Александр Александрович, вы по образованию инженер-физик, окончили Московский физико-технический институт и долгое время работали в нем. Какая область физики наиболее близка вам?

— Основная моя специальность — термодинамика, исследование тепло— и массопереноса: экспериментальное изучение особенностей движения масс жидкостей и газов в заданных режимах температуры и давления¹. Я принимал участие в работах по созданию станций «Салют-6» и «Салют-7». А некоторые результаты моих студенческих исследований «летают», обеспечивая необходимый тепловой режим «Союзов» и «Союзов-Т».

¹ За работы в этой области авторскому коллективу, в который входил А. А. Серебров, в 1976 году была присуждена премия Ленинского комсомола.

— Вы впервые были в космическом полете, впервые работали в космической лаборатории. Расскажите о своих впечатлениях от нее.

— Начать надо с тех условий, в которых находится космический корабль. При его движении по орбите меняется его удаленность от Земли, и это сказывается на величине силы тяготения, действующей на станцию. Разумеется, на величину тяготения влияет и неоднородность плотности Земли. Космическая станция вместе с пристыкованным кораблем — объект протяженный. Основная его масса сосредоточена в рабочем отсеке. Поэтому свободное положение станции устойчиво в том случае, когда ее ось направлена к центру Земли, подобно поплавку на воде. Это так называемая «гравитационная стабилизация». Из-за изменений силы тяготения при движении станции и из-за сопротивления атмосферы и несимметричности корпуса по отношению к направлению скорости движения по орбите ось станции не направлена точно к центру Земли, а совершает медленные колебания с амплитудой до 20°. Ось станции при этом изгибается, это заметно даже на глаз. Кроме того, корпус станции ощутимо вибрирует из-за непрерывной работы вентиляторов, без которых невозможно обеспечить и тепловой режим работы аппаратуры и жизнедеятельность человека...

Космонавт А. А. Серебров отвечает на вопросы корреспондента Журнала «Квант».

— Но ведь вентиляторы, видимо, можно выключать во время проведения тонких экспериментов?

— В этом-то и специфика станции, что даже нормальное дыхание человека здесь должно обеспечиваться специальной аппаратурой. Действительно, плотность воздуха, который мы выдыхаем, отличается от плотности окружающего воздуха, и на Земле он в результате конвекции отходит от нашего лица, уступая место свежему воздуху, который мы и вдыхаем. К этому человек привыкает с детства и никогда над этим не задумывается. Но в условиях невесомости конвекция отсутствует. Поэтому нормальные условия дыхания на космическом корабле поддерживаются с помощью постоянной циркуляции воздуха по станции, которая осуществляется непрерывно работающими вентиляторами.

— Вы упомянули о невесомости. Какие ее проявления показались вам наиболее яркими?

— Больше всего запомнилась необычность поведения того, к чему привык в повседневной жизни.

Представьте задачу: налить жидкость в сосуд без потерь. На космическом корабле вода подается из крана порциями по 25 см³. Предоставленные сами себе, эти порции собираются в шаровидные капли, как и положено в невесомости; эти капли в результате разных случайных воздействий потом дробятся на меньшие... Если действовать, как на Земле, и наливать воду из крана в горлышко сосуда, то она станет выталкивать из сосуда воздух, в котором взвешены капли разного размера, — иными словами, будет сама же выталкивать себя.

Если же струю с малой скоростью направить сразу на стенку сосуда, то вода, смачивая стенку, прилипает к ней. Тогда взвешенных капель не будет — по крайней мере, до тех пор, пока сосуд не встряхивают. Таким способом можно без потерь налить жидкость в сосуд.

И тут же возникает второй вопрос: а как можно взять жидкость из сосуда? Ведь из-за невесомости жидкость «плавает» в сосуде в виде шаровых капель разного диаметра.

Конечно, если есть центрифуга, то задача решается просто: при вращении сосуда жидкость будет «прижиматься» к дальней от оси вращения стенке, а оттуда ее можно забирать с помощью шприца. Если нет центрифуги, можно прижать жидкость к стенке, двигая сосуд с небольшим линейным ускорением. Именно так обычно и делают.

