Бегом вокруг Земли

Оригинальное конструкторское решение инженеров Самарского университета прошло проверку в космосе. Беговая дорожка для Международной космической станции или тренажерный комплекс БД-2 — первая подобная российская разработка. Она заменила американский аналог на борту российского сегмента МКС. 

Ключевой особенностью тренажера стала уникальная система виброзащиты, созданная в Самарском университете. Она успешно отработала 4 тысячи часов в космосе и превзошла назначенный техническим заданием ресурс (3500 часов). Учитывая среднюю скорость бега во время тренировки на орбите, получается, что за пять лет российские космонавты на беговой дорожке МКС преодолели путь,  равный экватору Земли.

Как рассказал космонавт, участник двух экспедиций на МКС Олег Артемьев, занятия на различных тренажерах, в том числе на беговой дорожке, — обязательное условие при работе на МКС. “Нормы и нагрузки для космонавтов просчитаны медиками на Земле, поэтому — никакой самодеятельности: мы бежим в соответствии с заранее составленной программой, — уточнил Артемьев, проработавший в космосе свыше 365 дней. — Сначала делается разминка в активном режиме, потом я выбираю одну из четырех программ (циклограмм) и бегу интервально  — актив — пассив, чтобы не было большой нагрузки на колени. Находясь на МКС, которая летит приблизительно со скоростью 8 километров в секунду, я понимаю, что за 40 минут “пробегаю” расстояние, равное половине Земного шара,  и это завораживает”.

Комплекс БД-2 стал результатом тесной кооперации Самарского университета с РКК “Энергия” и Институтом медико-биологических проблем РАН. При проектировании беговой дорожки был использован многолетний опыт вуза в создании систем защиты аппаратуры авиационной и ракетно-космической техники от динамических и виброакустических нагрузок.

Перед коллективом Самарского университета стояла задача создать систему виброзащиты, способную амортизировать огромные динамические нагрузки, возникающие во время бега космонавта на тренажере, — около 200-250 килограммов. Они могут вызывать опасные низкочастотные колебания конструкций МКС, способные их разрушить. 

Инженеры и ученые вуза решили эту задачу, применив собственную разработку — уникальный демпфирующий материал — МР (металлическая резина). Кроме того, было использовано нестандартное конструкторское решение. Вместо того чтобы жестко прикрепить тренажер и пытаться обеспечить его стабильное положение с помощью электромеханических устройств, они позволили ему парить в невесомости, соединив комплекс с бортом МКС только слабыми механическими связями, четырьмя низкочастотными (0,2 Гц) виброизоляторами из МР. В результате соударения тренажера с конструкциями станции не происходит, и передаваемая нагрузка падает в 80 раз, составляя всего 3 килограмма. 

Заместитель главного конструктора отраслевой научно-исследовательской лаборатории Самарского университета Данила Давыдов отмечает, что конструкция дорожки обеспечивает ей шесть  степеней свободы — это значит, что в определенных пределах тренажер может перемещаться по трем линейным осям (вперед — назад, вправо — влево, вверх — вниз), а также совершать угловые движения: крен, тангаж и рысканье. “Тренажер висит в невесомости сам по себе, а наша система его чуть-чуть придерживает. Во время тренировок космонавтов он колеблется слегка, но от станции фактически отделен”, — пояснил  Д.Давыдов. 

Главный специалист Института медико-биологических проблем РАН Никита Химорода подчеркнул: БД-2 — первый в истории российский тренажерный комплекс. “До этого в нашем сегменте МКС использовались американские тренажеры — с электромеханическими системами гашения вибрации. Виброзащита российского тренажера спроектирована совершенно иначе. Она базируется на принципах механики и благодаря этому по своим характеристикам значительно превосходит зарубежную”, — отметил он. 

Учитывая безупречное техническое состояние систем комплекса БД-2, принято решение о продолжении его эксплуатации на борту МКС.