Игорь Бубнов - Обитаемые космические станции

Бубнов И.Я

Каманин Л.Н

Обитаемые космические станции

ЧЕЛОВЕК В КОСМОСЕ, А ЧТО ДАЛЬШЕ?

Успехи современной космонавтики позволяют нам сегодня приоткрыть завесу будущего и заглянуть в завтрашний день науки и техники.

Предлагаемая читателю книга рассказывает о проблемах, которые необходимо решить на предстоящем этапе освоения космического пространства — при создании обитаемых космических станций на орбитах вокруг Земли. Такие станции позволят провести в космосе широкие исследования околоземного пространства, а также геофизические и астрономические наблюдения и много различных научных экспериментов. Орбитальные станции явятся как бы стартовыми площадками для запуска космических кораблей на другие планеты.

На основе изучения и критического анализа обширных материалов, опубликованных в советской и зарубежной печати, авторы рассказывают о тех трудностях, которые предстоит преодолеть ученым и инженерам при создании орбитальных станций. Читатель найдет в книге описание некоторых проектов обитаемых космических станций.

Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся перспективами освоения космического пространства.

…Развив первую космическую скорость, ракета вышла на орбиту вокруг Земли. Пассажиры вдруг почувствовали необычайную легкость — наступило состояние невесомости. В круглых иллюминаторах на сплошном черном фоне с тысячами ярких точек — звезд — появилось большое светлое пятно. Оно растет. Вот уже можно рассмотреть огромное сооружение, похожее на гигантское колесо со спицами, плывущее навстречу земному кораблю. Колесо медленно вращается. На его поверхности множество приборов и антенн. Круглые окна излучают мягкий свет.

Сделав маневр, ракета сближается с причалом, похожим на большую трубу, у самой оси колеса. Легкий толчок — и ракета «поглощена» трубой. Пассажиры корабля занимают места в кабине лифта. Кабина трогается, и ощущение невесомости постепенно исчезает. Лифт останавливается, навстречу — люди. И снова, почти как на Земле, ощущение тяжести тела. Но это не Земля, это борт орбитальной космической станции (ОКС)…

Еще не так давно все это могло показаться фантастикой. А ныне, когда полет человека в космос — реальность нашего времени, создание обитаемых станций в космосе стало задачей недалекого будущего.

Наш великий соотечественник К.Э.Циолковский (1857–1935 гг.) еще 60 лет тому назад писал: «Решим сначала легчайшую задачу: устроить эфирное поселение поблизости от Земли в качестве ее спутника на расстоянии 1–2 тысячи километров от ее поверхности»[1].

Циолковский считал, что достижение Луны и ближайших к Земле планет солнечной системы — задача нескольких поколений. Прежде всего человек должен освоить ближний космос, построить обитаемые спутники Земли. Он писал: «Движение вокруг Земли снарядов со всеми приспособлениями для существования разумных существ может служить базой для дальнейшего распространения человечества». Это были не рассуждения мечтателя-фантаста, а глубокий расчет ученого-теоретика.

Человек начал мечтать о полетах в космос на сотни лет раньше, чем сумел подняться в воздух. Люди думали о полетах на Луну и Марс, еще не предполагая о других источниках двигательной силы, кроме силы мускулов человека или животных.

Сейчас трудно установить, когда творческая фантазия человека впервые устремилась к далеким звездам. Этой волнующей теме посвящены литературные произведения разных эпох и народов, многие из них проникнуты глубокой верой в безграничные возможности человека и нередко поражают неожиданным научным предвидением.

Одному из первых рассказов о космическом путешествии уже более 1800 лет. Речь идет о занимательных «Правдивых историях» античного писателя и философа Лукиана Самосатского (около 125–192 гг.). Его героям звездоплавателям сильный ветер помог добраться до Луны за семь дней и семь ночей. Конечно, творческий ум писателей-фантастов порождал и другие проекты достижения небесных тел, например с помощью гигантской пушки. Но реальные принципы полета в космос были еще не ясны не только Лукиану, но и мечтателям десятков следующих поколений.

