ЧЕЛОВЕК ИЛИ АВТОМАТ?

  • Мы много говорили о проблеме невесомости. Но ведь эту проблему человек в значительной степени создал себе сам. Не было бы человека на борту космического аппарата, не было бы нужды бороться с невесомостью (некоторые чисто технические проблемы не в счет). Напрашивается вопрос: может быть, не надо посылать людей в космос? Ну не в том смысле, чтобы совсем им туда не летать, а чтобы заменить его в основном автоматикой. Человек же чтобы летал в космос кратковременно - для смены оборудования, профилактических и ремонтных работ.
  • Полтора десятка лет назад широко обсуждался такой вопрос: «Автоматика или человек плюс автоматика?»
  • Сейчас дилемма усложнилась: «Человек плюс автоматика или автоматика плюс человек?» То есть что правильнее: постоянное присутствие на борту экипажа, работающего с помощью автоматизированного оборудования, или полностью автоматизированная станция с периодическим обслуживанием ее человеком?
  • Понятно, что в том или другом случае потребность в космонавтах - количественная и качественная - будет совершенно различной. Характер подготовки и работы их будет отличаться очень сильно. По существу, речь здесь идет о значимости профессии космонавта в будущем, о, так сказать, перспективах ее развитии, а может быть, даже существования.
  • Мы часто и уверенно говорим о космонавтах как представителях новой профессии. Помнится, в опубликованной когда-то в «Комсомольской правде» беседе журналиста Я. Голованова с Юрием Гагариным оба соглашались на том, что космонавт - это не профессия, а лишь определение сферы и условий деятельности, подобно работе полярника.
  • Доля истины в этом суждении есть. Все зависит от того, с какой стороны подойти к понятию «профессия». Со времени этой беседы много воды утекло. Общее количество наработанных человеко-часов за 20 лет, по моим прикидкам, составляет около 60 тысяч (это почти 7 человеко-лет). В мире чуть более ста летавших космонавтов. Представления наши не могли не измениться.
  • Мне кажется, что космонавт - это все же профессия. Причем с самых первых полетов, когда резко проявилась специфика требуемых знаний, умения и подготовки. Начиная с «Восхода», в этой профессии стали различаться разные специальности; пилот, бортинженер, бортврач, исследователь. Что же касается количества профессионалов космонавтов, то ведь и летчиков-испытателей, летающих на опытных и экспериментальных самолетах, во всем мире, наверное, не более двухсот-трехсот, но никто не сомневается, что это профессия.
  • Деление на эти специальности у космонавтов, как и на «должности» на борту станции, пока весьма условно - подготовка и работа двух или трех космонавтов в одном экипаже отличается мало. Но со временем специализация начнет все более сужаться, а количество специальностей еще более возрастет. Появятся, например, исследователи-астрофизики и исследователи-геологи, инженеры по энергоустановкам и по научному оборудованию. На борту будут работать люди действительио разные. Вот тогда, по-видимому, понятие «космонавт» само по себе перестанет означать профессию, а будет соответствовать лишь сфере деятельности.
  • Итак, каковы же перспективы человека в космосе? Прежде чем попытаться ответить на этот вопрос, давайте посмотрим, чем занимаются космонавты на борту сегодняшнего орбитального комплекса.
  • Первая группа задач связана с управлением станцией, с обеспечением ее надежности и безопасности самого экипажа.
  • Управление может производиться по командам с Земли, с помощью бортовой автоматики. Находящиеся в Центре управления специалисты контролируют работу бортовых систем по информации, поступающей с борта по каналам телеметрии через наземные командно-измерительные пункты. Однако текущий контроль возможен только в зоне непосредственной радиовидимости наземных (включая океанские) пунктов. Создание сети таких пунктов, как постоянных, так и временных (имеются в виду специальные суда), - дело сложное и дорогостоящее. Пока удается «закрыть» этими средствами лишь 20-30 процентов от общего времени полета.
  • Таким образом, большую часть времени станция находится только под контролем экипажа. Контроль этот заключается в просмотре выводимой на пульты управления информации о функционировании бортовых систем, анализе этой информации, сравнении ее с ожидаемой и оценке правильности работы систем.
  • При необходимости, а также если обнаружатся тревожные или недопустимые отклонения, космонавты берут на себя управление ориентацией и стабилизацией станции, включение и выключение аппаратуры и корректирующего двигателя, управление процессом сближения с другим космическим объектом.
  • В этом случае человек является как бы звеном в системе управления. Он выполняет функции резервного чувствительного элемента, а также логического, счетнорешающего и командного устройств. Таким образом, в этой своей роли дублера автоматических систем человек существенно повышает надежность орбитального комплекса. Стоит добавить, что человек чувствительнее многих приборов к отказам и неисправностям, связанным с нарушением безопасности полета.
  • Вторая группа задач человека на борту станции - проведение работ, непосредственно связанных с научными исследованиями и экспериментами. Работы эти состоят из большого количества разнородных операций. Например, проведение исследований с помощью звездного телескопа требует сначала сориентировать станцию так, чтобы ось телескопа была направлена на заданный участок неба. Подготовить станцию и телескоп к работе: включить питание, гироприборы, компрессоры холодильной машины, приводы. Подготовить и включить систему регистрации параметров и контроля работы аппаратуры. Наконец, выбрать экспозицию и включить телескоп. При проведении измерений и их регистрации может возникнуть необходимость подстройки телескопа и уточнение нужной ориентации станции, а затем переориентации ее на новый объект наблюдения.
  • Изучение природных ресурсов Земли ведется с помощью избирательной фотосъемки в различных частях спектра. Что значит избирательная? Это не только выбор объектов на поверхности Земли, определение плана и масштаба съемки ко времени пролета над исследуемым районом. Это учет характера освещения объекта и наличия над ним облачного покрова. Это, наконец, наблюдение динамики многократно снимаемых объектов. Космонавты все это (как, разумеется, и включение камер) делают либо сами, либо консультируясь с наземными специалистами.
  • Может быть, чуть-чуть более просты с точки зрения набора и последовательности операций технологические эксперименты. Выполняются они с подготовленными на Земле образцами в автоматизированных установках, почти не требуя контроля, причем полученные результаты анализируются уже на Земле.
  • А вот биологические исследования требуют, наоборот, регулярного визуального наблюдения и непосредственной оценки хода эксперимента, поскольку к одному и тому же результату здесь можно прийти разными путями.
  • Третья группа задач связана с наладочными, ремонтно-профилактическими и другими работами по обслуживанию станции. Это может быть замена вышедших из строя или исчерпавших свой ресурс приборов, агрегатов и отдельных блоков, установка и настройка нового оборудования, прибывшего с «грузовиком», освобождение станции от ненужных элементов оборудования (отходов) путем их шлюзования. Не стоит здесь говорить о них более подробно, поскольку это как раз те задачи, которые, как видно из первоначальной постановки вопроса, сохранятся за человеком в любом случае.
  • Совсем другое дело - задачи, связанные с непосредственным обеспечением пребывания человека на борту станции, тем более длительного. Сюда относятся, кроме уже обсуждавшихся профилактических мероприятий по борьбе с последствиями невесомости, регулярный медицинский контроль (с помощью специальной аппаратуры), а также санитарно-гигиенические процедуры (вплоть до принятия душа).
  • Все это тоже «операции», а иногда даже «эксперименты». Но в то же время все они носят вспомогательный характер, не связанный с решением основных функциональных (научно-исследовательских) задач станции. То есть это те самые проблемы, которые порождены самим присутствием человека на борту.
  • Теперь посмотрим на весь этот объем деятельности космонавтов с точки зрения возможностей современной и будущей автоматики.
  • Вспомним прежде, что уже сейчас созданы и функционируют разнообразные по задачам полностью автомагические космические аппараты. «Полностью» - это значит лишь, что на борту у них отсутствует человек, и не более того. Все-таки контроль за работой такого аппарата осуществляется всегда с Земли с помощью телеметрии и командных линий. С другой стороны, оборудование этих аппаратов максимально автоматизировано, с тем чтобы управление ими с Земли сводилось к как можно меньшему количеству управляющих сигналов.
  • Автоматические средства работают круглосуточно, без отдыха и выходных дней в течение длительных сроков. Иногда в течение трех, пяти и более лет. В принципе за счет глубокого резервирования систем можно получить ресурс и в 10 лет. Но сейчас это, пожалуй, не нужно - за такой срок аппарат устареет «морально».
  • По такому принципу работает огромное количество спутников - радиоретрансляционных, метеорологических, навигационных, геофизических и прочих - и межпланетные аппараты. Достаточно вспомнить наши «Луны» и «Луноходы» или американские «Пионеры», «Маринеры» и «Вояджеры».
  • По такому же принципу функционирует орбитальный комплекс «Салют» при отсутствии на нем экипажа.
  • Заметим, однако, что все автоматические объекты носят узкоспециализированный характер (в некоторых случаях это две-три основные функции), а такую технику автоматизировать намного легче, чем крупные станции, предназначенные для комплексных исследований.
  • Здесь можно поставить множество вопросов (если не бояться напоминания о некоем индивидууме, способном много спрашивать и не получать ответов от десятка даже очень компетентных лиц). Приведем эти вопросы, а заодно и некоторые «антисоображения» все вместе, сразу.
  • Если хорошо и по многу лет работают спутники, которые к тому же проще по конструкции, поскольку не имеют системы обеспечения жизнедеятельности, и если станция может работать в автоматическом режиме, то зачем туда посылать человека на длительный срок? Разве что только для изучения его самого в условиях космического полета?
  • Человек все же не безошибочное счетно-решающее устройство, он способен ошибаться. Особенно в весьма напряженных условиях космического полета. Достаточно ли надежна такая дублирующая система, и не следует ли считать ее «временно исполняющей обязанности» до создания более совершенной автоматики?
  • Не усложняет ли технику присутствие человека на борту космического аппарата чрезмерно, ведь обеспечение безопасности полета от старта до возвращения - сложнейший и дорогостоящий комплекс мероприятий?
  • Мы говорим «человек», как будто это тот же человек, который работает на Земле, за пультом экспериментального стенда, в кабине экскаватора или на борту морского судна. Но ведь это далеко не так. При подборе и подготовке космонавтов пропускной ценз весьма высок. Как бы ни хороша была станция, комфорт на ней существенно ограничен - и отдыхать не очень удобно, «загородов» никаких (наверное, и поэтому космонавты на орбите сейчас так рвутся к работе), и развлечений немного, и коллектив небольшой. Вспомним те два-три часа, которые космонавты почти ежедневно тратят на физические упражнения. Учтем еще затраты времени на связь с Землей, медицинские обследования, разгрузки «Прогрессов», некоторые бытовые обязанности. А ведь все эти функции на Земле распределяются между разными людьми по их профессиям. В итоге у космонавтов остается очень и очень немного времени, не более пяти-шести часов в день на собственно научные и технические эксперименты. И увеличить это время практически нет никакой возможности, КПД космонавта оказывается невелик. Выгодно ли это?
  • Разве нельзя алгоритмизировать и, следовательно, автоматизировать большую часть ныне выполняемых человеком в космосе операций? Применить при этом робототехнику, манипуляторы?
  • Если специализированные средства создавать легко, то не стоит ли отказаться от многоцелевых космических средств, то есть от станций?
  • И наконец, «крамольный» вопрос: а не стоит ли отказаться от ориентации в будущем на третью группу ньшешних задач - ремонтно-профилакткческие операции? Может быть, проще и дешевле (к тому же менее рискованно) будет посылать в космос объекты «одноразового использования», то есть работающие до первой поломки, которую нельзя исправить по командам с Земли? А может быть, выгоднее создавать, наоборот, возвращаемые спутники, чтобы при необходимости ремонтировать их на Земле?
  • Все эти вопросы правомочны, но ответить на них сегодня исчерпывающе трудно. Опыта в создании и использовании космической техники накоплено для этого пока недостаточно.
  • В общем и целом ответ, как говорится, даст время.
  • Прежде всего можно высказать такое соображение: если человек может летать в космос и приносить своими полетами большую пользу науке, и польза эта бесспорна, то почему бы ему туда не летать?
  • Трудно? Ну что ж! Трудно было и первым мореплавателям, и покорителям воздушного пространства, трудно и по сей день летчикам-испытателям, полярникам, водолазам, шахтерам, металлургам. Трудно, но с точки зрения гуманного отношения к человеку вполне в допустимых пределах.
  • Да, конечно, автоматика может очень многое. Но, как уже было замечено, автоматизировать можно сравнительно простые операции и процессы. Но прежде чем создать автомат того или иного назначения, нужно иметь полное представление о том, как задачу можно решать самым эффективным, надежным, экономичным способом.
  • Ставится, к примеру, задача исследования природных ресурсов Земли - нужно выявить оптимальные участки спектра (инфракрасный, ультрафиолетовый, видимый?) для решения различных задач, найти оптимальный вид (многоспектральные или обычные фотоаппараты, телевидение?) и состав оборудования, отработать специальные фотопленки (очень тонкие или, например, для многократного экспонирования?) и т. д. Очень сложная, требующая глубокого изучения проблема - накопление на борту и передача на Землю полученной информации (и в какой мере ее уплотнять, обрабатывать, передавать?).
  • Какой круг вопросов ни возьми, всюду нужны многочисленные эксперименты, нужны испытания оборудования в натурных условиях. И для каждого такого эксперимента (или небольшой их группы) можно создать и запустить автомат. Но когда таких экспериментов нужно провести сотни и тысячи, возникает вопрос: а выгодно ли, да и реально ли иметь такое количество автоматов?
  • Многоцелевые орбитальные станции с человеком на борту - отличный экспериментальный испытательный полигон, необходимый для создания оптимальных автоматических спутниковых систем будущего.
  • Конечно, многие операции, осуществляемые сегодня человеком, в принципе можно алгоритмизировать. Например, работу с телескопом, фотографирование, проведение технологических и биологических экспериментов. Большинство операций не вызовет затруднений. Проблемы возникнут в каждом случае с одной-тремя (из десятка-двух) операций.
  • Но каковы эти операции? Самые простые! Например, перезарядка фотоаппаратов, технологических печей. Или смена отказавшего блока, а то и просто предохранителя. Для человека нет ничего проще. А для автомата сложные кинематические механизмы-манипуляторы, мощные вычислительные устройства с большой памятью, десятки датчиков... сложнейшая для достижения надежной работы схема.
  • Можно также создать оборудование, которое следило бы за облаками над объектами съемки. Но какая это должна быть сложная оптическая и механическая система! Человеку ничего не стоит, обнаружив разрыв в облаках и увидев сквозь него нужную зону, направить туда объектив и нажать спуск. А автомату? Вообще обнаружение и мгновенное опознание предметов - задача, в которой пока даже представить трудно, когда человека в космосе можно будет заменить автоматикой или дистанционным управлением с Земли.
  • Спрашивается, что же во всех этих случаях будет надежнее, автоматика или человек? Ответ напрашивается сам собой. Добавьте сюда, что человек может в ходе полета расширять и менять программы экспериментов.
  • Да, временной КПД космонавта-исследователя пока невысок. Но это не значит, что этот КПД нельзя поднять. Например, за счет полного освобождения человека от функций контроля и управления станцией и бортовой аппаратурой. Каким образом?
  • Напрашивается такой путь; передать все эти операции Земле. Трудное, но вполне реальное решение, только не стоит, по-видимому, рассчитывать на резкое увеличение наземных командных пунктов (не менее 40- 50 таких пунктов смогли бы решить эту проблему). Этот способ неэкономичен, да и сложен технически. Куда выгоднее использовать спутники-ретрансляторы, находящиеся на стационарных орбитах, подобных «Экрану» и «Интелсату». Такой способ уже применялся в программе «Союз» - «Аполлон». Однако этот путь в целом малоэффективен. Станция при этом едва ли не полностью лишена автономии. Линии связи предельно перегружены «сырой», необработанной информацией. И наконец, на Земле, в сфере управления, постоянно должно быть задействовано большое количество людей.
  • Более эффективный путь - освободить космонавтов от функций управления за счет оборудования станции комплексом мощных и надежных бортовых вычислительных машин, способных обрабатывать и анализировать всю информацию прямо на станции и результирующие данные передавать непосредственно на исполнительные органы или на Землю.
  • Во всех этих случаях за экипажем должна остаться возможность вмешиваться в управление в неожиданных и нештатных ситуациях.
  • Нет пока методов, с помощью которых можно было бы точно определить оптимальное сочетание таких факторов, как характер операций, проделываемых человеком, общие условия его функционирования и длительность пребывания на борту. Здесь опыт, как ни досадно, идет впереди теории. Тем не менее можно сказать, что сейчас автоматики и «человека» на борту ровно столько, сколько позволяет располагаемый уровень этой самой автоматики при тех задачах, которые ставятся, причем имеется стремление к экономичной оптимальной системе.
  • Вполне возможно, что оптимум здесь будет сдвигаться в сторону снижения доли участия человека в функционировании космических средств в целом. Имеется в виду: в функционировании средств сегодняшнего дня. На каждом новом средстве эта доля может быть снова достаточно высокой. Лет через 10-15 на борту долговременных орбитальных станций производительность труда космонавтов будет существенно выше. Два человека, скажем, будут управляться с значительно большим комплексом аппаратуры и программой исследований.
  • Разумеется, современные орбитальные станции с экипажем на борту работают не только на будущие автоматические спутники или межпланетные системы. Если исходить из того, что в будущем в космосе понадобится много людей, а основания для такого утверждения имеются (хотя и не бесспорные - об этом мы поговорим немного позже), то, следовательно, нужно уже сегодня интенсивно выяснять космические возможности человека, накапливать статистику и отрабатывать элементы будущих систем и средств обеспечения жизнедеятельности и функционирования людей в космосе, включая космос открытый.
  • Подведем некоторые итоги нашим размышлениям. Сейчас мы уже имеем в своем распоряжении средство для длительных полетов космонавтов - комплекс «Салют» - «Союз» - «Прогресс». Он предоставляет нам возможность решения большого количества задач научных и народнохозяйственных. От этого богатства отказываться пока нет никакого резона. С другой стороны, на сегодня автоматические средства в космосе дешевле пилотируемых. Однако применять их можно эффективно лишь там, где имеется достаточная ясность путей и методов решения задач. И еще там, где присутствие человека по каким-либо причинам невозможно.
  • Там же, где нужно искать - экспериментировать и испытывать, - участие человека резко повышает и эффективность, и, как ни парадоксально, экономичность. Во многих случаях, при многих операциях участие человека еще долгое время будет дешевле создания и применения автоматики. Тем не менее процесс вытеснения человека автоматикой в решении космических задач будет идти вечно.
  • Сегодня же человек продолжает эффективно трудиться в космосе и для настоящего, и для будущего.

