебание, графически изображаемое синусоидой.

В характеризуется амплитудой и частотой, из которых выводят скорость и ускорение. Виброускорение, или виброперегрузка,- это максимальное изменение скорости колебаний в единицу времени, обычно выражается в ^см/_с². В практике авиационной и космической медицины чаще применяют единицы ускорения, кратные ускорению свободного падения g (см. Ускорение). Частота В - число колебаний в единицу времени, измеряется в герцах. Важным параметром В является ее интенсивность, или амплитуда. Если В представляет собой простое синусоидальное колебание около неподвижной точки, то ее амплитуда определяется как максимальное отклонение от этой позиции (измеряется в миллиметрах).

Физические характеристики В кабины космического корабля изучены недостаточно полно. Частота В, возникающей на активном участке, составляет около 50 Гц. Виброперегрузка при этом не превышает 1g. Главные частоты В конструкций больших космических аппаратов обычно лежат в диапазоне от 2 до 15 Гц.

В может передаваться человеку непосредственно при прикосновении к вибрирующим предметам и через промежуточные среды достаточной плотности (жидкость, твердые тела). Она может воздействовать на человека непосредственно через опорные поверхности, например, ложемент космонавта, и через некоторые вторичные контактные предметы, такие, как подголовник, рукоятки управления. Опосредованные воздействия В проявляются в В приборов и их стрелок в космическом корабле, что затрудняет считывание показаний во время запуска.

Считают, что В воспринимается специфическими виброрецепторами во всех тканях тела и особенно в коже.

Тело человека - сложная вибрационная система с собственным резонансом. Некоторые анатомические структуры и органы на определенных частотах получают колебания большей амплитуды, чем другие. Установлено, что главный резонанс тела человека для В. в направлении вертикальной оси лежит в частотах 4-5 Гц. Различные ткани имеют резонансные частоты 12-24 Гц. Наиболее неприятны и даже опасны для здоровья В резонансных частот. Усиление колебаний при резонансе обратно пропорционально демпфированию системы. При резонансе относительно малые силы на критической частоте вызывают большие колебания системы, что может привести к механическим повреждениям тканей и органов.

При длительном воздействии В на организм человека развиваются местные и общие морфофункциональные изменения, что может обусловить так называемую вибрационную болезнь, при которой нарушаются функции различных систем организма.

По распространению в организме В разделяются на общие и местные (локальные). В первом случае они вызывают заметное сотрясение всего организма, во втором - вовлекают в колебательные движения лишь его отдельные участки. Однако это не значит, что физиологическое действие локальных В ограничивается участком их распространения в тканях. Поскольку колебательные движения раздражают периферические нервные образования, они неизбежно влияют на центральную нервную систему и рефлекторно могут изменять функции отдельных органов и тканей. Влияние на организм местной В. качественно отличается от воздействия общей В.

Общая В возникает на активном участке космического полета, когда колебания двигателя передаются на конструкцию ракеты, и иногда при аэродинамических воздействиях на космический корабль во время прохождения плотных слоев атмосферы.

В представляет собой общебиологический фактор, действующий на любые клетки организма, в том числе на кору головного мозга. Следовательно, чем шире распространяется В по организму, тем больше тканевых, в частности нервных, элементов вовлекается в сферу ее воздействия.

Низкочастотные В служат специфическим раздражителем вестибулярного аппарата, при длительном воздействии нарушающим его функций.

В ответ на постоянную низкочастотную В всего тела происходят разнообразные изменения в клетках и их биохимических компонентах, в моче и крови. Эти изменения, по-видимому, отражают неспецифическую реакцию на стресс-фактор. Адаптация к вибрационному фактору, вероятно, центральная, хотя возможно некоторое привыкание и на уровне рецепторов.

В близка к шуму (см.) не только по природе, но и по физиологическим эффектам. В значительно отягощается действием шума.

Множество работ указывает на изменение под влиянием В функций дыхания, сердечно-сосудистой системы, пищеварения, опорно-двигательного аппарата и т. д. Сердечно-сосудистые и сердечно-легочные реакции на В средней интенсивности сводятся к таким же вегетативным сдвигам, как и при умеренной работе или эмоциональном напряжении: увеличение числа сердечных сокращений и дыхательных движений, легочной вентиляции и потребления кислорода.

В, действующие на организм в космическом полете, переносимы человеком. Виброперегрузка при этом обычно не превышает 0,1 g, лишь в редких случаях достигая 1g. Отрицательные влияния В на организм снижаются путем применения демпфирующих устройств.

При отборе космонавтов необходимо учитывать индивидуальную реакцию организма на вибрационное воздействие.

"ВИКИНГ" - наименование американских межпланетных станций для исследований Марса и программа их проведения. Программа "Викинг" тесно связана с программой "Маринер", в соответствии с которой было запущено несколько космических аппаратов для зондирования (исследований) Марса с пролетной траектории и ареоцентрической орбиты.

Станция "Викинг" состоит из орбитального блока, созданного на базе аппарата "Маринер-9", и посадочного блока. Орбитальный блок (высота 3,35 м, масса 2324 кг) снабжен двигательной установкой для коррекции орбиты, системой энергопитания от солнечных элементов, системой связи с Землей и посадочным блоком. В состав научного оборудования (масса 57 кг) входят приборы для регистрации водяных паров и тепловой карты Марса (инфракрасный спектрометр и радиометр), на нем установлены также две телевизионные камеры. Посадочный блок (высота 2,1 м, максимальная ширина 3 м, стартовый вес 1120 кг, при посадке на Марс - 577 кг после использования топлива, сброса защитного кожуха, парашютной системы). Имеет систему мягкой посадки, энергопитания и приборы для исследований на участках спуска (давление, температура, ускорения, состав атмосферы) и посадки (две фототелевизионные установки, приборы для метеорологических исследований, сейсмометр, газовый хроматограф и масс-спектрограф для идентификации органических веществ, установка для поиска жизни в пробах грунта по таким признакам, как фотосинтез, обмен веществ и газообмен, грунтозаборник и др.).

"Викинг-1" и "Викинг-2" были запущены 20.08 и 9.09.75 г. соответственно. Первая станция сблизилась с Марсом 19.06.76 г., ее посадочный блок совершил мягкую посадку 20.07.76 г. в области Chryse Planitia. "Викинг-2" приблизился к Марсу 7.08.76 г., посадочный блок совершил мягкую посадку в области Utopia Planitia 3.09.76 г. В результате исследований по основной программе были получены снимки поверхности Марса, его спутников Фобоса и Деймоса, данные о колебаниях содержания водяных паров в зависимости от широты и времени суток. Одним из интересных фактов считают обнаружение азота на участке входа в атмосферу (высота 135 км). У поверхности Марса его атмосфера состоит из углекислого газа (95%), азота (2-3%), аргона (1-2%), кислорода (0,3%) и существенных количеств криптона и ксенона. Органических молекул в грунте не обнаружили, наблюдали высокую активность грунта, вероятно, химической, а не биологической природы. Американские специалисты подчеркивают то, что полученные результаты не исключают возможности существования живых систем на Марсе, имеющих иную активность, чем земные микроорганизмы; кроме того, ее нельзя исключить в других областях Марса, имеющих иные условия.

ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНЫЙ ГОМЕОСТАЗ (ВЭГ) - поддержание постоянства осмотического, объемного и ионного равновесия вне- и внутриклеточных жидкостей организма с помощью рефлекторных механизмов. Изменение потребления воды и солей, избыточная потеря этих веществ, изменение соотношения между отдельными ионами или объемами жидкостей тела сопровождаются изменением состава внутренней среды и воспринимаются соответствующими рецепторными образованиями. Синтез поступающей в центральную нервную систему информации завершается тем, что к почке - основному эффекторному органу, регулирующему водно-солевое равновесие, поступают нервные или гуморальные (в основном гормональные) стимулы, приспосабливающие ее работу к потребностям организма.

В поддержании постоянства объема жидкости тела и в первую очередь объема крови более других систем организма заинтересована система кровообращения. Это обусловливает тесную связь между механизмами стабилизации гемодинамических параметров и водно-солевых показателей внутренней среды. Переход от земной гравитации к невесомости вызывает в первую очередь перераспределение крови, увеличение ее притока в область сосудов грудной клетки, их переполнение и перерастяжение предсердий, что рефлектор-но увеличивает экскрецию жидкости почками. Эти острые реакции происходят в условиях изоосмии (т. е. без изменения концентрации осмотически активных веществ и ионного состава крови) и, вероятно, протекают по типу волюмореuулирующего рефлекса Генри - Гауэра. Отрицательный баланс воды и натрия наблюдается как в невесомости, так и при ее имитации - во время иммерсии, гипокинезии (постельный режим), особенно в антиортостатическом положении. Физиологические реакции космонавтов в первый период адаптации к невесомости не ограничиваются увеличением экскреции жидкости почками, а проявляются также в снижении жажды, уменьшении солевого аппетита.

