Глобальный кризис вывел человечество из потребительской спячки: после длительного застоя возобновляется освоение космоса. Ученые и конструкторы разных стран планируют полеты экспедиций на Луну и на Марс, разрабатывают проекты орбитальных заводов и лунных станций. Самые что ни на есть рабочие специальности — ремонт, строительство, монтаж, наладка — перемещаются в космос, пока что ближний. Став зачинателем покорения человеком Вселенной, наша страна была и остается на передовых рубежах космонавтики.

Плоскогубцы на борту

Нормальная работа космического аппарата – транспортного или пассажирского корабля, орбитальной станции, а также безопасность космонавтов зависят от каждой детали, даже от малейшего винтика. Учитывая сверхсложные условия полетов, многие системы жизнеобеспечения дублировались, что значительно удорожало и утяжеляло корабль, сокращало полезную нагрузку.

Возник вопрос: а почему бы не снабдить космонавтов специальным инструментом, который бы позволил устранять неисправности? Однако в начале космической эры не сразу догадались, что космонавтам на орбите можно выступать в роли ремонтников и монтажников.

Впервые набор «инструментов первой необходимости» отправили к звездам только через несколько лет после полета Юрия Гагарина. Технический прорыв, создание первого набора инструментов для выполнения работ на орбите и в открытом космосе был совершен в СССР в 1970 – 80-е годы. Об истории создания уникального инструмента и арсенале сегодняшних «тружеников космоса» рассказали его разработчики – Борис Григорьевич Гольдштейн и Олег Семенович Цыганков.

Исторически переломным моментом стал полет советского корабля «Союз-9» в июне 1970 года, который длился рекордно долго – почти 18 суток. Это был первый опыт длительной работы в космосе в условиях невесомости, ставший прологом к созданию серии орбитальных станций «Мир» и нынешней Международной космической станции (МКС). Экипаж – летчики-космонавты Виталий Севастьянов и Андриян Николаев, по настоянию молодого научного сотрудника Олега Цыганкова, взяли на борт купленный в обычном магазине комплект плоскогубцев, отверток и прочих инструментов весом всего 740 граммов.

По возвращении на Землю участники полета рассказали: инструменты приходилось использовать часто. Но увы, самые обычные операции в условиях невесомости превращаются в трудновыполнимые задачи. Стало ясно: в будущих космических экспедициях обязательно должны быть наборы специальных инструментов. Как для постоянного обслуживания корабля и ремонта, так и для «строительства», сборки и монтажа на будущих орбитальных станциях сложного оборудования, новых узлов.

Тяжкая невесомость

Однако оказалось, что для работы в условиях невесомости обычные земные инструменты либо малопригодны, либо вообще не годятся.

Причин несколько, и главная беда – невесомость. На Земле большинство операций при ремонте производится обеими руками, например, одна рука держит винт, а другая – закручивает его отверткой. На орбите космонавт, пытаясь выполнить эту нехитрую операцию, сам начинает вращаться в обратном направлении! Следовательно, приходится одной рукой держаться за какую-нибудь поверхность, а другой вращать, поэтому работать может только одна рука. Кто же в это время будет удерживать винт на резьбе?

Если отвертка сорвется из паза винта, то может образоваться мельчайшая металлическая стружка. В условиях земного тяготения это ерунда, а в невесомости такие соринки будут летать по кораблю, угрожая при вдохе попасть в легкие космонавта. Таких неожиданных трудностей множество, поэтому для каждого обычного инструмента предстояло придумать модификацию, пригодную для работы в космосе. Когда проблема была сформулирована, начальство дало добро на разработку и испытание «космического инструмента», проработали список предприятий – разработчиков и производителей.

Одним из ведущих стал Всесоюзный научно-исследовательский институт строительного механизированного инструмента (ВНИИСМИ), на базе которого позднее была создана компания «Интерскол» – сегодня ведущий российский разработчик и производитель инструмента, один из мировых лидеров инструментального рынка.

Разработку возглавил руководитель лаборатории специнтсрумента ВНИИСМИ Михаил Гельфанд. В самые короткие сроки была подготовлена целая серия, как сейчас говорят, линейка специализированных безреактивных инструментов, приспособленных для работы не только внутри космических кораблей и орбитальных станций, но и в открытом космосе.

Предварительные испытания проводились в моделирующих невесомость условиях – на пикирующих самолетах, под водой. Инструменты дорабатывались до тех пор, пока не осталось сомнений: теперь космонавты, при необходимости или по надобности, смогут не только «закрутить гайки», но и выполнить самые разнообразные работы. Борис Гольдштейн, который участвовал в разработке «космического инструмента», будучи научным руководителем ВНИИСМИ, представляя сохранившуюся у него коллекцию, охотно делится воспоминаниями.