    ЧЕЛОВЕЧЕСТВО В КОСМОСЕ

    В ГОСТЯХ У АМЕРИКАНСКИХ АСТРОНАВТОВ

  • Пилотируемые космические полеты могут в принципе осуществляться не только на орбитальных станциях, но и на различного рода межпланетных космических, кораблях, предназначенных для далеких экспедиций: пролетов, облетов и высадок на другие небесные тела.
  • Но почему же в принципе? Еще десять-пятнадцать лет назад в сотнях книг и статей можно было прочитать, о том, что развитие пилотируемой космонавтики неизбежно идет по пути: орбитальные корабли, станции Луна, Марс и далее, как говорится, везде. С мечты о межпланетных полетах началась космонавтика. С нее начинали свою практическую деятельность создатели первых жидкостных ракет в 20-30-е годы. С мечтой о полетах на Луну, к планетам солнечной системы работали творцы первых спутников и пилотируемых кораблей.
  • Но вот пришли 80-е годы XX столетия, а межпланетные пилотируемые корабли никуда не летают. Более того, не строятся, и, насколько известно, создание их пока даже не планируется. А между тем конец 60-x и начало 70-х годов прошли под знаком крупного успеха космической техники - созданные в США пилотируемые корабли «Аполлон» с помощью трехступенчатых ракет-носителей «Сатурн-5» совершили девять полетов к Луне с выходом на селеноцентрическую орбиту, в шести из которых были осуществлены посадки специальных аппаратов на поверхность Луны.
  • В 1970 году мне пришлось побывать в США по приглашению НАСА. НАСА - американская государственная организация, ведущая работы по аэронавтике и космонавтике с центральным аппаратом в Вашингтоне. Она ведет работы через свои организации - центры Джонсона, Маршалла, Кеннеди, Годдарда и другие.
  • Эта поездка была интересна мне не только потому, что можно было своими глазами увидеть развернутые тогда работы по проекту «Аполлон», но и сама по себе. Она позволяла мне познакомиться с интересной страной, с ее людьми.
  • Длинный перелет над океаном, пустынные области северо-восточной Канады, Подходим к Монреалю - нас не принимают: погода плохая, а в Нью-Йорк лететь нельзя: если сразу пойдем к Нью-Йорку, то запас бензина перед портом окажется всего лишь на один час, а для аэропорта в Нью-Йорке требуется запас бензина минимум на два часа: часты «большие очереди» на посадку.
  • Пришлось возвращаться назад и заправляться в Галифаксе.
  • Во второй половине дня сели в Нью-Йорке. Встреча с американцами в аэропорту. Первый - Френк Борман, командир «Аполлона-8», первого корабля, совершившего полет на орбиту спутника Луны, в то время один из руководителей Центра пилотируемых полетов НАСА в Хьюстоне.
  • Он будет нас сопровождать до Хьюстона, а дальше нас повезут другие космонавты (американцы называют «астронавты», но по мне, наше название более правильно), Френк Борман, по-видимому, в то время подумывал о политической деятельности, и ему была важна не только известность, но и формирование у возможных избирателей определенного политического образа (своего, разумеется). Насколько можно понять, образ такой: «Мне, космонавту (Борману), удалось с Луны увидеть Землю такой, какая она есть на самом деле - сравнительно небольшой планетой. На такой планете при современных технических возможностях воевать нельзя. Поэтому важно укреплять взаимопонимание, доверие и сотрудничество между странами мира, и, главное, между СССР и США. И мне (Борману) это удается, уже налаживаются контакты, нам доверяют и т. д.».
  • Мне кажется, именно этим объясняется его инициатива в организации его поездки в СССР и в приглашении нас в Соединенные Штаты. И он считал важным продолжение таких поездок, таких контактов. По-моему, это хорошая инициатива и хорошая политика.
  • И правительство США тогда активно поддерживало эту инициативу - фактически нашу поездку организовал и обеспечивал государственный департамент в лице заместителя начальника протокольного отдела госдепартамента Билла Кодуса, его сотрудников и целого отряда офицеров безопасности (восемь человек! - представители нашего посольства уверяли нас, что так и нужно в этой стране «решительных, вспыльчивых и вооруженных» людей! - но как же живут бедные граждане?).
  • На следующий день перелет в Вашингтон - на прием к Р. Никсону. Президент выглядел уже несколько усталым, хотя полдень еще не миновал. Фотографирование, общий разговор: высоко оценивает советские успехи в космосе, рад приветствовать советских космонавтов, говорит о важности контактов и взаимопонимания.
  • Сразу же после приема - самолетом в Хьюстон, где вечером состоялась встреча с американскими космонавтами. Дружелюбие, взаимное любопытство, подтрунивание над «зажимом» американских ученых-космонавтов - зачем-то их стали обучать летать на самолетах, хотя ясно, что полет на космическом корабле и на самолете, управление кораблем и самолетом практически не имеют ничего общего. Они отшучиваются, говорят, что все-таки это приятно - научиться водить самолет (так же, как в свое время научиться водить автомашину).
  • Утром начали осмотр Центра пилотируемых полетов в Хьюстоне.
  • Центр пилотируемых полетов занимается проектной разработкой космических кораблей и наиболее важных проблем, выдает промышленным фирмам технические исходные данные на отдельные космические корабли и оборудование, ведет экспериментальные работы, обеспечивает подготовку наземной и бортовой команды корабля к управлению в полете, участвует в подготовке корабля к старту на космодроме и обеспечивает управление кораблем со своего центра управления, располагающегося здесь же, в Хьюстоне.
  • Для организации пилотируемых космических работ в США характерны следующие моменты. Люди, создающие проект корабля, участвуют в работе до конца и обеспечивают с Земли управление кораблем в полете. Нет разрыва ответственности между замыслом и окончанием работы (осуществлением полета). Персонал подготовки космонавтов и сами космонавты являются также работниками центра (как у нас в авиационных КБ, где летчики-испытатели - служащие соответствующего КБ), ведущего разработку кораблей. Такая организация работы помогает оперативно решать вопросы, связанные с испытаниями и доведением технических характеристик космических аппаратов до необходимых требований.
  • Нас провезли по хорошо спланированной и ухоженной территории центра, показали нам центр управления полетами, тренажеры, скафандры, помещение для карантина космонавтов, возвращающихся с Луны.
  • Схема управления полетом достаточно логична. Наземные пункты командно-измерительного комплекса расположены в различных точках Земли (так, чтобы корабль во время полета был виден хотя бы с одного из них - таким образом обеспечивается почти непрерывность связи), получают с борта корабля информацию и немедленно (автоматически) переправляют ее по наземным каналам связи в Хьюстонский центр. Здесь информация обрабатывается на вычислительных машинах, разделяется в стандартные группы и в виде таблиц или графиков выдается на телевизионные экраны перед операторами (их порядка 30-40). Операторы могут вызывать на свой экран различные стандартные группы информации и не сходя с места советоваться между собой, пользуясь внутренней связью.
  • Большинство операторов контролирует борт корабля. Кроме этого, часть операторов занята контролем состояния средств наземного комплекса (какие станции работают, характеристики их работы, возможное резервирование, состояние других станций и т. п.), часть обеспечивает связь с экипажем, часть контролирует состояние средств эвакуации. Процесс контроля, анализа и управления на Земле идет непрерывно. Имеются три команды операторов, возглавляемые сменными руководителями полета. Более высокое руководство имеет возможность наблюдать за процессом управления полетом либо через стекло (во всю стену) из «гостевой», либо по телевизору.
  • В состав центра управления входит и электрический стенд-модель корабля, на котором во время полета можно имитировать возникающие «отказы» и «проигрывать» возможные способы выхода из положения.
  • Оборудование центра управления, большая и оперативная информация, предоставляемая каждому оператору, и то, что управление полетом ведется в той же организации, которая разрабатывала проект корабля, - все это производит хорошее впечатление продуманности и четкого распределения обязанностей и ответственности. Наличие необходимой информации у каждого члена группы управления, возможность непрерывного обмена мнениями между членами группы и принятия решений на месте позволяют избежать громоздких, приводящих к большим потерям времени «оперативных» совещаний, переносов информации путем телеграмм, телеграфных докладов, переноса информации с регистрационных лент на плакаты-таблицы и графики.
  • Такая же схема организации управления реализована и у нас - в Центре управления полетами.
  • Тренажеры для комплексной тренировки экипажей космических кораблей «Аполлон» по оснащенности, по методам имитации работы бортовых приборов и изменения видимой в иллюминаторы картины близки к нашим тренажерам космических кораблей (например, для кораблей «Союз») и находятся примерно на одинаковом уровне.
  • Это вообще характерно для технических средств управления сложными процессами, которые мы видели и в центре управления, и на тренажерах, и в пультовой испытательной станции завода, где изготавливаются основные блоки корабля «Аполлон»: инженеры, проектирующие пульты и вывод информации, не забывают о возможностях человека по надежной переработке информации, соответственно стараются обеспечить достаточное количество рабочих мест и, главное, на каждом рабочем месте обеспечить возможность оперативного получения любой необ ходимой информации (но в виде ограниченных стандартных порций), Обеспеченность информацией - обязательное условие плодотворной, успешной работы.
  • Внутри тренажеры, естественно, имитируют кабины кораблей, рабочие места членов экипажа. Приборные доски и пульты - натурные. Здесь, в кабине корабля, у них явно нарушаются принципы соответствия возможностей человека и поступающей к нему информации: стены кабины покрыты сотнями тумблеров с надписями, стрелочными индикаторами и т. п. Одновременно здесь же и пульт вычислительной машины, существенно упрощающей управление, и тумблеры, и громоздкие и несоответствующие своему назначению ручки управления. Кабины кораблей очень напоминают кабины современных самолетов, и это не случайно - проектанты кораблей в США, насколько я понял, пришли в космическую технику из авиации и невольно принесли с собой и некоторые не лучшие методы отображения информации и управления. Как это ни странно, наземные пульты испытаний и управления (с точки зрения методичности построения) сделаны у них на более современном уровне - это понятно: по-видимому, эта «второстепенная» работа была поручена людям, не слишком обремененным традицией.
  • Наши корабельные средства отображения, выдачи команд и управления, позволяющие концентрировать информацию, группировать команды, резко сокращать число элементов, используемых для выдачи команд (например» для выдачи нескольких сотен команд на корабле «Союз» используются лишь несколько десятков клавиш), представляются мне более удобными, более перспективными. Впрочем, объективности ради должен добавить, что мой спутник - Г. Т. Береговой был другого мнения - ему нравилось, что кабина корабля «Аполлон» похожа на кабину самолета, ему нравятся тумблеры и большие рычаги управления, и он считает, что мы напрасно уходим от авиации. А мы от нее не уходим - просто космический корабль и самолет - это разные аппараты, и условия полета и условия управления у них разные, и поэтому об «уходе» от традиции речи быть не может. Что же касается методов, то скорее авиационная техника начнет заимствовать у нас, например, методы отображения информации и выдачи команд.
  • После тренажеров осмотрели установку для тренировки ходьбы в скафандре в условиях лунной тяжести и скафандр. Скафандр производит очень хорошее впечатление подвижностью. Это достигнуто за счет очень тонкой гермооболочки (кстати, гермооболочка одна), шарниров и гофров во всех местах, где имеется относительное движение частей человеческого тела, отдельной силовой оболочки.
  • В Хьюстоне мы видели специальный тренажер для отработки причаливания. Это огромное сооружение, в котором натурный (по размерам и внешней форме) макет основного блока корабля «Аполлон» и макет лунной кабины с двумя тренирующимися космонавтами могут совершать относительное движение в пространстве (используются подъемники и тележки, включаемые по командам с ручки управления координатными перемещениями). Макет лунной кабины крепится с помощью карданового подвеса и во время имитации процесса сближения в соответствии с командами, идущими с ручки управления ориентацией, кабина с пилотами вращается в пространстве. Это приводит к тому, что во время упражнения экипаж то стоит вертикально, то лежит на животе, то на боку (чтобы не свалиться, экипаж закрепляется специальной привязной системой на растяжках). Изменение положения тела относительно направления силы тяжести, конечно, вносит помехи в работу и никак не соответствует условиям полета. С моей точки зрения, это дорогостоящее сооружение американские специалисты сделали зря - наверное, были лишние средства. Наш специальный тренажер для отработки ручного управления причаливанием кораблей «Союз» сделан проще - перемещается только модель корабля, а на средствах визуального контроля эта модель видна так же, как натурный корабль.
  • Лаборатория, где космонавты, вернувшиеся с Луны, проходят карантин, как, смеясь, рассказывали американские специалисты, была, по-видимому, построена также зря - никаких признаков микробов, вирусов или каких-либо других признаков органической жизни, «привезенных с Луны», обнаружить не удалось.
  • В этой же лаборатории мы видели оборудование для обработки и исследования «лунных камней» - ведь на Луне они находятся в условиях вакуума, и, следовательно, чтобы влияние нашей атмосферы (путем окисления) не исказило их характеристик и структуры, их нужно обследовать и держать в условиях глубокого вакуума.
  • Лунные камни напоминают кусочки угля, но не антрацита, а скорее бурого - то есть имеют матовую черную поверхность и кажутся покрытыми пылью.
  • Затем осматривали Хьюстон. Закрытый стадион на 55 тысяч мест с искусственной «травой» - ковром на поле (кусочек этой «искусственной травы» мы даже привезли с собой), богатые и бедные кварталы. Сразу бросается в глаза, что в бедных кварталах живут в большинстве негры.
  • Вечером у Ф. Бормана мы познакомились с рядом новых для нас людей, и в том числе с прилетевшим на вечер с мыса Кеннеди командиром корабля «Аполлон-12», живым и общительным Чарльзом Конрадом. Примерно за три месяца до старта экипаж корабля уезжает на космодром, участвует в подготовке корабля к полету.
  • Нам довелось познакомиться и побеседовать с рядом американских инженеров и организаторов, участвующих в создании космической техники: Робертом Гилрутом, Джорджем Лоу, Крисом Крафтом, Робертом Симонсом, Д. И. Атвудом, Вильямом Пикерингом и другими инженерами и учеными, присутствовавшими на годичном собрании в Лос-Анджелесе Американского института аэронавтики и космонавтики (что-то вроде ведомственной академии наук, работающей на общественных началах). На следующий день у меня был довольно интересный разговор с доктором Р. Гилрутом об общих проблемах создания космических кораблей, о возможных направлениях работ, о главных задачах космической техники на ближайшее десятилетие.
  • Во время этого разговора доктор Р. Гилрут упомянул о том, что, по мнению Н. Армстронга и Д. Олдрина, одна шестая тяжести все же существенно лучше невесомости. Полет «Аполлона-11» продолжался около десяти суток, а на Луне они пробыли около суток. Не означает ли это высказывание того, что, по их ощущениям, невесомость в течение такого времени - это заметная нагрузка? Во всяком случае, так можно понимать.
  • Вечером мы познакомились с некоторыми звездами американского кино.
  • Субботу и воскресенье мы провели в городе Сан-Диего, побывали на футбольном матче (не наш футбол, а американский - близко к регби), в зоопарке, океанариуме («морской мир»), осматривали город. В этом городе познакомились еще с рядом новых людей и, в частности, с известным американским ученым, нобелевским лауреатом, Г. Юри, работавшим ранее в области атомной физики, а последние 10-15 лет в области теории происхождения солнечной системы (сейчас участвует в обработке лунных образцов - они представляют ценность именно с точки зрения происхождения солнечной системы). С ним был интересный спор по вопросу теории происхождения Луны. Он считает, что Луна и Земля образовались как-то совершенно независимо и лишь потом оказались рядом (разная плотность, разное строение). Я с этим не соглашался, доказывая, что логичнее предположить их независимую конденсацию, но из одного облака, так как иначе трудно представить себе механизм появления такой двойной планеты, как Земля-Луна. Спор закончил Г. Юри, сказав, что, конечно, доказательств сейчас ни у кого нет, в том числе и у него.
  • Джин Сернан, космонавт, летавший ранее на кораблях «Джеминай» и «Аполлон-Х», живой и остроумный парень, познакомил нас в Сан-Диего с семьей своего приятеля - инженера и одного из руководителей компании «Райян Айркрафт», - Д. Джеймсона. Д. Джеймсон понравился и своей жизнерадостностью, и изобретательностью (он с большим удовольствием демонстрировал нам свои всевозможные изобретения - от авторучки, которая не пишет на простой бумаге, а только на специальной (чтобы вытеснить неудобные - «тушь и рейсфедер») и машинки для чистки зубов без зубной щетки (струей воды) до самолетов и различных авиационных устройств (он прокрутил нам небольшой фильм о работах фирмы). Кстати, именно он вел работы по системе приземления корабля «Аполлон» с использованием так называемого «Крыла Рогалло», которое должно было заменить парашюты на последнем участке полета и позволить за счет планирования выбирать место для приземления. Однако из-за неудач при экспериментальной отработке этой схемы от нее отказались, и финансирование этого направления было прекращено.
  • В понедельник мы выехали в Лос-Анджелес. Г. Береговой должен был посетить завод «Норт Америкен Рокуэлл», а я «Джет Пропалжен лаборатори» (один из центров НАСА).
  • Доктор Билл Пикеринг, руководитель центра, рассказал мне о задачах и об организации работы. Центр «Джет Пропалжен лаборатори» занимается автоматическими аппаратами типа «Сервейер», «Маринер», ведет проектирование. Разработку узлов и агрегатов поручает промышленным фирмам (по договорам). Сборка и основные испытания (тепловые и на герметичность; на нагрузки и комплексные электрические) аппаратов производятся опять в центре. После старта с мыса Кеннеди управление полетом автоматических аппаратов осуществляется опять из этого же центра в Лос-Анджелесе, по той же схеме, как и в Хьюстоне. Опять та же картина, что и в Хьюстоне, - сконцентрировано в одном месте проектирование, финансирование смежных организаций, основные испытания, подготовка к полету и управление полетом.
  • В «Джет Пропалжен лаборатори» осмотрел большую термобарокамеру, предназначенную для проведения комплексных тепловых испытаний аппаратов в условиях вакуума и солнечного освещения, испытательный корпус, музей и центр управления полетом.
  • В беседе доктор Б. Пикеринг рассказал о новых экспериментальных данных по Марсу, полученных в этом году с помощью аппаратов «Маринер-VI» и «Маринер-VII». Подтвердилось, что давление атмосферы у поверхности около 5-7 миллибар (то есть получены такие же данные, как и в предыдущем полете, а это важно, потому что некоторые специалисты называли слишком большой диапазон возможных давлений у поверхности: от 5 до 20 (!) миллибар). Атмосфера почти целиком из углекислого газа. Поверхность очень напоминает лунную - изрыта большими и мелкими кратерами, одно место является исключением - так называемая долина Хэлас, где нет совершенно кратеров - ровная поверхность. В мае следующего года, когда Земля, Солнце и аппарат «Маринер» будут на одной прямой, они собираются провести эксперимент по проверке величины отклонения луча электромагнитного излучения при его прохождении вблизи Солнца.
  • Удалось договориться с организаторами поездки о замене ленча на посещение завода фирмы «Норт-Америкен Рокуэлл». На заводе мне показали цеха сборки, электрических испытаний и музей возвратившихся спускаемых аппаратов корабля «Аполлон».
