Выбор такой геометрической схемы рабочего отсека обусловлен следующими ограничениями: общая длина гермоотсеков не должна превосходить 13,5 м, максимальный диаметр (с учетом теплозащитного кожуха) — 4,15 м, а конфигурация передней части должна укладываться в конус внешнего обвода верхней части комплекса ракета—орбитальный блок. Правда, можно и весь рабочий отсек сделать в виде одного цилиндра диаметром 4,15 м. Но тогда нельзя было бы разместить солнечные батареи внутри обусловленной внешней границы комплекса. Уменьшение диаметра рабочего отсека на части до длины 2,9 м и предназначается для установки там сложенных вокруг этого цилиндра солнечных батарей системы энергопитания.
Вся эта часть корпуса рабочего отсека вместе с солнечными батареями и переходным отсеком закрывается головным обтекателем, который сбрасывается, когда ракета на участке выведения на орбиту выходит из плотных слоев атмосферы. Головной обтекатель защищает от воздействия скоростного и теплового потоков (на участке выведения) не только солнечные батареи, но и расположенные на внешних поверхностях переходного и рабочего отсеков (диаметром 2,9 м) антенны и оптические индексы системы сближения, оптические датчики автоматических систем ориентации станции и солнечных батарей, оптические приборы для визуальной ориентации при ручном управлении станцией, научную аппаратуру, панели с агрегатами системы терморегулирования, радиатор системы терморегулирования (на внешней поверхности части рабочего отсека).
Внутренний объем рабочего отсека разделяется на две главные зоны: приборную (где главным образом размещаются приборы и агрегаты) и жилую (где живет и работает экипаж). Приборная зона размещается вдоль стен станции по ее «правому» и «левому» бортам, на потолке, на полу и в районе заднего днища. Конечно, и «правый» и «левый» (и соответственно подразумеваемые понятия «вперед» и «назад») являются для космического аппарата условными понятиями. Для станций «Салют» под ними подразумевается следующее. На одной из сторон рабочего отсека располагаются оптические инфракрасные датчики для построения местной вертикали, ось которых перпендикулярна продольной оси станции. При орбитальной автоматической ориентации их оси совпадают с местной вертикалью, и именно эта сторона обращена к Земле (т. е. «вниз») при орбитальной ориентации.
Рис. 4. Приборная и жилая зоны рабочего отсека
На этой стороне установлены приборы для осуществления визуальной орбитальной ориентации при ручном управлении (которые тоже обращены «вниз»). В эту же сторону «смотрят» и фотоаппараты МКФ-6М и КАТЭ-140, предназначенные для фотографирования поверхности Земли. Поэтому данная сторона условно и считается полом станции.[2] Направление «вперед» определяется как направление в сторону переходного отсека (соответствует направлению «вперед» на участке выведения на орбиту). И, наконец, из этих двух определенных направлений однозначно определяют «правый» и «левый» борта станции.
Приборная зона (рис. 4) отделена от жилой зоны панелями, большей частью легкосъемными, для доступа к приборам и агрегатам на случай необходимости их осмотра или замены в полете. Пульты управления, индикационные устройства либо располагаются непосредственно в жилой зоне, либо врезаны в эти панели. В приборной зоне размещены аппаратура систем управления бортовым комплексом, ориентации и управления движением станции, телефонной связи с Землей, командной радиолинии, телевизионные системы, а также системы телеметрии, контроля орбиты, энергопитания (буферные батареи и автоматика), обеспечения жизнедеятельности, медицинского контроля, часть автоматики системы терморегулирования. С помощью вентиляторов, газожидкостных и холодильно-сушильных агрегатов обеспечиваются циркуляция воздуха через приборную зону и отбор тепла, выделяемого приборами при их работе, от воздуха, идущего через приборную зону в систему терморегулирования станции.
Рис. 5. Размещение постов управления:
1 — пост № 1; 2 — пост № 2; 3 — пост № 3; 4 — пост № 4; 5 — пост № 5; 6 — пост № 6; 7 — пост № 7; 8 — правый борт; 9 — левый борт
Жилая зона занимает весь остальной объем рабочего отсека. В ней можно выделить посты управления, на которых экипаж осуществляет управление станцией, проводит исследования и эксперименты, медицинский контроль состояния своего организма, а также зоны выполнения физических упражнений, места для сна и приема пищи, для санитарно-бытовых нужд (туалет, душ).
