Космос — землянам

Космонавтика возвращает долги

Известный английский ученый и писатель-фантаст А. Кларк в 1946 году написал повесть, в которой предсказывал, что весь земной шар будет когда-нибудь охвачен радио- и телевизионной связью, которая станет своеобразной «нервной системой» планеты. Спустя двадцать дет в своей книге «Черты будущего» он с удивлением отмечал: «В то время эти прогнозы казались большинству читателей неоправданно оптимистическими, теперь же они, наоборот, свидетельствуют о моем врожденном консерватизме». По словам А. Кларка, ему «даже не пригрезилось, что первые экспериментальные спутники связи выйдут на орбиту так скоро». Между тем именно они произвели подлинный переворот в области связи.

Грядущая эта техническая победа обусловлена фактом настолько простым и очевидным, что о нем даже неудобно упоминать. Радиоволны, которые являются основным переносчиком информации, распространяются в основном прямолинейно, так же, как и свет. А Земля-то, к сожалению, круглая.

Лишь странная случайность — наличие вокруг нашей планеты отражающего радиоволны слоя, ионосферы — сделала возможной дальнюю радиосвязь. Это невидимое зеркало отражает на Землю радиоволны широковещательного и коротковолнового диапазонов, однако работает оно не очень надежно и к тому же совсем не отражает ультракороткие волны. Такие радиоволны пронзают ионосферу и уходят в космическое пространство. Поэтому их нельзя использовать для наземной связи. Для связи с другими планетами и космическими кораблями и аппаратами они, наоборот, особенно удобны и хороши.

Хуже всего такое положение сказывалось на телевидении. По техническим причинам для телевизионного вещания необходимы только очень короткие волны — те самые, что не возвращаются на Землю из ионосферы. Оказалось, что телевизионные сигналы можно прекрасно принимать на Луне, но не в соседней стране. Чтобы обслужить достаточно большую территорию, скажем, всю нашу страну, потребовалось бы строить невообразимо огромную сеть телевизионных станций, кабельных и радиорелейных линий. Кстати, вначале телевизионное вешание так и развивалось.

Еще сложнее обстояло дело с океанами: они оставались для телевидения столь же непреодолимой преградой, какой они были для человеческого голоса до изобретения радио. Для обмена телевизионными программами, например, между Европой и Америкой понадобилась бы релейная цепочка из полусотни плавучих приемно-передающих станций, поставленных на якорях поперек Атлантического океана. Мягко говоря, это не слишком целесообразное решение. Словом, радиотехнике грозил тупик во всех попытках решить проблему сверхдальней связи. Выход из него пришел вместе с запуском первого искусственного спутника Земли.

Нетрудно было догадаться, что если спутник вывести на круговую орбиту высотой около 36 тысяч километров в направлении вращения Земли над экватором, то он будет совершать за сутки один полный оборот, значит, как бы «висеть» над одной и той же точкой земной поверхности. По сути дела, такой геостационарный спутник — это невидимая телевизионная башня высотой 36 тысяч километров с радиовидимостью до 12–15 тысяч километров. Правда, одним геостационарным спутником не перекрыть территорию Советского Союза, не получится через него связи Камчатки и Чукотки с Москвой. Поэтому обратились к спутникам другого типа, которые обращаются вокруг Земли на высоких эллиптических орбитах с апогеем 40 тысяч километров и перигеем 500 километров. Наклонение плоскости их орбиты к экватору составляет 63,5 градуса, а период обращения — 12 часов. Четыре таких спутника способны обеспечить круглосуточную связь на всей территории нашей страны, включая и полярные области.

Первый из них, «Молния-1», был выведен в космос 23 апреля 1965 года. Тогда это произвело подлинную сенсацию — жители Владивостока впервые смотрели военный парад и демонстрацию на Красной площади одновременно с москвичами. Так была открыта экспериментальная линия сверхдальней телевизионной и многоканальной телефонной связи через искусственный спутник Земли.

Ежесуточно первый спутник связи совершал два оборота вокруг планеты. Апогей орбиты находился над северным полушарием, перигей — над южным. Поскольку скорость полета спутника по отношению к земной поверхности тем меньше, чем он дальше от нее, то «Молнию-1» гораздо дольше «видели» над северными странами, включая Советский Союз, то есть над территорией, где живет около 80 процентов населения Земли. На одном суточном витке спутник пролетал над СССР, на другом — над Северной Америкой. Он подолгу был виден одновременно из разных городов. Например, из Москвы и Владивостока в течение девяти часов. На подобные орбиты запускались и все последующие спутники связи серий «Молния-1», «Молния-2» и «Молния-3».

В том же, 1965 году второй спутник серии «Молния-1» позволил провести экспериментальную передачу цветного телевидения из Москвы в Париж. Сигналы передавались из Московского телецентра в подмосковный пункт космической связи по радиорелейной линии. Оттуда они попадали на «Молнию-1», где усиливались, а затем ретранслировались на французскую приемную станцию в Племер-Боду, которая была связана радиорелейной линией с Парижем.

Таким образом, уже в самом начале эксплуатации спутников серий «Молния» успешную пробу прошли все каналы радиосвязи, были решены многие сложные технические проблемы. «Молния-1» снабжалась солнечными батареями, панели которых ориентировались на Солнце, обеспечивая необходимый энергоресурс спутника. Его основной передатчик обладал мощностью 40 ватт, гораздо большей, чем у зарубежных спутников связи того времени. За счет этого удалось значительно упростить наземные приемные станции — им было достаточно антенны с параболическим зеркалом диаметром 12 метров. В то же время за рубежом вынуждены были строить более сложные наземные станции с антеннами диаметром 25–30 метров и сверхчувствительными приемными устройствами, которые охлаждались жидким гелием.

За очень короткий срок — всего за один год — в нашей стране была развернута и введена в действие космическая система связи «Орбита». Когда в канун 50-летия Великого Октября начались регулярные телепередачи, система «Орбита» насчитывала 21 наземную приемную станцию, размещенную в отдаленных районах Сибири, Крайнего Севера, Дальнего Востока, Средней Азии и Казахстана. Через десять лет число этих станций утроилось, а в конце 1976 года достигло почти семидесяти. На их сооружение ушло приблизительно сто миллионов рублей. Если бы на таких огромных территориях, которые охватила система «Орбита», пришлось строить радиорелейные приемно-передающие станции или кабельные линии, то это потребовало бы десятки лет и многомиллиардных затрат. Вот какую экономию принесли спутники связи!

Для сравнения можно привести пример с Западной Германией. Там, не имея спутников связи, возвели около 250 радиорелейных станций. Каждая из них во много раз сложнее и дороже станции «Орбита». Тем не менее далеко не все жители страны получили возможность смотреть центральные телепередачи. Всего два-три высокоорбитальных спутника смогли бы заменить все громоздкие наземные линии радиопередач.

Спутники «Молния» способны передавать программу Центрального телевидения сразу на весь Советский Союз. Но в этом мало смысла, слишком велика наша страна — 11 часовых поясов. Когда на Чукотке и Камчатке 20 часов — время для вечерних передач, на Кольском полуострове — 10 часов утра, и у телевизоров остаются в основном дети. Чтобы программа телевидения приходила в дома в удобное для всех время, пришлось организовать передачу по зонам, каждая из которых охватывает два-три часовых пояса. Это делают с помощью «Молнии-2», «Молнии-3» и геостационарных спутников «Радуга». Они значительно расширили возможности не только спутникового телевидения, но и дальней телефонно-телеграфной связи, радиовещания, фототелеграфной передачи полос центральных газет, другой информации в интересах нашего народного хозяйства и международного сотрудничества.

