Текст книги "Международные экипажи в космосе"

Автор книги: Станислав Никитин

Соавторы: Валентин Козырев
сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 11 страниц)

Эксперимент «Хлорелла» дал очень интересные результаты. В частности, он показал, что состояние невесомости никак не влияет на скорость роста популяции водорослей. Принципиальных различий между свойствами популяций, выращенных из этих клеток и из тех, которые сохранялись во время полета в состоянии покоя на Земле, также не было обнаружено.

В биологическом эксперименте «Метаболизм бактерий» ученые сделали попытку проверить следующую научную гипотезу. Существует предположение, что с возрастанием уровня организации живых организмов увеличивается доля энергии, необходимой для сохранения их структуры при воздействии силы тяжести. Поскольку все организмы вынуждены тратить часть энергии, полученной в результате обмена веществ, на сохранение своей структуры, можно считать бактерии, обладающие простой клеточной структурой, живыми существами, находящимися как бы в нулевой точке соответствующей шкалы. Задача эксперимента «Метаболизм бактерий» и состояла в том, чтобы выяснить, соответствуют ли бактерии такой нулевой точке.

Бактерии в этом эксперименте культивировались в приборе «Йена», разработанном в ГДР и состоящем из пяти камер, которые содержали питательный раствор разной концентрации, споровую суспензию бактерий и средства их консервации. В определенный момент времени космонавты произвели перемешивание споровых суспензий с питательными растворами, и начался рост культур бактерий.

Различная концентрация культуры клеток зависит не только от того, сколько питательных веществ имеется в камере, но и от количества энергии, получаемой в результате обмена веществ и идущей на рост, размножение и сохранение структур. Соотношение образовавшейся биомассы и использованных питательных веществ определяет так называемый коэффициент выхода. Сравнение коэффициентов выхода, полученных в земных условиях и в космосе, показывает, влияет ли гравитация на обмен веществ, необходимый для поддержания структуры клеток. Эксперимент дал обнадеживающие результаты.

В биологическом эксперименте «Азола» (СССР – СРВ) были получены данные о влиянии невесомости на процессы роста и развития, а также морфологическую структуру высшего растения Азолы пиннаты.

Азола пинната – водный папоротник; является уникальным растением, представляющим особый интерес для космической биологии, из-за чего и был предложен вьетнамскими учеными в качестве объекта исследований. Азола относится к самым мелким из высших растений: взрослое растение, имеющее вид вытянутого диска, составляет в длину 3 мм. Благодаря этому в приборе ИФС-2, который ранее использовался для выращивания водорослей в невесомости, можно разместить 10–20 штук растений, что обеспечивает получение достоверных данных. Азола также исключительно быстро размножается, что дает возможность за реальный срок полета провести полную смену поколений.

Азола имеет еще одну интересную особенность – в ее воздушных пазухах живет и размножается сине-зеленая микроскопическая водоросль Anabena, способная усваивать атмосферный азот и превращать его в азотсодержащие соединения, пригодные для питания растений. Благодаря этому размножающаяся на рисовых полях Asola способствует повышению плодородия почвы без расхода азотных удобрений. Кроме того, эта ее особенность позволяет одновременно изучать не только поведение высшего растения в невесомости, но и простейшую экологическую систему.

Эксперименты по изучению поверхности Земли

и ее атмосферы

Примерно треть (около 50) из общего числа экспериментов, проведенных международными экипажами по программе «Интеркосмос», имеет отношение к исследованиям земной атмосферы и поверхности Земли в целях изучения ее природных ресурсов. И это не случайно.

За последнее десятилетие это направление космических исследований стало одним из важнейших. Уже сейчас оно приносит весомый экономический эффект, а в будущем с его развитием связывают надежды на создание глобальной космической службы природоведения и природоохраны. Необычайно широка сфера народнохозяйственного применения дистанционного зондирования Земли из космоса: обнаружение районов, перспективных на поиск полезных ископаемых; исследования в интересах сельского и лесного хозяйства, гидрологии, землепользования, океанографии, мелиорации, метеорологии; изучение акваторий Мирового океана. Исследования в этом направлении позволят также улучшить контроль за загрязнением окружающей среды, что приобретает в наши дни актуальнейшее значение. С каждым годом все большее число сугубо «земных» природоведческих дисциплин обращаются за помощью к космической информации, привлекают для своего развития космические средства.

