Психология и космос

Космонавты развернули наземные средства радиосвязи и сообщили группам поиска о своем местоположении. Вскоре прибыли самолеты и вертолеты, и через некоторое время «потерпевших» эвакуировали в Байконур, откуда началось их путешествие.

Но если даже бы эвакуация по каким-то непредвиденным причинам (непогода и т. п.) задержалась, они бы смогли продержаться довольно долго. Их спас бы неприкосновенный аварийный запас — НАЗ. НАЗ известен всем путешественникам. Сейчас вряд ли можно установить, кому из землепроходцев или мореплавателей первому пришла в голову мысль создавать такой запас из продуктов и снаряжения, которым можно пользоваться только в крайнем случае. А ведь подобный случай может поджидать летчика и моряка, геолога и туриста, солдата и альпиниста — в общем всякого, кто вынужден работать или жить вдали от населенных пунктов, окруженный морем, тайгой, горами.

Как правило, набор НАЗа зависит от географических условий, в которых оказывается экспедиция.

Низкие температуры — один из самых неблагоприятных факторов, способных причинить страдания человеку. Замерзание, обмораживание, пребывание в холодной воде, пронизывающие ветры — все это может привести к смертельному исходу.

Поэтому для полярных летчиков, помимо теплой одежды, предусматриваются спальные мешки, горючее, надувные резиновые лодки и плоты с непромокаемым пологом. В Арктике человеку грозят не только превратности сурового климата, но и белые медведи. Значит, в НАЗе должно быть включено ружье с запасом патронов. Оно не только защитит от нападения хищников, но и поможет раздобыть пищу.

Не менее опасно действие жары при ограниченном запасе пресной воды. Нарушение водного обмена и перегрев тела приводят к тяжелым последствиям. Обезвоживание организма на 10–15 процентов ведет к потере работоспособности, а водный дефицит более 20 процентов для многих людей смертелен. Вот почему при комплектовании НАЗа спасательных шлюпок на корабле прежде всего решающее значение придается запасу пресной воды.

Когда отказала автоматика на «Восходе-2», командир имел возможность выбрать район посадки и спуститься с орбиты именно в этот «квадрат» земной поверхности. Но если бы произошла разгерметизация кабины, у космонавтов не было бы времени для долгих раздумий и пришлось бы сажать корабль, что называется, «с ходу». И кто знает, где бы тогда он приземлился — в Сахаре, в джунглях, в северных широтах. Более вероятно даже, что пришлось бы садиться не на сушу, а на воду, которая, как известно, занимает большую часть поверхности нашей планеты. Иными словами, в случае аварии космонавты могут очутиться практически в любой точке земного шара.

Но раз это так, встает задача — сделать НАЗ таким, чтобы он гарантировал безопасность и жизнь человека в любой географической зоне до тех пор, пока его не найдут. Трудность, однако, заключается в том, что этот НАЗ должен быть в то же время компактным и достаточно легким.

Если поглядеть на НАЗ космонавтов, он и в самом деле покажется небольшим. Но когда извлекают его содержимое, создается впечатление, будто вы присутствуете на выступлении иллюзиониста, который из небольшого цилиндра вынимает многометровую ткань, ленты, цветы, графин с водой, а то и какую-нибудь живность — гуся или голубя.

Один из предметов в НАЗе — надувная резиновая лодка, которую доверху может заполнить все, что содержится в отдельных блоках НАЗа.

Спускаясь с парашютом, человек никогда не застрахован от травмы. Кроме того, он может поцарапаться, порезаться или — еще хуже — заболеть. Поэтому в НАЗе предусмотрена аптечка с перевязочным материалом и набором лекарств. Сама же коробочка, в которой размещены медикаменты, в случае необходимости используется как сковородка. На ней так и написано: «Может служить сковородкой».

Портативная плитка с брикетами сухого горючего позволяет приготовить горячую пищу, если под рукой не окажется другого топлива. Огонь разводится с помощью спичек, не боящихся ни воды, ни ветра.

Очутившись в зоне холодного климата, космонавт должен прежде всего позаботиться об убежище. Для этого пригодны не только ветви деревьев, но и материя от купола парашюта. Поскольку снег обладает также хорошими теплозащитными свойствами, в нем можно вырыть пещеру и соорудить в ней настил из сухой травы, веток или парашютной ткани.

Надувная лодка с успехом также заменит кровать.

Попав в зону жаркого климата, космонавт снимет тяжелый скафандр и переоденется в легкое белье, которое тоже есть в НАЗе.