  • В цехе сборки - атмосфера приборного производства - чистота, отсутствие пыли, помещение герметичное с искусственным кондиционированием, на входе фильтр-шлюз, где входящего «обдувают» и заставляют «очищаться» от пыли и грязи и каждый должен переодеться в чистую производственную одежду.
  • Сборка идет на нескольких стапелях, которые имеют несколько этажей. Сначала отдельно собираются основной отсек (спускаемый аппарат) и вспомогательный отсек (то есть приборно-агрегатный). Приборный отсек негерметичный.
  • Это характерное отличие - американские автоматические и пилотируемые аппараты, как правило, не имеют герметичных приборных отсеков. И понятно почему - и легче и удобнее в эксплуатации (при сборке н подготовке корабля или аппарата к полету), нет лишних гермовводов. Ведь если на заключительной стадии испытаний выходит из строя какой-либо элемент в герметичном приборном отсеке (например, в корабле «Союз), то приходится расстыковывать кабельную сеть, гидро- и пневмомагистрали, разбирать корабль, вскрывать приборный отсек. А затем все в обратном порядке - сборка, повторные испытания на герметичность систем (после восстановления магистралей), приборного отсека, прозвонка кабелей и повторные электроиспытания.
  • На контрольно-испытательной станции четыре стапеля для кораблей и три пультовых (на четвертом стапеле может во время электрических испытаний трех кораблей идти монтаж и подготовка к испытаниям четвертого). Хорошее впечатление от пультовой для комплексных электрических испытаний корабля. Идея испытаний и принципиальный метод те же, что и у нас, - автономные испытания приборов, систем, а потом комплексные.
  • Интересно отметить, что на электрических испытаниях в это время находились корабли «Аполлон-14» и «Аполлон-15», которые должны были стартовать соответственно в июле и в ноябре 1970 года. То есть на время электрических и функциональных испытаний, отработки схемы данного корабля и его подготовку к полету выделяется время порядка года (с момента окончания сборки). Это, конечно, позволяет повысить надежность и качество подготовки.
  • В музее, где находятся вернувшиеся спускаемые аппараты кораблей «Аполлон», обращает на себя внимание состояние внешней поверхности теплозащитного покрытия. При транспортировке некоторые куски прококсовавшегося поверхностного слоя отвалились, и видно, что в наиболее теплонапряженных местах глубина коксования составляет примерно 20-30 миллиметров. Конструкция теплозащитного покрытия у аппарата «Аполлон» совершенно иная, чем у наших спускаемых аппаратов, но органический наполнитель поверхностного защитного слоя, сублимирующий при высоких температурах, по-видимому, по составу близок к используемому у нас.
  • По их данным, температура разрушения поверхностного слоя составляет 2750° С, что вызвало у меня некоторые сомнения.
  • В этот же день (27 октября) мы вылетели в Сан-Франциско. Прием у мэра, в законодательном комитете, осмотр города из старинного вагончика канатной дороги (что-то вроде трамвая, приводимого в движение канатом, - этот вид транспорта, наверное, сохраняется как экзотическая реликвия).
  • Следующий день был посвящен осмотру города. Сан-Франциско размещается на мысе между океаном и заливом. Город белых зданий, разбросанный на холмах, окруженный парками и водой, великолепно выглядит с самых разных точек и днем на фоне зелени, моря и облаков, и ночью, залитый цветистым морем электрических огней. Этот город (как и Нью-Йорк) ближе и понятнее нам, чем другие города Америки, он больше похож на наши города, более траднционен: улицы, вечером залитые огнями, тротуары, оживленная толпа на улице. В более современных городах Америки больше бросаются в глаза дороги-магистрали и часто многоэтажные развязки, торговые центры на пустырях, залитых асфальтом, и громадные стоянки автомобилей.
  • Эти новые города (да и окраины традиционных городов, даже таких, как Нью-Йорк и Сан-Франциско) представляют собой громадные площади кварталов одно-двухэтажных индивидуальных домов. Каждая американская семья стремится иметь свой отдельный дом. И вот видно, к чему это приводит: на калифорнийском побережье от Сан-Диего до Лос-Анджелеса на протяжении 250 километров раскинулся фактически один сплошной город.
  • Меня интересовало, почему так неразумно расходуется в США такая драгоценная вещь, как свободная земля, леса, поля, побережье. «У нас еще много земли, и потом, что можно сделать? - земля-то частная!» Это, конечно, неразумно и несерьезно - известны темпы роста населения, и, если так будет продолжаться, через какую-то сотню лет вся поверхность Земли будет застроена домами. А восстанавливать природу трудно и дорого.
  • Из Сан-Франциско мы вылетели в Аризону, в национальный парк «Большой каньон»: плато, в котором река Колорадо и ее притоки за миллионы лет проточили систему «оврагов» глубиной до полутора километров, вскрыв десятки пластов отложений (когда-то это место было, по-видимому, дном моря) и показала глазам людей наглядную картину геологической истории Земли. Все это красочно и фантастично. Гордон Купер, космонавт, летавший на кораблях «Джемини», сопровождавший нас на этой части путешествия, предложил поехать вниз (гостиница располагается на плато) на мулах. Это было достаточно эмоционально - ни Береговой, ни я до этого ни разу не ездили на лошадях, а эти мулы - почти как лошади (по размеру - а по внешнему виду попробуй определи, какой у него характер).
  • Организаторы поездки, по-видимому, старались создать у нас возможно более многостороннее представление об их стране - города и поселки, побережье, парк секвой и пустыня, промышленность, космонавтика и искусство.
  • В «Большом каньоне» провели вечер и наутро вылетели в Детройт.
  • В техническом центре автомобильной компании «Дженерал моторе» нам показывали модель теплового двигателя, лабораторию объемной фотографии с помощью лазерной техники (по их уверению, им удалось получить на пластинах объемные «отпечатки» с разрешением 3000 линий на миллиметр), экспериментальную установку для отработки методов использования электронных вычислительных машин при конструировании сложных объемных деталей (например, таких, как корпуса автомобилей). Легко было видеть, что такой симбиоз художника-конструктора и вычислительной машины может увеличить производительность труда конструктора и расширяет творческие возможности человека. Идея метода такова: конструктор лепит модель, фотографирует ее в определенных ракурсах-проекциях, и эти фотографии с заданным масштабом вводятся в машину. Машина «строит» проекции детали (алгоритм тут должен быть достаточно простой) и затем уже может выдавать конструктору либо чертежи, либо проекции на экране, в том числе и объемное изображение с сечениями, причем в зависимости от команд, выдаваемых в машину, это могут быть изображения в различном масштабе, с разных точек зрения и с различным количеством сечений. После «доработок» и «внесения изменений» по командам конструктора машина выдает комплекты чертежей, размерные цепочки, комплекты перфокарт, используемых уже другой вычислительной машиной в комплекте с обрабатывающим оборудованием для изготовления штампов.
  • Там же нам показали модели нескольких новых автомобилей, на которых специалисты «Дженерал моторс», ищут новые, более удачные, надежные, дешевые решения для отдельных проблем, узлов, агрегатов и т. п.
  • Мы видели несколько экспериментальных так называемых «городских автомобилей». Как нам объяснили, это автомобили для домохозяек для поездок за покупками- очень маленькие двухместные автомобили - коляски, закрытые «фонарем» или совсем без него. У одного из них привод - электромотор с питанием от аккумуляторов. Дальность поездки без подзарядки - 50 километров, время подзарядки три часа. Может быть, для города это и неплохо. Осмотрели два экспериментальных гоночных автомобиля. Фирма гоночных автомобилей не строит - эти автомобили используют только как базу для проверки новых решений. На этих машинах механизация везде, где только возможно и невозможно (например, даже стоп-сигнал закрыт - при торможении открываются крышки и становятся видны красные огни). Гидропривод: при включенном двигателе и передаче автомобиль стоит - для начала движения нужно нажать только на акселератор; впрочем, это уже используется и на многих современных автомашинах. Там же нам продемонстрировали тренажер для обучения вождению автомобиля, а также, по-видимому, для экспериментальной проверки динамических характеристик вновь разрабатываемых автомобилей (усиления сервопривода от руля к колесам, интенсивность торможения и т. п.).
  • На заводе Форда мы осмотрели сборочный конвейер, цеха проката и штамповки. Интересно, что на одном конвейере шла сборка четырех разных типов легковых автомобилей. Ведущие американские фирмы считают теперь необходимым выпускать разные машины. Это вполне возможно на одном конвейере, ненамного увеличивает стоимость машины, но «разнообразие украшает жизнь, а автомобиль нужно не только изготовить, а и продать!». В стране, где в год выпускается до 10 миллионов легковых автомобилей, это, по-видимому, не так просто. Но они с этой задачей в то время справлялись- по их данным, время от изготовления автомобиля до его продажи не превышает 60 дней.
  • Во всех этих цехах не чувствуется суеты и нервозности, но зато и ни единой секунды простоя - чувствуется четкий интенсивный производственный ритм. Оператор прокатного стана, с которым нас познакомили, этому очень обрадовался, но тут же отвернулся и сел за пульт управления - работу останавливать нельзя! Он ее прервал, наверное, не более чем на 5-10 секунд. Эта высокая интенсификация труда дает, конечно, требуемый производственный эффект, но и изнашивает человека до предела, зачастую превращая его в живого робота. Однако рабочее место столь дефицитно в современной Америке...
  • За обедом (ленчем) мы встретились с руководством автомобильной компании «Крейслеркорпорейшн» и имели несколько большую возможность поговорить с ними. После обеда они продемонстрировали нам одну из своих автомашин - гоночную машину «Супербёрд» с двигателем мощностью 500 лошадиных сил.
  • К вечеру мы перелетели самолетом в Вашингтон, чтобы успеть на прием в советское посольство.
  • На этом приеме меня познакомили с доктором Г. Сиборгом (председателем комиссии по атомной энергии), доктором Р. Пейном (директором НАСА), встретился опять с Р. Сименсом (министром ВВС).
  • В интересной беседе с доктором Пейном обсуждались вопросы космических работ. У нас оказалось общее мнение о возможных направлениях дальнейшего развития космической техники: орбитальные станции на низких околоземных орбитах, с большим экипажем и большим временем существования (порядка нескольких лет); астрофизические обсерватории, предназначенные для исследования вселенной из космоса, совершающие полет на расстояниях в несколько сот тысяч километров от Земли (чтобы уйти от радиопомех и от мешающих ориентации гравитационных моментов и избежать попадания в тень Земли во время измерений из соображений стабильности теплового режима); межпланетные пилотируемые корабли для полетов к Марсу и Венере; корабли, базы и другие средства для методического исследования и освоения Луны; автоматические аппараты для исследования ближних и дальних планет солнечной системы и околосолнечного пространства; прикладные околоземные аппараты для обеспечения связи, навигации, службы погоды и т. п. Доктор Пейн сказал, что он также считает наиболее перспективными астрофизические обсерватории.
  • Конечно, отсутствие атмосферы, очень большие экспозиции, наконец, возможность создания в условиях невесомости огромных инструментов (радиотелескопов с диаметром зеркала порядка километра), построения радиоинтерферометров с базами порядка сотен тысяч километров (например, одна приемная антенна на Земле, другая на борту станции) позволят увеличить разрешение астрономических инструментов (по сравнению с имеющимися сейчас) на два-три порядка (то есть примерно в 100-1000 раз) и, следовательно, получить новую необычную информацию о вселенной, в которой мы живем.
  • В ответ на вопрос он сказал, что считает реальным срок 1985-1986 годы для осуществления марсианской экспедиции при условии решения в 70-х годах трех генеральных задач: создания орбитальной станции с временем существования около двух лет, транспортного корабля многократного использования для связи Земля - орбита и ядерного двигателя.
  • Конечно, хорошо бы иметь транспортный корабль многократного использования, и еще более соблазнительно было бы создать мощную ракету-носитель многократного использования (и главное, сейчас понятно, как это сделать!), но почему это обязательное условие для осуществления марсианской экспедиции? Складывалось впечатление, что они (США) при рассмотрении проектов марсианской экспедиции отдавали предпочтение ядерным двигателям большой тяги. Почему? Доктор Пейн ответил: дело в том, что прототип такого двигателя - «Нерва» - уже вышел на стендовые испытания, и испытания идут успешно. В ответ на ироническое замечание о том, что нельзя так несерьезно решать столь серьезный вопрос - разве можно решать вопрос об энергетике марсианских межпланетных кораблей, работы, рассчитанной на десятилетие (проектирование, создание, отработка и полеты!), по такому преходящему фактору, как время выхода двигателя на стендовые испытания, доктор Пейн засмеялся и сказал: «Конечно, мы работаем и над плазменными электрореактивными ядерными двигателями малой тяги, и достаточно интенсивно. Возможно, в марсианских кораблях будет какой-то симбиоз ядерных и плазменных двигателей».
  • Он поинтересовался нашей точкой зрения - как мы думаем, стоит ли Советскому Союзу заниматься решением задачи высадки экспедиции на Марс, если будет известно, что американцы начали работу над этим проектом и будут реализовывать экспедицию. Я высказал свое мнение: по-видимому, было бы целесообразно хотя бы укрупненно распределить направления работ. Ведь неразумно положение, когда обе стороны тратят миллиарды на достижение одной и той же цели, а другие, не менее важные и не менее интересные работы, остаются без финансирования или просто не делаются.
  • Первое ноября мы посвятили осмотру столицы Соединенных Штатов, ее памятников, конгресса, смитсоновского института-музея, Арлингтонского кладбища. Вечером перелет в Вильямсбург. С аэродрома заехали на базу в Лэнгли, где нам показали тренажер для отработки ручного управления при прилунении. Макет кабины подвешивается на кране-балке с тельфером, перемещающимся на огромной эстакаде, и снабжен двигателем (имитирующим посадочный), управляющими двигателями и штатными органами управления лунной кабины. При отработке спуска имитируются динамические процессы (скорости снижения и горизонтального перемещения, угловые ускорения кабины и т. д.). Посадочная площадка сделана «под Луну» - на поверхности из шлака, залитой сверху бетоном, кратеры, горки и т. д. Имитируются и условия освещения Солнцем места посадки - для этого отработка может производиться ночью, а прожекторы могут подниматься или опускаться, имитируя различные углы возвышения Солнца над горизонтом Луны. Кроме этого тренажера, для отработки ручного управления при посадке в Хьюстоне есть еще турболет (который может вертикально и наклонно взлетать и садиться) с имитатором лунной кабины, позволяющий имитировать динамические характеристики лунного корабля. Однако нам не удалось его увидеть. По мнению Армстронга, турболет давал наиболее точную имитацию процессов ручного управления при прилунении.
  • Специалисты НАСА делали попытку создать тренажер для тех же целей на базе вертолета и сделали его. Однако оказалось, что динамические характеристики такого стенда далеки от характеристик лунного корабля, и они отказались от вертолетного тренажера.
  • Вечером мы пошли в местный кинотеатр, хотя сопровождающие нас отговаривали: «Вам эту картину смотреть не стоит» - и т. п. (может быть, они очень устали и им хотелось отдохнуть? - ведь не сопровождать нас они не могли).
  • Шел фильм «Председатель». Содержание фильма - сотрудничество американской и советской разведки в Китае. Довольно скучный и примитивный детектив на «китайскую» тему.
  • Мы посмеялись над фильмом и над штампованными ситуациями. Сопровождающие нас американцы отшучивались: «Мы же вас предупреждали». Они, смеясь, рассказывали, как на глазах последнего поколения постепенно менялся основной штамп вестернов и детективов: «Ковбои и переселенцы - хорошо, индейцы - плохо», затем «Американцы - хорошо, русские - плохо» и т. д.
  • На следующий день мы осматривали Вильямсбург, бывшую столицу британской колонии Виргиния, в законодательном собрании которой когда-то заседали Вашингтон, Адамс, Генри и другие лидеры американской революции.
  • Сейчас значительная часть города превращена в музей. Не только музеи-дворцы (собственно, дворец один- губернатора, да и то небольшой), но и административные здания, небогатые частные дома, кузница, литейная, ювелирная и часовая мастерские (действующие, с кузнецами, литейщиками и т. д., одетыми в одежды XVIII века), парикмахерские, таверны. Интересно то, что все это демонстрируется в действии, даже старинная пушка и мушкеты стреляют.
  • 3 ноября - последний день путешествия - перелет в Нью-Йорк, осмотр города, прием у У-Тана, предпраздничный вечер в нашем представительстве. 4 ноября мы вылетели в Москву.
  • На участке поездки от Детройта до Вильямсбурга нас сопровождал Билл Андерс - космонавт из экипажа корабля «Аполлон-8». В то же время он секретарь Совета по аэронавтике и космосу при президенте США.
  • И само приглашение Френка Бормана, и отличная организация нашей поездки, в которой нам постарались показать и технику (Хьюстон, Лос-Анджелес, Лэнгли), и промышленность (Лос-Анджелес, Детройт), и просто различные города, примечательные и красивые места США (Сан-Диего, Сан-Франциско, «Большой каньон», Вашингтон, Нью-Йорк), и дружелюбие, которое проявлялось по отношению к нам, преследовали ясную и откровенную цель - продемонстрировать свое желание налаживать регулярные контакты с Советским Союзом, добиваться улучшения взаимопонимания.
  • Мне кажется, что контакты с американскими специалистами и космонавтами могут способствовать взаимопониманию и быть полезными, их целесообразно было бы продолжить.
  • Как известно, сначала эта тенденция развивалась. В середине 70-х годов был осуществлен советско-американский проект «Союз» - «Аполлон». Однако в дальнейшем сотрудничество между США и СССР в области космических работ не продолжилось и, как известно, не по нашей вине. Руководители США с 1978 года взяли курс на свертывание совместных работ. А зря...
  • С приходом к власти администрации Рейгана был сделан резкий поворот к интенсивной милитаризации космических программ в США. Все американские эксплуатируемые космические системы независимо от их организационной принадлежности стали тесно привязываться к интересам военного ведомства. Особенно это касается транспортного космического корабля «Спейс Щатлл». С 1 сентября 1982 года в США действует космическое командование ВВС. Один из его руководителей заявил: «Для нас космос - прежде всего театр военных действий». Зловещи планы американской военщины. В 1987 году они готовятся принять на вооружение первые «спутники-убийцы» для уничтожения спутников. Провозглашен проект, по которому будет создана система противоракетной обороны космического базирования. Существуют и другие полуфантастические проекты оружия для звездных войн.
  • Мечта пентагоновцев - с помощью космических средств держать под прицелом весь земной шар и диктовать ему свою волю. Это столь же опасная, как и бесперспективная политика. Она несет реальную угрозу существованию всей земной цивилизации. Такая политика, как неоднократно подчеркивали советские руководители, всегда встречала и будет встречать решительный отпор. Советские люди верят, что космос может и должен стать не «театром военных действий», а областью плодотворного международного сотрудничества. Примером тому служит совместный полет космических кораблей «Союз» и «Аполлон», когда советские и американские космонавты впервые пожали друг другу руки на орбите вокруг нашей не такой уж большой голубой планеты.

