СОДЕРЖАНИЕ

Г. М. Гречко. «Салют-7»: хроника полета3

Е. И. Попов. Советские АМС исследуют Венеру33

В. И. Галкин. Работа спутников-спасателей43

Д. Ю. Гольдовский. Орбитальный блок «Спейслэб»50

Современные достижения космонавтики: Сб. статей. – М.: Знание, 1983. – 64 с. ил. – (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Космонавтика, астрономия»; № 12).

11 к.

В статьях сборника рассказывается о последних достижениях советской космонавтики: о новом этапе космической программы исследования Венеры советскими автоматическими межпланетными станциями, об очередной экспедиции космонавтов на орбитальную станцию «Салют-7», о функционировании спутниковой системы аварийного спасения судов и самолетов. Среди зарубежных достижений описывается создание и программа первого полета западноевропейской пилотируемой станции «Спейслэб».

Брошюра рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся современной космонавтикой.

3607000000ББК 39.6
6Т6

© Издательство «Знание», 1983 г.

«САЛЮТ-7»: ХРОНИКА ПОЛЕТА

28 июня 1983 г. орбитальная станция «Салют-7» после полугодового перерыва снова стала обитаемой. На ее борту приступил к работе экипаж второй основной экспедиции Владимир Ляхов и Александр Александров.

Готовя станцию к приему космонавтов, Центр управления полетом (ЦУП) провел необходимые коррекции ее орбиты, включил обогрев жилых отсеков. «Протоны» стартовали 27 июня в 13 ч 12 мин по московскому летнему времени на корабле «Союз Т-9».

Несколько слов об экипаже. Командир корабля Герой Советского Союза летчик-космонавт СССР полковник В. А. Ляхов уже имел опыт работы на орбите. Четыре года назад он вместе с бортинженером В. В. Рюминым совершил 175-суточный космический полет. Для того времени это было мировым рекордом. Много уникальных операций они выполнили тогда в космосе, фактически продлив жизнь орбитальной станции «Салют-6». А кроме того, провели и большое количество разнообразных научных исследований и экспериментов, в том числе и по программам международного сотрудничества.

Под самый же конец полета, когда они уже готовились к возвращению на Землю, их ждало еще одно испытание. Им пришлось совершить внеплановый выход в открытый космос, чтобы освободить агрегатный отсек станции от десятиметровой чаши антенны космического радиотелескопа, которая зацепилась за него после отделения от стыковочного узла.

Во время полета Владимира Ляхова и Валерия Рюмина одной из рабочих смен ЦУП руководил нынешний «Протон-2» А. П. Александров. Говоря о стартовавшем бортинженере, нельзя не отметить, что он является прямым наследником первых советских ракетостроителей в самом прямом смысле этого слова. Его родители работали в легендарном ГИРДе. А 30 лет спустя в КБ С. П. Королева начался трудовой стаж будущего космонавта Саши Александрова. Без отрыва от производства он закончил МВТУ, стал инженером. Вступил в партию, избирался членом ЦК ВЛКСМ, был делегатом двух съездов комсомола. Своими учителями Александр Александров считает многих людей, но, пожалуй, самое большое влияние на него оказал А. С. Елисеев, ведь именно под его руководством он осваивал сложную и многогранную науку управления космическим полетом.

По себе знаю, что первые сутки на орбите для космонавтов пролетают очень быстро, даже в иллюминатор посмотреть бывает некогда. Сначала надо тщательно проверить состояние всего корабля, убедиться, что его системы выдержали перегрузки и вибрации на участке выведения, что все на борту работает нормально. Затем начинаются операции по подготовке к стыковке с орбитальным комплексом. И, что не менее важно, надо подготовить самого себя к действиям в необычных условиях космического полета.

Один из самых ответственных моментов – стыковка космических аппаратов. На экране большого монитора в главном зале ЦУП хорошо видна станция «Салют-7», повернутая к нам кормовым стыковочным узлом, т. е. со стороны агрегатного отсека. Ее носовой причал занят тяжелым кораблем-спутником «Космос-1443». Стыковка с утяжеленной, 40-тонной, связкой имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при управлении полетом. Орбитальный комплекс «Салют-7» – «Космос-1443» несколько медленнее реагирует на резкие колебания курса корабля, но зато, когда сближение происходит плавно, держится спокойнее и увереннее.

Мы видим на экране, как все ближе придвигается к нам стыковочный узел станции. Вот он уже не помещается в поле зрения телекамеры. Изображение его дрогнуло, и тут же звучит голос Владимира Ляхова: «Есть касание!»

Корабль и станция стягиваются друг с другом, образуя единую жесткую конструкцию орбитального комплекса «Салют-7» – «Союз Т-9» – «Космос-1443», общей массой 47 т. В течение двух витков (около 3 ч) идет придирчивая проверка качества стыковки, герметичности стыка. Затем после выравнивания давления в отсеках корабля и станции ЦУП дает разрешение на открытие крышки переходного люка.

«Протоны», не торопитесь, спешить вам некуда, делайте все спокойно», – советует руководитель полета В. В. Рюмин. «То же самое только что мне сказал командир», – отзывается «Протон-2». «В помещении станции немного холоднее, чем в корабле, всего плюс семнадцать, – предупреждает «Заря», – так что утеплитесь». – «Мы уже все предусмотрели, – отвечает Владимир Ляхов. – Чтобы не замерзнуть, унтята надели».

Первое время пребывания на станции космонавты занимаются расконсервацией ее бортовых систем, которые бездействовали в автоматическом режиме полета, В первую очередь это системы жизнеобеспечения экипажа, поддержания необходимого газового состава атмосферы жилых отсеков, регенерации воды и т. д. По мере необходимости включается в работу научное оборудование.

«Протонам» в этот период предстояло еще разгрузить корабль-спутник «Космос-1443». По своим габаритам новый корабль лишь немного уступает станции. Его максимальный диаметр более 4 м, длина 13 м, внутренний объем 50 м³, размах панелей солнечных батарей 16 м, а их суммарная площадь 40 м².

Прототип нового корабля проходил первые летные испытания в 1977 г. под названием «Космос-929». В 1981 г. был запущен «Космос-1267», аналогичный нынешнему кораблю-спутнику. Он прошел всестороннюю отработку в автономном полете в течение почти двух месяцев, а затем образовал орбитальный комплекс со станцией «Салют-6». Чтобы обеспечить жесткое соединение таких крупногабаритных и массивных модулей, усилие стягивания в стыковочном узле было доведено до 40 т.

«Космос-1443» стартовал 2 марта 1983 г. и через 8 сут состыковался со станцией «Салют-7». Если его предшественник в составе орбитального комплекса использовался как космический буксир, то «Космос-1443» главным образом выполнял роль транспортного корабля снабжения.

Мы хорошо знаем и давно уже по достоинству оценили тружеников космоса беспилотные грузовики «Прогресс». Новый корабль расширяет возможности транспортных операций, позволяя доставлять на орбиту не только большее количество грузов за один рейс, но и более габаритные из них. На борту «Космоса-1443» находились топливо и вода, средства личной гигиены космонавтов, запасные блоки системы жизнеобеспечения, медицинское оборудование, новые светильники, кабели, вентиляторы, научное и технологическое оборудование, кино- и фотопленка, инструменты.

В отличие от «Прогрессов» очередность разгрузки здесь может быть произвольной, так как используется контейнерный принцип размещения грузов. А для удобства их транспортировки в центральном «коридоре» корабля имеются движущиеся по направляющим тележки. Для таких вместительных грузовиков контейнерный принцип является необходимым конструкторским решением. Он не только облегчает поиск нужных в данный момент грузов, но и позволяет космонавтам вести такелажные работы постепенно, не загромождая отсеки станции лишним оборудованием.

Кроме всего, новый корабль укомплектован возвращаемым аппаратом, в котором можно доставить на Землю с орбиты до полутонны грузов.

Если «Прогресс», пристыковавшись к станции, оказывался на ее «иждивении», то «Космос-1443» с первого же дня взял все энергетические заботы на себя. С помощью его систем проводились необходимые маневры, корректировалась орбита комплекса.

Ну, а если заглянуть в перспективу, то новый корабль можно также использовать в качестве специализированного модуля для многозвенных орбитальных комплексов. Например, модуль-обсерватория с комплектом астрономических приборов. Или модули, оборудованные для производства уникальных материалов (кристаллов, разнородных сплавов, лекарств), которые трудно или вообще невозможно получить в условиях земной гравитации.

Модули можно будет самостоятельно запускать на орбиту, а потом пристыковывать к орбитальному комплексу, составлять из них целые «поезда». Если какой-либо эксперимент или процесс потребуется провести в условиях абсолютного покоя, космонавты заложат в электронный «мозг» соответствующего модуля заданную программу и отправят этот модуль в автономный полет. А после завершения программы он вновь возвратится в состав орбитального комплекса.

Но, сравнивая «Космос-1443» с «Прогрессом», было бы неправильным противопоставлять друг другу эти два корабля, Ведь и на Земле у нас одинаково успешно трудятся и юркие трехтонки и могучие «БелАЗы» грузоподъемностью по нескольку десятков тонн, Просто каждый из них решает свои задачи.

30 июня «Протоны» открыли люк в грузовой корабль. Их впечатление от этой встречи было одинаковым: «Здесь, в космосе, он оказался много уютнее и привлекательнее, чем когда знакомились с ним на Земле».

Такое заявление неудивительно. Ведь в мире тяжести существует очень жесткое понятие пола и потолка. А когда пол уставлен различным оборудованием, ходить по нему не так уж удобно. Иное дело в невесомости, где каждый клочок свободного пространства (хоть под потолком!) годится для передвижения. И не надо забывать, что космонавты получили солидное прибавление жилплощади в своем орбитальном доме, объем их жилых помещений увеличился в 1,5 раза. А космическое новоселье – не менее радостное событие, чем на Земле.

В карманчике над люком Владимир Ляхов и Александр Александров нашли обращенное к ним послание: «Добро пожаловать! Таскать вам – не перетаскать!»

Выгрузить более 3 т грузов и загрузить почти 1,5 т – это не только «перетаскать» с места на место множество ящиков, но еще и открутить и закрутить тысячи крепежных винтов. «Утром руки побаливают от кручения», – говорили «Протоны». А надо сказать, что эта обыденная на Земле операция в безопорном пространстве превращается в нелегкий труд.

Из-за усиленной физической работы по разгрузке «Космоса-1443», может быть, сказались индивидуальные особенности их организмов, но космонавты, легко справившись с неприятными ощущениями в острый период адаптации к невесомости, усиленно принялись за еду. Как и следовало ожидать, командир, имея за плечами опыт продолжительного космического полета, освоился в неземных условиях раньше бортинженера. Но тот, хотя и новичок в космосе, по самочувствию довольно быстро догнал командира и уже через неделю после старта сообщил; «Приливы крови к голове больше не беспокоят, сон в норме, аппетит волчий».

«Протоны» стали быстро прибавлять в весе, так что пришлось им даже себя ограничивать, На Землю космонавты отправили заявку: «С очередным грузовиком пришлите побольше фруктов и овощей, а мясных продуктов – поменьше».

Продолжая расконсервацию станции и разгрузку транспортного корабля, Владимир Ляхов и Александр Александров одновременно начали готовить научное оборудование к выполнению запланированных исследований. Они включили в работу масс-спектрометрическую аппаратуру «Астра-1», предназначенную для изучения состава окружающей станцию собственной атмосферы. Какой бы незначительной ни была эта атмосфера, она мешает точным измерениям, проводимым через иллюминаторы станции, ухудшает и без того тяжелые условия работы внешних поверхностей станции (обшивки, различных покрытий, оптики). Состав атмосферы достаточно сложный. Тут продукты сгорания топлива при работе реактивных двигателей и утечки воздуха при открытии шлюзовых камер, и испаряющиеся с поверхности станции газы, и бесчисленные пылинки, и т. д.

Специалисты давно отметили ценность информации, получаемой с помощью визуально-инструментальных наблюдений с орбиты. Особенно эффективны визуальные наблюдения для решения поисковых задач, когда заранее неизвестны районы местонахождения определенных природных образований или время их проявления. Примером такого рода задач может служить обнаружение полей планктона в морях и океанах, которые могут образовываться в наиболее благоприятных условиях и довольно быстро перемещаться. По цвету воды легко определить изменение глубины в океанах, границы морских течений.

«В океане хорошо просматриваются цвета, – передают «Протоны», – чистая голубовато-зеленая вода и серо-желтые или красновато-коричневые выносы рек... Видно дно мелководий... Выделяются айсберги...»

Визуальные наблюдения используются для исследования быстропротекающих процессов и явлений, требующих оперативной передачи информации в соответствующие организации. К таким объектам исследований относятся тайфуны, лесные и степные пожары, районы аварийного слива нефти, подвижки ледников и т. д. Наблюдение крупных геологических структур помогает выявить и уточнить глобальные закономерности в строении земной коры, помогает обнаружить новые районы полезных ископаемых. Особую ценность представляют наблюдения по обнаружению наиболее угрожающих источников загрязнения окружающей среды.

«Наблюдаем желтовато-бурые пылевые облака на фоне Красного моря, Персидского залива и Каспия, – сообщали космонавты. – Нефтяные пятна в районе Порт-Элизабет... Над Западной Европой много промышленных дымов. Порой тянутся на сотни километров...»

Фотографии не всегда способны передать все в точности, не дают такой яркости, таких плавных переходов. И получается хотя и похоже, но не то. В общем, нужно увидеть своими глазами. На мой взгляд, краски Земли из космоса, как на полотнах Рериха, – насыщенные, яркие.

Кое-кто может подумать, что стоит только подняться в космос – и все геологические образования будут видны, как на ладони. Но они, как правило, скрыты под толщами многовековых отложений и непроизвольно замаскированы результатами хозяйственной деятельности человека. Зачастую догадаться о их существовании можно лишь по косвенным признакам, таким, как аномальная форма морских берегов, озер, солончаков, песчаных участков, изменения цвета растительности и т. д. Поэтому космонавтов перед полетом тщательно готовят, тренируют, учат распознавать специфические природные образования, вырабатывают навыки к объективной и точной оценке фактов и событий. В ходе предполетной подготовки космонавты практикуются наблюдать земную поверхность с самолетов, летящих на большой высоте. И, конечно же, используются методики, в которых обобщен опыт работы предыдущих космических экипажей. «Космонавты видят несравненно больше, чем «глаза» орбитальных автоматов, а главное, относятся к увиденному творчески», – отмечают сотрудники Гидрометцентра СССР. И мы регулярно слышим с орбиты: «Под нами, внизу, очень сильная гроза...», «Правее, по ходу полета большой циклон с глазом в центре...», «К северу от Аральского моря остатки распавшегося циклона, а слева от него характерное спиралеобразное образование в виде блюдца. Циклон зарождается...»

Визуальные наблюдения, как правило, сочетаются с фотографированием и спектрометрированием земной поверхности. Для этих целей на борту станции «Салют-7» имеются широкоформатные фотокамеры КАТЭ-140 и МКФ-6М, ручные фотоаппараты, спектрометры «Спектр-15» и МКС-М. За первые полтора месяца своего полета Владимир Ляхов и Александр Александров получили свыше 3300 снимков только широкоформатными камерами, отсняли земную поверхность общей площадью около 0,5 млрд. км².

