Часть 1. Путешествие дилетантов
«Техника движется вперёд, только благодаря изобретениям»
Олег Антонов, Генеральный конструктор
Недавно мне предоставилась возможность, участвовать в интересном проекте, который, как теперь стало ясно, явился и прекрасным поводом поделиться своими мыслями по любимой мной теме — «Как изменяется материальный мир?» Но, всё по порядку…
Информацию о конкурсе американского агентства по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) с несколько необычным названием Space Poop Challenge (перевод будет звучать, примерно, так – «проблема фекалий в космическом пространстве») я узнал, можно сказать, случайно, из статьи в журнале «Популярная механика».
Здесь, наверное, надо сделать некоторые пояснения. Ведь, далеко не все читатели блога, даже те, кому тематика пилотируемой астронавтики не совсем чужда, задумывались о столь интимных её подробностях.
Проблема эта, можно сказать, стара, как сама пилотируемая астронавтика. Ведь, возникла она, ещё 5-го мая 1961 года, непосредственно перед стартом первого американского астронавта, Алана Шепарда. Его полёт был суборбитальным и длился всего около 15 минут. Но подготовка к старту, во время которой астронавт, облачённый в скафандр, находился внутри закрытой капсулы «Freedom 7», заняла больше 4-х часов. Из-за столь длительной задержки, незадолго до включения стартовых двигателей ракеты-носителя Mercury-Redstone 3, Алан запросил центр управления полётом разрешения «справить малую нужду прямо в скафандр» и, после мучительного совещания специалистов, получил такое разрешение. Получил, даже, не смотря на то, что могли иметь место короткие замыкания датчиков системы медико-биологического контроля, закреплённых на теле астронавта. Всё обошлось. Но свой первый полёт Алан Шепард совершал, так сказать, «с подмоченной репутацией».
(Для сравнения: стартовавший месяцем ранее, космический корабль «Восток», уже был укомплектован ассенизационно-санитарным устройством (АСУ). Испытание АСУ, было одним из полётных заданий Юрия Гагарина. Кстати сказать, успешно выполненным, заданием).
Это может показаться странным, но за более чем пол века развития с того, памятного первого полёта Алана Шепарда, наивысшим техническим достижением NASA в вопросах жизнеобеспечения, по «проблеме фекалий», стал (и остаётся) подгузник. Если официально, то — «подсистема удержания фекалий». Конечно, за прошедшие годы «памперсостроение», как одно из направлений исследований NASA не стояло на месте. И, несомненно, оно достигло больших успехов. Но уже к концу лунной программы стало ясно, наш естественный спутник – это самая дальняя точка Вселенной, которую возможно достичь, используя такую технологию. Шесть куч, использованных памперсов, оставленных на лунной поверхности рядом с посадочными модулями кораблей «Аполлон» стали, в том числе, и памятниками достижений NASA в области «жилищно-коммунального хозяйства», её, так сказать, знаком качества. А многочисленные протечки из ведра под панелью управления командного модуля, в котором собирались бывшие в употреблении «подсистемы», служили не только многочисленными «поводами для шуток», но приводили и к, специфического вида, проблемам. Известно, например, что многие астронавты миссии «Аполлон» из-за жуткого запаха и дрейфующих по кораблю фекальных брызг просто отказывались принимать пищу.
Шли годы. И перед специалистами мучительно и неотвратимо замаячил вопрос, что произойдёт, если, скажем, попытаться использовать ту же технологию при полётах к Марсу, в экспедициях, к которым уже сейчас активно готовятся сразу в нескольких странах? А случится то, что при подлёте к Красной планете обстановка внутри корабля будет, «как в Турции». (Помните незабываемых героев драмы Георгия Данелия «Джентльмены удачи»).
