Текст книги "Величайшие рукотворные чудеса"

Автор книги: Андрей Низовский

Соавторы: Станислав Зигуненко
сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 27 страниц)

Луноход

Это случилось 17 ноября 1970 г. На Селену опустилась советская межпланетная станция «Луна-17», и «Луноход-1» проложил по поверхности спутника Земли первую в истории человечества «космическую колею». Так впервые на практике была решена задача перемещения транспортного средства по поверхности другого небесного тела.

Однако немногие, наверное, знают, что первоначально луноход предназначался не для самостоятельных прогулок, а для транспортировки по Луне советских космонавтов.

Прежде чем начать конструирование первого инопланетного транспортного средства, нашими специалистами были проанализированы различные способы передвижения: от шагающих аппаратов в стиле боевых треножников Герберта Уэллса и «венерианских» танков до экзотических «прыгунов»… Но самым подходящим оказалось обыкновенное колесо.

К такому выводу, совершенно независимо друг от друга и практически одновременно, пришли советские ученые из ВНИИ «Трансмаш» и американские специалисты из Rand Corporation, хотя разработка специализированных транспортных средств велась, конечно, в обстановке строжайшей секретности.

Не обошлось, впрочем, и без «накладок». Так, на одном из совещаний собравшиеся научные светила сочинили гипотезу, согласно которой получалось, что поверхность Луны должна быть твердой. Одновременно огласили и суждение американца Голда, который полагал, что поверхность Селены может оказаться покрытой многометровым слоем пыли, в которой и суждено погрязнуть вездеходу.

Что делать? Ждать, пока истина выяснится после посадки на Луну очередного автоматического разведчика, С. П. Королев не мог – сроки поджимали; судя по донесениям разведки, американцы уже вовсю занимались лунным проектом. И тогда он пошел на риск: взял чистый лист бумаги и начертал: «Считать поверхность Луны твердой».

Вариант, что посадку придется производить на рыхлую поверхность, сочли запасным.

Первый «космический джип» «Луноход-1» был разработан в ОКБ имени С. А. Лавочкина под руководством Г. Н. Бабакина. Он представлял собой герметичный приборный отсек, смонтированный на восьмиколесном самоходном шасси, изготовленном во ВНИИ «Трансмаш». Общий вес конструкции – 756 кг.

Колеса приводились в движение вмонтированным в ступицу электроприводом. Хотя общая опорная площадь колес составляла всего 0,25 кв. м, в условиях лунного притяжения, которое в 6 раз меньше земного, колеса, по расчетам, должны были обеспечить достаточную проходимость по лунному грунту.

Наилучшей из всех предлагавшихся на конкурс оказалась подвеска с поперечным расположением торсионов – тут сказалась, видимо, танковая специализация ВНИИ «Трансмаш», который издавна «обувает» танки.

Исследовательская аппаратура требовала поддержания температуры от 0 до 40 градусов Цельсия. Выдерживать такой жесткий режим, когда на лунной поверхности минус 150 градусов ночью и плюс 120 днем, помогала специальная термосистема. Верхняя часть открывающейся крышки приборного отсека использовалась как радиатор охлаждения. В качестве испарителя применялась вода, а в воздушном контуре – азот. Источником необходимого количества тепла служил ядерный подогреватель, работающий на изотопах, – революционная по тем временам конструкция.

На нижней части крышки была смонтирована солнечная батарея, которая для точного ориентирования на Солнце могла поворачиваться под разными углами.

В передней части «космического джипа» были расположены датчики и телекамеры для управления движением и фотографирования лунной поверхности. Эти камеры представляли собой оптико-механические сканирующие устройства, способные непосредственно передавать изображение без помощи электроники. Такая конструкция обладала повышенной надежностью и, как показала практика, себя вполне оправдала.

Управляло «Луноходом-1» специальное подразделение Центра дальней космической связи в Крыму. В оперативную смену входило пять офицеров: водитель лунного аппарата, который с экрана монитора наблюдал лунную поверхность, штурман, инженеры, следившие за работой антенны и бортового оборудования, а также командир расчета.

Управление осложнялось долгим прохождением сигнала до Луны и обратно – за это время луноход вполне мог заехать «не туда», например в метеоритный кратер. Кроме того, из-за слишком низкой установки телекамер дальность оценки «лунной трассы» составляла только 8 м, поэтому скорость движения «Лунохода» не превышала 140 м в час.

