Par reālu iespējamību doties ārpus Zemes robežām, lai apgūtu kosmisko telpu, cilvēki sāka runāt 19.gadsimta beigās. Tieši tad kļuva skaidrs – ja lidaparātam uz pietiekami ilgu laiku piešķirtu gravitācijas pārvarēšanai nepieciešamo ātrumu, tas spētu izkļūt ārpus Zemes atmosfēras un nostiprināties orbītā līdzīgi Menesim.
Pats pirmais kosmonauts cilvēces vēsturē Jurijs Gagarins devās iekarot kosmosu 1961.gada 12.aprīlī ar kuģi Vostok-1. Viņa lidojums ilga 108 minūtes, un šis notikums kļuva par robežšķirtni, kas sadalīja pasaules vēsturi posmos pirms un pēc pirmā cilvēka ceļojuma kosmosā. Taču gan PSRS, gan Amerikas Savienotās Valstis, kas bija iesaistījušās vērienīgās sacensībās par kosmosa apguvi, pirms astronautiem lielu darbu paveica testētāji izmēģinātāji, kuru vārdi nav palikuši vēsturē, taču bez kuriem sapnis par kosmosa apguvi netiktu īstenots. Tie bija “virszemes astronauti”, kuri bruģēja ceļu pirmajiem kosmosa iekarotājiem, bet paši palika ēnā. Taču tieši viņi pārbaudīja pirmos skafandrus un izdzīvošanas iespējas ekstremālos apstākļos. Šie izmēģinātāji piedzīvoja lielas pārslodzes, izturēja krasas temperatūras svārstības, paaugstinātu mitruma līmeni, dažādas vibrāciju un trokšņu devas, izjuta uz savas ādas visas ilgstošas izolācijas blakusparādības, tostarp uzturēšanos niecīgās kamerās un spēcīgu garīgu pārslodzi.
PSRS visiem izmēģinātājiem bija jāveic skrupulozas medicīniskās pārbaudes. Viņiem bija jābūt pilnīgi veseliem, un šis fakts tika fiksēts ar ierakstu “derīgs bez ierobežojumiem”. No pieciem tūkstošiem pārbaudei pakļauto kandidātu atlasē tika izraudzīti aptuveni 25 cilvēki, taču arī pēc tam eksperimentu gaitā neviens vien atkrita. Šīs atlases medicīniskie kritēriji bija stingrāki par tiem, kas tika pieprasīti no kaujas lidmašīnu pilotiem, taču tajā pašā laikā nebija nekādu noteikumu, kas regulētu testētāju dalību eksperimentos. Līdz pat 1953.gadam PSRS oficiāli nepastāvēja aviācijas (vēlāk arī kosmisko) sistēmu izmēģinātāju profesijas, attiecīgi nebija nekādu sociālo garantiju un veselības apdrošināšanas, arī alga bija niecīga. Daži izmēģinātāji bija spiesti priekšlaikus pensionēties nopietnu veselības problēmu dēļ. Vien 1963.gada decembrī tika radīts medicīniski bioloģiskais institūts, kur eksperimenti turpinājās reglamentētos apstākļos. Brīvprātīgi izmēģinātāji beidzot saņēma oficiālu statusu un valsts atbalstu.
Caur uguni un ūdeni
Arī ASV Nacionālā aeronautikas un kosmosa administrācija (NASA) sākotnēji uzskatīja, ka astronauti kosmosa kuģos nepieciešami tikai pareizās pogas nospiešanai īstajā laikā. Toreiz neviens skaidri nezināja, kas notiks ar cilvēka psihi kosmosa apstākļus un bezsvara stāvoklī, tāpēc nopietnāki uzdevumi astronautiem un kosmonautiem netika doti ne ASV, ne PSRS. Tikai ar laiku kosmosa apguvēju grupās aizvien biežāk sāka iekļaut arī zinātniekus un konstruktorus.