Сейчас все густонаселенные районы нашей страны перекрыты зонами обслуживания наземных телевизионных центров и ретрансляторов различного типа. Однако есть еще немало отдельных поселков и деревень на севере страны, в Сибири, которые оказались за пределами имеющихся телевизионных передатчиков. Не строить же станцию «Орбита» возле каждого населенного пункта, где живет всего несколько сотен человек, — это очень дорого и долго, ведь таких поселков десятки тысяч. Вот если бы установить на спутнике передатчик помощнее, да сделать так, чтобы он практически неподвижно «висел» в заданной точке неба, то на Земле можно обойтись простым приемным устройством с антенной, которая ненамного сложнее обычной коллективной.

Так и поступили. Первый подобный спутник «Экран» запустили 26 октября 1976 года на геостационарную орбиту с точкой «стояния» 99 градусов восточной долготы. Мощность бортового передатчика на этих спутниках достигает 200 ватт. Зона его действия простирается от Новосибирска до Якутска, где можно использовать весьма простые коллективные приемные устройства, которые практически не нуждаются в обслуживании. Конечно, программы Центрального телевидения, идущие через спутник «Экран», могут принимать и в городах, с тем чтобы передавать их дальше через наземные телевизионные станции. Для этого есть специальные приемные устройства более высокого класса.

Еще в 1971 году представители девяти стран социалистического содружества подписали соглашение о создании международной системы космической связи «Интерспутник». Между прочим, двери в нее открыты для любой страны. При техническом содействии Советского Союза в социалистических странах введены в строй типовые наземные станции для работы со спутниками связи. Они запускаются таким образом, чтобы в поле зрения всех станций системы «Интерспутник» постоянно находился хотя бы один космический аппарат связи.

Советский Союз взаимодействует и с американской системой спутниковой связи «Интелсат». Неподалеку от Львова построена станция, которая предназначена для работы через спутники этой системы.

В настоящее время СССР — единственная в мире страна, обладающая столь обширной сетью наземных станций космической связи. Запуски спутников «Молния», «Радуга», «Экран» стали регулярными, их число уже перевалило за седьмой десяток. Вот почему, когда при выборе столицы летних Олимпийских игр 1980 года возник вопрос, будут ли обеспечены условия для международных телевизионных и радиопередач, Москва смело дала соответствующие гарантии. Эти гарантии прочно опирались на большой опыт и мощную техническую базу, решающую роль в которой отводили средствам спутниковой связи.

Первые телевизионные передачи с Олимпийских игр состоялись в 1956 году в Мельбурне. Их смотрели лишь телезрители столицы Австралии и ближайших к ней населенных пунктов.

На следующей Олимпиаде в Риме телевидение по радиорелейным и кабельным линиям проникло в некоторые европейские страны.

Еще через четыре года спутниковая система связи смогла показать Олимпийские игры из Токио другим континентам.

Очередная, XIX Олимпиада в Мехико, по свидетельству прессы, собрала у телевизоров 500 миллионов зрителей.

Три спутника связи передавали из Мюнхена на все континенты события XX Олимпийских игр. Число телезрителей почти удвоилось.

Монреаль, 1976 год. Телевизионные передачи шли по девяти каналам, их увидели полтора миллиарда человек. А как было организовано телевидение на Олимпиаде в Москве?

Для выхода в международную телевизионную сеть было организовано 20 каналов цветного телевидения, из них 14 проходили через космос. Если наземные средства связи передавали программы из Москвы главным образом в Европу, то по космическим мостам олимпийские репортажи доходили до всех континентов без исключения. Для этого специально построили четыре новые наземные станции. Так, станция «Владимир», на которой установили оборудование для передачи пяти телевизионных программ и антенну диаметром 12 метров, работала через советский спутник «Стационар-4» международной системы «Интерспутник». Он находится на стационарной орбите высотой около 36 тысяч километров и «висит» над Атлантическим океаном. «Стационар-4» переправлял по назначению одну программу Интервидения, одну программу ГДР и три программы Евровидения. Благодаря ему Московскую олимпиаду видели на Кубе.

Наземная станция «Дубна» была оснащена антенной диаметром 12 метров и оборудованием для работы через спутник «Стационар-5» системы «Интерспутник», который находится над Индийским океаном. Так олимпийские программы получили доступ в Монголию и другие страны Азии. Кроме того, на станции «Дубна» установили еще одну антенну диаметром 32 метра и второй комплект аппаратуры, что позволило через американский спутник «Интелсат-АО-3» вести олимпийские передачи в Канаду, США, Англию.

Телезрители Японии, Австралии и Новой Зеландии получили возможность увидеть Олимпиаду-80 через разместившийся над Индийским океаном спутник «Интелсат-ИО». Он получал программы от наземной станции «Москва». А «висящий» над Атлантическим океаном спутник «Интелсат-АО-1» создал каналы связи, по которым со станции «Львов» олимпийские телепрограммы шагнули в страны Латинской Америки.

Ну и, конечно, для трансляции Олимпийских игр на всю обширную территорию нашей страны наряду с разветвленной сетью радиорелейных и кабельных магистралей широко использовалась система спутниковой связи «Орбита». Сегодня она насчитывает свыше 85 приемных станций, расположенных на Крайнем Севере, в Сибири, на Дальнем Востоке. В населенных пунктах за Уралом и в северных районах Сибири к началу Олимпиады-80 было развернуто также около 500 установок быстроразвивающейся системы спутниковой связи «Экран».

Как видите, для обслуживания Олимпиады была создана огромная и сложная система, по существу, глобальной связи. И это стало возможным только благодаря космонавтике, ее достижениям. Разумеется, дальнейшее развитие космической связи и телевидения далеко выходит за рамки олимпийских потребностей. Ведь передаваемая через космос информация может быть любого назначения, в том числе и народнохозяйственного. Оперативный обмен потоками сообщений, их быстрая обработка с помощью ЭВМ — необходимые компоненты народного планирования и управления современным многоотраслевым хозяйством, расположенным на огромной территории нашей страны. Спутники связи становятся мощным и незаменимым средством распространения сведений не только культурно-просветительного характера, но и научного, народнохозяйственного назначения. Без этого немыслимо выполнение намеченной решениями партии программы создания Единой автоматизированной системы связи страны. Кстати, наши олимпийские новостройки связи, включая спутниковые системы, теснейшим образом увязывались с этой программой.

Не так уж трудно сегодня представить себе, как изменят нашу жизнь в обозримом будущем космические средства связи. Гигантская сеть каналов связи, подобно тонко сплетенной паутине, охватит земной шар. По этим каналам со скоростью света запульсируют телефонные, телеграфные, радио- и телевизионные сигналы. Многократно усиленные и направленные, они пересекут страны, континенты, океаны над землей, в воздухе, через спутники связи выйдут в космос. Они достигнут любой деревушки или поселка на любом континенте. Никакие расстояния на планете уже не будут помехой для передачи звука и изображения.

Теперь не только писатели-фантасты, но и инженеры-реалисты предполагают, что к началу третьего тысячелетия в системах передачи информации, кроме традиционных средств, найдут применение индивидуальные приемопередатчики. Такую миниатюрную радиоаппаратуру, которая, подобно очкам и часам, не обременяла бы человека, вполне может создать современная радиоэлектроника. Для этих аппаратов достаточно энергии, полученной преобразованием, скажем, тепла человеческого тела. Естественно, персональная аппаратура связи будет маломощной, и ее сигналы непосредственно не дойдут до спутника. Но здесь окажут помощь промежуточные земные радиостанции, которые, собрав информацию от отдельных абонентов, передадут ее на спутник связи. Иначе говоря, каждый человек будет иметь возможность как бы подключиться к «Орбите».

