Дизайн космического корабля

• Текст:Л. Н. Мельников
  14 января 2025
• Добавить в кабинетДобавлено в кабинет

Длительный межпланетный перелет потребует крайнего перенапряжения сил экипажа космического корабля (или экипажей, если их будет несколько), наземных служб слежения, всех специалистов, причастных к будущей одиссее, скажем, на планету Марс. Мы уже знаем сейчас, что космонавты отнюдь не так легко переносят даже непродолжительное пребывание на орбите. Возникло понятие «космической болезни невесомости». Оно предложено доктором медицинских наук профессором Е. А. Коваленко. Грядущий межпланетный перелет готовит тяжелые испытания не только физического плана, он чрезвычайно опасен не только для физиологических систем организма человека, но и явится принципиально новым для морального состояния и нервно-психической среды исследователей космоса. Поэтому подходить к проектированию будущего межпланетного корабля нужно по-особому. Необходима современная концепция проектирования его интерьера и построения внутренней среды обитания. Автор считает, что сложившихся в космонавтике подходов окажется недостаточно и предлагает свою оригинальную концепцию художественного конструирования помещений космического корабля длительного пребывания в космосе. 

Художественное проектирование среды обитания космического летательного аппарата (КЛА) может сыграть положительную роль в оптимизации условий труда, быта, отдыха экипажа космического корабля. Оно должно быть комплексным и концептуальным. По мнению автора статьи, оно, как минимум, включает в себя следующие объекты проектирования (эта работа осуществляется совместно с конструкторами, эргономистами, социологами, инженерными психологами и другими специалистами): 1) планировочные решения отсеков КЛА, рабочих мест, проектирование пультов управления, специальных кресел, размещение исследовательского оборудования и т. д.; 2) проектирование световых, цветовых, звуковых, климатических и других условий среды обитания, выбор декоративно-отделочных материалов для пищи, оборудования для этого, создание упаковок для продуктов питания, специальной посуды и столовых приборов и пр.; 5) конструирование специальной одежды и личного снаряжения космонавта, нательного белья, предметов личного пользования (приборов для бритья, полотенец, фенов и т. д.); 6) организацию мест личной гигиены, технических средств по сбору и удалению отходов, ухода за телом (душевых установок, санитарных узлов), стирки белья, сушки белья; 7) создание условий для активного и пассивного отдыха; проектирование оборудования для занятий физкультурой, игр и развлечений; проектирование или подбор средств приема информации с Земли, с других КЛА (аудио- и видеоаппаратуры, музыкальных синтезаторов и пр.); 8) участие в проектировании скафандров для членов экипажа; 9) участие в проектировании индивидуальных ракетных установок («космического мотоцикла», планетоходов, например, лунохода, марсохода) и других транспортных средств для передвижения космонавта в открытом космическом пространстве и на поверхности планет.

Такая художественно-конструкторская работа — еще новое, не набравшее силу научно-практическое направление в технической эстетике и дизайне. Мы не будем рассматривать весь этот комплекс вопросов, остановимся лишь на аспекте обитаемости — имитации или моделировании на борту космического корабля «земных» условий для создания психологического и эстетического комфорта членов экипажа.

Свет, цвет и звук не уходят из жизни человека и в космосе, но необходимы специально разработанные программы по проблемам искусственного светоцветового и звукового климата. Что под этим следует понимать? Организованное в пространстве и во времени распределение аудиовизуальных раздражителей в сочетании с определенным устройством интерьера КЛА. Светоцветовой и звуковой климат может и должен создавать благоприятные условия для работы зрительного и слухового анализаторов, учитывать режим труда и отдыха членов экипажа, биологические связаны и с системой внутреннего освещения. При этом как бы хорошо ни было организовано освещение, оно не будет оптимальным, оставаясь монотонным. Продолжительное пребывание космонавтов в замкнутом пространстве при недостаточном освещении приводит к зрительному и общему утомлению [1]. А авиационная и космическая светотехника не могут еще при создании своей продукции в полной мере учесть целый ряд факторов жизни в космосе — невесомость, гиподинамию, сенсорный голод и т. д.