Я предложил другой способ: поместить внутрь сосуда длинный и узкий предмет, например, черенок ложки, к которому капли прилипают. За счет сил поверхностного натяжения жидкость «расползается» по черенку и подходит к краю горловины сосуда. Слегка «помешивая» черенком, легко добиться того, чтобы жидкость постоянно находилась на черенке вблизи выходного отверстия сосуда. Задача, стало быть, решена.

— Есть ли еще какие-нибудь, кроме невесомости, существенные отличия космической станции от земной лаборатории?

— В земных лабораториях, в которых мне приходилось работать до сих пор, вопрос о размещении оборудования всегда был второстепенным, там главенствовали соображения удобства. На космической станции любое перемещение оборудования вызывает смещение центра масс станции. Это сразу же сказывается на характере, ее поступательного и вращательного движения и, как следствие, на работе самого оборудования. Знание распределений массы станции очень важно для оптимальной коррекции ее положения.

— Расскажите о каком-нибудь эксперименте, в котором вы принимали участие на борту космического корабля.

— Один из экспериментов, проведенных нашим экипажем во время полета, назывался «Таврия». Он носит биотехнологический характер: в нем происходит разделение биологического вещества на фракции, скажем, на группы клеток, различных по своим физическим свойствам. В частности, нам удавалось разделять однотипные клетки даже по возрасту.

— Как проводится такое разделение?

— Трубку из прозрачного материала, в которой находится исследуемое вещество, помещают в электрическое поле с напряженностью порядка 10 В/см, направленное вдоль трубки. Под действием этого поля и происходит разделение вещества на однородные фракции по длине трубки. В земных условиях из-за конвекционного перемешивания подобное разделение во многих случаях невозможно. В состоянии невесомости удавалось выделить десятки фракций там, где в земных условиях рекордное разделение содержало лишь три фракции, да и то с размытыми границами.

— Какова практическая ценность подобного эксперимента?

— Дело в том, что различные фракции одного, лечебного препарата — при их введении в организм живого существа воздействуют на разные органы — одни на печень, другие на сердце и т. п. При лечении одного органа важно не допустить отрицательного воздействия на другой. В частности, ограниченное применение такого белкового вещества, как интерферон, приготовленного в земных условиях, связано с возможными нежелательными побочными эффектами.

— В чем состояло ваше участие в эксперименте?

— Помимо выполнения операторской работы — монтажа и отлаживания приборов, съемок лазерным голографом на борту станции, — я еще на Земле внес некоторые усовершенствования в методику эксперимента. Так, вместо предусмотренной ранее круглой трубки, фотографирование процессов в которой затруднено преломлением света в цилиндрическом стекле, по моему предложению была использована камера с плоско-параллельными стенками. Поскольку такой эксперимент на борту станции ставился впервые, необходимо было выбрать и обеспечить оптимальный режим работы установки. Моя задача состояла также и в этом.

— Каковы ваши дальнейшие планы?

— Моя специальность — инженер-испытатель космической техники, этим много сказано. Хочу продолжать свою испытательскую работу, связанную с усовершенствованием существующей и созданием новой эффективной космической техники. Хотел бы исследовать поведение борта космического корабля.

Каждый из читателей, очевидно, видел фотографии космической станции. В то же время не многие смогут правильно ответить на вопрос: какова толщина стенок станции? На самом деле она невелика — около 2,5 мм по обшивке и 3-4 мм в ребрах жесткости. На станции могут возникнуть эффекты, отдаленно напоминающие те, которые наблюдаются в кнуте при встряхивании. Резкое встряхивание рукоятки кнута вызывает распространение по нему волны; по мере движения волны к концу кнута ее скорость нарастает, достигая сверхзвуковой (поэтому мы и слышим громкий хлопок). Космическая станция с причаленным к ней кораблем представляет собой вытянутый объект, диаметр сечения которого убывает более чем в два раза от двигательного отсека к противоположному концу. При стыковке транспортных или грузовых кораблей со станцией могут возникнуть аналогичные эффекты. Нетрудно понять, насколько важно изучить этот вопрос.

— Что пожелали бы вы читателям нашего журнала?

Читатели «Кванта» — люди молодые, любознательные, творческие. Я им желаю открывать для себя новые горизонты в познании окружающего мира и, конечно, желаю настоящих научных открытий. А главное — желаю им стремления и умения реализовать на практике, в стекле и металле, то, что удалось создать пером и мыслью.