Antrenament astronautic

Echipajul STS-135 se antrenează într-un simulator Shuttle la SA în 2011

Antrenamentul astronautic se referă la procesul de pregătire a astronauților pentru o misiune spațială desfășurată în agențiile spațiale din diferite țări. În general, este compus din pregătire înainte de zbor (pregătire de bază, pregătire avansată și pregătire specifică pentru misiune), pregătire în zbor (manevrarea brațului robotizat, pilotarea navei spațiale, instruire medicală) și faza de reabilitare post-zbor. ^{[1] [2] [3]}

Începând din 2019, singurele avanposturi umane din spațiu sunt Stația Spațială Internațională (ISS), care a fost ocupată continuu din 2000 și stațiile spațiale chinezești Tiangong care au fost ocupate pentru perioade scurte de timp. ISS este împărțit în Segmentul American și Segmentul Rus și în Centrele Spațiale ale acestor țări se desfășoară cea mai mare parte a instruirii astronauților. Pentru a îmbunătăți calitatea și eficiența instruirii, NASA ,Agenția Spațială Europeană (ESA), Agenția Spațială Japoneză (JAXA) și Agenția Spațială Canadiană (CSA) au decis să-și antreneze astronauții împreună cu Johnson. Space Center (JSC), deoarece chiar și astronauții non-NASA lucrează exclusiv pe segmentul american al ISS. În plus, din 2011, toți astronauții ISS se antrenează la Centrul de Instruire a Cosmonauților Jurij Gagarin (GCTC) pe nava spațială Soyuz și învață limba rusă, deoarece este singurul vehicul disponibil în 2019 pentru a aduce astronauții pe orbită. Celelalte agenții partenere (ESA, JAXA, CSA) desfășoară instruire specifică pe propriile module către toți astronauții ISS în timpul antrenamentului specific de misiune în centrele lor spațiale. Din acest motiv, instruirea diferitelor agenții spațiale este descrisă mai jos, deși NASA și Roscosmos sunt singurii care pregătesc astronauții pe scară largă în toate aspectele zborului spațial pe ISS.

Antrenamente NASA

Astronauții se antrenează în instalația de plutire neutră de la JSC din Houston

La NASA, după faza de selecție, candidații la astronauți (așa-numitul ASCAN, Astronaut Candidate ) trebuie să urmeze o pregătire de bază de doi ani pentru a deveni astronauți calificați oficial. Acest lucru se face pentru că fiecare candidat la astronaut, înainte de a fi selectat, era expert într-un domeniu științific specific, în timp ce pentru meseria de astronaut este esențial să ai cunoștințe de bază în domenii numeroase și variate.

Din grupul de 20 de astronauți selectați în 2009, chiar înainte de retragerea navetei, instruirea se bazează pe sistemele ISS, funcționarea și siguranța zborului, cunoștințele de bază despre astronomie, mecanica orbitală, științele pământului, medicina și biologia, exercită supraviețuirea în jungla și în apă, activități extravehiculare (EVA) și instruire costum UEM , cunoștințe robotice, studiu de bază al navei spațiale Soyuz și a sistemelor sale în limba rusă și, pentru ASCAN fără experiență de pilotare a aeronavelor, curs de formare de formare pe T-38 . ^[4] Grupurile anterioare, în loc să studieze Soyuz , au studiat pe larg Naveta Spațială . După finalizarea celor doi ani de pregătire, candidații la astronauți sunt calificați oficial ca astronauți. În așteptarea unei misiuni spațiale, aceștia sunt repartizați la diferite departamente ale Biroului de astronauți, unde dobândesc cunoștințe suplimentare în acest domeniu de la inginerii și tehnicienii NASA, precum Departamentul de Explorare, Robotică, Activități Extra-Veculare, Operațiuni de echipaj și așa mai departe. . În plus, aceștia joacă rolul CAPCOM în simulările controlorilor de zbor în timpul antrenamentului, așteptând să obțină calificarea CAPCOM și să acopere acel rol și în camera de control a misiunii din ISS în timpul celor mai dinamice activități, cum ar fi andocarea vehiculelor și EVA-urilor.

Din 2009, toți astronauții s-au calificat ca ingineri de zbor, dar în perioada Shuttle, astronauții au fost selectați în funcție de trei grupuri principale: piloți, specialiști în misiune și educatori. Piloții, care anterior erau piloți militari, au fost însărcinați cu pilotarea și comanda Navetei Spațiale; specialiștii misiunii s-au ocupat de activitățile extravehiculare, robotice și au efectuat experimente științifice; educatorii au împărtășit cunoașterea subiectelor științifice și a misiunilor spațiale cu cetățenii mai mici, în ciuda acestui fapt în ultimii ani acest rol a devenit secundar, devenind mult mai aproape de rolul de specialist în misiuni. ^{[5] [6]}

