Исследовательская работа "Физическая подготовка космонавтов"

Всероссийская открытая конференция обучающихся

«ЮНОСТЬ. НАУКА. КОСМОС»

Секция: Человек. Земля. Вселенная.

Тема: «Физическая подготовка космонавтов»

Автор работы:

ученица 10 класса

ГКОУ КО «Областной центр образования»

Поповчук Елизавета Павловна

Место выполнения работы: ГКОУ КО «Областной центр образования» Калужская область, г. Калуга.

Научный руководитель: Родичев Роман Эдуардович,

учитель физкультуры ГКОУ КО «Областной центр образования»

Калуга, 2016г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………………………………………….3

Глава I. Отбор первых космонавтов………………..…………….……….…4

Глава II. Упражнения, тренажёры и нормативы…………………………….7

Глава III. Сравнение физической подготовки русского и американского

космонавтов…………………………………………………………….……11                                                                                        Заключение………………………………………………………………..….12

Список используемой литературы………..………………….…………..…13

Приложения……………………………………………………………….…14

ВВЕДЕНИЕ

Многие в детстве мечтали стать космонавтами. Долгие годы развития космонавтики, подготовки космонавтов показали, что это тяжёлый труд. Нужно ли быть просто здоровым? Или же залогом того, что человек годен в космонавты,  является не только наличие крепкого здоровья, но и интерес к окружающему миру, знания во многих сферах и, несомненно, физическая подготовка.

Цель данной работы: изучить способы физической подготовки космонавтов

Задачи: рассмотреть этапы физической подготовки космонавтов

Объект исследования: физическая подготовка

Предмет исследования: физическая подготовка космонавтов

Гипотеза: физическая подготовка важная часть подготовки космонавтов к полёту

Актуальность: Огромный интерес к космосу в 60-70-х годах. Упадок интереса в наши дни.

ГЛАВА  I

Отбор первых космонавтов

Люди впервые узнали об идеи полёта человека в космос из газетных сообщений румына Германа Оберта и американца Роберта Годдарда в 1920-х годах. Как только люди поняли, что полёты действительно возможны, русский учёный К.Э. Циолковский уже трудился над проектом первой ракеты, которая сможет доставить человека в космос.

В 20 веке после первого разговора о полёте человека в космос, спустя только 30 лет об этом заговорили в СССР в 1959 году. На совете присутствовали учёные, представители министерств и ведомств. Обсуждался единый стратегический вопрос – подготовка первого полёта человека в космос.

После принятия решения о полёте человека в космос, появилось множество вопросов: представителей каких профессий стоит выбирать? Какими физическими качествами должен обладать кандидат и многое другое.

Существовали разные мнения. Некоторые считали, что стоит отправлять врачей, так как основной задачей космонавта в первых полётах было исследовать состояние и реакции собственного организма. Другие же считали, что нужно отправить инженеров, принимавших участие в создании первых космических аппаратов.

Сергей Павлович Королёв считал так: «Для такого дела лучше всего подготовлены лётчики, и в первую очередь лётчики реактивной истребительной авиации. Лётчик-истребитель — это и есть требуемый универсал. Он — и пилот, и штурман, и связист, и бортинженер. Немаловажно и то, что он — кадровый военный, а значит, обладает ещё и такими необходимыми для будущего космонавта качествами, как собранность, дисциплинированность, непреклонное стремление к поставленной цели». И добавлял в шутку: «Он и швец, и жнец, и на дуде игрец».

Действительно практика подтвердила правильность слов С.П.Королёва. Были составлены требования к кандидатам в космонавты:

        ·            не старше 30 лет

        ·            рост не выше 175 см

        ·            70-72 кг

        ·            безупречное состояние здоровья

        ·            высокая психическая устойчивость и общая выносливость организма

        ·            отличная лётная успеваемость

        ·            волевой характер

        ·            трудолюбие и любознательность

К сожалению, в то время знали очень мало о воздействии условий полёта на организм человека, поэтому медицинские требования при отборе были особенно жёсткими. «Сверх отбор» так это назвал первый начальник Центра подготовки космонавтов Е.А.Карпов.

Для выяснения степени переносимости нагрузок, проводились функциональные нагрузочные пробы — испытания в предельных для человека условиях в барокамере, на центрифуге и другие. Это позволяло выявить отклонения и скрытые заболевания, о которых человек мог даже и не подозревать. Кроме того, на основании полученных данных определялся запас прочности человека, его резервные возможности.