Изменение водного обмена сохраняется и некоторое время после завершения космического полета. В первые сутки после полета у космонавтов, несмотря на увеличенное водопотребление, снижается диурез, что приводит к положительному балансу жидкости. Задержка жидкости в организме сразу после окончания космического полета соответствует обезвоживанию (4-8% массы тела), хотя гипогидратация при полетах различной продолжительности неодинакова. Как правило, после кратковременных полетов отмечается снижение объема внеклеточной жидкости, а после длительных содержание воды уменьшается также и в клетках. Особенно четко изменения в регуляции водного обмена после полетов выявляются при функциональной пробе с водной нагрузкой (20 мл/кг массы тела), когда выведение жидкости становится значительно меньшим. Уменьшаются максимальный диурез и экскреция осмотически свободной воды при практически неизменном уровне клубочковой фильтрации, что указывает на сохранение значительной концентрации антидиуретического гормона (АДГ) в крови. В обычных условиях водная нагрузка сопровождается почти полным прекращением секреции АДГ. Выведение АДГ, продолжающееся несмотря на водную нагрузку, можно объяснить неадекватной волюморегуляцией после космического полета, поскольку секреция АДГ наступает не только в ответ на увеличение осмотической концентрации крови, но и при уменьшении ее объема, в частности при сниженном кровенаполнении предсердий. После возвращения на Землю у космонавтов объем внеклеточной жидкости снижен или не изменен, но не адекватен детренированности сосудов под влиянием гравитационной нагрузки, что приводит к секреции избыточного количества АДГ. Усиленная экскреция АДГ почками после полета обнаружена при непосредственном измерении его активности в моче. После космических полетов и наземных модельных исследований наряду с активизацией антидиуретической системы возрастает и активность ренин-ангиотензин-альдостероновой системы. После приземления в крови в среднем в 2-3 раза повышается уровень ренина и альдостерона, хотя во время полета их величины мало отличаются от исходных. Учитывая физиологическое значение этих гормонов, можно допустить, что их усиленная секреция при возвращении на Землю - проявление компенсаторной реакции, связанной с необходимостью увеличения объема внутрисосудистой жидкости.

Наряду с изменением осмо- и волюморегуляции в космическом полете наблюдаются сдвиги и в регуляции обмена электролитов, в первую очередь калия и кальция. У астронавтов во время полетов на кораблях "Джеминай"-7, "Аполлон" и "Скайлэб" их баланс был отрицательным. Экскреция этих электролитов с мочой увеличилась и у космонавтов на корабле "Союз"-9 и орбитальной станции "Салют"-4. Эти данные были подтверждены результатами послеполетного обследования. Общее содержание калия в организме (гамма-спектрометрия) и обменоспособного калия (42К)снизилось относительно исходных величин. В балансовых исследованиях установлено, что со второй недели полета увеличивается экскреция кальция с мочой, а в ряде случаев и с фекалиями. При полетах орбитальной станции "Скайлэб" установлено, что выведение кальция достигает максимума через 3-4 нед и далее удерживается на этом уровне. Аналогичные результаты были получены и в модельных исследованиях с гипокинезией. Потери кальция составляли в среднем около 4 г/мес. При этом снижалась минеральная насыщенность костной ткани и увеличивалось содержание ионизированного кальция в крови.

Причина отрицательного баланса калия, по всей вероятности, заключается в том, что в невесомости и при гиподинамии развиваются атрофические процессы в мышцах, теряется клеточная масса, калий уходит из клеток и его избыток экскретируется почками. Увеличение экскреции кальция обусловлено изменением состояния костной ткани в невесомости. Наблюдаемые изменения не становятся, однако, препятствием для полетов длительностью несколько месяцев, так как функциональная детренированность опорно-двигательного аппарата бывает преходящей и существенно не нарушает механической прочности скелета.

Таким образом, сдвиги ионного обмена обусловлены прежде всего изменениями в тканях, наиболее богатых этими электролитами (костная и мышечная). Нарушения электролитного баланса зависят от сопутствующих изменений эндокринного статуса, в частности от наблюдаемого в этих условиях изменения в крови концентрации альдостерона, кортизола, паратиреоидного гормона, тирокальцитонина, инсулина.

Для предотвращения сдвигов ВЭГ применяют различные средства. На минеральный обмен положительно влияет регулярная физическая тренировка. Дополнительное введение солей не возмещает дефицита электролитов, так как при этом не восстанавливается сниженная во время пребывания в невесомости вместимость депо ионов. Перестройка гормональной регуляции в этих условиях направлена на увеличение их выведения из организма для поддержания соответствующего ионного гомеостаза, в первую очередь в крови. Однако в качестве симптоматической терапии на завершающей стадии полета применяют коррекцию сниженного объема внеклеточной жидкости введением раствора хлорида натрия, что способствует улучшению ортостатической устойчивости и уменьшению сдвигов водно-солевого обмена. Более выраженный позитивный эффект получен при адекватном увеличении вместимости сосудистого русла с помощью отрицательного давления на нижнюю половину тела.

Эти средства профилактики, включающие тренировочное воздействие отрицательного давления на нижнюю половину тела, в сочетании с дополнительным введением раствора хлорида натрия перед посадкой корабля на "фоне регулярной физической тренировки, предотвращают выраженные изменения водно-солевого обмена во время полета и после его завершения.

ВОДООБЕСПЕЧЕНИЕ (В) КОСМОНАВТОВ - комплекс средств, методов и мероприятий, обеспечивающий в космическом полете бесперебойное снабжение космонавтов необходимым количеством питьевой воды и воды для санитарно-бытовых и хозяйственных нужд.

Значение воды для космонавтов. Вода входит в состав всех жидкостей и тканей организма, активно участвует в процессах обмена веществ и построении живой клетки. В воде хорошо растворяются органические и неорганические вещества, происходит электролитическая диссоциация. Вода - катализатор разнообразных процессов в организме, мощный терморегулятор, при ее участии протекают различные физические и химические реакции, без которых жизнь организма была бы невозможной. Вода составляет около 65% массы тела человека. Потеря 3-4% воды вызывает снижение работоспособности, а дефицит воды в 10-20% может привести к летальному исходу. Без пищи человек может прожить более месяца, без воды - только несколько суток.

Еще большее значение приобретает вода в условиях космического полета, так как такие факторы, как невесомость, ускорения, перегрузки, гиподинамия могут вызвать существенные нарушения водного равновесия. В период полета у космонавтов отмечается нарушение водно-минерального обмена, выражающееся в увеличении выделения из организма воды и солей, особенно кальция и калия. Для устранения этого разработаны меры профилактики, поддерживающие водно-солевой баланс.

Вода на борту космического летательного аппарата используется для питья, приготовления пищи, санитарно-гигиенических процедур (мытье рук, умывание, душ, влажная уборка помещений), для технических целей (терморегулирование). В длительных экспедициях вода потребуется для культивирования низших и высших растений.

Системы В могут основываться на запасах или регенерации питьевой воды.

На Земле водопотребление может изменяться от 2 л/сут в комфортных условиях до 6-11 л/сут в условиях пустынь.

В наземных экспериментах и в полетах кораблей "Восток", "Восход", "Союз", на орбитальных станциях "Салют" установлено, что 2,2 л воды обеспечивает все потребности космонавтов. В ряде случаев эту норму придется увеличить до 2,5 л/сут.

Количество воды для санитарно-гигиенических процедур может изменяться в зависимости от длительности полета от 1,8 до 6 л/сут и даже до 25 л/сут в длительных экспедициях.

Системы В космонавтов, основанные на запасах питьевой воды, имеют высокую надежность, малые энергозатраты и весьма удобны в эксплуатации. Создание таких систем тесно связано с консервацией воды. Консерванты воды должны быть эффективными и безвредными для человека и надолго сохранять ее физико-химические и органолептические показатели.

Качество питьевой воды при длительном хранении ухудшается в основном под действием микроорганизмов, попавших извне или находившихся в воде до начала ее хранения. Для стабилизации высоких качеств воды в первую очередь необходимо найти методы обеззараживания с последующим пролонгированным бактерицидным действием. В практике космических полетов воду консервируют растворами ионного серебра. Они блокируют и активируют активные группы бактериальных ферментов (например, сульфгидрильные), что приводит к гибели микроорганизмов. Патогенные микробы более чувствительны к действию серебра, чем сапрофитные бактерии.