După ce au fost repartizați din mers, astronauții Shuttle au urmat un an de pregătire avansată, timp în care și-au îmbunătățit cunoștințele despre navele spațiale și sistemele ISS, modulele Stației, activitățile EVA pe care le-au efectuat în timpul misiunii. ^[7] Echipajele Shuttle au efectuat instruiri comune cu controlorii de zbor, pentru a fi coordonați în activitățile pe care le-au desfășurat în timpul misiunii de două săptămâni. Desigur, acest lucru nu se poate face cu zboruri ISS de lungă durată și în mod normal astronauții și Centrul de Control îi antrenează separat. Se face o excepție pentru instruirea în situații de urgență (adică, în prezența incendiului, a depresurizării și a amoniacului), în timpul cărora sunt prezenți directorii de zbor repartizați expediției . În această fază, ofițerii medicali ai echipajului sunt, de asemenea, instruiți, adică acei membri ai echipajului cu cunoștințe mai avansate în medicina de urgență. ^[4]

Mașinile ISS și Shuttle de la instalația JSC Space Vehicle Mock-up

Cunoașterea ISS

Pe lângă studierea structurii vehiculelor (ISS, Orion și, anterior, Shuttle) și a sistemelor acestora în cărți și în clasă, astronauții petrec mult timp efectuând simulări zilnice și de urgență în machete de dimensiuni ale vieții în Vehiculul Spațial. Mock-ul facilității JSC. În macheta ISS există modulele presurizate ale întregului segment american al ISS și cele două module principale rusești, Zarja și Zvezda . Când naveta era încă în funcțiune, existau simulatoare ale punții de zbor și ale punții medii a orbitatorului, unde astronauții au devenit familiarizați cu mediile și locurile în care erau amplasate sistemele de la bord, inclusiv simularea vibrațiilor, a zgomotului și a de vedere pe care au experimentat-o ​​în timpul lansării și aterizării. În plus, astronauții s-au pregătit pentru lansare, aterizare, sarcini utile , operațiuni ISS și activități de întâlnire la Instalația de instruire Jake Garn. Înainte de misiunea lor, astronauții se antrenează de obicei pentru un total total de 300 de ore în interiorul acestor simulatoare.

Echipajul STS-135 din interiorul simulatorului Shuttle la JSC

Antrenament de zbor

Instruirea în zbor la bordul avionului cu două locuri T-38 a făcut întotdeauna parte din programul de instruire al NASA. Primii astronauți ai lui Mercury Seven erau piloți militari și, prin urmare, era obișnuit să continue antrenamentul aerian la NASA. Este un antrenament foarte important, deoarece îi obligă pe astronauți să se gândească rapid la schimbarea situațiilor și să rămână concentrat pentru o perioadă extinsă de timp, o condiție fundamentală pentru participarea la un zbor spațial. În timpul zborului, ele sunt, de asemenea, supuse forțelor aerodinamice, obișnuindu-le să zboare cu nava spațială chiar și în timp ce sunt supuse până la 7G. Naveta pilotează astronauții și-au menținut competența de zbor zburând 15 ore pe lună pe T-38, în timp ce ceilalți astronauți zboară cel puțin 4 ore pe lună.

Piloții navetei astronauți s-au antrenat și la bordul unei alte aeronave, Shuttle Training Aircraft , un jet Gulfstream special modificat pentru a imita apropierea și aterizarea navetei spațiale. Acest jet a oferit o experiență unică de antrenament care i-a ajutat pe astronauți să se apropie de pista navei spațiale, care era de aproape șapte ori mai abruptă decât cea a unui avion comercial. Piloții au trebuit să zboare cel puțin 1.000 de ore la bordul acestui avion înainte de a fi repartizați ca piloți Shuttle.

Instruire EVA

Laboratorul de flotabilitate neutră de la SA

Mastracchio și Anderson de la STS-131 se antrenează în EVA-uri cu realitate virtuală

Pentru a se pregăti pentru activități extravehiculare (EVA), astronauții se antrenează în cea mai mare piscină interioară din lume, Laboratorul Neutral de Flotabilitate (NBL), situat în Centrul de instruire Sonny Carter al SA. Modulele ISS, atât sub presiune, cât și nu, sunt poziționate pe fundul piscinei pentru a obișnui astronauții cu coregrafia activităților extravehiculare prin simularea mediului de microgravitație ( atitudine neutră ) a spațiului în timp ce poartă costumul spațial EMU . Astronauții Shuttle au avut sarcina principală de a efectua EVA pe ISS pentru a instala module și elemente ale Stației și pentru aceasta au petrecut mult timp în NBL realizând EVA-uri specifice misiunii. De la retragerea navetei, EVA-urile au fost efectuate exclusiv de astronauții ISS care se antrenează în principal în EVA-urile de urgență, adică se antrenează în general în înlocuirea componentelor cheie ale sistemelor stației. În pregătirea specifică a misiunii, când obiectivele expediției au fost deja definite și, prin urmare, astronauții știu dacă vor trebui sau nu să efectueze unul sau mai multe EVA în timpul misiunii, se antrenează așa cum au făcut astronauții Shuttle individului EVA pe care le vor realiza în spațiu. În general, astronauții se antrenează aproximativ zece ore sub apă pentru fiecare oră pe care o petrec în EVA în spațiu și fiecare EVA durează de obicei 6 ore. În plus față de antrenamentul în apă, este acum o practică obișnuită antrenarea astronauților și cu realitatea virtuală , atât pentru a vedea căile pe care vor trebui să le urmeze de-a lungul exteriorului stației în timpul unui EVA, cât și pentru a se antrena cu SIGURUL Costum UEM în caz de accident.