Вот что рассказывал Юрий Алексеевич Гагарин о комиссии, которая «выбирала» его в космонавты: «Комиссия была придирчивой. Первым врачом был врач окулист. Глаза проверяли очень тщательно. Искали и скрытое косоглазие, проверяли ночное зрение. К окулисту нужно было явиться 7 раз, и каждый раз все начиналось сначала. Проводилась проверка способности работать в усложненных условиях. Предлагалось производить арифметические действия с цифрами, которые нужно было найти в специальной таблице. Учитывалась и скорость работы, и правильность ответов. На первый взгляд, решение задачи было простым, но неожиданно включался репродуктор, голос которого подсказывал решение, но вместо помощи «голос» мешал сосредоточиться. Было трудно. Врачей было много. Крутили нас на специальных приборах, проверяя вестибулярный аппарат, очень тщательно проверяли сердце. Кроме всего, проводились психологические обследования. Барокамеры, центрифуги проводились не один раз. Выявляли, какая у нас память, сообразительность. Интересовались нашим кругозором».

Такой «сверх отбор» был оправдан, поскольку космос таил в себе много неизвестного, вероятно ужасного, и было не ясно, возможно ли пребывание там человека, не повредится ли он рассудком. Но после полёта Ю.А.Гагарина многие страхи и сомнения исчезли. По мере того как накапливались знания о самочувствии человека в космосе, создавались новые, всё более совершенные пилотируемые аппараты, изменялась система и отбора, и подготовки. Требования к личностным качествам и здоровью не стали, конечно, менее строгими, но от некоторых чрезмерных нагрузок и экстравагантных тестов отказались.

ГЛАВА  II

Упражнения, тренажёры  и нормативы

В занятия по специальной физической подготовке космонавтов включаются упражнения, которые по характеру своего влияния близки к раздражителям, действующим на организм летчика в полете. К ним относятся особо подобранные упражнения, при выполнении которых происходят вращения, упражнения на специальных снарядах, быстрые изменения положения тела в пространстве, действие ускорений. С помощью физических упражнений можно распределить нагрузку на определенные мышцы, деятельность которых нужно укрепить, на вестибулярный аппарат, на органы кровообращения.

Ø Упражнения

Упражнения для тренировки органа равновесия проводятся на специальных снарядах: гимнастическом колесе (ренское колесо) (рис. 1); вращающихся качелях (лопинг) (рис. 2), подкидывающей сетке (батуд). Используются также гимнастические снаряды: перекладина, брусья, кольца.

Упражнения на подкидывающей сетке, качелях и гимнастическом колесе содействуют развитию высокой способности человека владеть своим телом и ориентироваться в пространстве. Эти упражнения являются сильным раздражителем для обоих отделов вестибулярного аппарата и содействуют повышению его устойчивости. Упражнения па снарядах также способствуют тренировке механизмов регуляции кровообращения и развивают смелость, решительность и уверенность в своих действиях.

Для тренировки органов равновесия подбираются упражнения, связанные с действием как угловых ускорений (вращения, повороты, кувырки, перевороты, резкие наклоны головы и туловища), так и прямолинейных (прыжки, приседания). Физиологическая нагрузка при выполнении этих упражнений должна увеличиваться постепенно.

Вначале движения выполняются медленно, затем темп ускоряется, и количество повторений увеличивается. Специальные упражнения для вестибулярного аппарата следует чередовать с упражнениями общеразвивающего характера и включать их в урок в количестве не более 4-5. Упражнения не вызывающие оживления, к которым относятся действия для развития мышц брюшного пресса, для тренировки вестибулярного аппарата, должны совмещаться с упражнениями подвижными и интересными: на специальных снарядах, подвижные игры.

Высокая эмоциональность занятий достигается путем проведения некоторой части упражнений игровым или соревновательным методом.

1.     Для воздействия на все органы вестибулярного аппарата одновременно: а) обороты на низкой перекладине верхом, завесой, кувырки и кульбиты и качания; б) упражнения на специальных снарядах — качелях, подкидывающей сетке, гимнастическом колесе.

2.     Для воздействия на отолиты: а) приседания в разном темпе (лучше держаться руками за опору, чтобы сохранять равновесие, меньше уставать и выполнить больше упражнений; б) подскоки в разном темпе (также держась за опору).

