Текст книги "Тайны военной космонавтики"
Автор книги: Святослав Славин
сообщить о нарушении
Текущая страница: 24 (всего у книги 31 страниц)
Эпопея «Мира»
Прежде чем рваться на Луну, в дальние космические просторы, неплохо было бы навести порядок на Земле и вокруг нее. В наши дни, когда происшествий на орбите уже не скрывают, стало понятно, что картина жизни в космосе далеко не столь радужна, как нам пытались показать еще недавно. Вспомним хотя бы некоторые фрагменты из истории орбитальной станции «Мир»…
ЗАСЛУЖЕННЫЕ АВАРИЙЩИКИ РОССИИ. Космонавты Василий Циблиев и Александр Лазуткин по количеству аварий перекрыли показатели всех команд, которые 25 лет работали по программе длительных пилотируемых полетов. Так было сказано на пресс-конференции, которую в конце июля 1997 года провел заместитель руководителя полетом, космонавт Сергей Крикалев. Он же напомнил основные этапы космической одиссеи.
Пожалуй, все началось с пожара. 23 февраля 1997 года на станции случилось первое чрезвычайное происшествие – возгорание с языками пламени длиной около метра и выбросами расплавленного металла. Впрочем, космонавты не растерялись и за 14 минут пожар потушили. Все шесть членов экипажа (основной и прилетевший на смену) не пострадали, хотя и наглотались дыма. Таким оказалось боевое крещение Циблиева и Лазуткина, и они его с честью выдержали. Чего, к сожалению, нельзя сказать о новичке, американце Джерри Линенджере – нашим ребятам по ходу дела пришлось приводить его в чувство.
«Ну, с кем не бывает на первых порах», – рассудили космонавты и пропустили мимо ушей довольно-таки странный доклад Линенджера своему начальству. В нем он описал, как мужественно лечил серьезные травмы и тяжелые ожоги космонавтов (хотя на самом деле экипаж отделался мелкими ссадинами). Всех больше интересовало другое: отчего пожар случился?
Выяснилось, что у шашки, которую зажгли, чтобы с помощью пиролиза пополнить запас кислорода на борту станции, вышел срок годности. Прибегнуть же к этому экстраординарному методу добычи кислорода пришлось потому, что на борту оказалось вдвое больше людей, чем запланировано, и штатное оборудование жизнеобеспечения со своими обязанностями уже не справлялось. Вслед за сбоем в системе обеспечения кислородом начались проблемы с терморегуляцией. В результате экипажу пришлось неделю «париться» при температуре 30 °C, вдыхая пары антифриза из подтекающей системы охлаждения.
Эту неисправность устранили лишь к середине июня. Когда Циблиев и Лазуткин расстались с Джерри Линенджером (у американского астронавта кончился срок командировки, и он отбыл на Землю), космонавты вздохнули с облегчением. Отношения между ними и американцем так и не сложились (почему – об этом речь ниже).
Вместо него на борт прибыл астронавт Майкл Фоэл, работать и жить бок о бок с которым оказалось намного легче.
Однако приключения на том вовсе не кончились…
25 июня 1997 года по команде с Земли командир экипажа Василий Циблиев отстыковал уже разгруженный и набитый мусором грузовой корабль «Прогресс М-34». Казалось бы, после перенесенных неприятностей ЦУПу не стоило бы еще усложнять жизнь экипажу. Однако вместо того, чтобы отпустить «грузовик» подобру-поздорову, экипажу было приказано потренироваться в выполнении операций расстыковки, а затем новой стыковки «Прогресса» на другой стыковочный узел. Операция выполнялась в так называемом телеоператорном режиме управления, при котором командир управляет грузовым кораблем, передвигающимся автономно от станции, по существу, вручную.
