Семеро на орбите

ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ: ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ

Что сулит человеку космос? Почему возникла проблема звездоплавания? Может быть, это плод пустых мечтаний, излишняя торопливость? Но для чего тогда запускаются исследовательские ракеты, искусственные спутники, межпланетные автоматические станции, пилотируемые корабли? Зачем создаются орбитальные лаборатории? Что даст нам, хотя бы в общих чертах, решение проблемы постоянно действующих космических станций на орбите, или, как называл их Циолковский, «эфирных поселений»? Что дадут нам полеты к другим мирам и будут ли усилия, затраченные человечеством на пути к этой цели, оправданы конечными результатами?

Теперь эти вопросы не вызывают сомнений, и задают их только разве неисправимые скептики, находящие все это преждевременным, недоумевающие, почему человек всячески стремится покинуть Землю.

Конечно, каждому ясно, что исследование безбрежных космических просторов – проблема чрезвычайной сложности. Ее успешное решение связано с последними достижениями многих и многих отраслей науки, с развитием космической техники, выбором методологии, особенностями организации и проведения основных летных экспериментов.

Чтобы отчетливо и ощутимо представить себе сложность и масштабность подобных опытов, достаточно сказать, что в работах по американской программе «Аполлон» участвовало более 20 тысяч проектных и промышленных предприятий (и не только США, но и некоторых других стран, в частности японские фирмы поставляли американцам многие миниатюрные электронные приборы для «Аполлона»). Около 400 тысяч ученых, конструкторов, инженеров, рабочих, техников принимали участие в создании ракет и космических кораблей, станций слежения за полетом, испытательных комплексов и т. д. Суммарные затраты по этой программе составили более 24 миллиардов долларов, а на осуществление этого гигантского проекта понадобилось более девяти лет.

Естественно, что последующие, более обширные космические программы потребуют еще более серьезных затрат труда и материальных ресурсов, потребуют еще большего мужества от людей, взявшихся за их свершение.

Однако это не останавливает ни ученых, ни конструкторов, ни самих космонавтов.

Помните, у Циолковского есть такие строки: «Сначала можно летать на ракете вокруг Земли, затем можно описать тот или иной путь относительно Солнца, достигнуть желаемой планеты, приблизиться или удалиться от Солнца, упасть на него или уйти совсем, сделавшись кометой, блуждающей многие тысячи лет во мраке среди звезд, до приближения к одной из них, которая сделается для путешественников или их потомков новым Солнцем. Человечество образует ряд межпланетных баз вокруг Солнца, использовав в качестве материала для них блуждающие в пространстве астероиды (маленькие планеты, которые в большом числе имеются в нашей солнечной системе). Реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию в два миллиарда раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле».

Согласитесь, это целая программа космических исследований. Ученый безгранично верил уже тогда, что усилия на пути в космос окупятся сторицей. Он писал: «...Надеюсь, что мои заботы, может быть, скоро, а может быть, и в отдаленном будущем, дадут обществу горы хлеба и бездну могущества».

В 1903 году Циолковский предложил начать непосредственное освоение космоса с создания «эфирного поселения», то есть околоземной орбитальной станции. Он сформулировал и обосновал целый ряд технических задач по созданию таких станций. Система регулирования температуры, обмена веществ, создание искусственной тяжести, специальные скафандры, солнечные источники энергии – все это предвидел калужский учитель в своих трудах.

Идеи Циолковского обрели в настоящее время благодатную почву для бурного роста и развития. Творческий оптимизм зачинателя современной космонавтики показывает всем искателям новых путей, что ни в природе, ни в технике нет таких сил, которые могли бы противоборствовать человеческому разуму искать и открывать новое.

Разведка неба и космоса стала содержанием человеческого прогресса XX века. Проникновение в тайны мироздания, овладение невиданными источниками энергии, освоение других планет открывает такие перспективы, о которых люди еще вчера не смели и мечтать. Сегодня же мы твердо верим, что результаты освоения космоса уже в ближайшем будущем скажутся на нашей повседневной жизни здесь, на Земле. Процесс этот начался уже сейчас. В дальнейшем он получит еще большее развитие.

Данные, полученные наукой за двенадцать лет космической эры, уже изменили то представление, которое мы имели о нашем мире. Спутники, в частности, позволили уточнить форму нашей планеты, с большой точностью установить расстояния между континентами. С их помощью ученые узнали состав верхних слоев атмосферы Земли до высоты в 2000 км. Мы узнали, что из атмосферы нашей планеты ежедневно выбрасывается почти 100 тонн водорода в мировое пространство и, наоборот, метеориты приносят нам сотни тонн железа, других минеральных соединений.

Благодаря спутникам мы узнали, что вокруг Земли простираются гигантские пояса радиации, определили границы их распространения, подметили, что огромнейшее влияние на эти пояса оказывает Солнце, его активность. Спутниками был обнаружен еще один пояс радиации, возникший после испытаний ядерного оружия в атмосфере. Когда испытания этого смертоносного оружия были прекращены, этот пояс стал постепенно рассеиваться, но процесс этот идет медленно, и еще многие годы он будет обволакивать нашу планету.