Для проведения экспериментов по изучению атмосферы и поверхности Земли на орбитальной станции «Салют-6» находилась разнообразная научная аппаратура. Это, во-первых, многозональная фотоаппаратура МКФ-6М, разработанная специалистами СССР и ГДР и изготовленная в ГДР. О МКФ-6М, ее конструктивных и эксплуатационных достоинствах много писалось в советской печати^[19]. Отметим только такой факт: за 10 суток работы на орбитальной станции камера МКФ-6М может сфотографировать в шести зонах спектра такую же площадь, которую методом аэрофотосъемки можно было бы отснять лишь за 10 лет.

Во-вторых, это болгарская аппаратура – ручной спектрофотометр «Спектр-15» и электрофотометр «Дуга», созданные специально для международных экипажей и отлично зарекомендовавшие себя при использовании их космонавтами на орбитальной станции «Салют-6», а также визуальный поляризационный анализатор ВПА-1, созданный специалистами СССР. В-третьих, это фотоаппараты «Практика-ЕЕ2», «Пентакон-6М», КАТЭ-140, «Киев»; они использовались, в частности, с поляризационными фильтрами.

Совокупность экспериментов по изучению Земли и ее атмосферы достаточно условно можно разбить на четыре группы. К первой группе относятся эксперименты по исследованию ряда физических процессов, которые протекают в верхних слоях земной атмосферы, связанных как с локальными аэрономическими процессами, так и с воздействием магнитосферй на ионосферу. К этой группе в основном относится серия экспериментов, проведенных с помощью прибора «Дуга» («Экватор», «Полюс», «Эмиссия», «Свечение»). К этой группе тесно примыкают некоторые эксперименты по изучению физических свойств космического пространства, о которых речь пойдет в следующем разделе.

Ко второй группе следует отнести эксперименты по изучению атмосферы – ее структуры, состава, происходящих в ней физических процессов и т. п. Результаты этих экспериментов равно интересны для геофизики, метеорологии, климатологии, решения задач атмосферной оптики и других.

К третьей группе мы относим эксперименты, специально предназначенные для исследования атмосферы как среды, разделяющей при дистанционном зондировании Земли измерительный прибор и объект измерений. К этой же группе целесообразно отнести эксперименты по определению загрязнения атмосферы аэрозолями, продуктами промышленных отходов и т. п., поскольку это прямо влияет на передаточную функцию атмосферы.

Наконец, к четвертой группе относятся эксперименты, непосредственное назначение которых – дистанционное зондирование поверхности Земли в целях изучения ее природных ресурсов.

Первая группа экспериментов была посвящена исследованиям оптических явлений в верхней атмосфере (полярные сияния, среднеширотные красные дуги, экваториальное свечение и другие). В последнее время эти явления вызывают повышенный интерес, так как они имеют непосредственную связь с важными физическими процессами в магнитосферно-ионосферной плазме. Кроме наземных наблюдений, за последние два десятилетия был осуществлен ряд спутниковых и ракетных измерений этих явлений, в результате была получена информация о пространственной структуре свечений, их спектральном составе.

Наблюдения проводились с помощью прибора «Дуга», при этом с борта орбитальной станции наблюдались свечения верхней атмосферы в области экватора и экваториальных дуг в слое ионосферы (эксперимент «Экватор»), вертикальная структура основных эмиссионных линий в полярных сияниях («Полюс»), исследовалось широтное распределение основных атмосферных эмиссий («Эмиссия») наблюдалось свечение стабильных авроральных дуг («Свечение»).

Следует подчеркнуть, что эксперименты по изучению атмосферы и поверхности Земли проводились почти всеми международными экипажами. Так, переходя ко второй группе экспериментов, отметим, что четыре международных экипажа выполнили эксперименты «Заря», «Терминатор», «Поляризация» (СССР-ВНР, СССР-СРВ, СССР-Куба, СССР-МНР), последний эксперимент был проведен также международным экипажем СССР-ГДР.