Космонавты провели фотографирование и спектрометрирование обширных территорий СССР в средних и южных широтах, в том числе отдельных районов Кавказа, Северного Каспия, Горного Алтая, Приморского края, мелиорированных земель в бассейнах Амударьи, Сырдарьи, Каракумского канала, Цимлянского водохранилища, Грузинской и Азербайджанской ССР, а также лесных массивов Карпат и Кавказа. «Протоны» собирали оперативную информацию о состоянии сельскохозяйственных угодий в районах Поволжья, Северного Прикаспия, Центрального Черноземья, Кавказа, Средней Азии. Были отсняты отдельные районы ГДР, Польши, Чехословакии, Венгрии, Болгарии, Румынии, Монголии и Кубы по просьбе этих стран. Одновременно там проводились съемки с самолетов и наблюдения с помощью наземных средств.

У читателя может возникнуть вопрос: «Сколько уже было полетов, и каждый раз мы слышим, что космонавты значительную часть времени занимаются фотографированием земной поверхности. Зачем же такое множество снимков одних и тех же районов?»

Не надо забывать, что идет процесс накопления информации и каждый новый снимок отличается от остальных ракурсом, временем года и суток, погодными условиями. Специальные ЭВМ – синтезаторы изображений – анализируют эти снимки, вычерчивают карты и схемы, которые потом уточняются с помощью аэрофотосъемки, проводятся также наземные исследования. Так постепенно расширяются знания о конкретных районах, поисковые экспедиции ведут разведочные работы более целенаправленно. Материалы космической съемки для решения задач геологии, географии, лесного, сельского и водного хозяйств используют более 400 организаций страны.

Вот несколько примеров. Более 60 лет исследовалась наземными средствами Ферганская межгорная впадина. Здесь было найдено немало районов, перспективных для добычи нефти и газа. Но использование космической техники позволило в короткий срок выявить там сразу несколько десятков новых таких мест. Полуостров Мангышлак долгое время был известен как безводный район. Однако, изучая снимки, сделанные из космоса, ученые открыли там подземные хранилища воды, запасы которой составляют 3,5 – 4 млрд. м³.

По-новому оценить геологическое строение многих районов Дальнего Востока помогли экипажи орбитальных станций «Салют». Исследуя фотографии, сделанные космонавтами, специалисты обнаружили систему древних вулканов со значительными запасами полезных ископаемых. Подобные изыскания с помощью наземных средств были невозможны из-за труднодоступности этих мест. Наблюдения из космоса помогли выявить не только кратеры, но и крупные разломы земной коры, определить места залегания рудных тел. Это позволило, учитывая также результаты и других исследований, составить единую прогнозометаллогеническую карту рудных районов Дальнего Востока и Тихоокеанского пояса.

Крупный лесопромышленный комплекс – Тернейский – создается в Приморье на основании рекомендаций, разработанных с помощью космической техники. Используя фотографии из космоса, географы Дальневосточного научного центра АН СССР собрали богатый исследовательский материал об уссурийской тайге. Обработка его на ЭВМ позволила составить модель-карту, в которой нашли отражение динамика и характер усыхания елово-пихтовых лесов. Космическая перепись перестойных лесов дала возможность сохранить зеленые массивы в районах, прилегающих к населенным пунктам, а также в местах, где тайга еще не достигла зрелого возраста.

Сейчас специалисты приступают к составлению космофототектонических карт междуречья Волги и Дона, Ставрополья, Урала, Украины и других районов страны.

Космонавты успешно работают в интересах многих отраслей народного хозяйства, и рентабельность их работы достаточно высока. Использование только геологами космической информации дает годовой экономический эффект до 40 млн. руб., а при нефтегазопоисковых работах – свыше 100 млн. руб. Это объясняется тем, что за 5 мин съемки с борта станции «Салют-7» выполняется работа, которую при съемках с самолета можно проделать лишь за 2 года, а геологическими партиями на местности потребовалось бы для этого 80 лет.

В помощь космической фотосъемке на борту станции «Салют-7» появилась еще одна новинка – видеомагнитофон «Нива». Записанные с орбиты виды нашей планеты теперь можно тщательно изучать в земных лабораториях, останавливая движение магнитной ленты, когда какой-либо кадр вызывает особый интерес.

Земная атмосфера, как известно, вносит искажения в информацию, получаемую космическими экипажами в процессе визуально-инструментальных наблюдений. Разработанный специалистами ГДР многозональный спектрометр МКС-М обеспечивает одновременное изучение параметров исследуемого объекта и атмосферы. Иначе говоря, фактическая съемка земной поверхности производится с учетом того, как атмосфера пропускает и рассеивает солнечные лучи.

На борту станции «Салют-7» проходит испытания еще один новый прибор – колориметр «Цвет-1». Если в прежних полетах космонавты зарисовывали цветовые оттенки природных образований или атмосферных явлений фломастерами и цветными карандашами и эту информацию специалисты на Земле получали только после возвращения экипажа, то на «Салюте-6» появился уже атлас цветности. Космонавт, подобрав необходимый цвет, оперативно сообщал его индекс на Землю.

Однако и здесь имеются свои неудобства. Приходится сначала смотреть на Землю, а потом сопоставлять цвета с образцами в атласе. Очередным шагом стало создание колориметра «Цвет-1». Он выполнен в форме специального аппарата, фиксирующего цветовые оттенки планеты. Вращая ручки, космонавт может быстро найти цвет, идентичный видимому на поверхности Земли.

Учитывая, что атмосфера искажает цветовидение, была проведена эталонная проверка нового прибора. С этой целью в заранее отведенном участке Черного моря неподалеку от Одессы рано утром с корабля «Комета» был сброшен в воду безвредный биологический краситель. Образовалось зеленое пятно площадью 500 м². Для получения более полной картины съемку, помимо из космоса, одновременно проводили с самолетов и научных судов.

Погода благоприятствовала проведению эксперимента, хотя первое сообщение с орбиты заставило поволноваться специалистов в ЦУПе: «Над Украиной облачность, баллов пять будет...»

Неужели отбой? А ведь все уже подготовлено и на Земле и в небе...

Но вот звучит в эфире голос «Протона-2»: «Черное море чистое, как слеза. Включаю «Цвет». – «Видите что-нибудь?» – нетерпеливо спрашивает «Заря». – «Идем от Одессы к Перекопу, – деловито докладывает «Протон-1». – Возле мыса Тарханкут четко наблюдаем зеленое пятно. Насыщенный зеленый цвет».

Специалисты возлагают большие надежды на прибор «Цвет». «Ждем ваших рекомендаций, – запрашивают они космонавтов. – Для каких объектов на суше и в океане не хватает цветов? Пришлем необходимые кассеты».

С большим интересом «Протоны» отнеслись к технологическому эксперименту «Электротопограф», который впервые проводился на орбите. Электротопография – это новый метод неразрушающего контроля для исследования динамики деградации конструкционных материалов и защитных покрытий. Суть его заключается в том, что образец исследуемого материала прикладывается к фотопластинке и помещается в электрическое поле плоского конденсатора.

После экспонирования фотопластинка проявляется, и на полученной электротопограмме оказываются зафиксированными все диэлектрические и геометрические дефекты образца. Причем даже такие дефекты, размеры которых менее 0,1 мкм. Электротопографические методы контроля быстро нашли применение на предприятиях электронной и электротехнической промышленности. Ну, а в космосе?

Давно уже специалисты обратили внимание: когда космический аппарат длительное время находится в полете, его внешние поверхности теряют первоначальные свойства, т. е. деградируют. Так, например, ухудшается отражательная способность терморегулирующих покрытий, затемняются иллюминаторы. А чтобы создавать космические станции, рассчитанные на период работы до 10 – 15 лет, нужен научно обоснованный подход к выбору конструкционных материалов и защитных покрытий. А для этого необходимо выяснить механизм деградации.

Космическое пространство оказалось очень сложным для эксплуатации творений рук человеческих. Здесь не только глубокий вакуум и большие перепады температур, но и жесткое ультрафиолетовое излучение, повышенная солнечная радиация, космические лучи. Кроме того, идет непрерывная бомбардировка микрометеороидами. Вероятность попадания одного микрометеороида на 1 см² поверхности за месяц полета составляет 50%. А среди них порой попадаются и покрупнее.

С одним таким микрометеороидом «Салют-7» повстречался в конце июля. «Протоны» услышали довольно ощутимый щелчок со стороны одного из иллюминаторов станции. На стекле они обнаружили след, оставленный непрошеным гостем, – кратер диаметром 4 мм.

Проимитировать все факторы космического пространства на Земле невозможно. А ведь к ним надо еще добавить воздействие атмосферы, окружающей станцию. Она хотя и крайне разреженная, но имеет достаточно сложный химический состав. Тогда, чтобы изучить влияние космоса на поведение материалов, стали размещать их образцы снаружи станции. А космонавты во время выхода в открытый космос снимали их и затем доставляли на Землю.

Но для исследователей это был далеко не лучший вариант. Во-первых, выход в открытый космос – дело сложное и проводится не так уж часто. Во-вторых (что, пожалуй, самое главное), снятые образцы, ожидая возвращения на Землю, частично изменяли свои свойства. Оказалось, что внутри станции их деградация в некоторой степени пропадала. Метод электротопографии как раз позволяет избежать таких недостатков.

«Протоны» сразу же оценили это и с удовольствием занялись новым экспериментом. Методика его проведения проста. На специальной платформе закреплено 12 образцов исследуемых материалов. Космонавты устанавливают платформу в шлюзовой камере и по заданной циклограмме открывают люк в открытый космос. При этом образцы почти вплотную придвигаются к срезу люка. После определенной выдержки их возвращают в станцию и сразу же снимают электротопограмму. Затем образцы снова подвергаются воздействию факторов космического пространства и т. д.

Программой первого эксперимента предусматривалось шестикратное экспонирование образцов в открытом космосе при суммарной выдержке в этих условиях около 100 ч. В эксперименте использовались образцы так называемых модельных материалов, т. е. материалов, обладающих повышенной чувствительностью к отдельным космическим факторам. Это нужно ученым для целенаправленного изучения механизмов их влияния на исследуемые материалы.

На борту станции «Салют-7» находится седьмая модель прибора «Электротопограф», созданная в Институте физики АН УССР. Предыдущие шесть изготавливались для земных нужд и отличались солидным весом – до 100 кг. Их космический «брат» заметно «похудел» – всего 6 кг. Разработчики постарались сделать его более компактным, надежным, экономичным и удобным в работе. И вот что интересно – этот космический вариант прибора теперь принят за базовую модель и для земных промышленных предприятий.

В сообщениях о полете основных экспедиций стали привычными слова о ремонтно-профилактических работах. «Протонам» тоже пришлось ими заниматься. Наиболее ответственной из этих операций был ремонт автоматического штурмана станции – системы «Дельта».

В работе «Дельты» наблюдались сбои, она стала «забываться». Почему-то новые сведения поступали не в те ячейки памяти, которые предусматривались программой. При этом порой стиралась важная информация. Космонавты заменили в системе запоминающее устройство. Новая память системы была чистой, как еще нетронутый лист бумаги. «Дельту» пришлось заново учить, записывая в ее чистом запоминающем устройстве необходимые программы.

Владимир Ляхов и Александр Александров установили также новый пульт в системе ручной ориентации станции «Салют-7». Он позволил управлять работой двигателей более мягко и точно...

К. Э. Циолковский, описывая жизнь будущих космических поселений, неизменно населял их и разнообразными растениями. До создания заатмосферных городов еще далеко, но растения уже сейчас стали постоянными спутниками человека в космических полетах. Проблема их выращивания в невесомости оказалась намного сложнее, чем представлялось раньше. Отсутствие привычных условий земной гравитации долгое время не позволяло завершить биологический цикл развития растений. И только в предыдущем полете на станции «Салют-7» удалось, наконец, получить семена арабидопсиса. «Протоны» продолжили эксперименты по дальнейшему изучению возможностей культивирования высших растений вне Земли.

14 августа космонавты простились с кораблем-спутником «Космос-1443», который закончил свою работу в составе орбитального комплекса. В грузовозвращаемый аппарат космонавты уложили многочисленные фотопленки с результатами обширной программы геофизических исследований, выплавленные в бортовых электропечах уникальные кристаллы, материалы астрофизических наблюдений, электротопограммы, биологические объекты, развивавшиеся в условиях космического полета.

Были упакованы также некоторые агрегаты и элементы бортовых систем станции, отработавшие свой ресурс. Среди них регенератор воздуха, вышедший из строя блок памяти автономной навигационной системы «Дельта», образец суточного рациона питания космонавтов, у которого кончился гарантийный срок хранения. После возвращения на Землю все это поступит в руки специалистов для детального анализа.

«Космос-1443» не сразу расстался с орбитальным комплексом. Когда корабль-спутник отошел на некоторое расстояние, с помощью его телекамер специалисты ЦУПа осмотрели внешние поверхности станции «Салют-7» и корабля «Союз Т-9». Орбитальный комплекс в это время совершал медленный пируэт, демонстрируя себя со всех сторон. На следующем витке, когда расстояние между ними увеличилось до 10 км, включилась двигательная установка корабля-спутника. А. космонавты, повернув к нему станцию отсеком научной аппаратуры, зарегистрировали на пленке спектр излучения факела работающего двигателя. Подобные операции ранее проводились с «Прогрессами», и сейчас специалисты не преминули воспользоваться услугами более мощного космического корабля.

После окончания работ «Космоса-1443» с орбитальным комплексом создатели этого корабля устроили ему дополнительные испытания. Они заставили его маневрировать на орбите, включая резервные системы, отрабатывали методы управления. 23 августа от корабля отделился возвращаемый аппарат и благополучно приземлился в 100 км юго-восточнее Аркалыка.

А в это время «Протоны» были заняты разгрузкой уже другого корабля («грузовичка», как они его ласково называли) – «Прогресса-17». Еще готовясь к встрече с очередным посланцем Земли, космонавты накануне его старта перестыковали свой корабль с кормового причала на носовой, освободившийся после ухода «Космоса-1443».

Это делается не только для того, чтобы открыть космическому танкеру доступ к заправочным магистралям станции, которые расположены на ее кормовом стыковочном узле, но и для удобства управления орбитальной связкой. Когда корабль пристыкован к станции с кормы, т. е. со стороны агрегатного отсека, уменьшается расстояние между центром масс орбитального комплекса и управляющими двигателями, следовательно, возрастают затраты топлива на ориентацию орбитального комплекса.

16 августа космонавты перешли в «Союз Т-9», задраили переходные люки и надели скафандры. По команде с Земли открылись крюки, стягивающие стыковочные шпангоуты двух космических аппаратов, и пружины мягко оттолкнули их друг от друга. Тут же включились двигатели причаливания и ориентации корабля, плавно уводя его от станции. На расстоянии 250 м корабль, как говорят «управленцы» (специалисты в ЦУПе), зависает, а станция, подчиняясь радиокомандам, начинает поворачиваться вокруг вертикальной оси на 180°. После стыковки следуют обычные операции, трехчасовая проверка герметичности, и только тогда ЦУП дает разрешение на открытие переходных люков.

«Прогресс-17» стартовал на следующие сутки. Его сближение с орбитальным комплексом шло по стандартной для этих кораблей двухсуточной схеме. Он привез на орбиту полные баки топлива для дозаправки объединенной двигательной установки станции, различные грузы, письма, газеты и такие необычные для космоса лакомства, как свежие красные помидоры.