Спутники помогают нам изучать и такое интересное явление, которое ученые назвали «солнечным ветром». «Солнечный ветер» – это мощные корпускулярные потоки, оказывающие весьма серьезное влияние на магнитное поле Земли.

Космические лаборатории типа «Протон» успешно фиксируют свойства элементарных частиц, обладающих энергией в миллиарды раз большей, чем можем мы получить в самых мощных ускорителях, построенных на Земле.

Спутники и космические станции стали незаменимым и чрезвычайно эффективным средством познания природы Луны, планет солнечной системы, Солнца.

Исследования, проводимые в космосе, заставили ученых пересмотреть многие представления не только о том, что происходит в просторах океана Вселенной, но и подтвердили гипотезу о неоднородности внутреннего строения Земли.

Однако, как заметил читатель, пока речь шла о делах сугубо теоретических. Теперь мы можем привести и другие примеры, свидетельствующие о том, какую большую роль играют спутники и в практических делах человечества.

Посланцы в космос создали предпосылки для создания всемирной метеорологии. Ведь если наземные обсерватории могут фиксировать лишь местные и мимолетные изменения, то аппаратура, выведенная на космические орбиты, может дать нам общую картину погодных явлений, собрать сведения об образовании и движении облаков, о радиационном балансе системы Земля – атмосфера, об изменении снежного и ледового покрова, о смещении воздушных масс и образовании циклонов.

Творение человеческой мысли шлет нам из космоса важные предупреждения о смертоносных тайфунах, о коварных капризах погоды и других опасностях. Труженики сельского хозяйства, зная прогноз погоды, могут с большей точностью решать, какие культуры следует сажать и когда приступать к сбору урожая. Но все это только начало, первые шаги. Научившись узнавать погоду, мы в конце концов научимся и контролировать ее. Владея «машиной погоды», человек сможет направлять дождь в сухие районы, рассеивать туман, предотвращать тайфуны. Ученые подсчитали, что в ближайшие годы только совершенствование службы погоды с помощью метеоспутников даст экономию для мирового сельского хозяйства более чем в 20 миллиардов долларов.

Геодезические спутники откроют в будущем путь к созданию всемирного справочного бюро, которое будет определять координаты любой точки на земном шаре с точностью до десяти метров. Они помогут составить топографические, морфологические и даже геологические крупномасштабные карты поверхности Земли. В настоящее время подобные кар- , ты составлены только для половины поверхности суши. Составляемые с помощью аэрофотосъемки, они требуют многомиллиардных затрат.

А навигационные спутники? Они дадут возможность судам точно устанавливать свое местоположение. Ведь кораблям, как и самолетам, точность важна для безопасного плавания, поисковых и спасательных работ и для борьбы с сюрпризами погоды.

Многие из перечисленных результатов получены с помощью автоматических систем, приборов и устройств, которые действовали по заданной программе и управлялись по каналам телеметрии. А представьте себе, если бы метеорологи и биологи, геофизики и астрономы, химики и геологи сами могли бы участвовать в постановке экспериментов и проведении исследований на борту спутников, больших и хорошо оснащенных!

Вот лишь один пример: командир корабля «Союз-3» Г. Береговой проводил наблюдения звездного неба, снежного и облачного покрова Земли, ее дневного и сумеречного горизонта. На 33-м витке он обнаружил три очага лесных пожаров, в районе экватора отчетливо видел грозовые явления...

Запуск космических лабораторий-автоматов, а затем первые полеты кораблей-спутников, первые выходы человека в космос выдвинули решение проблемы сооружения станций вне Земли. Создание крупных комплексов на орбитах даст возможность решить целый ряд важнейших задач научного и практического плана.

Огромные орбитальные станции, научно-исследовательские институты, города на орбите вокруг Земли... Сказочными и фантастическими кажутся они сегодня. Кажутся, но не всем. Существуют конкретные инженерные решения таких сооружений. В литературе описаны тороидальные и цилиндрические, сферические и комбинированные орбитальные станции, их рабочие и жилые помещения соединяются переходами и лифтами, здесь размещены научные приборы, экспериментальные лаборатории, оранжереи, опытные хозяйства биологов, мастерские, бытовые отсеки, конференц-залы, свои электростанции, приемо-передающие, радио- и телевизионные центры, врачебные кабинеты...

Станции-обсерватории, станции-космодромы, орбитальная служба Солнца, метеорологический космический пост, заатмосферные базы геофизиков, химиков, астрономов, испытателей... У гигантских телескопов, телевизионных экранов, индикаторов исследовательских приборов и установок несут вахту специалисты разных профессий. Каждый час, проведенный ими в орбитальном научном городке, стоит многих лет земных наблюдений.

