«Техника-молодежи» 1973 г №4, обл., с.10-11, 18-19, 24-25, 28-29

рис. А.Леонова и А.Соколова

1. Космонавт А. Леонов вышел в открытый космос и свободно парит над планетой. Далеко внизу — облака, Черное море, Крымский полуостров. Это событие открыло новую эру в освоении космического пространства. Было доказано, что человек может успешно действовать непосредственно в межпланетной среде. Для создания крупных околоземных станций будущего предстоит проводить обширные сборочно-монтажные работы. Появятся профессии космических строителей. И вырастут на орбитах дома...

Такой представляют космическую орбитальную станцию будущего ученые и фантасты

Посмотрите на 1-ю страницу обложки, где изображено одно из таких грандиозных сооружений — орбитальная конструкция, созданная в результате стыковки станций типа «Салют» и «Союз» и обслуживаемая транспортными кораблями. На ее борту есть оранжерея, где выращиваются цветы и овощи.

Через шлюзовой отсек члены экипажа выходят в открытый космос для осмотра станции и доставки результатов исследований, выполненных с помощью наружных приборов.

Для научного комплекса, размещаемого на борту орбитальной космической станции, доступны излучения всех длин волн. Интенсивно изучаются объекты самой различной природы: источники гамма— и рентгеновских лучей, небесные тела с незначительной температурой поверхности — «темные карлики», а также квазары и пульсары.

Физики получили прекрасную лабораторию — идеальный вакуум космоса и все компоненты космического излучения.

Очень важны медико-биологические изыскания в условиях длительного пребывания людей, животных и растений в космической среде. Все это необходимо для обеспечения полетов человека к другим планетам, для усовершенствования методики отбора и тренировки космонавтов. На долговременной станции есть все условия для таких исследований.

Вакуум, широкий спектр излучений, невесомость — мощные рычаги воздействия на живой организм. И было бы заманчиво, если бы медицина научилась их использовать — в первую очередь для исцеления больных, неизлечимых в земных условиях. Новые «космические» ключи можно подобрать к лечению сердечно-сосудистых заболеваний, болезней органов дыхания, расстройств обмена веществ и т. д.

Необычные факторы космической среды используются для разработки особой технологии. Это позволяет организовать на орбитальных станциях эксперименты по созданию новых химических и биологических препаратов, эффективнейших медикаментов, конструкционных материалов с новыми свойствами и т. д.

К длительно действующим орбитальным станциям могут причаливать и пристыковываться транспортные корабли и орбитальные станции других стран.

Конструкцию орбитальных станций во многом определяет способ их сборки. Первоначально они собирались на Земле и выводились на орбиту ракетами-носителями. Однако станцию может сооружать на орбите монтажно-сборочная группа. При этом отдельные узлы доставляются несколькими ракетами-носителями, а потом состыковываются.

2. На цветной части картины космонавта А. ЛЕОНОВА и художника-фантаста А. СОКОЛОВА показана орбитальная пилотируемая станция «Салют — Союз», пролетающая над освещенной стороной земного шара. Станция ведет наблюдения, как над океанскими просторами зарождается ураган. В черно-белом изображении дана торообразная долговременная станция будущего. Именно такими представлял «эфирные поселения» К. Э. Циолковский. Это целый научно-исследовательский центр с многочисленным экипажем.

Схема приземления корабля «Союз»: 1 — включение двигателя; 2 — выключение двигателя; 3 — разделение; 4 — вход в плотные слои атмосферы; 5 — начало работы парашютной системы; 6 — приземление.

Ученые разных стран скрупулезно рассчитывали, какой способ выгоднее. И, наконец, пришли к выводу — нужен комбинированный, с применением так называемой поблочной сборки на орбите. Отдельные отсеки и агрегаты станции полностью собираются на Земле, выводятся грузовыми ракетами-носителями и пристыковываются друг к другу либо автоматически, либо с помощью космонавтов-монтажников. Собранная из отсеков станция может иметь любую конфигурацию: цилиндрическую, сферическую, в виде ступицы с лопастями, гантелеобразную, торообразную и т. д.