Вдумайтесь, что это будет означать. Настанет время, когда мы сможем связаться с любым человеком, где бы он ни находился, — достаточно будет просто набрать нужный номер. Абонент автоматически выйдет на связь независимо от того, где он: в центре большого города, посреди океана или на пути через Каракумы. Одно это изменит нашу жизнь так же сильно, как уже сделал однажды телефон.

Вот что, например, можно увидеть мысленным взором. Лекции по телевидению выйдут за рамки аудиторий, а индивидуальные приемопередатчики и ЭВМ-переводчики позволят не только слушать, но и задавать вопросы лектору. Вместе с тем отпадет необходимость ездить куда-либо для участия в конференциях и собраниях. Видеотелефонные сети позволят участвовать в них, не отходя от домашнего письменного стола.

Вся история развития техники связана со стремлением человека повысить производительность труда, преодолевая физиологические границы своих возможностей. Создав машины, он превзошел свою мускульную ограниченность. ЭВМ расширила пределы его мыслительной деятельности. Приборы, в том числе средства связи в сочетании со спутниками, позволят одолеть информационную ограниченность, то есть резко увеличить возможности познания окружающего мира.

Нельзя, ясное дело, не учитывать, что массовое распространение индивидуальных средств радио- и телевизионной связи потребует колоссального увеличения количества каналов связи. Отсюда вырастают две важнейшие проблемы: освоение новых диапазонов частот, в том числе оптического, где широко будут использоваться лазеры, и коммутации каналов, то есть соединение абонентов между собой. Оптимальное решение этих задач возможно только на основе применения спутников связи.

Конечно, сегодня еще нет видеотелефонов размерами с наручные часы, еще нет эффективной глобальной системы связи, по которой можно связаться с любым человеком на Земле. Но мысли людей устремляются в будущее. А по мнению К. Маркса, человечество ставит перед собой такие задачи, которые оно способно решить.

Известно, что Колумб, следуя на запад строго по 28-й параллели, должен был выйти прямо к берегам Флориды. Однако его каравеллы пришли к одному из Багамских островов. Флотилию великого мореплавателя снесло к юго-западу, но он об этом узнать не мог — не позволил тогдашний уровень навигационного обеспечения. С тех пор моряки обзавелись точными картами, гирокомпасами, секстантами, радиосвязью, радиолокаторами. Однако подобные отклонения, как это ни парадоксально, возможны и в наши дни. Особенно в районах, где сеть береговых радионавигационных станций недостаточна, а погодные условия крайне неблагоприятны, чтобы определиться по Солнцу и звездам.

По данным статистики, ежегодно в морском флоте мира почти каждое шестое среди судов вместимостью более 500 регистровых тонн терпит аварию. Причем в половине случаев — по навигационным причинам: столкновения, посадки на мель, навалы. В результате каждый год только из-за этого гибнет 60–70 судов мирового торгового флота общим водоизмещением более миллиона тонн!

Одна из наиболее распространенных аварий — посадка на мель. Здесь особенно велик процент гибели судов. Например, за период с 1969 по 1973 год в подобную неприятность угодило 4 тысячи судов, 218 из них безвозвратно выбыли из строя. Другой вид навигационной аварии — столкновения — связан с постоянно растущей интенсивностью судоходства. Только через пролив Ла-Манш в сутки проходит 400–500 кораблей. Идут они днем и ночью, нередко в густом тумане. В таких условиях ошибка капитана чревата серьезными последствиями. Недаром три четверти всех навигационных аварий происходит вблизи берегов, или, как говорят моряки, в узкостях и на подходах к портам.

Хотя технические средства кораблевождения непрерывно совершенствуются, качество навигационного обеспечения судоходства во многих районах земного шара все еще отстает от сегодняшних требований. А ведь ошибки на морских дорогах теперь несут с собой огромную опасность не только для судна и его экипажа, но часто и для окружающей среды, животного мира морей и океанов. Нефть, вылившаяся из чрева гигантских супертанкеров, порой на многие километры покрывает побережье, вызывает гибель тысяч морских животных и птиц… Не так уж редко приходится узнавать о подобных катастрофах из сообщений газет или радио, видеть по телевидению.

Вот почему специалисты разных стран обратились за помощью к космонавтике. Созданные и уже вступившие в эксплуатацию спутниковые навигационные системы оказались способными свести ошибки в определении места до ничтожно малых величин. С помощью аппаратуры, установленной на советских лайнерах «Михаил Лермонтов», «Александр Пушкин», «Одесса» и других, совершающих рейсы из Ленинграда к берегам Северной Америки, погрешность в проведении обсерваций не превышает 400 метров. Словом, высокая точность «космического кораблевождения» все больше привлекает морских штурманов последней четверти нашего столетия.

Суть метода определения места по сигналам из космоса вкратце такова. Скажем, шесть спутников, запущенных на высоту около тысячи километров, вращаются по орбитам. Они образуют как бы неподвижную сферическую «птичью клетку», внутри которой вокруг своей оси поворачивается Земля. Каждая точка на поверхности планеты проходит под каждой из шести орбит на расстоянии, позволяющем определить положение объекта примерно два раза в сутки. Судовые приборы настроены на прием сигналов со спутника, непрерывно передающего сведения о своем положении по отношению к Земле. Сделав ряд измерений, ЭВМ выдает на световое табло или ленту телетайпа данные о широте и долготе корабля, его курсе и скорости, отмечает время измерений. Определять место нахождения можно независимо от условий погоды каждые два часа у экватора и через 30–45 минут в умеренных широтах. При этом никаких таблиц не нужно.

«Космическими навигаторами» оснащается сейчас все больше советских судов морского плавания. Использование спутниковой системы дает возможность выбирать оптимальный курс и, значит, снижать потери ходового времени, повышать производительность судна. Подсчеты зарубежных специалистов показали, что расстояние, пройденное в рейсе, за счет точного судовождения сокращается на один процент. А это дает экономию топлива в два-три процента.

Огромные перспективы открывает также использование спутников для связи между судами и судов с берегом. Дело в том, что в перенасыщенном коротковолновом диапазоне связь на 93 процента ведется в радиотелеграфном режиме и лишь на семь процентов — в радиотелефонном. К тому же перерывы в связи в некоторых районах земного шара достигают порой суток. Все это сильно затрудняет работу эксплуатационной, аварийной, диспетчерской и других служб.

Космонавтика, судоходство, связь — в этих понятиях переплетаются сегодня не только вопросы безопасности мореплавания, охраны человеческих жизней в безбрежных просторах Мирового океана, но и повышение экономической эффективности работы торгового флота. Яркий тому пример — событие, происшедшее в августе 1977 года, когда впервые в истории советский атомный ледокол «Арктика» достиг в надводном плавании Северного полюса. Успех этого сложного арктического похода стал возможен потому, что наши мореплаватели располагали большим опытом освоения Севера, мощным кораблем и совершенными техническими средствами судовождения и связи, включающими в себя новейшую спутниковую аппаратуру.

Выбор наивыгоднейшего пути в арктическом плавании зависит прежде всего от качества ледовой разведки на маршруте. До сих пор ее вели с помощью самолетов и вертолетов. Теперь же им в помощь пришли спутники, которые несколько раз в сутки передавали из космоса информацию о ледовой обстановке на трассе перехода. Контроль за движением ледокола в малоизученных районах Северного Ледовитого океана тоже не обошелся без спутниковой навигационной системы. Капитан «Арктики» постоянно имел данные о местоположении ледокола и уверенно обходил опасные мелководные участки акватории.