При длительных полетах относительное однообразие питания в какой-то мере досаждает. Для устранения этого было решено, в виде эксперимента, посылать экипажам орбитальных станций с экспедициями посещения или с грузовыми кораблями свежие фрукты и овощи, подвергнутые специальной обработке. Первая такая посылка со свежими яблоками, репчатым луком и чесноком предназначалась мне и Юрию Романенко.

Фактически здесь речь идет больше о психологической поддержке, так как по составу и калорийности основной рацион питания космонавтов полностью соответствует потребностям организма. Однако совсем немало значит и то, что питание экипажей орбитальных станций становится разнообразнее. И тогда, почти 5 лет назад, мы по достоинству оценили заботу Земли, воздав должное посылке с живыми витаминами. Сейчас их ассортимент расширен. А наличие дополнительного, специально сделанного для этих целей маленького люка на грузовиках «Прогресс» позволяет доставлять на орбиту даже скоропортящиеся продукты.

Кстати, и само понятие «психологическая поддержка» тоже сформировалось во время нашей экспедиции на «Салюте-6». Мы первыми из советских космонавтов встречали на орбите Новый год. И вместе с нами это событие отмечала дежурная смена ЦУПа. Владимиру Ляхову повезло больше. Он второй раз в космосе, и оба раза полет приходится на его день рождения (19 июля). Кроме многочисленных поздравлений от родных и друзей, товарищей по работе, для именинника в этом году был организован в Останкинском телецентре небольшой «Голубой огонек». Вел его политический обозреватель Фарид Сейфуль-Мулюков.

Стали уже привычными регулярные радио- и телевизионные встречи экипажа с артистами. Но тем не менее случаются еще и приятные неожиданности. Например, когда Валентина Толкунова на мотив известной детской песенки исполнила для «Протонов» шутливую колыбельную, сочиненную в ЦУПе: «Космонавты спать ложатся – спит «Строка». Одеяла здесь не в моде – два мешка...» А однажды утром вместо традиционно-официального «Протоны»! Я – «Заря». На связь...» космонавты услышали записанный на магнитофонную пленку задорный крик петуха.

Психологическая поддержка складывается из многих разнообразных факторов: от планирования программы научных исследований до таких вот полушутливых разговоров, которые мастерски заводит заместитель руководителя полета В. Д. Благов: «Ученые утверждают, что в невесомости нет ни пола, ни потолка». «Пол и в космосе остается полом, – отвечает Владимир Ляхов,– потому что человек всегда должен сохранять свою ориентацию в пространстве относительно определенной плоскости». «Бывает, – вступает в разговор Александр Александров, – вплывешь в отсек вверх ногами, и не можешь понять, где находишься. А перевернешься в нормальное положение – ногами к полу, головой к потолку – и все сразу становится на свои места».

3 сентября один из сеансов связи с «Протонами» ЦУП предоставил в распоряжение журналистов. Лейтмотивом этой пресс-конференции стала мысль о мире. «Первого сентября в школах начался новый учебный год, в этот раз он открывался «Уроком мира», – обратился к экипажу орбитального комплекса ветеран космической журналистики А. П. Романов. – Если бы вам предложили провести такой урок, что бы вы сказали школьникам нашей страны и детям всей планеты?» – «Мы бы сказали, – начал Владимир Ляхов, – что Земля наша слишком мала, чтобы на ней воевать. Земля наша прекрасна, и люди на ней должны жить в мире».

«Мы желаем всем детям мира и чистого неба, – продолжил Александр Александров. – Пусть люди разных народов ходят друг к другу в гости и вместе совершают космические полеты».

О своих прогнозах на 2000 г. космонавты ответили так: «Мы бы хотели, чтобы в космос поднимались только мирные корабли и орбитальные станции. Главное даже не в технической стороне дела, а в том, чтобы космос всегда был мирным. К сожалению, сейчас наши соседи по космосу преследуют другие цели». В эти дни орбитальный полет совершал американский корабль «Челленджер». А, как известно, генералы Пентагона давно уже прибрали к рукам программу «Спейс Шаттл», по которой производятся запуски кораблей «Колумбия» и «Челленджер».

«Когда вы появляетесь на телеэкранах, – сказали журналисты «Протонам», – у вас всегда хорошее настроение. Но мы знаем, что вам на орбите нелегко. Скажите, с какими трудностями вы сталкиваетесь?» – «Трудностей хватает. И они не только в работе, но и в том, что мы трудимся вдали от Земли, в замкнутом пространстве. Нас всего двое, и мы оторваны от привычных условий. Радиосвязь и телесеансы не могут заменить живого общения с людьми. Но мы уже привыкли к необычной обстановке, а большая цель, которая перед нами поставлена, помогает справиться со всеми неудобствами».

29 августа по программе «Интеркосмос» начался комплексный международный эксперимент получивший название «Черное море». Кроме нашей страны, в нем участвовали ученые НРБ, ГДР, ВНР, ПНР и СРР. Советский Союз представляли специалисты Морского гидрофизического института АН УССР, которые тщательно подготовились к эксперименту и часть исследований провели накануне по отечественной программе.

Изучение Черного моря проходило на трех уровнях: на воде, в воздухе и в космосе. В распоряжение участников эксперимента была предоставлена океанографическая платформа, установленная в километре от берега. В отведенной для эксперимента акватории, близ юго-западной части крымского побережья, дрейфовало научно-исследовательское судно «Профессор Колесников». Сюда же в заданное время прилетал самолет-лаборатория АН-30. А когда над ними появлялась орбитальная станция «Салют-7», начиналась одновременная съемка поверхности моря. Владимир Ляхов и Александр Александров использовали для съемки имеющуюся на борту многозональную фотоаппаратуру, а также созданные в НРБ и ГДР спектрометры. С борта судна «Профессор Колесников», с океанографической платформы и с самолета, велись комплексные исследования, а судно «Комета» обеспечивало скоростную гидрофизическую съемку района. Использовалась в эксперименте и информация, получаемая с помощью спутников «Метеор».

Подобный эксперимент проводился впервые. Он имеет далеко идущие практические цели: его результаты лягут в основу программы исследований различных районов Мирового океана, позволят выработать методику оперативных наблюдений из космоса за его поверхностью. В последние годы на стыке двух стихий – океана и космоса – возникла новая наука – космическая океанология. Искусственные спутники Земли, пилотируемые космические корабли и орбитальные станции дают возможность собирать весьма ценную, а иногда и совершенно уникальную информацию о Мировом океане.

Нашу планету не зря называют голубой, ведь две трети ее поверхности покрыты водой. В этой огромной массе воды содержатся несметные природные богатства, колоссальные запасы энергии, здесь «кухня» многих процессов и явлений, происходящих на Земле и в ее атмосфере. В настоящее время интерес к океану несоизмеримо возрос и продолжает повышаться. Особое внимание уделяется той реальной пользе, которую он уже практически сейчас может принести человечеству.

Космическая техника позволяет рассмотреть не только детали морского дна на мелководье, но и разобраться в растительном мире подводного царства, обнаружить косяки рыб, отыскать месторождения полезных ископаемых.

Около 15% белков животного происхождения, идущих в пищу людей, сейчас дает морское рыболовство. Девять десятых этого улова черпается всего лишь на 12 – 15% площади Мирового океана. А для широкого промыслового освоения необходимо вести непрерывные поисковые работы на площади 150 – 200 млн. км². Но такое можно осуществить только с помощью наблюдений с орбиты.

Примерно 20 – 25% мировой добычи нефти и газа сегодня уже приходится на шельфовую зону. Нет никаких сомнений, что в будущем этот показатель еще более возрастет. По подсчетам ученых, на морском дне есть и другие ценные богатства – до 1500 млрд. т различных руд.

Океан – это генератор и регулятор земного климата. Он является гигантским природным концентратором солнечной энергии.

Шесть лет назад, на I Всесоюзном съезде океанологов, многие специалисты утверждали, что рассеяние света атмосферой создает непреодолимую завесу для наблюдений из космоса за процессами на поверхности океана, а тем более в его толще. Однако фотоснимки, сделанные с орбиты, поколебали это казавшееся бесспорным утверждение. Оказалось, что при определенных условиях изучение Мирового океана с помощью космических средств в видимом диапазоне спектра вполне возможно.

Первыми специализированными разведчиками океана стали автоматические спутники «Космос-1076» и «Космос-1152». Океанографические задачи были также включены в научную программу спутников «Интеркосмос-20» и «Интеркосмос-21». Одновременно отрабатывались принципы анализа изображений, получаемых с помощью спутников серии «Метеор».

Как же научиться извлекать из космических снимков максимум информации? Как запрограммировать ЭВМ, чтобы при обработке снимков нейтрализовать влияние атмосферы, искажающей точность измерений? На эти вопросы и должен был ответить эксперимент «Черное море».

Почему для эксперимента было выбрано именно Черное море? По мнению ученых, оно благодаря своим большим глубинам и значительным размерам может служить естественной моделью океана, в которой развиваются типичные для него динамические процессы. Таким образом, эксперимент «Черное море» – это один из этапов на пути создания действующей системы наблюдений за Мировым океаном.

Технологические эксперименты по космическому материаловедению давно уже завоевали себе постоянную прописку на борту советских орбитальных станций. В электрических печах «Сплав» и «Кристалл» поставлены сотни опытов. Выращенные в космосе уникальные кристаллы успешно работают на Земле в электронных приборах. Но тем не менее поведение расплавленных материалов и их кристаллизация в условиях невесомости еще не имеют своего научного объяснения и поэтому преподносят немало сюрпризов. Справедливости ради следует отметить, что на орбитальной станции нет полной невесомости из-за наличия там различных микроускорений. Они вызываются работой двигателей ориентации, бортовых агрегатов, движениями космонавтов.

На Земле сила тяжести подавляет другие более тонкие эффекты, которые проявляются в космосе, где тяжесть исчезает. Так, например, на Земле пузырек воздуха в воде всегда всплывает вверх, потому что он легче воды. Казалось бы, в невесомости этому пузырьку должно быть безразлично, где находиться. Но он движется, и движение происходит в ту сторону, где раствор теплее. Оказывается, и в невесомости есть конвекция, только в отличие от земных условий обусловлена она отнюдь не силами гравитации.

Что же заставляет двигаться пузырек в невесомости?

Ответ на этот вопрос найден – силы поверхностного натяжения. Со стороны более теплового раствора они слабее, поэтому пузырек и устремляется туда. С силами поверхностного натяжения, такими ничтожными на Земле, в свое время столкнулись при создании космических аквариумов. Тогда, правда, интересовались лишь тем, чтобы стенки аквариума были прозрачными и не выделяли веществ, вредных для рыб. И вот когда один из таких аквариумов оказался в космосе, вода растеклась по его внутренней поверхности, а в центре образовался воздушный пузырь, вокруг которого собрались подопытные рыбы. Попробуйте покормить их в таком положении.

Последующие аквариумы делались уже из несмачиваемых материалов, но картина изменилась на противоположную. В центре аквариума собирался водяной шар с рыбками у его поверхности, а воздух образовывал прослойку между ним и стенками.

В электропечах «Сплав» и «Кристалл» невозможно проследить всю динамику поведения жидкого расплава, ведь исследуемые материалы находятся в непрозрачных ампулах. Но ученые все же нашли выход. Они создали специальный прибор для исследования особенностей невесомости (сокращенно «Пион»). С первым вариантом этого прибора работали на станции «Салют-6» Владимир Коваленок и Виктор Савиных.

Вместо ампулы в «Пион» закладывается плоская прозрачная кювета. С одной стороны от нее располагается источник света, а с другой устанавливается кинокамера или фотоаппарат. Кювета заполняется жидкостью с газовым пузырьком и со взвешенными в ней мелкими частицами вещества, по которым можно наблюдать за всеми течениями внутри жидкости. Пока температура кюветы во всех точках одинакова, смесь в ней неподвижна. Но как только она начинает нагреваться, взвешенные внутри нее пылинки начинают кружиться слева и справа от газового пузырька.

Специальные датчики измеряют температуру в разных местах кюветы. Прибор «Пион» работает вместе с датчиком микроускорений, чувствительность которого настолько высока, что он фиксирует даже моменты включения кинокамеры. Таким образом, можно проследить, как влияют различные факторы на поведение модельного вещества, лучше понять физику невесомости и разработать рекомендации для конкретных опытов по выращиванию кристаллов и получению различных сплавов на борту орбитальных станций.

22 октября к свободному причалу станции «Салют-7» пришвартовался очередной космический грузовик – «Прогресс-18». Его предшественник, «Прогресс-17», выполнив свою миссию, расстался с орбитальным комплексом еще 17 сентября и по команде с Земли на следующий день прекратил свое существование в плотных слоях атмосферы над южной частью Тихого океана. А 19 сентября в этом же районе закончил свой полет тяжелый корабль-спутник «Космос-1443». Прошло уже больше месяца, как он расстыковался с орбитальным комплексом, но специалисты не спешили спускать его с орбиты. Корабль-то экспериментальный, и всякая дополнительная информация о нем, о работе его систем представляет немалый интерес как для разработчиков, так и для «управленцев».

Разгружая «Прогресс-18», Владимир Ляхов и Александр Александров начали готовиться и к ответственной операции – к выходу в открытый космос. При этом они не прерывали программу научных исследований на орбите. «Протоны» продолжали геофизические наблюдения, фотографировали земную поверхность с помощью широкоформатной фотоаппаратуры, проводили спектрометрирование отдельных районов. «Прогресс-18» привез модернизированные блоки оборудования для эксперимента «Таврия». Впервые этот эксперимент проводился на борту «Салюта-7» в августе прошлого года во время экспедиции посещения в составе Леонида Попова, Александра Сереброва и Светланы Савицкой. Об эксперименте «Таврия» тогда довольно много и подробно писали. Заданием для Владимира Ляхова и Александра Александрова было осуществление процессов получения опытных партий особо чистых белковых препаратов.

И вот настал момент выхода в открытый космос. Надо сказать, это и тяжелая работа, и очень эффектное зрелище. По эмоциональной нагрузке выход в открытый космос, пожалуй, перекрывает для экипажа все остальные этапы космического полета. Как же все происходило на сей раз?

Сначала крышка люка плавно ушла внутрь переходного отсека станции. При выходе в открытый космос переходный отсек служит шлюзовой камерой – такое решение было принято еще при создании станции «Салют-6». В открывшемся проеме показались руки космонавта, устанавливающие защитное кольцо. Оно закрыло острые кромки люка, предохраняя таким образом ткань скафандра от возможных повреждений. Затем из станции появился блестящий серебристо-зеркальный шлем на широких плечах белого скафандра. Временами, когда позволяла освещенность, за сверкающим стеклом шлема можно было разглядеть сосредоточенное лицо Александра Александрова. Требования инструкции таковы, что при выходе в открытый космос первым покидает станцию бортинженер, а командир следует за ним, подстраховывая своего товарища.

Высунувшись из люка по пояс, «Протон-2» прежде всего закрепил на ближайшем поручне карабин своего страховочного фала. В открытом космосе с невесомостью шутить нельзя, и человек всегда должен быть прочно связан со своим орбитальным домом. Ведь достаточно одного неосторожного движения – и, оттолкнувшись от станции, космонавт станет самостоятельным небесным телом, совершающим полет по собственной орбите вокруг Земли.

