При проведении тренировок особое внимание космонавтов обращается на организацию рабочего места, умелое использование различных средств фиксации, спецприспособлений и инструмента, на формирование рациональных приемов перемещения по внешней поверхности станции, плавность и соразмерность движений, транспортировку и передачу грузов, на взаимодействия и взаимную страховку, избежание соударения остекления скафандра с элементами конструкции и соблюдение других мер безопасности.

Большое внимание уделяется также отработке действий космонавтов в нештатных и аварийных ситуациях.

Тренировки космонавтов в гидросреде осуществляются с участием и под контролем инструктора. Непосредственное участие инструктора в тренировочном процессе позволяет обучаемому своевременно и с определенной интенсивностью прикладывать усилия, уловить ритм двигательного акта и выработать необходимую координацию движений. Продолжительность тренировок экипажа в гидролаборатории составляет 30—50 ч напряженной работы. Эти тренировки проводятся до получения экипажем твердых практических навыков выполнения операций. Процесс каждой тренировки экипажа представляет сложный механизм управления действиями десятков специалистов и многими техническими системами. Он заканчивается разбором выполненной тренировки, оценкой действий экипажа и каждого специалиста из обслуживающего персонала.

Любой тренировочный цикл экипажа завершается итоговой тренировкой, когда члены экипажа выполняют полную программу с отработкой нештатных ситуаций. Процесс проведения итоговой тренировки в большей степени приближен к динамике работы экипажа на орбите. Вся операторская деятельность экипажа в разгерметизированных отсеках и на внешней поверхности космической станции, режим связи и телевидения осуществляются в соответствии с бортовой документацией по отработанной циклограмме, а также с привязкой к свету и тени космического полета.

Учитывая такие возможности гидролаборатории по воссозданию операций в космосе, она используется не только для тренировки космонавтов, но и для наземного сопровождения динамических операций, выполняемых ими вне станции в реальном космическом полете, для выдачи космонавтам при необходимости соответствующих рекомендаций.

Послеполетный анализ операторской деятельности экипажей космических кораблей «Союз» и орбитальных станций «Салют» дает основание утверждать, что космонавты, прошедшие полный цикл подготовки в условиях гидросреды, в реальном космическом полете достигают высокого уровня эффективности операторской деятельности.

По мере развития и совершенствования средств профессиональной подготовки космонавтов, в условия наземных тренировок все полнее включают неблагоприятные факторы, сопровождающие космический полет. Если орбитальный полет ПКА непременно сопровождается невесомостью, то его выведению на орбиту и спуску с нее сопутствуют перегрузки.

Проблеме влияния перегрузок на организм человека посвящены многие исследования [101]. В них изучались характер и степень выраженности реакций организма человека при различных параметрах ускорений, устанавливались пороги переносимости, выявлялись основные механизмы расстройств, изыскивались средства и методы повышения устойчивости организма к перегрузкам.

Перегрузки не имеют размерности и выражаются относительными единицами, показывающими, по существу, во сколько раз увеличился вес человека при действующем ускорении по сравнению с ускорением силы тяжести.

В зависимости от направления перегрузки по отношению к вертикальной оси тела человека различают продольные и поперечные. Продольные перегрузки от головы к ногам принято называть положительными, а от ног к голове — отрицательными. Поперечные нагрузки имеют направления: «спина — грудь», «грудь — спина» и «бок — бок» (боковые).

Принятая международным Аэрокосмическим Комитетом по проблемам ускорений система координат и обозначений показана на рис. 5. Ось z проходит через центр тяжести тела, параллельно позвоночнику. Направление перегрузки от головы к тазу обозначено +G_z, от груди к спине — +G_x, боковой справа налево — +G_y, боковой слева направо — -G_y.

Рис. 5. Система координат и обозначений при действии перегрузок

Переносимость человеком перегрузки определяется ее величиной, продолжительностью, градиентом нарастания и спада, направлением по отношению к той или иной оси тела и индивидуальными особенностями организма. Величина переносимой человеком перегрузки тем больше, чем короче время ее действия, а воздействие перегрузки в поперечном направлении к оси тела переносится легче, чем в продольном.

Оценка устойчивости организма к действию ускорений зависит от выбранного критерия переносимости. В связи с этим различают границы «выживаемости» и пределы физиологической устойчивости, оцениваемой по начальным признаком нарушений деятельности различных функциональных систем организма.

В качестве объективных критериев переносимости человеком перегрузок наиболее часто используются показатели, связанные с расстройством зрения: отсутствие реакции на световые сигналы, симптомы нарушения глазодвигательной реакции, прекращение слежения за заданным объектом и др. Так, при действии продольных ускорений +G_z основными критериями устойчивости являются зрительные нарушения в виде серой или черной пелены, отсутствие реакции на световые сигналы, свидетельствующие о близости полной потери работоспособности и сознания. Снижение давления в сосудах ушной раковины до 50—40 мм рт.ст. у подавляющего большинства людей предшествует потере зрения.

При поперечных ускорениях +G_x достоверным критерием достижения предельной переносимости являются расстройства сердечной деятельности и потеря зрения.

Переносимость перегрузки существенно индивидуальна и зависит от состояния здоровья, возраста, психологической подготовленности.

Допустимые величины и длительность действия ускорений определяются физиологической переносимостью и операторскими возможностями человека. Физиологические пределы выносливости и работоспособности могут быть связаны между собой, но не обязательно равны. Как правило, работоспособность ухудшается раньше достижения предела физиологической устойчивости. Вот как описал субъективное восприятие перегрузок во время опасного испытательного полета американский летчик Джимми Коллинз: «Центробежная сила — огромное невидимое чудовище — вдавливала мою голову в плечи и так прижимала меня к сидению, что мой позвоночник сгибался и стонал под тяжестью. Кровь отлила от головы, в глазах потемнело. Сквозь сгущающуюся дымку я смотрел на акселерометр и неясно различал, что прибор показывает 5,5 g. Я освободил ручку и последнее, что увидел, была стрелка акселерометра, движущаяся обратно к 1 g. Я был слеп, как летучая мышь. У меня страшно кружилась голова. Я посмотрел по сторонам на крылья самолета. Я их не видел. Я ничего не видел. Я посмотрел туда, где должна быть Земля. Спустя немного она начала показываться, словно из утреннего тумана. Зрение возвращалось ко мне, так как я освободил ручку и уменьшил перегрузку».

Безусловно, о надежности и безопасности пилотирования в данном случае говорить не приходится.

Пределы физиологической устойчивости человека к действию перегрузок различного направления в зависимости от величины и длительности их действия могут существенно отличаться.

Физиологическая переносимость ускорений ограничена главным образом реакциями организма на перераспределение крови, механическое затруднение дыхания, смещение и деформацию внутренних органов. Чем больше величина составляющей перегрузки совпадает с направлением основных магистральных сосудов тела, проходящих вдоль позвоночника, тем нарушение со стороны общей гемодинамики выражены сильнее. В этом случае перераспределение крови приводит к появлению признаков нарушения мозгового кровообращения, что лимитирует продолжение воздействия.