Exerciții de supraviețuire

Unul dintre primele antrenamente pe care candidații la astronauți le fac după ce au fost selectați este antrenamentul de supraviețuire. De obicei, se face în junglă, iar astronauții trebuie să supraviețuiască timp de trei zile, trecând de la un punct de plecare la un punct final, cu puținele mijloace de orientare oferite prin învățarea de a lucra în echipă pentru a depăși dificultățile. Era obiceiul echipajelor Shuttle repartizate într-o misiune să efectueze împreună un exercițiu de supraviețuire NOLS de o săptămână pentru a se cunoaște și a înțelege cele mai bune și mai proaste calități ale fiecărui membru al echipajului pentru a se îmbunătăți. Alte exerciții similare sunt NASA NEEMO , stați în laboratorul Vărsător de pe fundul Oceanului Atlantic; PESTE ESA , o saptamana in interiorul unei pesteri; pregătirea de iarnă a GCTC.

NASA Grupul 19 educatori de astronauți în timpul unui zbor parabolic

Zboruri parabolice

Pentru a învăța cum să vă mișcați în microgravitate, dar nu într-un costum spațial cu apă în jur, astronauții participă la zboruri parabolice cunoscute sub numele de Weightless Wonder sau Vomit Comet . În timpul unui zbor la bordul acestui avion, timp de 20 de secunde repetat de patruzeci de ori într-o zi, puteți experimenta absența gravitației . Numele de Vomit Comet derivă din faptul că uneori chiar și zborurile parabolice sunt suficiente pentru a confunda sistemul vestibular al astronauților, care, în consecință, se simt rău la fel ca la începutul unui zbor spațial.

Instruire ESA

Centrul European de Astronauți al ESA din Köln, Germania, unde se antrenează astronauții europeni

Plecând de la astronauțiiAgenției Spațiale Europene (ESA) din Clasa 2009, instruirea se desfășoară în comun cu astronauții NASA, realizând astfel de fapt antrenamentul NASA. Timpul pe care astronauții europeni îl petrec la Centrul European de Astronauți (EAC) vizează învățarea sistemelor și experimentelor modulului Columb și, în trecut, a vehiculului de marfă ATV . Instruirea care a avut loc în trecut a constat în formare de bază, pregătire avansată și instruire specifică misiunii. ^[8] Astronauții selectați de ESA înainte de 2009 au efectuat instruire de bază la sediul EAC din Köln , Germania; aceasta a durat 16 luni și a fost împărțită în patru blocuri de antrenament. În timpul instruirii de bază, astronauții au primit prelegeri despre agenții spațiale internaționale, misiuni spațiale cu pilot și fără pilot, legi și politici care se aplică în spațiu, prelegeri tehnice (inclusiv inginerie , astrodinamică , propulsie , mecanică orbitală) și științifice (inclusiv fiziologie umană, biologie , pământ) observație, astronomie ) pentru a standardiza cunoștințele pe care astronauții cu medii diferite trebuie să le posede pentru a îndeplini cel mai bine o misiune spațială. Un alt bloc de instruire a constat în cunoștințele de sisteme și proceduri ale modulelor ISS, în principal pe componente europene (modulul Columbus, vehicul de încărcare ATV). De asemenea, desfășoară pregătire robotică, întâlnire și andocare la o stație spațială, cursuri de limba rusă și curs de scufundări în apă deschisă PADI . Acesta din urmă se face în NBF-ul ESA, în pregătirea pentru o pregătire mai avansată la NBL- ul Johnson Space Center .

Instruirea avansată a fost menită să aprofundeze cunoașterea tuturor subiectelor învățate în formarea de bază și a durat un an. Spre deosebire de formarea de bază, instruirea avansată se desfășoară în centrele spațiale ale partenerilor stației, concentrându-se pe modulele și echipamentele națiunii respective. De exemplu, instruirea la GCTC se concentrează pe modulele segmentului rus și pe modul de pilotare a Soyuz; către CSA privind operațiunile robotizate Canadarm2 ; la JAXA pe modulul JEM . ^[9]