Кроме того, на «джипе» имелся датчик крена, который автоматически стопорил луноход, как только крен превышал некоторый угол.

Долгое время считался величайшим секретом тот факт, что вообще-то первоначально луноход предназначался для транспортировки по Луне нашего космонавта. И специально для этой цели у него спереди есть площадки для ног, и ручка, за которую мог держать космонавт. Кроме того, имелась возможность управления луноходом с выносного пульта.

Когда же стало понятно, что американцы нас опередили, «космический джип» срочно перепрофилировали, и он стал разгуливать по Луне самостоятельно. Вместо трех расчетных месяцев «Луноход-1» проработал на Луне десять с половиной. За это время он проехал по ее поверхности расстояние в 10 540 м, обследовал площадь в 80 000 кв. м, а в 25 местах произвел анализы лунного грунта.

Такие способности так впечатлили американцев, что в июле 1971 г. космический корабль «Аполлон-15» доставил на Луну «космический джип» производства США, способный перевозить двух астронавтов.

Американский LRV (Lunar Rover Vehicle – Лунное самоходное транспортное средство) был разработан авиационным концерном Boeing, а ходовая часть, электроприводы и система управления созданы автомобильной корпорацией General Motors.

Подобно нашему луноходу, LRV имел полужесткие сетчатые металлические колеса. Л,ля улучшения сцепления с поверхностью, покрытой мягкой пылью, протектор состоял из титановых пластин, расположенных «елочкой». Подвеска была независимая, с продольным расположением торсионов.

Электродвигатель каждого колеса имел мощность 180 Вт, что позволяло развивать максимальную скорость 13 км/час. Источником питания служили серебряно-цинковые аккумуляторы; запаса энергии хватало на 65 км пути.

Всего на Луне побывало три американских «космических джипа», которые существенно расширили возможности исследовательских экспедиций.

Однако вернемся к нашим луноходам.

Автоматическая станция «Луна-21»16 января 1973 г. доставила в район кратера Лемонье в Море Ясности «Луноход-2». Конструкция аппарата и общая схема были такие же, как и у предшественника, а вот бортовое оборудование существенно доработали.

Так, телекамеру системы управления установили на уровне глаз стоящего человека, что позволило значительно расширить сектор обзора и увеличить безопасную максимальную скорость передвижения более чем вдвое. Экспедиция продолжалась 125 земных суток. За это время «Луноход-2» преодолел 37 450 м и передал на Землю свыше 80 тыс. снимков.

Был построен и подготовлен к отправке на Луну еще более совершенный исследовательский аппарат «Луноход-3», но на Луну он так и не попал, хранится ныне в заводском музее.

Впрочем, опыт создания и эксплуатации «Луноходов» пригодился и на Земле. Во время ликвидации последствий взрыва на Чернобыльской АЭС стало ясно, что необходим аппарат, способный работать в условиях жесткой радиации. В кратчайшие сроки специалисты из ВНИИ «Трансмаш» изготовили на основе «Лунохода-3» робота, который безотказно работал в условиях Чернобыля и спас немало человеческих жизней. Управляли им специалисты из космического центра, имеющие опыт работы с аппаратами «Луноход».

Судьба же оставшегося на Селене «Лунохода-2» сложилась весьма необычно. Чтобы поправить свое финансовое положение, Российское космическое агентство выставило аппарат в 1993 г. на… аукцион. В результате он был приобретен состоятельным американским коллекционером, пожелавшим остаться неизвестным, и ныне принадлежит ему на правах частной собственности.

Орбитальные станции

Что такое «дом на орбите» и как он выглядит, вроде бы никому рассказывать не надо: станция МКС постоянно крутится у всех над головами. И тем не менее ручаемся, что вы очень многого о «космических домах» не знаете. Судите сами…

Первую орбитальную станцию «спроектировал» не К. Э. Циолковский, как мы привыкли считать, а американский священник Э. Хейл. В 1869–1870 гг. в журнале «Атлантик» печатался его фантастический рассказ «Кирпичная Луна», где описывался огромный навигационный спутник, который должен был вращаться вокруг Земли по круговой орбите.

Через 9 лет «запустил» орбитальную станцию и Ж. Верн в романе «500 миллионов бегумы». И вообще, если бы сегодня кто-нибудь попытался составить каталог всех фантастических романов, повестей и рассказов, в которых «построены» орбитальные станции, он был бы наверняка толще этой книжки.

