Как стать астронавтом? Все, что вам следует знать, прежде чем вы покинете Землю - Терри Вёртс

Во время миссии «STS-130» мне было поручено провести эту проверку вместе с товарищем по команде «Стиви-Рэем» Робинсоном[9]. Проверка была запланирована на время, когда мы пролетали над Южной Америкой. Были сумерки, и я до сих пор хорошо помню те впечатляющие грозы. Было достаточно темно, и мы могли отчетливо видеть яркие вспышки молний, но в то же время было достаточно солнечного света, чтобы мы могли различить постепенно блекнущую в темноте зелень джунглей Амазонки, вместе с бело-серыми оттенками облаков. Это было зрелище, подобного которому я больше никогда не видел, даже во время моего 200-дневного пребывания на МКС, когда я усвоил важный урок: наслаждайтесь каждым удивительным моментом в жизни, потому что неизвестно, когда это наступит снова. Пока я глазел на нашу прекрасную планету, бедному Стиву приходилось самому управляться с роботизированной рукой. Я до сих пор благодарен ему за это.

Роботизированная рука космического шаттла была известна под названием «рука с шестью степенями свободы» (или DOF). Она была во многом похожа на человеческую руку: с плечевым суставом, которой мог сгибаться и разгибаться; локтевым суставом, который тоже мог сгибаться-разгибаться, а также вращаться вокруг своей оси, и подвижным запястьем. Собственно, это означало, что она могла двигаться, как рука человека. С другой стороны, роботизированная рука была намного больше и имела дополнительную степень свободы – ее плечевой сустав мог двигаться так же, как и локтевой, поэтому каждый сустав мог вращаться, сгибаться и разгибаться. Такая конфигурация «семи степеней свободы» означала, что роботизированная рука могла выполнять много различных движений, но это также подразумевало и то, что вы могли в них запутаться. Поэтому мы обычно блокировали плечевые суставы, чтобы превратить ее в руку «с шестью степенями свободы», как ту, что была установлена на шаттле. Проблема заключалась в том, что, если позволить всем семи суставам вращаться во время движения руки, она может начать двигаться непредсказуемым образом, особенно в области локтя, и мы хотели предотвратить такое неожиданное движение, чтобы она случайно не ударила по шаттлу.

Важнейшей причиной для предоставления руке семи степеней свободы было то, что она могла медленно перемещаться по станции, что позволяло провести более тщательный осмотр. Запястье возьмет приспособление для захвата и превратится в новое плечо, а старое плечо отпустит захват и, став новым запястьем, отправится в космос. Эта возможность была необходима, потому что станция была такой большой, что ни одна роботизированная рука не могла обеспечить полное покрытие ее поверхности, не имея возможности двигаться вокруг себя.

На японском модуле также есть роботизированная рука, которая используется для вытаскивания оборудования из шлюза, который находится внутри станции, она также помогает складывать оборудование на внешней платформе, подверженной экстремальным условиям открытого космоса. Это очень полезная возможность, которая позволяет заниматься наукой без участия астронавта и тем более без выхода в открытый космос, чреватого опасностями. У российского сегмента также есть роботизированный манипулятор, который управляется вручную и особенно полезен во время выходов астронавтов в открытый космос. Наконец, есть Dextre, также известный как SPDM («точный манипулятор», канадская аббревиатура). Несмотря на то, что он довольно массивен, у него несколько рук и кистей меньшего размера. Они могут выполнять задачи, которые не могут осуществить большие роботизированные руки, например вытаскивать небольшое оборудование из корпусов грузовых судов или манипулировать болтами или мелким оборудованием.

У роботов-манипуляторов было два основных вида деятельности. Во-первых, перемещение оборудования из точки А в точку Б. Это была их основная работа в годы создания станции; мы постоянно перемещали массивные модули, производя сборку МКС. Вторая задача заключалась в том, чтобы протянуть руку и схватить приближающиеся грузовые корабли – они летели строем, зависая десятью метрами ниже станции. Экипаж опускал роботизированную руку вниз, она хватала летательный аппарат, затем прикрепляла его к свободному стыковочному порту станции. Большинство движений роботов-манипуляторов в настоящее время контролируется с Земли, это обосновано стремлением высвободить для экипажа драгоценное время. Однако подхватывание свободно плавающих в невесомости транспортных средств – это то, чем экипаж по-прежнему занимается, потому что это строго ограниченная во времени операция, а также одна из самых увлекательных и динамичных задач, которые выполняют астронавты МКС. Она нарушает монотонность ремонта оборудования и выполнения научных экспериментов. Хорошо, но помимо этого астронавтам приходится участвовать в запуске, посадке, стыковках, выходить в открытый космос. Понятно, я вас услышал: монотонность будней астронавта не так уж и плоха.

Существуют три основных метода управления роботизированной рукой в космосе: ручной, автоматизированный и совместное управление. Моим самым любимым был ручной способ, но он обычно использовался только для захвата прибывающих на станцию транспортных средств. Любой, кто пользовался Xbox или контроллером PlayStation, быстро поймет, о чем идет речь. Увы, многие старшие (т. е. старые) астронавты с такими вещами не знакомы. Чтобы переместить руку, вы берете THC (контроллер в левой руке) и перемещаете джойстик вперед: рука движется вперед к цели. Вы можете двигать джойстик влево/вправо/вверх/вниз и получать соответствующее движение от концевого захвата руки – это движение называется перемещением. Вы также можете использовать RHC (контроллер в правой руке) для наклона, крена и вращения руки, чтобы выровнять ее после захвата грузового корабля, – это движение называется оборотом. Как только рука переместится для захвата цели, вы нажимаете на спуск: стальные тросы внутри руки натягиваются, и она прочно прикрепляется к цели – грузовому кораблю, плавающему под станцией, оборудованию, которое нужно переместить, или новому месту крепления руки, когда ее запястье становится новым плечом, и наоборот.

Большая часть движений руки выполняется в автоматическом режиме. Диспетчеры полета автоматическим образом рассчитывают положение и направление для руки, чтобы определить компьютерные команды, необходимые для ее передвижения в требуемое место. Затем от экипажа или с Земли рука получает команду о перемещении. Это было не очень интересно, но вам все равно потребуется хороший обзор камеры, чтобы убедиться, что все части руки (запястье, локоть, стрелы, плечо и т. д.) не соприкасаются. Самое большое беспокойство при любом движении руки вызывало случайное столкновение с чем-либо, поэтому нужна была постоянная бдительность и приходилось наблюдать из окна «Купола» за множеством внешних видеокамер, одновременно отслеживая по ноутбуку движение руки по заданной траектории.

Третий метод перемещения руки заключался в непосредственном управлении индивидуальным движением каждого сустава. Представьте, что вы двигаете собственной рукой, поднимая плечо на 20 градусов, отклоняясь вправо на 20 градусов, сгибая локоть вниз на 50 градусов, отклоняя запястье на 10 градусов и поворачивая его на 30 градусов, и т. д. Вы улавливаете смысл. Можно направить руку так, как вы хотите, указав каждому суставу, под каким углом идти. Это утомительно и трудоемко, но неизменно дает точные результаты. Мне всегда нравилось испытывать себя на симуляторе, контролируя роботизированную руку при помощи выставления углов сгиба ее суставов, чтобы попытаться схватить цель или спасти члена экипажа, попавшего в затруднительное положение в открытом космосе, которого при помощи роботизированной руки надо было переместить в шлюз прежде, чем у него закончится кислород.