    ПОЛЕТИМ ЛИ МЫ НА МАРС?

  • Возвратимся к концу 60-х годов.
  • Итак, лунный пилотируемый комплекс был создан. Само по себе это хорошо, но ведь это не самоцель. Даже высадки на Луну не могут быть самоцелью. Важен научный и практический результат полетов, и только он.
  • Каковы же итоги лунных экспедиций?
  • На Землю было доставлено большое количество образцов лунного грунта - около 400 килограммов. Казалось бы, наука получила важнейший материал и тайна происхождения Луны должна быть раскрыта. Но, увы, этого не произошло. Изучение грунта дало немало ценных данных, но и поставило огромное количество новых вопросов, ключ к которым пока неизвестно где искать. Скорее всего он так и остался на самой Луне. Принципиальных достижений с точки зрения науки в целом экспедиции на Луну пока не дали.
  • А ведь «себестоимость» лунного грунта оказалась невероятно высокой. В первом приближении ее можно оценить исходя из того, что при затратах на один полет от 300 до 450 миллионов долларов космонавты привозили от 30 до 100 килограммов образцов. Хотя, конечно, прямым делением этих цифр нельзя получить истинную цену лунного грунта, соотношение это производит впечатление. Можно с уверенностью сказать, что, если бы на поверхности Луны было рассыпано даже чистое золото, его доставлять на Землю таким способом было бы невыгодно. Но лунный грунт не содержит каких-либо редких полезных материалов, в которых Земля нуждалась бы настолько, чтобы оправдалась доставка их с Луны.
  • Что касается вопроса о происхождении Луны, то он при всей научной значимости далеко не самый актуальный в перечне стоящих перед фундаментальной наукой. Это особенно важно иметь в виду, выбирая цели и рассчитывая затраты.
  • Разумеется, результаты программы «Аполлон» нельзя сводить к доставке и анализу лунного грунта. Космонавты разместили на поверхности Луны несколько комплектов научных приборов, включая сейсмографы, которые дают данные о деформациях в лунной коре. Однако это, пожалуй, тоже не тот результат, ради которого стоило городить столь большой огород.
  • Наконец, непосредственный опыт передвижения по Луне (пешком и на механической тележке - луноходе) и опыт непосредственной исследовательской работы на ее поверхности - единственное, чего нельзя было заполучить с помощью автоматических средств. Тут обращает на себя внимание, что только в самом последнем полете на Луну в экипаж был включен специалист по ее изучению - селенолог.
  • Почему, кстати, это был единственный случай? Да потому, что техническая сложность самого полета затрудняла такую возможность. Так или иначе, важность опыта полетов на Луну можно было бы оценить весьма высоко, если бы... он оказался необходимым в дальнейшем.
  • Но, прежде чем говорить о развитии программы «Аполлон», мы должны упомянуть и о косвенном ее выходе, то есть практических результатах, полученных, так сказать, побочно. Такой выход стоит иметь в виду при анализе любой крупной научно-технической программы. Так вот, система «Сатурн-5» - «Аполлон» дала целый ряд достижений, важных для развития различных областей техники, включая ракетно-космическую. Как в области технологии, так и в разработке различного рода оборудования. Примером может служить создание кислородно-водородных топливных элементов как автономных источников электроэнергии.
  • Хотя техника была создана уникальная и весьма надежная, в полете «Аполлона-13» едва не произошла катастрофа. На корабле взорвался бак с жидким кислородом. В результате экипаж едва не остался совсем без электроэнергии со всеми вытекающими отсюда последствиями. Если бы этот взрыв произошел по дороге с Луны на Землю, экипаж неминуемо погиб бы - ресурсов корабля оставалось бы на несколько часов. Но, к счастью, с ними был еще не израсходованный лунный аппарат со своими батареями, запасами кислорода и двигательной установкой (на основном корабле она тоже была выведена из строя). Авария не стала катастрофой - сработало глубокое резервирование. Но американцам пришлось после этого предпринять дополнительные предохранительные меры.
  • И все-таки главный итог программы «Аполлон», на которую было затрачено около 25 миллиардов долларов, нельзя не рассматривать с точки зрения ее дальнейшего развития. А развития она пока никакого не получила. С конца 1972 года полеты на Лупу прекратились, и даже в 80-е годы возобновление их не планируется.
  • Неэффективность своей лунной программы с точки зрения науки и практики, а также степени риска американцы поняли очень быстро. В начале разработок планировалось 12 высадок на Луну. В ходе выполнения программы число их было сокращено вдвое.
  • Практически не применялись в дальнейшем и созданные по программе уникальные технические средства - ракета и корабль. «Сатурн-5» запускался после этого лишь раз, при выведении орбитальной станции «Скайлэб» в 1973 году, да и то без последней ступени. Корабль «Аполлон» использовался трижды для доставки экипажей на эту станцию и еще раз в 1975 году по программе ЭПАС. Разумеется, во всех этих случаях лунный аппарат не устанавливался.
  • Пожалуй, это самая большая издержка программы «Аполлон». Могучие ракеты, сложнейшие корабли, производственные, испытательные и пусковые мощности, на создание которых ушло почти десять лет, оказались ненужными.
  • Возникает вопрос: как же могли столь практичные американцы не предвидеть всего этого и истратить миллиарды на программу, давшую столь ограниченные результаты и, главное, не получившую дальнейшего развития? Чтобы ответить на него, стоит вернуться к истокам программы «Аполлон».
  • Официальное решение по ней было принято президентом США (тогда им был Джон Кеннеди) в мае 1961 года, то есть сразу после полета Гагарина и вследствие его. Пережив запуск в Советском Союзе первого искусственного спутника Земли, руководящие круги Соединенных Штатов никак не ожидали, что и первый человек в космосе окажется не американцем. Это, по их мнению, было недопустимым посягательством на монополию США быть лидером мирового научно-технического прогресса. Трезво оценив ситуацию, в США, однако, поняли, что успех Советского Союза в развитии космической техники не случаен и с ходу обойти нашу страну в ближайшие годы им не удастся. Вот почему для восстановления пошатнувшегося авторитета США в области науки и техники было решено пойти на долговременную программу, провозгласив национальной целью «до конца 60-х годов осуществить высадку на Луну американских космонавтов». Во имя этой чисто политической престижной задачи и были развернуты работы по дорогостоящей программе.
  • Когда состоялся первый полет и космонавты Армстронг, Олдрин и Коллинз вернулись домой, Америка торжествовала. Радовался за них и весь мир. В фундамент успешного полета на Луну были заложены камни учеными и инженерами многих стран и поколений, начиная с Циолковского. Недаром Армстронг в одном из своих выступлений сказал: «Гагарин всех нас позвал в космос».
  • Америка торжествовала по праву. Но когда развеялся дым от фейерверков и смолкли трубы оркестров, во всей своей наготе встал вопрос; ну и что? И ответ на него известен.
  • Часто спрашивают; когда Советский Союз направит своих космонавтов на Луну? Вопрос этот возникает даже в том случае, если перед этим было сказано все то, о чем здесь говорилось. Всюду я отвечаю на этот вопрос одинаково - вопросом: зачем делать в космосе то, что уже сделано другими, когда есть огромное количество других нерешенных задач? Если уж делать, то на новом, существенно более высоком уровне. Если говорить о Луне, то это значит: не имеют смысла теперь кратковременные экспедиции туда и с теми же радиусами действия на лунной поверхности.
  • Американские космонавты находились на Луне до трех суток и отъезжали от корабля на луноходе на расстояние до четырех километров. Но после того, что уже сделано, для современных исследовательских задач это очень мало. Вот если бы на Луне работала станция хотя бы месяц-два, а удаляться можно было бы на десятки и сотни километров, это имело бы смысл. Но и стоимость создания таких средств была бы очень высока. И эта задача по плечу современной технике. Если поставить такую цель. Но просто техническое решение теперь уже никого не интересует: нужны цели достаточно практичные и значимые - научные, народнохозяйственные. А вот таких целей в освоении Луны пока не видно. Тем более в соотнесении их с потребными затратами.
  • Итак, на Луну пока никто больше не собирается. И период интенсивного ее изучения с помощью пилотируемых средств вроде бы тоже позади. Да и автоматы к Луне давно не летали. Хотя едва ли с нашим естественным спутником уже все ясно. Некоторые задачи действительно пока отложены. Требуется освоить полученный материал и подготовиться к новому шагу вперед. В других направлениях, наоборот, произошла концентрация усилий и продвижение вперед имеет место постоянно. Прогресс теперь направлен не на внешне эффектные технические достижения, а на углубление возможностей космической техники, повышение ее эффективности. Так что никаких шагов назад. Другое дело - темпы продвижения вперед, на поверхностный взгляд они теперь не столь приметны. Но если всерьез посмотреть, например, на наши «Салют-7», «Прогресс», «Союз Т», на американские «Вояджер» и «Спейс Шаттл», то это вполне отчетливые шаги вперед.
  • Однако для тех, кто мечтал, что человек, проникший в космическое пространство и достигший Луны, непременно вслед за тем отправится на Марс, наступила полоса разочарований.
  • Я не думаю, что полет на Марс будет осуществлен ранее чем через десять-пятнадцать лет. Хотя вообще-то о сроках говорить здесь почти не имеет смысла. И дело совсем не в том, способна ли на это сегодня техника. Пока она не способна, но если в полете на Марс возникнет необходимость, подготовка к такому полету займет, быть может, менее десяти лет.
  • Создать корабль для полета на Марс вполне под силу современной технике. Другое дело, что сегодня действительно не видно той цели, которая сделала бы полет на Марс необходимым. Спрашивается, какая цель могла бы оправдать полет на Марс? Если бы автоматические аппараты достоверно обнаружили на этой планете признаки жизни, но не смогли бы доставить на Землю пригодные для исследований образцы живых или растительных организмов, основания для отправки туда ученых стали бы серьезными. Известно, что генетический код всего живого на Земле в принципе построен одинаково. Если бы при наличии на Марсе жизни удалось выявить ее генетический код и сравнить с земным, в основном была бы решена задача о происхождении жизни на Земле. Окажутся коды разными - подтвердится гипотеза о самозарождении жизни. Будут они одинаковыми - торжество окажется за гипотезой «посева». Возможность решения этой краеугольной задачи оправдала бы те огромные затраты, которые действительно необходимы для организации марсианской экспедиции.
  • Пока же ни советские «Марсы», ни американские «Викинги» не обнаружили признаков жизни на поверхности планеты.
  • В начале семидесятых годов в мировой литературе довольно шумно обсуждались проекты космических систем для полета на Марс. Считалось, что такой полет состоится в середине или в конце восьмидесятых годов. Помнится, что стоимость одного из проектов оценивалась в 42,5 миллиарда долларов, причем предполагалось, что корабль с экипажем в шесть человек будет собран на околоземной орбите из шести блоков с ядерными двигателями, работающими на водороде.
  • Мне этот проект сразу показался не очень надежным и не вполне обоснованным. Авторы этого проекта, кажется, тоже не очень-то верили в него. Главное в таком проекте энергетика, необходимая для разгонов и торможений межпланетного корабля. Я считаю проблему энергетики для марсианской экспедиции вполне разрешимой. Только не с ядерными и тем более не с обычными ракетными, а с электрическими двигателями.
  • Чтобы достичь Марса, скорость старта с околоземной орбиты должна быть не намного больше, чем для полета к Луне, - около четырех километров в секунду (для Луны - чуть более трех).
  • Для торможения с целью перехода на околомарсианскую орбиту нужен импульс скорости около двух километров в секунду, для посадки - с учетом наличия сильно разреженной атмосферы - еще около двух, для старта к Земле - пять-шесть километров в секунду. Кроме того, придется неоднократно включать двигатели для коррекции траектории полета туда и обратно.
  • В результате сумма всех потребных скоростей составляет без учета выведения на околоземную орбиту не менее 13-15 километров в секунду (для полета на Луну - около восьми).
  • С учетом массы конструкции корабля, объема оборудования с многократно резервированными системами, необходимых запасов расходуемых ресурсов системы обеспечения жизнедеятельности (на шесть человек только пищи, воды, кислорода, соответствующего оборудования, по некоторым подсчетам, понадобится около 40 тонн, не считая резервов), массы энергостанции большой мощности, приняв массу возвращающегося на Землю аппарата с экипажем и материалами научных исследований порядка 10 тонн, получается, что при использовании жидкостных ракетных двигателей на кислородно-водородном топливе начальная масса марсианского корабля на околоземной орбите составит порядка 1000- 1500 тонн.
  • Разумеется, корабль с такой массой невозможно, да и нецелесообразно выводить на орбиту одной ракетой. Корабль придется собирать на орбите. Однако для этого потребуется немалое количество ракет-носителей: 50-75 подобных «Протону», с помощью которого выводится на орбиту станция «Салют», или 8-12 ракет типа «Сатурн-5». Поэтому придется создать куда более мощные носители с полезным грузом, скажем, до 500 тонн (масса на старте порядка 15 тысяч тонн) и свести дело к двум-трем стыковкам.
  • В принципе на околоземной орбите можно состыковать любое количество объектов, хотя в данном случае на всю процедуру потребовалось бы много времени. И это невыгодно с точки зрения хранения низкокипящих компонентов ракетного топлива - жидкого кислорода и жидкого водорода. По этой же причине этот вид топлива вообще непрактичен для столь продолжительного полета, каковым является экспедиция на Марс.
  • Невыгодны обычные ракетные двигатели и с точки зрения невозможности резервирования ракетных ступеней, то есть, по существу, возможности обеспечить высокую надежность всего комплекса.
  • Мы уже упоминали ядерные ракетные двигатели, они для полета на Марс рассматриваются очень часто. У таких двигателей нет камеры сгорания, реактивная струя получается при расширения газа (водорода), нагреваемого в тепловыделяющих элементах ядерного реактора.
  • Теоретически такой двигатель вдвое эффективнее жидкостного двигателя на водороде и кислороде, и с ним начальный вес марсианского корабля может быть существенно снижен. Хотя эффект от энергетических преимуществ двигателя будет заметно меньше из-за весовых затрат на радиационную защиту. А практически? К сожалению, неизвестно, поскольку эксплуатируемых ядерных двигателей пока не существует.
  • Конечно, и с ядерными двигателями останутся те же проблемы: хранение запасов криогенной жидкости и невозможность резервирования ракетных ступеней. К ним добавляется проблема обеспечения безопасности экипажа в связи с присутствием мощного ядерного реактора. Не говоря уже об угрозе радиоактивного заражения поверхности Земли или окружающего пространства (да и Марса) в связи с возможностью аварии.
  • Применение электрореактивных - ионных или плазменных - двигателей будет, возможно, единственным практическим решением проблемы перелета между околоземной и околомарсианской орбитами (для посадки и взлета с планеты придется использовать жидкостные ракетные двигатели на обычном высококипящем топливе).
  • В электрореактивных двигателях можно получить скорость истечения струи (а она и определяет эффективность двигателя и соответственно расход рабочего тела на ускорение корабля) в 10-20 раз выше, чем у самых лучших жидкостных ракетных двигателей. Скорость истечения в электрореактивных двигателях получается за счет разгона ионов или плазмы в электростатическом или в электромагнитном поле. Однако тяга у таких двигателей невелика, и для получения даже минимально приемлемых ускорений (порядка 10-4- 10-5 g) на борту корабля придется иметь мощнейшую электростанцию на базе ядерного реактора или солнечных батарей. При этом время набора скорости кораблем будет порядка нескольких месяцев. Но как раз ресурс электрических двигателей может быть очень большим, а расход рабочего тела получается малым.
  • В результате масса марсианского корабля при тех же условиях может быть снижена вдвое - до 500- 800 тонн. Электрический двигатель хотя и испытывался уже в космосе, пока еще далек от того уровня ресурса и надежности, который необходим для его применения к полету на Марс.
  • Тем не менее энергетическую проблему можно как будто решить. Но на ней трудности создания марсианского корабля не кончаются. Та же энергетика, но уже в количественном смысле, продолжительность полета, компоновка корабля и многие другие вещи зависят от выбора схемы полета.
  • Здесь возникает несколько вопросов. Каков по количественному составу должен быть экипаж? Будет ли на корабле искусственная сила тяжести? Какие средства и оборудование должны быть доставлены на поверхность планеты? Какая часть корабля будет осуществлять посадку на поверхность Марса? По какой схеме и на какого рода аппарате будет осуществляться посадка? То же относительно аппарата, возвращающегося к Земле, и аппарата, осуществляющего посадку на Землю.
  • Возможен, например, такой вариант. Межпланетный корабль (комплекс) состоит из двух основных блоков: орбитального, который по достижении Марса остается с частью экипажа на ареоцентрической орбите, и посадочного, который осуществляет посадку на поверхность планеты и взлет с нее.
  • Вроде бы сходство со схемой полета на Луну. Однако здесь есть существенное отличие: Марс имеет атмосферу, хотя и очень разреженную (в 50-100 раз менее плотная, чем у Земли). Однако и такая атмосфера способна гасить большие скорости полета при небольшом угле входа. Для повышения эффективности торможения корабля нужно только увеличить поперечное сечение аппарата на единицу его массы. Сделать это можно за счет раскрытия специального зонта или тормозных щитков. Для посадки на поверхность планеты придется применить ракетные двигатели.
  • Возвращение на Землю можно было бы осуществить в орбитальном блоке, причем выгоднее будет, возможно, не тормозить его сразу в атмосфере Земли (вход в нее будет со второй космической скоростью), а перевести сначала на околоземную орбиту.
  • На компоновке марсианского корабля существенно скажется выбор типа энергетической установки. Если будут применены электрические двигатели, придется скорей всего, как об этом уже говорилось, установить ядерную электростанцию. Мощность ее будет несколько тысяч киловатт. КПД такой станции едва ли будет намного выше 10-20 процентов. А это значит, огромное количество тепловой энергии - несколько десятков тысяч киловатт - придется «сбрасывать» в космосе. Понадобятся большие поверхности радиаторов-излучателей, что существенно скажется на весовом балансе всего корабля.
  • Ядерный реактор электростанции придется удалить от обитаемых отсеков на достаточно большое расстояние - до 50-100 метров. Это позволит не заключать реактор в сплошную оболочку радиационной защиты, а применить «теневую защиту». То есть небольшой экран вблизи реактора закроет большую площадь обитаемых отсеков.
  • Удалить реактор можно с помощью жесткой телескопической штанги. Кстати, такая компоновка позволит при необходимости создать искусственную силу тяжести путем закрутки всей системы вокруг центра масс.
  • Возникают такие проблемы, как обеспечение экипажа кислородом и водой. Взять с собой их запасы на весь полет будет очень накладно, да и сохранять воду в течение двух-трех лет непросто. Придется, видимо, применить физико-химические и биологические средства их регенерации. Над такими методами в последние годы много работают ученые и инженеры. Вообще вопросы комфорта в марсианском корабле будут играть очень важную роль, и решить их будет не просто.
  • Понятно, что эффективность проведения исследований на Марсе будет зависеть от наличия и возможностей транспортных средств. При создании их нужно будет учесть разреженность атмосферы и периодически возникающие мощные пылевые бури. Кроме того, пребывание космонавтов на поверхности Марса должно быть существенно более длительным, чем это было у космонавтов на Луне. Кстати, в том случае навигация луноходов осуществлялась с помощью Земли. На Марсе можно будет воспользоваться только помощью с орбитального блока, да и то ограниченно. Значит, нужны автономные средства управления марсоходами.
  • Задачу управления марсианским кораблем в полете на сегодня можно считать практически отработанной на автоматических межпланетных станциях. На корабле будут свои вычислительные машины, потомки той, которая применяется сейчас на корабле «Союз Т».
  • Конечно, проблем возникает много.
  • Но космические программы, такие, как «Восток» и «Аполлон», показали, что, когда возникает необходимость, принципиальные задачи решаются, даже если начинать приходится с нуля. С другой стороны, конечно, предпочтительнее иметь уже отработанные решения. И все же я считаю: все определит в конечном счете наличие и весомость цели. Только от этого зависит решимость общества (одной страны или группы стран) идти на крупные затраты, связанные с полетом на Марс.
  • Наверное, когда-нибудь возникнет и задача межпланетного полета людей к Венере.
  • Из-за плотной атмосферы в результате парникового эффекта давление близ поверхности Венеры около 100 атмосфер и температура около плюс 500 градусов по Цельсию. Вполне реален, однако, полет на орбиту вокруг Венеры и зондирование верхних слоев ее атмосферы пилотируемыми аэродинамическими средствами.
  • В последние годы возникают разного рода экзотические проекты улучшения условий на Венере. Предлагают, например, осуществить отсос ее атмосферной оболочки.
  • Нет принципиально ничего невозможного для полета человека к Юпитеру. Хотя он намного дальше от Земли, чем Марс и Венера, и лететь туда с обычной энергетикой около двух лет. На возвращение же понадобится лет пять. Но интерес ученых к этой необыкновенной, загадочной планете весьма велик. Особенно в связи с результатами, полученными с автоматического зонда «Вояджер».
  • В отличие от пустынных поверхностей Луны, Марса и Венеры, напоминающих какие-то земные районы, Юпитер, кажется, ни на что земное не похож. Похож скорее на погасшее Солнце. Посадить корабль на эту планету, конечно, никогда не удастся - не на что сесть, тверди нет. Да и энергетика потребовалась бы просто чудовищная. Другое дело спутники Юпитера; их большой выбор - на разных расстояниях от поверхности планеты, разных размеров и, следовательно, с различной гравитацией. Вот на них побывать захочется. Но будет ли это в обозримой перспективе?