Спутник, излучающий радиосигналы, стал удобным ориентиром, круглосуточным маяком для судов и самолетов. Теперь уже моряки и летчики, вычисляя с его помощью свое местоположение, убеждаются, что космическая техника верно служит совсем «не космическим» отраслям народного хозяйства.

Пожалуй, нет человека, который не задавался бы этим вопросом. С незапамятных времен пытались люди разгадать переменчивый нрав земной атмосферы, подобрать ключи к поведению погоды, научиться ее предсказывать. И все же, как ни обширна сегодня сеть метеостанций, как ни многочислен и разнообразен арсенал точнейших приборов и методов, как ни богат опыт многолетних наблюдений, ошибки в прогнозах, увы, случаются не так уж редко. Между тем, если уверенно предсказывать погоду в масштабе планеты на пять суток вперед, то удалось бы избежать многих бед и несчастий, наиболее эффективно вести сельскохозяйственные работы, во многом облегчить работу моряков и авиаторов. По подсчетам специалистов, человечество только за счет этого могло бы сэкономить не менее 5 миллиардов долларов в год.

Ежедневные изменения погоды зависят от развития и движения атмосферных возмущений — волн и вихрей. Их горизонтальные размеры очень велики: от 500 до 5 тысяч километров. К тому же за сутки эти возмущения ухитряются преодолеть расстояние в сотни и даже тысячи километров. Чтобы уследить за ними, нужно наблюдать за состоянием атмосферы на площади примерно 7–8 тысяч квадратных километров. Прогноз на 3–5 суток требует информации по меньшей мере с целого полушария Земли, а более длительный невозможен без сведений глобального характера. Откуда взять такую информацию, когда огромные пространства Мирового океана и суши малодоступны для метеорологов? Более или менее удовлетворительная сеть станций наземных метеорологических наблюдений существует в Европе, Северной Америке и частично в Азии. Что же касается всего южного полушария, тропических широт, океанов в северном полушарии, то в этих районах трудно даже приблизительно представить себе состояние атмосферы. Можно понять, с какими радужными надеждами и энтузиазмом восприняли метеорологи весть о запуске первого искусственного спутника Земли.

Очень скоро автоматические разведчики космоса принесли первые неожиданности. Оказалось, что атмосфера простирается на значительно большую высоту, чем предполагали ученые. Ее обнаружили на удалении нескольких тысяч километров от Земли, тогда как прежде считалось, что толщина атмосферы не превосходит сотни километров. Летом 1966 года многие газеты и журналы мира обошел снимок мощного циклона, разыгравшегося в Атлантическом океане вблизи острова Ньюфаундленд. Диаметр косматого вихря, образованного спиралевидными облаками, достигал двух тысяч километров. Этот снимок был сделан с борта советского спутника «Космос-122». Некоторое время спустя «Космос-144» обнаружил, что океан очистился ото льда на всем протяжении от острова Врангеля до Берингова пролива. В итоге навигацию по Северному морскому пути начали на месяц раньше обычного срока.

Надежды метеорологов оправдались. Они поняли: настало время вплотную заняться созданием спутниковой системы метеорологических наблюдений. Сначала в состав системы, получившей название «Метеор», вошли два спутника, потом три, одновременно находящихся в полете на разных орбитах. По сей день система «Метеор» регулярно подновляется: на смену выработавшему свой срок аппарату отправляется на орбиту новый. Уже запущено более тридцати «Метеоров». С их помощью зарегистрированы тысячи циклонов, уточнено положение десятков тысяч атмосферных фронтов. Они позволили успешно выбирать оптимальные маршруты для судов, бороздящих океаны. В результате удалось сократить в среднем на пять-семь процентов ходовое время. Это принесло значительный экономический эффект, не говоря уже о том, что уберегло многие суда от встреч с разбушевавшейся стихией. Кстати, по данным ЮНЕСКО, ежегодно спутники спасают от катастроф в океанах около 400 кораблей. Если же оценить выигрыш от своевременного оповещения людей с помощью спутников о тайфунах, штормах, наводнениях и других буйствах погоды, то сейчас только в нашей стране он составляет не менее полумиллиарда рублей в год.

Примеры такого рода можно без труда продолжать. Но дело даже не в этих, так сказать, сиюминутных выгодах. Многолетняя эксплуатация метеорологических спутников необычайно обогатила фундаментальные знания об атмосфере, о характере погодообразующих процессов в ней. Прежде всего снимки, регулярно получаемые из космоса, принесли незаменимые сведения о строении облачных систем, об особенностях их изменений, об их связи с теплыми и холодными фронтами, с циклонами и антициклонами, с тропическими ураганами.

…Они бегут, проплывают над нами — кучевые, грозовые, перистые, слоистые — всем привычные, обычные облака. Изредка мы любуемся их фантастической игрой в небе или разглядываем серую пелену, пытаясь найти хотя бы маленький просвет: не улучшится ли завтра погода? На подробные «предсказания погоды» отваживаются многие, но угадывают не чаще, чем ошибаются. Иной раз невзрачное облачко, на которое и внимания-то не обратишь, оказывается вдруг началом бури или урагана, а грозная, черно-синяя гряда клубящихся туч так и проходит стороной, не уронив ни капли дождя. Это, конечно, крайности, но между ними лежат бесчисленные варианты, из которых метеорологам надо выбрать один, чтобы точно предсказать, какая погода будет завтра, через неделю, через месяц.

Многое здесь уже ясно, но много и неизвестного. Таков процесс познания: когда картина в общих чертах усвоена, нужно подробно изучить мельчайшие детали. Тем более что «вечные странники» играют особую роль в жизни нашей планеты. Речь идет о точности долгосрочных прогнозов, о контроле над климатом Земли.

Если не вдаваться в подробности, изменения погоды за долгий срок определяются главным образом тем, как атмосфера получает энергию из окружающей среды в течение этого времени. Источник энергии известен — Солнце. Но ведь оно посылает свои лучи каждую, скажем, весну, в общем-то одинаково. Тогда, спрашивается, почему весны бывают разными? Почему механизм передачи энергии атмосфере дает сбои и приводит год от года к столь неодинаковым результатам? Ответ пока есть один: регулятором изменения атмосферных процессов служат облака. Вот почему именно для наблюдений за ними была создана космическая метеорологическая система «Метеор».

В составе бортовой аппаратуры каждого метеоспутника — две телевизионные камеры. С высоты около 900 километров они регулярно передают на Землю снимки облачного покрова на дневной стороне планеты. Причем поступают они в режиме непосредственной передачи: изображения могут принимать наземные станции, оборудованные несложной аппаратурой и небольшой антенной. Через пять-десять минут после спутника на станции получают снимок облачного покрова и подстилающей поверхности площадью несколько миллионов квадратных километров. Съемка земной поверхности в ночное время проводится с помощью инфракрасной аппаратуры.

Однако метеорологов интересуют не только снимки с изображением облачного покрова на дневной и ночной стороне Земли. На метеоспутниках устанавливают еще и так называемые актинометрические приборы. Они регистрируют солнечную радиацию, отражаемую различными участками земной поверхности и атмосферы, их собственное тепловое излучение. Известен общий приход солнечной энергии на нашу планету, поэтому можно определить, как говорят ученые, радиационный баланс системы Земля — атмосфера. Этот баланс необходим для составления долгосрочных прогнозов погоды.