И тут Циблиев не рассчитал. Как показало последующее расследование, он не учел, что «Прогресс» перегружен мусором, а стало быть, имеет на полтонны большую инерционную массу, чем полагалось по расчетам. Махина плохо поддавалась управлению, с запозданием реагировала на команды. Сначала никак не могла разогнаться, а потом слишком медленно тормозилась. В результате вместо мягкого касания, в 13.25 произошло довольно-таки жесткое соударение грузового корабля с комплексом в районе научного модуля «Спектр».
Через 10 минут после столкновения во время очередного сеанса связи Циблиев доложил Земле:
«Торможения не было. Грузовик не мог увести, потому что он вроде нормально шел, а потом скорость начала увеличиваться непонятно почему. Значит, попал в модуль „О“. Горят (сигнализация. – С С.) „Батареи“ и „Разгерметизация станции“. Сейчас давление на станции 700 мм».
Владимир Соловьев из ЦУПА отреагировал немедленно:
«Понятно, черт возьми! Закрывайте люки!»
Так гласит стенограмма этого драматического момента.
Давление внутри станции удалось стабилизировать, перекрыв доступ в аварийный модуль. Однако при столкновении пострадали кабели и, возможно, сами солнечные панели «Спектра», дающие около 30 % электроэнергии.
Экстренно была создана экспертная комиссия под руководством гендиректора Российского космического агентства Юрия Коптева. Около 70 специалистов принялись искать выход из создавшегося положения. Было решено сориентировать «Мир» таким образом, чтобы на оставшиеся в рабочем состоянии панели фотоэлементов падало максимум солнечного света.
САМИ ЛОМАЕМ, САМИ ЧИНИМ?… На следующее утро, в 5.30 по московскому времени, экипаж проснулся от холода. Станция тонула в кромешной тьме. Оказалось, за ночь комплекс потерял оптимальную ориентацию, с трудом достигнутую накануне, разрядились аккумуляторы, перестала работать система стабилизации.
А все из-за того, что накануне в суматохе командир отсоединил кабель, соединяющий бортовую ЭВМ с датчиками положения. Компьютер перешел на аварийный режим работы, отключив свет, отопление, а также систему ориентации.
Злополучный кабель поутру присоединили, но на запуск системы ориентации энергии в аккумуляторах уже не осталось. Образовался как бы замкнутый круг: чтобы запустить гироскопы, стабилизирующие станцию, необходима энергия, а чтобы получить энергию, нужно развернуть станцию…
В конце концов выйти из положения удалось за счет двигателей пристыкованного к станции корабля «Союз ТМ-25», израсходовав часть топлива, предназначенного для возвращения экипажа на Землю… Так или иначе, но ушло еще двое суток, прежде чем комплекс вернули в то положение, которое он занимал сразу же после аварии. И на Земле, и в космосе вздохнули с облегчением. Можно было готовиться к ремонту станции. По тому, как падало давление, специалисты определили примерную площадь пробоины в корпусе – около 27 кв. мм. Истинные же ее размеры космонавты должны были выяснить при визуальном осмотре места столкновения.
Было предложено два варианта инспекции. Один из них предполагал вход в аварийный модуль изнутри, второй – инспекцию его снаружи. Ремонт было решено так же разделить на две стадии. Во-первых, космонавты должны были поставить на корпусе гермоплату – специальную «нашлепку», позволяющую восстановить соединение батарей «Спектра» (по крайней мере трех из них – четвертая, похоже, повреждена «Прогрессом») с энергосистемой комплекса. Во-вторых, космонавты должны были залатать пробоину.
С этой целью на 5 июля 1997 года запланировали запуск очередного «Прогресса М-35» с необходимым ремонтным оборудованием и снаряжением на борту. Он благополучно прибыл, но тут неожиданно запросил пощады «железный» Василий Циблиев – у командира забарахлило сердце. И медики запротестовали – никакого ремонта; на долю этого экипажа приключений было уже достаточно.