    САМОЛЕТ ИЛИ РАКЕТА

  • Не только конструктивные проблемы определяют возможности и экономику создания будущих кораблей и станций. Многое будет зависеть от ракет-носителей. Их задача доставить объект к месту «работы». А точнее, даже не доставить, а разогнать, «бросить» корабль с нужной скоростью в нужном направлении. А доберется куда надо он уже сам согласно законам небесной механики. Так или иначе - это транспортная задача.
  • Стоимость носителя в общей стоимости запуска космического аппарата бывает самая разная. Если носитель серийный, а аппарат уникальный - что-то около 10 процентов. Если наоборот - может достигать сорока процентов и более. Где вы видели на Земле объект, доставка которого к месту использования стоила бы так дорого? А все потому, что на Земле все транспортные средства используются многократно! А ракета-носитель применяется один-единственный раз.
  • Пока космические запуски были редкими, этот факт особого внимания не привлекал. Казался нормальным. Но по мере увеличения интенсивности освоения космоса становился все более существенным. Аппарат работает на орбите или в межпланетном пространстве и приносит определенный научный или народнохозяйственный результат. А ступени ракеты, имеющие сложную конструкцию и дорогое оборудование, сгорают одна за другой в плотных слоях атмосферы или остаются без нужды на орбитах. Естественным образом возник вопрос о снижении стоимости космических запусков за счет повторного использования ракет-носителей.
  • Первые ракеты-носители создавались, как известно, не как принципиально новые машины, а с использованием конструкции боевых баллистических ракет. В основу последних одноразовый принцип закладывается как естественное решение. Было бы смешно рассчитывать на их повторное использование, утяжелять и удорожать то, что все равно должно улететь в сторону противника.
  • А между тем на заре эры жидкостных ракет вопрос стоял как раз наоборот. Роберт Годдард уже на одной из своих первых ракет в 1929 году установил парашют, который, правда, не сработал. И почти на каждой из своих последующих ракет, а сконструировал он около трех десятков ракет (все они были высотными, спускались вертикально), устанавливал парашюты. Очень ему не хотелось для каждого нового испытания строить новую ракету. Накладно это было. Но ни разу ему не удалось приземлить ракету без повреждений.
  • Все ракетостроители того периода, включая советских, мечтали о возвращении ракеты на Землю без повреждений. Ведь это давало возможность проанализировать ее работу. Не говоря уже о повторном использовании конструкции.
  • В 40-е годы эта задача была отчасти разрешена. При экспериментальных пусках по вертикали небольшие ракеты иногда удавалось спасать. Можно, казалось, применить спуск и для конструкций баллистических ракет, которые после отделения от головных частей падали на расстоянии нескольких сотен километров от места старта.
  • Выяснилось, однако, что для приземления с достаточно малой скоростью, а она не должна для хрупкой конструкции ракеты превышать пяти-семи метров в секунду, нужен огромный парашют, масса которого составляла бы порядка шести-восьми процентов от массы конструкции. Но это при заданной массе головной части сильно сказывалось на дальности полета. По мере роста дальности ракет и, следовательно, их скоростей задача возвращения в атмосферу и посадки конструкции все более усложнялась. (Другое дело спасение небольших контейнеров с научными приборами, запускаемых ракетами на высоту и отделяемых от основной конструкции.)
  • В 50-е годы в технической литературе обсуждались и другие способы возвращения ступеней. Например, с помощью аэростатов-баллонов, надуваемых гелием после того, как ракета затормозится с помощью парашютов. Считалось, что такой способ имеет преимущества с точки зрения доставки ракеты к месту старта - медленно опускающаяся на баллонах ступень может быть подхвачена вертолетом. Эту же задачу предполагалось решать за счет использования авторотирующего винта, который, подобно вертолету, мог бы привести ступень на нужное место. Об этом способе уже говорилось при обсуждении методов посадки космических аппаратов. Еще рассматривалось «крыло Рогалло» - надувной дельтаплан, маневренность которого достаточно велика. Наконец, были сторонники применения обычных или выдвижных крыльев с небольшим реактивным двигателем, то есть превращения ракетной ступени в своего рода самолет.
  • Серьезнее всего, пожалуй, велись проработки парашютно-реактивной системы, то есть того средства, которое применяется сейчас для приземления спускаемых аппаратов кораблей. Конечно, при этом нужны еще вертолеты или самолеты для перевозки ступеней с места посадки. Для очень больших ступеней рассматривался и такой вариант: посадка осуществляется на воду (скорость контакта может быть выше), после чего транспортировка может быть проведена на плаву буксиром.
  • Но все эти способы, условно говоря, годятся только для первых ступеней, разгоняющихся до сравнительно невысоких скоростей (максимум два-три километра в секунду) и падающих к тому же недалеко, в нескольких сотнях километров от места старта. Вторые ступени, разгоняющиеся до четырех-шести километров в секунду и более, тормозить и спасать значительно труднее. Необходимо ставить хотя бы небольшую теплозащиту. К тому же летят они на тысячи километров дальше от места старта и велико их рассеивание при падении, что создает сложности поиска их в труднодоступных районах.
  • И, наконец, совсем сложно с последней ступенью - она выходит на орбиту вместе с аппаратом или кораблем, и, следовательно, ее нужно тормозить и защищать от нагрева точно так же, как спускаемый аппарат корабля. Практически эта задача для конструкции ракет если и разрешима, то за счет весьма существенных потерь массы на полезную нагрузку.
  • И все же почему до сих пор не спасаются хотя бы нижние ступени? Кроме тех причин, о которых мы уже говорили, есть еще одна. Опять же экономическая. Ступень для повторного использования необходимо подвергнуть сложному восстановительному ремонту, стоимость которого соизмерима со стоимостью новой ракеты. Особенно если она серийная. Но даже и после ремонта на повторное использование ракетной ступени во многих случаях будет трудно решиться. Ведь надежность ее все же будет ниже, чем у совсем новой. И рисковать дорогостоящим спутником и тем более кораблем никто не хочет.
  • С другой стороны, возвращение ступеней может дать эффект от повторного использования не только всей конструкции, но и отдельных ее частей и оборудования. Кроме того, оно помогло бы отрабатывать новые элементы систем. Отметим еще, что мягкая посадка (с уводом в сторону) ступеней ракет позволила бы избежать ограничений в хозяйственном использовании тех участков земли, иногда довольно больших, куда обычно падают эти ступени.
  • И, наконец, в результате этого космос перестанет засоряться остающимися в нем и совсем там ненужными ступенями. Сейчас на орбите находится несколько тысяч отработавших ступеней и их частей. Количество их продолжает расти, хотя часть ракет со временем сходит с орбиты. И потом в принципе возможны столкновения с ними спутников и кораблей, хотя практически до зтого еще далеко. За 25 лет космических запусков столкновений пока зафиксировано не было.
  • И все же экономические оценки показывают, что оптимальные решения лежат пока еще в стороне от того, чтобы стало целесообразным спасать обычные ракетные ступени.
  • Где же выход? Ведь проблема повышения экономической эффективности стоит перед космонавтикой весьма остро. Путь здесь единственный - создание специальных ракет-носителей многократного применения.
  • Среди различных способов был упомянут такой: крыло и двигатель. Конечно, к крылу и двигателю нужно добавить еще и посадочное шасси. Получается, таким образом... самолет. Но на легкую тонкостенную конструкцию ракетной ступени почти невозможно установить такое количество сложных механизмов и заставить ее летать. Нужно создавать совсем другую конструкцию, не имеющую почти ничего общего с обычной ракетой.
  • Одним словом, возникла идея космического самолета. Нет, создать крылатую машину, которая, подобно воздушному лайнеру, взлетала бы с космодрома, совершала бы полет в космос и, оставив там спутник или космический корабль, возвращалась бы на Землю, пока невозможно. Главным образом все из того же соображения - потребного соотношения масс.
  • Естественно, что одним из первых появился и такой вариант: самолет с воздушно-реактивными двигателями поднимает в воздух и разгоняет до большой скорости вторую ступень с ракетными, двигателями, которая так же, как и самолет-разгонщик, способна возвращаться на Землю и использоваться многократно. Такая схема казалась весьма перспективной, однако встал вопрос о создании «прямоточек», работающих до скорости два-три километра в секунду. Дело это пока далекое, по этой же причине не прошел и компромиссный вариант: самолет-разгонщик многократного использования несет на борту одну-две обычные ракетные ступени с полезным грузом.
  • Затем появилось множество других схем: двух- и трехступенчатые носители с самым различным сочетанием двигательных установок и принципов возвращения ступеней на Землю. Большинство из них оказалось или экономически невыгодными, или трудноосуществимыми и ближайшие годы.
  • В начале 70-х годов в США было принято решение о разработке многократно используемой системы «Спейс Шаттл» («космический челнок»). Выбрана была одна из компромиссных схем: возвращается и повторно используется только верхняя, вторая ступень, причем без топливных баков.
  • Старт «Шаттла» осуществляется с помощью двух мощных твердотопливных двигателей (диаметр 3,7 метра) первой ступени, а также жидкостных ракетных двигателей второй ступени, которые питаются топливом (жидкий водород и жидкий кислород) от большого бака второй ступени. Сначала, после выгорания топлива, сбрасываются пороховые двигатели, затем пустой топливный бак. После этого вторая ступень выходит на орбиту.
  • Что же происходит со сброшенными элементами конструкции? Бак (диаметром 8,5 метра и длиной 47 метров) разрушается и сгорает в плотных слоях атмосферы. Корпуса же пороховых двигателей спускаются на парашютах на воду, в океан, и буксируются к берегу, с тем чтобы после восстановительного ремонта и зарядки топливом использоваться вновь.
  • Так или иначе, но схема эта - компромисс и в техническом, и в экономическом отношении. Посудите сами: максимальный полезный груз «Шаттла» от 14,5 до 29,5 тонны, а масса на старте около 2 тысяч тонн, то есть полезная нагрузка составляет всего 0,8-1,5 процента от полной массы заправленного корабля. В то время как обычная ракета имеет два-четыре процента при том же грузе в 29,5 тонны, ее стартовая масса была бы равна 750-1500 тонн.
  • Если же взять эти соотношения без учета массы топлива (понятно, что килограмм топлива и килограмм конструкции - вещи совсем разные), то преимущество в пользу обычной ракеты еще более возрастает - примерно от 10 до 15 процентов. Такова дань возможности использовать повторно хотя бы часть конструкции.
  • Вторая ступень «Шаттла» представляет собой нечто вроде ракетного самолета. Почему «нечто»? Да потому что, обладая крылом, эта ступень осуществляет сход с орбиты как обычный космический аппарат и производит посадку без тяги, только за счет подъемной силы стреловидного крыла малого удлинения. Крыло позволяет совершать некоторый маневр как по дальности, так и по курсу и в конечном счете производить посадку на специальную бетонную полосу.
  • Посадочная скорость ступени при этом намного выше, чем у любого истребителя, - около 350 километров в час.
  • Полезный груз размещается в большом грузовом отсеке верхней ступени (ее называют иногда не очень точно орбитальным самолетом). Грузом может быть как спутник или дополнительная ракетная ступень, которые нужно оставить на орбите, так и специальные блоки для исследовательской и экспериментальной работы людей. В этом случае верхняя ступень «Шаттла» остается вместе с блоками на орбите на весь срок работы (предположительно до месяца).
  • Сейчас трудно судить, насколько эффективной окажется эта система. Во всяком случае, технические и технологические трудности, с которыми столкнулись создатели «Шаттла», оказались выше, чем предполагалось, Разработка проекта велась почти десять лет, первый испытательный полет откладывался в течение полутора лет и состоялся в апреле 1981 года. Одна из трудностей - покрытие корпуса аппарата (а он имеет довольно сложную форму) теплозащитными плитками разных размеров и толщины (в различных местах ступени при прохождении плотных слоев атмосферы на этапе спуска будет различная температура - от нескольких сот до почти 1500 градусов по Цельсию).
  • Верхняя ступень «Шаттла» в принципе должна выходить на низкую орбиту, и, следовательно, для того, чтобы доставлять спутники на более высокие (круговые или вытянутые) орбиты, включая стационарные, а также на межпланетные траектории, предполагается применять специальные ракетные ступени - «космические буксиры», которые, как уже говорилось, будут доставляться на низкую орбиту также «Шаттлами».
  • Когда закладывался «Шаттл», о нем говорили как о средстве, необходимом для снабжения орбитальных станций, то есть как о транспортном корабле. Но по своей грузоподъемности он будет пригоден разве что для очень больших станций будущего. На текущем этапе развития, по моему мнению, выгоднее автоматические транспортные корабли.
  • Многим «Спейс Шаттл» представляется как бы разработкой впрок. Этим отчасти можно объяснить многократный перенос сроков начала летных испытаний. Говорят, что схема, олицетворенная в «Шаттле», представляет собой сближение ракетной техники и космонавтики с авиацией. И это действительно так. Многое из опыта авиации использовалось при создании верхней ступени, и в то же время это техника ракетно-космическая.
  • Мне кажется еще, что высокая посадочная скорость «Шаттла» связана с немалым риском. Заходить на посадку без мотора, в планирующем полете, не имея возможности при промашке уйти на второй круг, как это может любой самолет, потребует от космонавтов высочайшего мастерства и напряжения и сложной автоматики, на создание которой и пошли американцы.
  • Конечно, создание «Шаттла» явилось впечатляющим инженерным достижением американской ракетно-космической и авиационной техники.
  • Но мне все же эта система представляется экономически и технически не обоснованной. Слишком дорого обходятся полеты.
  • Когда американцы приступили к созданию системы «Шаттл», то выдвигались как главные соображения экономического порядка.
  • Стоимость выведения полезного груза на околоземную орбиту с помощью различных американских ракет-носителей составляла в 70-х годах от 1500 до 2500 долларов за килограмм доставленного на орбиту груза. Согласно проектным данным системы «Шаттл» стоимость доставки груза с ее помощью должна в будущем составлять около 400 долларов за килограмм.
  • Если очень упрощенно оценивать, то получается, что расходы порядка 10-15 миллиардов долларов на ее создание должны будут окупиться не менее чем через 500 пусков. При 10 пусках в год ждать окупаемости придется 50 лет. А это довольно долго.
  • Но дело не только в этом: 500 пусков системы «Шаттл» - это выведение 10 000-15 000 тонн груза на околоземную орбиту - спутников, научного оборудования, приборов и т. п.
  • Это означает, что при средней стоимости космических полезных нагрузок 5 миллионов долларов за тонну полезного груза необходимо будет израсходовать порядка 75-100 миллиардов долларов на сами космические полезные нагрузки. Но ведь здесь есть естественное ограничение - производственные мощности, используемые в космической технике. Эта вторая оценка тоже отодвигает время, когда окупятся расходы на систему «Шаттл», на 15-30 лет.
  • Но на самом деле со стоимостями и затратами дело значительно хуже. По данным на 1983 год, стоимость одного полета системы составляет не 10 миллионов долларов, как планировалось, а порядка 200 миллионов!
  • Конечно, сейчас еще идет отработка системы, и, естественно, расходы на полеты должны быть больше, но настолько! И сейчас пока стоимость доставки полезного груза составляет около 10000 долларов за килограмм! То есть еще много нужно усилий, чтобы дойти до уровня стоимости выведения уже достигнутого одноразовыми носителями.
  • Тут возникает вопрос: зачем же создавался «Шаттл»? Может быть, тут важны какие-то другие преимущества этой системы?
  • Корабль системы «Шаттл» после выведения может маневрировать на орбите, проводить сближение и стыковку с орбитальной станцией или с каким-либо другим спутником, доставляя к месту назначения свой полезный груз. При этом на уровне 1983 года эта операция будет существенно дороже, чем если бы решать эту задачу с помощью уже существующих средств. Правда, в перспективе, когда стоимость доставляемого на станцию оборудования снизится до 800-1000 долларов за килограмм, это уже будет дешевле. Но пока нет таких орбитальных станций, грузопоток к которым составлял бы многие десятки тонн в год, то есть на сегодня и эта особенность как будто не оправдывает работы по созданию «Шаттла».
  • Но у него есть еще одно качество. Орбитальный корабль «Шаттл» может подойти к спутнику или к орбитальной станции, взять с помощью манипулятора спутник или часть станции в грузовой отсек и вернуть его на Землю. Например, для ремонта, профилактики или для переоснащения. Это, конечно, важная функция.
  • Но как часто потребуется эту операцию делать? Для небольшого спутника весом до нескольких тонн такую операцию выполнять экономически невыгодно - проще изготовить и запустить новый спутник: ведь чтобы спустить, а потом поднять спутник, придется затратить от 400 и до 20 (в перспективе) миллионов.
  • Да и задачу эту можно было бы решить более простым способом. Если создать специализированный транспортный корабль для возвращения спутников с орбиты.
  • Вроде бы и здесь не очень убедительна обоснованность системы.
  • В последнее время в печати все чаще появляются статьи о том, что главное назначение системы «Шаттл» - военное. Доставлять на орбиту супероружие, которое еще не создано, но, может быть, удастся создать. Оружие, способное с помощью лазеров, ускорителей частиц и других научных достижений уничтожать другие спутники, самолеты, перехватывать баллистические и крылатые ракеты и обеспечить...«господство в космосе».
  • Хотя все это напоминает шитье платья для голого короля, что-то все же может быть сделано. Делаются намеки и на какие-то другие особые способы применения системы.
  • Все это очень печально, и уже повторялось не раз: новейшие достижения науки и техники шли на создание средств уничтожения, то есть били по людям, по своим создателям.
  • Но сейчас продолжать подобные игры недопустимо. Уже созданные средства уничтожения таковы, что, будучи пущенными в ход, почти наверняка уничтожат цивилизацию. Недопустимо, чтобы и космическое пространство превратилось в арену гонки вооружений, в область, откуда будет угрожать опасность жизни человечества.
  • В перспективе, когда на орбитах придется решать сложные производственные и строительные задачи, нужны будут средства доставки, на порядок более «дешевые»: 50-100 долларов за килограмм - вот что требуется от эффективной транспортной системы «Земля - орбита». Путь «Шаттла» к этим цифрам не ведет, как бы ни совершенствовать конструкцию, какое бы топливо ни применять.
  • Я бы отдал предпочтения системе полностью многоразовой и одноступенчатой. Без крыла. Посмотрим, что оно (крыло) дает. При выведении на орбиту это крыло-лишний вес и довольно заметное дополнительное аэродинамическое сопротивление. На орбите крыло совсем не нужно. При возвращении в атмосферу - наиболее труднозащитимая от тепловых потоков часть корабля. И роль свою крыло начинает играть лишь на самом конечном участке полета - при планировании и заходе на посадку. При этом, хотя точность спуска и повышается, корабль, садящийся как самолет, не может совершить посадку в любом районе, а только на специальные посадочные полосы. Нужно ли это преимущество?
  • Ведь уже корабли «Союз» и «Аполлон» имеют вполне приличную точность приземления. При необходимости аппараты с таким аэродинамическим качеством (около 0,3-0,5) можно сажать с точностью порядка километра, но зато едва ли не в любой выбранной точке планеты.
  • Маневр по курсу на спуске, который позволяет осуществить крыло, не столь уж важное преимущество, чтобы настолько усложнить конструкцию транспортной системы.
  • Конечно, одноступенчатую многоразовую ракету-корабль создать очень трудно. Для сегодняшнего уровня техники и уровня конструирования.
  • В современных даже одноразовых ракетных ступенях относительный вес конструкции ступени и ее двигателей составляет не менее 8-12 процентов от начального веса ступени (с топливом). А ведь у многоразовой одноступенчатой ракеты-корабля в конце участка выведения на орбиту относительный вес окажется существенно выше, так как в него войдут топливо, необходимое для маневрирования и спуска с орбиты, тепловая защита, средства посадки и приземления и, наконец, полезный груз. А надо уложиться примерно в 10 процентов. Ибо при лучшем на сегодня кислородно-водородном топливе только это соотношение позволяет одноступенчатой ракете вывести аппарат на орбиту спутника Земли. Значит, необходимо чрезвычайно высокое конструктивное совершенство, наиболее эффективные ракетные двигатели, ничего лишнего, неоправданного. Необходимо использование перспективных материалов и технологии. Для посадки нужно использовать наиболее простые и эффективные средства. Мне представляется естественным посадку такого корабля-ракеты осуществлять вертикально, используя для торможения ракетные двигатели, так, как садились на Луну американские лунные модули и наши последние «лунники».
  • Конечно, при решении этой задачи возникнет множество проблем, но, по моему представлению, они под силу современной технике.
  • Естественно, могут спросить, а почему американцы все же выбрали путь «Шаттла» - составной многоступенчатой ракеты с крылатым орбитальным кораблем.
  • По-видимому, когда завязывался проект «Шаттла», действовало много привходящих факторов. И то, что схему «Шаттла» с инженерной точки зрения начала 70-х годов реализовать существенно проще: меньше принципиальных трудностей, не требуется очень высокое конструктивное совершенство отдельных частей системы. Здесь же ясно, что и как делать. Разработка дешевле. Возможно, сказалось и то, что многие конструкторы, участвовавшие в разработке «Шаттла», пришли из авиации.

    ОСТАНЕТСЯ ЛИ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО НА ЗЕМЛЕ?

