Борис Покровский - Звездные пути человечества
В космосе уже побывало 106 представителей землян. Невозможно переоценить то, что сделано ими во имя науки, для блага людей.
Пройдет еще какое-то время, и профессия космонавта станет массовой. Но человечество никогда не забудет тех, кто совершил первые подвиги на орбитах, кто шел по сложным и опасным космическим трассам, прокладывая пути в будущее.
Профессор С. ГРИШИН, доктор технических наук
ЗАЧЕМ НУЖНЫ ЗАВОДЫ В КОСМОСЕ?
С непрерывно действующими орбитальными комплексами — а «Салют-6» мы вправе отнести к первенцу именно таких — связывается достижение многих заманчивых перспектив, и, конечно же, использование космического пространства в интересах решения важных земных народнохозяйственных проблем. Космос с его неисчерпаемыми источниками энергии, глубоким вакуумом, магнитными полями сулит нам, говоря образными словами К. Э. Циолковского, «горы хлеба и бездну могущества».
На «Салюте-6» выполнена широкая программа научных и технических исследований, испытаний и экспериментов. В результате впервые в истории космонавтики отработаны прогрессивные принципы построения и эксплуатации долговременных орбитальных научно-исследовательских пилотируемых комплексов.
Почти четыре года полета, включивших в себя проведение ремонтно-профилактических работ, замену вышедших из строя приборов, аппаратуры и оборудования, регулярное восполнение запасов расходуемых материалов, топлива, газов, воды, пищи и т. п., доказали возможность постоянно поддерживать станцию в рабочем режиме.
Использование транспортных средств — пилотируемых («Союз» и «Союз Т») и грузовых («Прогресс») — повысило экономические показатели космической техники.
Возвращение материалов исследований на Землю, прием информации по каналам радиосвязи, их оперативная обработка позволили своевременно корректировать программы научных экспериментов и наблюдений с учетом полученных результатов. Одновременно для каждого нового цикла пилотируемых полетов разрабатывались более совершенная научная аппаратура и более эффективные методы исследований.
Одно из важных направлений, к которому отечественная наука проявляла и проявляет повышенный интерес, — космическая технология. Ее теоретической основой является физика невесомости, изучающая процессы тепло- и массообмена, кристаллизации и другие в условиях орбитального полета.
Космическая технология ныне переживает период становления. Вероятно, не всем надеждам ученых суждено сбыться. Между теорией и практикой всегда был и будет определенный разрыв. Но в то же время у специалистов этой области налицо большие экспериментальные успехи. Не исключено, что в недалеком будущем во многих приборах, на многих материалах и изделиях появится маркировка «Сделано в космосе».
Исследования образцов полупроводниковых, металлических и оптических материалов, полученных на станции «Салют-6» экипажами длительных экспедиций, а также международными экипажами с участием космонавтов из социалистических стран, а также космонавта Франции, показали, что свойства этих материалов существенно улучшились по сравнению с прототипами, приготовленными с помощью тех же установок на Земле. Например, плотность дефектов кристаллической решетки (дислокаций), от которых зависят механические свойства кристаллов, уменьшилась в космических образцах в тысячи раз, а однородность распределения примесей, от которой зависят электрофизические параметры полупроводников, возросла в 5–6 раз.
Технологические эксперименты, проведенные в ходе экспедиции В. Ляховым и В. Рюминым, стали новым этапом исследований в области космического материаловедения. Наши знания обогатились данными по отработке технологических режимов получения в условиях космоса различных полупроводниковых материалов. Кроме того, была проведена дополнительная проверка наиболее интересных результатов, полученных в предыдущих полетах. Важное место в программе «Протонов» занимали также технологические эксперименты, выполненные совместно с французскими и болгарскими учеными.
С большим интересом ждут ученые результатов изучения в неземных лабораториях образцов оптических стекол, сваренных на установке «Сплав». Особенность космического производства состоит в том, что в условиях невесомости можно получать стекла без соприкосновения расплава со стенками варочных сосудов. В условиях невесомости расплав «висит» в пространстве без каких-либо «опор». Стало быть, открывается возможность исключить загрязнение расплава от стенок сосуда и получить сверхчистые стекла, столь нужные для производства лазерных приборов. Улучшить свойства стекла добавлением легирующих веществ в земных условиях очень трудно, поскольку эти добавки неравномерно распределяются по массе образца. Невесомость обещает людям помочь в получении однородных стекол высочайшего качества.