Amerikāņu astronauti Mercury programmas ietvaros un pirmie 20 padomju kosmonauti tiks rūpīgi atlasīti un apmācīti. Abos gadījumos tie bija valstu labākie gaisa spēku piloti. Tostarp svarīgs nosacījums bija neliels augums un svars, lai kandidāts ietilptu ierobežotajā kapsulas tipa kabīnē. Ar to līdzība lielākoties beidzās, jo abām lielvarām bija atšķirīga pieeja jautājumos par gatavošanos pilotējamajiem lidojumiem ārpus Zemes atmosfēras. Amerikāņi cilvēka palaišanu orbītā uztvēra kā labāku iespēju kontrolēt tehniku, kamēr padomju speciālisti vēlējās pārbaudīt, kas notiks, cilvēkam saskaroties ar jaunu dzīves vidi. Viņi uzskatīja, ka indivīds, nonācis kosmosā, izjutīs neiedomājamas grūtības, tāpēc veltīja lielu uzmanību treniņiem centrifūgās, retinātā gaisa atmosfēras spiediena kamerās un tamlīdzīgi, krietni mazāk pievēršoties tehniskajai gatavībai. Kopumā tas viss atgādināja spīdzināšanu – Gagarins un viņa kolēģi pavadīja ārkārtīgi daudz laika, trenējoties izdzīvošanai skarbos apstākļos. Turpretī amerikāņi kopš paša sākuma gatavoja nākamos astronautus negaidītiem lēmumiem, ko viņiem nāktos pieņemt jau pēc kosmosa misijas, piemēram, avārijas piezemēšanās gadījumā okeānā. Tas paredzēja ne tikai prasmi pamest kapsulu jūrā, bet arī apmācību dzīvošanai uz ūdens. Tāpat tika nodrošināta avārijas nosēšanās iespēja tuksnesī vai džungļos. Par padomju kosmiskās programmas detaļām joprojām nav pieejams daudz informācijas, tomēr zināms, ka Gagarinu gatavoja citādām negaidītām problēmām nekā amerikāņus, piemēram, viņa kosmiskajā bagāžā bija iekļauta arī pistole.
Gandrīz visi nākamie ASV astronauti trenējās vienā no lielākajiem baseiniem pasaulē – neitrālas peldspējas laboratorijā Džonsons kosmosa centrā Hjūstonā. Ūdenī bija iespējams vispilnīgāk imitēt apstākļus, ar kādiem saskartos astronauti izejot atklātā kosmosā skafandros. Džonsona centra baseinā ietilpa pilna mēroga kosmosa kuģa un vēlāk arī starptautiskās kosmosa stacijas modeļu kopijas.
No kandidātiem prasīja pilnīgi jaunas un bieži visai negaidītas prasmes. Visdrošākais navigācijas veids kosmosā ir orientācija pēc zvaigznēm, tāpēc programmas Mercury dalībniekiem nācās no jauna apgūt astronomijas pamatus. Viņiem arī vajadzēja pavadīt vairākas stundas gaisā uz milzīgas transporta lidmašīnas klāja, kas veica paraboliskus lidojumus ar mērķi radīt mākslīgu bezsvara stāvokli. Līdz brīdim, kad 1967.gadā oficiāli tika akceptēta NASA pilotējamā programma, astronautu skolā pavadāmais laiks kosmosa misijas kandidātiem bija pieaudzis no 4,5 līdz 8,3 gadiem.
Astronauta loma ļoti mainījās līdz ar atkārtoti lietojamu kosmisko kuģu parādīšanos. Space Shuttle bija ASV daudzkārt izmantojamā kosmosa kuģa jeb kosmoplāna programma. Startējot šatls darbojās kā raķete, orbītā – kā kuģis, bet nolaižoties – kā planieris. Tas ļoti apgrūtināja astronauta darbu.
Tiecoties apsteigt ASV, padomju konstruktori bija spiesti virzīties nevis pa optimālu, bet vienkāršu un ātru lēmumu pieņemšanas ceļu, tostarp ekonomēt uz drošības un dzīvības nodrošināšanas sistēmu rēķina. Pirmais pilotējamais kosmiskais aparāts Vostok bija diezgan kompakts, tāpēc pirmajam kosmonautam, kura vecums nedrīkstēja pārsniegt 30 gadu, vajadzēja atbilst noteiktiem parametriem: augums – līdz 170 centimetriem, svars – līdz 70 kilogramiem. Jurija Gagarina augums bija ideāls šaurajai Vostok kabīnei – 157 centimetri. Protams, viņš atbilda arī vienam no vissvarīgākajiem kritērijiem – bija komunistiskās partijas biedrs. Pirmais kosmosā varēja nonākt tikai un vienīgi komunists, tā ka Gagarinam nemaz nebija iespējas palikt bezpartejiskam. 1960.gadā, lidojuma priekšvakarā, viņam svinīgi pasniedza partijas biedra karti.