При дозе серебра 0,05 мг/л вода, зараженная Е. coli в дозе 50 000 микробных тел в 1 мл, становилась пригодной для питья через 2-3 ч; доза серебра 0,2 мг/л обеззараживала воду через 1-2 ч, доза 0,5 мг/л - через 30-60 мин.

Ионы серебра можно ввести в питьевую воду при ее контакте с посеребренными поверхностями (песок, бусы, кольца Рашига, угольный порошок и т. д.). Такой способ дает бактерицидный эффект, но трудно точно дозировать серебро. Применение солей серебра (нитрат серебра, аммиачные растворы серебра, амморген, олигодин, кумазин и другие препараты) обеспечивает выраженное бактерицидное и консервирующее действие. Однако при этом в воду поступают нежелательные примеси - нитраты, аммиак, органические соединения, повышающие окисляемость воды, и т. д.

Электролитический метод свободен от этих недостатков и состоит в растворении серебряных электродов в воде при пропускании через них постоянного электрического тока (подаваемое напряжение 3-12 В, расстояние между электродами 5-12 мм, плотность тока 0,5-5 мА/см²). В настоящее время созданы ионаторы, позволяющие получать растворы ионного серебра как в быту, так и в промышленных условиях.

Питьевая вода, консервированная растворами ионного серебра, сохраняет физико-химические, бактериологические и органолептические показатели до 3 ¹/₂ лет в зависимости от дозы серебра и тары, в которой хранится вода. Минимальной эффективной дозой ионного серебра в воде можно считать 0,1 мг/л. При длительном хранении концентрация серебра понижается в результате его сорбции материалом емкости, и наиболее эффективной дозой серебра является 0,2 мг/л.

Применение этого метода в практике космических полетов позволило сохранять питьевую воду на космических кораблях без заметного снижения ее качеств до конца экспедиции.

Системы В, основанные на запасах воды на космических кораблях "Союз" и орбитальных станциях типа "Салют", состоят из емкости для консервированной питьевой воды, ручного насоса, мундштука и трубопроводов. Емкость изготовлена из двух полусфер, между которыми находится мембрана. Для приема воды космонавт с помощью ручного насоса создает избыточное давление по одну сторону мембраны и после нажатия кнопки на мундштуке может потреблять воду.

На орбитальной станции "Скайлэб" 2700 кг питьевой воды консервировали препаратами йода; они обеспечивали стерильность, но изменяли вкус воды.

При длительных полетах вес системы В чрезвычайно увеличивается, что требует создания круговорота воды (см.) в ограниченном пространстве путем регенерации.

Регенерация воды из влагосодержащих продуктов жизнедеятельности" человека, влаговыделений биологических и технических систем позволит снизить стартовый вес средств водообеспечения для экипажей космических летательных аппаратов, продлить их автономное функционирование. Однако многие способы очистки и кондиционирования воды, используемые для водоподготовки на Земле, трудно применить в системах В. космических кораблей, основанных на круговороте веществ. Так, невесомость не позволит использовать ректификацию, флотацию, экстракцию и т. д. Для них необходима искусственная гравитация, что усложнит регенеративную систему. Не менее важным фактором становятся жесткие ограничения энергопотребления. Вибрационные и ударные перегрузки повлияют на конструкцию аппаратов, на подбор катализаторов, сорбентов, электродов и других узлов. Материалы, наполнители и другие элементы систем регенерации, соприкасающиеся с регенерированной водой, не должны выделять в нее токсических веществ или соединений, которые трудно удалить на последующих стадиях. Для того чтобы система регенерации могла соперничать с системой на запасах воды, ее эквивалентная (приведенная) масса должна быть достаточно малой.

Чистую воду на борту космического летательного аппарата можно получать из мочи, конденсата атмосферной влаги и санитарно-гигиенической воды. В сутки человек выделяет с мочой 1-1,5 л воды; около 1-2 л воды содержится в конденсате атмосферной влаги, полученном в системе термо- и влагорегулирования в результате конденсации водяных паров, выделенных человеком через кожу и легкие или попавших в атмосферу кабины при влажной уборке и гигиенических процедурах.

Вода до 6 л/сут (а в некоторых экспедициях и более) будет поступать в систему регенерации санитарно-гигиенической воды. До 300 г воды содержится в фекалиях.

В длительных экспедициях может образоваться загрязненная вода в результате мытья посуды или приготовления пищи с использованием продуктов. оранжереи, высших гетеротрофов и т. д. Значительные количества загрязненных растворов дадут биологические системы жизнеобеспечения; это транспирационная влага высших растений, конденсат хлорелльных культиваторов, отработанные и загрязненные метаболитами питательные растворы для низших и высших растений, растворы, образующиеся в результате переработки биомассы одноклеточных водорослей.

Физико-химические системы жизнеобеспечения также будут образовывать водные растворы, например, в результате каталитического гидрирования углекислоты (по реакции Сабатье), разложения перекиси водорода или взаимодействия криогенного кислорода и водорода в топливных элементах.

Метод регенерации и вид регенеративной системы, в частности, определяются химическим составом продуктов жизнедеятельности человека, отходов технических и биологических систем жизнеобеспечения космонавтов.

В моче содержится до 200 различных соединений. В состав плотного остатка (5% от общего количества мочи) входят хлорид натрия, соли калия, "кальция, магния и т. п., органические соединения, азотсодержащие вещества (мочевина, креатин, креатинин, гиппуровая кислота и т. д.), биологически активные соединения - ферменты, гормоны. Моча - чрезвычайно лабильная система. Свежая моча стерильна, при последующем стоянии она изменяет pH в щелочную сторону с образованием аммиака и выпадением осадков. Это вызвано микробиологическим разложением мочевины. Кроме того, мочевина может разлагаться под действием высоких температур в результате гидролиза по реакции:

В системе регенерации воды из мочи необходимо предусмотреть узел ее консервации.

Химический состав конденсата атмосферной влаги определяется летучими газообразными соединениями в атмосфере корабля. В атмосферу, а следовательно, и в конденсат атмосферной влаги могут попадать летучие вещества лота, мочи, фекалий, кишечные газы, соединения, выделяемые покрытиями, полимерными материалами, гигиеническими средствами (например, лосьонами) и т. д.

В имитаторах кабин космических кораблей при длительных экспериментах идентифицировано около 400 соединений: аммиак, уксусная кислота, спирты, альдегиды, кетоны, хлориды, ароматические оксикислоты и т. д. Во всех случаях обнаружена высокая бактериальная обсемененность.

Конденсат атмосферной влаги имеет переменный состав, зависящий от -конструкционных материалов, систем жизнеобеспечения, продуктов питания, режима труда и отдыха космонавтов, частоты гигиенических процедур. Определенные изменения в состав конденсатов могут вносить проводимые на борту технологические и биологические эксперименты.

После гигиенических процедур космонавтов вода содержит моющие средства и кожные выделения. Подлежат удалению жиры, мочевина, хлориды и ряд других веществ. Микробная обсемененность санитарно-гигиенической воды достигает значительных величин - 10⁵ микробных тел в 1 мл и более.

Состав "кухонной" воды будет определяться рационом питания космонавтов. Это взвесь и истинный раствор питательных веществ, оставшихся после приготовления и принятия пищи, хорошая среда для размножения микроорганизмов.

Транспирационная влага в атмосфере оранжереи содержит в основном органические примеси. Однако использовать ее для приготовления питательных растворов под высшие растения без очистки трудно, поскольку неочищенная транспирационная влага с большим набором метаболитов подавляет рост растений.

Водные растворы, образующиеся в результате функционирования технических систем, содержат сравнительно мало примесей. Так, вода, образующаяся при работе топливных элементов с калийным электролитом, содержит едкое кали и водород, который в результате дросселирования выделяется в виде пузырьков. По отзывам американских астронавтов, вода, содержавшая водород, вызывала неприятные ощущения.

При разложении перекиси водорода в образующейся воде обнаруживаются повышенные количества олова, фосфатов, хрома и других веществ.

Примеси в воде, получающейся при гидрировании углекислого газа, незначительны и зависят от конструкционных материалов каталитических реакторов.

Система регенерации воды включает: предварительную обработку растворов для удаления взвесей, осадков, а также обеззараживание для стабилизации состава отходов; удаление всех оставшихся примесей; соленасыщение, минерализацию очищенной воды микро- и макроэлементами; обеззараживание; консервацию регенерированной воды.

Помимо этих стадий, регенеративная система В должна иметь узел оперативного контроля качества регенерированной воды, а также блок автоматического управления.

Отмечено, что во время хранения из влагосодержащих отходов выпадают осадки, возрастает количество летучих соединений в основном в результате жизнедеятельности микроорганизмов, что может привести к отказу регенеративных систем В.

В узле предварительной обработки в основном производятся обеззараживание и консервация отходов.

