В беспредельной темноте черного неба светятся звезды, они кажутся очень близкими и какими-то не настоящими. Смотрю на высотомер — уже девятнадцать тысяч метров. На этой высоте падение происходит с наибольшей скоростью. Когда достиг высоты двенадцать тысяч метров, скорость уменьшилась, натяжные устройства высотного костюма ослабли. Свободно вздыхаю, выпрямляю тело и переворачиваюсь лицом вниз. Падать становится очень легко. Внизу Волга с ее многочисленными притоками. Хотя поверх высотного снаряжения надет морской спасательный жилет, купаться не хочется...
Из воспоминаний Е. Н. Андреева о штурме стратосферы, 1 ноября 1962 год
Уже послезавтра наступит День Космонавтики, и тогда же в стратосферу улетит зонд с нашим сервером и несколькими спутниковыми модемами на борту. В следующей статье мы расскажем о технической реализации нашего «Космического ЦОДа», а сегодня предлагаем вспомнить о некоторых свершениях прошлых лет — о парашютных прыжках из стратосферы.
Люди веками мечтали летать как птицы. Сейчас полетом в атмосфере уже никого не удивить, мы привыкли к этому. Полеты превратились в рутину и популярное развлечение. А начиналось всё с «летательных аппаратов легче воздуха» — аэростатов. В начале нашей эры началась история «китайских фонариков»: лёгких бумажных оболочек, поднимающихся в небо благодаря теплому воздуху от привязанной к ним свечи. Как и многие другие изобретения, эта идея использовалась в военных целях — для подачи сигналов войскам.
И только спустя много столетий в воздух поднялся человек. Знаменитые братья Монгольфье сконструировали воздушный шар, на котором люди впервые поднялись в воздух.
Прошло ещё больше века, «авиация легче воздуха» развилась в целую транспортную отрасль, а потом была вытеснена «аппаратами тяжелее воздуха». Но техническая мысль развивалась, и стремление перешагнуть пределы и подняться ещё выше привело к развитию стратонавтики — полётам на стратостатах на такие высоты, куда смогут забраться не все самолёты. В истории стратонавтики есть трагедии и триумфы не хуже, чем в авиации и космонавтике, у есть свои вехи.
В Эпоху Просвещения считалось, что выше 12 километров атмосфера заканчивается и начинается безвоздушное пространство. Современная наука выделяет в строении атмосферы множество слоёв, отличных по физическим свойствам и составу. Стратосферой называют промежуток высот от 11 до 50 км. Аппараты «легче воздуха», поднимающиеся в этот слой, называются стратостатами.
Первыми «Монгольфьерами стратосферы» стали ученые Огюст Пиккар и Пауль Кипфер. В 1930 году Пиккар сконструировал первый в истории стратостат под названием FNRS-1, что является аббревиатурой «Национального фонда для научных исследований» (Fonds National de la Recherche Scientifique). Вместе с Кипфером Пикар в 1931 году поднялся на высоту 15,7 км.
За свою долгую и насыщенную жизнь бельгиец совершил 27 полетов на стратостатах, изобрел батискаф и погрузился в Марианскую впадину на глубину почти 11 км.
После FNRS-1 полетами на невиданной высоте заинтересовались и в СССР. Напряжённая международная обстановка заставляла задумываться о высотной военной авиации, недоступной для истребителей того времени и зенитных орудий. Кроме того, у нас хотели исследовать недавно открытые космические лучи — естественно ионизирующее излучение, приходящее на Землю из космоса. Данных, которые получали с помощью беспилотных стратостатов, было недостаточно, и 30 сентября 1933 года взлетел первый советский пилотируемый стратостат — «СССР-1». Он поднялся на рекордную высоту в 19 км.
Солдаты выполняют роль балласта:
Героями, которые его пилотировали, были три летчика: Эрнст Бирнбаум, Константин Годунов и Георгий Прокофьев. Годунов работал начальником конструкторского бюро, которое создало оболочку стратостата, а Бирнбаум и Прокофьев служили в Красной армии и были опытными пилотами аэростатов. Эрнст продолжал летать и позднее, а во время Великой Отечественной войны он командовал аэростатами заграждения Москвы. Судьба Георгия была трагична, он покончил с собой в возрасте 36 лет.
Следующий советский эксперимент — стратостат «Осоавиахим-1», — носил имя общественно-политической организации «Общества содействия обороне, авиационному и химическому строительству», несколько инженеров которого и разработали аппарат.