«МИР» ГЛАЗАМИ ИНОСТРАНЦЕВ. Так что, как видите, не только «Алмазы» с «Салютами», но и «Мир» не стал для космонавтов с астронавтами «землею обетованной». Не случайно, когда бывшего директора Института космических исследований, академика Роальда Сагдеева, ныне, как известно, живущего в США, спросили, что делают космонавты в космосе, он ответил: «В основном, выживают…»
Академик знал, что говорил, он не раз был свидетелем, а то и участником событий, которые далеко не всегда становились достоянием гласности. О многом ТАСС умалчивало. Но вот что пишет зарубежная пресса:
«Американские астронавты, работавшие бок о бок с российскими космонавтами, отмечают, что, конечно, опыт, самоотверженность, выучка их российских коллег заслуживают всяческого поощрения. Однако все сходятся на том, что их первое знакомство со станцией было на грани потрясения…»
«Стыковочный люк столь узок, что сквозь него с трудом можно протиснуться. После прилизанного интерьера американского „челнока“ орбитальный комплекс поражает астронавтов видом протянутых туда-сюда кабелей и проводов, похоже, соединенных на живую нитку.
Несмотря на постоянно работающую вентиляцию, в воздухе висит неистребимый, насквозь все пропитывающий запах пота, дезинфицирующих средств и прочего, что свидетельствовало о всевозможных незапланированных микроутечках».
Впрочем, надо отдать должное британскому журналисту, которому принадлежат вышеприведенные строки. Он нашел возможным также отметить, что «космонавты еще долго будут наставниками астронавтов». Однако наставничество это далеко не всегда протекает гладко.
Майкл Фоэл оказался одним из лучших иностранных напарников наших ребят. Лишившись своего уголка на «Мире» – в поврежденном «Спектре» было его спальное место, оставшись без оборудования, персонального компьютера, сменной одежды и даже зубной щетки, он стоически перенес выпавшие на его долю тяготы. Более того, он даже вызвался заменить заболевшего Василия Циблиева во время планировавшегося выхода в открытый космос и был искренне огорчен, когда этот выход отменили. «Где я еще получу такой ценный практический опыт?» – сокрушался он.
Прекрасные отношения были у наших космонавтов с американкой Шеннон Люсид и многими другими ее согражданами. А вот тот же Джерри Линенджер не стеснялся повернуться спиной, когда его просили помочь: «У меня своя программа…» Что, понятное дело, вызывало досаду и горечь. Впрочем, справедливости ради отметим, что, по идее, Линенджер должен был лететь с Александром Калери и Валерием Корзуном. И те в ходе совместных тренировок как-то притерпелись к странностям его характера. Однако в самый последний момент была произведена замена российских космонавтов, и результат не преминул сказаться…
ЛЮДИ, ОНИ ВСЮДУ – ЛЮДИ. У нас вообще сложилась довольно парадоксальная практика. За психологическую подготовку, совместимость членов экипажа до полета несет ответственность Министерство обороны, представители которого зачастую не стесняются заявлять: «Космонавты – взрослые люди. Им надо дело делать, приказы выполнять, а не заниматься коммунально-кухонными конфликтами…» А вот за обеспечение нормального психологического климата на борту отвечает уже Минздрав. И медикам приходилось уже несколько раз досрочно прерывать полеты. Не только потому, что здоровье кого-то из членов экипажа вдруг резко ухудшилась, а и потому, что, как уже упоминалось, взаимоотношения между космонавтами доходили до драки…
Психологически очень трудно находиться все время друг у друга на виду, пользоваться одними и теми же предметами туалета, загубниками, унитазом и т. д. Уже одно то, что для многих целей космонавтам приходится использовать воду, получаемую посредством очистки мочи, повергнет в шок неподготовленного человека. Но это, как выясняется, еще не самое страшное. Куда хуже, когда человек перестает понимать человека.