Antrenamentul specific misiunii începe doar după ce un astronaut a fost repartizat la un zbor. Acest antrenament durează aproximativ 18 luni și pregătește astronauții pentru rolul lor în misiunea atribuită. În această fază, membrii echipajului se antrenează împreună, în special în timpul simulărilor procedurilor de lansare și aterizare a navei spațiale și pentru situații de urgență. Sarcinile echipajului de pe ISS sunt personalizate, ținând seama de experiența specială și de experiența profesională a astronautului. Există trei niveluri diferite de învățare de către un astronaut a echipamentului de la bord: nivelul utilizatorului, nivelul operatorului și nivelul specialistului. Un membru al echipajului poate fi specialist în sisteme, în timp ce este doar operator sau utilizator al altora, astfel încât programul de instruire este personalizat. De exemplu, astronauții segmentului american sunt utilizatori ai modulelor segmentului rus și sunt specializați pe segmentul american. Instruirea specifică include, de asemenea, instruire pentru a face față situațiilor de urgență (incendiu, depresurizare, amoniac) și instruire în experimentele pe care le vor efectua în timpul misiunii. ^[10]

Antrenamente Roscosmos

Un cosmonaut în antrenament cu un costum Orlan

Pregătirea cosmonauților ruși este împărțită în trei faze: pregătirea generală în spațiu, pregătirea de grup și pregătirea echipajului și se desfășoară în principal la Centrul de instruire a cosmonauților Jurij Gagarin (GCTC). ^[11] Instruirea generală în spațiu durează aproximativ doi ani și constă din lecții despre elementele de bază ale zborului spațial (teoria zborului spațial cu echipaj, navigație spațială, lansatoare, site-uri de lansare), cunoștințe despre sistemele segmentului rus al ISS și Soyuz, pilotarea Soiuzului, cunoașterea fundamentelor medicinei spațiale, instruirea activităților extravehiculare și a costumelor spațiale ( Sokol și Orlan ), antrenament de zbor pe avionul L-39 , parașutism, cunoștințe științifice de bază pentru efectuarea experimentelor, exerciții de supraviețuire (în apă, iarna, la munte sau în deșert) și cunoștințe de bază ale limbii engleze. La sfârșitul celor doi ani de pregătire, candidații la cosmonauți trebuie să promoveze un examen final pentru a fi declarați oficial cosmonauți.

Instruirea de grup durează un an și se concentrează în principal pe îmbunătățirea cunoștințelor sistemelor și pilotarea Soyuz și a segmentului rus al ISS. Între sfârșitul acestei formări și formarea echipajului, și , prin urmare , atribuirea unei misiuni spațiale, de mai mulți ani poate trece ( de obicei în jurul valorii de 8 ani) , timp în care cosmonauții rafina cunoștințele lor, sunt atribuite altor domenii (cum ar fi la Centrul de Control al Misiunii ) sau inițiați alte instruiri în alte centre spațiale partenere (de exemplu, activități extravehiculare cu UEM ).

Pregătirea echipajului este cea mai specifică, în timpul căreia cosmonauții se antrenează în activitățile și procedurile pe care le vor desfășura în timpul misiunii. Acestea includ pregătire medicală, adaptare la mediul spațial cu zboruri parabolice și paracadism, instruire cu fotografie video, antrenament EVA atribuit misiunii, exerciții de supraviețuire, întreținere a navelor spațiale cu echipaj și fără pilot, instruire a sistemelor informatice și fișier la bordul stației, experimente științifice și proceduri în Situații de urgență. Această fază a instruirii are loc și în centrele spațiale ale altor națiuni de la NASA, ESA, JAXA și CSA, pentru a avea cunoștințe de bază despre modulele non-rusești.

Antrenamentul de supraviețuire în timpul iernii și de aterizare pe apă sunt efectuate de toți membrii echipajului care trebuie să călătorească la bordul unui Soyuz, în timp ce celălalt antrenament este efectuat exclusiv de cosmonauții ruși.

Antrenament de supraviețuire de iarnă

Membrii Expediției 2 participă la antrenamentele de iarnă

Pregătirea de supraviețuire a iernii include prelegeri teoretice susținute la GCTC și exerciții practice în zonele împădurite înzăpezite din jurul orașului Moscova . Această instruire este efectuată de toate echipajele Soyuz pentru a ști cum să supraviețuiască în cazul unei aterizări de urgență în condiții extreme în timpul iernii rusești. ^[12]

Conform procedurilor, echipajul trebuie să scoată costumul Sokol din interiorul modulului de coborâre și să poarte haine potrivite pentru frig extrem. După ce au luat trusa de supraviețuire (NAE), ei părăsesc modulul. În zilele exercițiului trebuie să construiască două tipuri de adăposturi (colibă ​​și Wigwam ) pentru a se adăposti de frig cu țesătură de parașută, să ofere asistență medicală unui posibil membru al echipajului rănit și să păstreze în permanență contactul cu echipele de recuperare (radioul contactul trebuie să aibă loc cel puțin o dată pe oră). La sosirea unui ipotetic elicopter, echipajul folosește baliza pentru a informa echipele de recuperare cu privire la poziția lor. ^[13] Trusa de supraviețuire (NAZ; НАЗ - носимого аварийного запаса ) pe care o au la dispoziție în Soyuz constă din:

• 18 litri de apă (doi litri timp de trei zile pentru trei persoane);
• mâncare (timp de trei zile pentru trei persoane) și o trusă de prim ajutor ;
• echipamentele necesare construirii taberei de bază și supraviețuirii ( macete , balize, lanternă, cuțit, stație de radio etc.).