Аналогично обстоит дело с цветовым решением и отделкой декоративно-конструкционными материалами интерьеров космического корабля. В сурдокамерных экспериментах с длительной изоляцией показано отрицательное влияние стационарной окраски, неизменности цветовых характеристик интерьера на испытуемых. Они жаловались на возникновение скуки от цветовой монотонии, возникало желание увидеть яркие насыщенные краски, многоцветные картины природы. Вот характерное высказывание испытателей 70-дневного эксперимента по изоляции: «Мы стали раздражительнее. Заставлять себя работать стало труднее. Все чаще хотелось открыть куда-то дверь и увидеть что-то другое. Все равно что, только бы новое» [2].

Музыкальный «климат» космических кораблей тоже требует усовершенствования. Сегодня в основном это музыкальные передачи с Земли, функциональная («производственная») музыка или любимые произведения космонавтов (эстрада), исполнявшиеся по их заявкам. Случалось на орбите, правда, и расширение музыкального репертуара. Однако чисто вкусовое и во многих случаях стихийное использование звукового климата хорошо бы связывать с научными обоснованиями.

Для космонавтики проводили специальные гермо- и сурдокамерные исследования по восприятию музыкальных произведений классического характера и современного звучания [3]. Интересно, что в целом они показали значительные индивидуальные различия в восприятии музыки испытуемыми, а подчас и в оценках одних и тех же произведений. Оказалось, что в условиях ограниченности внешних впечатлений и утомления музыка не является оптимальным звуковым раздражителем. Эксперименты явно свидетельствуют о недостаточности этого фактора в качестве средства, компенсирующего отрицательное влияние длительной изоляции.

Учитывая социальную значимость произведений искусства, влияющих на настроение, нервно-психическое состояние, оказывающих воспитательное воздействие и несущих познавательные функции, специалисты исследовали восприятие и потребности человека в условиях информационных ограничений (деприваций) при общении с искусством в его различных видах и жанрах. Информационные депривации возможны при пребывании в физически замкнутом пространстве, выполнении работ вахтенным методом, участии в длительных автономных экспедициях (подводные плавания, космические полеты). В экспериментальных условиях была показана компенсаторная роль музыки, литературы, кино, слайд-фильмов, телепередач, живописи. В целом же можно сделать следующие выводы: во-первых, в условиях сенсорной депривации для исправления положения необходимо комплексное использование факторов среды, во-вторых, целесообразно сочетать качества разнообразия, сменяемости впечатлений в искусственной среде обитания. Нужно все же учесть, что на фоне нарастания утомления и понижения активности испытуемых с увеличением длительности эксперимента качество восприятия художественных произведений падало [4]. О чем же это говорит? Необходим поиск более общезначимого комплекса раздражителей, чем использовавшийся в экспериментах. Традиционные «книги, кино, магнитофонные записи музыки», рекомендуемые в литературе по космонавтике для длительных космических полетов, в этих условиях могут просто «не работать».

Ряд специалистов предлагает для условий замкнутого пространства применить с компенсаторными целями динамическое цветовое освещение. Эксперименты показали положительное влияние смены уровня освещенности на работоспособность людей в операторских пунктах, а также при монотонной работе на конвейере. Исходя из филогенеза (видового развития) и онтогенеза (индивидуального развития) человека, нами было принято, что динамика освещения (по яркости, спектральной характеристике, распределению в пространстве, импульсности и периоду сменяемости) — фактор, способствующий улучшению качеств обитаемости.

Человек и в космосе во многом остается верен своей биологической природе. Динамикой света и цвета в интерьере космического корабля можно будет обеспечить разнообразие и смену зрительных впечатлений, что свойственно нашей естественной природной среде, способствовать поддержанию внутренних биологических ритмов организма. В этом случае в полете нужны «синхронизаторы времени». В естественных условиях на Земле это смена света и темноты, спектральные характеристики освещения по часам суток, изменение спектральной отражательной способности поверхностей ландшафта по сезонам года.

В литературе высказывались мысли об использовании природной светоцветовой динамики, образов природы, земных картин в длительном космическом полете. Для ликвидации ностальгии по родной планете еще К. Э. Циолковский рекомендовал космонавтам чтение соответствующей литературы о «земной жизни», эту жажду, считал он, можно также удовлетворить «картинами Земли».