Уже традиционно одним из пилотов стратостата был его главный конструктор, инженер Андрей Васенко. У команды была амбициозная научная программа, которой руководил академик Абрам Иоффе. В полете планировали исследовать космические лучи, изучать состава атмосферы и магнитное поле Земли. Кроме этого, на борту решили поставить биологический эксперимент и доукомплектовали «экипажем» из мух-дрозофил. За научные эксперименты на борту отвечал второй пилот, физик Илья Усыскин, выпускник Ленинградского политеха. Командиром экипажа был военный пилот Павел Федосеенко, имевший многолетний опыт полетов на аэростатах, командовавший воздухоплавательным отрядом в Гражданскую войну и закончивший факультет дирижаблестроения Военно-воздушной академии. «Осоавиахим-1» поставил мировой рекорд, достигнув высоты 22 км над уровнем моря, но полёт закончился трагедией: экипаж стравил слишком много газа из баллона, и когда стало вечереть, остатки газа охладились, стратостат стал быстро снижаться, а на высоте 2 км оторвался от баллона и разбился.
Еще одним, относительно удачным экспериментом был стратостат «СССР-1-бис».
Командиром экипажа был Кристап Зилле, опытный военный пилот-воздухоплаватель, начальник штаба 4-го воздушного дивизиона. Вторым пилотом был военный инженер Юрий Прилуцкий, а научной работой должен был заниматься профессор Государственной геофизической обсерватории Александр Вериго. Стратостат не зря назвали «СССР-1-бис»: оболочка баллона и гондола у него были как у первого советского стратостата, но ещё он был оснащён спасательным парашютом. Научная программа обещала быть насыщенной, среди оборудования были астрономические приборы: спектрограф и прибор для изучения яркости неба; аппаратура для аэрофотосъемки; электрометры Гессе, две камеры Вильсона, термометры, барометр и два высотомера. Снаружи гондолы висели сосуды для взятия проб воздуха и множество других приборов. Хотя трагедии, подобной «Осоавиахим-1», удалось избежать, полностью успешной миссию назвать нельзя. Поднявшись на высоту в 16 километров, экипаж выполнил научную программу и стал снижаться, но скорость оказалась слишком большой, произошла утечка водорода, сброс балласта положение не улучшил. Пилоты решили не использовать парашют гондолы, потому что посадка с его помощью получилась бы слишком жёсткой и научное оборудование могло не выдержать. Вместо этого они решили облегчить гондолу, выпрыгнув из нее с парашютами сами. На высоте 3,5 километра выпрыгнул Вериго, затем, на высоте 2 километров — Прилуцкий. Зилле остался один; сбросив весь оставшийся балласт он довёл скорость снижения до приемлемой. Тем не менее, решив перестраховаться, перед посадкой он выбрался из гондолы, зацепившись за лестницу на её внешней стороне. Но предосторожность оказалась излишней, стратостат совершил мягкую посадку, научные приборы и оставшийся пилот не пострадали.
Все последующие советские эксперименты заканчивались неудачно и даже трагически.
Летом 1934 года сгорел при старте «СССР-2», к счастью, никто не пострадал.
Не выполнил свою миссию и стратостат «СССР-3». В состав его экипажа входили: полковник Прокофьев, бригадный инженер Семенов и военный инженер 2-го ранга Прилуцкий. Прокофьев изначально был командиром Опытного-испытательного воздухоплавательного дивизиона, но был снят с должности после аварии на полигоне. Запуск много раз переносили, в итоге стратостат взлетел осенью 1937 года, но баллон порвался на высоте меньше километра. Гондола упала, экипаж получил тяжелые ранения, после которых пилоты несколько месяцев восстанавливались в больнице.
Летом 1938 года из-за отказа системы жизнеобеспечения погиб экипаж стратостата-обсерватории «ВВА-1», названного в честь Военно-воздушной академии имени Жуковского. При посадке, с уже мертвым экипажем, стратостат упал на высоковольтную ЛЭП и загорелся.
Летом 1940 года сразу после старта разрушился «Осоавиахим-2». Высота была совсем небольшой и пилоты отделались ушибами.
После такой серии неудач идея стратонавтики была окончательно дискредитирована в глазах руководства СССР и эксперименты была надолго прекращены. Новый период строительства советских стратостатов начался через много лет, с началом космической эпохи, для отработки новых технологий. Стратостат «Волга», был запущен в 1962 году для испытания посадки спускаемого аппарата космического корабля, прыжка из него и катапультирования.
Экипаж состоял из двух испытателей-парашютистов. Стратостат поднялся на высоту 28,6 километра, Евгений Андреев катапультировался и успешно приземлился, а Пётр Долгов выпрыгнул с парашютом, но погиб из-за разгерметизации скафандра.
За океаном тоже не остались в стороне от покорения стратосферы.
В 1933-1934 годах Жан Пикар, брат-близнец Огюста Пикара, живший в США, построил стратостат «Век прогресса» (Century of Progress). В первом полете он поднялся на высоту 17,5 километра. Что любопытно, спонсором полёта был сам Генри Форд. Во втором полете Жан взял с собой жену Жаннет Ридлон, которая стала первой женщиной-стратонавтом. Летом 1934-го учёные Орвиль Андерсон, Альберт Стивенс и Вильям Кепнер взлетели на стратостате Explorer I. На высоте 18 километров оболочка порвалась и экипаж выпрыгнул с парашютами, все приземлились благополучно.
