Путешествие к далеким мирам
Шрифт:
Мировое пространство будет во всем враждебно человеку, осмелившемуся проникнуть в него. Какие только опасности и трудности не ждут путешественника в этом безграничном «океане»! Полное отсутствие воздуха, жесточайший холод и палящие лучи Солнца, вредные, а то и смертоносные лучи, бескрайные пространства и многомесячный полет, столкновение с небесными камнями, полное исчезновение тяжести и временами, наоборот, чрезмерное ее увеличение, да и кто знает, что еще… И все должно быть, конечно, тщательно изучено и взвешено до того момента, как межпланетный корабль отправится в
Единственное, что может спасти человека, решившего вторгнуться в полные опасностей просторы мирового пространства, — это всесторонняя защита от всех возможных воздействий этого пространства. Астронавты, пустившиеся в межпланетное путешествие, должны будут подвергнуть себя добровольному длительному, часто на много месяцев, заключению в межпланетном корабле. Они смогут рассчитывать только на свои силы, свое мужество, свое умение, на запасы, которые у них есть с собой.
О многом придется подумать командиру межпланетного корабля, когда он будет снаряжать его, готовя в далекий и нелегкий путь.
Прежде всего, конечно, воздух. Пассажиры корабля должны все время дышать свежим, чистым воздухом. Значит, нужно непрерывно отводить из кабины ядовитую углекислоту, выделяющуюся при дыхании, и, наоборот, добавлять кислород, который при этом поглощается. Как это сделать? Какие запасы кислорода необходимы? Какое давление воздуха целесообразно поддерживать в корабле? Вот вопросы, на которые прежде всего надо дать ответ. [127]
127
Проблема создания искусственного климата в кабине корабля или на спутнике Земли является принципиально новой для техники. Наиболее близко к этой проблеме подходит аналогичная задача для подводных лодок; в какой-то мере может быть использован также опыт кондиционирования воздуха на некоторых новейших самолетах. Проблема эта чрезвычайно сложна. Представление об этой сложности дает, например, одно из выполненных недавно исследований, по которому в воздухе кабины может находиться примерно 30 (!) различных летучих ядовитых веществ, являющихся результатом химического обмена человеческого организма с окружающей средой, а также выделяющихся при работе установок и приборов на корабле. И все эти вещества должны, конечно, удаляться из воздуха. Это только один из примерев, иллюстрирующих необычную сложность проблемы.
Давление в пассажирской кабине межпланетного корабля будет целесообразно, вероятно, поддерживать несколько меньшим, чем обычное атмосферное давление у поверхности Земли, например, таким, как на каком-нибудь высокогорном курорте. Это уменьшит нагрузку на стенки кабины, упростит работу всей воздушной системы. Впрочем, большого значения этот вопрос иметь не будет: окончательный ответ на него исследователи получат на основании опыта первых полетов.
Отсасываемый из кабины воздух будет подаваться вентилятором в очиститель, освобождающий его от углекислоты. Методы очистки могут быть химическими, но возможно также применение холодильника, в котором находящаяся в воздухе углекислота будет вымораживаться, превращаясь в «сухой лед». Однако нужно учесть, что в холодильнике будут превращаться в лед и находящиеся в воздухе водяные пары. Если не принять меры для использования (регенерации) этой замерзшей воды, то взамен ее для восстановления необходимой влажности воздуха придется расходовать воду из запасов на корабле. Этот расход может составить около 60 процентов всей воды, потребляемой пассажирами корабля.
Добавка кислорода в воздух, освобожденный от углекислоты, будет происходить в газификаторе, в котором жидкий кислород, хранящийся на корабле в баллонах, превращается в газ. Затем воздух поступит в увлажнитель, где будет доведено до нормы содержание влаги в воздухе; в обогатитель, в котором к воздуху будут добавлены все необходимые ароматические и прочие вещества, и подогреватель, обеспечивающий нужную температуру. После этого вентилятор подаст свежеприготовленный воздух в кабину.