В серии экспериментов «Поляризация» проводились визуально-инструментальные исследования поляризации солнечного света, рассеянного атмосферой и отраженного Землей. Поляризация наряду с другими оптическими явлениями – «тонкий инструмент» исследования природы, состава и структуры твердых, жидких, газообразных сред, их смесей, характера их поверхностей и динамики взаимодействия. Именно поэтому в течение более 70 лет с поверхности Земли ведутся систематические поляризационные исследования атмосферы, эти исследования имеют большое значение для атмосферной оптики, метеорологии, а в последние годы для дистанционного зондирования Земли из космоса.

Поляризационные исследования атмосферы и подстилающей поверхности (ландшафты) с космических кораблей и орбитальных станций начались сравнительно недавно^[20]. В отличие от наземных наблюдений, которые ведутся из неподвижной точки в условиях неизменной ландшафтной ситуации и, как правило, при отсутствии облачности в пределах горизонта, исследования из космоса проводятся из перемещающейся на орбите точки наблюдения на фоне быстро меняющихся атмосферно-ландшафтных ситуаций и при облачности в пределах видимого горизонта. Все это усложняет измерения, к тому же разграничение множества взаимосвязанных явлений требует разработки специальных методик исследований и накопления большого статистического материала. Но наблюдения из космоса обладают важными преимуществами: они охватывают значительно большие поля обзора и обеспечивают получение уникальной информации о влиянии практически всех возможных атмосферно-ландшафтных ситуаций на исследуемые параметры. Иными словами, такие исследования крайне необходимы для надлежащей коррекции информации о природных ресурсах Земли, получаемой из космоса.

В эксперименте «Поляризация» ученые ставили перед космонавтами задачу накопления сведений, необходимых для автоматизации определения атмосферных ситуаций в целях повышения эффективности изучения природных ресурсов Земли из космоса. Кроме того, проводились прямые визуальные измерения степени поляризации зодиакального света и других, доступных глазу световых явлений в верхней атмосфере.

Важную информацию о структуре атмосферы могут дать исследования солнечного света, рассеянного земной атмосферой во время захода (или восхода) Солнца. Наблюдения восхода и захода Солнца с борта космических кораблей и орбитальных станций «Салют» показали их большую перспективность для решения задач атмосферной оптики и дистанционного зондирования, изучения Земли и земной атмосферы из космоса. Поэтому члены нескольких международных экипажей с помощью фотоаппарата, снабженного поляризационными фильтрами, и ручного спектрометра «Спектр-15» выполнили наблюдения восхода и захода Солнца и дневного горизонта (эксперимент «Заря»), а также последовательное фотографирование в двух симметричных точках солнечного меридиана, причем одна из точек лежит в области восхода (или захода) Солнца, а другая – в области земной тени (эксперимент «Терминатор»).

Важное значение имели эксперименты «Контраст», «Атмосфера», «Улан-Батор», «Солонго», «Иллюминатор» (СССР-НРБ, СССР-ВНР, СССР-СРВ, СССР-Куба, СССР-МНР). Известно, что при дистанционном зондировании Земли с целью изучения ее природных ресурсов объект исследования (земная поверхность) и измерительный инструмент, а точнее, чувствительный элемент, воспринимающий информацию (например, пленка фотоаппарата, находящегося на орбитальной станции), разделены несколькими средами: это, во-первых, атмосфера, во-вторых, оптика измерительного прибора, иллюминатор, через который производятся измерения, и т. п. Эти среды вносят искажения в результаты измерений, поэтому их необходимо корректировать.