На следующий год та же Андерсон и Стивенс взлетели на стратостате Explorer II. Полёт прошел успешно, они поставили рекорд высоты в 22 066 метров, который продержался больше 20 лет.
Затем американцы взяли большую паузу, и следующие полеты уже были испытаниями космических технологий, как и в СССР, и проводились они не энтузиастами с частными спонсорами, а ВВС США. С 1955 по 1958-й действовал проект Man High, в рамках которого проверяли работу в стратосфере систем жизнеобеспечения, изучали самочувствие экипажа в условиях, приближенных к космическим, выясняли влияние на человека космических лучей и испытывали системы посадки с катапультированием. В ходе испытаний было запущено три стратостата: Man High I, Man High II и Man High III. Пилотом первого стал Джозеф Киттингер, и он сразу же установил рекорд высоты почти в 30 километров. Второй стратостат с пилотом Дэвидом Симонсом поднялся ещё выше: на 30 942 метра. Третий стратостат пилотировал Клифтон МакКлюр. Очень многие наработки этой программы, потом были внедрены на космических кораблях программы «Меркурий».
Помимо традиционных стратостатов с герметичными гондолами, в конце 1950-х годов американцы проводили чрезвычайно рискованные полеты в открытых кабинах, испытывая скафандры пилотов самолетов и космонавтов, а также отрабатывали высотные прыжки с парашютом. Испытания проводили в рамках проектов Excelsior, в которых участвовал вышеупомянутый Джозеф Киттингер.
Киттингер выполнил три прыжка, едва не погибнув в первом из них. Осенью 1959 года, поднявшись на высоту 23 300 метров, он выпрыгнул из гондолы, но неисправность стабилизирующего парашюта ввела его в дикий штопор с частотой вращения 2 оборота в секунду и перегрузками до 22g. Пилот потерял сознание и спасся только благодаря автоматической системе, которая раскрыла аварийный парашют. Второй прыжок был с высоты 22 760 метров. В ходе третьего прыжка 1960-м произошла незначительная разгерметизация скафандра и Киттингер травмировал руку, но при этом поставил целый набор рекордов: высота — 31 300 метров; скорость падения 988 км/ч и время падения — 4 минуты 36 секунд.
Параллельно с чисто военными испытаниями Man High и Excelsior проходили и научные полеты по программе Strato Lab. Основными задачами были астрономические наблюдения и исследования космических лучей. С 1956-го по 1961-й было выполнено 9 полетов на высоты от 12 000 метров до рекордных на то время 34 668 метров. В одном из полётов пилот Альфред Майксел впервые провёл астрономическое наблюдение в телескоп, закрепленный в гондоле стратостата ONR STRATOLAB на высоте 12 километров. Следующий телескоп, который полетел в гондоле аппарата STRATOLAB HIGH IV для изучения Марса, поднялся на высоту 24 689 метров.
Этот рекорд высотного наблюдения через телескоп был побит только орбитальным Хабблом.
Один из научных полетов по программе Stargazer осуществил всё тот же Джозеф Киттингер. Зимой 1962 года он с астрономом Уильямом Уайтом поднялись на высоту 19 километров и больше 15 часов вели астрономические наблюдения.
Прошло ещё полвека и уникальные исследования превратились в развлечение и рекламу. В 2010 году компания Red Bull спонсировала амбициозный проект по затяжному прыжку из стратосферы в качестве рекламной акции своей торговой марки.
Для проекта выбрали знаменитого спортсмена-экстремала Феликса Баумгартнера, австрийского скай-скейтера и бейсджампера, который уже много лет сотрудничал с компанией.
После двух тренировочных прыжков (с высот 21 818 и 29 610 метров), 14 октября 2012 Баумгартнер поднялся на высоту, ставшую очередным рекордом пилотируемых полетов на стратостате — 39 километров. Кроме этого, он поставил ещё несколько рекордов во время прыжка: скорость свободного падения выше скорости звука — 1357,6 километров в час, и самое большое расстояние, которое человек пролетел в свободном полете — 36 402,6 метров. Видео прыжка транслировалось в прямом эфире и его наблюдали 8 миллионов зрителей.
Второй развлекательный прыжок не заставил себя ждать. Алан Юстас, вице-президент компании Google, 24 октября 2014 года прыгнул с еще большей высоты 41 419 метров. В отличие от всех предыдущих полётов, конструкторы решили обойтись без гондолы и прицепить скафандр прямо к баллону, а на максимальной высоте отстрелить его пиропатроном. Это дало большую экономию в весе и позволило подняться выше.
Судя по тому, что других прыжков пока не планируется, мысли богатых любителей экзотики заняты ещё более необычными развлечениями — суборбитальными полетами, которые планируют в скором времени предложить несколько компаний.
12 апреля приглашаем Вас принять участие в нашем эксперименте и отправить поздравительное сообщение на сервер в стратосферу.
Автор: ru_vds