Проверив надежность страховки, Александр Александров выплыл из станции и встал на так называемый якорь, который представляет собой небольшую площадку, прикрепленную к внешней поверхности станции. Космонавт становится на эту площадку ногами, носок каждой ноги подсовывает под специальные скобы. А когда ступня возвращается из повернутого положения («носки внутрь») в нормальное, пятка оказывается зажатой сзади ограничительным упором. Таким образом ноги космонавта жестко фиксируются, и он получает точку опоры, так необходимую ему для работы в безопорном пространстве.

Зафиксировавшись на якоре, «Протон-2» поворачивается к люку, из которого, заполнив весь его диаметр, медленно выплывает плоский прямоугольный контейнер. Бортинженер осторожно принимает его и закрепляет с помощью карабина на верхней части переходного отсека. Перецепив карабин своего страховочного фала за более дальний поручень, Александр Александров перебирается на другую сторону станции. В это время из люка выходит Владимир Ляхов и, строго соблюдая правила техники безопасности, располагается на освободившемся якоре.

К выходу в открытый космос «Протоны» начали готовиться задолго до космического старта. Всю процедуру выхода они отрабатывали в гидробассейне Центра подготовки космонавтов, порой теряя за одну тренировку до 4 кг своего веса. Отдельные, особо важные операции репетировались в полетах на невесомость на борту самолета-лаборатории Ил-76. Как ни удобно тренироваться в гидробассейне, но там все-таки имеется сопротивление воды, чего не может быть в вакууме космического пространства.

Жить и работать в космосе человеку нелегко. В процессе эволюции наш организм сформировался таким образом, чтобы не только успешно преодолевать действие земной гравитации, но и пользоваться ее услугами в своих интересах. Многие привычные для себя движения мы на Земле делаем автоматически, не удостаивая их вниманием своего мышления. В космосе же, тем более в открытом космосе, приходится учитывать каждую мелочь, обдумывать каждый свой шаг. Например, что, казалось бы, сложного может быть в снятии образцов материалов, установленных снаружи станции. Однако космонавт, прежде чем взять один образец, должен закрепить его карабином на страховочном фале, и только потом ему разрешается освободить замки крепления. Все-таки космический скафандр – это не спортивный костюм, а защитная перчатка существенно снижает чувствительность руки. И вот чтобы уберечься от всяких нежелательных случайностей, принимаются самые тщательные меры предосторожности. Ведь образец, много месяцев подвергавшийся воздействию факторов открытого космического пространства, представляет собой большую ценность для ученых, для создателей космической техники.

Дискуссии о том, зачем нужны выходы космонавтов в открытый космос, давно ушли в прошлое. Но 20 лет назад нынешняя очевидность была для многих проблематичной. Конечно, не последнюю роль здесь играли сложности с созданием нового скафандра, который мог бы длительное время надежно защищать человека от факторов открытого космического пространства. О целесообразности выхода в открытый космос тогда образно сказал С. П. Королев: «Летая в космосе, нельзя не выходить в космос, как плавая, скажем, в океане, нельзя бояться упасть за борт и не учиться плавать. Это связано с целым рядом операций, которые могут потребоваться при встрече кораблей, при необходимости проведения специальных наблюдений в космосе. Ну, а, наконец, в тех случаях, когда нужно будет что-либо поправить на корабле, то космонавт, вышедший в космос, должен уметь выполнить все необходимые ремонтно-производственные работы вплоть до того, чтобы произвести нужную там сварку и т. д. Это не фантастика, это необходимость. Чем больше люди будут летать в космосе, тем больше эта необходимость будет ощущаться».

И вот вновь возникла эта необходимость. На сей раз не для ремонта, а по плану, который был заложен при создании орбитальной станции «Салют-7».

Валентин Лебедев, которому вместе с Анатолием Березовым довелось быть первыми новоселами новой станции, назвал ее не только научно-исследовательской, но также и производственной базой на орбите. А чем характеризуется развитие производства на Земле?

На I Всесоюзном совещании, посвященном проблеме внеземных цивилизаций, которое состоялось в 1964 г. в Бюроканской астрофизической обсерватории, Н. С. Кардашев отождествил уровень технического развития цивилизации с величиной энергопотребления. Внеземные поселения, каким является и орбитальная станция «Салют-7», как мы видим, не составляют исключения. Энергетические возможности «Салюта» сдерживаются условиями выведения на орбиту, так как под обтекателем ракеты-носителя можно уместить ограниченную площадь панелей солнечных батарей. Кроме того, опыт длительной эксплуатации станции «Салют-6» показал, что солнечные батареи под воздействием факторов космического пространства со временем стареют, снижая производство электроэнергии. Учитывая все это, создатели «Салюта-7» решили провести уникальный эксперимент по наращиванию панелей солнечных батарей в открытом космосе.

Дополнительные солнечные батареи были доставлены на орбиту кораблем-спутником «Космос-1443». «Прогрессы» привезли необходимое оборудование, а также кассету с видеозаписью одной из тренировок «Протонов» в гидробассейне, чтобы космонавты могли освежить в памяти особенности этой работы.

И вот наступил день «открытых дверей». 1 ноября 1983 г. Владимир Ляхов и Александр Александров облачились в специальное белье, надели облегающие тело комбинезоны с трубочками водяного охлаждения и вошли в скафандры. Надо сказать, что к скафандрам полужесткого типа, которые успешно эксплуатируются нашими космонавтами уже 6 лет, в последнее время пришли и американские специалисты. Именно такой скафандр они разработали для полетов по программе «Спейс Шаттл». Однако я бы отметил более удобную конструктивную схему нашего скафандра, в который можно войти и загерметизироваться без посторонней помощи и всего лишь за 1 мин.

Одновременно с выходом «Протонов» в открытый космос в Центре подготовки космонавтов из макета орбитальной станции в гидробассейне выплыли два методиста в скафандрах. Они повторяли действия «Протонов», чтобы в нужный момент прийти на помощь космическому экипажу подсказкой, каков наиболее оптимальный выход из сложившейся ситуации. Для удобства управления ходом работ в космосе главный зал Центра управления полетом оборудован панелью солнечной батареи, к которой потом присоединялась дополнительная секция. Предварительно руководители эксперимента, анализируя ход предполагаемых событий, разработали 189 вариантов возможных нештатных ситуаций, для каждого из которых был найден соответствующий благополучный исход.

Внешне картина работы космонавтов в открытом космосе во многом напоминала их тренировку в гидробассейне. Только более контрастной была освещенность, и чтобы уберечься от ослепительных солнечных лучей, шлемы скафандров защищались золотистыми фильтрами.

Шаг за шагом «Протоны» приближались к цели своего выхода. Постоянную связь с ними вел Юрий Романенко, который на это время занял место оператора «Зари». «Не торопитесь. Все идет точно по циклограмме», – периодически раздавался голос Валерия Рюмина.

Вертикальная панель станции (она числится под № 3) развернута плоскостью вдоль ее продольной оси и жестко зафиксирована космонавтами. «Протоны» осторожно подводят к ней контейнер со сложенной в нем гармошкой дополнительной солнечной батареей. Стыковка произведена четко. Теперь контейнер больше не нужен, и космонавты снимают его с уже прикрепленной дополнительной батареи. Владимир Ляхов фиксирует его карабином на одном из поручней станции вне зоны работы, Александр Александров начинает вращать ручки лебедки.

Дополнительная батарея разворачивается в исходное положение и втягивает свою гармошку у кромки основной панели. «Есть вход наконечника в уловитель!» Это означает, что дополнительная панель полностью раскрылась и заняла рабочее положение. Для убедительности Александр Александров даже покачал ее руками – надежно сработано. Теперь осталось состыковать электрические разъемы, и, сняв фиксаторы с панели, «Протоны» возвращаются в переходный отсек станции, убирая с собой инструмент и пустой контейнер.

На табло в ЦУП горит надпись: «Фактическое время пребывания экипажа в открытом космосе 2 ч 49 мин 12 с».

Сутки на передышку, и 3 ноября снова работа в открытом космосе. Надо установить еще один добавок к той же панели № 3, но с другой ее стороны. Панель развернули на 180°, и последовательность операций осталась такой же, как и при первом выходе.

Общеизвестен тот факт, что космонавт свой второй полет переносит гораздо легче, быстрее привыкает к невесомости, меньше испытывает неприятных ощущений. Может быть, нечто похожее есть и при выходах в открытый космос. «Протоны» при втором выходе чувствовали себя лучше, чем при первом и чем на тренировках. Это было заметно даже по их спокойному дыханию и по шуткам, которыми они сопровождали свою работу.

Так, Александр Александров возится с одним из замков и вдруг говорит: «Сейчас перчатку сниму». Юрий Романенко понимает, что это шутка, но все-таки профессионально предупреждает: «А вот этого делать не надо».

За работой время бежит быстро. Но когда главная задача сделана, можно и посмотреть по сторонам. «Если откинуть золотистый фильтр, – слышим мы голос Александра Александрова, – то кажется, как будто нет стекла шлема, как будто непосредственно соприкасаешься с космосом».

Перед возвращением на станцию космонавты сняли образцы материалов, установленные здесь во время выхода Анатолием Березовым и Валентином Лебедевым.

На этот раз их время пребывания в открытом космосе составило 2 ч 55 мин 3 с. Успешно завершена сложная монтажная работа, не имеющая аналогов в мировой космонавтике. В результате электрическая мощность панели № 3 была повышена в 1,5 раза. А повышение мощности электропитания станции дает возможность существенно расширить программу научно-технических исследований и экспериментов.

После успешного завершения монтажных работ в открытом космосе «Протонам» был предоставлен отдых. Выходные дни на орбите совпали с празднованием 66-й годовщины Великой Октябрьской социалистической революции.

А затем опять начались космические будни. «Протоны» разгрузили «Прогресс-18», дозаправили с его помощью горючим и окислителем топливные баки объединенной двигательной установки станции, пополнили запасы воды и воздуха. 13 ноября «Прогресс-18», выполнив все свои задачи, покинул орбитальный комплекс. А «Протоны» продолжали выполнять научную программу, в которой по-прежнему значительное внимание уделялось геофизическим исследованиям, но были и другие эксперименты. В частности, Владимир Ляхов и Александр Александров отрабатывали методы регистрации технологических процессов с использованием голографической аппаратуры.

Все космонавты, без исключения, с удовольствием занимаются в полете выращиванием растений. Эти крохотные островки земной флоры на борту орбитальных станций являются как бы одними из незримых нитей, связывающих экипажи с родной планетой. В своей бортовой оранжерее «Оазис» «Протоны» выращивали карликовую пшеницу, ставший популярным в космосе арабидопсис и редис. При этом они использовали метод электростимулирования роста растений. Проводили генетические исследования с проростками томатов на установке «Светоблок-М». А на другой установке, «Светоблок-Т», шел биотехнологический эксперимент «Гель».

Цитоплазма животных и растительных клеток представляет собой коллоидное или студнеобразное состояние вещества с особыми свойствами. С разновидностями этого вещества, называемого гелем, мы постоянно сталкиваемся в нашей повседневной жизни. Это кисель и кефир, это плотные ткани живых организмов (мышечная, нервная, соединительная), это различные биологические мембраны. Гель является хорошей поддерживающей средой для электрофоретического разделения биологически активных соединений. Это его свойство используют при производстве сверхчистых веществ для нужд фармакологии, биологии и ряда отраслей промышленности. Но в земных лабораториях далеко не всегда удается получить желаемое количество чистых фракций, что во многом зависит от структуры геля. По технологии, которая отрабатывается в космосе, структура геля получается более равномерной, в результате чего почти вдвое увеличивается разрешающая способность электрофоретического разделения веществ.

Последние дни пребывания «Протонов» на орбите заняты напряженной и кропотливой работой. Надо было законсервировать станцию, подготовить ее к полету в автоматическом режиме, проверить системы корабля «Союз Т-9» и подготовить его к возвращению на Землю. А укладка возвращаемого оборудования в корабль – довольно ответственная операция. Чтобы при снижении в атмосфере спускаемый аппарат корабля двигался по расчетной траектории, подчиняясь заданным законам управления, его центр масс должен занимать строго определенное положение. Поэтому каждая вещь, даже самая мелкая, должна занять в спускаемом аппарате отведенное ей место.

«К медицине мы относимся серьезно, – еще в начале полета заявил Александр Александров. – Как попали в невесомость, стали готовиться к возвращению на Землю». – «Занимаемся со второго дня», – уточнил Владимир Ляхов. Ежедневно они по 2 – 3 ч занимались физическими упражнениями, крутили педали велоэргометра или толкали ногами бесконечную ленту бегущей дорожки. Регулярно «Протоны» носили тренировочно-нагрузочные костюмы с вшитыми в них резиновыми лентами, использовали и другие имеющиеся на станции «Салют-7» средства. А на заключительном этапе полета началась специальная подготовка к встрече с земным тяготением.

Она включала в себя повышенные физические нагрузки, тренировки в пневмовакуумном костюме «Чибис», который надевается на нижнюю часть тела космонавта. За счет откачки воздуха из этого устройства вызывается усиленный приток крови к ногам. Тем самым для работы сердечно-сосудистой системы человека создается иллюзия искусственной гравитации. Специальная подготовка включает в себя и прием космонавтами водно-солевых добавок, которые увеличивают объем циркулирующей в организме крови.

Жить и работать в космосе нелегко. Но все-таки, расставаясь с орбитальной станцией, испытываешь двойственное чувство: и домой хочется, и еще многое хотелось бы сделать на орбите. Особенно грустно становится, когда в жилых отсеках станции гаснет свет. В эти минуты совсем не думаешь о том, как тебя встретит Земля, как будет проходить реадаптация. Ощущение такое, что прощаешься с хорошим, добрым товарищем, с которым так много времени жил и работал в трудных условиях космоса.

Но эмоции не должны мешать выполнению программы полета. Бортинженер, а за ним и командир покидают станцию. «Протоны», как у вас дела?» – спрашивает «Заря». «Консервацию станции закончили полностью, – докладывает экипаж. – Находимся в корабле». – «Можете приступать к закрытию переходного люка», – разрешает ЦУП.

Хотя механические связи еще удерживают «Союз Т-9» в составе орбитального комплекса, корабль уже находится на автономном обеспечении и больше не нуждается в помощи станции.

Идут 150-е сутки полета – на календаре 23 ноября 1983 г. В 19 ч 40 мин «Союз Т-9» отделяется от станции «Салют-7» и начинает свой недолгий самостоятельный полет по орбите. Как обычно, над Южной Атлантикой включается двигательная установка корабля, переводя его на траекторию спуска на Землю. А в районе посадки уже наступила ночь. Но это не мешает четким действиям поисково-спасательной службы. Самолеты, а затем и вертолеты пеленгуют радиомаяк спускаемого аппарата, поддерживаемого куполом огромного парашюта. В эфире звучат бодрые голоса «Протонов».

Короткая вспышка – это сработали двигатели мягкой посадки – и спускаемый аппарат корабля «Союз Т-9» на Земле. Московское время 22 ч 58 мин. Космический рейс Владимира Ляхова и Александра Александрова завершен.