  • Что движет нами? Простое любопытство или высокие цели познания и желание помочь человечеству? Нет противоречия в этих вопросах. Любопытство просто человеческое или научное - одна из главных движущих сил всякого познания. Мне самому, например, интересно там, где еще никто не был. Но все-таки цель космонавтики, как и всякой научно-технической области - продвижение вперед научного знания и решение различных практических задач, стоящих перед народным хозяйством. Но это общая цель. А в каких конкретно свершениях ей предстоит быть реализованной в перспективе? Какой путь из множества возможных выберет человек в будущем своем продвижении в области освоения космического пространства?..
  • Любая природная сфера, с которой взаимодействует человечество, в пространственном смысле конечна. За исключением космоса. Для человечества космос безграничен.
  • Поэтому осваивать космос можно и вглубь и вширь бесконечно, насколько у человечества хватит фантазии, ума и сил. И интересных технических задач, которые могут быть в нем решены, найдется множество.
  • В последние годы с легкой руки американского профессора Джерарда О'Нейла широко обсуждается вопрос о будущих околоземных космических поселениях-колониях.
  • Чем аргументирует Дж. О'Нейл необходимость создания колоний в космосе? Прежде всего возможностью с их помощью решить на Земле проблему народонаселения. К 2050 году, считает он, народонаселение Земли должно возрасти до 16 миллиардов человек. Это будет слишком большой нагрузкой для планеты, и человечество вынуждено будет колонизировать космос. Процесс колонизации будет быстрым, подобно освоению Нового Света, и в результате лет через тридцать пять на Земле останется только около 2 миллиардов, и эта численность на ее поверхности стабилизируется. Населенные же площади колоний к 2150 году в пять раз превысят площадь суши Земли. В конечном счете общая численность человечества возрастет до 80-100 миллиардов. Кроме того, по его мнению, переселиться в космос человечество заставит истощение природных, ресурсов и загрязнение окружающей среды. В колониях жители будут независимы от земных ресурсов. Наконец, последний аргумент выглядит примерно так: если мы можем колонизировать космос, то и должны это делать.
  • Вот такими прогностическими выкладками американский ученый доказывает необходимость развертывания гигантского строительства в космосе.
  • По замыслу О'Нейла, каждая колония должна представлять собой металлический цилиндр диаметром от одного до шести километров и длиной от 3 до 30 километров. Жить в каждом из них будут, соответственно, от 100 тысяч до 20 миллионов человек. Цилиндр будет вращаться, и, следовательно, на внутренней поверхности образующей его оболочки будет искусственная сила тяжести. Здесь будут не только жилые постройки, но и горы, леса, озера, реки, прорези в корпусе с жалюзи и отражателями для регулируемого пропуска солнечного света. Энергообеспечение колоний, естественно, будет осуществляться с помощью солнечной электростанции.
  • Детально О'Нейл предложил не только организацию жизни, деятельности и отдыха будущих колонистов, но и технологию расширенного строительства колоний. Источником сырья, по его подсчетам, лучше всего сделать Луну, и только часть материалов будет доставляться с Земли.
  • Им проработана также схема транспортной системы для перевозки грузов к месту сооружения колоний. Место это, с его точки зрения, лучше всего выбрать вблизи «лагранжевых точек», то есть на орбите вокруг Земли высотой примерно 400 тысяч километров, на одинаковом расстоянии от Земли и Луны. Транспортировка будет осуществляться с помощью либо специальных летательных машин, либо магнитных ускорителей. Общая стоимость строительства и заселения колонии диаметром 1,2 километра О'Нейл оценивает в 34 миллиарда долларов. Продолжительность создания - 4 года.
  • Примерно эти же мысли о возможности и необходимости создания колоний в космосе высказывал Циолковский семьдесят лет назад.
  • В 1911 году в письме к редактору петербургского «Вестника воздухоплавания» Б. Н. Воробьеву он написал знаменитую фразу: «Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а потом завоюет себе все околосолнечное пространство».
  • Письмо Циолковского сопутствовало публикации второй части его труда «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В этой работе после описания условий и путей создания постоянных спутников Земли с человеком на борту, то есть кораблей, полета на Луну и создания окололунной станции Циолковский писал: «Движение вокруг Земли ряда снарядов, со всеми приспособлениями для существования разумных существ, может служить базой для дальнейшего распространения человечества. Поселяясь кругом Земли во множестве колец, подобных кольцам Сатурна... люди увеличивают в 100-1000 раз запас солнечной энергии... с завоеванной базы протянут свои руки за остальной солнечной энергией, которой в два миллиарда раз больше, чем получает Земля... План дальнейшей эксплуатации солнечной энергии, вероятно, будет следующий. Человечество пускает свои снаряды на один из астероидов и делает его базой для первоначальных своих работ. Оно пользуется материалом маленького планетоида и разлагает или разбирает его до центра для создания своих сооружений, составляющих первое кольцо вокруг Солнца... где-нибудь между орбитами Марса и Юпитера... Когда истощится энергия Солнца, разумное начало оставит его, чтобы направиться к другому светилу...»
  • Заметим, что Циолковский предлагал расселяться не на планетах: «Нет даже надобности быть на тяжелых планетах, разве для изучения. Достижение их трудно; жить же на них - значит заковать себя цепями тяжести... Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели».
  • Мысли эти свои он развивал и в более поздних работах. В труде 1926 года, вышедшем под тем же названием - «Исследование мировых пространств реактивными приборами», - Циолковский представил еще более конкретизированную программу.
  • После постепенного перехода от обычного самолета к космической ракете и кратковременным орбитальным полетам (первые пять пунктов программы), вслед за постепенным увеличением продолжительности полетов, созданием скафандров для выхода в открытый космос и замкнутых экологических систем, независимых от Земли (еще четыре пункта), предлагаются такие этапы:
  • «10. Вокруг Земли устраиваются обширные поселения. 11. Используют солнечную энергию не только для питания и удобств жизни (комфорта), но и для перемещения по всей солнечной системе. 12. Основывают колонии в поясе астероидов и других местах солнечной системы, где только находят небольшие небесные тела. 13. Развивается промышленность и размножаются невообразимо колонии...»
  • Несколько раньше в этой же работе написано: «Мы можем достигнуть завоевания солнечной системы очень доступной тактикой. Решим сначала легчайшую задачу: устроить эфирное поселение поблизости Земли в качестве ее спутника на расстоянии одной-двух тысяч километров от поверхности...»
  • Если сделать скидку на время и отбросить известные анахронизмы в представлениях и изложении, все здесь вроде бы логично и последовательно. Вот это-то плюс авторитет великого ученого заставляет иных современных специалистов считать программу Циолковского единственно верным путем развития человечества. Утверждают при этом, что раз Циолковский, выдвинул идею о неограниченном распространении человеческой цивилизации в космосе, обосновал ее путем анализа тенденций развития жизни на Земле, предложил для ее реализации средство (жидкостную ракету) и разработал программу, значит, иных вариантов развития человечества нет. Подкрепляют это суждение фактами осуществления начальных пунктов программы и тем, что доводы ученого в обоснование идеи сохранили свою силу до нашего времени.
  • Мы имеем все основания рассматривать идею Циолковского о расселении человечества по всему космическому пространству как интуитивную дальнеперспективную оценку, относящуюся к тому периоду развития земной цивилизации, который находится пока за пределами научного прогнозирования и является сферой сугубо философского мышления.
  • Справедливо называя Циолковского человеком из будущего, мы не должны забывать, что он не мог не быть также человеком своего времени - рубежа XIX- XX веков. Наука в тот период была по своему развитию если не в детском, то в юношеском возрасте. Юношескому» возрасту, как известно, свойственны колебания и сомнения, заимствования и максимализм. И эти свойства науки того времени не могли не отразиться на аргументации Циолковского. Мировоззрение его носило в некоторой степени характер собирательный, нецельный, хотя и содержало немало рациональных зерен.
  • Неизбежность широкого расселения человечества в космосе, расширения границ земной цивилизации ученый обосновывает с позиций и на основе представлений своей эпохи. Три основные, неизбежные в будущем причины, ведут, по Циолковскому, к этому: недостаток на Земле энергии, угроза перенаселенности Земли и высокая вероятность катаклизма.
  • Почти те же аргументы в обоснование главных целен освоения космоса, как мы уже знаем, приводятся и в наше время. Добавляются сюда предположения о неизбежности крайнего, неприемлемого для жизни засорения окружающей среды. И еще некоторые западные ученые (среди них» например, известный физик Фримен Дайсон) надеются найти в космосе спасение человечества от земных социальных проблем.
  • Долгое время достижения науки и техники оценивались главным образом как те или иные новые возможности, призванные удовлетворять определенные общественные потребности. Но такой аспект, как мы убедились, связан лишь с внутренней логикой развития науки и техники,
  • В последние же годы в результате научно-технического прогресса на принципиально новый уровень поднялись сами общественные потребности. Если учесть также постоянно действующее условие ограничения текущих ресурсов, с одной стороны, и усовершенствование организации и управления научно-техническим прогрессом - с другой, становится понятно, почему на первый план теперь вышел иной критерий оценки достижений этого прогресса - их социальная значимость и экономическая эффективность.
  • Грядущий прогресс науки и техники также должен оцениваться не только с точки зрения возможностей развития вообще; но прежде всего с точки зрения динамики потребностей и экономических возможностей общества. Сами же по себе возможности науки и техники могут иной раз даже обгонять текущие цели и превышать ресурсы общества. Вот почему при оценке перспектив тех или иных направлений научно-технического прогресса необходимо учитывать фактор общественной целесообразности, поэтому планирование развития той или иной области техники строится теперь на основе выявления целевого фактора, определяющего необходимость и возможность решения той или иной научно-технической задачи.
  • Отсюда вытекает, что возможность создания даже в весьма отдалённой перспективе средств для перелета и расселения людей в космическом пространстве мы должны рассматривать прежде всего под углом зрения потребности и целесообразности такого расселения.
  • Взглянем теперь критически на те основные аргументы, которые выдвигают сторонники расселения.
  • Энергия. Во времена Циолковского немногочисленные, сравнительно маломощные электростанции, пожиравшие горы угля и реки нефти, нередко с трудом обеспечивали даже самые скромные потребности людей. Трудно было при этом оспаривать мысль о скором энергетическом истощении Земли. Но с тех пор потоки электричества буквально залили Землю. Казалось, этот аргумент ученого полностью опровергнут. Но вот в последние годы люди снова ощутили, что такое энергетический кризис. Однако этот кризис, как известно, во многом носит искусственный характер и не имеет прямого отношения к запасам минерального топлива на планете. Сторонники неизбежности энергетического кризиса чаще всего ссылаются на близость истощения нефти и другого природного топлива, запасов которого якобы хватит лишь на несколько десятков, в крайнем случае на сто лет.
  • Что, однако, говорят советские специалисты по энергетическим ресурсам? Минерального топлива, точнее угля, должно хватить не менее чем на тысячу лет. Запасы ядерного горючего на Земле на сегодня представляются довольно большими, при том, что еще только начато освоение реакторов на быстрых нейтронах, которые способны воспроизводить ядерное горючее. Есть надежды на освоение термоядерной энергии - неисчерпаемого и, может быть, дешевого источника энергии. Добавьте к этому, что далеко не полностью пока используются многие возобновляемые виды энергоресурсов Земли, в частности гидроэнергия. Практически только приступили к освоению приливной энергии и энергии ветра, морских волн. В литературе упоминаются и такие гипотетические способы, как использование электрического потенциала Земли. Наконец, и солнечная энергия может быть использована для нужд Земли путем создания различных типов наземных батарей и средств аккумулирования тепла, а также получения энергии с орбитальных солнечных электростанций. Кстати, КПД солнечных батарей не превышает сейчас 10-12 процентов, и в росте его кроются огромные резервы.
  • С целью широкого использования солнечной энергии, нам кажется, человеку совсем не будет нужды покидать Землю, расселяться в окружающем ее пространстве.
  • Стоит учесть и возможную в будущем стабилизацию роста потребления энергии на Земле.