Однако фантазии оставались фантазиями, пока К. Э. Циолковский не создал свою теорию «эфирных поселений». Он предлагал использовать для их строительства материал планет и астероидов. Разрушенные и превращенные в диски небесные тела будут, по его мысли, образовывать целые ожерелья – цепочку поселений, которые протянутся, словно нити, на миллионы километров в окрестностях Солнца.

За рубежом идею «эфирных поселений» поддержал Г. Ноордунг. В 1929 г. он выпустил в Берлине книгу, в которой предлагал построить над Землей космическую обсерваторию для астрономических наблюдений, изучения природы космического пространства и земной поверхности.

Жилое колесо – по форме бублик, диаметром в 30 м – вращается вокруг оси. Вращение создает в пассажирских каютах, расположенных внутри бублика, искусственную тяжесть. В ступице колеса – еще одно параболическое зеркало, – котельная небесного дома. Собственно обсерватория расположена в цилиндрическом отсеке с иллюминаторами.

Кроме работ Циолковского и Ноордунга, в истории космонавтики зафиксировано немало других проектов, чаще всего фантастических. Примером может послужить станция, спроектированная известным ученым, эмигрантом из России А. А. Штерфельдом, долгое время жившим во Франции. Исторический интерес представляет и военное космическое поселение с гарнизоном в 300 человек, которое предложил в 1953 г. еще один эмигрант, немец В. фон Браун, автор первой баллистической ракеты Фау-2, который после разгрома гитлеровцев работал в США.

Впрочем, мечты мечтами, но пора было ведь и дело делать? И тут выяснилось, что «бублик» – вовсе не единственно возможная форма будущих орбитальных станций. В 1962 г. инженеры американской фирма «Норт Америкен Авиейшн» справедливо подсчитали, что транспортировка в космос искривленных деталей конструкций «бублика» не совсем удобна: их довольно трудно сложить компактно. Тогда вместо округлого тора они предложили цилиндрические отсеки, которые замыкаются в шестиугольник. «Бублик» стал как бы угловатым.

Впрочем, когда инженеры подсчитали практические возможности тогдашних ракет, стало понятно, что с причудами пока вообще придется подождать. И первой орбитальной станцией стал просто крупный спутник, специально приспособленный еще на земном заводе под жилье космонавтов.

Поначалу такой спутник хотели назвать «Алмаз» и использовать его оборудование для военных целей. Но в последний момент передумали и не стали превращать околоземное пространство в арену боевых действий. Программу «звездных войн» всеобщими усилиями – и советской и американской стороны – успешно похоронили. «Алмаз» переименовали в «Салют» и оснастили его научной, а не военной аппаратурой.

7 июня 1971 г. в 10 ч 45 мин по московскому времени станция «Салют» гостеприимно открыла входной люк первому экипажу – Г. Т. Добровольскому, В. Н. Волкову и В. И. Пацаеву, прилетевшим на борту космического корабля «Союз-11».

После разговоров о гигантских «бубликах» кое-кому 16-метровый цилиндр массой в 18,9 т покажется скромным. Но по сравнению с 7-метровым транспортным кораблем, в тесной кабине которого космонавты сидели, как говорится, друг на друге, помещения станции показались им довольно просторными.

Итак, что же представлял собой первый космический дом? Орбитальный блок состоял из стыковочного узла, переходного, рабочего и агрегатного отсеков.

Стыковочный узел – это своеобразное космическое «крыльцо» – к нему причаливают космические корабли. Переходной отсек – своего рода коридорчик или прихожая. Здесь космонавты могли снять свои скафандры и пройти затем в рабочий отсек.

Как показывает уже само его название, данный отсек являлся основным помещением станции. Здесь экипаж не только работал, но и отдыхал, здесь же проводил спортивные тренировки. Отсек состоял из двух цилиндров, соединенных коническим переходником. В зоне малого диаметра располагался столик, за которым космонавты завтракали, обедали и ужинали. Здесь же крепился бачок с питьевой водой, подогреватели пищи. Неподалеку располагалось и оборудование, которое космонавты использовали в часы досуга – библиотечка, альбом для рисования, магнитофон и кассеты к нему…

В зоне большого диаметра по правому и левому борту располагались спальные места. Неподалеку от них находились холодильники с запасами еды, а также емкости с питьевой водой. А на днище этой зоны был оборудован санитарно-гигиенический узел. Туалет, одним словом. От остальной зоны он был отделен специальной шторкой и имел принудительную вентиляцию, чтобы разного рода запахи не распространялись по всей станции

Тут же, вперемешку с бытовым оборудованием, на семи постах располагались устройства ручного управления станцией, контроля основных систем и некоторая научная аппаратура. Впрочем, спецоборудование, как в подводной лодке, располагалось также и во всех мало-мальски пригодных для того местах, в том числе и в переходном отсеке.

