Разговор с электрическим мозгом
Шрифт:
А. Ты что же, действительно волнуешься?
К. Куда там - я машина...
ЗЕМЛЯ - КОСМОС - ЗЕМЛЯ
Сегодня, когда весь мир восторженно смотрит в космос, ожидая все новых и новых успехов в завоевании Вселенной, нельзя забывать о великом значении тех самых машин, которые остаются на Земле. Выброшенный в космическое пространство на огненных столбах ракет, космический корабль выходит на орбиту, отрываются одна за другой ступени ракет. Но ведь для того, чтобы корабль начал свое стремительное вращение вокруг Земли по заданной траектории, машина должна с исключительной точностью рассчитать этот путь. Не может быть допущена даже малейшая ошибка в заданной скорости, в тяге двигателей, в направлении полета. Ведь отклонение в скорости всего на десятки метров в секунду
Сложнейшие машины принимают участие в расчетах орбиты. Задача еще более усложняется, когда ракета движется в направлении другой планеты. Здесь еще опаснее совершить ошибку. Представьте себе всю сложность поставленной проблемы: космический корабль направляется на Луну.
По своей орбите движется в космическом пространстве Земля. Она вращается вокруг своей оси. Вокруг Земли вращается ее спутник - Луна. Корабль должен быть выпущен так, чтобы в какой-то определенной точке Вселенной встретились Луна и созданное разумом человека тело, состоящее из металла, электроники и пластических масс. Космический корабль должен торопиться к месту выхода на окололунную орбиту по спиральной траектории, чтобы ни в коем случае не опоздать или не прийти раньше. Вес пусковых ступеней непрерывно меняется - запасы горючего уменьшаются. Вот и попробуй правильно прицелиться и рассчитать эту сложную цепочку действий, составляющих возвратный полет на Луну.
На окололунной орбите от корабля в определенный момент должен отсоединиться специальный отсек для посадки на Луну. Затем он должен вернуться к кораблю на окололунной орбите и вместе с ним отправиться к Земле.
Для машины решение этой задачи вполне возможно.
Ракета еще стоит на старте, она еще не ушла в космос, но автомат управления уже работает. Он тщательно проверяет всю систему: ведь это ему придется управлять ракетой в полете. Вспышка. Ракета на столбе огня поднимается в небо. Автомат управления направляет и регулирует ее движение. Но как? Двигатель обладает чудовищной мощностью - миллионы лошадиных сил. В металлическом цилиндре космического корабля заключена мощность, превышающая возможности крупной электростанции. В считанные мгновения расходуется огромный запас энергии. И опять-таки здесь никак не обойдешься без подробных и точнейших расчетов. Процесс горения напоминает растянутый во времени взрыв. Как с ним справиться, как отрегулировать титанический поток пламени, тяговые усилия ракеты, когда отбросить сработавшую ступень, когда включить следующую ступень?
Все эти вопросы не должны беспокоить космонавтов. Все автоматизировано, все корректируется с Земли! Между космическим кораблем и постом управления, расположенным на Земле, существует постоянный, живой мостик связи.
Вспомните, как взволнованно всматривались мы в лицо космонавта, запечатленное на экране телевизора!
"Самочувствие прекрасное. Мышление и работоспособность сохранились полностью",- сообщал Юрий Гагарин, первый человек, прикоснувшийся к тайнам Вселенной.
И разве не так слушали мы голоса и всматривались в лица уже не одного, а трех обитателей "Восхода", пассажиров корабля "Союз", ученых-космонавтов орбитальной станции "Салют".
Мостик связи человека в космосе с машиной, управляющей полетом с Земли, идет по нескольким направлениям. Во-первых, это радиосвязь Земля - космос Земля. Во-вторых, это связь космос - космос между двумя кораблями. Наконец, это то, о чем мы уже говорили,- радиоуправление всей системой космического корабля с Земли: выведение его на орбиту, управление в полете, управление одной из наиболее сложных фаз - приземлением корабля. При выходе на орбиту и во время приземления космонавт полностью отключается - громаднейшие перегрузки могут помешать ему управлять кораблем и ракетой. За него работает автоматика на самой ракете и "умная" машина на Земле.