Чтобы оперативно принимать и обрабатывать сотни тысяч фотографий, которые одновременно поступают с нескольких спутников, на Земле построили специальные пункты. У нас в стране существует наземный комплекс приема, обработки и распространения метеорологической информации, действуют станции сбора сведений о погоде в разных районах страны. Они оснащены быстродействующими ЭВМ. После обработки информация поступает к потребителям в удобном для них виде. На снимки, переданные спутниками, наносится сетка географических координат. Изображения материков и облаков приведены к одному масштабу, освобождены от перспективных искажений, и потому их легко сравнивать с синоптическими картами. Между прочим, такой анализ стал ежедневным во всех современных метеоцентрах. Данные актинометрической аппаратуры представляют собой цифровые карты с сеткой координат, на которых показаны изолинии. Готовая метеоинформация используется не только у нас в стране, но и для международного обмена. На основе спутниковой информации уточняются прогнозы погоды на трое суток вперед.

…Корабль пролетал над восточным побережьем Америки. Внизу Атлантический океан. Он почти весь закрыт облаками. Странно они выглядят отсюда, из космоса. Отличаются от тех, что можно увидеть из иллюминатора воздушного лайнера, летящего на высоте 8–10 тысяч метров. Но чем? Очень хорошо заметно, что облачность неоднородная, явно прослеживается вихревая структура. От центра к периферии вытянулись спиралевидные полосы облаков. «Так это же тропический циклон, — осенило меня. — Ну конечно, в центре зияет небольшое темное пятно — так называемый „глаз бури“…»

В каждом полете космонавты видят подобную картину, а в нынешних многомесячных рейсах и не один раз. И все же проследить из космоса за возникновением и развитием хотя бы одного циклона не удавалось. Именно метеоспутники помогли ученым установить места зарождения тропических циклонов и пути их движения. Выяснилось, например: те из них, что властвуют в Индийском океане, рождаются в трех точках вблизи острова Ява. Теперь собрана и обрабатывается богатая статистика циклонов, их повадки подробно изучены. Эта регулярно получаемая со спутников информация легла в основу созданной службы оповещения о тропических циклонах. Многие ураганы были вначале обнаружены метеоспутниками и лишь потом зарегистрированы наземными станциями предупреждения. Жителям побережий сегодня заранее известно о грозящей опасности. Главное оружие слепой стихии — внезапность — перестало действовать. Этой победой мы, так сказать, обязаны целиком метеоспутникам.

Снимки с «Метеоров» зафиксировали и такое любопытное явление, как сдвоенный циклон. Это, по существу, два циклона, соединенных полосой сплошных облаков. Обнаружили метеорологи на космических снимках и сопутствующие друг другу тайфуны, разделенные почти 1000-километровым расстоянием. О возможности таких явлений в атмосфере раньше лишь предполагали теоретики. По фотографиям со спутников достоверно выяснили, что некоторые районы в Тихом и Индийском океанах, считавшиеся раньше свободными от тропических циклонов и потому безопасными для мореплавания, в действительности подвержены набегам свирепых ураганов.

Надо сказать, что большинство этих сведений имеют не просто теоретическое значение — они важны для практиков. Ведь морские суда нашей страны бороздят сейчас и те районы Мирового океана, где систематически возникают тропические циклоны и тайфуны. Чтобы обеспечить безопасность и экономическую эффективность этих рейсов, необходимо постоянно следить за атмосферными процессами, например, во всем южном полушарии. Не остаются в стороне от этих забот и космонавты, работающие на орбитальных станциях.

— Погода у нас неважная. Лето проходит, а теплых дней маловато, — посетовал как-то оператор Центра управления в разговоре с экипажем «Салюта-6». — Не вы ли там эксперименты с ней проводите?

— Честное слово, ничего с погодой не делаем, — засмеялся В. Коваленок, — только ведем наблюдения за облачностью… Вы же знаете, у метеорологов есть трудности с прогнозированием, хотим помочь им. Совсем недавно они пообещали, что в Москве будут хорошие дни. Так ведь и случилось. Наверное, мы помогли. Теперь удвоим усилия.

Станция «Салют» и спутник «Метеор» периодически одновременно пролетают над одними и теми же районами планеты и оказываются как бы на одной вертикали. Орбита метеоспутника «повыше». Вот тогда-то космонавты проводят съемку облачного покрова. Сопоставление снимков из космоса, сделанных на разных высотах, с данными, собранными метеорологами на Земле, представляют особую ценность. Они позволили расшифровывать многие сложные процессы в атмосфере, более детально оценивать синоптическую обстановку в этих районах планеты.

Космическая система «Метеор» непрерывно совершенствуется и развивается. По спутниковым данным уже научились определять вертикальный профиль температур, что особенно важно для «охвата» пустынных районов и океанских просторов. Кроме видимого света и инфракрасных лучей, начинают применять и радиоволны, которые способны дать большой объем информации практически при любой погоде. Не будет забыта, по-видимому, и лазерная локация с борта спутника, с помощью которой можно измерять ряд интересных характеристик атмосферы, например ее загрязненность.

В последние годы спутники «Метеор» стали использовать не только в метеорологических целях, но и для исследования природных ресурсов. Таков запущенный 29 июня 1977 года экспериментальный спутник «Метеор-Природа». Он впервые в нашей стране был выведен на новую, так называемую солнечно-синхронную орбиту. В отличие от своих предшественников этот спутник запущен против вращения Земли. Не вдаваясь в астрономические тонкости, отметим, что орбита позволяет ему практически постоянно находиться над освещенной частью Земли. Мало того, над одной и той же географической точкой «Метеор-Природа» каждые сутки появляется приблизительно в одинаковое время. Какие это дает преимущества? Прежде всего значительно возрастает производительность работы спутника. Уже при трехмесячном сроке активного существования она увеличивается вдвое по сравнению с прежним способом вывода в космос.

Далее. Съемка районов, расположенных на одной и той же широте, происходит в одно и то же время суток, значит, при постоянном угле возвышения Солнца над горизонтом. Таким образом, обеспечена постоянная экспозиция, стабильнее и качественнее становятся результаты съемки. А это, в свою очередь, упрощает обработку снимков, облегчает ее автоматизацию. Повторная съемка к тому же дает возможность прослеживать динамику изменений изучаемых объектов. «Метеор-Природа» присылает из космоса изображение земной поверхности в четырех участках спектра, причем в полосе шириной 1800 километров различимы детали размером от 1 километра, а в двух участках шириной 1200 километров — от 250 и 500 метров.

Данные с таких спутников обеспечивают надежную оценку состояния ледового покрова, границы снегов, интенсивность паводков крупных и средних рек, площадь затопляемых участков, очаги пожаров, состояние пастбищ. Пока работа спутника «Метеор-Природа» носит экспериментальный характер, тем не менее уже сейчас получаемая информация передается для практического использования министерствам геологии, сельского хозяйства, мелиорации и водного хозяйства, рыбного хозяйства и другим ведомствам.

Как видите, возможности спутниковых методов наблюдения далеко не исчерпаны и могут дать службе погоды значительно больше, чем сейчас. Метеорологи совместно со специалистами по космической технике намечают планы будущих систем. Они предполагают, в частности, разместить спутники и пилотируемые аппараты вокруг Земли в три этажа. На первом — высотой 200–400 километров — корабли и орбитальные станции. С них удобно следить за быстротечными метеорологическими явлениями — ураганами, пыльными и песчаными бурями, приливами, цунами, обвалами.

Второй этаж составят спутники типа «Метеор» на полярных и приполярных орбитах высотой 1000–1500 километров. Их назначение — поставлять информацию о процессах в атмосфере мелкого и среднего масштаба, но на более значительных территориях. Это необходимо для прогнозирования погоды в глобальных и локальных масштабах.

