Игорь Бубнов - Обитаемые космические станции
На рис. 1 изображен один из возможных вариантов конструктивного воплощения орбитальной космической станции.
Рис. 1. Один из вариантов конструктивного решения орбитальной космической станции
Обращая внимание на реальность и перспективность длительных орбитальных полетов, перечисляя целый комплекс наиболее интересных задач для обитаемых космических станций, газета «Правда»** писала, что «орбитальные космические аппараты этого типа представляют значительный интерес как для научных исследований oколоземного пространства и 3емли как планеты нашей солнечной системы, так и для разрешения целого ряда прикладных задач, имеющих народнохозяйственное значение».
При проектировании и строительстве крупных ОКС с экипажем в несколько десятков человек, несомненно, возникнут трудности, преодолеть которые будет нелегко. Реализация идеи Циолковского об «эфирных поселениях» потребует разрешения сложнейших технических проблем. Вероятно, при этом будут использованы многие его предложения, например создание искусственной силы тяжести, осуществление замкнутой биологической системы обеспечения жизнедеятельности космонавтов и др.
Космос принадлежит всему миру и овладение им — поистине общемировая задача. Советские люди гордятся, что общепризнанным лидером в освоении околоземного и межпланетного пространства является наша страна, наши ученые и инженеры. Но достижения советской науки и техники, как и гениальные открытия Ньютона и Ломоносова, Резерфорда и Менделеева, Дарвина и Павлова, Циолковского и Кюри, принадлежат всему человечеству. Именно поэтому теперь, когда имеются возможности для небывалого по своим масштабам вторжения в границы непознанного, усилия ученых всех стран не должны быть разобщены.
Советское правительство первым выступило с предложением о развертывании широкого мирного сотрудничества в космических исследованиях между Советским Союзом и Соединенными Штатами Америки — ведущими «космическими» державами.
В условиях разрядки международной напряженности, достигнутой в результате подписания в Москве Договора о запрещении ядерных испытаний в атмосфере, космическом пространстве и под водой, открываются широкие возможности для международного сотрудничества в области космических исследований.
Какие же этапы предстоят на трудном, но славном пути освоения космоса? В зарубежной печати нередко встречаются самые различные прогнозы по этому поводу. Одни из них необоснованно оптимистичны, другие, наоборот, страдают известной долей пессимизма, видимо, связанного с весьма скромными успехами США в запуске тяжелых спутников Земли и обитаемых кораблей, системы которых, кстати, не отличаются надежностью.
Тем не менее, пользуясь этими прогнозами, можно представить себе примерную последовательность событий в дальнейшем освоении космоса:
1. «Мягкая» посадка на Луне автоматической станции — в 1964-65 гг.
2. Полет обитаемого корабля вокруг Луны с человеком на борту — в 1966-67 гг.
3. Создание ОКС с экипажем 3–5 человек — в 1967-70 гг.
4. Высадка человека на Луне — в 1968-70 гг.
5. Создание крупной ОКС с экипажем 30–50 человек — в 1972-75 гг.
6. Полет к Марсу и Венере обитаемого космического корабля с возвращением на Землю — в 1975-80 гг.
7. Высадка людей на Марсе — в 1980-90 гг. Сроки эти, конечно, довольно умозрительны и лишь приблизительно отражают реальные возможности современной техники и экономики.
Нельзя забывать, что успехи советской космонавтики нередко опережают самые оптимистические планы людей, даже имеющих самое непосредственное отношение к науке и технике.
Пройдет еще немного лет, и человек уже не будет в космосе только гостем, а станет его хозяином. Пространство на многие сотни километров от поверхности нашей планеты перестанет быть необитаемым. Встречи людей вдали от Земли будут вполне обычными, как встречи в открытом море или на железнодорожном разъезде…
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ ОРБИТАЛЬНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ?