Так, при изучении природных ресурсов Земли из космоса используются характеристики отраженной от земной поверхности солнечной радиации и собственное излучение природных образований. Так как солнечная радиация и собственное излучение земных объектов трансформируются при прохождении через атмосферу, то при корректировке измерительной информации о природных ресурсах необходимо учесть атмосферные эффекты. Трансформация излучения в атмосфере связана с поглощением и рассеянием электромагнитных волн атмосферными газовыми составляющими и аэрозольными частицами. Эти процессы изменяют спектральное, угловое и пространственное распределение радиации. Кроме того, за счет рассеяния и собственного излучения самой атмосферы на излучение исследуемого объекта накладывается фон, который искажает структуру исходного сигнала, а также несет информацию о самой атмосфере. Для учета атмосферных эффектов был предложен некий обобщающий параметр – передаточная функция атмосферы. С целью определения этой передаточной функции, а также с целью исследования оптических характеристик атмосферы на основе измерений угловой структуры излучения и спектральной яркости Земли и проводился эксперимент «Атмосфера».

Изменение передаточной функции атмосферы в зависимости от ее загрязнения над районами крупных городов и промышленных центров, которые находятся вблизи водных бассейнов, исследовалось в эксперименте «Контраст», а также в примыкающих к нему экспериментах «Улан-Батор» и «Болонго». К сожалению, развитие транспорта и интенсивный рост промышленности приводят к неуклонному повышению уровня загрязненности атмосферы, особенно вблизи крупных индустриальных центров. У них характерно наличие так называемых куполов загрязненности, высота которых иногда достигает километра. У водных бассейнов вблизи очага загрязненности наблюдается оптическая потеря резкости границы «вода – суша», что обусловливается главным образом загрязненностью атмосферы.

Результаты этого эксперимента, кроме определения изменения передаточной функции атмосферы, позволяют классифицировать загрязненность по виду и составу, исследовать динамику загрязненности воздушных бассейнов и прибрежных вод промышленными отходами, классифицировать промышленные центры по виду и составу загрязнителей и т. п.

В итоге длительного функционирования научной станции «Салют-6» происходит загрязнение (помутнение) оптических поверхностей иллюминаторов. Следовательно, информация, полученная на станции через иллюминатор, определенным образом искажается. Устранить это явление сложно, но можно его учесть, если количественно оценить изменения по времени спектрального пропускания иллюминатора. Именно для этого проводился эксперимент «Иллюминатор», при этом измерялось спектральное пропускание иллюминатора в видимой и близкой инфракрасной частях спектра. В качестве источника света использовалось Солнце, излучение которого по спектральному составу известно и постоянно.

Непосредственно дистанционному зондированию Земли в целях изучения ее природных ресурсов были посвящены эксперименты «Земля» (СССР-ПНР), «Радуга-М» (СССР-ГДР), «Антияс» и «Тропико-3» (СССР-Куба), «Эрдэм» (СССР-МНР) и «Биосфера», которые проводили все международные экипажи, за исключением двух (СССР-ЧССР, СССР-СРР).

При выполнении этих экспериментов ключевую роль играли съемки с помощью многозональной фотоаппарат туры МКФ-6М. Эксперименты являлись составными частями долговременной и обширной программы, осуществляемой социалистическими странами и предназначенной для решения ряда задач научного и народнохозяйственного значения.

Съемка больших поверхностей целых регионов путем многозонального фотографирования стала принципиальным шагом в изучении Земли из космоса. Этот метод позволяет исследовать динамические процессы на поверхности Земли, в Мировом океане и атмосфере, достаточно часто или даже регулярно наблюдать всю поверхность Земли, включая труднодоступные районы.

В результате съемок фотоаппаратурой МКФ-6М была получена огромная по объему и интереснейшая по значению информация. Она получила высокую оценку ученых и специалистов (достаточно указать на совместный труд ученых СССР и ГДР по итогам этой работы^[21]).

Следует отметить, что эксперименты по дистанционному зондированию Земли в целях непосредственного изучения ее природных ресурсов велись одновременно с работой наземных экспедиций и исследовательскими полетами самолетов-лабораторий, оборудованных соответствующей аппаратурой. Измерения на «трех этажах» значительно повышали эффективность и качество исследовательской работы космонавтов.

Каждый международный экипаж при проведении экспериментов по дистанционному зондированию Земли имел свои конкретные задачи. Естественно, что эти задачи во многом были похожими, а отличия определялись главным образом специфическими условиями природной среды страны, ученые которой ставили эти задачи. В самом деле, природные условия, например, Кубы и Монголии контрастно различны, поэтому задачи, которые ставились в экспериментах «Биосфера-К», «Антияс» и «Тропико-3» (СССР – Куба) и экспериментах «Биосфера-Мон» и «Эрдэм» (СССР – МНР) существенно различны, хотя и для одной и для другой страны природоресурсная информация чрезвычайно важна.