К сожалению, первая экспедиция на «Салют» закончилась трагедией – весь экипаж погиб при спуске. Отказал вентиль спускаемого аппарата, весь воздух вышел еще в космосе и люди задохнулись, поскольку не имели на себе спасательных скафандров.

Но все же за первым «Салютом» последовал второй, затем третий… Последним оказался «Салют-6». Все станции представляли собой космические многоцелевые исследовательские лаборатории для продолжительных исследований со сменным экипажем. В отсутствии космонавтов все системы станции управлялись с Земли. Для этого использовались малогабаритные ЭВМ, в память которых были заложены стандартные программы управления операциями полета. Общая длина станции составляла 20 м, а объем – 100 куб. м. Масса «Салюта» без транспортного корабля – 18 900 кг.

Вслед за СССР свою орбитальную станцию вывели в космос и американцы. Случилось это 14 мая 1973 г. Причем основой для станция «Скайлэб» («Небесная лаборатория») послужила третья ступень ракеты «Сатурн-5», которая использовалась в прежних лунных экспедициях. Большой водородный бак был переоборудован при этом в бытовые помещения и лабораторию, а меньший по размерам кислородный бак превращен в контейнер для сбора отходов.

«Скайлэб» включала в себя собственно блок станции, шлюзовую камеру, причальную конструкцию с двумя стыковочными узлами, две солнечные батареи и отдельный комплект астрономических приборов (в его состав входило восемь различных аппаратов и цифровая вычислительная машина). Общая длина станции достигала 25 м, масса – 83 т, внутренний свободный объем – 360 куб. м.

Для ее выведения на орбиту использовалась мощная ракета-носитель «Сатурн-5», способная поднимать на околоземную орбиту до 130 т полезного груза. Собственных двигателей для коррекции орбиты «Скайлэб» не имела. Ее осуществляли с помощью двигателей космического корабля «Аполлон».

По сравнению с «Салютом» «Скайлэб» была значительно вместительнее. Длина шлюзовой камеры составляла 5,2 м, а ее диаметр – 3,2 м. Здесь в баллонах высокого давления хранились бортовые запасы газов (кислорода и азота). Блок станции имел длину 14,6 м при диаметре 6,6 м. Он был разделен на лабораторный и бытовой отсеки. Бытовой отсек в свою очередь делился на четыре помещения: для сна, для личной гигиены, для тренировок и экспериментов, для проведения досуга, для приготовления и приема пищи. Высота их составляла 2 м. Помещение для сна было разделено на три спальные кабины по числу астронавтов. В каждой из них было шесть небольших шкафчиков и спальный мешок. Вход в каждую кабину был завешен шторой.

Американцы, кажется, предусмотрели все до мелочей. На Земле перед запуском в кладовые станции были загружены многотонные запасы не только кислорода, азота, воды и пищи, но и множество одежды, обуви, белья и хозяйственных мелочей.

По программе запуск станции намечался на 14 мая 1973 г. На ней должны были побывать три экспедиции, причем первая в составе Ч. Конрада, П. Вейца и Дж. Кервина должна была стартовать уже через сутки после выхода станции на орбиту.

На деле же старт пришлось неоднократно переносить: то молния ударит в корабль, то какое-то оборудование откажется… На самой станции не раскрылась одна из батарей, а также противометеоритный экран, который заодно служил и солнечным «зонтиком». В итоге температура внутри станции поднялась до 55 С!

Астронавтам пришлось проявить немало мужества, выдержки, усилий, изобретательности, чтобы в конце концов привести станцию в рабочее состояние и провести запрограммированные эксперименты.

В общем, все оказались молодцами и заслуживают того, чтобы, кроме уже названных астронавтов, мы упомянули еще имена командира второго экипажа А. Бина, – летчика, который ранее совершил полет на «Аполлоне-12» на Луну, а также его коллег – О. Гэрриота, доктора наук, специалиста по физике ионосферы и авиаинженера Дж. Лусмы.

В третьем экипаже командиром был Дж. Карр, а его коллегами – У. Поуг и Э. Гибсон. Все новички, первый раз полетевшие в космос, они тем не менее поставили национальный рекорд по длительности пребывания в космосе – 84 суток.