3.     Для воздействия на полукружные каналы: а) на фронтальные — вращения в положении наклона вперед, наклоны головы и туловища вправо и влево; б) на сагиттальные — вращения в положении наклона головы направо и налево (в обе стороны), наклоны туловища вперед и назад; в) на горизонтальные — вращения вокруг вертикальной оси в положении стоя в обе стороны, вальсирующие движения в обе стороны, повороты головы и туловища налево и направо; г) для всех каналов одновременно — кружение головой слева направо и справа налево. Упражнения выполняются в возрастающем темпе, вначале медленно, позднее быстрее.

Ø Тренажёры

Термокамера

Проверка устойчивости кандидата в космонавты к воздействию    высоких температур проводится в термокамере. Сначала испытание проходило при температуре 70°С и влажности 10%. Врач имел возможность наблюдать за состоянием испытуемого по приборам и визуально.

Вслед за испытанием в термокамере проводились тренировки — пять «отсидок» при тех же температурных условиях, но с возрастающей продолжительностью (от 30 до 70 мин). В заключение определялось максимальное время пребывания.  После первых полётов отпали страхи, что при спуске с орбиты температура в корабле может быть очень высокой. Но роль тренировок в термокамере не уменьшилась, а, наоборот, возросла: во время пребывания на орбите космонавтам регулярно приходится работать в открытом космосе.

Барокамера

Во время полёта на космическом корабле создаётся искусственная атмосфера, параметры которой могут заметно меняться в случае каких-либо нештатных или аварийных ситуаций (например, снизится содержание кислорода или произойдёт резкий перепад давления). Учитывая это, космонавтов подвергают испытанию в барокамере. Их «поднимают на высоту» 5000 м без кислородной маски, чтобы определить, как они переносят кислородное голодание. В таких ситуациях очень хорошо выявляются и скрытые патологии, и резервные возможности организма.

Центрифуга

Для моделирования перегрузок используется специальная быстро вращающаяся центрифуга, внешне напоминающая огромную гантель, на одном конце которой закреплена кабина с испытуемым, а на другом — противовес. Космонавта усаживают в кабину и раскручивают её так, что возникает перегрузка. Значение перегрузки показывает, во сколько раз увеличился вес тела при конкретном ускорении по сравнению с обычной земной гравитацией. Например, при весе в 80 кг, при перегрузке в 3g вы будете весить уже 240 кг, а при 5g – 400, при в 8g – 640 кг. Один космонавт так описал ощущения от перегрузок – будто по тебе прошел слон.

Когда центрифуга начинает вращаться, появляется ощущение тяжести во всем теле, трудно поднять руку или сделать другое движение. Потом возможность пошевелиться пропадает вообще. Появляются боли в спине и шее, сдавливает грудь и становится трудно дышать. Поэтому космонавты осваивают специальную методику дыхания «животом».

При перегрузках возможны даже деформации тела, при большой перегрузке, например, ткани лица начинает тянуть вниз. Космонавты по-разному реагируют на перегрузки. Все зависит от их величины, как долго они действуют, куда было направлено ускорение. Играет роль и состояние космонавта, его настрой, самочувствие. Однако в любом случае увеличивается пульс, может ослабнуть зрение, глаза застилает пелена, некоторые теряют сознание. После тренировки на теле могут появиться красные точки – это лопнувшие капилляры. Лица космонавтов во время тренировки снимают на камеру.

Ø Нормативы

Так как кандидаты в космонавты проходят строгий отбор, каждый из них должен сдать нормативы. Для определённого возраста определённые нормативы.  (Таблица 1)

ГЛАВА  III

Сравнение физической подготовки американского и русского космонавта

2 марта 2016 года в 7:29 по московскому времени в Казахстанской степи в районе, близком к расчётному, совершил штатную посадку спускаемый аппарат транспортного пилотируемого корабля «Союз ТМА-18М».

На Землю с Международной космической станции (МКС) вернулись космонавты «Роскосмоса» Михаил Корниенко и Сергей Волков, а также астронавт «NASA» Скотт Келли. Продолжительность пребывания в космической командировке экипажа составила 340 суток (182 суток — для командира корабля Сергея Волкова).  Таким образом, господин Келли стал первым астронавтом NASA, совершившим столь длительную космическую экспедицию.

Предполагалось, что космонавты М. Корниенко и С. Келли  после возвращения на Землю самостоятельно выберутся из спускаемого аппарата, имитируя посадку на Марс. Однако сделать это не удалось. В результате, как сообщает ТАСС, покинуть капсулу им помогли специалисты поисковой эвакуационной службы — посадку спускаемого аппарата «Союза» обеспечивали самолёты, вертолёты, специализированные машины и несколько единиц вспомогательной техники Росавиации.