Обитаемые космические станции как искусственные спутники Земли будут двигаться по орбитам вне атмосферы Земли. В связи с этим все научные и технические задачи, которые будут решать околоземные орбитальные станции, можно условно разбить на три основные группы. К первой группе относятся такие задачи, при выполнении которых взоры обитателей ОКС будут направлены в сторону Земли. Имеются в виду исследования, связанные непосредственно с Землей и ее атмосферой, т. е. геофизические и метеорологические наблюдения, глобальная радио- и телесвязь, морская и воздушная навигация и т. д. Некоторые из этих исследований могут проводиться и с помощью наземных средств или исследовательских ракет и спутников с автоматической аппаратурой. Обитаемые космические станции расширят возможности и масштабы в решении этих «земных» задач. Научная космическая лаборатория сможет заменить десятки наземных обсерваторий или научных экспедиций и множество метеостанций. В некоторых случаях точные измерения, проводимые в космосе с помощью ОКС, будут значительно дешевле, чем такие же измерения, проведенные наземными средствами! Да и точность этих измерений повысится. Орбитальной научной станции могут оказаться под силу и такие технические задачи или исследовательские эксперименты, которые совершенно недоступны другим наземным средствам или исследовательским ракетам, запускаемым с Земли.
Вторая группа задач связана с использованием тех специфических условий, в которых находится орбитальная лаборатория, — глубокий вакуум и очень высокая прозрачность окружающей среды, невесомость, интенсивная солнечная и космическая радиация. Воссоздание этих факторов на Земле даже по отдельности довольно сложно, а некоторых из них, например постоянной, динамической невесомости, просто невозможно. Космической научно-исследовательской лаборатории будет доступен весь комплекс этих факторов,
К третьей группе относятся задачи, которые решают спутники и ОКС, выступая в роли связующего звена между Землей и другими планетами. Двигаясь по орбите вокруг Земли, обитаемая станция сможет облегчить решение сложных проблем полета космических кораблей-путешественников и подготовки экипажей для полетов на другие планеты солнечной системы.
Рассмотрим более конкретно некоторые проблемы, которые могут интересовать ученых в ближайшем или недалеком будущем и которые могут решаться с помощью орбитальных станций.
ФИЗИКА ЗЕМЛИ И КОСМОСА
Земля — это не только поверхность и вся масса нашей планеты. Атмосфера — эта гигантская воздушная оболочка земного шара — тоже Земля. И космос вокруг нас на многие сотни и даже тысячи километров для ученых — тоже Земля. Правда, до сих пор идут споры о том, где истинная граница Земли, где граница атмосферы, где кончается околоземной космос. И споры эти едва ли кончатся скоро — ведь все зависит от тех свойств, по которым будут определять границу атмосферы. По некоторым из них, например по возможности жизнедеятельности человека, атмосфера кончается на высоте 11–12 км, по другим, например по наличию молекул воздуха, границей атмосферы считают высоту 1000 км.
Так или иначе, но одна из древнейших наук — геофизика — распространяет свои владения далеко за пределы наших обычных представлений о планете Земля.
Основными разделами геофизики до сих пор считались физика Земли и физика атмосферы (метеорология). Физика Земли изучает происхождение, внутреннее строение планеты и различные процессы в ее массе и на ее поверхности (землетрясения, ледниковые явления и др.).
Как известно, главной задачей метеорологии является краткосрочное и дальнее прогнозирование погоды, а в будущем — изыскание методов воздействия на атмосферные явления, т. е. управление погодой. Но с выходом человека в космос целый ряд проблем, бывших ранее предметом теоретических исследований физики Земли, выделился в самостоятельный раздел геофизики — физику космоса. С помощью ракет, искусственных спутников и космических кораблей уже сейчас ведется обширное изучение свойств околоземного космоса, в том числе различных полей Земли — гравитационного, магнитного, радиационного и др. Но это только начало. Создание орбитальных космических станций позволит значительно расширить исследовательские работы по изучению околоземного пространства и космоса. Так, например, орбитальные лаборатории позволят получить постоянно меняющуюся картину распределения температур и давлений, а также химического состава газа на различных высотах. Будут продолжаться исследование распределения электронной концентрации с высотой и изучение концентрации положительных ионов в ионосфере, магнитные измерения в различных частях околоземного пространства.
