Вам строить космические острова и
звездолеты, книга о развитии космоса
Дата создания
сайта:
24/02/2013
Освоение космоса в будущем
Космические острова
Придет время, и человек прочно обоснуется в космическом пространстве,
окружающем нашу планету. В плане работ, намеченном К. Циолковским еще в
1926 году, это пункт десятый: "Вокруг Земли устраиваются обширные
поселения". Если учесть, что восемь из десяти пунктов уже осуществились,
ждать, по-видимому, придется не так уж долго. Впрочем, начало положено.
Советские орбитальные станции, на которых одновременно работают от двух
до шести космонавтов, летают вокруг Земли по нескольку лет.
Накануне 25-летней годовщины полета Юрия Гагарина был сделан еще один
шаг к космическим поселениям. В феврале 1986 года в Советском Союзе была
выведена в космос орбитальная станция нового поколения "Мир". В отличие
от своих предшественников, "Салютов", последний из которых, седьмой, все
еще продолжает полет вокруг Земли, эта станция воплощает принципиально
новый подход к заселению околоземного пространства. Если "Салюты"
служили космонавтам одновременно и домом, и местом работы, "Мир" стал
базовым блоком, то есть тем звеном, вокруг которого группируются крупные
специализированные космические аппараты - научные модули.
В этих больших лабораториях, насыщенных научными приборами и
установками, в основном проводятся исследования в каком-то одном
направлении. Скажем, в одном модуле космонавты занимаются
астрофизическими наблюдениями, в другом - медико-биологическими
экспериментами, в третьем - съемками Земли, а в четвертом- производством
новых материалов в невесомости. После завершения намеченной программы
работ модуль может уступить свое место в составе орбитального комплекса
другой лаборатории с иным кругом научных задач.
Особенно перспективна модульная конструкция для получения в космосе
материалов с улучшенными свойствами. Выращивание крупных кристаллов,
получение высококачественных стекол и сплавов, особо чистых медицинских
препаратов, как правило, требует абсолютного покоя, полной невесомости.
Обеспечить ее в связке со станцией, которая то и дело совершает какие-то
маневры, где космонавты регулярно интенсивно занимаются физическими
упражнениями, невозможно. Поэтому модуль, представляющий собой что-то
вроде небольшой космической фабрики, должен иметь возможность на время
отходить от базового блока, а после окончания соответствующих
технологических процессов возвращаться на место.
Станция "Мир" служит не только связующим звеном, объединяющим различные
космические аппараты в единое целое, но и выполняет роль центра, откуда
экипаж управляет всем орбитальным комплексом, ведет связь с Землей,
контролирует работу бортовых систем и научной аппаратуры. "Модульный
принцип построения,- считает заместитель руководителя полетом, лауреат
Государственной премии В. Благов,- существенно расширяет наши
возможности в космических исследованиях, а специализация модулей
позволяет вести исследования крупными сериями, целенаправленно и
регулярно, а это, конечно, повышает эффективность научных работ".
Первый модуль - астрофизическая обсерватория "Квант", причалившая к
"Миру" весной 1987 года,- ненамного уступает в размерах самой станции. В
его отсеках общим объемом 40 м3 размещаются ультрафиолетовый и три
рентгеновских телескопа. Именно они и определили название модуля. "Узкая
специализация", однако, не означает, что в нем нет других приборов. В
"Кванте" разместили и установку "Светлана" для получения в условиях
невесомости биологически активных веществ и медицинских препаратов.
Орбитальная станция "Мир".
Число стыковочных узлов на станции "Мир" увеличилось до шести. Два из
них, как и на "Салютах", размещаются на противоположных торцах
вытянутого корпуса и служат причалами для пилотируемых и грузовых
кораблей, а остальные четыре располагаются на боковой поверхности
переходного отсека и предназначаются для приема научных модулей.
Правда, сначала модули причаливают к торцу переднего переходного отсека,
и только потом механические манипуляторы переносят их к одному из
четырех боковых стыковочных узлов. Делается это по соображениям
безопасности. Наблюдая по телевидению процесс стыковки, мы видим, как
вздрагивают космические аппараты в момент встречи. Несмотря на
сравнительно невысокую скорость сближения, толчок бывает весьма
ощутимым. Если же этот удар нанести не вдоль продольной оси базового
блока, а поперек, можно повредить его корпус. Ведь масса модулей намного
превышает массу кораблей "Союз" или "Прогресс".
Орбитальная станция "Мир".
Только "Квант" сразу надолго занял место на торце заднего агрегатного
отсека станции, до того принимавшего лишь транспортные корабли. Однако
общее число свободных стыковочных узлов при этом не изменилось, так как
"Квант", в отличие от других модулей, снабжен двумя причалами, один из
которых остался незанятым.
Со временем четырехзвенная, почти сорокаметровая связка базового блока с
модулем "Квант" и космическими кораблями обрастет симметрично
расположенными с боков крупногабаритными модулями, и орбитальный
комплекс "Мир" превратится в причудливую конструкцию. Модульное развитие
орбитального острова жизни означает не только количественный, но и
качественный рост. На присоединяющихся к нему космических аппаратах,
кроме специальной научной аппаратуры, может размещаться дополнительное
техническое оборудование, обслуживающее весь орбитальный комплекс.
Например, установленные на "Кванте" силовые гироскопы - гиродины
управляют разворотами всей космической связки, причем делают это, в
отличие от обычных двигателей ориентации, без расхода дефицитного
ракетного топлива.
Так будет выглядеть орбитальная станция "Мир" в
окончательном виде.
Космическая связка "Мир"-"Квант"-"Союз ТМ-3".