По-видимому, предпочтительнее торообразная, ибо она очень удобна для создания постоянной искусственной тяжести. Такая станция — это целый научно-исследовательский центр на орбите. Экипаж — десятки человек, люди самых различных земных и космических профессий.

Станция рассчитана на функционирование в течение десятилетий. Поэтому на ней предусмотрено и съемное оборудование, и универсальная аппаратура, и мощная атомная электростанция, и многие другие новинки. Есть и целая космическая «верфь», где могут в случае необходимости ремонтироваться транспортные корабли. Они регулярно сменяют экипаж, доставляют на борт компоненты систем жизнеобеспечения, оборудование, аппаратуру. Эти же корабли возвращают на Землю грузы и материалы научных исследований.

По сравнению с космическими аппаратами 70-х годов будущие транспортные корабли значительно изменят внешнюю форму и станут крылатыми. Они рассчитаны на вход в атмосферу с высокими скоростями, но имеют хорошие аэродинамические характеристики для планирования на небольших высотах. Эти корабли в какой-то мере похожи на сверхзвуковые самолеты. Их основные преимущества — высокая горизонтальная маневренность во время входа в атмосферу (а если необходимо, то и на взлете), многократность использования, значительно снижающая стоимость снабжения и обслуживания орбитальных космических станций.

И

скусственные спутники будущего — еще более специализированные. Это позволяет глубже изучать различные явления и процессы, происходящие в космосе и на Земле. Системы терморегулирования, телеметрии, радиоаппаратура и другие бортовые средства — унифицированные. Срок их службы — десятки лет. При необходимости из автоматических аппаратов создаются тяжелые универсальные системы. Стоимость космических аппаратов и ракет-носителей за счет перехода на новые принципы технологии и эксплуатации снижена в несколько раз. Есть носители многократного применения, а их повышенная энерговооруженность позволяет выводить на орбиты грузы значительно большего веса, чем раньше.

Системы метеорологических спутников охватывают наблюдениями весь земной шар. На Землю поступают не только сведения о циклонах и антициклонах, штормах в океане, снежной и ледовой обстановке, но и результаты измерений уровня рек, количества выпадающих в различных районах осадков, профилей температуры на всех высотах, начиная от поверхности планеты до верхних слоев атмосферы.

С наземных пунктов и метеостанций, с шаров-зондов и самолетов на спутники передается обширная метеорологическая и океанографическая информация.

Надежные предсказания погоды на месяц и более продолжительное время позволяют более точно определить сроки сельскохозяйственных, строительных и других работ. Подробные метеосводки помогают рационально использовать водные ресурсы, повышают экономичность транспортных перевозок и увеличивают безопасность кораблевождения.

Доступ к метеоинформации из космоса (при небольшом годовом взносе в кооперацию участников) имеют практически все государства.

Создан новый вид спутников связи с большой мощностью передатчиков. Телесигналы поступают непосредственно на телевизоры.

Действует международная космическая система навигации, которая позволяет с высокой точностью определять местонахождение кораблей и самолетов в любое время суток, при любой погоде.

Огромную роль играют спутники нового класса — для исследования природных ресурсов. Оснащенные разнообразной аппаратурой и датчиками, они помогают наблюдать за оледенением северных морей, морскими течениями, берегами, движениями льдов, температурой и соленостью в Мировом океане, регистрируют перемещения планктона и т. п. Они надежно следят за радиационной обстановкой в космосе, участвуют в работе постоянной «службы Солнца» (это очень важно, ибо от солнечной активности зависит интенсивность многих процессов на Земле).