Идею о создании в рамках интерьера космического корабля иллюзорной имитации объемных картин земных ландшафтов средствами голографии с имитацией звуков и шумов Земли высказал и писатель Станислав Лем. Разработанная в его романе «Магелланово облако» в плане научной фантастики, она, по сути дела, является законченным техническим предложением. В. В. Зефельд предложил создавать на борту космического корабля земные ритмы в декоративно-стилизованном, условном виде. Но можно ли не учитывать исторический опыт человечества и огромную информационно-познавательную и социальную роль изобразительного и других реалистических видов искусств (кино, телевидение)? Более перспективной поэтому является концепция построения интерьера космического корабля «по земным мотивам» не путем условной стилизации, а именно с максимально полной имитацией естественно-природного окружения по типу, предложенного К. Э. Циолковским и С. Лемом, с использованием всех достижений современной науки и техники по созданию реалистических изображений (включая голографию, компьютерную графику и т. д.). Современный технически вооруженный дизайн, видимо, подошел вплотную к возможности полновесной реализации идей, ранее бывших лишь объектом фантастики, то есть комплекса мероприятий, включающих свет, цвет, звук, ритм, пластику, а в дальнейшем одорацию и некоторые климатические факторы, системно организуемые в среде обитания как модель земной естественно-природной экологии. На космический корабль должна быть перенесена ощущаемая нами в повседневной жизни богатейшая динамическая палитра спектральных и яркостных, пространственных и ритмических характеристик природного ландшафта, звуковой и пластический стереотип земных раздражителей.

Для изменения визуальной фактуры в кабине космического корабля можно предложить программы в виде озвученных диапозитивных или киноизображений. Есть программы, направленные на решение в полете таких жизненно важных задач, как обеспечение распорядка данного дня (вахтенные занятия, исследовательская работа, активный отдых, спортивные упражнения, принятие пищи, игры, прием информации, сон); поддержание биологических ритмов организма космонавта; создание привычного стереотипа раздражителей; нейтрализация космической ностальгии.

Программы созданы на основе изучения суточных и сезонных ритмов освещенности и колорита в природе (средняя полоса России). Составлялись годовые карты-таблицы метеорологических и астрономических явлений («метеоастрономическая модель года») на основе анализа и обобщения данных Гидрометслужбы центральных областей. Учитывался спектральный состав потока солнечных лучей и отражательные свойства покровов поверхности Земли. Исходя из закономерностей астрономических явлений и калейдоскопического характера случайных метеорологических изменений погоды производился подбор материала для реализации в виде аудиовизуальных программ. В детальном построении цветовых и графических схем учтены также социально-эстетический и социологический аспекты, отсняты экспериментальные слайд-фильмы и кинофрагменты.

Дальнейшее развитие данного направления может пойти по пути компьютерного моделирования аудиовизуальных программ или использования для воссоздания картин природы различных тренажеров и видеоимитаторов, или создания «непрерывного кино» средствами бортовой видеотехники.

Возвращаясь к проблеме музыкальных трансляций на борту космического корабля и учитывая «естественноприродное» построение светоцветового климата, здесь целесообразно соблюдать (эта идея впервые высказана автором данной статьи) время и порядок исполнения мелодий в течение дня и в разные сезоны года, по опыту некоторых восточных культур, и прежде всего древнеиндийской. Считается, что только при этих условиях связи музыки с природными циклами она может оказать наиболее сильное воздействие не только на тело и астрал, но также и на более высокого — духовного — порядка субстанции человеческого естества. К этому можно добавить, что на КЛА наряду с прочим это будет еще и способствовать поддержанию привычных биоритмов человека. В сочетании с трансляцией звуков, имитирующих природные шумы и звуки социальной жизни на Земле, также построенных по «сезонам года и часам суток» (в отличие от бессистемной или вкусовой их трансляции, что уже делалось), свет, цвет и звук образуют в отсеке космического корабля определенную систему естественно-природного фона. Программы комплексного построения светозвукового климата применительно к использованию на космических кораблях с длительным пребыванием космонавта еще не созданы и ждут своих исследователей.