Винт-якорь

Чудес вроде приснившейся Д.И. Менделееву таблицы периодической системы химических элементов, к сожалению, не приключалось. Каждый из гениально простых, а потому в высшей степени надежных «космических инструментов» является результатом кропотливой работы специалистов.

Вот специальные ножницы по металлу со сменными наконечниками – это одновременно и плоскогубцы, и кусачки. Кроме того, у них специальные ручки-рычаги, приспособленные для работы в перчатках скафандра, которые значительно увеличивают мощность рук. Мышечное усилие в 8–9 кг возрастает «на выходе», в рабочих плоскостях, почти до тонны.

Или нож для вскрытия обшивки космического корабля, в чем-то подобный консервному. Лезвие его обнажено лишь до тех пор, пока рука давит на пластину-«курок», а снимешь пальцы, и снова спрячется в «ножны». Таким ножом невозможно невзначай распороть материал скафандра, нарушение герметичности которого в открытом космосе смерти подобно.

Сложно было закручивать-откручивать в невесомости винты. Но и здесь нашли необычное, но эффективное решение. Свет увидел специальный «космический винт» с отверстиями на боковой цилиндрической поверхности головки, и специальная так называемая анкерная отвертка с перпендикулярной ручкой. Приставишь такой инструмент к шлицу, нажмешь на рычаг, гильза надвинется, а в отверстия, расположенные по бокам головки винта, войдут металлические шарики, которые винт уже никуда не отпустят. Зафиксированный таким образом винт можно закручивать одной рукой, не опасаясь при этом, что может образоваться металлическая стружка, которая может начать плавать в кабине корабля.

Поскольку подобные адаптированные для космоса винты используются почти по всему корпусу космического аппарата, к головке любого из них всегда можно прикрепиться с помощью «космической отвертки» – «заанкериться», или «бросить якорь». Благодаря этому космонавт получает в невесомости дополнительную точку опоры – крепеж, за который можно держаться при проведении работ.

Кроме механических инструментов, была разработана и специальная электротехника. Такая как паяльник «Пеликан», в «клюве» у которого постоянно – готовый расплав. С помощью «хитрости разума», остроумного использования законов механики, удалось нейтрализовать, казалось бы, неизбежную «отдачу», крайне неприятную в невесомости. Так, был создан специальный электрический привод, который не дает отдачи.

Безоткатный молоток

Большинство «космических инструментов» стали новым словом в технике и были запатентованы. Были использованы, среди прочих, остроумные разработки умельцев прошлого, отечественных «левшей». Но и в этих случаях приходилось искать уникальные решения.

Взять хотя бы космический безреактивный молоток, подобный безоткатному артиллерийскому орудию. Обычный молоток при ударе по металлу отскакивает назад, «отдача» может отбросить космонавта от рабочей поверхности, даже нанести травму. «Космический» собрат при ударе не отскакивает, а будто прилипает к «наковальне». Прообразом решения послужило простое остроумное изобретение – «земной» молоток, в полые каверны которого заливали ртуть. Но возносить текучий и ядовитый металл к звездам небезопасно, поэтому внутрь полой ударной части молотка специалисты ВНИИСМИ поместили дробь – много мелких металлических шариков. Их перемещения внутри головки молотка гасят энергию отдачи.

Все эти устройства и их усовершенствования позволили советским, а потом и российским космонавтам выполнять на орбите, внутри станции и в открытом космосе, самые разные работы. Монтировать на станции «Мир» и МКС антенны, солнечные батареи, датчики, приборы, платформы и многое другое, проводить их профилактический и экстренный ремонт.

С того момента, как был создан базовый набор инструментов для космонавта, работа в этом направлении не прекращалась. В РКК «Энергия» постоянно усовершенствовались существующие приборы и создавались узкоспециальные устройства. К сегодняшнему дню готова целая мастерская, «звездный рабочий кабинет», в котором собраны десятки инструментов для работы в невесомости, как внутри космических кораблей и станций, так и в открытом космосе – буквально на все случаи жизни.

«Космическая мастерская» может быть перевезена и на другие планеты, на тот же Марс, стать основным «цехом» для наших «марсиан». Пока еще не созданы устройства искусственной гравитации и другие технологии, которые сделают жизнь на орбите подобной земной. До тех пор «космические» трудности небесные труженики с успехом преодолевают с помощью инструментов, созданных благодаря разработкам и изобретениям специалистов ВНИИСМИ и РКК «Энергия».