Так, Монгольская Народная Республика, территория которой составляет 1,56 млн. км² по площади равна Великобритании, Франции, Испании и Италии, вместе взятым. Горы и возвышенности, пустыня Гоби, по всей видимости, скрывают богатейшие залежи полезных ископаемых.

Наблюдения и съемки в экспериментах «Биосфера-Мон» и «Эрдэм» дали возможность получить информацию, которая позволит изучать кольцевые структуры, рифтовые зоны и другие природные образования на территории страны, исследовать несколько особо сейсмичных зон в целях прогноза сейсмичности территории МНР, исследовать естественные пастбища, ледниковые, горные системы страны, определить границы сухостепной и полупустынной зон и другие геолого-географические характеристики. Такого рода информация имеет огромное значение для народного хозяйства МНР.

Несколько подробнее следует сказать об экспериментах «Биосфера». Цель этих экспериментов состояла в том, чтобы путем визуально-инструментальных наблюдений получить новую информацию о гео– и биосфере и о физических свойствах природных образований на поверхности Земли. При этом перед космонавтами ставилась задача выявить долговременные природные процессы и проследить за их динамикой.

В этих экспериментах космонавты наблюдали необычные атмосферные явления, облачные структуры, ландшафты, интересные метеорологические явления. В области геологии особый интерес представляли наблюдения зон разлома, зон перехода от суши к морю, а также явлений эрозии и засоления почвы, обнаружение определенных тектонических признаков. Для нужд океанологии космонавты вели наблюдения прибрежных зон, окраски отдельных водных пространств, восходящих потоков и т. п. В интересах охраны окружающей среды они собирали данные об облаках вредных веществ, о пылевых и дымовых образованиях, исходящих из промышленных центров, загрязнениях атмосферы и морских зон. Таким образом, сфера визуально-инструментальных наблюдений с орбиты достаточно широка. В чем их значение?

Несмотря на то что в последнее время ведутся интенсивные разработки автоматизированных фотосъемочных средств исследования Земли из космоса, визуальные наблюдения остаются важной частью научной работы на борту пилотируемых космических аппаратов. Высокая ценность визуальных наблюдений объясняется совершенством человеческого глаза и способностью человека практически мгновенно перерабатывать воспринимаемые изображения, способностью отделять существенное от несущественного, подмечать новые черты в известном процессе, улавливать загадочные и неизвестные явления.

Избирательная способность и логический анализ наблюдаемых данных вооружают человека таким комплексным восприятием окружающих явлений, которое в настоящее время никакой аппаратурой не может быть достигнуто. Поэтому программа работ международных экипажей на орбитальной станции «Салют-6» предусматривала, помимо фотографирования, и визуальные наблюдения Земли, атмосферы и околоземного пространства. В связи с этим представляет интерес оценка, данная летчиком-космонавтом ГДР З. Йеном визуальным наблюдениям Земли из космоса: «…несмотря на мою подготовку и рассказы советских космонавтов о том, как выглядит Земля из космоса, я изумился отчетливости, с которой была видна поверхность Земли со столь значительной высоты. Во всяком случае в некоторых отношениях, как мне показалось, даже лучше, чем с высот 10 и 20 км, которые я знаю по полетам на самолете. И все же это удивительное явление.

Безусловно, большую роль играют такие факторы, как зрительная способность космонавта, его способность воспринимать и перерабатывать информацию, разрешающая способность сетчатки глаз, быстрота распознавания и реакций, чувствительность его глаза к свету и цветоощущение. За восемь дней полета у меня не было заметных изменений остроты зрения, световой или контрастной чувствительности глаз».

Результаты экспериментов «Биосфера» подтвердили, что визуальные наблюдения представляют собой важное и необходимое дополнение к фотосъемкам и другим техническим способам исследований.