Неплохо проявила себя и сама станция «Скайлэб». Отлетав свое, она в 1978 г. упала в Индийский океан, не причинив вреда никому из живущих на Земле.

А на орбите появилась советская станция нового поколения. Собрав воедино опыт «Салютов», присовокупив к ним и те сведения, что были получены в результаты строительства и эксплуатации «Скайлэба», 20 февраля 1986 г. советские специалисты запустили на орбиту станцию с прекрасным именем «Мир».

В отличие от предыдущих станций здесь имелось несколько стыковочных узлов. Так что в свои лучшие времена, вместе с пристыкованными к нему специализированными научными модулями «Квант», «Квант-2», «Кристалл», «Спектр» и «Природа», также двумя транспортными кораблями, это была громадина массой в 136 т с суммарным объемом герметичных отсеков 400 куб. м.

Судя по сообщениям нашей печати, с борта на землю передавались одни лишь бодрые реляции: сделано то-то и то-то, успешно завершен такой эксперимент и этакий…

И действительно, наши космонавты сделали много чего небывалого в мировой практике. Вспомнить хотя бы наших рекордсменов В. Титова, М. Манарова и В. Полякова, проживших в космосе больше года каждый.

Однако шло время, «Мир» потихоньку старел. И на его борту все чаще стали случаться разного рода отказы. И когда станция вдвое превысила свой запланированный срок службы (5 лет), на борту стали происходить всевозможные происшествия.

Так, 23 февраля 1997 г. случился пожар. Потом отказала система терморегуляции, превратив на некоторое время станцию в сауну. Потом по недосмотру экипажа произошло столкновения с грузовым кораблем «Прогресс». Потом отказала система отопления, и экипаж стал страдать уже от холода…

Тем не менее станция выдержала все. Проявив изрядную живучесть и втрое перекрыв первоначальный срок эксплуатации, 15-летняя станция был затоплена в Тихом океане лишь в апреле 2001 г.

Ныне все работы в космосе ведутся на борту международной космической станции (МКС). В основу конструкции был положен функциональный грузовой блок (ФГБ) «Заря» массой 21 т, разработанный нашими специалистами. Вскоре к нему был пристыкован американский модуль «Юнити» («Единство»), выведенный на орбиту американским «шаттлом» в декабре 1998 г. В середине 1999 г. с Байконура запустили большой сервисный модуль, созданный специалистами российского ракетно-космического комплекса «Энергия». В итоге создан комплекс общей длиной около 37 м.

Всего же на орбите после окончания строительства должно появиться сооружение длиной в 60 м, шириной – 24, высотой – 21.5 м. Размах ферм для крепления сменных конструкций – 108.5 м. Солнечные батареи раскинутся на 72 м. Общая масса – 454 т. В том числе масса американских модулей 229 т, российских – 133 т, а все остальные страны вместе взятые – 92 т. В целом «Альфа» будет состоять из 36 блоков. Объем станции – 1100 куб. м.

Таков проект в усеченном виде. Почему в усеченном? Недостаток финансов заставил и американцев искать себе партнеров. Их первоначальный проект – он назывался «Фридом» («Свобода») – был весьма грандиозен. Предполагалось, что на станции можно будет ремонтировать спутники, и даже космические корабли, изучать функционирование человеческого организма при длительном пребывании в невесомости, вести астрономические исследования и даже наладить производство сверхчистых материалов для микроэлектронной промышленности…

Однако потом диапазон задач пришлось сократить. По существу, прежними остались лишь две из них: изучение жизнедеятельности человека в невесомости и ремонт станции. Были уменьшены также и геометрические размеры станции, объем ее помещений.

Остальное отложено до лучших времен, в том числе и идея создания замкнутого цикла жизнеобеспечения. Как выяснилось, все-таки дешевле завозить воздух, воду и продукты с Земли…

Будущее МКС вряд ли будет безоблачным, полагают многие специалисты. Во всяком случае, 18 июня 1999 г. чуть было не произошло первое ЧП: операторам наземного центра пришлось срочно корректировать полет станции, чтобы избежать столкновения с космическим мусором – обломками российской ракеты «Союз», оставшимися на орбите после одного из предыдущих запусков. Затем отказали все три компьютера… Потом станцию со скандалом посетил первый космический турист Д. Тито, которому НАСА запретило полет, а наши взяли да и доставили его на борт. За 20 млн долларов.

В общем, жизнь в космосе продолжается. И какой она станет, покажет будущее.