Обеззараживание достигается нагреванием, ультрафиолетовым облучением, радиационным воздействием, обработкой токами высокой частоты, реагентными методами и рядом других приемов. Однако некоторые методы требуют высоких энергозатрат или могут приводить к изменению химического состава (так, обработка высокотемпературным полем разлагает мочевину и другие термолабильные соединения). По-видимому, использование антисептических свойств ряда химических реагентов для стабилизации состава отходов в регенеративных системах В предпочтительнее.

Консервант должен обладать высокими антисептическими свойствами, быть нетоксичным для человека, связывать летучие соединения (например, аммиак) с тем, чтобы не допускать их попадания в узлы тонкой очистки. При этом консервант не должен образовывать осадков до высокой концентрации растворов, которые могли бы механически выводить из строя оборудование.

В полете искусственного спутника "Космос"-110 для хранения мочи животных в течение 30 сут использовали паранитрофенол в концентрациях 5 г/л. Для регенерации воды применить паранитрофенол затруднительно; поскольку он не связывает свободный аммиак, всегда присутствующий в моче, плохо идентифицируется и удаляется из воды.

Универсального консерванта пока нет и, вероятно, не будет. Помимо перечисленных выше требований и ограничений, его разработка затруднена большим числом источников загрязненной воды и методов ее регенерации.

Для удаления всех примесей из влагосодержащих отходов используют перегонку при атмосферном давлении, вакуумную дистилляцию, парокомпрессионный, окислительно-каталитический, мембранные, электрохимические, сорбционные, радиационные, фотохимические методы, озонирование, коагуляцию и др.

Перегонку при атмосферном давлении как метод регенерации впервые применили для извлечения воды из мочи. Полученная этим методом вода (при температуре ≥100°С и давлении ~1 ата-1030 гектаПа) имела высокую окисляемость, резкий аммиачный запах, а следовательно, повышенный рН.

Чтобы снизить температуру процесса очистки и тем самым избежать разложения термолабильных веществ, проводили регенерацию воды при испарении в токе воздуха. Условия выделения воды: температура испарения не выше 65 °С, температура конденсации ~15°С, давление атмосферное. Количество аммиака и органических соединений в конденсате, полученном из мочи, было незначительным. Для доведения качества воды до питьевых кондиций требовалось использование ионообменных смол и активированных углей в уменьшенных количествах. Недостатки процесса - невысокая производительность и большой расход воздуха.

От таких недостатков свободны вакуумная дистилляция, поскольку при понижении давления температура кипения растворов снижается. Питьевую воду из мочи получали при 25-30 °С в испарителе и вакууме 30 мм рт. ст. (4,0 кПа) после сорбционной очистки.

Обладая рядом преимуществ, регенерация воды вакуумной дистилляцией имеет недостатки, затрудняющие ее применение на борту космического корабля, так как использование вакуума космического пространства связано с опасностью разгерметизации. Кроме того, значительную инженерную трудность представляют испарение, конденсация и отвод конденсата в условиях вакуума в невесомости. Методом вакуумной дистилляции не всегда можно разделить растворенные соединения, имеющие близкие с водой температуры кипения, например азеотропные смеси. Последние можно разделить методом лиофилизации (сублимации, молекулярной сушки) - разделения твердой, жидкой и газообразной фаз путем свободного испарения в глубоком вакууме ~10^-4 мм рт. ст. (0,0000133 кПа). Вода, полученная этим методом из мочи и других продуктов жизнедеятельности человека и отходов биологического звена, содержала примеси в крайне незначительных концентрациях. Однако недостатки, связанные с потерей вещества в вакууме космического пространства, опасность разгерметизации и сложность теплообменной аппаратуры не позволяют положить метод лиофилизации в основу системы регенерации воды в космическом полете.

Разновидностью дистилляционного способа регенерации воды является парокомпрессионный метод - использование скрытой теплоты конденсации для подогрева поступающих в систему регенерации влагосодержащих отходов. Он включает испарение жидкости в условиях пониженного давления" сжатие и конденсацию паров. При сжатии температура паров повышается и используется в испарителе, обеспечивая регенерацию тепла. Описанный тепловой насос позволяет создать систему с минимальными энергозатратами.

Основной недостаток парокомпрессионного метода заключается в необходимости использования компрессора, снижающего надежность работы регенеративной системы.

С помощью всех рассмотренных выше методов регенерации воды из отходов получается конденсат, загрязненный аммиаком и органическими летучими соединениями. Для доведения качества воды до питьевых кондиций необходимо применять дополнительную очистку на ионообменных смолах и активированных углях.

От этого недостатка свободен так называемый окислительно-каталитический метод, позволяющий перевести все летучие, дурно пахнущие, токсические, биологически активные соединения органической и неорганической природы в простейшие окислы или элементы. Летучие вещества мочи и других отходов жизнедеятельности человека состоят из азота, углерода, водорода, серы. При их окислении будут образовываться углекислота, вода, азот, oкислы серы.

Концентрации сернистых соединений в отходах невелики, поэтому в регенерированной воде количество сульфатов не будет превышать предельно допустимых норм.

В качестве катализаторов используют различные контакты - металлические (платина, палладий и др.) и окисные (окислы марганца, хрома, серебра и т. д.). Процесс можно проводить как при атмосферном, так и при пониженном давлении. Температура в зоне катализатора ~150°С. При температуре испарения ~50°С получается вода, отвечающая ГОСТу на питьевую воду, включая параметры микробной обсемененности.

Окислительно-каталитическим методом получена питьевая вода из всех влагосодержащих продуктов жизнедеятельности (моча, конденсат атмосферной влаги, санитарно-гигиеническая вода, фугат хлорелльной суспензии, конденсат, собранный в оранжерее с высшими растениями, и т. д.).

Недостатком метода являются относительно высокие энерготраты. Регенерация воды мембранными методами заключается в разделении водных растворов с помощью мембран, селективных к одному или нескольким классам химических соединений.

Суть метода обратного осмоса состоит в разделении растворов, проходящих через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающим осмотическое. В результате в емкости перед мембраной накапливается концентрат растворенных солей и органических соединений, после мембраны в приемнике собирается чистая вода. Основные преимущества метода: минимальная термодинамическая работа разделения, отсутствие фазовых переходов, возможность использования в условиях невесомости и применения мускульной силы космонавта. Недостатки метода: невысокая селективность мембран относительно некоторых соединений (для мочевины, например, она составляет 60-80%.), малая механическая прочность целлофановых, ацетатцеллюлозных и некоторых других полимерных мембран, необходимость применения относительно высоких давлений (50-100 ати).

Метод испарения через мембрану основан на селективном проникновении воды и некоторых компонентов растворов через полупроницаемую мембрану и испарении при ее обдувании потоком газа или в условиях пониженного давления. Мягкие условия процесса регенерации (температура испарения 40-60 °С, температура конденсации 15-20 °С, давление 1 ата) позволяют избежать разложения термолабильных соединений. Однако получающийся при этом конденсат приходится дополнительно очищать от летучих соединений, oпрошедших через мембрану.

Ультрафильтрация - процесс, заключающийся в продавливании раствора через мелкопористую мембрану, проницаемую для компонентов с низкой молекулярной массой, но задерживающую вещества с высокой молекулярной массой, а также коллоиды. В системах регенерации воды ультрафильтрацию можно использовать для удаления из некоторых видов жидких отходов коллоидов, мелкодисперсных взвесей (включая бактерии и вирусы), также различных высокомолекулярных веществ. Наиболее перспективно применение ультрафильтрации при регенерации воды из таких жидких отходов, как санитарно-гигиеническая вода.

Для очистки малоконцентрированных растворов, таких, как влаговыделения топливных элементов, конденсат атмосферной влаги, конденсаты при регенерации воды методом дистилляции, мембранными и другими методами, целесообразно применять сорбцию. Это поглощение растворенных веществ поверхностью твердого тела (адсорбент) или объемом жидкой фазы (абсорбент).

К адсорбентам в системах регенерации воды предъявляются жесткие требования. Адсорбенты должны обладать максимальной сорбционной емкостью, высокой механической прочностью, не выделять в регенерированную воду токсических соединений или веществ, ухудшающих физико-химические и органолептические свойства, и т. д.

Применение того или иного адсорбента зависит от природы химических примесей, подлежащих удалению. В основном влагосодержащие отходы состоят из электролитов и недиссоциирующих соединений. Для удаления диссоциирующих веществ используют катионо- и анионообменные смолы; соединения неионной природы удаляются активированными углями.