Международным экипажам в этом отношении еще сложнее, чем национальным. Тут, кроме всего прочего, взаимоотношения осложняются языковым барьером, различными традициями, даже чувством юмора. Даже опытный переводчик зачастую не в состоянии передать тому же американцу «соль» многих русских анекдотов. Аналогично очень многое теряется и при обратном переводе. Поэтому, например, Норману Тагарту было трудно «потрепаться» в свободную минуту с Владимиром Дежуровым и Геннадием Стрекаловым, и он очень по этому поводу переживал. Возможно, даже похудел из-за того. Хотя, впрочем, непривычный рацион питания тоже дал о себе знать…
Майклу Фоэлу жить на борту было легче. Он знает русский настолько хорошо, что понимает и многие языковые нюансы. Кроме того, в силу своего характера, даже лишившись своего уголка на борту, он не стал ныть, вошел, так сказать, в положение и даже, как упоминалось, изъявил готовность заменить заболевшего Циблиева в ходе подготовки к выходу в открытый космос. А это, между прочим, определенный риск – астронавту пришлось бы работать в непривычном для него российском скафандре.
ПОЧЕМУ ЗАТОПИЛИ «МИР»? Выход американца в открытый космос, как вы знаете, не состоялся. Не взяли с собой в полет Анатолий Соловьев и Павел Виноградов и француза Леопольда Эйарти. «У нас отсутствуют энергоресуры на проведение полномасштабной научной программы на „Мире“», – прояснил тогда ситуацию гендиректор Российского космического агентства Юрий Коптев.
Космонавты со своей задачей справились, «Мир» в очередной раз реанимировали. Ну а что дальше?
В конце прошлого столетия многие зарубежные спонсоры стали полагать, что станция свое уже отработала и дальнейшее пребывание на ней экипажа может стать попросту опасным. Американцы даже собирались вообще отказаться от дальнейших работ на «Мире» и подождать, пока не будет введена в строй станция «Альфа», более известная нам ныне под названием МКС.
«Пребывание астронавтов на борту „Мира“ обходится нам в полмиллиарда долларов в год, а бесконечные неполадки выбивают экипаж из рабочего ритма, не дают возможности выполнять программу научных экспериментов», – так мотивировали они свое решение.
Позиция представителей Европейского космического агентства, в частности, немцев и французов, была поначалу менее жесткой. «Неполадки дают хорошие уроки преодоления нештатных ситуаций», – творят они, подчеркивая, что россияне имеют уникальный опыт работы на орбите, ведь они осуществляют долговременные экспедиции около 15 лет. Но постепенно и они начали менять свое отношение к ситуации. «Станция превысила все мыслимые сроки эксплуатации, – рассуждали они. – Зачем подвергать людей неоправданному риску?»
У нас отношение к станции было двояким. Большинству населения России почему-то было жаль станцию. И они предлагали латать ее до бесконечности, справедливо полагая, что на новую станцию у нас денег не найдется.
Первыми, как ни странно, воспротивились этому технические специалисты, но после того, как на станции отказали однажды компьютеры и она на некоторое время оказалась в неуправляемом режиме, наши инженеры забили тревогу. «Пришло время затопить станцию, пока она еще управляется, – заявили они. – Иначе мы будем иметь большие неприятности…»
Неизвестно, как бы развивались события дальше и сколько бы продолжалась дискуссия, но тут в Париже некий предсказатель выпустил книгу, в которой предвещал, что станция вскоре непременно упадет, причем свалится прямо на головы парижан.
Книга имела шумный успех, и, возможно, именно она стала последним аргументом. Тут же нашлись деньги на дозаправку станции топливом, и 23 марта 2001 года российская космическая станция «Мир» прекратила свое существование. В 8 часов 45 минут по московскому времени она вошла в плотные слои атмосферы, где начала гореть и разламываться на куски. Обломки станции упали в северо-западной части расчетного района затопления станции, в южной части Тихого океана, сообщило ИТАР-ТАСС.