СОВЕТСКИЕ АМС ИССЛЕДУЮТ ВЕНЕРУ

В первые дни жаркого казахстанского лета бескрайняя степь вновь наполнилась громовыми раскатами. 2 и 7 июня 1983 г. с космодрома Байконур стартовали советские автоматические межпланетные станции (АМС) «Венера-15» и «Венера-16», устремляясь в бездонное утреннее небо навстречу восходящему ослепительному Солнцу. Старт – это завершающая стадия многомесячного проектирования, изготовления и испытания новых космических аппаратов. И началась очередная космическая одиссея – длительный полет АМС к Венере.

Планета Венера с давних пор привлекает внимание людей. Периодически планета светит ярчайшей звездочкой либо после захода Солнца, либо перед восходом нашего светила. Русский ученый М. В. Ломоносов наблюдал планету в период ее видимого прохождения по солнечному диску. В момент сближения с краем солнечного диска вокруг Венеры вспыхнул яркий ободок, что дало повод М. В. Ломоносову сделать вывод о наличии у Венеры достаточно мощной атмосферы. Ближайшая планета к Земле волновала умы многих людей – от ученых и исследователей до просто любознательных. Венера представлялась похожей на нашу планету, предполагали, что на ней есть моря и океаны, долины и горы, покрытые буйной растительностью. Но наличие плотной облачной оболочки около Венеры не дает возможности наблюдать поверхность планеты даже вооруженным мощными телескопами астрономам.

Непосредственные исследования таинственной планеты с помощью автоматических космических аппаратов начались под руководством выдающегося конструктора и организатора С. П. Королева. Первая спроектированная им АМС, созданная в его КБ, отправилась в путь к «утренней звезде» 12 февраля 1961 г. А 20 мая 1961 г. АМС «Венера-1» прошла на расстоянии около 100 тыс. км от поверхности планеты Венера и вышла на орбиту искусственного спутника Солнца.

12 ноября 1965 г. пустилась в путь АМС «Венера-2», а вслед за ней, 16 ноября 1965 г., – АМС «Венера-3». К сожалению, видимо, из-за нерасчетного повышения температуры внутри АМС «Венера-2» и «Венера-3» с ними не удалось провести заключительные сеансы связи в период сближения с планетой Венера. 27 февраля 1966 г. АМС «Венера-2» прошла на расстоянии 24 тыс. км от поверхности планеты и вышла на орбиту искусственного спутника Солнца. Данные траекторных измерений неопровержимо свидетельствуют, что 1 марта 1966 г. АМС «Венера-3» достигла другой планеты и вошла в ее атмосферу. Итак, впервые космический аппарат, преодолев огромный путь (почти 300 млн. км), оказался на соседней планете.

Прыжок с одной планеты на другую через враждебный, безжизненный космос состоялся. Под руководством С. П. Королева практически воплотилась дерзновенная мечта человечества. Используя этот ценный и уникальный опыт, разработчики космических аппаратов смогли значительно усовершенствовать конструкцию АМС. Система терморегулирования взамен жидкостной стала газовой – конструктивно более простой и надежной. Исчезли громоздкие полусферические радиаторы, выступавшие за габариты солнечных батарей. Новый теплообменник расположился на корпусе параболической антенны.

Целый ряд систем подвергся переработке, усовершенствованию с учетом полученного опыта при первом перелете по трассе Земля – Венера. В то время даже среди ученых не было единодушия в оценках условий, существующих на Венере. Одни считали, что давление атмосферы на поверхности равно земному, другие называли давление от 5 до 100 атм. Значения температурных условий и состава газов атмосферы также предсказывались неоднозначно.

При конструировании очередной АМС, «Венеры 4», за расчетную величину было принято давление 10 атм. 12 июня 1967 г. очередной посланник Земли устремился в космос, чтобы приподнять краешек занавеса, укрывающего таинственную планету. 18 октября 1967 г. спускаемый аппарат (СА) станции «Венера-4» со второй космической скоростью ворвался в атмосферу планеты. Снизив скорость аэродинамическим торможением в атмосфере, СА начал плавно снижаться на парашюте. Долгих полтора часа длился спуск. Аппарат проник в атмосферу до высот, где давление достигло 18 атм, и прекратил передачу данных (вероятно, он попросту разрушился вследствие высокого давления). Температура на этой высоте составляла уже 270° С. Главный конструктор этого аппарата Г. Н. Бабакин сказал об этом так: «...до поверхности осталось метров сто, максимум – триста». С учетом этого очередные станции были спроектированы на давление 25 атм.

5 и 10 января 1969 г. к Венере стартовали АМС «Венера-5» и «Венера-6». А 16 и 17 мая 1969 г. обе АМС завершили полет, осуществив плавное снижение в атмосфере планеты. Их СА достигли высот с давлением 27 атм и температурой 320° С. Этот эксперимент показал, что ближайшая планета к Земле негостеприимная – с очень жаркой и плотной атмосферой, исключающей наличие жизни в тех формах, которые существуют на Земле.

Результаты космических исследований, полученные с помощью АМС «Венера-7» и «Венера-8», подтвердили это. Стало ясно, что следующий шаг – создание СА, способного выдерживать любые возможные условия, могущие быть у самой поверхности Венеры, опуститься на эту поверхность и произвести там прямые измерения. Из данных, полученных из предыдущих полетов, вытекало наличие возможного максимального давления до 150 атм и температуры до 530° С. С учетом этих условий были спроектированы очередные станции.

АМС «Венера-7» стартовала 17 августа 1970 г. и достигла планеты Венера 15 декабря 1970 г., а АМС «Венера-8», запущенная в космос 27 марта 1972 г., прибыла к планете 22 июля 1972 г. Эти АМС передали большое количество данных о составе атмосферы, температуре и давлениях в процессе спуска, а также несколько десятков минут находились на поверхности планеты и передали информацию о температуре, давлении, скорости ветра и освещенности на поверхности. Результаты, полученные с помощью обеих АМС, подтвердили наличие большого давления на поверхности планеты (порядка 90 атм) и то, что пышущая жаром поверхность раскалена до 500° С.

Успешным полетом АМС «Венера-8» закончился начальный этап рекогносцировочных исследовании Венеры. На этом этапе применялись АМС первого поколения, масса каждой АМС составляла от 650 до 1180 кг. Настало время приступить ко второму этапу расширенных и более углубленных исследований загадочной планеты.

В 1975 г. начался новый этап исследований Венеры с помощью АМС второго поколения массой от 4,5 до 5 т. Эти АМС проводили и проводят исследования планеты но несколько другой схеме перелета. АМС первого поколения выводились на траекторию попадания в планету. Конечно, это осуществлялось не за счет высокой точности запуска, а в результате проведения одной или двух коррекций траектории полета. Обычно в первые 10 – 15 сут полета выполнялась первая коррекция, а за 10 сут до подлета – вторая коррекция.

В момент входа в атмосферу планеты АМС разделялась на две части: орбитальный отсек сгорал в атмосфере, а СА в теплозащитной оболочке преодолевал высокотемпературную зону аэродинамического торможения и с помощью парашютной системы осуществлял плавный спуск в атмосфере Венеры. Полученные данные от бортовых научных приборов передавались непосредственно на Землю. Поэтому СА направлялись только на ту сторону Венеры, которая обращена к Земле.

АМС второго поколения вначале выводятся также на траекторию попадания в планету (также с помощью одной или двух коррекций). За 2 сут до подлета по команде с Земли (при этом используется память и программе работы бортовой ЭВМ) проводится разделение АМС на две части – на орбитальный отсек и СА. Последний продолжает движение к поверхности планеты, а орбитальный отсёк с помощью системы управления и ориентации производит необходимый разворот и включает двигательную установку. Орбитальный отсек, т. е. собственно сама АМС «Венера», переходит затем на траекторию пролета и в соответствии с программой может стать либо искусственным спутником Венеры (используя двигательную установку), либо, пролетев мимо планеты, – искусственным спутником Солнца.

И в том и в другом случае АМС используется как ретранслятор радиосигналов с СА на Землю. Обычно связь СА с АМС осуществляется в диапазоне метровых радиоволн, а связь АМС с Землей – в сантиметровом диапазоне радиоволн (с помощью остронаправленной параболической антенны). Для АМС второго поколения СА может опускаться как на видимую с Земли, так и на невидимую сторону Венеры, поскольку при этом орбитальный отсек применяется в качестве ретранслятора данных.

В начале нового этапа космических исследований Венеры были запущены две АМС: «Венера-9» 8 июня 1975 г. и «Венера-10» 14 июня 1975 г. А 22 и 25 октября 1975 г. СА этих АМС, совершив мягкую посадку на поверхность Венеры, передали через орбитальный отсек на Землю первые панорамы мест посадки. Сами же АМС «Венера-9» и «Венера-10» стали первыми искусственными спутниками планеты Венера (с периодами обращения немногим более 2 сут).

Очередные две АМС отправились в путь 9 сентября 1978 г. («Венера-11») и 14 сентября 1978 г. («Венера-12»). АМС «Венера-12», обогнав свою предшественницу – «Венеру-11», отделила от себя 19 декабря 1978 г. СА, который 21 декабря совершил мягкую посадку на поверхность планеты, тогда как СА «Венеры-11» опустился на поверхность на 4 сут позднее, т. е. 25 декабря. АМС «Венера-11» и «Венера-12», пролетев мимо планеты, превратились в искусственных спутников Солнца.

В соответствии с планами исследования космического пространства 30 октября 1981 г. произведен был запуск АМС «Венера-13», а 4 ноября 1981 г. – АМС «Венера-14». СА этих АМС 1 и 5 марта 1982 г. достигли поверхности планеты Венера, передали цветные панорамы мест посадки и с помощью малогабаритной химической лаборатории провели исследование химического состава грунта. АМС «Венера-13» и «Венера-14», выполнив роль ретрансляторов, удалились от Венеры, став искусственными спутниками Солнца.

Если посмотреть внимательно на перечень дат запусков АМС к Венере, то можно обратить внимание на одну закономерность: интервалы времени между пусками равны примерно 1 году 7 мес. или кратны этой величине. Почему так получается?

Один оборот Земли вокруг Солнца длится 365 сут, а Венеры – 224,7 сут. В общем, каждые 584-е сутки обе планеты находятся на одной прямой линии, направленной на Солнце, т. е. наблюдается противостояние Венеры. С таким периодом, 584 сут (или 1 год и 7 мес), чередуются даты последних стартов АМС к Венере. Их полет осуществляется по наиболее выгодной с энергетической точки зрения траектории, т. е. по половине эллипса, соединяющего орбиты Земли и Венеры (так называемой гомоновской траектории).

В момент старта АМС планета Венера находится позади Земли в движении вокруг Солнца (на небе в это время Венера видна как «вечерняя звезда»). Во время же прилета АМС к планете Венера та находится впереди Земли в своем движении по орбите вокруг Солнца (на небе в это время Венера видна как «утренняя звезда»). Продолжительность полета по такой трассе Земля – Венера составляет примерно 4 мес., а протяженность траектории – чуть более 300 млн. км.

Можно значительно сократить время перелета на Венеру, если лететь по прямой в период противостояния планеты, так как расстояние между ними в этом случае равно 42 млн. км. Но для этого пришлось бы погасить «переносную» скорость Земли – 30 км/с. Для прямого падения АМС на Солнце можно, во-первых, преодолеть притяжение Земли (создав вторую космическую скорость – 11,2 км/с), во-вторых, разогнать АМС до 30 км/с с целью компенсации скорости движения Земли по орбите вокруг Солнца.

Однако энергетически это очень невыгодно, ибо затраты топлива чрезвычайно велики. В этом случае АМС прямолинейно будет падать на Солнце и при подлете к Венере скорость относительно планеты будет настолько велика, что для ее уменьшения придется затратить большое количество топлива. Современная космонавтика такими затратами энергии на единичный эксперимент пока еще не располагает.

Очередной старт к Венере был произведен в начале июня 1983 г. К этому времени были подготовлены две АМС «Венера-15» и «Венера-16». Эти АМС являются модификацией АМС «Венера-9». Основное отличие – был снят СА, а на его место установлена антенна радиолокатора. Главная цель запуска двух идентичных АМС – получение карты рельефа поверхности околополюсного района Венеры и тепловой карты поверхности, а также надоблачного слоя атмосферы.

АМС конструктивно состоят из так называемого орбитального отсека. Его основу составляют удлиненные цилиндрические топливные баки с двигательной установкой. Вокруг двигательной установки и небольшой части топливного бака размещен довольно объемный приборный отсек, выполненный в виде пустотелого тора. Справа и слева от баков на кронштейнах размещены панели солнечных батарей, способные складываться и раскрываться. Это обусловлено тем, чтобы представилась возможность создать компактный аппарат, способный поместиться под головной обтекатель, необходимый для защиты от чрезмерных силовых нагрузок АМС при выведении ее на орбиту при старте с Земли.

После выведения в космическое пространство и сброса обтекателя панели солнечных батарей широко раскрываются. Между панелями солнечных батарей установлена большая параболическая антенна, предназначенная для устойчивой и высокоинформативной радиосвязи с Землей при больших удалениях АМС от наземных пунктов управления. Сверху размещена складывающаяся (как и панели солнечных батарей) антенна радиолокатора, с помощью которого проводится изучение рельефа поверхности планеты. Там же находятся антенны радиовысотомера и антенна аппаратуры для изучения теплового потока поверхности Венеры.

АМС «Венера-15» и «Венера-16» оборудованы рядом служебных систем, необходимых для надежного функционирования станций. Для предохранения аппаратуры от жаркого «дыхания» Солнца и леденящего холода безграничного космоса служит система терморегулирования, способная поддерживать температуру внутри герметичного приборного отсека в пределах 10 – 30° С. Небольшая, но тем не менее довольно сложная и надежная автономная электростанция, основу которой составляют солнечная батарея и буферная химическая батарея, снабжает электроэнергией все системы АМС.

Радиокомплекс и системы управления и ориентация позволяют совершать различные маневры АМС в космосе, одновременно осуществлять контроль их работы с наземных пунктов управления. В составе этих систем несколько десятков сложных и различных электронных блоков и несколько логических систем, управляемых бортовыми ЭВМ, в памяти которых заложены программы для проведения различных маневров АМС в космосе и вблизи планеты Венера.

Запуски АМС с Земли осуществлялись по классической схеме. Многоступенчатая ракета выводила АМС на околоземную орбиту с последней ступенью ракеты-носителя. Старт АМС с орбиты искусственного спутника Земли позволяет разогнать ее, имеющую уже первую космическую скорость, до скорости, незначительно превышающей вторую космическую скорость. АМС освобождается от могучего притяжения Земли, причем момент этого старта рассчитывается так, чтобы во время выхода из сферы притяжения Земли направление полета АМС было противоположно направлению движения Земли по орбите вокруг Солнца. В результате скорость АМС на границе сферы влияния Земли значительно уменьшается – от 11,5 до 3 – 4 км/с. Теперь полет АМС начинается в гравитационном поле Солнца, и она переходит на эллиптическую орбиту. При этом ее афелий находится в районе земной орбиты, а перигелий – в районе орбиты Венеры.

Точность выведения на расчетную орбиту зависит от множества факторов: температуры и химического состава топлива, фактической массы ракеты и АМС, ошибок наведения, класса точности изготовления отдельных деталей и т. п. Для исправления возникших ошибок в направлении и скорости полета 10 июня 1983 г. была проведена коррекция траектории движения АМС «Венера-15», а 15 июня – АМС «Венера-16».

