Что роднит противогаз, который еще в германскую натягивали на стриженые головы солдаты, пытаясь спастись от тевтонского иприта в сыром окопчике у мазурских болот, и современный космический скафандр? Общее между ними в том, что и простейший противогаз времен Первой Мировой, и космический скафандр наших дней – призваны «отгораживать» человека от враждебной среды, несущей ему гибель. способ спасения тоже общий. Его можно назвать «герметизацией» жизни.
Сама идея выживания в такой среде опирается на очевидную мысль – создать вокруг человека некий покров, под защитой которого он без ущерба для себя сможет находиться какое-то время. Причем, в этих условиях необходимо не просто сохраниться, но и выполнять сложнейшую работу. Главная трудность заключается в том, что человек способен жить и действовать в сравнительно узком «коридоре» биосферных условий. Планетарная «ниша» его обитания, обеспечивающая приемлемый состав воздуха, температуру и атмосферное давление, очень невелика и ограничивается пространством, простирающимся от поверхности Земли всего лишь на 6 километров.
Путь, ведущий в это пространство, первыми начали осваивать воздухоплаватели и авиаторы еще в начале прошлого века. К 30-м годам прошлого столетия высоты полетов аэропланов, а также дирижаблей стремительно увеличивались, столь же стремительно нарастал и объем новой информации об условиях обитания на больших высотах – свыше 6 000 м. Оказалось, что за этим рубежом начинался критический порог, после преодоления которого кислородное голодание становилось для «обычного» человека опасным – на этой высоте потеря сознания происходила буквально за несколько минут. За пределами же в 7—8 км в организме наступают уже крайне серьезные нарушения. Иногда даже экстренный спуск не в силах предотвратить наихудший исход. Только уникальные – «штучные» —люди в состоянии переносить дефицит кислорода на этой высоте.
Начиная с 10 км для дыхания нужен уже чистый кислород. Далее же, пропорционально «высотности» это время еще больше сокращается – на 16-километровой высоте оно равно уже 15 секундам. Поэтому на высоте свыше 12 км даже при дыхании чистым кислородом человек не может существовать без создания вокруг него избыточного давления.
Кроме кислородного голодания большую опасность на значительных высотах представляет понижение атмосферного давления, что приводит к декомпрессии. Азот, растворенный в тканях человека, переходит в газообразное состояние, что приводит к возникновению болевых ощущений.
Таким образом, для стратосферных полетов одной лишь кислородной маски недостаточно. И уже в 30-е годы были начаты работы по проектированию первых высотных скафандров, создающих вокруг человека атмосферу с избыточным давлением по отношению к окружающей атмосфере. Тогда их создавали для полетов людей на высотных воздушных шарах – стратостатах – предках первых низкоорбитальных космических кораблей.
Скафандр должен был стать универсальным средством защиты. Уже тогда определилось главное требование к нему – герметичность. Кроме того, он должен защищать человека не только от низкого барометрического давления, но и от перегрева и охлаждения.
Экспериментально доказано, что предельная температура тела, при которой еще сохраняется жизнь, составляет не более 42—43 и не менее 27°С. При особых условиях у людей с очень крепким организмом допустимо лишь кратковременное охлаждение до 22—24°С. Трудности, с которыми встретились создатели первых скафандров, были беспрецедентными, ведь они должны были обеспечить не просто физическое существование исследователя в экстремальных условиях, но и дать ему возможность выполнять необходимую работу, двигаться внутри летательного аппарата.