Таким образом, примененная новинка позволяет заметно уменьшить
грузопоток на трассе "Земля - орбита".
Известно, что космический аппарат в безопорном пространстве ни на минуту
не остается в покое. Хотя он и летает на высотах в несколько сот
километров, где атмосфера очень разрежена, она все же тормозит его
движение. Влияют на него и давление солнечных лучей, и гравитационные
аномалии Земли. В результате всех этих воздействий спутник теряет
первоначальную ориентацию и начинает медленно вращаться.
Когда космонавты спят или отдыхают, им это безразлично. Но во время
наблюдений Земли или небесных тел орбитальный комплекс должен быть
неподвижным. Поэтому экипажу приходится включать небольшие ракетные
двигатели, разворачивающие их космический дом и удерживающие его в
заданном положении.
Конструкторы модуля "Квант" пошли по другому пути. Они оснастили его
оригинальной системой ориентации, работающей с помощью даровой солнечной
энергии. В систему входит шесть массивных, почти стокилограммовых
маховиков-гиродинов, раскручиваемых электрическими двигателями. Каждый
из них словно точка опоры, вокруг которой можно поворачивать слившиеся
воедино модуль и станцию. Гиродины крутятся не в обычных подшипниках, а
висят в
магнитном поле. Поэтому при вращении они не теряют энергии на трение.
Сохранять накопленную энергию помогает им и то, что окружает их вакуум.
Когда сориентированный предварительно орбитальный комплекс отклоняется в
ту или иную сторону, его перемещения фиксируют специальные датчики.
Тотчас же из электронного блока управления поступают соответствующие
команды, и гиродины возвращают многотонную махину в исходное положение.
Летавшие на "Салютах" космонавты не раз сетовали на то, что из-за
недостаточной автоматизации слишком много времени уходило у них на
многочисленные подготовительные операции. На новой станции многие из них
доверили ЭВМ. Здесь размещен целый вычислительный центр, состоящий из
семи машин. По заранее заложенным программам ЭВМ сами разворачивают
орбитальный комплекс, удерживают его в нужном положении заданное время,
оповещают космонавтов о начале сеансов связи, запоминают и по первому
требованию экипажа выдают ему полную информацию о работе бортовых систем
и научных приборов. А космонавты, освобожденные от выполнения
непроизводительной работы, могут больше времени посвящать своим основным
занятиям - научным исследованиям.
Одновременно с повышением роли бортовых интеллектуальных машин
увеличился и объем цифровых данных, передаваемых с орбиты на Землю. Для
их обработки и анализа и в Центре управления полетом пришлось установить
новую, более мощную вычислительную технику. А передачу резко возросшего
двустороннего потока информации - возложить на спутники-ретрансляторы
"Луч", "неподвижно" висящие на геостационарной орбите.
При переходе из тесных отсеков транспортного корабля в помещение
орбитальной станции вновь прибывших космонавтов поражает открывающийся
перед ними простор. На станции "Мир" это впечатление особенно сильно.
Здесь ничто не мешает экипажу свободно перемещаться в больших и светлых
отсеках. Их не загромождают, как когда-то на "Салютах", многочисленные
научные приборы; вместо нескольких пультов управления остался один
центральный. Он установлен в самом просторном из трех герметичных
отсеков - рабочем, который превратился в большую кают-компанию.
Здесь у обеденного стола с вмонтированной в него "кухней" -
электрическими подогревателями пищи, столовыми приборами, емкостями для
сбора отходов - удобно собираться всем вместе, обмениваться мнениями,
делиться воспоминаниями и впечатлениями. Сидят космонавты на не совсем
обычных стульях. На них усаживаются верхом, обхватывая ногами нижнюю
часть и используя верхнюю как дополнительный столик. Рядом встроенный в
стену буфет, неподалеку от него откидной стол с набором инструмента для
ремонта и технического обслуживания аппаратуры. Здесь же, в рабочем
отсеке, и свой "стадион". К услугам участников полета традиционные
"беговая дорожка" и упрятанный под пол "велосипед" - велоэргометр.
По утрам члены экипажа совершают туалет в небольшой кабинке,
напоминающей совмещенный санузел малогабаритной квартиры. Оригинален
установленный здесь умывальник: под прозрачным колпаком с отверстиями
для рук и лица бьет управляемый нажатием кнопки фонтанчик. Поплескаться
намного приятнее, чем протираться, как это делалось раньше, смоченными
специальным составом салфетками.
Среди трудностей космического быта, кроме невесомости, ограниченности
жизни замкнутым объемом станции, отрезанности от семьи и друзей, есть
еще одна - невозможность уединиться. Человек не может все время быть на
виду, постоянно, в течение многих месяцев ощущать рядом чье-то
присутствие. Как бы ни дружили космонавты, им обязательно нужно, просто
необходимо иногда побыть наедине с самим собой. Американские космонавты,
летавшие на "небесной лаборатории" "Скайлэб", не раз жаловались на
отсутствие этой возможности. А ведь они находились в космосе намного
меньше времени, чем экипажи советских орбитальных станций. Некоторые
исследователи даже считают, что существует специфическая реакция на
тесноту. По их мнению, она приводит к усилению выделения в организме
человека определенных гормонов, что нарушает его равновесие со средой и
приводит в состояние напряженности и болезненного восприятия любых
раздражителей.
В длительном полете уединение помогает избегать психологических срывов,
поддерживать в маленьком изолированном коллективе ровные, спокойные и
деловые отношения. Конструкторы станции "Мир" учли это и впервые
выделили космонавтам индивидуальные помещения. Каюты эти невелики, но в
них можно неплохо отдохнуть, почитать, а то и просто повисеть в
одиночестве у окошка-иллюминатора.