Количество и тип ионообменных смол в системах регенерации воды зависят от раствора, поступающего на регенерацию. Например, от топливных элементов с калийным электролитом будут поступать влаговыделения с гидроксидом калия. Для его удаления применимы такие катиониты, как КУ-2, СДВ, РФ и др. Хотя катионит КБ-4 обладает максимальной емкостью, использовать его трудно из-за сильного набухания. Увеличение объема катионита в процессе эксплуатации может приводить к повышению гидравлического сопротивления в коммуникациях регенеративной системы или к усложнению узлов очистки.

Для очистки конденсата атмосферной влаги необходимо применять не только катиониты, но и аниониты, поскольку удалению подлежат примеси" способные к анионному обмену. Так, уксусная кислота хорошо удаляется анионитами АВ-17, АН-31, ЭДЭ-10П и др.

В системах регенерации воды предпочтительнее применять катиониты пористой структуры.

Если органические кислоты (в меньшей степени альдегиды, кетоны) хорошо удаляются с помощью ионитов, то углеводороды практически не извлекаются из водных растворов. Для очистки воды в этом случае необходимо использовать активированные угли. Кроме того, ионообменные смолы сами выделяют небольшие количества органических соединений, для их удаленна также применяют активированные угли.

Несмотря на эффективность и простоту аппаратурного оформления сорбционных регенеративных систем, с помощью ионообменных смол и активированных углей трудно удалять такие, например, органические соединения, как-низшие спирты или мочевина.

В регенеративных системах В. перспективно использование электрохимических методов: электродиализа и электрохимического (анодного) окисления. Они основаны на использовании процессов, протекающих в растворах при прохождении через них электрического тока. Электродиализ применяется в основном для опреснения и обессоливания воды, электрохимическое окисление- для удаления органических соединений.

Достоинства электрохимических методов - мягкие условия процесса, возможность автоматизации и управления. Недостатки - трудность удаления мочевины, невозможность полного извлечения воды (методом электродиализа).

За последние годы все большее внимание привлекают методы очистки воды, основанные на электрообработке: электроразряде (высоковольтный и малой мощности) и воздействии импульсными электрическими полями. При высоковольтных импульсных электрических разрядах в воде образуются окислители и восстановители, такие, как ОН^-, H₂O₂^-, гидратированные ионы, пероксид водорода, атомарный водород и др. Сильные окислители вызывают окисление органических примесей и тем самым снижают окисляемость. Наибольшее применение электрообработка может найти в обеззараживании воды.

Преимущество электрообработки в космических полетах состоит в возможности создания безреагентных автоматических систем регенерации воды, недостатки - в сравнительно высоких энергозатратах и трудности полного окисления всех примесей.

Малых энергозатрат требует метод коагуляции, основанный на слипании частиц с последующим образованием крупных агрегатов, удаляемых при отстаивании, центрифугировании или фильтрации. Обычно коагуляцию применяют для очистки воды от взвешенных и коллоидных частиц. Известна коагуляция с помощью электролитов под действием химических и физических факторов, однако наибольшее распространение получила гетерокоагуляция - очистка воды при введении коагулянтов, образующих агрегаты, взаимодействующие с удаляемыми примесями.

При коагуляции коллоидные примеси переходят в неустойчивое состояние, начинается процесс слипания, примеси переводятся в труднорастворимые соединения или сорбируются на поверхности образованных агрегатов. Наибольшее распространение в качестве коагулянтов получили сульфат алюминия, соли железа, магния, кальция.

Ускорить хлопьеобразование и улучшить очистку можно некоторыми высокомолекулярными соединениями - флоккулянтами (активная кремниевая кислота, полиакриламид, декстрины и др.).

В регенеративных системах В. экипажей космических летательных аппаратов метод коагуляции, по-видимому, можно применять для регенерации санитарно-гигиенической воды с примесями коллоидной природы.

Использование сульфата алюминия в качестве коагулянта для регенерации санитарно-гигиенической воды показало, что его оптимальная концентрация 0,4-0,5 г/л воды. При этом вода хорошо осветляется и удаляется до 95% всех примесей. Наряду с большой эффективностью удаления примесей и малой энергоемкостью процесса отмечены трудности обезвоживания и удаления образовавшегося осадка.

Для регенеративных систем В. можно использовать и озонирование, фотохимическое и радиационное окисление, жидкофазное окисление, экстракционные методы, вымораживание, биологические методы. Выбор метода будет зависеть от конструкции и энерговооруженности летательного аппарата, числа членов экипажа, длительности экспедиции.

После регенерации большинством физико-химических методов получается вода, практически приближающаяся по химическому составу к дистиллированной. Для доведения качества полученной воды до гигиенических нормативов необходима минерализация. Отсутствие солей и микроэлементов в воде ухудшает ее вкус и уменьшает поступление в организм некоторых необходимых веществ. В связи с этим при разработке системы регенерации воды следует учитывать ее обогащение соответствующими солями и микроэлементами. При недолгом потреблении регенерированной воды для питья достаточно ввести в нее минеральные соли, определяющие главным образом жесткость и органолептические свойства (кальций, магний, бикарбонаты, хлориды, сульфаты и др.). Для длительных космических полетов (более 1 года) придется обогащать воду всей гаммой необходимых минеральных соединений, присущих природной питьевой воде, включая микроэлементы, например фтор и йод. Минерализация воды возможна путем дозированного введения солей в виде растворов, таблеток, применения обогатительных тканевых и ионообменных фильтров, гранулированных природных и искусственных минералов.

Регенерированная вода может содержать много микроорганизмов. Для обеззараживания регенерированной воды и систем В. в космическом полете можно использовать физические (ультрафиолетовое и радиационное облучение, воздействие ультразвуком и низкими температурами, магнитная обработка, воздействие СВЧ-излучений и др.); химические (обработка газообразными окислителями, например озоном, обеззараживающими веществами - ионы тяжелых металлов и т. д.) и биологические (введение антибиотиков н биологически активных веществ) методы.

Предпочтительнее методы обеззараживания с невысокими энергозатратами и эффектом последействия, обеспечивающим консервирование регенерированной воды.

Увеличение длительности космических полетов и использование космонавтами воды, регенерированной из жидких продуктов жизнедеятельности и технических отходов, требуют оперативного контроля качества воды.

Вывод о пригодности регенерированной воды для питья в период отработки технологического режима и ресурсных испытаний системы регенерации делают на основе комплексных санитарно-гигиенических исследований, включая токсикологические и анализ технологической эффективности системы. В штатной, многократно испытанной системе регенерации при оценке качества воды можно ограничиться анализом только тех примесей, которые или токсичны, или могут попасть в воду во время работы и при выработке ресурса системы В.

Для оперативной оценки качества воды используется кондуктометрия; содержание общего органического углерода можно определить потенциодинамическим способом, мутность воды - нефелометрически, азот аммиака - ионометрически.

Пока нет приемлемых для условий космического полета экспресс-методов определения в воде микроорганизмов.

Прежде чем ввести системы регенерации воды в состав систем жизнеобеспечения экипажей космических кораблей, их тщательно отрабатывают в макетах космических кораблей.

В 1966 г. в США был проведен длительный (62 сут) эксперимент, в котором испытана система В, основанная на регенерации воды из мочи, конденсата атмосферной влаги и санитарно-гигиенической воды. Регенерацию воды из мочи и конденсата атмосферной влаги осуществляли с помощью фильтрации, электродиализа и испарения в токе воздуха; очистку санитарно-гигиенической воды проводили сорбционным методом с предварительной фильтрацией через ряд механических фильтров. Электродиализ был исключен из дальнейших исследований, и до конца эксперимента регенерацию воды из мочи проводили путем испарения в потоке воздуха с последующей конденсацией и фильтрацией жидкости для сорбционной очистки.

Однако наиболее полные исследования были проведены в 1967 г. в СССР во время годового медико-технического эксперимента, когда впервые был осуществлен полный круговорот воды в макете космического корабля. В систему регенерации поступали моча, конденсат атмосферной влаги, санитарно-гигиеническая и кухонная вода.

Воду из мочи извлекали окислительно-каталитическим методом, включающим ряд стадий (консервация исходного продукта, фильтрация для удаления осадка и взвесей, испарение, окисление органических соединений до простейших окислов на поверхности гетерогенного катализатора, конденсация паров и дополнительная сорбционная очистка). Для придания полученной практически дистиллированной воде полноценного вкуса ее насыщали солями и микроэлементами.

Регенерация воды из конденсата атмосферной влаги осуществлялась сорбционно-фотохимическим методом. Загрязненная влага проходила фильтрацию, окисление органических соединений при ультрафиолетовом облучении с последующей сорбционной очисткой и насыщением солями и микроэлементами. Санитарно-гигиеническую воду очищали методом коагуляции; в качестве коагулянта использовали сульфат алюминия.