Под влиянием гравитационного поля Солнца скорость движения АМС постепенно увеличивается, и она в ходе своего полета постепенно догоняет Землю, а затем и начинает опережать ее. При подлете к Венере скорость АМС уже превышает 35 км/с (круговая скорость движения Венеры по орбите вокруг Солнца). За 10 сут до встречи с Венерой проводится вторая коррекция траектории полета АМС. 1 октября 1983 г. было скорректировано движение АМС «Венера-15», а 5 октября – АМС «Венера-16». И АМС в строго заданное время и на расчетном расстоянии от Венеры прибыли в район торможения.

Бортовая ЭВМ, отрабатывая заложенную в нее программу, управляет почти всеми системами АМС. И осуществляя ориентацию по определенной звезде и Солнцу, АМС разворачивается на расчетные углы относительно этих опорных светил. В заданное время и на строго определенный интервал времени включается двигательная установка АМС в зоне торможения. Тормозной импульс уменьшает скорость АМС до величины, промежуточной между первой и второй космической скоростью относительно Венеры. Причем значение получающейся скорости рассчитано так, чтобы траектория АМС стала эллиптической со строго заданными параметрами.

Технические характеристики радиолокатора бокового обзора требуют создания перицентра орбиты высотой около 1000 км над поверхностью Венеры. При этом условии создаются достаточная разрешающая способность обозреваемого района и необходимое перекрытие местности при пролете на втором витке АМС.

Земля совершает один оборот вокруг своей оси за время чуть менее 24 ч: солнечные сутки длятся 24 ч, а звездные (оборот Земли вокруг оси на 360°) – 23 ч 56 мин. С территории СССР Венера видна на небе периодически, и интервалы ее видимости почти строго совпадают со звездными сутками. Следовательно, к началу сеанса связи АМС должна быть в одном и том же районе планеты Венера, и поэтому необходимо, чтобы АМС обращалась вокруг Венеры с периодом, близким к 24 ч.

После торможения АМС «Венера-15» и «Венера-16» получились орбиты, близкие к расчетным. Для окончательного же формирования орбит АМС вокруг Венеры, которые соответствовали бы заданным, были проведены две коррекции для АМС «Венера-15» (17 октября и 2 ноября 1983 г.) и одна коррекция для АМС «Венера-16» (22 октября 1983 г.). Программой полета АМС предусмотрено периодически проводить коррекции для поддержания орбиты АМС в заданных пределах.

Еще до формирования орбиты АМС «Венера-15», 16 октября 1983 г., с ней проводился пробный сеанс радиозондирования планеты, 20 октября такой же сеанс был проведен с АМС «Венера-16». С помощью радиолокатора бокового обзора получены два изображения приполярной области поверхности Венеры площадью каждый более 1 млн. км². Съемкой были охвачены две полосы длиной 9 тыс. км и шириной 150 км.

После формирования рабочих орбит начались регулярные комплексные научные исследования атмосферы и поверхности Венеры в ее северной приполярной области. Привязка рельефа по высоте осуществляется с помощью радиовысотомера, антенна которого направлена в подспутниковую точку, и в сеансе дает разрез высот по трассе полета. С целью определения величин тепловых потоков, идущих от поверхности Венеры, на АМС установлена специальная радиоаппаратура. Радиоволны, излучаемые поверхностью, фиксируются на АМС в диапазоне 10 – 20 см. Результатом этих измерений является получение тепловой карты поверхности планеты. Косвенным путем определяется диэлектрическая проницаемость и плотность грунта до глубины 2 м.

На первой пресс-конференции советских ученых, состоявшейся 15 ноября 1983 г. под председательством академика В. А. Котельникова, были доложены предварительные результаты. Исследованиям подверглись до сих пор не известные по радионаблюдениям с Земли приполярные районы Венеры вблизи ее Северного полюса. На снимках видно наличие большого разнообразия рельефов: равнинные участки сменяются холмистой местностью, а те – протяженными горными хребтами. Видны также крупные кратеры, которые отождествляются с ударными кратерами (от падения метеоритов) и возникшими при действии вулканических сил.

Применение высокочувствительной аппаратуры с точностью 1 К позволяет измерять температуру в диапазоне от 44 до 1070 К. Наряду с советской аппаратурой на АМС установлена аппаратура, изготовленная учеными из ГДР. При помощи этой аппаратуры в инфракрасном диапазоне спектра изучается химический состав верхней границы облачного слоя и верхнего слоя атмосферы. Изучая спектры поглощения, легко определить химические элементы, к которым относятся эти спектры. А косвенно с помощью этих приборов можно определять давление верхних слоев атмосферы Венеры.

Проделанными исследованиями, проведенными с помощью АМС, получено много сведений, характеризующих Венеру. Теперь мы знаем, что температура поверхности достигает почти 500°С, а давление атмосферы доходит почти до 100 атм. Определен химический состав воздушной оболочки, состоящий в основном из углекислого газа, незначительного количества азота, еще меньшего количества кислорода и водяных паров. Определены скорости ветра на разных высотах и наличие грозовых разрядов, стала известной освещенность при наличии облачного покрова.

АМС «Венера-15» и «Венера-16» достойно продолжают исследования ближайшей к Земле планеты, раскрывая новые загадки ее атмосферы и составляя точную карту рельефа ее местности.

РАБОТА СПУТНИКОВ-СПАСАТЕЛЕЙ

Огромная армия работников национальных поисково-спасательных служб во многих странах мира несет постоянную вахту по выявлению аварий морских и воздушных судов, определению координат аварий, поиску и спасению потерпевших бедствие судов и экипажей. Радисты на специально выделенных радиочастотах ведут прием сигналов бедствия, при работах по поиску и спасению используются корабли, самолеты и другие транспортные средства. Ежесуточно в мире на эти работы затрачиваются большие материальные средства, однако эффективность поисково-спасательных работ остается явно недостаточной.

Количество судов, ежегодно теряемых в результате аварий, практически не уменьшается на протяжении многих лет. За последнее 20-летие в результате аварий потеряно более 3500 крупнотоннажных судов мирового флота, что примерно равно численности морского флота Великобритании. Тоннаж погибших судов превышает 20 млн. т, что близко к тоннажу всего флота Норвегии. Увеличивается отношение числа потерянных за год судов к числу эксплуатируемых судов, а темпы роста потерянного тоннажа опережают темпы роста числа потерянных судов.

Возрастают общие убытки, связанные с потерей дорогостоящих судов и грузов, а также с ущербом, наносимым при бедствии окружающей среде.

Среди общего числа аварий в настоящее время около 65% составляют быстротечные бедствия, в том числе около 27% – аварии, связанные с пожарами и взрывами. Несмотря на то что конструктивное совершенство судов постоянно возрастает, удельный вес бедствий, обусловленных стихийными явлениями, также возрос до 19%. Не уменьшается доля бедствий, связанных с потерей остойчивости и плавучести судов, не падает процентное соотношение судов мирового флота, пропавших без вести.

Каждые полчаса радисты прекращают передачу и ведут прием сигналов бедствия на традиционных частотах – 500 и 2182 кГц. Дальность действия таких станций из-за особенностей распространения радиоволн обычно не превышает 350 км. Для поиска терпящих бедствие самолетов и судов также используются автоматические аварийные радиопередатчики, излучающие сигналы бедствия на частотах 121,5 и 243 МГц. В настоящее время на судах и самолетах имеется около 250 000 таких буев. Однако в связи с тем, что на этих частотах прием сигналов возможен только в пределах прямой видимости, дальность приема сигналов бедствия от морских судов составляет не более 25 км, а от самолетов – не превышает 100 км.

Эффективность принимаемых по повышению безопасности мер недостаточна. В Мировом океане каждые 1,5 ч терпит бедствие корабль, каждые 1,5 сут – тонет.

Только за период с 1978 по 1980 г. в результате аварий погибло более 1500 судов, в том числе более 750 крупных морских судов общей валовой вместимостью около 5,5 млн. рег. т. Координаты гибели и причины аварий 11 крупных судов остались неизвестными, несмотря на то что суда имели аварийные радиосредства и другие современные средства связи и навигации.

Статистика показывает, что вероятность выживаемости пострадавших при авариях людей зависит от продолжительности проведения поисково-спасательных работ: при длительности работ около 2 ч выживаемость остается выше 80%, при увеличении длительности до 32 ч она снижается до 20%.

Обнаружение и оказание помощи судам обычно затягивается на продолжительное время, что ведет к гибели людей от холода, голода и страха. Имеющиеся задержки во многих случаях были связаны с отсутствием у спасателей информации об аварии и ее координатах, неточностью знания координат места аварии и недостаточной оперативностью передачи спасательным службам информации о бедствии. Несмотря на продолжительность и высокую стоимость поисково-спасательных работ, вероятность спасения людей остается низкой. Только в 1978 г. затонуло 473 судна мирового флота. При авариях судов по различным причинам в этом же году погибло около 2000 человек.

Июль 1982 г. В Канаде, в районе Британской Колумбии, потерпел аварию самолет, оборудованный традиционными радиосредствами передачи аварийной информации. На поиски самолета было затрачено 1800 летных часов и израсходовано около 2 млн. долл., однако самолет не был обнаружен.

9 сентября 1982 г. в том же лесистом районе Канады упал другой самолет. От удара автоматически включился аварийный радиобуй, однако поисковый самолет ВВС Канады, пролетавший на расстоянии 50 км от места аварии, не услышал сигнала бедствия. При первом же после этой аварии пролете над Канадой советский спутник «Космос-1383», запущенный на орбиту 30 июля 1982 г., уверенно принял и передал в центр аварийные сигналы радиобуя этого самолета. Через 10 ч экипаж самолета, получивший при аварии серьезные травмы, был спасен.

В октябре 1982 г. этот спутник позволил установить координаты американской яхты, потерпевшей аварию в Атлантике в 550 км от побережья США. В ноябре 1982 г. благодаря этому же спутнику был спасен американский парусник, наскочивший на рифы в Карибском море.

1982 год стал годом успешного освоения спутниками новой благородной профессии – спасателей терпящих бедствие воздушных и морских судов. Спутник «Космос-1383» был первым спутником, запущенным по программе «КОСПАС – САРСАТ». Решение о разработке экспериментальной международной спутниковой системы поиска и спасения терпящих бедствие морских и воздушных судов было принято в 1979 г. Министерством связи Канады (ДЮК), национальным центром космических исследований Франции (КНЕС), национальным управлением по исследованию космического пространства США (НАСА) и Министерством морского флота СССР.

Основная задача указанной системы – исследование возможностей спутников на низких приполярных орбитах принимать от наземных радиосредств сигналы бедствия и передавать эти сигналы на сеть приемных наземных станций, определяющих по этой информации местоположение объектов, ретранслировать аварийную информацию на центры системы в разных странах и оповещать о бедствиях национальные центры поиска и спасения.

Эксперименты по программе «КОСПАС – САРСАТ» проводятся для, обслуживания самолетов и кораблей, оснащенных как унифицированными коммерческими аварийными передатчиками сигналов бедствия (АПБ) и морскими аварийными радиобуями (АРБ), излучаемыми в диапазонах 121,5 и 243 МГц, так и специально разработанными буями для передачи через спутники системы в диапазоне 406,025 МГц.

Проект «КОСПАС – САРСАТ» является синтезом самостоятельных проектов Советского Союза («КОСПАС») и США, Канады и Франции («САРСАТ»), технические характеристики которых взаимно согласованы. Каждая из стран-участниц имеет свои центры управления системой, между которыми постоянно ведется обмен аварийной информацией.

Спутники системы «САРСАТ» обеспечивают непосредственный прием аварийных сигналов на частотах 121,5, 243,0 и 406,025 МГц, обработку данных в реальном масштабе времени и закладку информации в запоминающее устройство на частоте 406,025 МГц. Передача со спутников на наземные пункты приема аварийной информации (ППИ) ведется на частоте 1544,5 МГц. Мощность бортового передатчика 8 Вт.

Спутники системы «КОСПАС» принимают аварийные сигналы на частотах 121,5 и 406,025 МГц, обрабатывают данные в реальном масштабе времени, закладывают их в бортовое запоминающее устройство и передают аварийную информацию на ППИ на частоте 1544,5 МГц с помощью бортового передатчика мощностью 4 Вт. В рамках этой работы проводятся два эксперимента. В первом используются существующие АПБ и АРБ, излучающие на частотах 1.21,5 и 243 МГц. Эти радиобуи стали массовым средством, позволяющим значительно облегчить поиск и спасение терпящих бедствие судов. Только в США имеется около 200 000 АПБ и 6000 АРБ.

Спутник принимает аварийные сигналы от АПБ и АРБ и ретранслирует их на ППИ, где, пользуясь эффектом Доплера, определяют координаты излучающих объектов с точностью не хуже 20 км. Четыре ППИ (в Иллинойсе, Калифорнии, на Аляске и в Оттаве) обеспечивают полный обзор территории США и Канады, включая Аляску, один ППИ (в Тулузе) – территорию Франции и два ППИ (в Архангельске и Находке) – территорию СССР.

Эти ППИ имеют рабочую зону, практически перекрывающую все Северное полушарие Земли.

Центр управления советской частью системы «КОСПАС – САРСАТ» расположен в Москве, американской – в Сент Луисе, канадской – в Оттаве, французской – в Тулузе. Связь между этими центрами производится по сети Телекс. Информация о координатах аварий с ППИ передается на национальные пункты поиска и спасения (ППС) для обеспечения аварийных работ.

Во втором эксперименте используются АПБ и АРБ в диапазоне 406,025 МГц, специально выделенном на Всемирной административной конференции по распределению радиочастот в 1979 г. для работы через спутники. На этой частоте радиопередатчики имеют повышенную мощность и улучшенную стабильность, что позволит обнаруживать сигналы с вероятностью не ниже 95% и определять координаты источника излучений с точностью не хуже 2 – 5 км. Эти АПБ и АРБ передают на спутник информационное сообщение, в котором содержатся данные о классе подвижного объекта (самолет или корабль), принадлежности объекта (страна), характере бедствия и времени, прошедшем с момента аварии, опознавательные признаки судна или самолета и, если известно, координаты аварии. Например, советские суда и самолеты имеют код 221, американские – 111, канадские – 121, французские – 211.

Эти сведения закладываются в буй до выхода судов в рейс. Кроме того, на спутнике также можно определять координаты аварии и время измерения и ретранслировать эту информацию на ППИ в реальном масштабе времени или с запоминанием и задержкой.

В системе «КОСПАС» используются два спутника – «Космос-1383», запущенный 30 июня 1982 г., и «Космос-1447», выведенный на орбиту 24 марта 1983 г. Спутники находятся на приполярных низковысотных круговых орбитах (наклонение 83°, высота 1000 км).

В системе «САРСАТ» планируется использовать три спутника «НОАА» второго поколения, оснащенных в качестве полезной нагрузки канадскими приемниками сигналов бедствия от потерпевших аварию судов и самолетов на частотах 121,5 и 243 МГц и французскими приемниками на частоте 406,025 МГц. Первый спутник «НОАА-Е» выведен на приполярную круговую орбиту 28 марта 1983 г. (наклонение 97,6° и высота 850 км).

Спутники системы «КОСПАС – САРСАТ» обеспечивают за каждый период обращения вокруг Земли прием и обработку аварийной информации от 20 одновременно работающих АРБ и запоминание информации от 200 таких АРБ.

