Самые первые пилоты орбитальных аппаратов должны были решать только одну задачу - совершить полет. Однако со временем, по мере того как совершенствовались космические системы, к профессии «космонавт» стали предъявляться дополнительные требования. Сегодня в космической отрасли работают люди самых разных профессий: инженеры-конструкторы, инженеры бортового оборудования, исследователи, астрономы, специалисты по космической медицине, космические биологи и даже менеджеры космического туризма.
Это самые современные профессии, связанные с созданием и применением космических технологий.
Ученики уверены, что исследование космоса - трудная физическая и психологическая работа, да еще и приходится рисковать жизнью. Поэтому они выбирают те профессии, о которых больше знают. Дать реальное и полное представление о современных профессиях - это задача, которую решает школьное образование.
В нашем Северо-Восточном округе космическое образование начинается уже по дороге в школу, где многие улицы носят названия конструкторов космической техники и ученых. И даже самый прямой и длинный городской отрезок пути из центра столицы в Центр управления полетами в подмосковном Королеве пролегает по территории нашего округа.
Но каждому школьнику важно правильно донести значение познания и освоения космоса для успешного развития нашей цивилизации. Новые возможности профильного образования старшеклассников помогают успешно справляться с такими задачами.
Так, в инженерном классе на уроках биологии ребята узнают о новейших открытиях в космической области. Учитель Юлия Сергеевна Михайлова рассказала о последней космической новинке - уникальном магнитном биопринтере. Ученики были изумлены, узнав, что с помощью этого изобретения можно будет печатать в космосе человеческие клетки. Уже есть результаты: на МКС напечатали на 3D-биопринтере щитовидную железу мыши, и этот эксперимент признали успешным. На орбите уже создается искусственная жизнь! Космический биопринтер работает при помощи технологии магнитной левитации. Именно она позволяет ему эффективно создавать живые ткани и микроорганы в условиях невесомости. В перспективе технология трехмерной магнитной биопечати может быть использована для коррекции повреждений тканей и органов космонавтов при длительных космических полетах. На Земле в будущем эта технология может быть использована для биопечати человеческих тканей, органов. Ученые активно работают над этой технологией, так как она не только позволит создавать биоимпланты для пересадки людям, но и, например, проводить клинические испытания лекарств на отдельных органах и тканях.
- Меня очень заинтересовали эти эксперименты, - говорит Матвей из 11‑го «А». - Я стал собирать об этом больше информации. Выяснил, что для создания органов и тканей на 3D-принтере используют специальный гидрогель и пластиковый биоразлагаемый материал. После того как ткани пересаживают в организм, полимерная оболочка постепенно разлагается. В то же время клетки начинают самостоятельно выделять матрикс, который обеспечивает механическую поддержку клеток, и в конечном итоге необходимость во вспомогательном материале отпадает. Я задумываюсь о карьере ученого и хотел бы со временем тоже участвовать в экспериментах в области космических технологий.
- Мы создаем все возможности для реализации творческого потенциала наших ребят, - поясняет Юлия Сергеевна, - наши ученики делают яркие презентации и проекты об истории освоения космоса, космонавтах, новых космических достижениях и разработках, участвуют в различных олимпиадах, творческих конкурсах и учебно-научных конференциях.
- В космосе я занялся бы определением соотношения объема плазмы и клеток в крови, - делится мечтами победитель муниципальной олимпиады «Демиург» Олег из 8‑го класса, - сконструировав для этого специальный прибор-анализатор. Такой аппарат крайне важен для проведения экспресс-тестов биохимических жидкостей, что позволило бы спасти жизни многим людям.
Помимо основных необходимых знаний по биологии, астрономии, химии и космонавтике учителя прививают ребятам планетарное мышление, учат выходить за рамки обыденности, рассуждать о вечных ценностях мироздания, о роли своего существования на Земле.
