Индикатор невесомости (, сокращённо ZGI) — небольшой предмет, обычно мягкая игрушка, движение которого внутри космического корабля наглядно показывает переход от перегрузки активного участка полёта к состоянию невесомости после выключения двигателей ракеты-носителя. Чтобы предмет мог перемещаться, но не представлял опасности для экипажа и оборудования внутри кабины как в российских, так и в американских кораблях, его могут фиксировать нитью или эластичным креплением.

Индикатор не является научным или навигационным прибором и не заменяет показания бортовых систем, поскольку он лишь визуализирует отсутствие заметной реакции опоры для находящихся в свободном падении корабля и предмета. Помимо практической цели индикатор может служит талисманом экипажа и памятным предметом, символически связывая космонавтов с их семьями или же участниками общественных проектов.

Принцип действия На активном участке выведения ракета и корабль движутся с ускорением, поэтому находящиеся в кабине люди и предметы прижимаются к креслам, стенкам или точкам крепления. После выключения основных двигателей корабль и находящиеся в нём предметы продолжают движение по баллистической или орбитальной траектории в состоянии свободного падения, вследствие чего свободно подвешенный индикатор перестаёт провисать и начинает перемещаться относительно кабины.

«Поведение» игрушки во время полёта визуализирует не только невесомость. По частоте её колебаний на нити можно определить перегрузку и заметить её изменение. Так, после отделения одной ступени и в начале отделения следующей, нить натягивается, и игрушка начинает медленно раскачиваться в соответствии с перегрузкой.

На кораблях «Союз» индикатор подвешивается в поле зрения экипажа между спускаемым аппаратом и бытовым отсеком. Космонавт Антон Шкаплеров описывал появление свободного движения игрушки примерно через десять минут после старта как наглядное подтверждение завершения выведения корабля. В американской лунной программе «Артемида» индикатор во время первых минут полёта остаётся прижатым ускорением, а после выключения двигателей начинает плавать перед пристёгнутыми членами экипажа.

Словосочетание «нулевая гравитация», используемое в английском названии, является условным, поскольку земное притяжение на низкой околоземной орбите не исчезает. Официальные материалы китайской программы пилотируемых полётов характеризуют условия на орбите как микрогравитацию с остаточными ускорениями порядка 10−4—10−3 g, создаваемыми атмосферным сопротивлением, работой двигателей ориентации и другими возмущениями.

История

Прообразом индикатора считается карандаш Юрия Гагарина во время полёта «Востока-1», предназначенный для ведения записей, а не для определения наступления невесомости. Шуруп, с помощью которого крепился карандаш, вывернулся, из-за чего карандаш «уплыл» и Гагарин не смог писать в своём бортовом журнале.

В советской и российской космонавтике роль индикаторов начали выполнять небольшие игрушки, размещавшиеся перед экипажем во время выведения. На станцию «Мир» отправлялись игрушечный медведь Миша и верблюжонок Алка, а позднее экипажи использовали персонажей детских программ, мультфильмов и спортивных мероприятий. К началу XXI века вопрос о выборе индикатора стал постоянной частью предполётных пресс-конференций экипажей кораблей «Союз».

В американской космонавтике выражение zero-gravity indicator стало применяться к мягким игрушкам, сопровождавшим полёты к Международной космической станции и миссии программы «Артемида». В беспилотном полёте «Артемида-1» индикатором служила специально изготовленная игрушка Снупи, свободное движение которой внутри корабля «Орион» передавалось бортовыми камерами.

Конструкция и выбор

Наиболее распространённым вариантом является лёгкая мягкая игрушка небольшого размера. Небольшая масса уменьшает нагрузку на крепление во время старта, а мягкая конструкция снижает риск повреждения экипажа и оборудования при свободном перемещении предмета. В российской практике типичный индикатор имеет размер не более десяти сантиметров и включается в состав разрешённых личных вещей экипажа.

Зачастую игрушка эмоционально связывает космонавтов с их домом и семьёй. Обычно её выбор предоставляется командиру корабля, всему экипажу или членам их семей. Так, игрушечного жирафа Giraffiti астронавту Риду Уайсмену дали с собой его дети. В экспедицию МКС-72 в качестве индикатора была взята игрушечная корги, так как в семье Алексея Овчинина живёт собака этой породы.

Индикаторы чаще всего являются обычными мягкими игрушками — покупными или рукодельными. Однако для программы «Артемида» НАСА ввело собственные правила: поскольку во время полёта объект находится внутри кабины, материалы, из которых он сделан, должны соответствовать особым требованиям. Ввиду этого «Снупи» и «Райз», индикаторы миссий «Артемида-1» (2022) и «Артемида-2» (2026), были изготовлены в Лаборатории тепловых покрытий Центра космических полётов имени Годдарда из материалов, проверенных на огнестойкость и выделение летучих веществ.

Кроме свой основной задачи, индикатор может выполнять и другие функции. Так, индикатор «Райз» служил официальным талисманом «Артемиды-2», а заодно носил в себе карту с цифровой информацией, собранной в рамках общественной программы НАСА. Открытый международный конкурс на создание игрушки НАСА провело впервые — в результате был выбран проект восьмилетнего мальчика Лукаса Йе.

Использование в разных странах

СССР и Россия В СССР и России индикатор связан прежде всего с кораблями серии «Союз» и рассматривается одновременно как визуальный ориентир и личный талисман экипажа. Игрушку подвешивают на нити в верхней части кабины, где она остаётся видимой членам экипажа и объективам камер во время выведения космического корабля на орбиту.

Российская традиция допускает использование игрушек, связанных с семьями космонавтов, детскими персонажами, спортивными талисманами или памятными датами. Игрушки нередко совершают несколько полётов или после возвращения передаются семьям, музеям и организациям, участвовавшим в их создании. В международных экипажах «Союзов» право выбрать индикатор могло передаваться иностранному члену экипажа, как в случае с игрушечным жирафом Рида Уайсмена и медвежонком японского астронавта Такуи Ониси.

США В США индикаторы применяются в государственных и коммерческих программах пилотируемых кораблей, а также в отдельных беспилотных испытательных миссиях. НАСА определяет их как небольшие предметы, которые обеспечивают видимое подтверждение перехода корабля в условия микрогравитации. В полёте «Артемида-1» фигурка Снупи выполняла эту функцию без экипажа и позволяла зрителям наблюдать невесомость по трансляциям из кабины «Ориона». Для пилотируемой «Артемиды-2» техническая функция была объединена с ролью официального талисмана экипажа и общественным конкурсом дизайна. НАСА подчёркивало, что такой предмет делает сложную техническую миссию более понятной зрителям и одновременно сохраняет личный характер пилотируемого полёта.

Китай Китайская пилотируемая программа использует свободно плавающие предметы для наглядной демонстрации условий внутри корабля, хотя в доступных официальных материалах они не оформляются как отдельная традиция мягких талисманов. После запуска «Шэньчжоу-12» Центральное телевидение Китая показало свободно перемещавшуюся в кабине ручку как визуальное проявление наступившей невесомости. Официальные китайские объяснения связывают невесомость с совместным орбитальным движением корабля и находящихся внутри него предметов, а не с исчезновением земной гравитации.

См. также

Примечания

Ссылки