La bordul modulului există, de asemenea, jachete, costume de zbor, cizme calde, șosete de blană, mănuși, căști și cochete de lână pentru fiecare membru al echipajului.

În timpul antrenamentului de supraviețuire de iarnă, volumul de muncă la care este supus echipajul este mai mare decât ceea ce ar trebui să efectueze într-o stare reală, acest lucru se face pentru a compensa slăbiciunea și dificultățile motorii care apar după o durată lungă de zbor spațial. ^[14]

• 

  Bill Shepherd și Sergej Krikalev de la Expediția 1 părăsesc modulul de coborâre.

• 

  Bill Shepard termină să se îmbrace în fața modulului.

• 

  Expediția 3 membri se odihnește după ce a construit cortul și a aprins focul.

• 

  Susan Helms de la Expediția 2 în timpul antrenamentului.

Antrenament de aterizare pe apă

Expediția 1 membri înainte de antrenament în apă în Marea Neagră

Membrii Expediției 1 care poartă costumul Forel pornesc baliza

În timpul fazelor de aterizare, pot apărea situații de urgență care vor conduce Soiuzul să aterizeze într-un punct care nu poate fi identificat în prealabil. De exemplu, echipajul nu poate ateriza pe uscat, așa cum fac în mod normal, ci pe apă. Având în vedere astfel de incidente, departamentul de instruire în caz de urgență al GCTC are candidați și echipaje cosmonauți ruși care vor zbura la bordul trenului Soyuz în aceste situații, pentru a fi pregătiți fizic și psihologic pentru orice scenariu. Instruirea se desfășoară în lacul de lângă Centrul de Salvare EMERCOM din Noginsk din Rusia, între iunie și iulie a fiecărui an. În cazul astronauților care studiază sistemele Soyuz, dar care nu au fost încă repartizați la o misiune spațială, li se alătură instructorii GCTC pentru a ajunge la numărul obișnuit de oameni la bordul Soyuz. Pe lângă pregătirea echipajului, acest exercițiu servește și pentru instruirea operatorilor care se ocupă de recuperarea modulului de coborâre după aterizare, inclusiv personalul de la GCTC, Energia și EMERCOM. O machetă portocalie a modulului de coborâre numită Ocean 5 este utilizată pentru exercițiile de apă. ^[15]

Conform procedurilor generale post-aterizare, dacă modulul de coborâre este intact, echipajul trebuie să rămână la bord cât mai mult posibil până când echipajele de salvare vin să le recupereze. Dar, în cazul unei aterizări de urgență, echipajele de recuperare ar dura ceva timp pentru a ajunge la capsulă și, prin urmare, este important să decidem rapid dacă să rămânem la bord sau nu, deoarece bateriile modulului au un timp limitat de utilizare. În consecință, odată ce bateriile sunt descărcate, ventilația din interiorul capsulei nu va mai funcționa și va fi necesar să ieșiți rapid din modul.

Pentru a face față acestor situații neașteptate, cosmonauții și astronauții participă la trei antrenamente, cea uscată , cea lungă și cea scurtă . ^[16]

În timpul scenariului de antrenament uscat , echipajele efectuează o repetiție generală de evacuare din modulul de coborâre Soyuz pe uscat . Exercițiul începe imediat după o presupusă aterizare, în care este necesar să scoateți costumul spațial Sokol din interiorul modulului de coborâre, să îmbrăcați costumele termice și costumul Forel ( păstrăv , numit pentru culoarea sa portocalie). Operația de dezbrăcare și îmbrăcare poate dura până la o oră și jumătate, având în vedere spațiul redus al modulului (3,5 m³, din care doar 2,5 m³ locuibil) și temperaturile ridicate prezente în modulul sigilat, atât de mult încât cosmonauții se alternează în fața orificiilor de aerisire pentru a se răcori. ^[17] În zilele noastre, datorită progreselor tehnologice, sănătatea astronauților în timpul exercițiului este monitorizată în permanență de către medicii GCTC datorită unui senzor wireless pe care astronauții îl înghit înainte de a intra în modul.

Munca pe care o fac echipajele în timpul antrenamentului lung este foarte asemănătoare cu cea uscată, dar de această dată modulul de coborâre este plutit pe suprafața lacului. După ce s-au schimbat și s-au pregătit să iasă din modul, cosmonauții aruncă trusa de supraviețuire (NAZ, НАЗ ) în apă și apoi sărit la rândul lor. Odată ce întregul echipaj se află în apă, se aranjează în formă de stea pentru a-și menține flotabilitatea și porni baliza pentru a fi detectată de echipele de salvare.