Daži astronautu sagatavošanas aspekti joprojām nav mainījušies, piemēram, gigantiskās centrifūgas, kas tiek izmantotas sagatavošanai lidojumam kosmosā. Tiesa, Gagarina laikā nebija pieejami datoru vadīti simulatori, kas mūsdienās spēj reproducēt daudzas situācijas, kādas rodas reāla lidojuma laikā. Lielākās izmaiņas notikušas fiziskās sagatavotības uzturēšanas metodēs ilgstošas dzīvošanas laikā kosmosa stacijās. Izstrādāti jauni fizisko vingrinājumu kompleksi un ierīces, kas spēj imitēt gravitācijas ietekmi uz skeleta un muskuļu sistēmu un mazina bezsvara stāvokļa iespaidu uz cilvēka veselību.
Gatavs ceļojumam
Vārds “skafandrs” radies no grieķu valodas jēdziena “laivas korpuss” un vārda “ cilvēks” apvienojuma un sākotnēji attiecās tikai uz ūdenslīdēju tērpiem. Tos arī mūsdienās dēvē par skafandriem, taču tagad bez precizējuma šis vārds drīzāk nozīmē astronauta tērpu.
Pirmais kosmiskā skafandra apraksts parādījās zinātniskajā fantastikā 63 gadus pirms cilvēka lidojuma kosmosā. 1898.gadā astronoms un zinātniskās fantastikas rakstnieks Garets Patnems pēc New York Journal pasūtījuma sarakstīja turpinājumu Herberta Velsa Pasauļu kariem – grāmatu Edisons iekaro Marsu. Tajā Zemes iedzīvotāji būvē kosmosa kuģus un veic atbildes triecienu agresīvajiem marsiešiem. Lai apkalpotu šos kuģus kosmosā, cilvēkiem nepieciešami “hermētiski kostīmi”. Tiesa, Patnems skafandra aprakstā pieļāva vairākas kļūdas – viņa piedāvātā konstrukcija bija līdzīga mīkstam ūdenslīdēja kostīmam, nerēķinoties ar apstākļiem ārpus mūsu Zemes atmosfēras. 1928.gadā rakstnieka Filipa Frānsisa Nolana izdomātais personāžs Baks Rodžers, kura piedzīvojumi kosmiskajā telpā tika publicēti turpinājumos vairākos laikrakstos, arī valkāja kostīmu, kas attāli atgādināja ūdenslīdēja tērpu, taču tam jau bija caurspīdīga ķivere, līdzīga tām, kas vēlāk tika izmantotas Apollo programmā – ASV pilotējamu kosmisko lidojumu projektā, kuru no 1969. līdz 1972.gadam realizēja NASA un kura ietvaros pirmajiem cilvēkiem izdevās nolaisties uz Mēness. Apollo programmas skafandrā, gluži tāpat kā Baka Rodžera tērpā hermētiskajā (iekšējā) ķiverē bija neliela auduma kārtiņa pakauša daļā. Pirmo reālistisko skafandra aprakstu zinātniskās fantastikas žanra ietvaros pirms tam, kad kosmosā pabija Jurijs Gagarins, lasītājiem piedāvāja amerikānis Roberts Ensons Hainlains, kuru mēdz dēvēt par zinātniskās fantastikas žanra tēvu. Romānā Man ir skafandrs, un esmu gatavs ceļojumam (1959) viņš attēloja konstrukciju ar savienojumiem, kas nepiepūšas vakuumā un ir apgādāta ar ticamām dzīvības uzturēšanas un termoregulācijas sistēmām.