И наконец, третий этаж — метеорологические спутники на геостационарных орбитах высотой около 36 тысяч километров для непрерывного наблюдения за динамическими процессами в атмосфере. В поле зрения трех «висящих» спутников попадает большая часть земного шара. Правда, с этих аппаратов не «разглядеть» таких мелких деталей, какие удается с аппаратов первого и второго этажей, но у них свои достоинства. Одновременный обзор большого пространства обладает, как говорят метеорологи, синоптическим характером. Если снимки повторять, скажем, через каждые полчаса, то можно считать, что наблюдения идут непрерывно. Ученые получат возможность точнее предсказывать ход событий в атмосфере. И тогда метеорология приблизится к своей заветной цели — управлению погодой.

Когда-нибудь мы перейдем к активным действиям против ураганов, смерчей, тайфунов, которые ежегодно уносят тысячи жизней, уничтожают огромные материальные ценности. После того как ураган родился и двинулся к побережью, бороться с ним практически невозможно, остается лишь подготовиться к его появлению. Но из космоса можно вовремя увидеть, как рождается ураган, и если в этот момент вмешаться, воздействовать на него какими-либо средствами, скажем, химическими, то он так и не появится.

Артиллерийский обстрел туч, несущих в себе град, уже используется во многих странах. Распыление с самолета соответствующих веществ в облаке, чтобы оно пролилось дождем над горящим лесом, тоже находит применение. Конечно, это только первые шаги на пути к управлению стихией, погодой на планете. С Земли, к сожалению, многие образования в атмосфере обнаруживаются слишком поздно. Космонавты и метеоспутники способны увидеть их повсюду, где нет метеостанций, — над океанами и в горах, в пустынях и в тайге. Нелегко даже предположить, где лежат ключи к секретам управления погодой. Одно знаю точно: сегодня нет метеоролога, который не связал бы будущее своей науки с орбитальными станциями и космической службой погоды.

«Свой рабочий день мы обычно начинали с прогноза погоды, — шутят космонавты, трудившиеся на „Салюте-6“, — это для тех, кто работает в Центре управления, ну и для друзей в Звездном городке. Теперь на Земле больше верят нам, чем прогнозам радио».

Я думаю, метеорологи не обидятся на эти шутки. Совсем скоро они сумеют точнее космонавтов отвечать на вопрос: «Какая завтра погода?»

Кто может летать в космос? Этот вопрос сразу же встал перед медиками, как только конструкторы решили все технические проблемы полета человека на околоземную орбиту. С первого взгляда вроде здесь и вопроса-то нет: всем ясно, что космонавт должен быть абсолютно здоровым человеком. «А что это значит — абсолютно здоров?» — спросили уже сами себя медики. И оказалось, что ответить не так-то просто.

За тысячелетия существования медицины врачи накопили богатейший опыт диагностики и лечения самых разнообразных заболеваний. А здоровый человек, как это ни парадоксально звучит, был изучен несравненно меньше и хуже, чем больной. Не поэтому ли так было трудно всегда распознавать ранние и скрытые формы заболеваний? Ведь для этого надо очень чутко улавливать тонкую грань между здоровьем и болезнью, а значит, точно знать не только признаки отклонения от нормы, но и саму норму. Сейчас подобные соображения выглядят совершенно очевидными. Между тем медицина пришла к ним именно в ту пору, когда ей пришлось вырабатывать научно обоснованные критерии отбора космонавтов, отвечать на тот самый вопрос: кто может летать в космос? Как видите, именно потребности космонавтики заставили врачей заняться всерьез образцово здоровыми, тренированными людьми. Так родилась космическая медицина. Ну а что это принесло землянам?

Год за годом медики в тесном сотрудничестве с инженерами, математиками, биологами и другими специалистами вели тщательные исследования, накапливали детальные знания о том, что представляет собой здоровый организм. Они во многом способствовали уточнению границы между нормой и отклонениями от нее в состоянии здоровья, обогащая врачебную практику новыми методами ранней диагностики и профилактики заболеваний. Например, космические медики определили критерии для выбора оптимального комплекса регистрируемых показателей при решении диагностической задачи с помощью электронно-вычислительной машины.

Наверное, мало в какой из областей медицины так широко применялись в исследованиях самые современные методы и технические средства, как в космической. Теперь многие из них становятся достоянием клинической медицины и практики здравоохранения. Первенство здесь принадлежит советским ученым. В качестве примера назову сейсмокардиографию — метод оценки работы сердечной мышцы. Он был создан в нашей стране для медицинского контроля состояния здоровья космонавтов и использовался во время всех космических полетов, начиная с корабля «Восток-5».

По этому методу регистрируются совсем слабые вибрации тела, вызываемые биением сердца. Такая сейсмокардиограмма дает врачу достаточно полное представление о частоте пульса и согласованности сердечных сокращений, об особенностях кровообращения. И притом на расстоянии от пациента, так как сигналы сейсмокардиографа можно передавать по радиолинии или по проводам. Теперь в клиниках все шире применяют подобную аппаратуру при исследовании больных с атеросклерозом и инфарктом миокарда, гипертонией, с пороками сердца. В большинстве случаев метод, рожденный космонавтикой, приносит хороший диагностический эффект.

Наша промышленность освоила сейчас производство и другой миниатюрной и надежной медицинской техники для постоянного дистанционного контроля состояния человека на основе космической биотелеметрии. Во Всесоюзном научно-исследовательском и испытательном институте медицинской техники, например, мне показывали небольшую коробочку. Из нее выходили тоненькие электроды. Стоило их приложить к груди, как из коробочки раздавались звуки разного тона — это «пела» электрокардиограмма. С помощью особой приставки «многоголосие» сердца довели до сведения ЭВМ, и она тотчас же «нарисовала» электрокардиограмму. Затем спустя считанные минуты поставила диагноз и предложила план лечения.

Волшебная коробочка вместила в себя и приемно-преобразовательное устройство и радиопередатчик. Она во много раз меньше и легче стационарной кардиографической аппаратуры и несравненно удобнее. Ведь исходную информацию можно вводить в ЭВМ, расположенную, скажем, в кардиологическом центре, где немедленно установят диагноз и дадут необходимые рекомендации. Любой участковый врач, отправляясь на дежурство с такой коробочкой, получит возможность своевременно оказать самую квалифицированную помощь даже в сложном случае.

В спортивной медицине, клинической практике, курортологии используются уже не отдельные образцы, а серийно выпускаемая в нашей стране радиотелеметрическая аппаратура. К ней относится прибор «Опыт-1» для регистрации электрокардиограммы и частоты пульса, «Опыт-4», который фиксирует четыре физиологических показателя, «Спорт», регистрирующий по одному показателю одновременно от четырех человек. Подобные методы и приборы помогают сегодня контролировать состояние больных во время операций и сразу же после них. Мало кого теперь удивляет, когда на курорте во время дозированной ходьбы, приема ванн, грязевых и других физиотерапевтических процедур пациентам прикрепляют миниатюрные коробочки телеметрических устройств. А давно ли такого рода приборчики были экзотической принадлежностью лишь экипировки космонавтов?

Космическая медицина накопила большой опыт изысканий и применения разнообразных технических средств врачебного контроля, внедрения инженерно-математических методов обработки и анализа получаемой в полетах медицинской информации. Решено немало конкретных задач использования в этих целях ЭВМ. Все это служит основой нынешнего резкого повышения уровня технической оснащенности здравоохранения, клинической практики.