Задачу профориентации школьников в области космической деятельности помогают решать живые встречи с людьми, которые свою жизнь связали с космосом. Так, в школу №1095 в гости приехал Герой Советского Союза и первый Герой России космонавт Сергей Крикалев, шесть раз побывавший в космосе, проведя в нем суммарно рекордное время - около 803 суток.
Ребята подготовили много вопросов, и первый из них задала Василиса из дошкольной группы:
- Сергей Константинович, а вам не страшно было лететь в космос? Не хотелось остановить ракету и сказать: «Хочу обратно домой»?
Сергей Константинович улыбнулся и ответил:
- Нужно избегать панического страха. А вот чувство опасности должно быть и у космонавта. Когда его нет, то это первый симптом того, что с человеком может что-то случиться. Большую часть наземной подготовки мы изучаем, что делать, если в полете что-то пойдет не так. Это нужно не только для того, чтобы обезопасить космонавта, но и для того, чтобы не допустить ошибку в работе. В космонавтике есть такое понятие, как осознанный, оправданный риск. Мы идем на обоснованный риск, чтобы получить новые знания, обеспечить успех полета, и стараемся делать это очень аккуратно, крайне собранно. Ну а проситься домой, не выполнив задание, - это не по-космонавтски. Все, кто приходит в нашу профессию, хорошо понимают степень своей ответственности и, как бы тяжело ни было, трудности преодолевают.
- Скажите, скажите, - включается в разговор семилетний Степан, - а полеты в космос не вредны для здоровья?
Серьезный вопрос предполагает и серьезный, без лукавства, ответ, который, как уже понял Сергей Константинович, в этой аудитории будет понят правильно.
- Да, организму человека приходится перестраиваться под очень жесткие условия космического полета, а потом перестраиваться обратно. Для здоровья это, конечно же, не полезно, поэтому в космонавты отбирают людей с очень хорошим здоровьем, устойчивых психологически, способных перенести неблагоприятные факторы без потери работоспособности.
Ответив еще на несколько вопросов любопытной малышни, космонавт решил проверить их «космическую» эрудицию и спросил:
- А вы, ребята, знаете, что такое космос?
Наиболее интересным мне показался ответ третьеклассников:
- Это пространство внутри Вселенной. В этом пространстве находится множество галактик со звездными системами, такими, например, как Солнечная система с планетами, среди которых находится и наша Земля.
Успешно ответив еще на ряд вопросов экзаменатора, довольные малыши отправились по своим группам и классам, а в разговор вступили старшеклассники.
- Что вы ощутили, когда впервые оказались в космосе? - поинтересовалась Наталья, ученица 10‑го класса.
- Сложно говорить о каком-то одном ощущении, - говорит Сергей Константинович, - ведь полет занял долгое время. Поразил необычный вид Земли. Все мы знаем теоретически, что Земля круглая, но увидеть это своими глазами - совсем другое дело. То же самое - реально оказаться в невесомости. Короткие периоды невесомости моделируются на Земле в параболических полетах, но оказаться в необычной среде, в которой можно плавать, в которой можно жить, - это совсем особые ощущения. Время в космосе идет совершенно с другой скоростью. Солнце всходит и заходит 16 раз в сутки. Восходы и закаты необычны. Вид Земли завораживает. И ни с чем не сравнить то чувство ответственности, которое на тебя наваливается.
- Интересно, а что двигало вами, когда вы выбирали профессию? - спрашивает восьмиклас­сница Алена?
- Наверное, я стал космонавтом потому, что еще в школе увлекался фантастикой. На то время космонавтика развивалась достаточно бурно. Мне тогда казалось, что к 2000 году в космос будут летать уже сотни, а то и тысячи людей. Подумал, почему бы и мне не попробовать себя? Я сумел пройти медицинский и квалификационный отбор и был зачислен в отряд космонавтов. А потом мне предложили совершить полет.