Pirmajā vēsturiskajā lidojumā Jurijs Gagarins bija “iepakots” astoņās apģērba kārtās. Tās veidoja apakšveļa, trīs slāņi termoaizsargtērpa (vienā no tiem bija iebūvēta ventilācijas sistēma), skafandra odere, hermētisks slānis, spieidienizturīgs slānis un oranžs ārējais apvalks, lai pēc nosēšanās kosmonautu būtu vieglāk pamanīt. Vēl konstrukcijā bija iekļauta sistēma ķiveres automātiskai aizvēršanai dehermetizācijas gadījumā.
Kostīmus gatavoja individuāli katram kosmonautam un astronautam. ASV par bāzi ņēma skafandru, kas tika izstrādāts pēc gaisa spēku pasūtījuma un jau bija izmantots North American X-15 pilotējamajās raķešlidmašīnās. Būtībā tas pārlieku neatšķīrās no padomju varianta: tāpat tika izmantots hermētisks gumijas slānis, spiedienizturīgs slānis, ko izgatavoja no īpaša link-net auduma, daži neilona slāņi un ārējais slānis no Namex auduma, kas iztur līdz 4000 C. Skafandrs NASA otrajai pilotējamo kosmisko lidojumu programmai Gemini tika veidots trīs variantos: īsiem lidojumiem, iziešanai kosmosā un ar mīkstu ķiveri garām misijām bez iespējas atstāt kosmosa kuģi. Šie skafandri tika izmantoti arī pirmajos Apollo programmas lidojumos.
Abu lielvalstu iegūtā pieredze noveda pie tā, ka tagad starptautiskajā kosmosa stacijā darbam izplatījumā tiek izmantoti līdzīgi skafandru modeļi – krievu Orlam un amerikāņu EMU -, kas tomēr atšķiras tehniskā izpildījuma ziņā. Kopīgais šajās sistēmās ir to universālums – viens skafandrs ir piemērojams dažādiem cilvēkiem -, taču tehniskie risinājumi ir atšķirīgi. Orlam ir puscieta konstrukcija (stingrs korpuss, saliekamas piedurknes) ar atveri aizmugurē. Kopš 1977.gada skafandrs ir modernizēts un tajā ir daudz ērtāk strādāt. Amerikāņu EMU arī ir pusciets, taču sadalīts vairākās daļās, kas ir atdalāmas: rumpja aukšdaļa, rumpja apakšdaļa, ekstremitātes, ķivere, mugursoma.
Suvenīri no Mēness
Pirmais uz Mēness virsmas kāju spēra amerikāņu astronauts Nils Ārmstrongs. Tas notika 1969.gada 20.jūlijā. kāpjot lejā pa kuģa kāpnēm, Ārmstrongs nolika kreiso pēdu uz Mēness virsmas pulksten 2.56 pēc universālā koordinētā laika. Pēc tam izskanēja viņa spārnotā frāze, kas kļuvusi leģendāra: “Tas ir mazs solis cilvēkam, bet milzīgs lēciens cilvēcei”. Pēc 15 minūtēm viņam pievienojās otrs ekipāžas astronauts Bazs Oldrins. Pavisam astronauti uz Mēness pavadīja divarpus stundas.
No 1969. līdz 1972.gadam Apollo misijas laikā uz Mēness kopumā piezemējās 12 astronauti. Šajās ekspedīcijās viņi veda sev līdzi ne vien daudz aprīkojuma, kas nepieciešams izdzīvošanai, bet arī citas lietas. Nīls Ārmstrongs tā dēvētajā personīgo vēlmju komplektā iekļāva koka gabaliņu no brāļu Raitu 1903.gada aeroplāna kreisā propellera un auduma fragmentu no lidaparāta augšējā kreisā spārna, ko pēc tam nogādāja atpakaļ uz Zemes, un tagad tie izstādīti brāļu Raitu nacionālajā memoriālā.
Astronauts Alans Bīns pirmo reizi devās kosmosā misijas Apollo 12 ietvaros. Drīz pēc piezemēšanās uz Mēness viņš noņēma savu sudraba piespraudi, vēl reizi uz to paraudzījās un ar pārliecinošu kustību aizsvieda prom. “Joprojām atceros, kā tā pazibēja spožajā saules gaismā un pazuda tālumā. Tā bija vienīgā zvaigzne, kuru redzēju melnajās debesīs, jo saules gaisma uz Mēness ir pārāk spilgta, lai varētu ko saskatīt,” viņš rakstīja dienasgrāmatā.