  • Итак, в обозримом промежутке времени человечество, по-видимому, не будет испытывать недостатка в энергии. Скорее можно опасаться за отвод с Земли возникающего при энергопотреблении избыточного тепла.
  • Народонаселение. Низкий жизненный уровень и плохие жилищные условия у большинства населения даже развитых стран, естественно, создавали в те далекие времена видимость близкой угрозы переуплотнения планеты. Проблема эта долгое время действительно волновала ученых. Еще не так давно нас пугали такими цифрами, как 100 или даже 300 миллиардов человек. Столько якобы окажется на планете через сто - сто пятьдесят лет. Сейчас же наука склоняется к тому, что более реально в ближайшие десятилетия замедление прироста народонаселения и стабилизация его на уровне 12- 13 миллиардов человек (прогнозные цифры на 2000 год не превышают 7,5 миллиарда).
  • Но проблема народонаселения волнует в смысле не только плотности, но и соответствия имеющимся материальным ресурсам и жизненному пространству. По подсчетам некоторых специалистов, уже полного освоения сельскохозяйственных площадей планеты достаточно, чтобы прокормить не менее 12-15 миллиардов людей, а всех оценочных ресурсов Земли в перспективе должно хватить на 100 миллиардов.
  • Переуплотнение нынешних крупных городов - это явление неизбежное, носит оно также сугубо социальный характер и потому, будем надеяться, временное. Вообще высокая плотность населения имеет место только в небольшой части районов Земли. Огромные площади практически пустуют - тундра, Заполярье и Антарктида, Тибет и Сахара. Разумеется, сейчас это практически непригодные или малоудобные для жизни земли, но приспособить их для нормальной, комфортной жизни и деятельности человека все-таки неизмеримо легче, чем переселяться в космическое пространство и «отстраиваться» там. Нельзя не учитывать также пространственные и сырьевые ресурсы Мирового океана.
  • Кстати, наши земные строения достигли пока чрезвычайно малых, можно сказать, мизерных высот. Человеческое жилище буквально стелется по земле. Самые высокие здания достигают высоты лишь 200-300 метров. В освоении пространства нижних слоев атмосферы, нам кажется, также таятся резервы расселения,
  • Катаклизмы. Вероятность мирового космического катаклизма в результате столкновения Земли с крупной кометой или затухания Солнца оценивалась во времена Циолковского весьма высоко. Ныне же она считается практически ничтожной. Правда, не исключена угроза катаклизма социального - самоуничтожения цивилизации в результате ядерной мировой войны. На наших глазах на планете растет мощное движение сторонников мира. Советский Союз, выступая со все новыми инициативами в вопросах разоружения, стремится сделать все для того, чтобы возросли надежды человечества на устранение опасности такого «внутреннего» катаклизма.
  • Природные ресурсы. Пожалуй, наибольшее волнение уже сейчас человечеству доставляет вероятность скорого истощения ресурсов Земли. Однако немалое количество специалистов считает, что природные ресурсы Земли еще мало разведаны, а известные используются недостаточно и нерационально. К примеру, существуют огромные резервы в повышении степени утилизации первичного минерального сырья за счет усовершенствования методов добычи и очистки, а также в использовании вторичного сырья и отходов производства. Проблема природных ресурсов, таким образом, тесно соприкасается с проблемой борьбы с загрязнением окружающей среды отходами промышленной деятельности.
  • И та и другая, очевидно, могут быть решены только после широких экономических и социальных преобразований на нашей планете. Решительный отказ от расточительного безответственного способа хозяйствования, недальновидного отношения к природе позволит человечеству выйти на совершенно иной уровень взаимоотношений с ней и преодолеть нынешнее предкризисное состояние. Этому же способствует научно-технический прогресс и, в частности, освоение и исследование космического пространства.
  • Итак, те аргументы, которые выдвигал Циолковский в подтверждение необходимости распространения человечества в космическом пространстве, с позиций нынешних знаний практики звучат уже далеко не столь убедительно. Открыв путем расчетов оргомные возможности жидкостных ракет по достижению больших скоростей, ученый решил «посмотреть», к каким рубежам в конечном счете это может привести человечество.
  • Если чуть углубиться в философские работы ученого, нетрудно увидеть, что в основе его оценок лежала такая мысль: человечество только тогда будет истинно счастливо, когда будет совершенно свободно. А под недостатком свободы он понимал не только ограничения общественного характера, но и препятствия, возникающие в связи с относительной малостью имеющегося на Земле пространства, пределами в запасах энергии и... действием сил гравитации.
  • Тяжесть, прижимающая человека к Земле, не дающая ему свободно перемещаться в пространстве, - это, по Циолковскому, путы. За пределами Земли в условиях невесомости человек избавится от них и, создав к тому же «высшую организацию» жизни, окажется полностью и буквально свободным.
  • Есть у Циолковского и такая мысль: при наличии в космосе, как многие тогда считали, других обитаемых миров человечество призвано соединиться с ними узами братства и нести свой высокий разум в просторы вселенной. Еще более важна последняя задача, если с развитыми цивилизациями в космосе встретиться не удастся.
  • В наше время свобода понимается как категория сугубо социальная, как продукт классовых завоеваний. Отсюда вытекает, что никакие новые сферы существования не гарантируют сами по себе разрешения основных социальных вопросов.
  • А между тем проект О'Нейла, появившийся не в начале века и не в 20-е годы, а в наше «высокопросвещенное» время, претендует быть не только технической гипотезой, но и вообще рецептом развития человечества.
  • Не видя иных возможностей выйти из кризисов, О'Нейл предлагает искать пути для этого в космосе. Всеобщая трудовая занятость, высокая продуктивность и прибыли производства, разнообразные формы местного самоуправления и вообще «очень приятный образ жизни» - вот те признаки «космического рая» на борту космических колоний, которые видятся автору проекта. Это напоминает надежды наивных людей, которые не способны навести порядок у себя дома, но мечтают сделать это на новой квартире.
  • Если «все лучшие, присущие ему качества», по выражению О'Нейла, общество не в состоянии проявить здесь, на Земле, - не может избавиться от безработицы, засилья монополий, инфляции, роста цен, преступности, терроризма, - то на чем же может быть основана уверенность, что все это исчезнет на космических орбитах?
  • Нет сомнений, что рано или поздно человечество создаст крупные космические объекты в космосе с целью решения разнообразных научных и прикладных задач. Безусловно, они будут важным подспорьем в решении человечеством своих земных проблем. Но едва ли они когда-нибудь станут основным местом и средством развития земной цивилизации.
  • Но давайте посмотрим на космические колонии с другой стороны. С точки зрения возможностей их создания.
  • В качестве базы для строительства О'Нейл предложил использовать «богатую рудами» Луну. Если допустить, что Луна ими действительно богата, необходимо, чтобы эти руды были добыты и превратились в металл. Таким образом, прежде чем начать строить первую колонию, необходимо создать на Луне горнодобывающее производство, металлургию и производство стройматериалов и конструкций. А это, со своей стороны, требует наличия химической промышленности и машиностроения. То есть прежде придется «всего-навсего» освоить Луну. Но мы уже говорили, что пока тенденции к этому не просматриваются. Даже с перспективной энергетикой, транспортными средствами будущего освоение Луны потребует очень больших затрат и длительного времени. По оценкам известного американского специалиста К. Эрике, только начальные капиталовложения в индустриализацию Луны потребуют 60- 70 миллиардов долларов (по курсу пяти-шестилетней давности).
  • Однако и при наличии возможности отправлять с Луны в «лагранжевые точки» строительные материалы и конструкции возникает сложная проблема их транспортировки. Методы, предлагаемые О'Нейлом, вызывают большие сомнения. Следует ожидать большого рассеяния «брошенных» грузов в месте их приема. Собрать их будет непросто, нужно будет снова затрачивать энергию и решать сложные задачи управления. Доставлять же грузы с Луны с помощью ракет оказывается явно невыгодным по сравнению с доставкой с Земли.
  • Еще и еще ряд сложных вопросов. Каким образом осуществлять заселение колоний? Как организовать их снабжение, ведь наверняка в течение какого-то времени они не смогут существовать автономно. Как защищаться от радиационного излучения и метеоритов? Каков путь к реализации замкнутого экологического процесса?
  • Пока не видно никаких предпосылок к тому, чтобы возникла необходимость создания колоний. Но с технической точки зрения проект О'Нейла выглядит вполне реалистично. Хотя многие вопросы требуют тщательного расчета, а иные из предлагаемых решений - пересмотра.
  • О'Нейл говорит о развертывании строительства в восьмидесятые годы. Это совершенно неоправданно. Но если иметь в виду более отдаленное время, то ничего бессмысленного и нереального я не вижу. Нужно или не нужно - это другой вопрос.
  • Пока что нет доводов за то, что «нужно». Ресурсы Земли и окружающего пространства человечество использовало лишь в минимальной степени. Всегда будут находить новые возможности на Земле, более экономичные и удобные, чем уход в космос. И наконец, расселение людей, по моему убеждению, едва ли окажется возможным. Если прирост населения уменьшится, скажем, до процента в год (сейчас почти два процента), то это все равно будет несколько десятков миллионов человек. Сейчас невозможно себе представить перевозку в космос даже годового прироста населения. Ведь это несколько десятков миллионов. Я бы добавил сюда и такой фактор, как ностальгия. Все в колонии будет искусственным, включая реки и горы. И в жителях ее, особенно первых поколений, будет жить тоска по настоящему, земному. Может быть, последующим поколениям будет проще, но и у них будет ощущение некоторой неполноценности существования, связанное и с этой искусственностью, и с ограниченностью окружающего пространства. Если признаться честно, лет двадцать назад я был почти убежден, что человечество действительно не останется вечно на Земле и начнет неизбежно в будущем расселяться в космосе. Однажды, помню, году в шестьдесят первом, выступал я на космодроме перед специалистами, которые готовили к полетам космические корабли. И, формулируя цели космонавтики, я назвал ее наилучшим средством от грядущей перенаселенности Земли. Но потом еще раз посчитал, «порисовал», подумал и понял, что ничего из этого не получится. Сейчас мне хочется только, чтобы расселение людей в космосе стало хотя бы когда-нибудь возможным и целесообразным.
  • Ну как же все-таки с идеей освоения человечеством околосолнечного и вообще космического пространства?
  • Ведь трудности и вопросы, связанные с расселением людей в космическом пространстве, определяются тем, что оно - среда, существенно враждебная человеку, каким он сейчас является, его природе. Чтобы обеспечить возможность людям жить и работать в космосе, нужно не только доставить туда людей, но и создать грандиозные по размерам и техническим средствам сооружения, защищающие их от воздействия вакуума, излучений, невесомости, метеоров, создать среду, в которой может жить человек, обеспечить его кислородом, водой, пищей.
  • Тут у многих естественно появляется мысль: может быть, более естественным для освоения космоса является путь создания «искусственного космического человека», предназначенного жить в этих условиях? Такой «космический человек» должен был бы быть способным жить в вакууме, получать энергию, необходимую для жизнедеятельности, не в виде органической жизни, а прямо в виде электричества или излучений, иметь средства общения с себе подобными существами в различных диапазонах электромагнитных излучений и с «традиционными» людьми, средства для получения внешней информации и для ее переработки. Но главное, конечно, чтобы это был не мрачный робот, обуреваемый чувством долга, функционирующий по заложенной в него при «рождении» программой, а все же человек - то есть существо, способное радоваться жизни, увлекаться, любознательное, способное ставить задачи и решать их, имеющее каждое свою индивидуальность. То есть здесь речь идет о существе с интеллектом, не худшим, чем у людей, и со способностью ощущать физические и духовные радости.
  • Такие существа могли бы стать естественным продолжением человечества в космосе, исследовать планеты и околосолнечное пространство, строить города в космосе, совместно с земными людьми строить в околосолнечном пространстве гигантские телескопы для исследования вселенной, проложить пути к звездам, установить связь с другими цивилизациями.
  • Что же касается общения нас с ними, наверное, эту проблему можно было бы разрешить. Ведь научились же общаться между собой люди разных народов, разных рас. Общение и единство могут определяться общими интересами, единством восприятия мира. Может быть, это и будет путем освоения космоса человечеством?