Впрочем, кое-кто и поныне считает, что с затоплением поторопились. И надо было бы прежде отстыковать от комплекса наиболее новые модули, подготовив таким образом основу для создания станции «Мир-2».
Схема столкновения станции «Мир» с грузовым кораблем «Прогресс».
Неосуществленные проекты
Далеко не все наши сограждане согласны с тем, что у России с 2001 года нет национальной станции. У русских собственная гордость. А потому проекты орбитальных баз, построенных на других принципах, нежели станция «Мир», разрабатывались, разрабатываются и еще будут разрабатываться. Давайте рассмотрим хотя бы некоторые из них.
СТАНЦИЯ «МИР-2». Концепция «Мира-2» – станции третьего поколения – была сформулирована еще в 1976 году. Причем первоначально станция ДОС-8 («Заря») создавалась в качестве дубликата станции «Мир-1», который мог бы заменить основную станцию в случае выхода ее из строя.
Базовый блок «Мира-2» был закончен в феврале 1985 года, а главное оборудование смонтировали к октябрю 1986 года. За время монтажа станция несколько выросла. И к 14 декабря 1987 года, когда ее проект утвердил директор НПО «Энергия» Юрий Семенов, долговременная орбитальная станция «Мир-2» должна была состоять из следующих блоков: базовый блок «Заря», 90-тонный орбитальный док, фермы и панели солнечных батарей, служебный, биотехнологический, первый исследовательский, второй исследовательский и технологический модули.
Орбитальный монтаж станции, как ожидалось, должен был начаться в 1993 году. В дело, однако, вмешались политики. Отказ советского руководства от дальнейших планов создания военных баз в околоземном пространстве привел к тому, что в 1989 году работы над блоком «Заря» и остальными модулями были приостановлены.
Тогда в 1991 году руководство НПО «Энергия» выдвинуло проект облегченной станции гражданского направления. Исследовательские модули теперь предполагалось выводить в космос с помощью орбитального корабля «Буран». Полный монтаж станции «Мир-2» новой модификаций мог быть закончен к 2000 году.
В то же самое время руководство НПО «Энергия» уже понимало, что Россия не сможет профинансировать даже такой проект в полном объеме. Поэтому 15 марта 1993 года генеральный директор Юрий Коптев и Генеральный конструктор НПО «Энергия» Юрий Семенов обратились к тогдашнему директору НАСА Голдину с предложением о создании Международной космической станции. А уже 2 сентября 1993 года Председатель Правительства Российской Федерации Виктор Черномырдин и вице-президент США Альберт Гор подписали «Совместное заявление о сотрудничестве в космосе», предусматривающее в том числе создание международной станции на основе проработок по станциям «Мир-2» с нашей стороны и станции «Фридом» – с американской. Так родился проект Международной космической станции – МКС.
В российский сегмент МКС, кстати, вошли практически все (за исключением военных) модули, разработанные для станции «Мир». Здесь и базовый (функционально-грузовой) блок «Заря», и служебный блок «Звезда», и корабль «Прогресс М-45», и корабль «Союз ТМ»…
Таким образом, труды не пропали даром.
«НАДЕЖДА», «РУСЬ» И ДРУГИЕ. Тем не менее как среди общественности, так и среди специалистов все еще существует мнение, что Россия непременно должна иметь свою собственную космическую станцию. И они продолжают создавать национальные проекты.
Так, скажем, специалисты Центральной научно-исследовательской лаборатории «Астра» при Московском авиационном институте подготовили проекты легкой (86 т) станции «Надежда», сравнимой по возможностям с «Миром», и тяжелой станции «Русь» (140,5 т), сопоставимой с МКС.
Поскольку МАИ в первую очередь все-таки учебный институт, то инициаторы этих проектов одним махом убили, так сказать, сразу двух зайцев. У студентов появилась возможность работать над безусловно интересными проектами и получить за это заслуженные «пятерки». Ну, а наши «технари» имеют теперь на всякий случай пару перспективных проектов, которые вполне могут пригодиться в будущем.