Кухонная вода, образующаяся в результате приготовления пищи и мытья посуды, очищалась окислительно-каталитическим методом.

Производительность системы регенерации воды из мочи составляла 5 л/сут, из конденсата атмосферной влаги - 3 л/сут, из санитарно-гигиенической воды - 23 л/сут и из кухонной воды - 10 л/сут. В годовом медико-техническом эксперименте система регенерации обеспечила 6000 л воды из всех влагосодержащих отходов.

В США в 1968 г. компанией Mr. Donnel Douglas был проведен 60-суточный эксперимент в макете космического корабля с экипажем из 4 человек. Система В. основывалась на регенерации воды из мочи (методом низкотемпературного испарения), из конденсата атмосферной влаги (сорбционным методом;), из санитарно-гигиенической воды (метод мультифильтрации).

В узле хранения питьевой регенерированной воды температура все врем" эксперимента поддерживалась на уровне 70 °С для предотвращения роста микрофлоры. Следует подчеркнуть, что бихроматная окисляемость регенерированной воды была довольно высока и составляла по кислороду 77-166 мг/л при норме 100 мг/л. Кроме того, регенерированная вода практически не содержала минеральных солей.

В 1970 г. в США были проведены 90-суточные испытания систем жизнеобеспечения с участием 4 испытателей.

Воду из мочи и конденсата атмосферной влаги извлекали двумя методами:

1. испарением в токе воздуха, конденсацией паров с последующей сорбционной очисткой и вакуумной дистилляцией с каталитическим окислением. Использованная санитарно-гигиеническая вода очищалась методом мультифильтрации с последующей сорбционной очисткой. Мочу консервировал" раствором, содержащим 39,8% H₂SO₄, 47,3% Н₂O, 9,8% CrO₃ и 3,1%, CuSO₄. В системе регенерации воды из мочи использовалась тепловая энергия от радиоизотопа плутония-238. Температура процесса дистилляции составляла 37 ⁰С, остаточное давление 48 мм рт. ст. Температура каталитического окисления органических примесей составляла 115-138°С; катализатор Ardox. Во время эксперимента мочу выбрасывало из испарителя в зону каталитического реактора, что требовало промывания катализатора;
2. испарением мочи с поверхности фитильного испарителя; пары воды и летучие соединения проходили через активированный уголь с последующей конденсацией и дополнительной очисткой. Регенерированную воду подвергали термической обработке при температуре 71 °С.

В макете космического корабля, помимо регенеративной системы В., имелся контейнер из нержавеющей стали с запасом 181 л питьевой воды, консервированной йодом (5 мг/л).

Регенерированная вода по большинству показателей удовлетворяла нормам. Однако повышенные количества органических примесей, определяемых по органическому углероду (до 429 мг/л), свидетельствовали о недостаточной очистке санитарно-гигиенической воды.

Результаты длительных наземных экспериментов послужили основой для создания систем В. экипажей космических кораблей и орбитальных станций. Так, система В. на космическом корабле "Аполлон" основана на использовании воды, выделяющейся в результате работы топливных элементов, для питья и приготовления пищи. Конденсат атмосферной влаги использовался для нужд системы терморегулирования. Поскольку влаговыделения топливных элементов содержат много водорода, в системе предусмотрен сепаратор в виде палладиево-серебряной трубки, через которую водород диффундировал из воды в вакуум космического пространства.

Орбитальная станция "Скайлэб" имела запас деионизированной воды (2700 кг), консервированной йодом.

Системы В. космических кораблей типа "Восток", "Восход", "Союз", орбитальных станций "Салют" включают запасы питьевой воды московского водопровода, консервированной ионами серебра (0,2 мг/л).

На орбитальной станции "Салют" впервые в практике космических полетов функционировала система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги СРВ-К. Она состоит из блоков для разделения газожидкостной смеси, поступающей из системы термо- и влагорегулирования, очистки воды от вредных примесей органической и неорганической природы, обеззараживания, обогащения воды минеральными солями, сбора, хранения и подогревания перед употреблением. Успешная работа регенеративной системы позволяет уменьшить количество воды, доставляемой с Земли. Системы регенерации воды из мочи, санитарно-гигиенической воды и влаговыделений биологического звена позволят создать полный круговорот воды на борту космического летательного аппарата и свести запасы питьевой воды до минимальных количеств.

ВОЗВРАЩЕНИЕ И ПОСАДКА (ВП) на Землю космического корабля - наиболее ответственный завершающий этап космического полета, обычно решается комплексом технических средств и систем.

В зависимости от класса, типа и технических характеристик космического аппарата ВП выполняются комплексом автоматических средств или членами экипажа через контур ручного управления.

При входе аппарата в плотные слои атмосферы в зависимости от его типа и характера спуска экипаж испытывает перегрузки. Перегрузки на участке управляемого спуска могут колебаться в пределах 2-8 g. В этом случае психологически, физически и технически подготовленный к воздействиям перегрузок экипаж способен управлять системами корабля на спуске и. контролировать их работоспособность и точность.

Космические корабли не крылатого, а шарообразного типа могут сорваться на баллистический спуск, чреватый резким возрастанием перегрузок от 4 до 28 g и более. Экипаж не имеет возможности их снизить, а следовательно, пассивен. При опасности больших перегрузок во избежание травм, члены экипажа должны принять изготовочную позу в индивидуально подогнанных ложементах.

Для предотвращения гибели экипажа, травм или разного рода расстройств в организме космонавтов возникающие нагрузки не должны выходить за пределы переносимости.

ВП шарообразных аппаратов выполняют система ориентации, тормозная-двигательная установка, система управляемого спуска, теплозащита, обеспечивающая прохождение спускаемого аппарата через плотные слои атмосферы, система приземления, обеспечивающая плавное парашютирование и мягкую-посадку с помощью двигателей мягкой посадки.

Крылатые космические корабли снабжены автоматическим и ручным управлением посадкой, требующим высокой профессиональной летной подготовки, особенно при заходе на посадку и ее выполнении.

От надежности указанных систем зависит безопасность при ВП экипажа на Землю.

Разработка более рациональных и надежных систем ВП должна уменьшить вероятность нештатных (аварийных) ситуаций, увеличить безопасность полета и обеспечить более комфортные условия приземления (приводнения) для человека.

ВОЗДУХ АЛЬВЕОЛЯРНЫЙ (ВА) - смесь газов в альвеолах легких. Состав ВА поддерживается в обычных условиях на постоянном уровне и зависит от соотношения вентиляция/кровоток.

При дыхании атмосферным воздухом на уровне моря (общее давление 101,3 кПа, или 760 мм рт. ст.) парциальное давление кислорода в ВА (р_AO₂ составляет 13,3-14 кПа (100-105 мм рт. ст.), углекислого газа (р_AСO₂) - 5,3 кПа (40 мм рт. ст.), азота (p_AN₂) - 76 кПа (570 мм рт. ст.) и водяных паров (рН₂O) - 6,3 кПа (47 мм рт. ст.).

В альвеолах верхних долей легких парциальное давление углекислого" газа ниже, а кислорода выше, чем в усредненном ВА; в нижних долях легких - наоборот. На вдохе также увеличивается p_AO₂ и уменьшается р_АСO₂. Однако эти различия при нормальном ритме дыхания не превышают ±0,7 кПа (±5 мм рт. ст.). При периодическом дыхании Чейна - Стокса или глубоком и шумном дыхании Куссмауля флюктуация в составе ВА увеличивается.

Несмотря на это, ВА - истинная газовая среда организма, а его состав служит одним из критериев состояния здоровья и важнейшим показателем гомеостаза; на поддержание постоянства ВА направлены многие компенсаторные реакции организма.

Впервые теорию ВА разработал И. М. Сеченов, который и рассчитал его состав. Для кислорода: αO₂ = -^a*100/_z*B*p + ^B*iO₂/_A, для углекислого газа: αCO₂ = -^b*100/_z*B*p + ^B*iCO₂/_A, где αO₂ - процентное содержание кислорода в ВА; αCO₂ - процентное содержание углекислого газа в ВА; a - поглощение кислорода в мл/мин; b - выделение углекислого газа в мл/мин; iO₂ - процентное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе; iCO₂ - процентное содержание углекислого газа во вдыхаемом воздухе; z - частота дыханий в минуту; В - объем воздуха, входящего в альвеолярное пространство при вдохе; А - объем воздуха, выходящего из альвеолярного пространства при выдохе; р - окружающее давление, выраженное в атмосферах.