Один за другим следовали вопросы, касающиеся особенностей подготовки космонавтов, работы на орбите и в открытом космосе, о практическом использовании космических технологий, открытий в области фундаментальной и прикладной науки, техники, медицины в земных условиях, нынешнем состоянии российской космической отрасли и ее перспективах. Стало казаться, что ребята начинают примерять на себя профессию космонавта и другие сферы деятельности, прямо или в значительной степени связанные с космической проблематикой. «О том, что есть такая профессия - космонавт, мои сверстники, конечно, знают. Но многие думают, что это безумно тяжело и почти нереально стать пилотом космического корабля. Лично у меня надежда однажды полететь в космос есть», - признался победитель космической олимпиады ученик 10‑го класса Илья.
Особенно впечатляющей выдалась та часть встречи, в которой школьники на основе уже полученных знаний и информации, услышанной от прославленного космонавта, излагали собственное видение решения актуальных земных задач с помощью космических технологий. Началось все с предложения Сергея Крикалева представить себя космонавтом-исследователем и предложить темы для орбитальных изысканий.
- Новые технологии, новый космодром, новые люди. Подготовка космонавтов тоже новая? - спрашивает Петр, ученик 11‑го класса.
- Подготовка к каждому полету отличается от предыдущей подготовки, - говорит космонавт. - Так же как и эксперименты, которые хоть и похожи, но всегда немножечко разные. В отличие от советского времени стало больше международного сотрудничества. Если раньше, когда с нами летали иностранцы, это было исключением из правил, то сейчас стало правилом.
- А где перегрузки больше? - не унимаются любопытные ребята из 9‑го класса.
Сергей Крикалев отвечает:
- На самом деле физические нагрузки больше на спортивном самолете, во время пилотажа. Единственная разница может быть с космическим полетом. Те условия, в которых работают космонавты и, кстати, пилоты - почему пилотов изначально и набирали, - это не вполне комфортные физиологические условия. Это либо перегрузка, либо тебя бросает из стороны в сторону, а ты должен ориентироваться при этом. Многое отрабатывается на тренажере до полетов в космос. Но когда ты реально находишься на орбите, ты должен сделать все, что необходимо, до того момента, как ты приземлишься. Это в том числе и психологическая тренировка.
- О полетах в космос не мечтаю. Для девушки это непросто - потребуется уделять слишком много времени работе. Да и перспектива провести полгода на орбите, без семьи, как-то не вдохновляет. Я изучаю иностранные языки. В космос летать, скорее всего, не буду, но хочу помогать космонавтам из разных стран лучше понимать друг друга. Ведь космос не принадлежит ни одному государству, и разговаривать среди звезд люди должны на одном - космическом - языке, - уверена Настя, участница олимпиады «Демиург». - Сергей Константинович, скажите, существует ли у космонавтов специализация и если да, то какая?
- Основное требование для космонавтов, - отвечает Сергей Крикалев, - наличие любого высшего образования. Раньше космонавтами становились только летчики и инженеры технического профиля. Узкой специализации сейчас нет. Раньше было разделение на космонавтов-испытателей и космонавтов-исследователей. Сейчас каждый космонавт сертифицируется как профессиональный космонавт.
- Какими качествами должен обладать космонавт? Есть ли какие-то ограничения для этой профессии? - спрашивает Владимир.
- У нас очень строгий отбор по учебе, в последнем наборе средний балл был 4,5 и выше по школе и институту. Космонавт должен быть широко развитым человеком. Также претендент должен уметь общаться с людьми и быть стрессоустойчивым. Нужно быть выносливым, сильным, скоростным, скоординированным. Нагрузки на организм в нашей профессии огромные.
- Какие исследования вы проводите и были ли какие-нибудь открытия? - спрашивают ребята.