Burghiul scurt este necesar în situațiile în care, după aterizare, modulul de coborâre este deteriorat și apa este la bord. În acest caz, echipajul nu are timp să se schimbe și trebuie doar să ia trusa de supraviețuire și să iasă din modul în 8 minute, cu costumele Sokol încă activate. În anii 1970 și 1980, aceste exerciții au demonstrat că, dacă există o scurgere în modul, echipajul avea doar câteva minute (8 - 9 minute) pentru a ieși din modul și a se salva.

Antrenament în greutate

Două Orlan și un Sokol în interiorul unui Il-76MDK în timpul MAKS 2015

Pentru a-i obișnui pe cosmonauți să zboare și să lucreze în gravitație zero, GCTC efectuează aproximativ 10 zboruri pe an la bordul MD -Il-76 . În timpul acestor zboruri, diferiții cosmonauți practică să poarte costumul intraveicular Sokol și costumul extravehicular Orlan și să învețe cum să se miște în microgravitate. În special, doi instructori GCTC sunt prezenți în timpul exercițiilor, dintre care una urmărește lista operațiunilor pe care un cosmonaut trebuie să le poată efectua (poartă costumul și se mișcă în siguranță), în timp ce celălalt analizează procedurile efectuate. . Dacă activitățile extravehiculare (EVA) au fost deja alocate în timpul misiunii spațiale, unele dintre procedurile care vor fi efectuate în spațiu sunt efectuate anterior în timpul acestor zboruri. De exemplu, din 2013 una dintre sarcinile cu care cosmonauții trebuie să se ocupe în timpul unui EVA a fost eliberarea manuală a sateliților mici. Este necesar ca direcția și viteza lansării să fie cât mai corecte posibil și, din acest motiv, cosmonauții se antrenează înainte de zbor. ^[18]

Antrenament în parașutism

Antrenamentul cu parașutismul este realizat de candidații cosmonauților și mai târziu de cosmonauți pentru a crește concentrarea și a reduce stresul în situații de urgență în care trebuie să ia decizii rapide care ar putea pune viața lor în pericol. Exercițiile au loc la Central Aero Club din Menzelinsk , Tatarstan . În mod oficial, instruirea se numește Special Skydiving Training for Cosmonauts ( SPPK ; Cппк - специальная парашютная подготовка космонавтов ). Echipa de sprijin pentru cosmonauți este formată din instructori GCTC, medici, psihologi și membri ai SPPK. ^[19]

Instruirea constă în trei etape. Primele două faze se desfășoară în timpul antrenamentului de bază al candidatului cosmonaut și vizează obținerea abilităților indispensabile paracaristului, cum ar fi menținerea unei posturi stabile în cădere liberă, posibilitatea de a se deplasa liber, de a efectua antrenament de grup și de a ateriza în timp și de mult stabilit. Mai ales în timpul primelor zboruri dificultățile sunt în principal psihologice, atât de mult încât aproape o treime dintre candidați nu trec prima fază la prima încercare din cauza lipsei de rezistență la stres psihologic brusc. În a treia fază, abilitățile dobândite anterior sunt îmbunătățite, crescând volumul de muncă în timpul exercițiului prin efectuarea de calcule matematice, căutarea informațiilor și menținerea contactului radio în timpul toamnei. Pe măsură ce progresează fazele, siguranța și concentrația cosmonauților în situații extreme crește, reușind astfel să controleze mai bine stresul emoțional. Capacitatea unui cosmonaut de a rămâne calm în situații dificile este o trăsătură fundamentală pentru o misiune spațială. ^[19]

Antrenament de supraviețuire în zonele montane

Instruirea în zonele muntoase se desfășoară aproximativ la fiecare doi ani în Tuapse , în teritoriul Krasnodar , unde cosmonauții petrec câteva zile antrenându-se cu privire la sarcinile pe care echipajul trebuie să le îndeplinească în cazul unei aterizări de urgență în munți. Questa esercitazione è stata aggiunta dopo la costruzione del Cosmodromo Vostočnyj , dato che, nel caso di aborto durante il lancio, l'equipaggio potrebbe ritrovarsi nelle zone montuose presenti in quella zona. ^[20]

L'obiettivo dell'addestramento è quello di sviluppare competenze pratiche per i cosmonauti, come riconoscere i pericoli della montagna tra cui la caduta dei massi e imparare a prendere le giuste misure preventive per ridurre le situazioni di pericolo che potrebbero causare incidenti o infortuni. Durante l'esercitazione i cosmonauti devono percorrere diversi chilometri prima di poter costruire il campo base in un posto sicuro in cui passare la notte, dare il primo soccorso ad un possibile ferito e procurarsi l'acqua ei viveri necessari per la sopravvivenza, nonostante abbiano a disposizione il kit di sopravvivenza della Sojuz (NAZ). Al termine dell'esercitazione viene simulato l'arrivo di un elicottero ei cosmonauti accendono il segnalatore luminoso per farsi individuare. ^[21]