Ведь принципиальное отличие этих новых станций состоит прежде всего в так называемой вертикальной компоновке, которая, как утверждают разработчики, позволит сократить затраты энергии на стабилизацию станции на 70–90 % за счет так называемого тросового эффекта.
Вертикальная компоновка удобнее и в случае использования в качестве средства доставки людей и грузов на орбиту так называемого космического лифта. Одна система запросто может быть встроена в другую.
Например, модули «Надежды» не только расположены линейно, один за другим. Для перемещения людей и грузов предусмотрен сквозной внутренний коридор, но снаружи уже предусмотрена так называемая тропа космонавтов – монорельс с передвигающейся по нему кареткой.
Причем, как утверждают разработчики «Надежды», подобную конструкцию можно создать всего за 2–3 года. А стоить она будет раз в десять дешевле (по некоторым данным – даже в 100 раз!), МКС. И это не единственная альтернатива МКС.
И ЕВРОПА ТУДА ЖЕ?… Впрочем, мы – не единственные индивидуалисты в мире. Проект собственной (независимой от Америки и России) орбитальной станции неоднократно обсуждался и в Европе.
Заполучив в свое распоряжение французскую ракету-носитель тяжелого класса «Ариан-5», сотрудники Европейского космического агентства еще с середины 70-х годов прошлого века стали подумывать о создании на орбите своей собственной космической базы.
Причем европейские специалисты не только размышляли, но и действовали и набирали практический опыт. Это их усилиями, к примеру, был спроектирован для НАСА лабораторный модуль «Спейслэб» («Spacelab»), вмещающийся в грузовой отсек «Спейс Шаттла» и предназначенный для проведения исследований и экспериментов на околоземной орбите.
А в начале 80-х годов те же европейские фирмы «МВБ» и «Алиталия», что создали «Спейслэб», разработали концепцию и Европейской орбитальной станции «Колумбус». Ее стоимость оценивалась 1,75 млрд. долларов, что не так уж дорого по космическим меркам.
Однако в это время президент Рональд Рейган призвал европейские страны присоединиться к строительству станции «Фридом», политики надавили на инженеров, и модуль «Колумбус» решили использовать в составе международной станции.
С созданием «Фридома», как вы знаете, тоже ничего не получилось. Программа плавно перешла к созданию «Альфы», а та в конце концов выродилась в программу МКС. Однако европейцы и по сей день недовольны тем, что их люди работают на орбите лишь в составе экспедиций посещения.
Поэтому Европейское космическое агентство не поставило еще креста и на проекте создания независимой, «свободно летящей» научно-исследовательской платформы МТФФ (MTFF – сокращение от «Man Tended Free Flying platform»), разработанном еще в 1986 году.
Правда, в 1991 году программа Европейского космического агентства была серьезно пересмотрена и некоторые проекты пошли под сокращение. В частности, из программы развития были вычеркнуты французский корабль «Гермес» и немецко-итальянская платформа МТФФ.
Тем не менее европейцы продолжают сопротивляться американскому диктату. В частности, не так давно Британское аэрокосмическое объединение БАЕ («British Aerospace Ltd.») выдвинуло свой, альтернативный проект Европейской космической станции. В отличие от проекта «Колумбус» эта станция должна собираться из модулей, каждый из которых представляет собой отдельный космический корабль. Однако и на этот проект у европейцев пока нет достаточного количества свободных денег.
КОСМИЧЕСКОЕ «НАДУВАТЕЛЬСТВО». Американцы тем временем тоже не сидят сложа руки. Потерпев очередное фиаско при катастрофе «Шаттла» «Колумбия» – уже второй за историю существования многоразовых космических кораблей, НАСА было вынуждено пересмотреть реестр доставляемых на орбиту грузов. Ведь наши «Прогрессы» далеко не столь вместительны, как «челноки».