Эксперименты в области астрофизики

и изучения физических свойств

космического пространства

К этому разделу мы относим всего пять экспериментов.

Два эксперимента – «Сияние» (СССР-ПНР) и «Полярное сияние» (СССР-ГДР) – тесно примыкают к исследованиям, о которых речь шла в предыдущем разделе. Космонавты наблюдали такое интересное и во многом еще загадочное явление в верхней атмосфере, как полярные сияния. Помимо фотосъемок этого явления, они также зарисовывали его, чтобы зафиксировать индивидуальное восприятие цветовых оттенков и структурных особенностей у полярных сияний.

В эксперименте «Экстинкция» (СССР-ЧССР) космонавты наблюдали за изменением яркости звезд при их заходе за ночной горизонт Земли. Такие наблюдения проводились ранее и советскими, и американскими космонавтами, которые обратили внимание на тот факт, что яркость звезд уже на расстоянии приблизительно 100 км от горизонта Земли постепенно слабеет. При этом звезды меняют свой цвет или мерцают, после чего они на мгновение вновь вспыхивают, чтобы, наконец, исчезнуть в плотных слоях атмосферы.

Это явление до сих пор подробно не изучено, ему не найдено удовлетворительного объяснения, а различные гипотезы требуют экспериментального подтверждения. В частности, одна из гипотез связывает данное явление с поступлением в верхнюю атмосферу межпланетного вещества (мельчайших пылевых частиц – микрометеоритов) из окружающего Землю пространства. Это вещество оказывает влияние на оптические свойства атмосферы, и в этом случае теория указывает, что на высотах около 100 км образуется (главным образом в результате прохождения метеорных роев) слой с повышенной концентрацией таких частиц космического происхождения. С целью подтверждения наличия на высотах 80—100 км пылевого слоя, образованного микрометеоритами, и проводился эксперимент «Экстинкция».

Космонавтами А. А. Губаревым и В. Ремеком был получен визуально-наблюдательный материал, который послужил основой для разработки и изготовления фотоэлектронного фотометра для прецизионных измерений параметров этого явления в космических условиях. Такой фотометр впоследствии был создан специалистами ЧССР, доставлен на орбитальную научную станцию «Салют-7» и использован космонавтами А. Н. Березовым и В. В. Лебедевым в своей научной работе.

В эксперименте «Излучение» (СССР-МНР) космонавты с помощью диэлектрических детекторов исследовали интенсивность ядерной компоненты космических лучей в области малых энергий.

Систематическое изучение космических лучей непосредственно в космосе началось с полетов первых советских спутников Земли и проводилось самыми разнообразными методами, в основном с помощью автоматических приборов, данные с которых передавались на Землю по телеметрическим каналам. В последнее десятилетие стали применяться методы, требующие возвращения детекторов излучения на Землю. Примером может служить эксперимент, осуществленный учеными социалистических стран на спутнике «Интеркосмос-6», когда комплекс научной аппаратуры, в том числе большая стопка ядерной фотоэмульсии, был возвращен на Землю.

Для регистрации атомных ядер космических лучей в эксперименте «Излучение» использовались диэлектрические детекторы. Тяжелые атомные ядра, попадая в детектор, на своем пути разрушают его структуру. Если такой детектор обработать по специальной технологии, в нем в местах прохождения частиц появляются микроскопические тоннели и воронки, параметры которых позволяют определить заряд и энергию зарегистрированных детектором ядер. Преимуществом диэлектрических детекторов является их простота и возможность применения для длительных экспозиций, недостатком – отсутствие информации о времени регистрации частиц.

Метод диэлектрических детекторов для регистрации атомных ядер космических лучей использовался также в эксперименте «Астро» (СССР-СРР). Для выполнения эксперимента использовались два прибора, созданных румынскими специалистами, в которых применен для регистрации ядер чувствительный материал – нитрат целлюлозы.

Один прибор был установлен в шлюзовой камере и, таким образом, экспонировался в открытом космосе; он позволял регистрировать атомные ядра с энергиями в диапазоне 5—70 МэВ. Второй прибор «Астро» был расположен внутри станции. В этом приборе использовался блок детекторов, состоящий из четырех неподвижных и одного подвижного детектора, синусоидальное движение которого синхронизировано с перемещением станции по широте. Это позволяло осуществить привязку регистрируемых потоков космических лучей к географической широте.