Необходимый запас кислорода на корабле будет определяться числом пассажиров и длительностью полета. Расчет этого запаса — не простое дело. Главным образом это связано с тем, что потребление кислорода человеком зависит от многих условий: интенсивности и характера труда, продолжительности сна и проч. В среднем можно принять для предварительных расчетов, что каждый пассажир корабля будет потреблять не более 1 килограмма кислорода в сутки, учитывая его относительную малоподвижность на корабле. Как видим, при полетах на сравнительно короткие расстояния проблема снабжения кислородом не представляет особых трудностей. Так, например, для путешествия трех пассажиров на Луну и обратно запас кислорода должен составлять 30–35 килограммов. В особенности упрощается эта проблема, если двигатель корабля использует жидкий кислород в качестве окислителя.
Однако при дальних полетах положение меняется. Так, при полете на Марс, длящемся около 9 месяцев, на каждого пассажира корабля должно быть запасено примерно 300 килограммов кислорода, да и то при условии, что кислород, необходимый для жизни на Марсе и обратного полета, будет заимствован из атмосферы Марса. Очевидно, в случае таких дальних полетов для снабжения пассажиров межпланетного корабля кислородом придется организовать на корабле лабораторию по добыванию кислорода. Можно, например, построить установку, в которой углекислота, выделяемая экипажем корабля при дыхании, будет снова расщепляться на углерод и кислород, для чего, конечно, придется израсходовать соответствующую энергию. Эта установка будет «дышать» так, как дышат растения: вдыхая углекислоту и выдыхая кислород. Правда, эта аналогия с растениями только внешняя: советскими учеными выяснено, что кислород, выделяемый растениями, получается не из углекислоты, а из воды, которую растения всасывают корнями.
Не менее важным, чем обеспечение пассажиров межпланетного корабля кислородом, будет удовлетворение их голода и жажды. Большое поле деятельности в этом отношении ждет специалистов и в области питания, которые должны будут изготовить разнообразный ассортимент необходимых для астронавтов продуктов питания. Определенную службу здесь может сослужить опыт, накопленный при организации полярных экспедиций, а также при проведении дальних авиационных перелетов. Однако все это только робкое начало — подобные задачи при организации межпланетных путешествий будут неизмеримо более сложными.
Трудно точно определить запасы пищи и воды, которые должны быть на межпланетном корабле. Для ориентировки можно принять, что минимальный запас воды должен составлять примерно килограмм в сутки на человека, учитывая, что вся вода, заключенная в воздухе (выделяемая при дыхании и испаряющаяся через кожу), будет извлекаться из него и использоваться — ведь общая потребность человека в воде составляет примерно 2–2,5 килограмма в сутки. Запас пищи может быть определен, исходя из нормы 0,5–1 килограмма в сутки на человека. Следовательно, суммарный суточный расход кислорода, пищи и воды каждым пассажиром межпланетного корабля составит примерно 2,5–3 килограмма, причем для надежности следовало бы взять верхний предел. Это, конечно, должно быть учтено при проектировании корабля, определении потребного расхода топлива и проч.
Очень точно должен быть рассчитан тепловой режим корабля, причем, как это ни кажется странным на первый взгляд (ведь столько писалось о «холоде» мирового пространства!), главные трудности здесь могут быть связаны с задачами не обогрева, а охлаждения корабля в полете. Это объясняется тем, что охлаждать вообще значительно труднее, чем обогревать. Конечно, в случае полета на окраины солнечной системы или даже за ее пределы надо будет думать не об охлаждении, а о нагреве, но в околосолнечном пространстве мощные потоки тепла, излучаемые нашим дневным светилом, заставят скорее позаботиться о том, как уменьшить их действие. Кроме того, надо помнить и о тех источниках тепла, которые находятся на самом корабле, вроде пассажиров корабля и его оборудования.
Как нагрев корабля извне, так и отдача тепла наружу в Космосе могут происходить только путем излучения. Вот почему огромное значение имеет характер поверхности обшивки корабля. При одних и тех же условиях на корабле может воцариться адская жара или столь же нестерпимый холод — в зависимости от того, каковы свойства обшивки.
Так, например, полированный металл, а еще лучше никелированный, может нагреться под прямыми лучами палящего Солнца до 300–400°. При тех же условиях поверхность из другого материала может иметь температуру ниже нуля. Это зависит от того, как поверхность поглощает солнечное тепло и отдает его в виде инфракрасного излучения. Варьированием этих свойств обшивки можно добиться, что ее температура будет сохраняться в допустимых пределах.