В частности, на МКС до сих пор катастрофически не хватает места. Но даже если в мае 2005 года, как обещают американцы, полеты «Шаттлов» снова возобновятся, самый большой модуль, который они смогут взять с собой, ограничен габаритами грузового отсека «Шаттла». А он составляет 4,5 м в ширину на 18 м в длину. А для перевозки на российском «Протоне» модуль должен быть еще уже. Плюс он должен быть максимально легким, потому что вывод на орбиту каждого килограмма коммерческой нагрузки обходится в 25 000 долларов.
Поэтому в НАСА, в Космическом центре имени Джонсона, разрабатывают ныне модуль совершенно нового типа, а именно… надувной!
Основу модуля, который разработчики назвали «TransHab», составляют углеродные волокна, которые образуют силовой каркас. Сверху оболочка из легкой некстелевой пены. Она, как своеобразная подушка, гасит энергию микрометеоритов, постоянно бомбардирующих поверхность станции.
Между тем энергия маленького камешка, летящего со скоростью 7 км/ с, в 50 (!) раз больше, чем у пули крупнокалиберного пулемета! Поэтому под пеной у «TransHab» лежит еще три слоя кевлара – материала, из которого шьют бронежилеты. И наконец, чтобы сделать стенку модуля еще более прочной, в материал вплетены углепластиковые ленты.
В итоге максимальный размер частицы, которая безопасна для «TransHab», – 1,8 см, в то время как алюминиевый модуль МКС может выдержать частицы диаметром только 1,3 см.
Однако в космосе еще одна опасность, которая не всегда оценивается адекватно. Грузовые корабли и «Шаттлы» тоже несут в себе потенциальный риск. Размеры и инерция многотонных космических бродяг могут быть причиной очень неприятных последствий. Как уже говорилось, при таком столкновении с грузовым кораблем «Прогресс» станция «Мир» была частично выведена из строя. «TransHab» в таком случае, спружинив, просто отлетит в сторону. Он же надувной!
И еще одна деталь: «TransHab» создавался как жилище на орбите, и его конструкция позволяет «быть как дома», находясь намного дальше от Земли. В надувных куполах, к примеру, могут разместиться первые «марсиане», прилетевшие туда с Земли. Впрочем, и на нашей планете ему найдется работа – надежный модуль идеально подходит для жилья исследователей в отдаленных уголках мира или рабочих-нефтяников.
Кстати, аналогичные конструкции разрабатываются и нашими специалистами из Центра имени Г. Н. Бабакина. Накопив тридцатилетний опыт в возведении пневмоконструкций, в том числе и в суровых условиях Арктики, они теперь переносят его и в космос.
Если все пойдет, как запланировано, первые пневматические модули должны появиться на орбите уже в текущем десятилетии.
КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ А теперь давайте поговорим еще об одной любопытной конструкции, с помощью которой дорога на орбиту, к тому же надувному модулю станет намного короче и проще.
Обычно бывает как? Фантасты высказывают какую-то идею, а инженеры затем пытаются ее осуществить. В данном же случае все обстоит как раз наоборот: фантасты не поспевают за фантазиями инженеров. Судите сами…
Еще 31 июля 1960 года «Комсомольская правда» опубликовала статью ленинградского инженера Юрия Арцутанова. Именно в ней впервые рассказывалось о принципе действия «внеземного» подъемника.
Потом идею подхватили другие специалисты, а всем известный английский писатель-фантаст Артур Кларк подробно описал ее в своем романе «Фонтаны рая».
Внешне все выглядит вроде бы просто. Главный элемент подъемника – трос, один конец которого крепится на поверхности Земли, другой – теряется в далеком космосе на высоте около 100 тысяч км (это примерно четверть расстояния до Луны). Причем, несмотря на то что второй конец троса может быть попросту оставлен в пространстве, он будет натянут, как струна.