- Нам приходится ставить эксперименты из самых разных областей науки: медицины, биотехнологии, материаловедения, астрономии, астрофизики, ведь организаций, которые хотят провести испытания в космосе, довольно много. Заинтересованные организации отправляют на орбиту свою аппаратуру, и космонавты работают на ней. Кому-то достаются опыты с живыми организмами, кто-то плавит металл, кто-то работает с плазмой. Космонавты - это руки ученых. Вот, например, в условиях невесомости организм через 30‑35 дней забывает о том, что когда-то жил на Земле. Кости становятся хрупкими, организм избавляется от лишней влаги, мышцы пропадают. При возвращении на Землю организм испытывает огромные перегрузки. Более того, так как внеземные экспедиции становились все более продолжительными, период восстановления надо было продумывать все более тщательно. Поэтому довольно быстро встал вопрос о создании костюма, который помогал бы восстанавливать двигательные функции космонавтов. Все началось с технологий, использовать которые экипаж мог бы в условиях невесомости и ограниченного пространства. Одной из первых подобных разработок стал костюм «Пингвин», который предназначался для создания осевой нагрузки на скелетно-мышечный аппарат и компенсации недостатка опорной и проприоцептивной функций космонавтов. Такие технологии использовались исключительно в космической медицине, однако сейчас успешно и эффективно интегрируются в медицину земную. Например, на основе предыдущих наработок и с привлечением нового ноу-хау был создан лечебный костюм аксиального нагружения «Регент», который помогает восстанавливать двигательные функции людям, перенесшим инсульт или черепно-мозговую травму и страдающим в результате этого от параличей и пареза. Но на этом в Центре космической медицины не остановились - там же для реабилитации космонавтов был создан аппарат «Корвит», который имитирует опорную реакцию стоп человека. Уникальность прибора в том, что он позволяет имитировать показатели физического воздействия на стопу при ходьбе: величину давления, временные характеристики. Метод опорной стимуляции, на основе которого создан «Корвит», оказался полезен не только космонавтам, но и целым группам пациентов. В частности, его используют для комплексной реабилитации больных с ДЦП, так как аппарат позволяет максимально нормализовать стояние и ходьбу, улучшить координацию и восстановить баланс мышц - сгибателей и разгибателей.
- Сколько человек входит в состав экипажа? - продолжают расспрашивать ребята.
По словам рекордсмена по длительности пребывания в космосе космонавта Сергея Крикалева, как правило, экипаж состоит из двух-трех человек - именно столько вмещает в себя космический корабль, который доставляет людей на борт космической станции. Раньше было правило, что в составе экипажа должен был быть командир-военный, бортинженер с инженерным образованием, а также врач или ученый. Теперь же стандартной комплектации нет. Непосредственно на космической станции может быть шесть или девять космонавтов, смотря, сколько кораблей с ней состыкуется. Часто бывают совместные программы с американцами, немцами, японцами. В таком случае половину времени, отведенного на тренировки, космонавты проводят в стране-партнере, изучая их сегмент.
- В одном полете, - рассказывает С.К.Крикалев,- я работал по японской программе, проводил физический эксперимент «Плазменный кристалл», который, по мнению ученых, достоин Нобелевской премии. Кроме того, «Плазменный кристалл» поможет ученым понять, как формировались планеты Солнечной системы, этот эксперимент позволяет проводить моделирование кристаллических процессов. «Слипание» кристаллов дает представление о том, как формировались из плазмы планеты. Это фундаментальное исследование. Мне хочется сказать, что передовые технологии, в том числе медицинские, зачастую апробируются именно в космосе.
- А вообще-то нужны ли роботы в космосе? - спрашивает Наталья, ученица 10‑го класса. - Я учусь в инженерном классе, увлекаюсь робототехникой.
Космонавт С.К.Крикалев отвечает:
- На самом деле в планах возможность использовать робота существует. Все эти планы будут уточняться по мере создания этих роботов и по мере создания средств, с помощью которых они будут испытываться. На самом деле вы затронули очень интересную тему, потому что уже на протяжении, наверное, десятилетия ведется между специалистами спор, должны ли мы летать пилотируемыми полетами или автоматическими. Луну будем осваивать луноходами или это будут делать люди? Долгое время было противопоставление автоматики и человека. Сейчас мы стали опытнее, мудрее, наверное. Я так надеюсь. Сейчас все больше и больше приходим к мысли, что должна быть грамотная комбинация автоматики и человека.