Но другой-то технологии, для длительных космических экспедиций, у NASA нет. Недаром же, для своего жилого модуля «Спокойствие» (англ. Tranquility) международной космической станции (МКС) в 2007 году NASA пробрело, за 19 млн. долларов США, ассенизационно-санитарный блок у «Роскосмоса». До этого момента, в течение 9 лет, ассенизационно-санитарные услуги космической вахты астронавтов NASA на борту МКС обеспечивались «Шаттлами», посредством доставки новых упаковок памперсов и эвакуацией с орбиты памперсов, бывших в употреблении.
К счастью для меня, в упомянутой выше статье в «Популярной механике» оказалась и активная ссылка на интерет-ресурс конкурса, сайт международного инновационного сообщества Hero X. (herox.com – платформа, где каждый может попытаться внести свой вклад в решение той или иной проблемы, на условиях краудсорсинга)
Перейдя по этой ссылке, я, почти сразу почувствовал, что попал в «свою компанию». Это трудно описать словами. Просто вдруг осознаёшь, что тебе здесь нравится, тебе комфортно, даже не смотря на то, что ты не знаешь английского языка и приходится постоянно пользоваться GOOGLE-переводчиком. Упомянутое обстоятельство замедляет твоё движение вперёд, но зато оставляет больше времени всё обдумывать. (Может быть, уместнее было бы использовать слово «фантазировать», но ведь без фантазий, не может быть изобретений). А, самое главное, конечно, что здесь можно найти и свободно общаться с единомышленниками, практически со всей планеты Земля. Это, так здорово!
Поначалу у меня, конечно, не было мысли участвовать в Space Poop Challenge. Тем более, что к моменту когда я узнал о конкурсе, половина времени, отпущенного на него, уже закончилось. Но я, всё же, очень подробно познакомился с его проблематикой. И, по-видимому, этим запустил своё изобретательское подсознание на решение задачи.
Давно и профессионально знакомый с этим явлением, я даже не удивился когда, уже в следующую ночь, мне пришлось неожиданно проснуться, сесть за стол и записать некоторые пришедшие в голову – как бы, неизвестно откуда — мысли. Интуитивный проблеск идеи – это всегда весело… Хотя это, ещё не «техническое решение задачи», а лишь уяснение её; уточнение ресурсов, которые могут быть использованы. Невесомость, вакуум, космический холод, пониженное до 4,3 PSID (~ 0,3 атм.) давление чистого кислорода внутри скафандра – нельзя оставить скафандр без давления, так как, без давления тело отекает, теряет большую часть своей подвижности и, конечно же, это вызывает сильную боль — и 28 В, постоянного тока (≤100 мА).
Согласно техническому заданию конкурса, система должна обеспечивать управление фекальными отходами в течение не менее 144 часов (6 суток) без использования рук внутри скафандра. Руками, находясь в скафандре, можно работать только снаружи, но совсем невозможно манипулировать внутри скафандра – даже нос не почесать, если вдруг захочется. И при этом – гарантировать возможный максимум удобств для астронавта; уж в любом случае — отсутствие воспалений и местных инфекций на теле. Причём гарантировать это как для астронавтов мужчин, так и для астронавтов, женщин.
Надо полагать, всё это, не какие-то абстрактные цифры, а вполне реальные ограничения, накладываемые для новых, перспективных скафандров, использование которых планируется, в частности, будущими экипажами кораблей «Орион»
Следующей ночью, пришлось опять подняться из постели и дорисовать то, что было записано накануне.
На третий день утром, просмотрев свои ночные рисунки и записи, я понял, что «производство мысленных опытов», в принципе, завершено и у меня уже есть, что предложить организаторам конкурса. Выработка полного развёрнутого представления об изобретении это уже, как говорится, «дело техники», его конструкторское оформление.