В рабочем отсеке размещаются пять постов управления, связанных с выполнением определенных работ (рис. 5). Пост № 1 — центральный пост управления. Он имеет два рабочих места. Здесь находится главный пульт управления с командно-сигнальными устройствами для выдачи команд, с индикатором положения станции (как точки) относительно поверхности. Земли, индикаторами идущих автоматических программ, оптическими и звуковыми сигнализаторами, часами и т. п. Тут же установлены оптические приборы для визуальной ориентации по Земле, пульт управления бортовой вычислительной машиной, справочно-информационное устройство.
Пост № 2 используется для осуществления ручной астроориентации станции, он оборудован пультом, средствами связи, астроприборами и рукояткой управления. Пост № 3 предназначен для управления субмиллиметровым телескопом и автономной системой охлаждения приемников телескопа. Пост также оснащен пультами, средствами связи, визиром и ручками управления. На посту № 4 проводятся работы с медико-биологическим оборудованием. Этот пост находится в нижней центральной части рабочего отсека на стыке цилиндров большого и малого диаметров. Здесь же размещено оборудование для проведения кино- и фотосъемок. Наконец, пост № 7 (посты № 5 и № 6 располагаются в переходном отсеке) используется для работы с пультами управления системы регенерации воды из конденсата и научной аппаратуры. Все посты оснащены светильниками и средствами связи.
Зоны выполнения физических упражнений размещены неподалеку от поста № 4. Уже при первых длительных полетах выявилась необходимость так называемой профилактики невесомости. Дело в том, что в условиях длительного орбитального полета, когда на человека не воздействует сила тяжести, заметно снижается нагрузка на сердце (последнему не нужно преодолевать гидростатическое давление крови порядка 0,15 — 0,2 атм), не нагружены группы мышц, обеспечивающие возможность стоять, ходить, сидеть и т. д., а также внутренние мышцы, поддерживающие внутренние органы (легкие, желудок, печень, кишечник п т. п.), наконец, не нагружен сам скелет.
Все это, если не принять профилактических мер, может привести к некоторой атрофии мышц и к определенным трудностям реадаптации к земной силе тяжести при возвращении экипажа на Землю после длительного полета. Такое наблюдалось, например, у американских космонавтов Ф. Бормана и Дж. Ловелла после их возвращения на Землю после 14-суточного полета в корабле «Джемини-7» в 1965 г., поскольку они во время этого полета были практически лишены возможности активно двигаться, а также у А. Г. Николаева и В. И. Севастьянова после их возвращения из 18-суточного полета на корабле «Союз-9» в 1970 г.
В настоящее время наиболее подходящим средством борьбы с влиянием невесомости является использование на борту орбитальной станции специальных средств — тренажеров, предназначенных для обеспечения заметной дополнительной нагрузки на сердце и основные группы мышц во время выполнения физических упражнений. К этим средствам относятся велоэргометр,[3] бегущая дорожка, пневмовакуумный костюм. Бегущая дорожка, как это ясно из ее названия, представляет собой замкнутую ленту на роликах, приводимую в движение электродвигателем. Скорость движения ленты можно регулировать, тем самым регулируя темп бега, который должен поддерживать космонавт, выполняя упражнение на дорожке.
Естественно, скорость движения ленты регулирует сам космонавт. Чтобы во время бега он не «улетел» с дорожки, на этом тренажере имеется система эластичных притягов (с регулируемым усилием порядка нескольких десятков килограмм), один конец которых закрепляется на поясе космонавта, а другой — на неподвижной части дорожки. Усилие этих притягов обеспечивает в какой-то степени имитацию нагрузок во время ходьбы и бега на ступни, мышцы ног, костные ткани и т. д.
Пневмовакуумный костюм является герметичной емкостью, надеваемой космонавтом на ноги и нижнюю часть тела и герметизируемой на поясе. Вакуумный насос создает разрежение внутри полости порядка 30–60 мм рт. ст., что позволяет создать некоторую дополнительную гидростатическую нагрузку на сердце.