Уже сегодня мы можем утверждать, что многие из веществ, образцы которых были получены на борту «Салюта-6» и «Салюта-7», имеют большое значение для инфракрасной техник», микроэлектроники, радиотехники, квантовой электроники, оптоэлектроники, вычислительной техники…
Анализ полученных в условиях невесомости образцов показал, что во многих случаях их свойства существенно улучшаются по сравнению с прототипами, приготовленными на Земле с помощью той же аппаратуры. К числу таких материалов можно отнести полупроводниковые кадмий — ртуть — теллур (чувствительные приемники тепловизоров), антимонид индия и арсенид галлия (оптоэлектроника, СВЧ приборы), германий и кремний (базовые материалы электронной промышленности).
На орбитальных станциях «Салют» было проведено восстановление отражающих металлических покрытий зеркал телескопов. В условиях открытого космоса экипажи на привезенные с Земли пластинки напыляли методом испарения и конденсации различные металлы (эксперимент «Испаритель»). Изучая полученные пленки, ученые с удовлетворением обнаружили, что качество их намного выше, чем у полученных в земных условиях.
С большим интересом ждали ученые и результатов получения в орбитальных лабораториях образцов оптических стекол, сваренных на установке «Сплав». Весьма важным стало исследование процессов массопереноса в растворе при росте и при растворении кристалла дигидрофосфата аммония — вещества, используемого в лазерной технике. Проведены перспективные эксперименты и на установке «Кристалл».
Космическая наука располагает данными, что методы, используемые на Земле для изготовления вакцин и медикаментов, в космосе дают гораздо лучшие результаты.
В космической технологии не все так просто, как может показаться на первый взгляд. Так, уже первоначальные исследования на «Салюте» показали, что на качество получаемых материалов влияют микроускорения, возникающие при перемещении членов экипажа по станции, выполнении космонавтами физических упражнений, при работе двигателей ориентации и т. п. Учеными была разработана сцециальная система измерения малых ускорений, составляющих сотые и десятитысячные доли от ускорения силы тяжести на Земле. Появилась возможность при проведении технологических экспериментов определять величины микроускорений в различные моменты времени. А это в свою очередь позволит более точно и обоснованно определять условия, необходимые для повышения качества космической продукции.
Конечно же, широкие и разнообразные научные исследования и эксперименты, проводимые в космосе, требуют разработки сложной специализированной научной аппаратуры. Космические приборы должны удовлетворять сумме необычных (а порой и противоречивых) требованйй: работать в условиях невесомости, иметь предельно малое энергопотребление, быть пожаробезопасными, высокоточными, выдерживать перегрузки, радиацию и т. д.
Важно и другое. Исследование безбрежного океана Вселенной, покорение космоса — это по сути своей интернациональная деятельность на благо всего человечества, во имя мира и прогресса. И чем крепче и многообразнее будут связи и взаимодействия ученых планеты, тем полнее и скорее станут доступными для людей богатства космоса.
Сверхчистые металлы, пенометаллы, полупроводниковые кристаллы, сплавы высокой однородности, уникальная оптика… Какие еще области применения найдет космическая технология? Ответить на этот вопрос едва ли кто сегодня возьмется. Однако мы можем утверждать, что каждый новый эксперимент в космосе по-своему интересен, каждый по-своему важен хотя бы потому, что нацелен в завтрашний день космонавтики, если хотите, в будущее нашей цивилизации.
Дальнейшее развитие космоплавания, несомненно, сопряжено с сооружением на орбитах вокруг Земли крупногабаритных и долговременных объектов, таких как орбитальные лаборатории с персоналом большой численности, антенны гигантских радиотелескопов, станции солнечной энергетики, космические производства (это, кстати, позволит решить и проблему выброса больших количеств тепла и вредных отходов, угрожающих экологическому равновесию Земли), межпланетные корабли с длительным сроком функционирования и т. д. Все это открывает перед космической технологией необозримое поле деятельности.