1971.gadā Alans Šepards kļuva par Apollo 14 komandieri un trešās veiksmīgās ekspedīcijas laikā uz Mēness pat pamanījās uzspēlēt golfu uz Zemes pavadoņa. Šī ideja astronautam radās neilgi pirms lidojuma. Pilots vēlējās paņemt līdzi uz Mēness golfa bumbiņas, taču NASA vadība viņam atteica. Tad Šepards paziņoja, ka savai nerātnībai netērēs nodokļu maksātāju naudu un pats segs visus neparastās golfa spēles izdevumus, piebilstot, ka iemiesos ideju dzīvē tikai tādā gadījumā, ja misija noslēgsies veiksmīgi. NASA piekāpās, atļaujot Alanam paņemt līdzi dažas bumbiņas, tomēr nūju ņemt aizliedza – tai modulī nepietika vietas. Tad Šepards nozāģēja vienas nūjas galviņu un slepus ienesa to kosmosa kuģī. Lai veiktu sitienu, Šepards piesēja golfa nūjas galviņu pie dzelzs sešstūra – saliekama instrumenta Mēness iežu paraugu savākšanai. Astronauts vēlāk sacīja, ka pirmie mēģinājumi bijuši neveiksmīgi, jo skafandrs viņam traucējis trāpīt pa bumbiņu. Šepards neaprēķināja sitiena trajektoriju, un bumbiņa tika ierakta gruntī. Bet tad viss izdevās. “Bumbiņa aizlidoja jūdzēm, jūdzēm un jūdzēm tālu prom,” vēlāk atminējās Alans. Patiesībā viņš gan nedaudz mānījās – vizualizācijas speciālists Endijs Sonderss kopā ar ASV Golfa asociāciju spēja noteikt attālumu, kādu veica abas bumbiņas. Pēc Sondersa vārdiem, pirmā bumbiņa aizlidoja aptuveni 22 metrus, bet otrā – 36 metrus. Taču arī tas nav slikts rezultāts, ņemot vērā faktu, ka milzīgā skafandra dēļ Šepardam nācās sist pa bumbiņu ar vienu roku, turklāt vēl Mēness gravitācijas apstākļos.
Uz Mēness nav gaisa, tātad nav arī tā pretestības. Tā ir lieliska vieta, lai pārbaudītu Galileo Galileja relativitātes teoriju, kas vēsta, ka kustība visās inerciālās atskaites sistēmās noris vienādi. Apollo 15 astronauts Deivida Skots tieši to arī izdarīja. Viņš no vienāda augstuma nometa āmuru un piekūna spalvu, un abi priekšmeti piezemējās vienlaikus. Piekūna spalva tika izvēlēta tāpēc, ka konkrētās misijas Mēness moduli sauca Falcon jeb Piekūns.
Astronauti ņēmuši līdzi uz Mēness arī apzīmogotas aploksnes ar vērtīgām pastmarkām un fotouzņēmumus. Apollo 16 astronauts Čārlzs Djūks uz pavadoņa virsmas atstāja savas ģimenes foto, kurā viņš redzams kopā ar sievu Dorotiju un dēliem Čārlzu un Tomasu sēžam uz soliņa. Uz foto otras puses ir uzraksts: “Šī ir astronauta Djūka ģimene no Zemes. Biju uz Mēness 1972.gada aprīlī”. Zem uzraksta – sievas un bērnu paraksti.