Addestramento nell'Idrolab

All'interno della piscina dell'IdroLab

Vista sulla piscina dell'IdroLab

L'addestramento delle attività extra-veicolari (EVA) viene svolto nell'Idrolab sia dai candidati cosmonauti durante l'addestramento di base e sia dai cosmonauti in vista di una missione spaziale. Durante l'addestramento di base i candidati devono abituarsi principalmente ai sistemi della tuta Orlan , alle procedure di sicurezza ei lavori fondamenti che vengono svolti in tutte le EVA (come lavorare con i fermacavi, i connettori, i cavi di sicurezza e trasportare carichi ingombranti lungo i pannelli esterni del segmento russo). Inoltre, durante ogni esercitazione EVA viene simulata una situazione d'emergenza, ad esempio il caso in cui uno dei due cosmonauti sia impossibilitato a muoversi e l'altro cosmonauta debba procedere al salvataggio. Una delle norme di sicurezza più importanti durante un'EVA è quella di spostare uno solo dei due cavi di sicurezza alla volta e questi inoltre devono essere sempre agganciati a due corrimani differenti. Così facendo, nel caso in cui un cavo si danneggi oppure un corrimano si sganci dai pannelli esterni, il cosmonauta avrà sempre l'altro cavo a tenerlo ancorato alla Stazione . ^{[22] [23]}

Prima di una missione spaziale i cosmonauti assegnati ad alcune EVA di una missione si addestrano a svolgere l'EVA completa (o parti di essa) nell'Idrolab per non avere incomprensioni nello spazio. Per simulare la microgravità presente in orbita durante l'addestramento sono presenti dei sub che hanno il compito di mantenere la tuta e il cosmonauta al suo interno in assetto neutro . I cosmonauti si addestrano anche a modificare la tuta, infatti poter modificare la lunghezza delle gambe e delle maniche per adattarla ad ogni persona è fondamentale per eseguire al meglio i lavori di precisione durante le EVA.

Oltre alla preparazione delle attività extra-veicolari nell'Idrolab si svolgono anche:

• operazioni nei moduli depressurizzati;
• manutenzione dei moduli della Stazione;
• procedure di assemblaggio e di disassemblaggio in orbita;
• spostamento dei cargo;
• operazioni sperimentali.

All'interno dell'edificio dell'Idrolab è posizionata una piscina cilindrica con una piattaforma dotata di un meccanismo di sollevamento. Su questa piattaforma è montato un mockup di dimensioni reali del Segmento russo della ISS usato per le EVA simulate. Nelle pareti della piscina sono presenti 45 finestre da cui i tecnici ei medici del GCTC monitorano il lavoro e lo stato di salute dei cosmonauti durante l'EVA simulata. Intorno alla piscina sono presenti delle gru usate per spostare i cosmonauti con addosso le tute Orlan (che pesano oltre 100 kg). ^[24]

Le caratteristiche principali della piscina:

Addestramento nel simulatore Exit 2

Un cosmonauta nel simulatore Exit 2

L'addestramento nel simulatore Exit 2 serve a simulare tutte quelle operazioni non eseguibili nell'IdroLab. ^[25] Alcune di queste operazioni sono:

• controllo e regolazione delle tute;
• procedure di tenuta della camera stagna ;
• conoscenza dei sistemi della tuta Orlan;
• conoscenza dei sistemi vitali della camera stagna;
• riconoscere e risolvere situazioni d'emergenza della camera stagna e della Orlan;
• apertura e chiusura del boccaporto;
• procedure di sicurezza dopo l'apertura del boccaporto;
• fissaggio e rilascio manuale dei satelliti.

Durante questo addestramento a volte è presente anche un altro membro non-russo dell'equipaggio che ha il compito di aiutare i cosmonauti ad entrare/uscire dalle tute e nei controlli di tenuta dei boccaporti durante le EVA nello spazio.

Dal 2013 il simulatore Exit 2 viene usato anche per testare le abilità pratiche dei cosmonauti nei giorni successivi all'atterraggio di una missione spaziale di lunga durata, simulando, ad esempio, un viaggio verso Marte . ^[26] Le operazioni svolte dai cosmonauti in questo caso sono:

• gestione dei sistemi della tuta spaziale;
• svolgere una serie di movimenti;
• salire e scendere delle scale;
• installazione rimozione di alcune antenne.

Addestramenti della JAXA

Il lanciatore H-II all'esterno del Centro spaziale Tsukuba Space Center dove si addestrano gli astronauti JAXA

Di solito l'addestramento degli astronauti della JAXA viene svolto alla NASA, con il programma di addestramento NASA già descritto sopra. L'unica eccezione è stata quella del Gruppo astronauti della JAXA 5 del 1999, quest'ultimo infatti ha svolto l'addestramento base alla JAXA. Fino al 1999 gli astronauti della JAXA avevano partecipato esclusivamente a missioni a bordo dello Shuttle, e quindi si addestravano al JSC. Dal 2000 a bordo della ISS però il Giappone sarebbe stato un partner con un proprio modulo pressurizzato e venne quindi deciso di creare un proprio Centro spaziale astronautico per l'addestramento degli astronauti. L'addestramento base durava 1 anno e mezzo, durante il quale gli astronauti apprendevano le conoscenze delle scienze aeronautiche e studiavano il modulo giapponese JEM con i suoi sistemi. Questo addestramento era seguito dall'addestramento avanzato di altri due anni negli altri centri spaziali internazionali, per conoscere gli altri moduli della ISS. ^[27]