Сброс полученной информации со спутников производится при их пролетах в зонах видимости ППИ. Информация о параметрах орбит спутников передается на ППИ с национальных центров управления системой. ППИ обрабатывают принятую информацию на специальных ЭВМ, определяют местоположение АРБ и передают аварийную информацию в национальные центры управления, которые распределяют и передают эту информацию потребителям.

С февраля 1983 г. во всех странах-участницах ведется практическое использование международной системы «КОСПАС – САРСАТ». Эксплуатация показала, что указанная система удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым Международной морской организацией (ИМО) к приполярной спутниковой системе связи при бедствиях на море. В системе обеспечивается глобальность обслуживания, высокая оперативность и надежность оповещения о бедствиях, хорошая точность определения координат аварий судов. Система позволяет резко сократить время поисково-спасательных работ.

Вот только несколько примеров, иллюстрирующих часть спасательной работы советских спутников «Космос-1383» и «Космос-1447».

10 сентября 1982 г. Обнаружен потерпевший аварию канадский самолет, спасено три человека.

29 сентября 1982 г. Обнаружен потерпевший аварию двухместный канадский самолет, один человек оказался мертвым, второй спасен.

30 сентября 1982 г. В США, в штате Нью-Мексико, обнаружен разбившийся самолет, все пассажиры и летчики погибли при аварии.

10 ноября 1982 г. В Атлантике в 300 милях от берега обнаружен перевернувшийся тримаран, Все три моряка спасены.

7 ноября 1982 г. В районе Багамских островов затонуло парусное судно, обнаружены 5 терпящих бедствия моряков, все спасены.

2 января 1983 г. На западе США обнаружен потерпевший аварию самолет с двумя пилотами, оба спасены.

30 января 1983 г. В 500 милях от Канарских островов затонул двухместный катамаран, оба моряка спасены.

12 февраля 1983 г. На Аляске обнаружен разбившийся вертолет, пилот спасен.

7 марта 1983 г. В Канаде, в провинции Квебек, обнаружен разбившийся двухместный самолет, оба пилота спасены.

3 апреля 1982 г. Обнаружены и спасены все 6 моряков с затонувшего в 100 милях от берега французского судна.

8 апреля 1983 г. На Аляске обнаружен разбившийся самолет, перевозивший 12 пассажиров и 3 ездовых собак. После аварии в живых осталась одна женщина. Спасена.

25 – 26 апреля 1983 г. Обнаружены совершившие вынужденную посадку в 70 км от Северного полюса два небольших американских самолета, все 5 человек спасены.

Экспериментальные аварийные радиобуи также используются участниками экспедиции «Комсомольская правда» в составе 28-й Советской антарктической экспедиции и геологами для определения координат своего местоположения и составления геологических карт. Потребности в радиобуях на международном рынке постоянно растут.

Система «КОСПАС – САРСАТ» – яркий пример эффективного международного сотрудничества в области мирового использования космоса во имя благороднейшей задачи – спасения жизни людей.

Международные организации «Инмарсат» и ИМО в тесном сотрудничестве с МККР проводят совместные исследования и разработки, направленные на создание будущей глобальной системы безопасности и аварийного оповещения на море. В этой системе будут использоваться каналы спутниковой связи с передачей информации в цифровой форме, радиотелефонией с использованием наземных и спутниковых средств связи. Сигналы бедствия на спутники будут передаваться легкими маломощными аварийными передатчиками, устанавливаемыми на судах, спасательных средствах и буях. Ожидается, что такая система будет введена в эксплуатацию еще до 1990 г.

Эта система может быть также использована при проведении операций по оказанию помощи в случае стихийных бедствий и для передачи предупреждений о надвигающихся бедствиях и других сообщений, обеспечивающих безопасность всех классов судов и других подвижных объектов. В экспериментах по передаче аварийной информации и сигналов бедствий в спутниковых системах «КОСПАС – САРСАТ» и «Инмарсат» участвуют Франция, Канада, ФРГ, Норвегия, США, Великобритания, Северная Ирландия, СССР, Япония и другие страны.

Спутники системы «КОСПАС – САРСАТ» несут свою постоянную вахту, бороздя просторы космического пространства, прослушивая гигантские территории Земли и передавая информацию о бедствиях поисково-спасательным службам. Они позволят в корне изменить печально известную мировую статистику аварийности судов. Уже сейчас спутники-спасатели успешно помогают решить одну из самых благородных в мире задач – охраны человеческой жизни на воде, в воздухе и на суше.

ОРБИТАЛЬНЫЙ БЛОК «СПЕЙСЛЭБ»

Важной вехой в истории развития зарубежной космонавтики должен стать намеченный на конец 1983 г. первый полет западноевропейского орбитального блока «Спейслэб» на борту американского многоразового транспортного космического корабля (МТКК). Блок «Спейслэб», название которого переводится с английского языка как «космическая лаборатория», является, по существу, орбитальной станцией, предназначенной для проведения самых разнообразных научных исследований и технических экспериментов.

От «классических» орбитальных станций, наиболее известным представителем которых служит советский «Салют», блок «Спейслэб» отличается тем, что он не рассчитан на автономный полет. На орбите он не отделяется от своего носителя (МТКК) и в нем же возвращается на Землю. Зависимость от МТКК этим не ограничивается: «Спейслэб» использует системы электропитания, ориентации и телеметрии МТКК, а также некоторые узлы и агрегаты системы терморегулирования МТКК. Из так называемых служебных систем «собственной» для «Спейслэба» является только система жизнеобеспечения, которой пользуются космонавты (не более 4), перешедшие из помещения для экипажа МТКК в герметичный отсек блока «Спейслэб». На участках выведения и возвращения на Землю все космонавты находятся в МТКК.

Зависимость блока «Спейслэб» от МТКК обусловливает весьма краткую продолжительность его эксплуатации при каждом полете. Девятисуточный полет МТКК с блоком «Спейслэб» в конце 1983 г. близок к предельному по длительности, по крайней мере в близком будущем, пока сам блок или МТКК не подвергнется радикальной модификации. Такая модификация в принципе планируется, но пока работы ведутся в очень скромных масштабах из-за отсутствия необходимых финансовых средств. Малый срок пребывания на орбите чрезвычайно ограничивает возможности проведения исследований и экспериментов, особенно если сравнить с теми возможностями, которые предоставляет «Салют», эксплуатация которого несколькими сменяющими друг друга экипажами продолжается многие месяцы.

Важной особенностью «Спейслэба» является возможность многократного использования (до 50 раз). Годность к эксплуатации отдельные отсеки блока сохраняют в течение 10 лет. Первоначально предполагали выводить блоки «Спейслэб» на орбиту по 4 – 5 раз в год, однако это потребовало бы очень высоких затрат, да и нужды в таких частых полетах, по-видимому, нет. Следующий полет запланирован на сентябрь 1984 г., а всего до конца 1987 г. намечено провести лишь семь полетов.

Разработка блока «Спейслэб». Она началась в 1973 г. Это один из немногих примеров плодотворного сотрудничества американского Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и западноевропейского Космического агентства (ЕСА). Большинство других совместных программ («Аэросат», «ИСПМ») этих двух организаций реализовать не удалось из-за ненадежности американского партнера.

По соглашению, подписанному НАСА и ЕСА 24 сентября 1973 г., ЕСА должно было изготовить к концу 1978 г. первый образец блока «Спейслэб» с расчетом на первый вывод его на орбиту в американском МТКК в 1980 г. Первый полет задержался на три года, причем в основном вследствие отставания от графика программы разработки МТКК. Однако для двух таких сложных программ подобное отставание следует признать незначительным.

В соглашении оговаривалось, что изготовленный ЕСА блок «Спейслэб» поступает бесплатно в распоряжение НАСА, однако в качестве компенсации при первом полете блока «Спейслэб» ЕСА также бесплатно сможет использовать блок для проведения своих экспериментов (наряду с экспериментами НАСА). Компенсация весьма неадекватная, поскольку ЕСА затратило на разработку блока и изготовление первого его образца почти 1 млрд. долл., а за проведение экспериментов в блоке «Спейслэб» «клиенты» НАСА будут в дальнейшем платить самое большее несколько десятков миллионов долларов.

ЕСА пошло на столь несправедливые условия, поскольку входящие в эту организацию страны, в первую очередь ФРГ, стремились приобрести опыт работ по созданию обитаемых космических аппаратов, т. е. приобщиться к одной из самых передовых областей техники. Этот опыт должен был способствовать общему подъему научно-технического уровня стран – членов ЕСА, а также обеспечить им в будущем конкурентоспособность при создании средств космонавтики (например, спутников связи) на коммерческой основе.

В соглашении НАСА и ЕСА было также оговорено, что в составе экипажа МТКК при первом его полете с блоком «Спейслэб» на борту будет включен западноевропейский космонавт. Еще в то время наблюдатели полагали, что им, по-видимому, станет гражданин ФРГ, поскольку эта страна обязалась внести самый большой финансовый вклад (53,3%) в программу «Спейслэб». Доля финансового участия других стран составляла: Италия – 18%, Франция – 10, Великобритания – 6,3, Бельгия – 4,2, Испания – 2,8, Нидерланды – 2,1, Дания – 1,5, Швейцария – 1,0 и Австрия – 0,8%.

Головной организацией по созданию блока «Спейслэб» стала западногерманская фирма ЭРНО. Она осуществляла проектирование, комплектацию, сборку и испытания. В качестве основных субподрядчиков были привлечены еще две западногерманские фирмы – «Дорниер» и «АЕГ Телефункен». Первая создала систему жизнеобеспечения, отдельные узлы и агрегаты системы кондиционирования, а также устройство для индивидуального наведения тех научных приборов, для которых система ориентации МТКК не способна обеспечить требуемую точность. Вторая западногерманская фирма разработала систему распределения электроэнергии, поступающей от МТКК.

Итальянская фирма «Аириталия» изготовила корпуса герметичных отсеков, а английская фирма «Бритиш Эйрспейс Дайнэмикс» – негерметичные отсеки. Таким образом, фигурально выражаясь, английское слово «Спейслэб» читается с ярко выраженным немецким (западногерманским) акцентом.

Создание блока «Спейслэб» потребовало не только больше времени, чем рассчитывали первоначально, но и больших финансовых средств. Перерасход достиг 40% от первоначально определенной суммы, что даже для такой сложной программы чрезвычайно много. Этот перерасход объясняют следующими причинами: встретившиеся технические трудности (33% от общей суммы перерасхода), модификация блока по требованию НАСА для обеспечения совместимости с американским МТКК (17%), по требованию ЕСА (30%) и по требованию потребителей (20%). Компенсацию перерасхода в основном взяла на себя ФРГ, так что ее доля в затратах превысила первоначально названные 53,3%.

Характеристики блока «Спейслэб». Они определяются прежде всего возможностями американского МТКК, в отсеке полезной нагрузки которого должен размещаться блок. Так, масса блока ограничена максимальным грузом (14,5 т), который МТКК может возвратить на Землю. Поэтому максимальная масса блока вместе с полезной нагрузкой была определена в 14,1 т. Блок «Спейслэб» в зависимости от задач полета может использовать один или несколько отсеков в различных сочетаниях. То, что в соглашении НАСА и ЕСА называется изготовлением первого образца блока «Спейслэб», означает создание следующих объектов: одного стандартного герметичного отсека (СГО), одного удлиненного герметичного отсека (УГО) и 10 негерметичных отсеков (НГО), не говоря об отработочных и экспериментальных отсеках, макетах, испытательном и проверочном оборудовании и т. д. При полете в конце 1983 г. будет использован блок «Спейслэб», состоящий из одного УГО и одного НГО (рис. 1).

Рис. 1. Схематическое изображение блока «Спейслэб» при полете: 1 – люк для выхода космонавтов в открытый космос (в полете СТС-9 не использовался); 2 – коммуникации между УГО и орбитальной ступенью «Колумбия»; 3 – секция служебного оборудования УГО; 4 – иллюминаторы; 5 – шлюзовая камера для выноса приборов в открытый космос; 6 – НГО; 7 – секция полезной нагрузки УГО; 8 – туннель-лаз

СГО имеет длину 3,7 м и диаметр 4,1 м. Он состоит из цилиндрической секции длиной 2,7 м с коническими днищами. Корпус отсека изготовляется из алюминиевого сплава АЛ-2219. В СГО размещаются все служебные системы блока. Бóльшая часть оборудования этих систем устанавливается под полом на тележках. Это позволяет быстро извлекать и заменять блоки служебного оборудования между запусками. СГО имеет также определенный объем для размещения полезной нагрузки, т. е. оборудования для проведения исследований и экспериментов. Это оборудование первоначально устанавливается на специальных стойках вне отсека. Стойки монтируются на съемном полу отсека, и пол со стойками по рельсовым направляющим вдвигается в СГО, где стойки располагаются вдоль стенок.

УГО (рис. 2) представляет собой СГО, наращенный дополнительной цилиндрической секцией длиной 2,7 м. Длина УГО 7 м. Дополнительная секция, получившая название «секция полезной нагрузки», не несет служебного оборудования. Применение ее позволяет увеличить объем для размещения полезной нагрузки, а также свободный объем для космонавтов. Основная секция УГО получила название «секция служебного оборудования».

Рис. 2. Схематическое изображение УГО: 1 – переднее днище; 2 – секция служебного оборудования; 3 – секция полезной нагрузки; 4 – потолок; 5 – одна из стоек с оборудованием; 6 – заднее днище; 7 – иллюминатор; 8 – пол; 9 – пространство под полом для размещения оборудования служебных систем

НГО представляет собой платформу длиной 2,87 м и шириной 4,48 м. НГО несут полезную нагрузку, рассчитанную на работу в космическом вакууме.

В принципе предусматривается 14 различных вариантов блока «Спейслэб» с различным сочетанием отсеков. Эксплуатационные характеристики некоторых вариантов указаны в табл. на стр. 56. При наличии в составе блока только НГО дополнительно используется герметичный контейнер «Иглу», где размещается оборудование, не рассчитанное на работу в вакууме. Управление полезной нагрузкой СГО и УГО обеспечивают находящиеся в отсеках космонавты. Управление полезной нагрузкой НГО может осуществляться из СГО или УГО, если они есть в составе блока «Спейслэб», из помещения для экипажа МТКК, а также с Земли.

Система жизнеобеспечения СГО (а также УГО), где космонавты в нормальных условиях должны находиться без скафандров, использует азот, хранящийся в баллонах, смонтированных с внешней стороны днища СГО, и кислород, поступающий из баллонов, смонтированных на орбитальной ступени МТКК. Указанное размещение баллонов с азотом продиктовано стремлением обеспечить безопасность космонавтов, находящихся в СГО, в случае разрушения баллона. Перепуск кислорода из баллонов орбитальной ступени продиктован этими же соображениями (баллон е кислородом в СГО явился бы дополнительным источником опасности).

* Этот вариант используется при полете в конце 1983 г. (см. рис. 1).

Азот и кислород поступают в СГО по отдельности и смешиваются вентиляторами. Для поглощения углекислого газа служат патроны гидроокиси лития, как на орбитальной ступени. Предусмотрена возможность циркуляции воздуха между помещением для экипажа на орбитальной ступени и СГО блока «Спейслэб», что обеспечивает перепуск в случае выхода из строя оборудования СГО или орбитальной ступени. Ресурс системы жизнеобеспечения СГО 52 человеко-суток. Давление двухгазовой кислородоазотной искусственной атмосферы СГО 1013 ± 13 мбар. Парциальное давление кислорода 220 ± 13 мбар, номинальный его расход 0,84 кг на человека в сутки.