До этого момента ещё можно было бы остановиться. Сказать себе в оправдание: «Ну, не получилось». Но после того как идея целиком созрела и прошла внутренний контроль качества, затормозить уже невозможно — как нельзя быть «чуть-чуть беременной». С этого мгновенья изобретатель уже не принадлежит сам себе. Наступает состояние «творческого запоя», то самое, о котором Альберт Эйнштейн писал, что «ты сам себя запираешь в комнате и выбрасываешь ключ в окно». Ведь именно время вынашивания идеи, время её оформления на бумаге, и есть время её рождения.
Все две с половиной недели, остававшиеся до конца этапа представления работ на конкурс, я уже не мог остановиться. И, уже, вполне сознательно, призвав всю логику и методы математического анализа, разрабатывал то, что было принесено моим подсознанием, что подспудно созревало в каких-то потаённых закоулках души ещё с юношеских увлечений работами Константина Циолковского, Александра Чижевского, Станислава Лема, Аркадия и Бориса Стругацких, Айзека Азимого, Рэя Брэдбери…
Пришлось задействовать всё: и мои инженерные знания, и конструкторские возможности, и спортивные навыки, и жизненный опыт. Изучить, достаточно подробно, устройство двух моделей американских скафандров – спасательного оранжевого и белого мобильного, предназначенного для работы в открытом космосе – и технологию облачения в них, свойства жидкости в невесомости, систему уровней технической и документальной готовности NASA. Рисовать, считать, искать, читать, участвовать в дискуссиях на форумах, писать…
В итоге, я стал официальным участником конкурса Space Poop Challenge. Успел подать свою, «Систему управления отходами в скафандре или космическом корабле» — за сутки до момента окончания приёма заявок. И, даже после этого, ещё пару недель никак не мог остановиться. Всё продолжал обдумывать своё предложение, оптимизируя возможные варианты его решения…
Я впервые участвовал в подобном — краудсорсинговом — проекте. Что мне это дало?
Сказать, «много», значит — ничего не сказать…
Я приобрёл фантастический опыт.
Это может прозвучать самонадеянно, но я бы, даже, сравнил его с опытом полёта в Космос. Я почувствовал себя полноправным членом экипажа нашего общего космического корабля – планеты Земля. Как это здорово работать вместе с тысячами, других, пусть даже не знакомых тебе, людей, которые живут в разных странах, имеют разные уровни образования, разные специальности и специализации, говорят на разных языках, придерживаются разных убеждений, но все — пытаются решить одну, общую, с тобой, задачу. И значит, эта задача нам всем нужна, важна, интересна.
Это был, по настоящему, всемирный проект. Признаюсь, apriori я не мог себе и представить, что так много людей, со всех пяти континентов, начнут над ним работать. Посудите сами: в дискуссиях по конкурсу приняли участие более 20 000 человек, свои заявки подали более 5 000. Специалистам из НАСА, оценивавшим присланные на конкурс работы, пришлось даже извиниться перед участниками и продлить на две недели этап конкурса, предусмотренный для их работы.
Думаю, можно гордиться даже просто участием в таком деле. А его победитель получит такой стимул для своего развития, который невозможно переоценить.
Осталось лишь поблагодарить всех коллег, кто, как и я, принял участие в этом проекте. Я ведь всегда чувствовал, что они были рядом и что мы вместе. Со многими из них, уверен, мы ещё встретимся, в других проектах сообщества Hero X, чтобы, как ни высокопарно это звучит, синергией своих умов и сердец попытаться продвинуть Человечество вперёд.
К слову сказать, я, как видимо и другие участники конкурса Space Poop Challenge, сразу получил приглашение от международной группы исследователей принять участие в проекте, который сам для себя назвал — «И на Марсе будут яблони цвести». Его участники проводят эксперименты по использованию отходов жизнедеятельности астронавтов для целей возрождения природы Красной планеты и восстановления на ней среды обитания, пригодной для жизни людей.
Интересная тема, но не моя! Я предпочёл другой проект – по выявлению всех возможных альтернативных – не углеводородных — источников энергии.
Всех, кого эта тема волнует, приглашаю узнать о ней более подробно.
© Игорь Шхара