- То есть человек будет в космосе всегда, - уточняет Наталья, - робот их не заменит?
- Нас, космонавтов, робот заменит в какой-то части, - парирует космонавт.
- А я считаю, - в разговор вступает Матвей, ученик 11‑го класса, - биология в космосе играет огромную роль. Человечество всегда стремилось организовать жизнь в космосе. Я читал, что у Земли есть двойник. Оказывается, что на нашу родную планету очень похож Титан, который является спутником Сатурна. На Титане есть моря, вулканы и плотная воздушная оболочка! Азот в атмосфере Титана составляет точно столько же в процентном отношении, как и на Земле, - 75%! Это удивительное сходство, которое, несомненно, требует научного изучения. Очень важно определить, может ли новая планета принять людей в случае необходимости. Важно также оценить, какие опасности таит новый объект для продолжения жизни. Подходящие для жизни условия есть еще на Марсе: состав атмосферы, возможность наличия водоемов, температура - все это свидетельствует о том, что возможное наличие живых существ на этой планете, хотя бы в примитивной форме. Недавно прочел, что ученые даже подтверждают, что на Марсе есть лишайники и мхи. Это означает, что простейшие формы сложноорганизованных организмов существуют на этом небесном теле. Я бы хотел изучать эти формы жизни, но есть загвоздка - естественное препятствие - большое расстояние от Земли до Марса. С друзьями и учителем физики обсуждаем возможные конструктивные особенности межпланетного судна. Земля будет скоро перенаселена людьми, и ее ресурсы практически будут исчерпаны. Поэтому космическая биология сейчас изучает влияние космоса на живые организмы, длительность нахождения в космосе и влияние космоса и невесомости на организм, поиск живых организмов. Моя проектная работа, которую я буду защищать в школе, посвящена этим проблемам. И мне хочется спросить вас, на какие предметы в школе нужно в первую очередь обращать внимание?
Сергей Крикалев:
- Нет такой школьной дисциплины, которую космонавт может не знать. Я думаю, что в настоящее время начальный этап нового научно-технического развития, в центре которого оказываются взаимоотношения человека, природы, науки и техники. Среди них биоэтик - специалист, который обязан следить за соблюдением этических норм при трансплантации и биомоделировании органов; архитектор живых систем - специалист по проектированию и созданию технологий замкнутого цикла с участием микроорганизмов и генетически модицифицированных организмов. Для того чтобы успешно обучаться профессиям, связанным с биологией и биотехнологией, необходимо также иметь высокий уровень знаний по математике, химии, иностранному языку, информатике и физике. Мы проводим различные эксперименты по медицине, астрофизике и многое другое, должны понимать, что мы делаем, и говорить с заказчиками на одном языке. Или, к примеру, когда на станции вышла из строя радиосистема, пилот вынужден на время стать специалистом по радио. Я считаю, что ненужных знаний вообще не бывает. Например, однажды в космосе мы попали во внештатную ситуацию: пропало электричество. Станция просто кувыркалась в пространстве, и чтобы ее остановить, нужно было знать, с какой скоростью мы вращаемся. Но ни один прибор не работал! К счастью, я вспомнил, что в детстве мне объяснили, как определить скорость буквально на пальцах. Нужно выставить палец к небу, понаблюдать, как к нему приближается звезда, заходит за палец и выходит из-за него. И если знать диаметр пальца и посчитать, как долго прячется за ним звезда, можно вычислить скорость. Мы так и сделали и восстановили ориентацию станции. Так что знания очень важны, и применение их в космосе может понадобиться в любой момент.

Коллектив школы №1095