3. 3 апреля 1966 года впервые у естественного спутника Земли появился свой спутник. Его доставила советская автоматическая станция «Луна-10», изображенная на картине художника А. Соколова. Спутник провел исследования с целью уточнения магнитного поля Луны, определения состава лунных пород и радиации в окололунном пространстве. В будущем непременно возникнет «служба Луны», включающая в себя целый комплекс автоматических средств. Но контролировать результаты экспериментов будет человек.

Схема полета автоматической межпланетной станции «Луна-10»: 1 — промежуточная околоземная орбита; 2 — коррекция траектории полета к Луне; 3 — ориентация перед торможением; 4 — торможение и выход на орбиту искусственного спутника Луны.

Л

уна все еще остается своеобразным научно-техническим полигоном, где выполняется разнообразная программа исследований и проводится всесторонняя проверка правильности инженерных решений.

Фундаментально изучается обратная сторона Луны, полярные и высокогорные зоны. Составлена полная селенографическая карта — в ее основу легла первая советская карта обратной стороны Луны. Исследуются не только поверхностные, но и глубинные слои лунного грунта, до десяти и более метров. Особенно внимательно изучаются районы выбросов пород из лунных кратеров.

Основную работу и длительные систематические исследования проводят автоматы. Люди контролируют результаты экспериментов и ведут лишь комплексные изыскания, которые автоматам выполнять затруднительно.

Гравиметрические и сейсмические измерения, поиски воды в грунте, лазерная локация Луны, изучение тепловых потоков, проявлений вулканической деятельности — все это по-прежнему остается в поле зрения ученых. Стали «старожилами» Луны автоматические луноходы. С их помощью проводится обширный комплекс разнообразных научно-технических экспериментов. Но прямая связь с Землей становится необязательной. Луноходы давно уже выходят за пределы радиовидимости с Земли, бороздят обратную сторону Луны. Информация передается через искусственные спутники Луны.

Луноходы сопровождают космонавтов, транспортируют грузы, применяются в качестве передвижных автоматических лабораторий. Ведутся эксперименты по строительству лунных баз.

На Луне создается автоматическая «служба Луны» — постоянно действующее инженерное сооружение, включающее в себя спутники на окололунных орбитах, стационарные автоматические базы, специальные помещения — боксы для размещения персонала.

В дальнейшем грузы на Луну будет доставлять «тихоходный» транспорт с электрореактивными двигателями малой тяги. Полет такого корабля на трассе Земля — Луна будет занимать от одного до трех месяцев. Грузовые лунные корабли могут быть беспилотными, управление ими обеспечит автоматика. Однако основные транспортные системы в эпоху освоения Луны должны быть многоразовыми, ибо это намного эффективнее и экономически выгоднее. Одноразовые системы могут применяться для доставки крупногабаритных конструкций, топливных емкостей, кислорода, воды.

На окололунной орбите наряду с автоматическими спутниками создается орбитальная станция. К ней будут причаливать космические пилотируемые корабли вместо того, чтобы осуществлять посадку непосредственно на поверхность.

Сообщение между станцией и Луной обеспечит более легкий транспорт. Такая система даст экономию топлива, ведь тяжелому кораблю не надо будет дважды преодолевать притяжение Луны — при посадке и старте.

Сама окололунная орбитальная станция по аналогии с околоземными станциями будет мощным научно-исследовательским комплексом. Она будет непрерывно достраиваться и расширяться за счет присоединения новых отсеков.

Чтобы обеспечить комфорт в жилых отсеках и нейтрализовать влияние невесомости, станция, как и ее околоземные «сестры», будет вращаться вокруг оси, иметь тороидальную форму с цилиндрической рабочей частью.

Лунные транспортные корабли системы «околоземная орбита — окололунная орбита» со временем будут иметь и ядерные ракетные двигатели большой тяги, что сократит время перелета до 10—12 час.

В период широкого освоения Луны, очевидно, будет создана космическая спасательная служба. Ее корабли окажут помощь экипажам транспортных аппаратов, потерпевших аварии в космосе, возвратят в строй поврежденные аппараты. Если же ремонт окажется нецелесообразным, корабли будут уничтожены или уведены в малопосещаемые районы космоса.