В любой аварийной обстановке для обогрева, сигнализации и для приготовления пищи необходим костер. Казалось бы, вещь не такая уж сложная, но все-таки нужно уметь разводить его при любой погоде. Тренировки показали, что лучше всего это делают те, кто занимался охотой или рыбной ловлей. Не случайно поэтому в круг занятий космонавтов входят охота и рыболовство. Председателем охотничьего коллектива является Алексей Леонов.

Приземлившись в любом районе, космонавт обязан не только сориентироваться относительно стран света, но и точно определить, где он находится, в какой бы уголок земного шара ни забросила его судьба. Для этого в его распоряжении имеются компас, секстант и карты. Средства связи, которыми он располагает, позволяют установить двухстороннюю радиосвязь. Радиоаппаратура снабжена источниками питания, длительно и надежно действующими в любых климатических условиях.

Человека не всегда легко обнаружить с воздуха, даже при хорошей видимости. Но задача облегчается, если люди, потерпевшие аварию, пользуются сигнализацией. Оболочка скафандра, окрашенная в ярко-оранжевый цвет, бросается в глаза и облегчает поиски космонавта. Но, кроме того, он может воспользоваться сигнальными ракетами или карманным электрическим фонарем. На случай приводнения имеется пакет с красящим веществом, которое, растворяясь в воде, образует большое, хорошо различимое на расстоянии, флуоресцирующее цветное пятно. Это вещество пригодится и в полярных областях, для окраски снега.

Разумеется, в НАЗе предусмотрены вода и пища. Правда, при нынешнем состоянии техники людей, потерпевших аварию, обычно находят через несколько часов, поэтому нет надобности особенно строго ограничивать расход продуктов питания и жидкости. Наоборот, необходимо придерживаться нормальной диеты в первые сутки после аварии, когда тратится много сил на разбивку лагеря и устройство сигнализации. Как правило, знающий и опытный человек в состоянии раздобыть себе пищу почти в любом районе нашей планеты. Например, известен случай, когда летчик, потерпевший аварию, в течение тридцати дней в тундре питался исключительно голубикой и рыбой, пойманной в озере. Когда его нашли, весь его аварийный запас оказался нетронутым.

Всему миру известно героическое плавание французского врача Алена Бомбара, который на резиновой лодке без продуктов питания и воды пересек Атлантический океан. Своим трудным и блестящим экспериментом исследователь доказал, что главной причиной гибели людей в океане являются страх и растерянность. Человек способен выжить, если у него сильная воля, если он будет знать, каким образом питаться и как употреблять морскую воду.

В НАЗе космонавта, кроме надувной лодки, имеются и рыболовные снасти, так что, очутившись в океане или море, он сможет обеспечить себя рыбой.

Запасы пищи пополнит, разумеется, и охота. Но охота охоте рознь. Если в обычной обстановке человек ищет уток, зайцев и т. п., то в безлюдных районах, когда речь идет о его жизни, объектом охоты становятся и такие существа, как суслики, пресноводные черепахи, лягушки, ящерицы и даже змеи, мясо которых съедобно. На этих животных можно охотиться и без огнестрельного оружия, а ловить их силками или просто руками. Но все же космонавт вооружен пистолетом, позволяющим охотиться на оленей, моржей, тюленей и защищаться от хищников.

Между прочим, стрелять из пистолета гораздо трудней, чем из охотничьего ружья.

Однажды на тренировке двух космонавтов «выбросили» в лес, снабдив всем необходимым для аварийных ситуаций. Был январь, и морозы стояли суровые. «Потерпевшие» разбили лагерь, сделали жилище из жердей, веток и купола парашюта, забросали его снегом, развели костер, установили связь по радио. На вторые сутки их «робинзонады» в этот лес привезли кролика. Им разрешили застрелить животное и устроить себе обед из свежего мяса. Космонавты начали стрелять, но все пули летели мимо. Расстреляв весь боезапас, космонавты были вынуждены обратиться к консервированным продуктам, содержащимся в НАЗе. После этого случая можно было частенько встретить космонавтов в тире: они тренировались в стрельбе из пистолета.

Человек за пультом

Как же выглядит пульт управления?

На «Востоке» в поле зрения пилота находится доска, на которой размещены приборы, показывающие влажность, температуру, газовый состав воздуха, сигнализирующие о состоянии работы различных систем. Индикатор местоположения корабля и места посадки представляет собой глобус, вращающийся вокруг двух осей со скоростью, соответствующей скорости вращения Земли и угловой скорости движения корабля в плоскости орбиты относительно планеты. Этот прибор позволяет космонавту знать, где он находится, и определять предполагаемое место посадки, если в данный момент включится тормозная двигательная установка.

Таким образом, система индикации и сигнализации обеспечивает космонавта необходимой информацией о режиме полета космического корабля и работе его систем.

О своем положении в пространстве космонавт может узнать и с помощью оптической системы «Взор», находящейся перед ним, а также через иллюминаторы, расположенные справа и позади него.

На пульте пилота располагаются тумблеры и переключатели, управляющие шторками и фильтрами иллюминаторов, радиотелефонной системой, регулирующие температуру в кабине. Здесь же помещается замок для включения ручного управления и тормозной двигательной установки.

Пульт пилота дает возможность проверять деятельность отдельных систем и агрегатов корабля, изменять режим их работы и режим всего полета в зависимости от полученной информации.

Для благополучного возвращения на Землю необходимо сориентировать корабль в строго определенном положении, иначе при включении тормозной двигательной установки он не сойдет с орбиты, а перейдет на другую.

На «Востоке» ориентация корабля и включение тормозной двигательной установки осуществлялись автоматически. Система автоматической ориентации отыскивала Солнце и поворачивала корабль определенным образом относительно этого светила. Сигналы с оптических и гироскопических датчиков поступали на электронно-логический блок, который вырабатывал команды, управлявшие работой реактивных двигателей. Когда корабль был ориентирован, в расчетное время включалась тормозная двигательная установка.

Если бы вдруг автоматика отказала, космонавт смог бы посадить корабль вручную. Система ручной ориентации «Востока» состояла из оптического ориентатора «Взор», ручки управления датчиков угловой скорости, системы управляющих двигателей и других элементов.

«Взор» состоит из двух кольцевых зеркал-отражателей, светофильтров и стекла с сеткой. Лучи, идущие от горизонта, попадают на первый отражатель, через стекло иллюминатора проходят на второй, который направляет их через стекло с сеткой в глаза космонавта. При правильной ориентировке корабля относительно вертикали горизонт предстает перед космонавтом в виде кольца. Через центральную часть иллюминатора космонавт просматривает находящийся под ним участок земной поверхности. Положение продольной оси корабля относительно направления полета определяется по «бегу» земной поверхности в поле зрения ориентатора.

При малейшем отклонении космонавт, действуя ручкой управления, посылает команды на вход датчиков угловой скорости, которые формируют сигналы управления, а те уже подаются на реактивные двигатели ориентации.

Все действия, осуществляемые космонавтом в процессе управления кораблем, по своему характеру разделяются на две группы. Регулирующие воздействия направлены на то, чтобы поддерживать определенный режим — например, сохранять нужную температуру или давление в кабине. Управляющие воздействия связаны с выполнением какой-либо конкретной программы (ориентации корабля, посадки его в случаях экстренной необходимости).

До начала космических полетов высказывалось мнение, что ручное управление вряд ли будет необходимо. Надо сказать, что действительно максимальную надежность и безопасность полета обеспечивает сейчас автоматика. К тому же наиболее важные системы многократно дублируются. И все же роль человека в управлении кораблем исключительно велика. Но это уже особая тема, которой мы и коснемся в следующем разделе.

Космонавт и робот

В середине XX века автоматические устройства проникли почти во все сферы человеческой деятельности. Они пилотируют самолеты, управляют экономикой предприятий, выполняют различные производственные процессы; «думающие» машины сочиняют музыку, решают сложные математические уравнения, переводят иностранные тексты, ставят диагнозы больным и т. д.

При всем том, однако, работа машины, под которой кибернетика понимает систему, способную совершать действия, ведущие к определенной цели, и трудовая деятельность человека — качественно различны. Человек, преобразуя природу, осуществляет сознательно поставленные цели, тогда как машина — лишь исполнитель его воли, орудие его труда. Да и психо-физиологические процессы, протекающие в организме человека во время его работы, также принципиально отличаются от процессов, имеющих место в автоматических устройствах. И все же между работой человека и машины много общего, и это позволяет сравнивать некоторые блоки автоматических устройств и их функции с глазами, ушами и даже мозгом человека.

Человек или автомат?

Управляя машиной — будь то автомобиль, самолет или космический корабль, — человек имеет дело с определенными механизмами. Но прежде чем обратиться к ним, он должен воспринять окружающий его мир и осмыслить полученную информацию. Нервное возбуждение идет от органов чувств к мозгу, который осознает доставленные ему сведения, после чего следует ответная двигательная реакция. Для всего этого требуется время, которое, как показали опыты, у разных людей колеблется в пределах от 0,1 до 0,2 секунды. При более сложных экспериментах, когда, например, нужно нажать кнопку в ответ на вспыхнувшую лампочку определенного цвета из нескольких, ответная реакция наступает через 0,5 секунды и более.

Недостаточная быстрота нервно-психических процессов особенно стала ощущаться, когда человеку пришлось иметь дело с реактивными самолетами. Так, при скорости, втрое превышающей скорость звука, перед самолетом появляется «слепое» расстояние, которое летчик не в силах воспринять: ему кажется, что предметы находятся еще в 100 метрах впереди него, тогда как на самом деле они уже остались позади. Если два пилота будут лететь навстречу друг другу с такой скоростью и один из них вынырнет из облаков за 200 метров от другого, то летчики вообще не смогут увидеть друг друга.

Практика показала: чтобы оценить обычную ситуацию, пилоту реактивного самолета нужно примерно 1,5–2 секунды. За это время космический корабль, скорость которого 8 км/сек, преодолеет 16 километров. Казалось бы, при такой скорости, а в дальнейшем она, несомненно, возрастет, космонавт вообще не сумеет реагировать на события, происходящие в космическом пространстве, и различать объекты, попадающие в поле его зрения. А это значит, что управление межпланетным кораблем можно доверить только автоматам.

Однако уже первый космический полет с человеком доказал, что это не совсем так. Вот как во время этого полета воспринимался окружающий мир из иллюминатора корабля:

«С высоты 300 километров освещенная поверхность Земли видна очень хорошо. Наблюдая за поверхностью Земли, я видел облака и легкие тени их, которые ложились на поля, леса и моря. Водная поверхность казалась темной, с поблескивающими пятнами. Я хорошо различал берега континентов, острова, крупные реки, большие водоемы, складки местности. Когда я пролетал над нашей страной, то отчетливо видел квадраты колхозных полей. Раньше мне приходилось подниматься на самолетах на высоту не более 15 тысяч метров. С корабля-спутника видно, конечно, хуже, чем с самолета, но все-таки видно очень отчетливо. Меня, по правде говоря, удивило, что с высоты, на которой я находился, так хорошо видны детали земной поверхности.

Хотя корабль шел со скоростью, близкой к 28 тысячам километров в час, все объекты на земной поверхности как бы проплывали в моем поле зрения, ограниченном иллюминатором корабля».

Почему же человек даже при космической скорости видит детали земной поверхности или еще более далекие звезды? Оказывается, дело именно в расстоянии. Если смотреть из окна мчащегося поезда на насыпь, то трудно разобрать что-либо, кроме сплошных сливающихся линий. Предметы же, которые находятся подальше, выглядят гораздо отчетливей. Существуют три зоны — слияния, мелькания и ясного видения отдельных объектов. Между прочим, граница зон слияния и мелькания помогает опытному летчику определить расстояние до Земли при посадке самолета.

Чем ниже над Землей летит человек, тем сложнее ему различать какие-либо предметы. Чем выше орбита корабля-спутника, тем меньше человек воспринимает скорость, и зрение его как бы становится лучше, острее. А в межпланетном полете у космонавтов вообще исчезнет ощущение скорости.

У них будет «избыток» времени, когда корабль станет удаляться от планет. Зато их ждет, выражаясь языком шахматистов, жестокий цейтнот во время приземления или при встрече с каким-нибудь небесным телом, например метеоритом. Вот тут-то и необходима автоматика.

С помощью радиолокационных и оптических средств в космическом корабле можно как бы «надставить» органы чувств человека. Специальная аппаратура, принимающая сигналы из окружающей среды, быстро переработает их и даст соответствующие, а главное — своевременные команды исполнительным механизмам ракеты. И сделано это все будет в десятки и сотни раз быстрее человека.

Вот другой пример. Маневры космического корабля, идущего на сближение и стыковку, не похожи на действия летательных аппаратов в атмосфере. Допустим, один самолет должен догнать другой. Для этого летчик увеличивает скорость полета и начинает маневрировать. Скажем, для увеличения высоты он изменяет угол атаки крыла, чтобы подъемная сила крыльев стала больше, чем в горизонтальном полете. Но эти общеизвестные аэродинамические закономерности перестают действовать в космосе. Вот один корабль стремится догнать другой, находящийся на той же орбите. Если применить реактивную силу, то она изменит не только скорость полета, но и параметры траектории: корабль перейдет на более высокую орбиту. Уменьшится скорость — и он уйдет на более низкую.

Конечно, человек не в состоянии в считанные минуты и даже секунды точно определить, какие команды он должен дать двигателям космического корабля, чтобы выполнить необходимые маневры. За него это сделает вычислительная машина.

Правда, при всех бесспорных достоинствах этой машины алгоритмы решения задач подготавливаются и вводятся в нее человеком. Следовательно, она способна сообщить лишь такую информацию, к которой подготовлена: незапрограммированное явление поставит ее в тупик. И потому при всем желании невозможно запрограммировать автомат на все случаи жизни, а особенно для анализа таких явлений, которые в принципе еще не известны науке и с которыми наверняка придется встретиться в космосе, где во всей полноте проявится многообразие форм существования материи.

Перед автоматом человек имеет немало преимуществ. Он одновременно воспринимает информацию от различных органов чувств и собирает ее в единый образ. У него громадная и емкая память, то есть он может хранить информацию, которая, выражаясь языком кибернетики, требует «минимального программирования». Только человек умеет абстрагироваться от восприятия, обобщать и образовывать понятия. Благодаря этому он способен воссоздать образы и события, имевшие место в прошлом, и даже выходить за пределы настоящего, мысленно опережая события, то есть обладает даром предвидения.

Человек может, столкнувшись с неведомым явлением, проанализировать его, исходя из своего опыта, дать ему правильную интерпретацию и избежать нежелательных последствий.

В свое время некоторые ученые утверждали, что человек не сможет трудиться в состоянии невесомости и одиночества. Более того, полагали даже, что «потеря» веса вызовет такие психические реакции, которые не позволят не только работать, но и жить в космосе. Первый же космический полет опроверг эти унылые прогнозы. Участник этого полета писал: «Проникнув в космическое пространство, я хорошо перенес состояние невесомости. Хотя при полете на корабле „Восток“ не ставилась задача перехода на ручное управление, мною выполнялись многие операции по управлению другими системами корабля. Я вел радиопереговоры, включая и настраивая соответствующим образом радиоаппаратуру, регулировал открытие шторок иллюминаторов, включал тумблеры, заполнял бортжурнал и проводил другие действия. Уже в полете у меня сложилось твердое убеждение, что человек в космическом полете успешно справится и с ручным управлением корабля».

По сравнению с машиной человек еще и более гибок. Насколько машина может приспособиться к управлению — зависит от ее конструкции. Как правило, существующие автоматические регуляторы являются строго специализированными. Человек же при помощи обучения и тренировок способен «расширить свою квалификацию» и управлять различными системами, менять программы, по которым должно осуществляться регулирование, а в случае тех или иных нарушений переходить от одного способа выполнения этих функций к другим.

«Но человек все-таки не машина: он может утомиться, заскучать, затосковать, а это неизбежно отразится на управлении кораблем, — говорили защитники автоматов. — Машины надежнее, они не знают усталости, а кроме того, более устойчивы по отношению к воздействиям внешней среды». Но вот эксперимент, который опровергает это мнение.

Американские специалисты сравнили надежность работы бортовых систем космических кораблей. В одной из них в качестве оператора использовали человека. Он должен был, получая сигналы от приборов, принимать решения по управлению кораблем. В остальных системах действовали только автоматы. Для большей надежности инженеры прибегли, как обычно, к дублированию элементов схемы. Были обследованы четыре системы: с двойным, тройным, четырех- и пятикратным дублированием.

Сначала работа всех пяти систем была одинаково надежной. Но уже на четвертый день имитированного полета наметились расхождения. А через две недели надежность систем с двух-, трех- и четырехкратным дублированием элементов уже не могла считаться удовлетворительной. Надежность системы с пятикратным дублированием тоже была недостаточно высокой. В то же время надежность системы, включавшей человека, мало изменилась. Если еще учесть, что для космических кораблей огромное значение имеет вес аппаратуры, то система с человеком и вовсе выигрывает по сравнению с ее «конкурентами».

Особенно возрастает роль человека в аварийных ситуациях. Как известно, американскому космонавту Джону Гленну, когда отказала автоматика «Френдшип-7», пришлось сажать корабль вручную. Позднее Гленн писал: «Во-первых, на человека можно возложить бóльшие обязанности по управлению космическим кораблем, чем было запланировано. Во многих областях безопасность возвращения человека может зависеть от его действий. Хотя в проекте „Меркурий“ подобное положение не учитывалось, однако и в этом проекте космонавт не считался пассивным пассажиром. Даже там, где необходимы автоматические системы, благодаря присутствию человека надежность работы их значительно повышается. Полет на „Френдшип-7“ является хорошим тому примером. Корабль мог не пролететь по трем виткам и не вернуться на Землю, если бы не было человека на борту».

Американским космонавтам не раз приходилось сталкиваться с неполадками. Отказала автоматика и на советском корабле «Восход-2». Его командир П. И. Беляев, проанализировав обстановку, сориентировал корабль вручную и в расчетное время включил тормозную двигательную установку.

Все это убедительно доказывает, что, какова бы ни была степень автоматизации на космическом корабле, руководящая и организующая роль всегда останется за человеком. Разумеется, смешно думать, будто человек в состоянии заменить автоматические устройства — без них космический полет попросту немыслим. Однако на современном этапе развития науки и техники правильней не противопоставлять автомат человеку, а искать наиболее рациональное использование человеческих возможностей и кибернетических средств.

Машина должна контролироваться и управляться человеком и заменять его там, где ее работа эффективней. В этом случае система управления космическим кораблем становится гораздо надежней.

По расчетам зарубежных ученых, надежность автоматической системы, предназначенной для облета Луны и возвращения на Землю, составляет 22 процента. При участии человека она равняется 70. Если же человеку будет предоставлена возможность устранять неполадки в системах корабля, надежность возрастет до 93 процентов.

С помощью автоматических средств человек легче, чем автоматы без него, выведет корабль на заданную орбиту, точнее скорректирует траекторию полета к той или другой планете и выберет наиболее подходящий участок для посадки на небесное тело. Следовательно, труд космонавта — это разновидность операторского труда на высокоавтоматизированной технике. Но наиболее рациональное сопряжение человека в единую систему «человек — космический корабль» может быть достигнуто только в том случае, если уже при проектировании космических кораблей будут учитываться психо-физиологические возможности человека и технические характеристики автоматов.

Человек — машина

Роль людей в управлении различными агрегатами изучает инженерная психология, рассматривающая оператора как одно из звеньев системы «человек — машина». Что же это за система?

Чем бы человек ни управлял — электростанцией, космическим кораблем или поездом, — в его деятельности обнаруживается ряд общих черт.

До появления машин он оценивал результаты своих действий непосредственно. Изготавливая каменный топор или лодку, первобытный житель видел, правильно ли он работает, и, если надо, по ходу дела вносил соответствующую поправку в свой труд. Да и сейчас велосипедист, например, получает непрерывную и непосредственную информацию об обстановке на дороге и моментально чувствует воздействие своих мышечных усилий на педали и руль.

Иное дело при дистанционном управлении. Здесь все изменения фиксируют те или иные датчики, которые передают сообщения приборам. С показаниями приборов и имеет дело человек. Он расшифровывает (декодирует) их, принимает решение и выполняет соответствующее действие, которое может быть либо очень простым (нажатие кнопки), либо сложным. Так или иначе, от человека идет управляющий сигнал, который преобразуется и поступает к объекту, изменяя его состояние. Это новое состояние объекта, в свою очередь, изменяет показания приборов, которые позволяют узнать о результатах деятельности оператора.

Таким образом, в замкнутой системе регулирования человек, связанный прямыми и обратными связями с управляемым объектом, выступает в роли регулятора — наиболее ответственного звена системы.

Развитие автоматики все более отдаляет человека от управляемых объектов, он уже не может контролировать их непосредственно. Между его органами чувств и объектом управления «вклинивается» целый набор технических устройств, передающих информацию, которая при этом обычно оказывается закодированной, то есть требует дешифровки. Обратное воздействие оператора — тоже не прямое, а осуществляется через промежуточные ступени.

Складывается любопытная ситуация. С одной стороны, труд человека облегчается: многие сложные функции передаются машине, и благодаря этому расширяется круг задач, которые способна решать система. С другой стороны, чем больше машин участвует в управлении и чем сложнее их функции, тем настоятельней становится необходимость интегрировать их работу. Иными словами, относительная роль человека в системах управления возрастает, делается более ответственной.

Как было сказано, оператор узнает о многих процессах через приборы. Но уже при снятии показаний приборов его ожидают немалые трудности.

В обычных условиях летчик отчетливо видит различные объекты на земной поверхности, и это помогает ему строить режим полета. Он может даже отклониться от курса, изменить высоту, не подвергая себя опасности, так как перед его глазами, во-первых, приборы, а во-вторых, зрительно воспринимаемые ориентиры (железнодорожное полотно, река, телевизионная башня и т. д.).

Положение меняется, когда подобных ориентиров нет. О местоположении в пространстве приходится судить не по непосредственным впечатлениям, а только по приборам, которые как бы «вклиниваются» между органами чувств и окружающим миром.

Главная трудность здесь — дешифровка сигналов, раскрытие их смыслового значения в каждой конкретной ситуации. Но этого мало. Человек должен не только быстро «считывать», то есть правильно определять показания приборов, но и быстро (иногда — почти молниеносно) эти данные обобщать, мысленно представляя взаимосвязь между показаниями приборов и реальной обстановкой. Летчик обязан, кроме того, помнить, где находился самолет незадолго до этого, а также предвидеть его местоположение в ближайшем будущем, то есть он должен обладать хорошей оперативной памятью.

В орбитальных полетах космонавты могли через иллюминаторы наблюдать за поверхностью Земли и определять, над какими районами они находятся. Даже если ориентация велась только по приборам, все равно космонавты проецировали корабль на поверхность нашей планеты, пользуясь прибором «Глобус» или картой. Определив свое положение по долготе и широте, они всегда могли представить себе, что это за место: пустыня, горы, море или тайга. Иными словами, связь с земными ориентирами сохранялась. Ход мыслей был примерно таков: «10 минут назад я находился над Северной Африкой. Сейчас пролетаю над Черным морем, а еще через 10 минут буду над Уральскими горами».

Полеты к другим планетам потребуют иной, более сложной траектории. Это будет полуэллиптическая кривая, которая свяжет два пункта, не находящиеся в относительном покое, как это имеет место при передвижении по поверхности земли, а движущиеся в космическом пространстве с различной скоростью по отношению друг к другу. А значит, навигация космических кораблей станет осуществляться совершенно в другой системе координат. Она может быть эклиптической, экваториальной, горизонтальной, геоцентрической, гелиоцентрической, галактической и т. д. В любой из этих систем Земля останется планетой отправления и прибытия. Местоположение же корабля начнут определять по звездам, которые изберут в качестве «опорных» в той или иной системе координат.

Межпланетный корабль будет мчаться с космической скоростью, но она слишком ничтожна по сравнению с необьятными просторами вселенной, так что звездное небо покажется застывшим и неподвижным, и органы чувств человека не смогут уловить движения корабля. Космонавтам придется определять траекторию полета, измеряя углы «опорных» небесных светил с помощью оптических систем, вводить полученные данные в счетно-решающую машину, которая и определит местоположение корабля в избранной системе координат. Но спроецировать его на земную поверхность человек уже не сможет — ему останется представить себе лишь какую-то «абстрактную точку» в пространстве, которую заранее нельзя разглядеть ни в один телескоп.

Когда нет обратной связи

Получить необходимые сведения об окружающем мире, как мы видели, оказывается, не так просто. Еще большие трудности подстерегают пилота, когда он быстро должен перейти от ориентировки по приборам к непосредственному наблюдению. Тут ему начинает мешать не столько недостаток информации, сколько ее избыток. Из-за этого не раз при полетах в сложных метеорологических условиях у летчиков наблюдались нарушения высшей нервной деятельности, возникало невротическое состояние.

Выполнив задание на высоте 6 тысяч метров, 33-летний летчик Л. вернулся в зону аэродрома и начал пробивать облачность по системе слепой посадки. Самолет успешно преодолел облачную завесу, но затем вдруг взмыл вверх, в облака, после чего опять снизился и, наконец, совершил нормальную посадку. «Что случилось? — спросил его командир. — Почему было нарушено полетное задание?» Побледневший, явно подавленный летчик признался: «Как будто прервались мысли… ничего не помню… как будто потерял сознание, хотя этого и не было». К счастью, подобное состояние оказалось кратковременным, и пилот сумел довести машину до земли. Но все же оно не прошло бесследно: в госпитале он жаловался на плохой сон, был раздражительным, очень болезненно переживал всякие разговоры о случившемся. Однако никакого органического заболевания врачи не обнаружили. И они пришли к выводу, что невротический срыв высшей нервной деятельности возник в связи с тем, что к ограниченному приборами потоку информации присоединилась «избыточная» информация от наземных объектов. Летчик должен был теперь не только правильно определять показания приборов, но и быстро синтезировать новую информацию с полученной ранее в единый образ. А это требует высокой тренированности и самообладания.

Аналогичные ситуации могут возникнуть и в космическом полете. Например, в теневой части Земли космонавт ориентирует корабль по приборам, а выйдя из «ночи», непосредственно наблюдает объекты на земной поверхности. Для него, как и для летчика, требуется объединение всей информации в цельный образ.

Оператору необходимо также знать о том, насколько правильно он действовал в соответствии с этой информацией. Неведение может вывести человека из строя, вызвать чувство неуверенности в себе. Как-то раз в сурдокамере операторы выполняли задания, руководствуясь определенными сигналами. Но обратной связи не было, и они не знали, верны их решения или нет. Большинство работало спокойно: уверенные в себе и своих действиях, они не волновались за исход проделанной работы. Но одного человека это тяготило, и он просил, чтобы ему сообщили о результатах его деятельности. Не получив ответа, он повторил свою просьбу и, наконец, заявил, что включит аварийную сирену, то есть даст сигнал прекращения опыта. Опыт действительно приостановили. Пришлось разъяснить оператору, что если бы он в чем-либо допускал промахи и нарушал программу эксперимента, ему бы немедленно об этом дали знать. А раз сигнала не было, значит все шло нормально. Оператор успокоился, и повторный опыт не вызвал никаких эмоциональных срывов.

Подобные же трудности возникают, когда нет обратной связи со стороны «машины» и человек не может составить представление о проделанной работе. С этим столкнулся, в частности, участник первого космического полета. Согласно программе после ориентации корабля в расчетное время должна была включиться тормозная двигательная установка, а затем произойти отделение от приборного отсека кабины, которая спускалась на парашюте. Пока автоматика ориентировала корабль, космонавт имел возможность контролировать работу приборов и в крайнем случае перейти на ручное управление. Получал он информацию и о действии тормозной двигательной установки. Но как проходит разделение приборного отсека и спускаемого аппарата, он знать не мог. И хотя этот процесс занимает всего несколько десятков секунд, от него зависит благополучное возвращение на Землю. Вот ощущения, испытанные командиром «Востока-1»: «После того как сработала тормозная двигательная установка, я стал ждать разделения приборного отсека и спускаемого аппарата. Это происходило над Африкой. В это время корабль вращался. В иллюминаторы, которые у меня были открыты, я видел то Землю, то небо. Временами в иллюминатор попадали ослепительно-яркие лучи Солнца. Ожидание было тягостным. Время как будто остановилось. Секунды воспринимались как долгие минуты. Но вот разделение осуществилось, и все пошло своим чередом».

Конфликтные ситуации с приборами знакомы и представителям других операторских профессий. Когда исследовали работу операторов на пультах управления современных электростанций, обнаружили, что даже во время «легких» дежурств, когда персонал электростанций не производит никаких операций, а лишь следит за тем, чтобы не произошло аварийных нарушений, возникает сильное нервное утомление. Окончив смену, операторы не в состоянии заниматься какой-либо умственной деятельностью, становятся раздражительными, плохо спят. Многие ученые поэтому приходят к выводу, что из-за особенностей нервной системы не всякий человек способен овладеть операторской профессией. Вот почему при отборе кандидатов в космонавты учитывают не только физическое здоровье, но и психические возможности для работы в качестве оператора. Как же определяют эти способности?

Естественно, с помощью экспериментов. Вот один из них.

Дается таблица. На ней 49 квадратов, в которых без всякой последовательности чередуются цифры черного (от 1 до 25) и красного (от 1 до 24) цветов. Человеку предлагают называть поочередно то черное, то красное число, причем черные должны идти в возрастающем, а красные — в убывающем порядке. Например: единица — черная, 24 — красная, двойка — черная, 23 — красная и т. д. Задание это — далеко не простое, и того, кто его выполнит безошибочно, можно сравнить с… Наполеоном, который, как говорят, мог сразу заниматься несколькими делами.

Этим же удивлял современников французский психолог Полан, который в 1887 году демонстрировал, как ему удается читать какое-нибудь стихотворение и в то же время писать другое, или, декламируя стихи, письменно выполнять сложные арифметические действия. Что же помогало ему добиваться столь эффективной «производительности труда»? Прежде всего умение мгновенно переключать внимание с одного объекта деятельности на другой. Но в системе «человек — машина» именно это и приходится постоянно делать оператору. Потому-то столь важен эксперимент с черно-красной таблицей.