Хочу привести еще один пример довольно неожиданного земного приложения результатов, полученных космическими физиологами. Одна из серьезных проблем длительного полета в космосе состоит в том, что членам экипажа корабля или орбитальной станции поневоле приходится вести малоподвижный образ жизни — в ограниченном пространстве кабины особенно не разгуляешься. А такая, говоря словами медиков, гипокинезия или гиподинамия организму противопоказана. Начинаются неблагоприятные изменения в работе сердечно-сосудистой системы, в характере обмена веществ, в мышцах, даже в костных тканях. Пришлось, во-первых, обстоятельно изучить все эти изменения, во-вторых, найти пути поддержания организма космонавта в норме вопреки ограничениям их подвижности. Вот уж, казалось бы, чисто космические заботы. Ан нет…

Здесь, на Земле, мы хотя и не сидим сутками напролет в ограниченном пространстве — вполне можем пробежаться, размяться, — однако тоже испытываем воздействие гипокинезии. Широкое внедрение в производство и быт средств механизации и автоматизации, телевидение, транспорт сделали нас ленивыми, тяжелыми на подъем. Мы явно недостаточно двигаемся, как говорится, «на своих двоих». И это стало характерной особенностью нашего века — века техники, приобрело серьезную социальную значимость. Недостаточная физическая нагрузка потянула за собой рост заболеваний, прежде всего сердечно-сосудистой системы. И первыми бить тревогу начали космические медики. Именно они, изучая длительное пребывание здоровых людей в горизонтальном положении, выявили весь комплекс сдвигов, неблагоприятных для организма.

Таким образом, исследования воздействия недостаточной двигательной активности на человека обнаружили, с одной стороны, социальное значение проблемы, с другой стороны, они показали, что такой распространенный и привычный способ лечения, как строгий постельный режим, нуждается в критической переоценке. Слишком он осложняет организму возвращение к обычным условиям жизни и труда.

Итак, о гипокинезии космические медики узнали немало. А что же придумано для того, чтобы предотвратить или хотя бы уменьшить ее влияние? Ведь разработка эффективных профилактических средств такого рода уже сегодня имеет большое значение, и оно будет возрастать дальше. В космической медицине испытаны десятки методов и средств, причем некоторые из них прошли успешную проверку непосредственно в космических полетах. Несомненно, они послужат не только людям, которые станут надолго улетать в космос. А кое-что используется на Земле и сегодня.

Вот, к примеру, как выглядит на орбите одно из средств профилактики гипокинезии. Это тренировочно-нагрузочный костюм с короткими штанишками — шортами, к которым прикреплены довольно тугие резинки. Они обеспечивают устойчивое вертикальное положение и создают нагрузку на ноги, имитируя «земное притяжение» силой до 50 килограммов. Костюм крепится к «бегущей дорожке», проще говоря, небольшому транспортеру. На нем можно ходить и бегать, оставаясь все время на месте. Чтобы не чувствовать металлических валиков под ногами — ботинки с толстой подошвой. Космонавт надевает костюм, включает пульт «ходьба», транспортер трогается, вместе с ним и ноги шагают, не отрываясь от уходящей дорожки. Пять минут ходьбы, а затем бег. При желании мотор можно не включать, а толкать транспортер усилиями ног. В общем-то, нехитрое сооружение, но позволяет костно-мышечной системе работать в привычном режиме.

Честно говоря, я и не предполагал, что такой вот «стадион на орбите», как его пышно величали журналисты в своих репортажах, может пригодиться на Земле. Однако в Центральном институте травматологии и ортопедии, как я узнал, смонтировали нечто подобное на стене. Больных, перенесших операцию на позвоночнике, подвозят к «бегущей дорожке», прикрепляют к ней резиновыми амортизаторами. Словно космонавты в невесомости, больные «шли» лежа. И при этом выздоравливали быстрее, чем при обычных методах лечения.

В «гардеробе» космонавтов есть еще два необычных костюма. Один создает в нижней половине тела разрежение, другой, наоборот, — избыточное давление. Если первый из них надеть на Земле, кровь сильнее устремляется к ногам, сердце вынуждено работать с дополнительной нагрузкой. На орбите же этот костюм заставляет сердце работать на прежнем, земном, уровне, помогая привыкнуть к невесомости. При возвращении на родную планету приходится думать о реадаптации, обратному привыканию к условиям земной гравитации. Сердечные мышцы, отвыкшие от обычной нагрузки и ослабевшие в невесомости, могут не справиться с резким оттоком крови от головы на Земле. Появится головокружение, а то и обморок случится. Поэтому перед спуском с орбиты космонавты надевают другой костюм — с избыточным давлением ниже пояса. Это помогает сердцу как бы «вспомнить» земные нагрузки.

Оказалось, что такие костюмы нужны не только космонавтам. Они пришлись кстати в клиниках, где больные вынуждены долгое время находиться в постели. Костюмы, создающие избыточное давление, способны предохранять от головокружения людей, которые начинают ходить после длительного лежания. Их уже опробовали в Институте хирургии имени А. В. Вишневского.

В поисках средств профилактики, защищающих космонавтов в полете от неблагоприятных воздействий окружающей среды, космическая медицина занялась и фармакологическими препаратами, скажем, средствами, повышающими устойчивость организма к действию космической радиации. А они ведь нужны и на Земле — для предупреждения лучевой болезни. А медикаменты, способствующие повышению умственной и физической работоспособности космонавтов в условиях длительного напряжения? И они пригодятся не только в космосе.

Наконец, стоит упомянуть еще об одном направлении исследований, проведенных в интересах космической медицины и теперь широко используемых в народном хозяйстве. Я имею в виду изучение среды обитания в замкнутых помещениях, количественную оценку характеристик газовой среды, вредных примесей в воздухе, применяемых полимерных материалов и других веществ на борту кораблей и станций. До космических полетов гигиенисты практически не занимались этими вопросами. А они важны не только для космонавтов, но и для тружеников других профессий: водолазов и шахтеров, летчиков и операторов атомных электростанций, рабочих ряда специальных производств. Сейчас космическая медицина выработала научно обоснованные требования и нормы газовой среды, которыми руководствуются в соответствующих отраслях народного хозяйства.

Одно время было распространено мнение, что космическая медицина далека от нашей жизни, что, дескать, ее удел — не земные дела, а космические, что она вся устремлена в будущее. Это верно: у космической медицины интересные, захватывающие перспективы. Трудно даже представить уровень ее развития, скажем, через 20 или 50 лет, когда межпланетные полеты станут такими же обыденными, как сейчас рейсы воздушных лайнеров. Но и сегодня эта наука не замкнулась в себе. Она все активнее и щедрее помогает медицине земной в борьбе за здоровье и жизнь людей.

…Мой «Союз-3» качнулся, и я услышал ровное гудение тормозного двигателя. Стало прижимать к креслу какой-то мягкой, но властной силой. Корабль соскользнул с орбиты.

Невольно про себя считаю минуты. На семнадцатой — снова толчок: спускаемый аппарат отделился от бытового и приборного отсеков, которые сгорят, вонзившись в плотные слои атмосферы.

Затрясло, будто едешь в телеге по булыжной мостовой: так встречает атмосфера. В иллюминаторе забегали быстрые язычки пламени. На стекло шлепнулись капли расплавленного вещества, оно темнеет от копоти, и мне уже не видно бушующего снаружи огня. Слышен только чудовищный гул. Время словно остановилось в ожидании чего-то тревожного и неотвратимого…

Двенадцать с лишним лет прошло, а спуск с космической орбиты помню по минутам — такое он оставляет впечатление. Но если отвлечься от пережитого и задуматься над технической стороной дела, то впечатлений не меньше. Какой поразительной прочности должна быть конструкция спускаемого аппарата, из каких стойких материалов сделана она, чтобы выдержать этот неистовый огненный смерч!