Понижение барометрического давления в высокогорной местности, в барокамере или изменение состава вдыхаемого воздуха могут сопровождаться изменениями ВА. Регуляция состава ВА направлена на сохранение оптимального соотношения рO₂ и рСO₂ в нем. Так, при уменьшении рO₂ во вдыхаемом воздухе до 13,3 кПа (100 мм рт. ст.) не наблюдается значительного увеличения легочной вентиляции, что приводит к падению р_АO₂. Однако при более выраженном понижении рO₂ во вдыхаемом воздухе легочная вентиляция возрастает, стабилизируя р_АO₂. При этом возможно развитие гипокапнии (см.), для профилактики которой В. В. Стрельцов предложил добавлять к гипоксическим газовым смесям углекислоту. Величины рСO₂, устраняющие гипокапнию, определили Н. А. Агаджанян и сотр., рекомендовав добавлять углекислоту к вдыхаемым гипоксическим газовым смесям до рСO₂ 5,3 кПа (40 мм рт. ст.) в покое и до 2,6 кПа (20 мм рт. ст.) во время физической нагрузки. При этом улучшается общее состояние в связи с увеличением легочной вентиляции, повышением р_АO₂ и нормализацией р_АСO₂, а также улучшением транспорта и отдачи кислорода тканям (см. Вериго - Бора эффект), нормализацией ритма дыхания.

При длительном пребывании в разреженной атмосфере у лиц, адаптированных к гипоксии, и горцев р_АO₂ и р_AСO₂ ниже, чем у жителей равнин, и составляет соответственно 6,9-8,6 кПа (52-65 мм рт. ст.) и 3,7-4,5 кПа (28-34 мм рт. ст.) при сохранении высокой работоспособности и жизненной активности.

Во время пребывания в газовой среде с повышенным содержанием углекислоты наблюдается увеличение р_АСO₂ и развитие дыхательного ацидоза. Увеличение легочной вентиляции, возникающее в этих условиях, недолго (несколько минут) сохраняет нормальный уровень р_АСO₂ (при рСO₂ во вдыхаемом воздухе около 40 мм рт. ст., или 5,3 кПа). При малом рСO₂ (0,7-1,3 кПа, 5-10 мм рт. ст.) во вдыхаемом воздухе возможно более длительное сохранение р_АСO₂ на исходном уровне (несколько дней) с последующим увеличением щелочного резерва крови и компенсацией дыхательного ацидоза. Работоспособность и жизненная активность при этом склонны к снижению.

"ВОСТОК" - наименование серии первых советских одноместных космических кораблей для выполнения полетов на околоземной орбите. Корабль "Восток" состоит из спускаемого аппарата с кабиной космонавта (масса 2,4 т, диаметр 2,3 м) и приборно-агрегатного отсека с бортовой аппаратурой и тормозной двигательной установкой. Масса корабля с последней ступенью ракеты-носителя 6,17 т, длина 7,35 м, масса без последней ступени 4,73 т. Во время полета космонавт в скафандре находится в кабине в катапультируемом кресле. При посадке предусматривались катапультирование космонавта из кабины (на высоте 7 км) и спуск на парашюте или приземление в спускаемом аппарате. Система жизнеобеспечения рассчитана на 10 сут; во время полета с космонавтом непрерывно поддерживалась радиосвязь. В полетах 6 кораблей серии "Восток" проводили оперативный медицинский контроль по данным радиопереговоров, а также регистрацию ряда физиологических показателей. В результате медико-биологических исследований системы кровообращения (ЭКГ, кинетокардиография, сейсмокардиография), дыхания (пневмография), нервно-мышечной системы и анализаторов (исследования почерка, ЭЭГ, кожно-гальваническая реакция, оценка пространственной ориентации, электроокулография и др.), а также экспериментов на лизогенных бактериях, дрозофилах, микроспорах, культуре клеток HeLa были получены первые данные о влиянии факторов космического полета.

"ВОСХОД" - наименование советских многоместных космических кораблей, предназначенных для полетов по околоземной орбите. Первый в мире многоместный космический аппарат "Восход" отличался от космических кораблей "Восток" системой мягкой посадки, резервной тормозной двигательной установкой, усовершенствованным оборудованием.

"Восход", трехместный космический корабль (вес 5320 кг), был выведен на орбиту 12.10.64 г. Экипаж - В. М. Комаров (командир корабля), К. П. Феоктистов, Б. Б. Егоров; длительность полета - 24 ч 17 мин. В полете был выполнен большой объем исследований, в том числе медико-биологических: врач-космонавт Б. Б. Егоров брал пробы крови, измерял артериальное давление, исследовал вестибулярную функцию и т. д.

"Восход-2" - двухместный космический корабль (запуск 18.03.65 г., экипаж - командир корабля П. И. Беляев, второй пилот А. А. Леонов, длительность полета 26 ч). Спускаемый аппарат корабля "Восход-2" был снабжен шлюзовой камерой и оборудованием для выхода человека в Космос. В полете космонавт А. А. Леонов в скафандре с автономной системой жизнеобеспечения (см.) впервые вышел в открытое космическое пространство. А. А. Леонов находился вне корабля 12 мин, максимальное удаление от него составляло 5 м; процесс выхода и "плавание" в безопорном пространстве были засняты кинокамерами. П. И. Беляев контролировал частоту дыхания и сердечных сокращений у А. А. Леонова во время выхода в Космос с помощью установленных в кабине приборов. Посадка была произведена с использованием ручной системы управления.

ВРАЧЕБНЫЙ (МЕДИЦИНСКИЙ) КОНТРОЛЬ (ВК) за состоянием здоровья космонавтов - один из элементов системы медицинского обеспечения космических полетов. ВК включает:

1. сбор медицинской информации;
2. ее анализ и обработку;
3. оценку состояния здоровья членов экипажа;
4. выработку необходимых профилактических и лечебных рекомендаций.

ВК в космонавтике основан на получении информации по радиотелеметрическим, радиопереговорным и телевизионным каналам, которая поступает в Центр управления полетом, где осуществляют первичный анализ, оперативную оценку и углубленное изучение полученных данных. Рекомендации должны соответствовать мерам неотложной и специализированной медицинской помощи. Однако в космических полетах по существу не встречаются выраженные патологические сдвиги или неотложные состояния. Основное внимание направлено на выявление начальных или скрытых признаков патологии, состояний предболезни или неблагоприятных изменений, которые могут привести к ухудшению самочувствия и работоспособности космонавтов.

ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ (ВП) ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ кабины космического корабля, газообразные вредные примеси - конечные продукты метаболизма человека, выделяемые им в окружающую среду.

Среди источников загрязнений воздушной среды кабины человек занимает особое место. Он является постоянным источником ее загрязнения, при определенных условиях весьма существенным. Несмотря на то что процессы ?формирования воздушной среды достаточно подробно изучены в наземных экспериментах, эти закономерности в условиях невесомости нуждаются в дальнейших исследованиях.

В нашей лаборатории разработан прибор АК-1 для отбора и концентрирования проб воздуха непосредственно в космическом полете с последующим их анализом на Земле методом газовой хроматографии.

Три хроматографические колонки, заполненные сорбентами с разной полярностью, обеспечивают надежную идентификацию множества компонентов, выделяемых человеком и полимерными материалами.

Отбор и концентрирование проб воздуха в различных точках станции на сорбенты проведены во время полета космического корабля "Союз"-22 и орбитальных станций "Салют"-5, "Салют"-6, "Салют"-7.

В воздушной среде станции идентифицировано и количественно определено около 30 компонентов, относящихся к спиртам, альдегидам, кетонам, ароматическим углеводородам. Среди них были ацетон, ацетальдегид, метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, н-бутанол, изобутанол, этилацетат, бутилацетат, диэтиловый эфир, этилбензол, толуол, м-р-о-ксилол, пропан, н-бутан, н-пентал, н-гексан, н-гептан, н-октан, метилэтилкетон, бензол, пропилацетат и др.

В ходе эксплуатации станции количество ВП, выделяемых полимерными материалами, уменьшается, а количество примесей, выделяемых человеком, остается довольно стабильным и может изменяться в зависимости от вида деятельности космонавтов (физическая нагрузка на тренажере, разгрузка транспортного корабля и т. д.).

Однако эти превышения были кратковременными, и системы очистки атмосферы успешно справлялись с дополнительной нагрузкой.

Сопоставление результатов исследования на орбитальных станциях и космических кораблях с данными, полученными в герметических камерах и макетных испытаниях и от американских коллег на станции "Скайлэб"-4, показало, что порядок величин обнаруженных концентраций ВП сходен.

ВЫЖИВАЕМОСТЬ (В) - средняя для популяции и вида вероятность сохранения организмов каждого поколения при участии их в воспроизводстве вида. В измеряют отношением числа взрослых особей, участвующих в размножении, к числу родившихся в каждом поколении. При действии неблагоприятных факторов среды В (как и плодовитость) снижается. В ходе прогрессивной эволюции В возрастает. Так, В у бактерий 10^-7-10^-8 %, у высших животных 10-30%. Это связано с совершенствованием процессов регуляции и поддержания гомеостаза.