Вся хитрость в том, что, подчиняясь законам физики, трос этот окажется под воздействием двух могучих разнонаправленных сил.
Чтобы понять их природу, вспомним доморощенный опыт. Привяжите к бечевке какой-нибудь предмет и начинайте раскручивать его. Как только предмет приобретет некую скорость, веревка тут же натянется. Почему? Да потому, что на предмет действует центробежная сила. А на саму веревку – сила центростремительная, которая и натягивает ее.
Нечто подобное произойдет и с поднятым в космос тросом. Любой объект на его верхнем конце или даже сам свободный конец будет вращаться подобно искусственному спутнику нашей планеты. Стало быть, на этот конец будет действовать центробежная сила. Одновременно на тот же трос будет действовать и противоположная сила – земного притяжения. И тем ощутимее, чем ближе он находится к Земле. А чем дальше в космос, тем, наоборот, энергичнее проявляется центробежный фактор. При определенных условиях две противоположные силы уравновешивают друг друга. Происходит это, когда центр массы гигантского каната находится на высоте 36 тысяч км, то есть на так называемой геостационарной орбите.
Орбитальная станция «Мир-2» предполагалась такой.
Именно гам находящиеся искусственные спутники висят неподвижно над Землей, совершая вместе с ней полный оборот за 24 часа. Вот из этой как бы срединной точки лифтовый канат и должен идти вниз, к Земле. В этом случае огромный кабель будет не только натянут, но и сможет постоянно занимать строго определенное положение – вертикально к земному горизонту, точно по направлению к центру нашей планеты.
А дальше, используя эту рукотворную вертикаль, можно отправлять кабины в космос и опускать их на Землю.
Именно этот способ путешествия в космос и был описан в романе Артура Кларка, вышедшем в свет в 1978 году. Идея Арцутанова, таким образом, приобрела всемирную известность. Вот только воплотить в жизнь ее почему-то никто не торопился. А все потому, что в схеме имелось одно слабое звено. Неизвестно было, на чем подвешивать кабину космического лифта. Если использовать обычный стальной трос, то простейший расчет показывал: он порвется под воздействием собственной тяжести уже при длине 50 км.
Артур Кларк в своем романе предложил заменить сталь на легкий и очень прочный кевлар. Однако, во-первых, где взять такое количество дефицитного и достаточно дорогого материала? А во-вторых и в главных, даже при изобилии кевлара длину каната можно увеличить лишь на сотню-другую километров, то есть достичь орбит низко летящих спутников. На большее и прочности кевлара не хватит…
Это, кстати, понимал сам писатель. Потому придумал некий сверхпрочный «псевдоодномерный алмазный кристалл», который стал основным строительным материалом. Один из героев романа, инженер Морган, поясняет, что такой кристалл не есть абсолютно чистый углерод, «тут есть дозированные микровключения некоторых элементов». И добавляет, что производство таких кристаллов возможно только в невесомости, где нет тяжести, нарушающей кристаллическую решетку.
Самое интересное, что Кларк почти угадал. Нынешний этап интереса к проекту строительства космического лифта связан именно с углеродными кристаллами, хотя и несколько иного вида.
Основные этапы вывода модуля «Заря» в космос.
Схема модуля «Заря».
Модуль «Заря» перед стартом.
В 1991 году японский инженер Сумио Иишима, исследуя графитовую сажу, открыл нечто удивительное – так называемые углеродные нанотрубки. Это микроскопические, не различимые невооруженным глазом пленочки графита, свернутые в виде крохотных цилиндров.
Диаметр каждой такой трубки в миллион раз меньше миллиметра, длина – всего нескольких микрон. Казалось бы, какой от них прок? Однако вскоре выяснилось, что цилиндрики могут самостоятельно сплетаться в такие же микроскопические канатики. Изготовленная же из них нить прочнее алмаза. Почти невесомая паутинка из углеродных нанотрубок диаметром в один миллиметр может выдержать 20-тонный груз!