    БЛИЗКИЙ КОСМОС

  • Мне бы хотелось попросить читателя эти размышления не рассматривать как попытку прогнозировать развитие космонавтики. К сожалению, слишком часто в нашей литературе интуитивные соображения необоснованно объявляют научным прогнозом. А затем, не задумываясь, и программой развития.
  • На наших глазах в последние годы складывается новое научное направление - прогностика, которая вырабатывает разного рода аналитические и статистические методы оценки будущего.
  • И тем не менее предсказание, даже опирающееся на детальное знание области прогнозирования и оценочные расчеты, рискует не оправдаться. Слишком сложно, оказывается, предусмотреть на эти сроки все случайные события: открытия, изобретения, частные разработки, руководящие решения, изменение различных социальных факторов. Вот, например, известный американский ученый К. А. Эрике в своем докладе на симпозиуме «Космическая эра (прогнозы на 2001 год)», состоявшемся в марте 1966 года в Вашингтоне, предсказал, что в 1982-1985 годах на Луне будет создана постоянно действующая научная лаборатория, а в середине 80-х годов будет осуществлена высадка человека на Марс. Как мы знаем, оба прогноза, как и многие другие, не сбылись.
  • В 1964 году известная американская фирма «Рэнд», создав специальную рабочую группу и применив новейший тогда метод экспертных оценок «Делфи» и ЭВМ, разработала прогноз развития космонавтики. Как оказалось, оправдалась только небольшая часть из 30 позиций, да и то та, что была ориентирована на ближайшие три-пять лет. В целом же картина, построенная на конец 70-х годов (то есть прогноз на пятнадцатилетие), разительно отличается от реальности.
  • Все это к тому, что и мои соображения о будущем космонавтики, быть может, через несколько лет кому-то покажутся неубедительными или даже забавными. И тем не менее я решился на этот маленький риск. И в оценке будущего освоения Луны, и в рассмотрении возможности полета на Марс, и в своих точках зрения на орбитальные колонии. Правда, нигде не пытаюсь называть более или менее точные сроки и этим надеюсь уберечь себя от будущих сарказмов наших нынешних молодых читателей.
  • Сначала поговорим о некоторых из тех задач, которые видятся нам в освоении космоса человеком, хотя и не в близкой перспективе, но достаточно реально. И в решении которых к тому же истинно нуждается наша планета.
  • Полагаю, что после получения достаточного опыта долговременных полетов на орбитальных станциях предстоит создание на орбитах существенно более крупных объектов. Возможно, это будут гигантские солнечные электростанции для снабжения энергией наземных потребителей.
  • Как известно, солнечную энергию можно преобразовать в электрическую разными способами. Но наиболее простым в нашем случае представляются полупроводниковые преобразователи светового солнечного излучения, то есть солнечные батареи типа тех, которые применяются на абсолютном большинстве современных космических аппаратов. Уже сейчас получен огромный опыт длительной эксплуатации их в условиях космоса.
  • Применяются обычно кремниевые элементы - тонкие, небольшого размера, площадью несколько квадратных сантиметров пластинки из кристаллического кремния, при попадании на которые солнечного света возникает всем известный фотоэффект: образуется разность потенциалов. С одного элемента можно снять очень небольшую мощность, причем КПД преобразования энергии у такого элемента невелик - максимум 10-12 процентов (у экспериментальных - до 18). Чтобы получить практический источник питания, элементы в большом количестве соединяют последовательно и параллельно. В результате с одного квадратного метра солнечной батареи можно получить мощность максимум 140 - 170 ватт (мощность солнечного потока за пределами атмосферы около 1400 ватт на квадратный метр).
  • На станции «Салют», например, смонтировано три панели площадью по 20 квадратных метров.
  • Понятно, что такие батареи дают ток только при наличии солнечного освещения и тем больший, чем отвеснее падают лучи на их поверхность. Поэтому для повышения токосъема на многих космических аппаратах устанавливают механизмы ориентации батареи на Солнце, работающие независимо от ориентации аппарата. Такие механизмы имеются, в частности, на многих спутниках «Космос» и станциях «Салют». В период прохождения в тени применяют буферные химические аккумуляторы, которые в остальное время подзаряжаются от солнечных батарей, а также сглаживают возможные колебания напряжения при изменении нагрузки.
  • Не без оснований солнечные электростанции представляются пригодными для снабжения энергией Земли, Хотя со временем КПД солнечных батарей постепенно падает под воздействием ультрафиолетовых излучений и метеорной эрозии.
  • Важнейшие, кстати, из принципиальных отличий солнечных электростанций от обычных бортовых солнечных батарей - это отсутствие необходимости в буферных аккумуляторах и наличие системы передачи на Землю выработанной энергии. Для этой цели выгоднее всего применить микроволновое излучение. Станция должна иметь, таким образом, специальный преобразователь и передатчик энергии с остронаправленной антенной, а также, конечно, средства ориентации и аппаратуру управления.
  • На Земле должны быть сооружены приемники волн и преобразователь их в промышленную энергию. Чтобы станции могли иметь непрерывную и кратчайшую связь с наземными приемниками, их следует создавать на стационарной орбите, то есть на высоте 36 тысяч километров в экваториальной плоскости.
  • Главное на пути создания орбитальных электростанций - научиться строить в космосе гигантские конструкции, которые должны быть легкими и легко трансформируемыми после выведения на орбиту. Начинать, по-видимому, придется со сборки ажурной панели-блока размером, скажем, 100 на 100 метров. А затем, постепенно соединяя между собой такие блоки, наращивать площадь панели до десятков квадратных километров. С панели площадью около 100 квадратных километров можно будет снимать мощность до 10 миллионов киловатт. Наземная приемная антенна будет иметь диаметр порядка нескольких километров.
  • Возможно, не только сборку, но и изготовление блоков окажется выгоднее осуществлять прямо на орбите. То есть доставлять туда рулоны металлической ленты и потом ее резать, паять из нее стержни и собирать в ферменные блоки. Можно предложить и другие варианты технологии их изготовления.
  • Разумеется, на эти гигантские конструкции невозможно будет наклеивать обычные солнечные элементы - пластинки. Но в последние годы широко и не без успеха ведутся работы по созданию тонкопленочных рулонных солнечных батарей. Такие пленки будут просто натягиваться на фермы. Если сейчас каждый квадратный метр солнечных панелей имеет массу 5-10 килограммов, то масса пленочных солнечных батарей в перспективе будет несколько сот граммов на квадратный метр. С учетом массы фермы общая масса составит примерно килограмм на квадратный метр.
  • Каждый киловатт мощности вновь построенных космических станций согласно предварительным прикидкам может стоить около двух-трех тысяч рублей, что, оказывается, в полтора-два раза дороже, чем у наземных атомных станций, в два-два с половиной раза, чем у ГЭС, и в четыре-шесть раз, чем у тепловых. Но это учитывая затраты на постройку. Однако солнечная электростанция совсем не расходует невозобновляемых природных ресурсов. И это ее достоинство оказывается очень существенным-через пять-семь лет эксплуатации орбитальные источники энергии, возможно, окажутся уже рентабельнее и тепловых и атомных.
  • Расчеты показывают, что космические электростанции могли бы внести существенный вклад в энергоснабжение на нашей планете.
  • Важнейшей из проблем создания таких станций является экономичная доставка на орбиту материалов или элементов конструкции для их монтажа. Общая масса станции мощностью 10 миллионов киловатт составит примерно 50-100 тысяч тонн.
  • А реально ли создание крупных космических электростанций с точки зрения длительности и стоимости процесса транспортировки на орбиту элементов конструкции и сборки их там? Ведь для сооружения станции мощностью 10 миллионов киловатт понадобится около двух-трех тысяч рейсов транспортных кораблей грузоподъемностью около 30 тонн. Если запускать даже по 100 кораблей в год, получится, что только доставка материалов может занять около двадцати лет, не считая окончательной сборки и отладки. Нельзя же так долго строить столь важный объект! Правильно. Вопрос транспортировки - ключевой вопрос этой проблемы. Простой расчет показывает, что носители должны быть гораздо более мощными, чем существующие, чтобы выводить за один раз до 500 тонн. Тогда понадобится лишь 100-200 пусков, и все грузы можно будет запустить за три-пять лет.
  • Вопросы взаимодействия с остатками атмосферы, ориентации гигантских ферменных панелей на Солнце представляются вполне решаемыми.
  • Для постройки станции там же, на высокой орбите, придется создать специальное производство. Значит, в космосе понадобится много людей. Для них нужно будет построить жилища. Конечно, все производство должно быть автоматизировано и стандартизировано. Поэтому людей понадобится не очень много. Работать на орбите они смогут, скажем, около полугода за одну «командировку», и, следовательно, искусственная сила тяжести не понадобится. Современный опыт работы в открытом космосе (помните ремонтную операцию, проведенную Рюминым и Ляховым?) позволяет надеяться на эффективное участие человека и в непосредственных сборочных операциях.
  • Есть, конечно, и много других проблем на пути создания солнечных орбитальных станций (преобразование гигантских мощностей электроэнергии в радиоизлучение, бортовая радиоантенна с диаметром около километра, средства приема и обратного преобразования радиоизлучения в электроэнергию и т. п.).
  • Но проработки показывают, что все проблемы лежат в области реального.
  • Идеи космических электростанций меня привлекают потому, что они способны внести существенный вклад в земную энергетику. Создание их - один из самых перспективных путей получения от ракетно-космической техники весомой отдачи в интересах всего человечества, превращение космонавтики в высокорентабельную сферу хозяйственной деятельности землян. И еще потому, что реализация этой цели - интереснейшая проектная задача. Хотя наверняка осуществлять ее будут те, кому сейчас на двадцать-тридцать лет меньше, чем мне.
  • Остается добавить, что наличие в космосе огромного количества энергии и реальность ее утилизации, несомненно, приведет к развертыванию в нем промышленного производства. Проведенные на «Салютах» технологические эксперименты показывают, что получение на орбите уникальных сплавов, сверхчистых кристаллов, оптических стекол, биологических препаратов и многого другого может оказаться весьма выгодным в больших масштабах.
  • В будущем на околоземные орбиты можно было бы вынести особо вредные производства - некоторые виды металлургии, химической промышленности, атомную энергетику и отдельные технологические процессы.
  • Наличие мощных источников энергии в космосе позволит при необходимости в разумных пределах влиять на земной климат.
  • Конечно, космическое производство и вся крупная хозяйственная деятельность на орбите будут максимально автоматизированы. Но для развертывания и поддержания их в космосе понадобятся люди. А это значит, нынешние усилия по созданию орбитальных станций и проведение на них разнообразных комплексных исследований - необходимый задел на будущее.
  • Не хочется, чтобы дело представлялось так, что «рентабельный космос» возникнет только после создания солнечных электростанций. Уже сейчас значительная часть всей космической деятельности приносит достаточно высокий экономический эффект. Весомость в этом отношении спутников связи, метео- и навигационных спутников, исследование природных ресурсов и многих других направлений весьма значительна. Длительные экспедиции на станции «Салют» приносят по нескольку десятков миллионов рублей экономического эффекта. Некоторые практические результаты, которые дают космические средства, вообще нельзя получить никакими другими способами.
  • Вообще-то дело иногда представляют так, что на космос тратятся слишком большие средства. На самом деле это не совсем так. Если разложить затраты любой страны, занимающейся космическими исследованиями, на всех ее жителей, получится лишь по нескольку рублей на человека в год. Ну и потом давно известно - не каждый научный результат можно оценить в рублях...

    ВМЕСТО ЭПИЛОГА

  • Когда я пришел в космонавтику, все в ней мне казалось значительно проще. Не в том смысле, что было просто работать (работать было намного сложнее, чем сейчас, - другое время, другие условия, другие требования), а в том, что впереди все казалось куда более отчетливым, вполне достижимым. Не было космического корабля, и мы его делали. Потом делали другой, третий. А в перспективе были орбитальные станции, Луна, полет на Марс. Не было у меня тогда никаких сомнений, что на Марс человек полетит по крайней мере в самом начале таких, казалось, фантастически далеких 80-х годов. По Луне, виделось, к тому, то есть нынешнему, времени будут ходить и ездить если не толпами, то достаточно интенсивно. Многое представлялось реальным через 15-20 лет из того, что по разным причинам пока не осуществилось.
  • Почему? Дело в том, что все оказалось значительно сложнее, несмотря на огромный рост с тех пор технических возможностей, серьезное продвижение науки и большой опыт космических полетов. Сложнее и в техническом отношении, и с точки зрения динамики возможностей и потребностей общества.
  • Так, может быть, и теперь мы зря так часто думаем и говорим о будущем космонавтики? Пройдет лет 20, и, быть может, все наши нынешние представления не оправдаются? Думается, все же не зря. Во-первых, заглядывая вперед, мы научились сдержанности, реализму. Во-вторых - задаваться периодически вопросами будущего - общего или хотя бы той области, в которой мы работаем, - совершенно необходимо для трезвой оценки сегодняшних дел и тех целей, к которым идем.
  • Говорят, сегодня в космонавтике уже не так интересно. Почти все, что можно сделать «впервые», вроде бы уже сделано. Самое удивительное либо уже далеко позади, либо далеко впереди. Это заблуждение! Задачи - и сегодняшние, и завтрашние, необычайно интересные, по-прежнему стоят перед создателями космической техники. Интересные своей новизной и своей сложностью.
  • Есть идея построить на орбитах огромные радиотелескопы... Вполне реальная вещь... С ними наверняка будут открыты совершенно новые нам пока явления во вселенной... Быть может, они помогут найти следы деятельности других разумных существ в космосе или засекут сигналы других цивилизаций. Как хотелось бы, чтобы мы не оказались в этом мире одни... Но как эти телескопы там, на орбите, собрать, ведь нужна высочайшая точность?.. Вопросы, вопросы... Ведь полетам в космос лишь 23 года. И по существу, только все начинается...
  • Сегодня мне так же, как и всегда, интересно работать. Так же хочется думать, искать, считать, спорить с коллегами. Так же радостно мне видеть результаты нашей работы там, на орбите. И так же важно слышать в эфире доклады космонавтов о том, что что-то, сделанное нами, работает хорошо, а что-то не так, как хотелось бы. Значит, надо учить это что-то работать хорошо...

    СОДЕРЖАНИЕ


    ИНЖЕНЕРЫ
  • Начало 4
  • Королев 22
  • Кто первый сказал «А» 31
  • Длинная дорога к цели 39
  • Работаем над первым кораблем 50
  • «Поехали!..» 62
    КОСМОНАВТЫ
  • «Восход» 80
  • «...о славе...» 93
  • Настоящий космолет 113
  • Первая орбитальная лаборатория 128
  • Второе поколение «Салютов» 135
  • Сколько можно находиться в космосе? 154
  • Человек или автомат? 169
    ЧЕЛОВЕЧЕСТВО В КОСМОСЕ
  • В гостях у американских астронавтов 182
  • Полетим ли мы на Марс? 205
  • Самолет или ракета 218
  • Останется ли человечество на Земле? 230
  • Близкий космос 245 Вместо эпилога 253

    Феоктистов К. П.

  • Ф42 Семь шагов в небо.- М.: Мол. гвардия, 1984. 255 с., ил.
  • В пер. 60 коп. 100000 экз.
  • Герой Советского Союза, летчик-носмонавт СССР, проектант космических кораблей, доктор технических наук, профессор К. П. Феоктистов рассказывает о разработке первых космических кораблей и станций, о проблемах развития пилотируемых полетов, о космическом будущем человечества.

    3607000000-299 078(02)-84061-85

  • ББК 39.62 6Т6
  • ИБ № 4203
  • Константин Петрович Феоктистов

    СЕМЬ ШАГОВ В НЕБО

    Редактор В. Родиков

  • Рецензент Ф. Алымов
  • Художник Б. Федюшкин
  • Художественный редактор Б. Федотов
  • Технический редактор Г. Варыханова
  • Корректоры Н. Самойлова, И. Тарасова

    Сдано в набор 24.05.84. Подписано в печать 18.10.84. A00852. Формат 70Х1081/32. Бумага типографская № 1. Гарнитура «Литературная». Печать высокая. Условн. печ. л. 11,2+0,7 вкл. Условн. кр.-отт. 13,65. Учетно-изд. л. 12,7. Тираж 100000 экз, Цена 60 коп. Заказ 858.

    Типография ордена Трудового Красного Знамени издательства ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия». Адрес издательства и типографии: 103030, Москва, К-30, Сущевская, 21.



    назад

    в начало