В биологических экспериментах для характеристики неблагоприятного ?воздействия используют так называемую LD₅₀ - дозу вещества или силу и продолжительность воздействия, при которой выживает 50% особей. Этот критерий используют при изучении гипоксии, ускорений, гипероксии, декомпрессии и т. д. и для определения их интенсивности. Данные В способствуют выявлению особей, наиболее приспособленных к тому или иному воздействию, и помогают понять механизмы адаптации.

ВЫСОТНЫЙ КОМПЕНСИРУЮЩИЙ КОСТЮМ (ВКК) - составная часть комплектов кислородного оборудования и снаряжения для дыхания под избыточным давлением, используемых в качестве индивидуальных средств жизнеобеспечения летчика в стратосферных полетах. ВКК предназначается для создания внешнего регулируемого давления на туловище и конечности. Это давление предупреждает нарушения кровообращения и дыхания при изолированном повышении внутрилегочного давления до величин (150-200 мм рт. ст., или 20-26,7 кПа), обеспечивающих необходимый кислородный режим организма и работоспособность человека в разреженной атмосфере на больших высотах. При взрывной декомпрессии ВКК, не допуская чрезмерного расширения грудной клетки, легких и желудочно-кишечного тракта, защищает ЭТИ органы от баротравмы. Внешнее противодавление, оказываемое ВКК на тело, препятствует закипанию жидкостей организма на высотах 19,2 км и более и в определенной степени замедляет формирование и рост газовых пузырьков в крови и тканях на больших высотах. В результате полностью предупреждается высотная парогазовая эмфизема и частично предотвращается или облегчается высотная декомпрессионная болезнь (см. Болезнь декомпрессионная высотная).

Плотная оболочка ВКК защищает летчика от воздействия воздушного потока при катапультировании (см.). В сочетании с вентиляционным костюмом, полетной одеждой и противоперегрузочным устройством ВКК выполняет дополнительную защитную роль при экстремальных температурах внешней среды и действии перегрузок. ВКК широка применяют в авиации; намечаются перспективы его использования и в космических полетах.

Рис. 2. Высотный компенсирующий костюм в сочетании с гермошлемом, компенсирующими перчатками и носками

ВКК - это подогнанный к телу с помощью шнуровки комбинезон из прочной хлопчатобумажной или капроновой ткани. Он имеет специальное устройство для натяжения оболочки по периметру туловища и конечностей, в результате чего создается внешнее давление на поверхность тела. По жидким средам, газосодержащим полостям и мягким тканям это давление передается внутрь и компенсирует избыточное давление в легких. ВКК применяется в сочетании с кислородным прибором, маской и гермошлемом, а на высотах более 20 км - с компенсирующими носками и перчатками (рис. 2).

Рис. 3. Схема высотного компенсирующего костюма с механической (а), пневмомеханической (б) и комбинированной (и) системой компенсации избыточного давления. 1 - туловище; 2 - оболочка; 3 - камера пневмомеханической компенсации; 4 - тесьмас. 5 - шланги подачи кислорода в камеры и гермошлем; 6 - кислородный прибор

В ВКК используют в основном три способа натяжения оболочки и создания давления на тело: механический, пневмомеханический и комбинированный (рис. 3).

При механическом способе камера натяжного устройства размещена в прочном чехле снаружи костюма вдоль туловища и конечностей и окружена петлями из тесемок, концы которых пришиты к краям оболочки. При создании избыточного давления в легких кислород одновременно поступает и в камеру ВКК. Камера расширяется и натягивает тесьмы. При этом сближаются края оболочки костюма и сжимается соответствующий участок тела, вследствие чего создается внешнее противодавление. Его величина прямо зависит от давления внутри камеры и ее размеров. В малогабаритных ВКК, обеспечивающих противодавление, равное избыточному давлению в легких, диаметр камеры ВКК в 5-10 раз меньше диаметра соответствующего участка тела, а давление в камере поддерживают в 5-10 раз выше избыточного внутрилегочного давления.

Положительным качеством ВКК с механической системой противодавления является хорошая паровоздухопроницаемость оболочки, а недостатками - необходимость плотной подгонки, неравномерность внешнего противодавления на тело, жесткость оболочки ВКК и камеры натяжного устройства. Это приводит к локальным нарушениям циркуляции крови, болевым ощущениям, ограничению и затруднению дыхательных экскурсий и рабочих движений по управлению летательным аппаратом при дыхании под избыточным давлением.

В ВКК с пневмомеханической системой противодавления компенсация .избыточного давления осуществляется камерой, расположенной в области туловища и конечностей под оболочкой ВКК и соединенной с гермошлемом и кислородным прибором. При возникновении избыточного давления в легких кислород под таким же давлением поступает в камеру, внутренняя оболочка которой автоматически создает противодавление на тело. Пневмомеханическая система противодавления обеспечивает равномерное давление на тело и свободную экскурсию грудной клетки при дыхании, меньше ограничивает рабочие движения. Ее основной недостаток - парогазонепроницаемость оболочек, нарушающая теплоотдачу испарением пота в областях тела, покрытых резиной или прорезиненной тканью.

Создание ВКК с комбинированной системой компенсации предполагает использование положительных качеств механической и пневмомеханических систем внешнего противодавления в высотном снаряжении.

ВЫХОД В ОТКРЫТЫЙ КОСМОС (ВОК) - выход человека, одетого в индивидуальный скафандр, за пределы космического корабля, орбитальной или планетной станции. Первым человеком, который покинул космический корабль, был А. А. Леонов. Во время полета с П. И. Беляевым на корабле "Восход"-2 18.03.65 г. он вышел в открытый Космос через специальный шлюз и дважды "отходил" от космического корабля, будучи связанным с ним только фалом. А. А. Леонов находился вне корабля 12 мин, пролетев за это время рядом с кораблем расстояние от Черного моря до Байкала, и благополучно вернулся в кабину корабля.

К настоящему времени ВОК успешно осуществили 26 советских космонавтов и американских астронавтов, в том числе трое (Ю. Сернан, Э. Олдрин и Ч. Конрад) дважды (табл. 1).

Таблица 1. Космонавты и астронавты, осуществившие выход в открытый Космос

ВОК осуществляется либо путем шлюзования, без разгерметизации всего космического корабля или орбитальной станции (советские космические объекты, американская орбитальная станция "Скайлэб"), либо через выходной люк после разгерметизации всего космического корабля ("Джеминай", "Аполлон", лунный модуль). В любом случае после разгерметизации кабины или шлюза экипаж оказывается в условиях космического вакуума, для защиты от которого применяются скафандры. Однако это нельзя назвать "открытым Космосом": кроме скафандра, космонавты защищены стенками корабля от солнечной радиации, космического излучения, метеоритов. Кроме того, психологически совсем не одно и то же находиться внутри даже разгерметизированного отсека или шлюза или остаться снаружи корабля, держась за поручни, а иногда, как А. Леонов и американский астронавт Э. Уайт, паря рядом с кораблем.

Целями ВОК могут быть:

1. осмотр внешних покрытий корабля, отдельных узлов, наружных стекол иллюминаторов для изучения их изменений под влиянием космических факторов;
2. смена различного экспериментального оборудования, установленного снаружи корабля или орбитальной станции, ремонт или замена вышедших из строя блоков, узлов или устройств, различные монтажные работы и т. п.:
3. переход из одного отсека или космического корабля в другой при невозможности перейти через внутренние люки, лазы, переходные камеры и другие приспособления;
4. выход на поверхность других небесных тел, не имеющих атмосферы.

Для ВОК используются специальные "выходные" скафандры. В отличие от защитных или полетных они имеют автономную систему жизнеобеспечения, хотя могут работать и от бортовых систем, соединяясь с ними специальными кабелями, трубопроводами и т. п., объединенными в общий фал. Современные "выходные" скафандры (например, лунные) имеют жесткую "кирасу" с ранцем, где расположены агрегаты системы жизнеобеспечения. Подвижность рук и ног обеспечивается специальными шарнирами в области крупных суставов.

Давление в скафандре существенно ниже атмосферного, и при ВОК из корабля с двухкомлонентной газовой средой (кислород и азот) предусматривают меры профилактики декомпрессионной болезни (см.).

В настоящее время практически все возможные варианты ВОК и деятельности вне корабля проверены в полетах советских и американских космонавтов. В дальнейшем разнообразная деятельность с ВОК будет расширяться, особенно когда из доставленных с Земли или изготовленных на месте деталей (блоков) в Космосе будут собирать орбитальные научные, производственные и энергетические установки.