Большой научный интерес эксперимента «Астро» был связан, в частности, с поиском и идентификацией новых форм существования ядерной материи, а именно не полностью ионизированных атомов в космических лучах или ядер с большим числом нейтронов.

Эксперименты в области

космического материаловедения

О перспективности этого направления космических исследований, сулящего в будущем буквально революционные преобразования в технологии изготовления традиционных и новых материалов, писалось и пишется достаточно много. Как известно, основная цель космической технологии – использование факторов космического полета, главным образом невесомости, для получения полезных и подавления вредных влияний на процесс изготовления веществ и создание новых, технологически перспективных материалов.

В настоящее время трудно указать те рубежи, на которые выйдет промышленное производство в космосе благодаря созданию орбитальных технологических комплексов. Нам еще предстоит выявить технический потенциал невесомости, и пройдет немало лет, прежде чем человечество в полной мере воспользуется преимуществами и возможностями новой среды. Но и сейчас можно утверждать, что перед космической технологией, космическим материаловедением с созданием орбитальных станций открываются невиданные, фантастические перспективы.

А пока идет накопление фактов, кропотливое изучение различных сторон течения технологических процессов в невесомости, поведения в космосе материалов, экспериментальное производство и анализ выращенных на орбите кристаллов. В ряду этих исследований находятся и эксперименты, проведенные международными экипажами.

Большая часть исследований в области космического материаловедения была проведена международными экипажами на советских электронагревательных установках «Сплав» и «Кристалл». Описание этих установок было дано в отечественной печати^[22].

Рассмотрим далее эти эксперименты в той последовательности, в которой они выполнялись международными экипажами. Следует отметить, что если судить по названиям, то технологических экспериментов было всего 15. На самом деле большинство из них представляли собой серии исследований, часто весьма существенно различавшихся по целям, исходным материалам, условиям проведения эксперимента и т. п. Поэтому правильнее будет говорить о нескольких десятках экспериментов, проведенных на станции «Салют-6» космонавтами социалистических стран.

В серии экспериментов «Морава» (СССР-ЧССР) исследовались новые материалы, полученные в состоянии почти полной невесомости (микрогравитации), выяснялись связи между условиями проведения эксперимента и характером кристаллизации, выявлялось воздействие микрогравитации на структуру и другие физические характеристики конденсированных систем.

В других экспериментах серии изучался процесс затвердевания (кристаллизации) расплава двух веществ, представляющего эвтектику^[23]. При этом один из компонентов содержался в избытке. В этом случае процесс затвердевания проходил в два этапа: кристаллизация из расплава основного компонента и последующее отвердевание остаточной эвтектики.

В качестве основного компонента в первом эксперименте был выбран анизотропный кристалл хлорида свинца (РbСl₂), поскольку на нем проще проследить влияния температурного перепада и гравитационного поля. Вторым изучаемым веществом стали хлорид меди (GuCl) и хлорид серебра (AgCl). Во втором эксперименте исследовалась кристаллизация бромида одновалентной ртути (Hg₂Br₂) из раствора в эвтектическом расплаве с бромидом двухвалентной ртути (HgBr₂), обладающим чрезвычайно высокими значениями параметра связи в кристаллической решетке.

В третьем эксперименте изучалось затвердевание и образование стекловидной системы, представленной полупроводниковым стеклом с тетраэдрической структурой решетки (в состав системы входили атомы германия, сурьмы и серы). Цель этого эксперимента заключалась не только в определении условий образования стекла в состоянии невесомости, но также в изучении процессов зародышеобразования и разделения фаз, протекающих в стеклянной матрице, и определении влияния этих процессов на основные физические характеристики получаемых материалов.

Коротко об условиях проведения экспериментов. Установка «Сплав» была размещена вблизи корпуса орбитальной станции, неподалеку от центра тяжести всего научного комплекса. В ходе экспериментов весь орбитальный комплекс ориентировался так, чтобы его продольная ось была направлена к центру Земли.