Десятки и сотни ученых могут работать в таких огромных заатмосферных лабораториях недели, месяцы и даже годы. Системы жизнеобеспечения создадут им благоприятные условия климата, искусственная гравитация избавит от длительного влияния невесомости, радио и телевидение обеспечат надежную связь с Землей.

Грузовые ракетные корабли будут регулярно курсировать между «небесными островами» и нашей планетой, доставляя необходимое оборудование, строительные материалы, свежую почту, продукты питания, новые смены исследователей и испытателей космической техники.

Наличие вне Земли космических пристаней, возможность соединения кораблей друг с другом позволят нам использовать для космических полетов более высокие орбиты, раздвинуть границы космоплавания. На таких внеземных лабораториях смогут проходить тренировки экипажей будущих космических кораблей дальнего следования...

Даже такой краткий перечень задач, которые можно будет решать с помощью орбитальных станций, показывает, сколь важную роль сыграют они для научного прогресса, народного хозяйства и развития техники космических сообщений.

Космос представляет исключительный интерес для всего человечества с точки зрения широкой перспективы научных открытий. О том, какое значение может иметь изучение космической «среды», убедительно говорит следующее. Специалисты ряда стран изучают сейчас состав космических лучей. Возможно, что в этих лучах в ничтожно малых количествах содержатся еще неизвестные нам элементарные частицы и, в частности, загадочные частицы антивещества. Земная атмосфера, конечно, не пропускает их. Взаимодействуя с воздушной атмосферой, они аннигилируют и превращаются в потоки мезонов и другие различные излучения.

Подготовка грядущих межпланетных полетов требует тщательного изучения не только Луны и планет, но и окружающего их межпланетного пространства. Для того чтобы первый полет космического корабля, скажем, на Венеру или Марс не походил на путешествие Колумба в неведомый океан, надо проделать огромную подготовительную работу.

Успехи космонавтики, достигнутые всего лишь за двенадцать лет, намного приблизили тот день, когда человек отправится в дальний космический рейс, ступит на поверхность других планет, раскроет их тайны, которые веками волновали пытливые умы. Как будет осуществлено такое путешествие? Какие подготовительные этапы уже пройдены и что еще предстоит преодолеть на этом трудном пути? На чем мы полетим к звездам и сколь долгим будет это путешествие? На эти вопросы еще предстоит ответить.

История космической техники знает массу проектов огромных космических станций, но ни один из них еще не получил практического воплощения. Можно спроектировать станцию почти любого веса, размеров и конфигурации. Однако расчеты и планы останутся неосуществленными, если не будут решены такие проблемы, как маневрирование в космосе, стыковка, работа космонавта вне корабля, искусственная гравитация, длительное (месяцы и годы) пребывание человека на орбите...

Каждый проект, каждый план и замысел требуют практической проверки. Важному космическому эксперименту, который провели экипажи трех «Союзов», предшествовала большая работа.

Есть еще в мире люди, которым невдомек, что освоение космоса – это не фейерверк каких-то сногсшибательных экспериментов, не демонстрация рекордных достижений, а созидательная, планомерная работа, которую конструкторы нашей космической техники и ученые решают, исходя из условий максимальной эффективности, полнейшего исключения риска.

Последовательно, шаг за шагом идет наш народ от одного качественного этапа к другому. Вспомним полет беспилотного корабля «Союз-2» и пилотируемого «Союз-3». Главной его целью была отработка систем, обеспечивающих широкое маневрирование обитаемого корабля в космическом пространстве. Начало этим экспериментам положили старты «Востока-3» и «Востока-4», которые были выведены на близлежащие орбиты и совершили первый групповой многосуточный космический рейс. Возможность маневра в космосе продемонстрировали запуски летательных аппаратов «Полет-1» и «Полет-2». Затем были проведены сближение и автоматическая стыковка наших спутников «Космос-186» и «Космос-188», а также «Космос-212» и «Космос-213».

На «Союзе-3» отрабатывалось ручное управление, обеспечивающее сближение космических аппаратов. Маневрирование – универсальная операция в технике космических полетов. Перспективы его применения в будущем широчайшие. Без него невозможна сборка орбитальных станций, сближение с ней и смена экипажей, техническое обслуживание будущих сложных спутников хозяйственного назначения, аварийно-спасательные работы на орбитах.

Следующий старт стал еще одной вехой на этом пути. Запуск двух пилотируемых кораблей – «Союз-4» и «Союз-5», ручная стыковка, создание первой в мире экспериментальной станции, переход космонавтов из корабля в корабль через открытый космос, проведение целой серии научных исследований, которые выполнили В. Шаталов, Б. Волынов, Е. Хрунов и А. Елисеев, подтвердили правильность конструкторских решений и безотказность космической техники.

Программа, выполненная экипажами «Союза-6», «Союза-7» и «Союза-8», явилась новым достижением отечественной космонавтики, смелым устремлением в бескрайние просторы космоса. Изучить тайны Земли и неба, открыть новые законы природы для того, чтобы еще краше, еще прекраснее была жизнь на нашей родной планете, – вот благородная цель космических полетов.