Una volta assegnati ad una missione spaziale iniziavano l'addestramento specifico di missione. Il centro spaziale Tsukuba è dotato anche della piscina Weightless Environment Test System (WETS) dentro la quale è posizionato un mockup del modulo Kibo per svolgere attività extraveicolari, ^[28] di strutture mediche, una camera di isolamento per simulare situazioni di stress a cui sono sottoposti gli astronauti durante un volo spaziale e una camera ipobarica per l'allenamento in scenari di foratura dello scafo o di guasto del sistema di supporto vitale con la conseguente riduzione o perdita di pressione dell'aria.

Addestramenti della CSA

Come per l'ESA e la JAXA, anche l' agenzia spaziale canadese (CSA) affida alla NASA l'addestramento dei propri astronauti, più qualche attività che svolgono al loro Centro spaziale a Saint-Hubert , Québec. L'addestramento base comprende l'orientamento alla CSA, storia del volo spaziale, fondamenti del volo spaziale, operazioni e procedure spaziali, sistemi della Stazione Spaziale Internazionale, attività extraveicolari e delle tute spaziali, scienze naturali, scienza dei materiali e dei fluidi, osservazione della Terra, scienza spaziale, robotica, comportamento e prestazioni umane, addestramento al volo, paracadutismo, formazione fisica, primo soccorso e CPR , apprendimento della lingua russa, funzionamento delle apparecchiature fotografiche, relazioni con i media e esercitazioni di sopravvivenza e geologiche. ^[29]

Il Canadarm2 della CSA a bordo della ISS vicino al veicolo cargo giapponese HTV-3 nel 2012

Dopo aver completato con successo l'addestramento di base, i candidati ricevono ufficialmente il titolo di astronauta. Tra il completamento dell'addestramento base e l'assegnazione ad una missione però potrebbero passare anni; fino a quel momento gli astronauti sostengono le attività spaziali e migliorano le loro abilità e conoscenze. I compiti svolti a sostegno del Corpo astronauti sono supportare gli equipaggi in orbita o quelli che vengono lanciati/tornano sulla Terra, lavorare come CAPCOM al Centro di controllo missione durante le situazioni dinamiche (EVA, attracco dei veicoli cargo), sviluppare le coreografia per le future EVA, testare le procedure robotiche, dare consigli ai candidati astronauti, propagare la conoscenza dello spazio e della scienza ai giovani. Il resto del tempo a loro disposizione lo impiegano migliorando le loro abilità, ad esempio imparando il russo (dato che nella ISS le lingue ufficiali sono inglese e russo, e nella Sojuz si parla solo russo), migliorare le loro abilità mediche (prelievo di sangue, ultrasuoni, rianimazione cardio-polmonare, suture, basi di odontoiatria), partecipare ad attività di ricerca e sviluppo, esercitazioni di sopravvivenza in condizioni estreme (in acqua, inverno rigido, deserto, NEEMO , ESA CAVES ) migliorando le abilità decisionali e di leadership in un gruppo. ^[30]

Quando l'astronauta viene assegnato ad una missione, inizia l'addestramento specifico della missione che dura 1,5 – 2 anni presso il JSC, nonostante si svolgano addestramenti in tutti i centri spaziali partner della ISS. Questo addestramento è specifico per la missione assegnata, ciò vuol dire che gli astronauti si eserciteranno nelle EVA che saranno svolte durante la missione, gli esperimenti che dovranno essere installati o svolti a bordo, conoscenza dei sistemi della Sojuz e come pilotarla, conoscenza dei moduli della ISS e dei loro sistemi (gestione dati, sistema elettrico, sistema termico, sistema ambientale, comunicazioni), manovrare il Canadarm2 per agganciare i veicoli cargo americani e spostare astronauti/oggetti durante le EVA, esercitazioni d'emergenza in presenza di depressurizzazione, fuoco o ammoniaca. ^[31]

Attività robotiche

Essendo la CSA l'agenzia responsabile del braccio robotico Canadarm2 a bordo della ISS, il primo addestramento di certificazione del Canadarm2 per tutti gli astronauti del segmento americano viene svolto al Centro spaziale canadese John Chapman. Durante l'addestramento gli astronauti CSA, NASA, ESA, JAXA imparano la scienza che sta dietro al funzionamento del Canadarm2, le sue componenti e come manovrarlo. Il braccio robotico è indispensabile per agganciare le navicelle cargo americane e giapponesi che portano rifornimenti a bordo della ISS, per spostare moduli pressurizzati e non, per le attività extraveicolari, per installare esperimenti e le attività di precisione all'esterno della ISS grazie alla mano roboticaDextre .

Note

Voci correlate

• Astronauta

Altri progetti

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Addestramento astronautico

Portale Astronautica : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di astronautica