Сейчас уже каждый школьник знает, что единственным средством проникновения в космос является ракета. Но не все знают, что ракета — древнейшее изобретение. Ученые предполагают, что первые пороховые ракеты появились за много лет до нашей эры и использовались главным образом в военных целях, но потом они стали лишь средством развлечения на массовых праздниках и гуляниях.

Только в начале XIX века ракеты вновь приковали к себе внимание военных специалистов разных стран.

Теоретические и экспериментальные работы в области пороховых ракет того времени связаны с именами русских военных инженеров А.Д.Засядко (1779–1837 гг.), К.И.Константинова (1817–1871 гг.) и англичанина Вильяма Конгрева (1772–1828 гг.). Разумеется, никто из них не помышлял о возможности использования ракет для космических полетов. Впрочем, интересно вспомнить, что еще известный французский писатель Сирано де Бержерак (1619–1655 гг.), человек весьма далекий от науки, в своей фантастической повести «Путешествие на Луну» (1645 г.) в качестве двигательной силы для передвижения в космосе «применил» пороховые ракеты. Это было одно из великих творческих предвидений.

Прошли сотни и сотни лет со дня изобретения первых ракет, понадобилась гигантская эволюция мысли и способностей человека, науки и техники, прежде чем мечты о полете в космические дали стали реальностью. На этом славном пути история вписала в летопись науки имена многих ученых, теоретиков и практиков разных стран и эпох.

С именем Леонардо да Винчи (1452–1519 гг.) связано зарождение теоретических и практических основ аэродинамического полета в атмосфере.

Николай Коперник (1473–1543 гг.) в своем знаменитом сочинении «Об обращениях небесных сфер» обосновал гелиоцентрическую систему мира.

Иоганн Кеплер (1571–1630 гг.) открыл законы движения небесных тел. Его труд «Гармония мира» (1619 г.) объединил теорию движения планет.

Исаак Ньютон (1643–1727 гг.) сформулировал основные законы классической механики, создав тем самым научную базу для исследования реактивного движения.

В конце XIX — начале XX века, опираясь на достижения математики, физики и механики, широко развились новые прикладные науки. Среди десятков имен выдающихся русских ученых и инженеров широко известно имя академика Я.В.Мещерского (1859–1935 гг.), автора теории движения тел переменной массы. Труды этого выдающегося ученого явились базой для современной ракетодинамики.

В воздух еще не поднялся первый самолет, когда появились первые попытки обосновать возможность применения ракеты для космических полетов. Наш русский механик-самоучка народоволец Николай Кибальчич (1854–1881 гг.), находясь в камере-одиночке, приговоренный к смертной казни, разработал «предварительную конструкцию ракетного самолета». Это было первое инженерное решение идеи космического полета. «Сила взрывов освободит человека от земного рабства, и силами взрывов человек когда-нибудь полетит к звездам», — писал Кибальчич.

Десятилетием позднее, в 1891 г., немецкий инженер Герман Гансвиндт опубликовал описание проекта ракетного космического корабля с вращающейся кабиной с целью создания в условиях невесомости искусственной силы тяжести для удобства экипажа. Проекты Кибальчича и Гансвиндта, не знавших иного ракетного двигателя, кроме порохового, были недостаточно разработаны теоретически и представляли собой лишь эскизные наброски. И только великий сын нашей земли К.Э. Циолковский впервые научно соединил смелость человеческой фантазии и мудрость научного мышления.

Скромное провинциальное существование, оторванность от мировой науки, отсутствие всякой поддержки официальных кругов царской России не помешали великому ученому-самоучке провести целый ряд важных исследований и сделать крупнейшие открытия в области аэродинамики, астронавтики и ракетной техники. С именем Циолковского неразрывно связано одно из величайших технических достижений начала XX века — жидкостная ракета, которая дала человечеству те могучие силы, без которых мысль о полете в космос осталась бы только мечтой.

Циолковский не только открыл для человечества ракету как средство достижения дальних миров, но и тщательно обосновал ее возможности математически. Разработав конструкцию жидкостной ракеты, к идее которой он пришел еще в 1883 г., Циолковский дал ее расчет, обосновал возможность применения различных топлив и выдвинул ценные предложения по ряду других теоретических и практических вопросов космонавтики (многоступенчатые ракеты, орбитальные космические станции и др.).