Из выше сказанного можно сделать вывод о том, что физическая подготовка, хоть и жёсткая, но всё ещё слабая. Русским и американским космонавтам предстоит большая работа в усовершенствовании своих способностей. За длительное пребывание в космосе, мышцы атрофируются. Люди мечтают о постройке городов на Марсе, но до этого ещё далеко. Человек не может самостоятельно покинуть аппарат, не говоря уже о том, что нужно будет что-то строить.

Заключение

Отбор и подготовка космонавтов – это тяжёлый и ответственный процесс. Кандидаты не только должны быть здоровыми, но и натренированными, готовыми к любой ситуации. Большую роль в подготовке космонавтов играет физическая подготовка. Все упражнения, тренинги и испытания направлены на достижение совершенства. Межпланетные исследования, открытия чего-то нового требуют больших стараний. Люди мечтают жить на других пригодных для проживания планетах. Но до этого ещё очень далеко, так как физическая подготовка ещё слаба. После длительных полётов на те или иные планеты, самостоятельно человек не может выбраться из аппарата. Нужно усовершенствовать физическую подготовку и строить больше центров по подготовке космонавтов. В России, к сожалению один основной центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина. Несомненно, нужно развивать и изучать подготовку космонавтов.

Список используемой литературы:

А.Дихтярь, Жизнь – прекрасное мгновение, Документальная композиция, М., «Молодая гвардия», 1975 г.

Космонавтика СССР, М., Машиностроение, «Планета», под ред. Мозжорина Ю.А, 1987 г.

Станислав Хабаров «Аллея всех храбрецов», 2015г.

Юрий Батурин  «Повседневная жизнь российских космонавтов», 2011 г.                                             https://newsland.com/user/4297805012/content/ekipazhu-mks-ne-udalos-samostoiatelno-vybratsia-iz-spuskaemoi-kapsuly/5086577

Приложение 1

Рис. 1

Рис.2

Рис.3

Рис. 4

Нормативные упражнения	Возрастные группы и нормативные требования
	До 35 лет			35-45 лет			Старше 45 лет
Общая физ. подготовка	отлично	хорошо	удовл.	отлично	хорошо	удовл.	отлично	хорошо	удовл.
	Выносливость
Бег 1 км.				3.30	3.45	4.10	4.00	4.30	4.50
Бег 3 км.	12.20	12.40	13.10	12.40	13.00	13.30
Бег 12 мин.	Более 2800	Более 2500	Более 2300	2500-2700	2300-2500	2100-2300	2450-2600	2200-2450	2000-2200
Плавание 800 м.
Вольный стиль	19.00	20.00	21.30	20.00	21.00	22.30	21.30	23.00	24.30
Брасс	21.00	22.00	23.30	22.00	23.00	24.30	23.30	25.00	26.30
Лыжный кросс 5 км.	24.00	25.00	26.00	26.00	27.00	28.00	28.00	29.00	30.00
	Сила
Подтягивание на перекладине	14	12	10	11	9	7	9	7	5
Сгибание и разгибание рук в упоре на брусьях	16	14	12	13	11	9	10	8	6
Угол в упоре	25	20	15	20	15	10	15	10	7
	Быстрота
Бег 30 м.	3.6	3.8	4.1	4.0	4.2	4.6
Бег 60 м.	8.3	8.6	9.1	8.9	9.2	9.7
Бег 100 м.	13.2	13.7	14.5	14.5	15.2	16.2
Прыжок в длину с места	2.50	2.30	2.00	2.20	2.00	1.80	2.00	1.80	1.50
Плавание
25 м. вольный	19.0	21.0	23.0	22.0	24.0	25.0	22.0	25.0	29.0
100м. вольный	1.40	1.50	2.05	1.50	2.10	2.35	2.00	2.25	2.50
100 м. брасс	1.55	2.05	2.20	2.05	2.25	2.50	2.15	2.35	3.00
Специальная физ. подготовка	отлично	хорошо	удовл.	отлично	хорошо	удовл.	отлично	хорошо	удовл.
Проба Ромберга	60	45	30	60	45	30	60	45	30
Обороты на гимнастическом колесе	12	14	15	15	16	17	16	17	19
Ныряние в длину	25	20	15	25	20	15	20	15	10
Ручная велоэргометрия	3.20	3.00	2.40	3.20	3.00	2.40	3.20	3.00	2.40

Таблица 1