Skats no augšas
Faktiski katrs astronauts ir pārdzīvojis tā dēvēto Visuma slimību. Gravitācijas trūkumā cilvēka vestibulārā aparāta signāli kļūst pretrunīgi. Tāds stāvoklis ilgst vairākas dienas un izpaužas kā ekstremitāšu sajūtas zudums un dezorientācija. Bezsvara stāvoklī ir ļoti viegli pārvietoties – astronauti kosmosa stacijas iekšienē burtiski lidinās. Taču šim fenomenam ir arī blakusefekti – muskuļi zaudē spēku, un kauli kļūst trausli. Visvairāk cieš kāju muskuļi. Lai nezaudētu spēju staigāt, kosmonauti lieto vitamīnus un katru dienu veic fiziskus vingrinājumus. Viņi trenējas uz skriešanas celiņa, pie kura tos notur īpašas saites. Daudziem astronautiem lidojumu laikā rodas sarežģījumi ar muguru, ko pavada nervu sāpes. Tā notiek, jo bezsvara stāvoklī cilvēka mugurkauls atslābst un izstiepjas, palielinās attālums starp skriemeļiem. Tāpēc kosmonauti burtiski izaug par pieciem līdz astoņiem centimetriem. Bija gadījums, kad astronauts kļuva garāks pat par 10,5 centimetriem.
Kosmosā nav iespējams ieiet vannā vai dušā, tāpēc higiēnai izmanto īpašus sūkņus un salvetes. Tāpat problemātiski ir iztīrīt zobus, jo putas no zobu pastas nākas norīt. Šā iemesla dēļ astronautiem izstrādāta īpaša, nosacīti ēdama zobu past. Vairāki produkti un garšvielas ārpuszemes kuģotājiem ir pieejami tikai šķidrā veidā. Piemēram, sāls un pipari var iekļūt ventilatoros un citā aprīkojumā, kā arī sagādāt problēmas gadījumos, ja nonāk saskarē ar acīm. Visgrūtākais astronautiem pēc atgriešanās uz Zemes ir pierast pie tā, ka priekšmeti krīt lejup, nevis turpina lidināties gaisā, ja tos palaiž vaļā. Cilvēki pēc ilgstošas uzturēšanās kosmosā ilgi nevar pierast pie gravitācijas un nereti sasit dažādus priekšmetus, ieraduma pēc atlaižot tos, nevis novietojot uz kādas virsmas.
Balva par šīm neērtībām ir astronautu novērotie skati, kādus nekad neieraudzīt no Zemes. Mūsu planēta izskatās kā zils disks uz melna fona, paveras Mēness otra puse, tāpat novērojami dīvaini gaismas uzliesmojumi, kas žilbina acis. Patiesībā tā nav gaisma, bet kosmiskā radiācija, ko smadzenes uztver kā zibspuldzi. Tādi uzliesmojumi ir ļoti kaitīgi acīm, un dažiem kosmosa apguvējiem tāpēc radušās problēmas ar redzi.
Atrodoties izplatījumā, cilvēkam ir grūti turēties pie ierastā dienas un nakts režīma, tāpēc kosmonauti iet gulēt un ceļas pēc signāla, ko sūta no lidojuma vadības centra, kas atrodas uz Zemes. Orbītā saule uzlec un noriet ik pēc 90 minūtēm, tāpēc dienas gaitā saullēktu var novērot vairākas reizes. Visi astronauti nosacīti cenšas turēties pie Zemes laika.
Pa sava kuģa iluminatoriem astronauti var atšķirt ēģiptiešu piramīdas, lielas lidostas un pilsētas, arī svētku salūtus Jaungada naktī. Tomēr, par spīti izplatītam nostāstam, Lielo Ķīnas mūri gan nav iespējams saskatīt.
Daudzi astronauti teic, ka visspilgtākos iespaidus visa kosmiskā lidojuma laikā sagādā nevis uzturēšanās ārpus Zemes, bet gan nolaišanās atpakaļ uz dzimtās planētas. Viņi pa iluminatoriem redz liesmas, kas aptver kosmosa kuģi, kad tas iziet cauri blīviem atmosfēras slāņiem. Kuģis nolaižas ar izpletņu palīdzību, taču tie neatveras uzreiz, lai nebūtu pārāk spēcīga rāviena. Sākumā atveras pavisam mazs izpletnis, tas velk aiz sevis otru – lielāku, un tikai tad pienāk kāra galvenajam lielajam izpletnim. Visa piezemēšanās var aizņemt 15 minūtes – šis laiks ir atkarīgs no kosmosa kuģa tipa.
P.S. Red.piez. Rakstā minēts, ka pirmo PSRS kosmosa izmēģinātāju vārdi nav zināmi. Teksta autors maldās, jo tie ir zināmi. Tos var izlasīt zemāk minētajā saitē: