Russia's Cosmonauts Inside the Yuri Gagarin Training Center

medicine research, vestibular function research and bed rest study facilities. Though

it is not aimed at foreign crew members, it does feature elements of the training of

Japan 89

NASA astronauts and Russian cosmonauts and cooperative programmes are

feasible.

Weightless Environmental Test Building is a 16-metre diameter, 10.5-metre deep

water immersion facility that can hold a full-size mock-up of Kibo to aid EVA

simulations. This could be used to train international partner crew members

(including cosmonauts) on Kibo EVA operations, as well as Japanese astronauts.

COSMONAUT TRAINING GOES INTERNATIONAL

For over thirty years, the training of Russia's cosmonauts was largely conducted in

secret and inside the Cosmonaut Training Centre, well away from foreign view

unless specially invited. With the desire to offer commercial deals to foreign

countries and participation in the ISS programme, the controlled opening up of the

TsPK centre was also supplemented by the need to send cosmonauts abroad to train

on foreign space equipment and procedures. This not only challenged the technical

skills of the cosmonauts and Russian training staff, but also their personal and team

working philosophy. This expansion not only enriches the Russian training

programme, but also broadens the experience and depth of knowledge of those

who participate, and in turn supports a greater return from each mission.

REFERENCES

1 Personal visit to IMBP facilities by the authors 17 June 2003, information provided during

an interview with Dr Irina P Ponomareva, who was the Chief researcher and member of

the Russian Tsiolkovskiy Academy of Sciences State Research Centre for IMBP.

2 The Rocket Men, Rex Hall, David Shayler, Springer-Praxis 2001 pp 131±132

3 Simulation of Extended Isolation: Advances and Problems, Ed V.M. Baranov, Associate

of the Russian Academy of Medical Sciences, Moscow 2001

4 Information provided during a tour of Zvezda facilities by David J Shayler and Bert Vis,

16 June 2003

5 Telephone interview with Andre Kuipers by Bert Vis, May 2005

6 ESA magazine On Station, No 18, November 2004, various articles

7 Astronaut Training Centre for the European ISS contributions Columbus module and

ATV, Peter Elchler et al, paper presented at the 54th IAC Congress, Bremen, Germany, 29

September±3 October 2003; ESA On Station, Issue no 18 November 2004

8 Interview with Frank E. Hughes, former Chief of the Space Flight Training Division of

the Mission Operations Directorate (JSC-DT), Moscow, 10 April 1998

9 Canadian Space Agency website, http://www.space.gc.ca/asc/eng/astronauts/osm_system

10 ITAR-TASS news release 29 May 2003

11 Astronaut Team Training In Canada, CSA Backgrounders, http://www.space.gc.ca/asc/

eng/media/backgounders/2004/0122.asp

12 Japanese Space Agency (formerly NASDA, now JAXA) website, http:iss.sfo.jaxa.jp/

Astro/report/2003/0307_e.html and http:iss.sfo.jaxa.jp/Astro/report/2004/0402_e.html

13 Japanese Space Agency website, http://iss.sfo.jaxa.jp/ssip/index_e.html

90 Other national and international facilities

Survival training

Survival training is overseen by the Third Directorate of the Cosmonaut Training

Centre. This department is currently headed by Colonel Yuri Gidzenko, a veteran of

three space flights, and it has previously been headed by both flown and unflown

cosmonauts, including Yevgeniy Khludeyev, Yuri Malyshev and Nikolay Grekov.

The department occupies one of the buildings in the training centre and survival

training is conducted in cooperation with the Federal Aerospace Search and Rescue

Administration. The training enables the crews to acquire the skills needed in the

event of an off-nominal landing (or splashdown).

THE ROLE OF THE THIRD DIRECTORATE

Survival training is an important part of the basic (OKP) training of all cosmonauts.

It is repeated on a regular basis during a cosmonaut's career, and when they are

assigned to a new crew, they also complete a new cycle of such training. Every Soyuz

craft carries a Granat-6 (Pomegranate) survival pack, which includes a `Forel'

(Trout) hydro-suit ± a one-piece orange nylon flotation suit with attached rubber

soled feet and a hood trimmed with `CCCP'. The suit contains a `Neva' inflatable

collar with an emergency mouthpiece, emergency beacon and a signal device on the

shoulder. It also has rubberised cuffs, Velcro-close pockets on the legs (with ten pairs

of small rings on the legs and eight pairs of grommets on the boots), and a pair of

brown jersey mittens with separate thumb and index finger stalls, with watertight

cuffs and adjustable orange nylon wrist straps. There is also a TZK-14 cold weather

suit, with a royal blue nylon zip front anorak with attached mittens. This has two

slash pockets with contrasting zips and a draw closed waist. Also included is a wool

knit balaclava, a lined wool knit cap with button flaps, wool gloves, one pair of

shearling socks and one pair of nylon over boots, elasticised at the top with Velcro-

close at the heels. There are three other orange nylon packages in the pack. These

contain survival equipment including a large canteen, a soft flask, dried food, a

medical kit, a frying pan, signals and flares, a machete (which also doubles as the

shoulder rest of the rifle/shotgun), a Makarov pistol with cartridges (TP-82m), a

foraging bag, fishing tackle, and metal wire garrottes for use as a saw as well as for

hunting. The combination of the `Forel' suit and thermal suit is intended to keep the

wearer alive for up to twelve hours, if needed, in water of 28C, with an ambient air

Survival equipment hanging in an office in the 3rd Directorate department

temperature of -108C (148F). Coupled with the shelter of the descent craft, it is hoped

that the clothing and supplies could support a cosmonaut for up to three days in

conditions of severe cold.

1

The package weighs around 32.5 kg and is located in two triangular carrying cases

that wedge snugly between the cosmonauts' seats. The package is produced by the

Zvezda Production Association. The first kits, called NAZ (portable emergency kit),

were produced by Zvezda in 1960±61 and were carried on Vostok craft.

2

After the

problems encountered during the ballistic return of the TMA capsule containing the

ISS-6 expedition crew of Bowersox, Pettit and Budarin, a satellite phone system has

since been added to the kit.

Survival training is divided into a number of different aspects:

.

Winter training

.

Mountain training

92 Survival training

.

Desert training

.

Swamp training

.

Sea recovery training

.

Parachute jumping

.

Zero-g aircraft

Other types of emergency situation are covered with the use of simulators and the

centrifuge. This training is covered elsewhere in this book, as is the use of zero-g

aircraft.

Winter survival training

There are examples from the 1960s of Soviet and Russian cosmonauts undergoing

simulations in winter conditions. Pictures of these simulations show cosmonauts

training for Voskhod and Soyuz missions with their craft on its side in the snow. In

the 1980s and 1990s, cosmonauts were regularly taken to Vorkuta in the Arctic for

their winter survival training. A Soyuz capsule was set up on the snow and the

cosmonauts were expected to stay there for two days. Before this, they would have

already undergone some training to prepare them for the prospect of a Soyuz being

stranded in deep snow on return to Earth. At Vorkuta, they had to build an igloo to

provide shelter, as conditions in the Soyuz capsule itself are extreme. They also

constructed a tepee, using the parachute and an `A' frame hut built from trees they

had cut down. The parachute could also be cut up to act as cover.

The specialists in charge of this training are examining the psychological qualities

of the crew, as well as their physical shape, but the Russians have planned Soyuz

emergency landing sites in both Siberia and Canada, where these conditions are most

likely to be encountered. The cosmonauts are medically examined every evening.

This training mirrors a real situation encountered by the Voskhod 2 crew, who

made an emergency landing in the North Urals where the temperature was twenty

degrees below zero and with half a metre of snow on the ground. It took ground

services two days to find the crew, and this was by ski teams as the helicopters could

not fly due to the weather conditions. These extreme conditions are illustrated in an

interview with Sergey Bedziouk, a candidate to join the Energiya cosmonaut team in

the late 1970s and a member of the design bureau's flight test department. `We tested

the light variant of cosmonaut equipment after an emergency landing under tundra

conditions. The temperature was minus 65 degrees Celsius and the equipment was

very light, especially with regard to clothes. Using a knife we were forced to make

multi-layered covers out of the landing vehicle's drogue chute and build an igloo in

the morning. Food was another problem. All the water froze immediately and the

device for warming it up had a hole in the middle of it. The Institute of Psychology of

the Academy of Sciences conducted an experiment called `continuous staying awake

regime'. We had to work continuously for three to four days without closing our eyes

for even a minute.'

3

Currently, crews going to the ISS are left in a remote part of the grounds of Star

City, but the Russians are also continuing to develop new systems for winter rescue.

In early 2004, this was covered in a BBC monitoring report. `Russian athletes flew

The role of the Third Directorate 93

Survival training in 1970. (from left) Cosmonauts Vladimir Kozlov, Yuri Romanenko,

Boris Volynov (the group training commander) and Anatoliy Berezovoy

Training in the winter of 1970

94 Survival training

into the Antarctic today to make the first parachute jump from a super-light aircraft

in the history of the icy continent.' The expedition's leader, Aleksandr Begak, told

ITAR-TASS by telephone from the Russian research station of Novolazarevskaya;

`The members of the expedition, who flew into the Antarctic, have started testing

new means enabling cosmonauts to survive in extreme conditions and are in

preparation for parachute jumps from a super-light aircraft.

`Expedition members intend, for the first time in the Antarctic's history, to fly

what they call a paracraft (in Russian, a paralet) ± a super-light vehicle with soft

wings and a 32-horsepower petrol engine. The flight will start the moment the wind

becomes a little milder. At the moment, the wind speed is up to 15 metres per second.

The area around the station is sunny and the temperature is minus 14 degrees

Centigrade. Expedition members will perform a few parachute jumps from the

paracraft. They will be jumping from the height of 1,200 metres, wearing oxygen

masks and heat-shielding suits from the cosmonaut survival kit.'

Valeriy Trunov, head of the Cosmonaut Training Centre's survival department,

who also took part in the expedition, told ITAR-TASS, `The modified heat-shielding

suit from the Granat-6 portable cosmonaut survival kit was designed by Star City

specialists together with Russian scientists. In this suit, it is possible to spend 72

hours at a 60 degree temperature with minimal mobility.' Trunov also commented

that the suits the cosmonauts wear during landing are `fairly light and do not save

from cold. In order to survive a landing in a remote area in winter, heat-shielding

Training in the winter of 1990. (from left) Talgat Musabayev, who was training for TM

13, and German astronauts Reinhold Ewald (centre) and Klaus Flade

The role of the Third Directorate 95

Winter training camp

suits are included in the survival kit.' Under Russian safety rules, rescuers must spot

the landing capsule and reach the landing site within three days.

In addition, Trunov said that a new Russian remote medical control system,

which has no analogue in the world, would be tested in the Antarctic's extreme

conditions. `This is a special belt with sensors and a radio transmitter, whereby all

information on a cosmonaut's state of health can be bounced off a satellite for at

least 48 hours. In the event of an emergency landing or descent in an unintended

area, doctors will be able to continuously monitor the cosmonaut's state of health.'

4

Desert training and the heat chamber

Cosmonauts are exposed to extended testing in a heat chamber based at the

Cosmonaut Training Centre. This simulates desert conditions, as well as testing the

cosmonaut's mental condition. The chamber is approximately five metres by three

metres and also doubles as the isolation chamber. The tests are monitored with the aid

of instruments and observation (via a window from the control room) by staff from

the medical department of the training centre. The purpose of the training is to test the

cosmonaut's ability to work in humidity and in high temperature conditions. It also

brings to light deviations in the cosmonaut's behaviour or character which cannot be

detected in any other manner. In the 1960s, the testing regime was very rigorous, with

subjects spending many days in the chamber. They had to endure temperatures of

about 408C, adapt to changes in the gas composition inside the chamber and endure

temperatures of up to 808C while wearing fur lined flight clothing.

96 Survival training

Desert training

An article written in 1991 describes such a test, undertaken by cosmonaut Valeriy

V. Illarionov. The air temperature was 608C and a humidity level of thirty per cent

was maintained inside the chamber. A powerful fan blew hot air into the chamber.

Illarionov had pickups attached to his body and an electro-thermocouple was placed

under his tongue. The test was fairly short, lasting only a few hours, and was

observed through a window in the wall and monitored by doctors from the staff of

TsPK.

Cosmonauts also now have to undertake a 24-hour survival test in the desert. This

type of training started in the late 1970s with a capsule that was put into the desert;

the same type of capsule that is used in sea and snow training. The cosmonauts had

to spend time in the capsule, before exiting and constructing a tent and hammock

using the parachute material. Their supplies included a radio, weapons, a flashlight,

food and water. They also learned to build a fire to combat the cold nights. The site

they used in the 1980s was near the town of Mary, which is in the Kara Kum desert

in Turkmenistan. Since the break up of the Soviet Union, cosmonauts have

conducted this type of training at the Baykonur Cosmodrome.

5

Mountain training

Cosmonauts have also simulated landing in mountainous areas. This training was

similar to that undertaken in deserts and in the snow and again proved useful during

The role of the Third Directorate 97

Mountain training

an actual mission when Vasiliy Lazarev and Oleg Makarov landed in the Altai

Mountains in April 1975. The Buran cosmonauts did their training in the mountains

of the Pamirs, from the city of Frunze to Issyk-Kul, along with some colleagues from

Energiya. The trek on foot lasted seven days. The Buran group also conducted a

mountain ski trip in the Dombai region.

Swamp training

This type of simulation uses the same type of capsule, called Ocean, as they do for

sea training. It is not clear whether every crew undertakes this training, nor its exact

location.

Sea recovery training

Sea survival training is organised at the Special Survival Centre for Air Force flight

personnel, located twenty kilometres from Anapa.

Though the Soyuz is designed to come down on land, the Russians simulate the

possibility and dangers of a sea landing. A capsule with a cosmonaut crew inside is

dropped by crane from a ship called the `Sevan' into the Black Sea near Sochi. The

crew learns how to don their orange `Forel' survival suits and then exit the craft and

get into an inflatable dinghy while inflating the suits. During this test, the crew is

monitored by divers and specialists in the sea and in boats. After two hours bobbing

98 Survival training

Swamp training

around on the Black Sea in the Soyuz and donning this extreme weather and water

survival gear, the cosmonauts are very close to heat exhaustion. Pulse rates can reach

180 or higher and many cosmonauts suffer from motion sickness. Another option for

this training is that the crew can be recovered by helicopter. In this case, they use a

blue painted Soyuz capsule called Ocean and there is also an orange version with a

dolphin painted on the side. The crew also practices how to keep together in water

while awaiting rescue, using a water tank on the deck of the ship.

Before the craft is put into the water, the crew will simulate all their actions on the

deck of the ship using the same capsule. This is called `dry training' and the craft is

shaded by the parachute. Some of the Americans have done this test in the Hydrolab

at Star City before simulating it in the Black Sea. Again, this training has proven

invaluable in a real situation, as Soyuz 23 landed in high winds at night, in the snow

in Lake Tengiz in Kazakhstan. The Soyuz sank and the crew had to be rescued by

some very brave helicopter crews. The lunar version of Soyuz, called Zond, was

recovered from the Pacific Ocean after it returned from lunar orbit. This recovery

was monitored by an Australian Air Force plane, much to the annoyance of the

ship's crew. The lunar training group undertook major sea landing training in

preparation for their anticipated flights in Zond spacecraft.

Sadly, at the end of one test, cosmonaut candidate Sergey Vozovikov was killed

when he got caught up in fisherman's nets and was drowned. There were attempts to

save him, but to no avail. He had decided to use some of the equipment from the NAZ

(portable emergency supplies) to go fishing to mark the end of a successful test.

6

The role of the Third Directorate 99

OKB-52 cosmonaut candidate Vladimir Gevorkyan undergoing sea training

In 1963, when Tereshkova was undergoing her sea recovery training for her

Vostok mission, the sea was very calm, so the Soviet commander hired a number of

motor boats to pass very close to the craft at full throttle, which made the sea very

choppy and made Tereshkova sea sick.

Sea recovery training can be combined with mountain trekking and climbing, as

this site is very close to hand.

Parachute jumping

All Soviet and Russian cosmonauts undergo extensive courses in specialist parachute

training. Parachute training is an important psychological aspect of the training

programme, helping to prepare them to deal with the dangerous nature of their job

as a cosmonaut. Many cosmonauts have gained the Instructor Parachutist award as

a result of this training, which includes free-fall jumps as well as those from

helicopters. Several of the cosmonauts have done over 500 jumps.

During the first phase of parachute training between 1960 and 1963 (overseen by

Colonel Nikolay Nikitin), the training was done in cycles of a few jumps at a time.

Table 4 shows the parachute jumps undertaken by cosmonaut trainee Valentin

Filatyev in the period 1960±1963. It illustrates the cycles and development of the

parachute training. Cosmonauts seem to spend five days to a week doing two jumps

a day and most of the 1960 selection would have done this sort of schedule, although

after Gagarin flew on Vostok, he was banned from doing jumps and only resumed in

1964 after a long campaign.

On 28 May 1963, the cosmonauts' parachute instructor Nikolay Nikitin was

killed after his parachute tangled in the air with that of another member of the drop

100 Survival training

Table 4 Parachute Jumps by Filatyev during 1960±1963

First Jump

Second Jump

Date

Aircraft

Altitude

Delay

Altitude

Delay

1960 Apr 18

Antonov AN-2

800 m

none

800 m

none

1960 Apr 19

Antonov AN-2

800 m

none

800 m

none

1960 Apr 21

Antonov AN-2

800 m

none

1960 Apr 22

Antonov AN-2

800 m

none

800 m

none

1960 Apr 23

Antonov AN-2

800 m

none

1960 Apr 23

Antonov AN-2

800 m

none

800 m

none

1960 Apr 25

Antonov AN-2

1,000 m

5 sec

1960 Apr 26

Antonov AN-2

1,100 m

10 sec

1960 May 3

Lisunov LI-2

1,300 m

15 sec

1,300 m

15 sec

1960 May 4

Lisunov LI-2

1,300 m

15 sec

1960 May 7

Lisunov LI-2

1,300 m

15 sec

1,300 m

15 sec

1960 May 8

Lisunov LI-2

1,600 m

20 sec

1,600 m

20 sec

1960 May 9

Lisunov LI-2

1,600 m

20 sec

1,600 m

20 sec

1960 May 10

Lisunov LI-2

1,600 m

20 sec

1,600 m

20 sec

1960 May 11

Lisunov LI-2

1,800 m

25 sec

2,100 m

30 sec

1960 May 13

Mil MI-4

2,100 m

30 sec

2,600 m