На поверхности Луны и в ее недрах будет создаваться лунная база. Позднее будут строиться автономные комплексы для производства жидкого водорода, кислорода и других видов топлива, а также промышленной эксплуатации природных ресурсов. Вряд ли окажется целесообразным эти продукты доставлять на Землю. По-видимому, они будут нужны на самой Луне.

В повестку дня встанет вопрос о превращении всей сети спутников в околоземном и окололунном пространстве в единую гигантскую систему радиомаяков, которая станет надежно управлять движением космических кораблей не только в солнечной системе, но и за ее пределами.

В

90-е годы космические аппараты побывают не только на Марсе и Венере, но и на Меркурии, Сатурне, Юпитере и на других небесных телах солнечной системы. Автоматам отводится ведущая роль, так как они во много раз дешевле пилотируемых кораблей, высоконадежны и позволяют вести репортаж из самых труднодоступных районов.

4. Яркий пример плодотворного сотрудничества социалистических стран в изучении Земли и Солнца — запуски спутников серии «Интеркосмос». На картине А. Леонова и А. Соколова «Первый интернациональный» запечатлен момент выхода на околоземную орбиту спутника «Интеркосмос-1» после его отделения от последней ступени ракеты-носителя. В числе достижений космонавтики завтрашнего дня будет, вероятно, и станция со многими отсеками. Ее орбита охватит Землю и Луну. Станция будет интернациональной: транспортные корабли социалистических стран будут доставлять и монтировать отсеки единой огромной конструкции.

Какие же наиболее интересные трассы проложат автоматические аппараты в этот период?

Начнем с полетов к Меркурию.

Межпланетная станция должна облететь Меркурий на расстоянии 2— 3 тыс. км от его поверхности, а затем перейти на орбиту его искусственного спутника. При этом необходимо сфотографировать планету, определить ее термические характеристики, провести поиски атмосферы, магнитного поля и пояса радиации. На станции — спускаемый аппарат для посадки на поверхность планеты и автоматический зонд для дальнейшего полета к Солнцу.

Совершим мысленно посадку на поверхность Меркурия. Чем-то он похож и на Марс, и на Луну. Мы видим остатки кратеров, россыпи камней, похожие на разрушенные скалы. Возможна вулканическая деятельность.

Тем временем наш автоматический зонд продолжает движение к Солнцу. Температура повышается, растут потоки корпускулярной и электромагнитной радиации. Мы получаем уникальную научную информацию. Жаль, что связь с аппаратом прерывается на удалении от Солнца в 20— 30 млн. км. Но ничего не поделаешь — это предел для работы аппаратуры в таких губительных условиях.

Венера и Марс. Они всегда привлекали пристальное внимание землян. И неудивительно, что к ним направлены траектории полетов большинства автоматических межпланетных станций. Автоматические аппараты выходят на орбиты искусственных спутников этих планет, совершают посадку в различных районах их поверхности.

Комплекс обширных исследований подготовит почву для осуществления первых экспедиций людей на Марс. Как предполагают, эта экспедиция будет снаряжена многими странами, а в ее экипаж войдут космонавты разных национальностей. Все человечество с нетерпением ожидает полета первых людей на эту еще недавно столь таинственную планету.

Автоматы летят к Юпитеру, Сатурну, Урану, Плутону и Нептуну. Космические аппараты, отправляющиеся по этим марафонским межпланетным маршрутам, также снабжены отделяющимися зондами для спуска на поверхности планет. При подлете проводятся фотографирование, температурные измерения, исследование радиационных поясов, магнитных полей и многое другое. Изучаются некоторые астероиды, кометы и метеориты.

Работы в космосе хватит на многие столетия. Мы живем в эпоху, когда «прорубается окно» во вселенную, и благодарные потомки никогда не забудут первых десятилетий космической эры.