Максимально допустимое парциальное давление углекислого газа 6,7 мбар, система его удаления рассчитана на 0,99 кг на человека в сутки. Температура точки росы 6 – 15° С, минимальная относительная влажность 25% (при 27°С), максимальная 70% (при 18°С). Для перехода из помещения для экипажа американского МТКК в СГО служит туннель – лаз с искусственной атмосферой, так что при переходе космонавтам надевать скафандры не требуется.

Требуемую температуру (18 – 27° С) в СГО (УГО) и охлаждение бортового оборудования обеспечивает система терморегулирования орбитальной ступени. Установленный в СГО теплообменник связан с контуром циркуляции фреона орбитальной ступени. В теплообменник из СГО поступает вода, служащая хладагентом для бортовых систем СГО. Воду предпочли фреону, который токсичен. Бóльшая часть служебных систем и научных приборов СГО имеет систему воздушного охлаждения. С помощью воздуха тепло отводится к контуру воды. В передней части СГО предусмотрено несколько панелей для монтажа оборудования, охлаждаемых непосредственно водой.

Контур воды в СГО используется и для отбора тепла от НГО. Это происходит в теплообменнике, через который циркулируют вода и фреон, подводимый к оборудованию в НГО. Для НГО в качестве хладагента выбран фреон, а не вода, которая могла бы замерзнуть, тем более что контур фреона находится вне СГО, и опасности для находящихся в нем космонавтов не представляет.

Система электропитания СГО (УГО) и НГО использует электроэнергию, подводимую от источников тока на орбитальной ступени. Вырабатываемый ими постоянный ток с напряжением 28 В потребляется научным оборудованием, а после преобразования в переменный ток (400 Гц, 150 В) – служебным оборудованием СГО и НГО.

В СГО (УГО) смонтированы три бортовые цифровые вычислительные машины (БЦВМ): одна для служебных систем, вторая для научного оборудования, третья – резервная. БЦВМ обеспечивают выдачу команд, отображение на бортовом дисплее и обработку информации для передачи на Землю по телеметрическим каналам. Емкость бортовых записывающих устройств позволяет регистрировать информацию только в течение 20 мин, поэтому от многих научных экспериментов информация должна передаваться на Землю в реальном масштабе времени через спутник-ретранслятор «ТРДС». В передней части СГО размещен дисплей на электронно-лучевой трубке с цветным изображением. Указывается, что такой дисплей на космических объектах устанавливается впервые. Используя этот дисплей, снабженный клавишным устройством для вызова информации, экспериментаторы контролируют служебные системы и научное оборудование.

Состав и полезная нагрузка блока «Спейслэб» при полете в конце 1983 г. Этот полет получил название СТС¹-9 (девятый полет американского МТКК), или «Спейслэб-1» (первый полет блока «Спейслэб»)» Полезная нагрузка, размещенная на УГО и НГО (рис. 2 и 3), обеспечивала проведение 13 экспериментов по программе НАСА и 57 экспериментов по программе ЕСА. В числе экспериментов по программе НАСА один разработан японскими учеными. Западноевропейские эксперименты подготовлены учеными ФРГ, Франции, Великобритании, Бельгии, Италии, Швейцарии, Австрии, Нидерландов и Швеции. Наибольшее число экспериментов разработано учеными ФРГ. В числе экспериментов астрономические и аэрономические (исследования атмосферы), в области заряженных частиц – медико-биологические, технологические, по картированию поверхности и исследованию природных ресурсов Земли.

¹ Аббревиатура английского Space Transportation System (космическая транспортная система).

В числе медико-биологических экспериментов вестибулярные пробы, взятие проб крови на анализ, исследования микрофлоры, мутаций, воздействия радиации на биологические объекты и пр. Технологические эксперименты предусматривают, в частности, изучение трения, конвекции, капиллярных эффектов, затвердевания сплавов и чугуна в условиях невесомости, пайку в вакууме, литье в тонкопленочные формы и т. д. Для технологических экспериментов используются изотермическая, низкотемпературная (до 1600° С) и высокотемпературная (до 2050° С) печи, а также зеркальная печь, где температура может регулироваться в диапазоне от 200° до 2100°С с точностью ±5°С.

Представляет интерес уникальная установка для изучения физики жидкости, в частности пределов устойчивости жидких масс, вращающихся в невесомости, что важно для выращивания кристаллов и для понимания фундаментальных процессов в жидком расплаве. С использованием этой установки изучаются статические и динамические характеристики жидкости при ее вращении между сменными дисками при воздействии колебаний и вибрации. Жидкость в установке может вращаться со скоростью 5 – 100 об/мин, в ней создаются колебания с частотой 0,1 – 2 Гц и амплитудой 0,05 – 0,5 мм. Один из дисков может смещаться в боковом направлении на 2 мм шагами по 0,1 мм. Высота рабочей части установки 130 мм, максимальный диаметр 100 мм.

Для регистрации поведения жидкости служат две спаренные кинокамеры, использующие 16-миллиметровую пленку, или фотокамера, использующая 35-миллиметровую пленку. Разрешение кинокамер 0,03 мм, фотокамеры 0,012 мм. Для визуализации потока в него могут вводиться твердые частицы.

Рис. 3. Схематическое изображение НГО при полете СТС-9 («Спейслэб-1»)

Космонавты. При полете СТС-9 («Спейслэб-1») на борту МТКК впервые будет 6 космонавтов (максимальная численность экипажа МТКК – 7 человек). Это потребовало модификации орбитальной ступени «Колумбия», которая несет блок «Спейслэб», Ранее эта ступень совершила пять полетов, из них четыре – с двумя и один – с четырьмя космонавтами. При наличии только двух космонавтов ступень была оснащена двумя катапультируемыми креслами. При увеличении числа космонавтов до четырех эти два кресла сохранялись (пиротехнические заряды, обеспечивающие катапультирование, в этом случае не устанавливались) и дополнительно монтировались два кресла: одно в верхней части помещения для экипажа (кабина), другое в средней части.

Для полета СТС-9 смонтировали еще по одному креслу в верхней и средней части этого помещения. Кроме того, в средней части были подвешены три койки. Это сделано в расчете на двухсменную работу экипажа из шести человек, по три человека в каждой 12-часовой смене. Три койки обеспечат возможность одновременного отдыха всех космонавтов неработающей смены.

Члены экипажа МТКК при полете СТС-9 («Спейслэб-1») перечислены в таблице в конце брошюры.

Джона Янга по праву можно назвать самым опытным американским космонавтом. Это его шестой полет в космос.

Помимо Дж. Янга, в экипаже МТКК для полета СТС-9 опыт космических полетов имеет только О. Гэрриот. В 1973 г. он провел 59 сут на американской орбитальной станции «Скайлэб».

Экспериментаторы Б. Лихтенберг (США) и У. Мербольд (ФРГ) не состоят в отряде космонавтов НАСА. Их подготовка проводилась по иной программе, чем подготовка членов этого отряда. Основной упор делался на приобретение навыков работы с оборудованием блока «Спейслэб». НАСА отобрало шесть американских кандидатов в экспериментаторы (среди них одну женщину) для полета «Спейслэб-1» еще в 1978 г. Позже число их было сведено до двух: Б. Лихтенберг и Ш. Лэмптон. В 1982 г. был выбран Б. Лихтенберг, а Ш. Лэмптон назначен дублером.

Что касается западноевропейского экспериментатора, то, хотя всем с самого начала было ясно, что полетит гражданин ФРГ, ЕСА полностью соблюдало «демократическую» процедуру. В 1977 г. из нескольких сот желающих отобрали 53 человека: по пять от Австрии, Бельгии, Великобритании, Италии, Нидерландов, Франции, ФРГ и Швейцарии, по четыре от ЕСА и Испании, по два от Ирландии и Швеции и одного от Дании. Из этих 53 кандидатов предполагали на следующем этапе отобрать шестерых, но предъявляемым требованиям удовлетворили только четверо: Франко Мальберу (Италия), Клод Николье (Швейцария), Вуббо Оккелс (Нидерланды) и Ульф Мербольд (ФРГ).

В 1978 г. число кандидатов сократили до трех (выбыл Ф. Мальберу). В 1980 г. К. Николье и В. Оккелса включили в группу космонавтов НАСА для совместной подготовки на специалиста по операциям на орбите. У. Мербольда в эту группу не включили из-за незначительных нарушений функции почек, но подготовку в качестве экспериментатора для полета «Спейслэб-1» он продолжал. 20 сентября 1982 г. было объявлено, что экспериментатором выбран У. Мербольд, а В. Оккелс – его дублером. У. Мербольд с семьей переехал из ФРГ в США, в Хантсвилл, где в принадлежащем НАСА научно-исследовательском центре им. Маршалла завершил подготовку к полету.

Подготовка к полету. Первоначально полет СТС-9 («Спейслэб-1») был рассчитан на 7 сут. Позже приняли решение продлить его до 9 сут с целью расширения программы экспериментов. Для обеспечения более длительного полета на орбитальной ступени «Колумбия» установили дополнительный комплект баков с водородом и кислородом для топливных элементов, обеспечивающих электроэнергией саму ступень и блок «Спейслэб». В начале 1983 г. намеченный на конец 1983 г. полет СТС-9 («Спейслэб-1») оказался под угрозой срыва. Виной тому был полет СТС-6. Во-первых, этот полет задержался на три месяца в основном из-за неполадок в модифицированных двигателях орбитальной ступени «Челленджер», которая при полете СТС-6 должна была использоваться впервые. Она пришла на смену ступени «Колумбия», которую после пяти полетов отправили на модификацию в соответствии с требованиями полета СТС-9. Однако задержку полета СТС-6 удалось компенсировать сокращением времени подготовки полетов СТС-7 (состоялся в июне 1983 г.) и СТС-8 (в августе 1983 г.).

Полет СТС-6 подвел программу «Спейслэб» и еще в одном отношении. При этом полете с использованием ступени «Челленджер» должны были вывести на стационарную орбиту спутник-ретранслятор «ТДРС-1». Этот спутник в сочетании со спутником «ТДРС-2», который предполагалось вывести на стационарную орбиту при полете СТС-8, должен был обеспечить ретрансляцию на Землю огромного объема информации, которая будет поступать от блока «Спейслэб». Большую часть времени полета орбитальная ступень «Колумбия» с блоком «Спейслэб» находится вне зоны видимости наземных станций, а записывать такой огромный объем информации на борту технически невозможно. Два спутника «ТДРС» видели бы орбитальную ступень в течение почти всего времени полета и ретранслировали бы информацию на Землю в реальном масштабе времени.

При полете СТС-6 спутник «ТДРС-1» вместе с пристыкованным к нему двухступенчатым твердотопливным межорбитальным буксиром «ИУС» благополучно отделился на низкой орбите от «Челленджера». Двигатель первой ступени буксира сработал нормально, а на участке работы двигателя второй ступени возникли неполадки, и вместо стационарной орбиты (круговая экваториальная орбита высотой 36 000 км), спутник вышел на орбиту с высотой перигея около 22 000 км и высотой апогея около 36 000 км.

На такой орбите спутник своих задач выполнить не смог бы. Американские специалисты нашли выход: с помощью бортовых микродвигателей системы ориентации, работающих на гидразине, спутник «ТДРС-1» довели до стационарной орбиты, т. е. увеличили высоту перигея до 36 000 км. Поскольку такие функции для микродвигателей не предусматривались, перевод занял почти 2 мес., а микродвигатели пришлось включить 39 раз. Хорошо, что оставшийся после этого бортовой запас гидразина достаточно велик, чтобы обеспечить 10-летнюю работу спутника на стационарной орбите.

А какова судьба спутника «ТДРС-2»? Установить и устранить причину неисправности второй ступени межорбитального буксира «ИУС» своевременно не удалось, и от запуска спутника «ТДРС-2» при полете СТС-8 отказались: слишком велика была вероятность потерять спутник стоимостью около 100 млн. долл. из-за повторения неполадок в буксире. Запуск спутника «ТДРС-2» состоится теперь только в мае 1984 г. Отложить до тех же пор полет «Спейслэб-1» не решились, иначе потребовались бы очень высокие дополнительные непроизводительные эксплуатационные расходы.

Блок «Спейслэб» был полностью готов к полету еще в январе 1983 г., и непроизводительные расходы в период с января 1983 г. уже были достаточно велики. Блок «Спейслэб» решили вывести на орбиту в расчете на использование только одного спутника «ТДРС». Это привело к потере примерно 33% информации², передаваемой от блока «Спейслэб».

² Оценки в различных источниках колеблются от 10 до 45%.

1 августа 1983 г. блок «Спейслэб» был установлен в отсеке полезной нагрузки орбитальной ступени «Колумбия», а 27 сентября МТКК, имеющий в своем составе ступень «Колумбию» с блоком «Спейслэб», был вывезен на стартовую позицию на м. Канаверал. Шла подготовка к запуску, намеченному на 28 октября 1983 г.

Однако, как уже упоминалось, в августе – сентябре 1983 г. состоялся полет СТС-8. Как и предусматривалось, твердотопливные ускорители МТКК после отделения совершили парашютную посадку в Атлантический океан и были спасены для повторного использования. Когда же специалистами был осмотрен один из спасенных ускорителей (правый), то оказалось, что произошло почти полное сгорание теплозащитного покрытия его сопла. Если бы ускоритель проработал еще несколько секунд, то прогорела бы стенка сопла, а это могло бы иметь катастрофические последствия. Сопло левого ускорителя, использовавшее другое теплозащитное покрытие, было в норме.

Правый ускоритель МТКК, подготавливаемого на стартовой позиции к полету СТС-9, имел сопло с таким же покрытием, как и злополучный ускоритель при полете СТС-8. В связи с чем было принято решение сопло заменить, а МТКК увезти со стартовой позиции обратно в здание сборки. Полет СТС-9 отложили на 28 ноября 1983 г.

Отсрочка полета не только потребовала дополнительных затрат, но и обесценила некоторые эксперименты: для некоторых из них в ноябре – декабре неприемлема освещенность Земли, недостаточно возвышение Солнца над горизонтом, неудачно расположение звезд и, наконец, в этот период имеется снежный покров, препятствующий картированию поверхности. От 7 экспериментов ЕСА пришлось отказаться вовсе.

* Продолжение (см. № 9 за 1983 г.)

СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ КОСМОНАВТИКИ

Сборник статей

Гл. отраслевой редактор Л. А. Ерлыкин. Редактор Е. Ю. Ермаков. Мл. редактор Г. И. Валюженич. Обложка художника А. А. Астрецова. Худож. редактор М. А. Гусева. Техн. редактор Н. В. Лбова. Корректор Г. А. Осюхина.

ИБ № 5429

Сдано в набор 19.09.83. Подписано к печати 28.11.83. Т 14797. Формат бумаги 84×108¹/₃₂. Бумага тип. № 2. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 3,36. Усл. кр.-отт. 3,57. Уч.-изд. л. 3,55. Тираж 28 110 экз. Заказ 1640. Цена 11 коп. Издательство «Знание». 101835, ГСП, Москва, Центр, проезд Серова, д. 4. Индекс заказа 834212.

Типография Всесоюзного общества «Знание». Москва, Центр, Новая пл., д. 3/4.