И недаром о действии этой автоматики восторженно отзывается ученый-космонавт К. П. Феоктистов.
Он рассказывает: "У нас все работало отлично. При приземлении скорость была равна нулю - мы даже лунку посадки обнаружили не сразу. После посадки свежая стерня. Лунка оказалась глубиной всего в 6 сантиметров".
Между космическим кораблем и Землей существует и телевизионная связь. Это длинная цепочка передачи изображения электромагнитными колебаниями с космического корабля, которые попадают на приемные пункты обычной радиотелевизионной релейной линии. Затем изображение поступает в центр телевизионного вещания и уже отсюда идет по эфиру. Но, пожалуй, самым своеобразным и интересным является биотелеметрический канал. Это, если хотите, канал интимной связи человека, находящегося во Вселенной, с умной машиной на Земле. Человек в космосе все время находится под пристальным наблюдением врачей и специалистов. Ни на одно мгновение - бодрствует ли космонавт, спит, работает или обедает - его состояние не выпадает из-под бдительного контроля с Земли. Это может быть прямая передача основных денных о космонавте. Но она не всегда осуществима: космический корабль уходит из пределов досягаемости. За это время необходимо где-то накопить все данные, чтобы затем немедленно передать их на Землю, когда космический корабль сможет связаться с наземными установками.
Для этого на космическом корабле есть специальные "накопители" информации.
Как же практически осуществляется контроль над функциями человека в космосе?
На различных участках тела человека закрепляются датчики - небольшие приборы, которые должны передавать показания дыхания, пульса и другие физиологические данные, характеризующие состояние человека. В качестве датчиков используют, например, фотоэлементы с миниатюрной лампой. Кровь пульсирует, меняя тем самым освещенность фотоэлемента, а соответственно и величину тока на выходе. Чтобы очень точно измерять температуру тела, используют термисторы. Это - электрическое сопротивление, чутко меняющееся в зависимости от температуры. Для регистрации дыхания на грудь надевают специальный пояс. На поясе установлено сопротивление, меняющееся в зависимости от дыхания.
Все эти электрические данные передаются на Землю, но не в чистом виде они как бы накладываются на основной поток электромагнитных колебаний. Путь этой информации следующий. Надо снять показания, наложить его на переданную частоту радиопередатчика и направить на Землю. Здесь из полученных колебаний вновь выделяются только те, которые характеризуют здоровье человека.
Кроме этих, так сказать, обычных показаний, врачей интересуют и другие, более сложные данные. Их интересует электрокардиограмма - запись электрических токов сердца; электромиограмма - запись биотоков мышц; электроэнцефалограмма - запись электрических импульсов мозга. Каким же образом снимаются эти показания?
На теле космонавта закрепляются очень легкие электроды, улавливающие самые ничтожные колебания тока. Ведь в мышце, например, величина тока составляет лишь одну десятитысячную часть всего количества энергии, освобождающегося при ее сокращении. Видимо, эти колебания необходимо усилить, прежде чем их передавать. Так и поступают.
При полете Андрияна Николаева и Павла Поповича постоянно записывались показания работы сердца, мышц, дыхания, биотоки мозга и еще два очень интересных показателя - движения глаз и кожная реакция.
При длительном пребывании в состоянии невесомости может произойти нарушение вестибулярного аппарата - аппарата равновесия. В этом случае происходят неожиданные периодические движения глазного яблока. По количеству и характеру этих движений можно очень хорошо судить о состоянии человека при невесомости. Вот почему Павлу Поповичу в уголки глаз были прикреплены крошечные электроды. Их показания тоже передавались на Землю.
А кожная реакция? Это своеобразный показатель эмоционального состояния космонавта. Измеряя время от времени кожное сопротивление с помощью электродов, присоединенных к стопе и к нижней части голени, врачи судили о возможных сдвигах в эмоциональном состоянии человека, особенно в период выхода на орбиту и приземления.