Поистине фантастических материалов потребовала космонавтика. Они обязаны выдерживать сверхнизкие и сверхвысокие температуры, вибрации, резкую смену напряжений и нагрузок. До космических полетов к материалам, энергетическим установкам, системам управления, медицинскому оборудованию никогда не предъявлялся такой букет невероятно жестких, порой противоречивых требований. И все удалось выполнить. В противном случае невозможными оказались бы не только полеты пилотируемых космических кораблей, но и запуски простейших спутников.

Так появились конструкции и устройства с небывалыми характеристиками. Прежде всего это предельно малый вес и габариты, низкий уровень энергопитания, максимальная безопасность для космонавта, способность работать в любых экстремальных условиях, высокая надежность, возможность дистанционного управления и т. д. Для космических ракет потребовались легкие, но прочные сплавы. Их получили. Понадобилось сваривать эти сплавы, соединять с другими металлами — добились и этого. В космосе трущиеся детали из обычных металлов не в состоянии скользить, двигаться — они заклиниваются, «привариваются» друг к другу. Сумели придумать такие материалы, что они без смазки надежно работают в условиях вакуума и чудовищных перепадов температуры. Из них выполняли узлы трения на луноходах, в поворотных штангах антенн и панелей солнечных батарей.

Примеры можно приводить до бесконечности. Но, думаю, и так ясно, что создание сложнейших ракетно-космических систем, решение научно-технических проблем, связанных с полетом в космос, вызвали к жизни массу оригинальных и смелых идей, принципиально новых технических средств и конструкторских решений. Это не могло не отразиться благотворно на прогрессе многих научных и инженерных направлений, отраслей народного хозяйства.

Взять, к примеру, энергетику. Создатели магнитогидродинамических генераторов, в которых происходит прямое преобразование тепловой энергии в электрическую, столкнулись с немалыми трудностями. Среди них — отсутствие материалов, которые не плавились бы при температуре, близкой к 3000 градусов. Свои надежды найти выход энергетики связывают с опытом строительства космических кораблей.

Нечто подобное происходит сейчас и в отраслях науки и техники, занимающихся плазменными процессами. Для успешного освоения нового вида металлургии нужны особо жаропрочные материалы, которые создавались для космических кораблей. В специальной установке — плазмотроне — шихта плавится струей сильно ионизированного газа. Высокая температура, магнитные и электрические поля расслаивают шихту. В результате металлурги рассчитывают в плазмотроне получать чистое железо, другие материалы, не встречающиеся в природе. Некоторые специалисты утверждают, что в будущем плазменные установки, обладающие необычно высокой эффективностью, вытеснят нынешние домны.

Специалисты отнюдь не космического профиля все настойчивее стремятся привлечь для земных нужд устройства и агрегаты, предназначавшиеся вначале только для космоса. Например, они пытаются сейчас сделать рентабельным применение элементов солнечных батарей в качестве источников электроэнергии в наземных условиях. Если учесть всевозрастающую стоимость и ограниченные запасы органического топлива — нефти, газа, угля, — то подобные замыслы не кажутся такими уж беспочвенными. Тем более что отдельные попытки, как утверждает зарубежная печать, дали обнадеживающие результаты. Считается, что солнечные батареи вполне себя оправдают, скажем, в системах связи и сигнализации на нефтепромыслах, железных дорогах, в портах. Разрабатываются даже системы кондиционирования и обогрева жилищ, на крышах которых предполагается разместить элементы солнечных батарей.

Приведенные примеры касаются более или менее отдаленных перспектив. Но можно взять их и из сегодняшней действительности. Вот, скажем, метод сублимирования — особого обезвоживания, которым сейчас пользуются при консервировании и долгосрочном хранении продуктов. Он по праву считается космическим. Его придумали, когда решали задачу подготовки запасов пищи для космонавтов. Технология изготовления теплоизоляционных рубашек для баков и топливных магистралей космических аппаратов породила способ производства водопроводных труб из стеклопластика. Принципы построения систем жизнеобеспечения космонавтов внедряются сейчас в техническом оснащении городского хозяйства, в частности, в системах канализации, переработки отходов, очистки воды, использования отводимого тепла, энергопитания. Наверное, мало кто знает, что скользящие покрытия для горных лыж и сковородки, на которых не подгорает пища даже без масла, имеют отношение к космической технике. Они сделаны из тефлона — пластмассы, разработанной в США по заказу ракетных конструкторов.

В недалеком будущем на прилавках магазинов появятся точно такие же молотки, какими пользуются в полете наши космонавты. Для того же, чтобы убедиться, что молоток «космический», достаточно ударить им по твердой поверхности. В отличие от обычных молотков он не отскакивает после удара. Это сделано специально, потому что в условиях невесомости работать отскакивающим молотком чрезвычайно неудобно.

Конструкция молотка проста и в то же время остроумна. Его ударная часть полая, и в нее насыпаны металлические шарики. В момент удара нижние шарики устремляются вверх, а верхние продолжают двигаться вниз. Трение между ними и рассеивает энергию отдачи.

Инструменты для космических работ конструируют в Научно-производственном объединении по механизированному строительному инструменту и отделочным машинам. Кроме того, они тщательно отрабатываются и испытываются в условиях, приближенных к космическим.

Работа в невесомости — дело непростое. Вот представьте, что вы берете отвертку и выворачиваете шуруп. В условиях космического полета это привычное на Земле действие превращается в сложную проблему: ведь там вы не можете навалиться на отвертку всем весом своего тела. А вдруг шуруп не пойдет — неверное движение, и отвертка выскакивает из прорези, головка шурупа деформируется, от нее отделяется острая частичка, которая будет плавать, угрожая попасть в глаз или дыхательные пути…

На космических аппаратах многое закреплено на винтах — кстати, тоже необычных. На цилиндрических боковых поверхностях их головок имеются круглые углубления. Трубчатый конец отвертки надевается на головку винта и шарики крепежного замка, заняв место в углублениях, жестко соединяют отвертку с винтом. Конструкция замка получилась настолько удачной, что ее решили использовать и для других целей. Ведь винты имеются во многих местах космического корабля или орбитальной научной станции. К ним с помощью того же замка можно прикреплять всевозможные ручки и ремни для фиксации тела космонавта.

А вот еще один набор «неземных инструментов». В зависимости от потребности к основе присоединяют ту или иную рабочую деталь. Это могут быть кусачки, плоскогубцы, ножницы. Инструменты эти опять-таки непростые: благодаря двухрычажной системе передачи, усилия рук космонавта увеличиваются многократно. Интересно сделано сверло специальной «космической» конструкции. Оно имеет коническую форму: чем глубже в материал внедряется сверло, тем больше получается отверстие. Нажимать на сверло при работе не требуется: оно само втягивается в обрабатываемый материал.

Самым же универсальным из всех космических инструментов является безреактивный электрический привод, оснащенный целым комплектом насадок. Здесь и дисковая пила, и отвертка, и своеобразные кусачки, и перфоратор, и многое другое. Электропривод отличают абсолютная электробезопасность, почти полная бесшумность. А главное — во время работы с ним руки не чувствуют ни вибрации, ни отдачи. У космического инструмента есть теперь множество «собратьев», которые трудятся на земных стройках.

С каждым годом все обширнее и многообразнее области практического применения на Земле добытых в космосе знаний, открытых космической наукой и техникой методов, средств и возможностей. Одно только использование уже имеющихся достижений космонавтики в различных сферах деятельности человека приносит сегодня весьма солидные плоды. Например, американские специалисты считают, что эти плоды ежегодно дают прибыль, которая превышает 200 миллиардов долларов. Не берусь судить о достоверности этих подсчетов, но в одном уверен: космос с лихвой вернет землянам свои долги, если можно так назвать средства и затраты, которых стоил прорыв за пределы нашей планеты. И произойдет это гораздо быстрее, чем мы думали еще несколько лет назад.