Следует сказать, что имитации в замкнутом пространстве искусственных ландшафтов, динамического «природного» освещения и звукового фона предлагаются специалистами применительно и к земным условиям жизни как бы в порядке «конверсии» исследований, проведенных в области космонавтики: для подземных сооружений, безоконных и бесфонарных цехов, подводных объектов и пр. «В отличие от «психологических окон», которые осуществляют психологическую связь с окружающей средой, иллюзорные окна только ее имитируют. Желательно, чтобы освещение безоконных цехов изменялось во времени по аналогии с изменением естественного природного освещения путем использования фильтров или другими способами... Такое решение можно сочетать со звуковыми эффектами (например, эффект дождя, стучащего по крыше) и с озонированием воздуха, который подается через кондиционеры» [5]. 

Зона отдыха на космическом корабле. Имитируются земные картины и звуки природы в соответствии с идеей Циолковского. На экране цветомузыка, в зоне отдыха проводятся сеансы релаксации (по Л. Н. Мельникову)

Весьма перспективна идея цветомузыкального воздействия на членов экипажа космического корабля. Уже достигнуты значительные успехи в разработке теории и реализации цветомузыкального синтеза, созданы серийные и экспериментальные цветомузыкальные устройства, в том числе портативные. Автором статьи сняты экспериментальные цветомузыкальные фильмы для психорегуляции и психокоррекции состояния оператора. Исследования, проведенные психологом Г. А. Березиной, показали, что применение цветомузыки (предъявлялись упомянутые выше фильмы) в деятельности испытуемых, имитирующей операторскую работу космонавта в режиме слежения, в 1,5 раза увеличивает производительность работы и на 25% сокращает число ошибок.

Безусловно, у цвета, света и звука в оформлении интерьера космических кораблей большое будущее. Обладая психофизиологической и эстетической активностью и не имея отрицательных качеств лекарственных препаратов, аудиовизуальные программы окажутся эффективным средством поддержания жизненного тонуса космонавтов. В этом плане полезны портативные светозвуковые психотерапевтические приборы индивидуального воздействия. Один из них — релаксатор — создан автором во ВНИИ медицинского приборостроения. Исследования на больных и здоровых людях показали его высокую эффективность в качестве средства снятия нервно-эмоционального напряжения, улучшения настроения, нормализации психофизиологических функций (кровяного давления, пульса, дыхания). После необходимых доработок приборы такого типа могут быть использованы для снятия эмоционального напряжения у человека в экстремальных условиях работы, в том числе и у космонавтов в длительном космическом полете или на орбитальных станциях. Найдут применение такие приборы и на транспортных средствах на Земле (трансконтинентальные авиалинии, международные железнодорожные линии, залы ожидания в аэропортах и т. д.).

Подведем итоги. Рассмотренные данные образуют новое направление в космическом дизайне, который до сего времени представлял собой лишь разновидность инженерии (то есть был чисто функциональным) или оформительского искусства, будучи ограничен окраской отсеков, оборудования, рабочих мест и т. п. В представленном в данной статье качестве космический дизайн не использовался ни у нас в стране, ни за рубежом, включая США. Данное направление работ можно было бы определить как создание комфортных условий среды обитания при длительном пребывании космонавта в КЛА. В межпланетном полете или при длительных орбитальных экспериментах члены экипажа космического корабля смогут воспользоваться информационными и сенсорными возможностями, обусловленными особыми свойствами космического интерьера. Таким представляется нам космический дизайн. И судя по состоянию земных условий, это футуродизайн.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Артюхин Ю. П. и соавт. Проблема внутреннего освещения пилотируемых космических аппаратов//Светотехника, 1980, № 7.

2. Парин В. В., Космолинский Ф. П., Душков Б. А. Космическая биология и медицина. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Просвещение. 1975.

3. Зараковский Г. М., Рысакова С. Л. О психологических принципах активного отдыха в длительных космических полетах // Космическая биология и медицина, 1972, № 3.

4. Погосян Г. С. Роль искусства в условиях информационных ограничений//Автореф. дисс. на соиск. ученой степени кандидата философских наук. М., 1985.

5. Костов К. Архитектура инженерных сооружений и промышленного интерьера//Сокр. пер. с болг. М.: Стройиздат, 1983.