О космолетах
Шрифт:
Разве нельзя алгоритмизировать и, следовательно, автоматизировать большую часть ныне выполняемых человеком в космосе операций? Применить при этом робототехнику, манипуляторы?
Если специализированные средства создавать легче, то не стоит ли отказаться от многоцелевых космических средств, то есть от станций?
И, наконец, «крамольный» вопрос: а не стоит ли отказаться от ориентации в будущем на третью группу нынешних задач — ремонтно-профилактические операции? Может быть, проще и дешевле (к тому же менее рискованно) будет посылать в космос объекты «одноразового использования», то есть работающие до первой поломки, которую нельзя исправить по командам с Земли?
Все эти вопросы правомочны, но ответить на них сегодня исчерпывающе трудно. Опыта в создании и использовании космической техники накоплено для этого пока недостаточно.
В общем и целом ответ, как говорится, даст время. И все же попробуем…
Прежде всего можно высказать такое соображение: если человек может летать в космос и приносить своими полетами большую пользу науке и польза эта бесспорна, то почему бы ему туда не летать?
Трудно? Ну что ж! Трудно было и первым мореплавателям, и покорителям воздушного пространства, трудно и по сей день летчикам-испытателям, полярникам, водолазам, шахтерам, металлургам. Трудно, но с точки зрения гуманного отношения к человеку вполне в допустимых пределах.
Да, конечно, автоматика может очень многое. Но, как уже было замечено, автоматизировать можно сравнительно простые операции и процессы. Но прежде чем создать автомат того или иного назначения, нужно иметь полное представление о том, как задачу можно-решать самым эффективным, надежным, экономичным способом.
Ставится, к примеру, задача исследования природных ресурсов Земли — нужно выявить оптимальные участки спектра (инфракрасный, ультрафиолетовый, видимый?) для решения различных задач, найти оптимальный вид (многоспектральные или обычные фотоаппараты, телевидение?) и состав оборудования, отработать специальные фотопленки (очень тонкие или, например, для многократного экспонирования) и т. д. Очень сложная, требующая глубокого изучения проблема — накопление на борту и передача на Землю полученной информации (и в какой мере ее уплотнять, обрабатывать, передавать?).
Какой круг вопросов ни возьми, всюду нужны многочисленные эксперименты, нужны испытания оборудования в натурных условиях. И для каждого такого эксперимента (или небольшой их группы) можно создать и запустить автомат. Но когда таких экспериментов нужно провести сотни и тысячи, возникает вопрос: а выгодно ли, да и реально ли иметь такое количество автоматов?
Многоцелевые орбитальные станции с человеком на борту — отличный экспериментальный испытательный полигон, необходимый для создания оптимальных автоматических спутниковых систем будущего.
Конечно, многие операции, осуществляемые сегодня человеком, в принципе можно алгоритмизировать. Например, работу с телескопом, фотографирование, проведение технологических и биологических экспериментов. Большинство операций не вызовет затруднений. Проблемы возникнут в каждом случае с одной-тремя (из десятка-двух) операций.
Но каковы эти операции? Самые простые! Например, перезарядка фотоаппаратов, технологических печей. Или смена отказавшего блока, а то и просто предохранителя. Для человека нет ничего проще. А для автомата сложные кинематические механизмы-манипуляторы, мощные вычислительные устройства с большой памятью, десятки датчиков… сложнейшая для достижения надежной работы схема.
Можно также создать оборудование, которое следило бы за облаками над объектами съемки. Но какая это должна быть сложная оптическая и механическая система! Человеку ничего не стоит, обнаружив разрыв в облаках и увидев
Спрашивается, что же во всех этих случаях будет надежнее: автоматика или человек? Ответ напрашивается сам собой. Добавьте сюда, что человек может в ходе полета расширять и менять программы экспериментов.
Да, временный КПД космонавта-исследователя пока невысок. Но это не значит, что этот КПД нельзя поднять. Например, за счет полного освобождения человека от функций контроля и управления станцией и бортовой аппаратурой. Каким образом?
Напрашивается такой путь: передать все эти операции Земле. Трудное, но вполне реальное решение, только не стоит, по-видимому, рассчитывать на резкое увеличение наземных командных пунктов (не менее 40–50 таких пунктов смогли бы решить эту проблему). Этот способ неэкономичен, да и сложен технически. Куда выгоднее использовать спутники-ретрансляторы, находящиеся на стационарных орбитах, подобных «Экрану» и «Интелсату». Такой способ уже применялся в программе «Союз» — «Аполлон». Однако этот путь в целом малоэффективен. Станция при этом едва ли не полностью лишена автономии. Линии связи предельно перегружены «сырой», необработанной информацией. И наконец, на Земле, в сфере управления, постоянно должно быть задействовано большое количество людей.
Более эффективный путь — освободить космонавтов от функций управления за счет оборудования станций комплексом мощных и надежных бортовых вычислительных машин, способных обрабатывать и анализировать всю информацию прямо на станции и результирующие данные передавать непосредственно на исполнительные органы или на Землю.
Во всех этих случаях за экипажем должна остаться возможность вмешиваться в управление в неожиданных и нештатных ситуациях.
Нет пока методов, с помощью которых можно было бы точно определить оптимальное сочетание таких факторов, как характер операций, проделываемых человеком, общие условия его функционирования и длительность пребывания на борту. Здесь опыт, как ни досадно, идет впереди теории. Тем не менее можно сказать, что сейчас автоматики и «человека» на борту ровно столько, сколько позволяет располагаемый уровень этой самой автоматики при тех задачах, которые ставятся, причем имеется стремление к экономичной оптимальной системе.
Вполне возможно, что оптимум здесь будет сдвигаться в сторону снижения доли участия человека в функционировании космических средств в целом. Однако — это очень важно отметить — средств сегодняшнего дня. На каждом новом средстве эта доля может быть снова Достаточно высокой. Лет через 10–15 на борту долговременных орбитальных станций производительность труда космонавтов будет существенно выше. Два человека, скажем, будут управляться со значительно большим комплексом аппаратуры и программой исследований.
Разумеется, современные орбитальные станции с экипажем на борту работают не только на будущие автоматические спутники или межпланетные системы. Если исходить из того, что в будущем в космосе понадобится много людей, а основания для такого утверждения имеются (хотя и не бесспорные — об этом мы поговорим немного позже), то, следовательно, нужно уже сегодня интенсивно выяснять космические возможности человека, накапливать статистику и отрабатывать элементы будущих систем и средств обеспечения жизнедеятельности и функционирования людей в космосе, включая космос открытый.