Зато мы делали ракеты. Воспоминания и размышления космонавта-исследователя

Феоктистов Константин Петрович

Идея совместного полета отдельных модулей достаточно простая. Скорость удаления или приближения уменьшается до минимума, определяющегося чувствительностью измерителей относительной скорости. Пусть это будет 1,5 сантиметра в секунду. Тогда расстояние от 10 до 50 километров (с учетом особенностей движения спутника на орбите) будет увеличиваться примерно за десять суток.

Когда это расстояние увеличится до 50 километров, на втором модуле выдается импульс, изменяющий знак относительной скорости, и модуль начинает сближаться с первым, доходит до своих 10 километров еще через десять суток и т. д. Если относительную скорость измерять с точностью порядка сантиметра в секунду (что вполне возможно в современной радиолокационной технике при работе по активному приемнику-ответчику), то расход топлива на поддержание модулей станции в заданном относительном

положении оказывается существенно меньшим, чем топливо, которое мы в любом случае обязаны тратить на компенсацию торможения станции атмосферой. Таким образом, телескоп, например, можно держать на расстоянии 10–50 километров сзади базового блока, производственный модуль на расстоянии 10–50 километров впереди, а заправочный модуль впереди, на расстоянии, например, 60–100 километров.

Состав такой станции-облака может расширяться и меняться. Естественно было бы использовать базовый блок станции, где размещается дежурная смена космонавтов, и геофизический модуль с аппаратурой экологического контроля, контроля состояния озонового слоя атмосферы, исследований природных ресурсов и т. п. Там же можно было бы разместить средства медицинских и биологических исследований.

На этом блоке должны быть несколько причалов для пилотируемых и грузовых кораблей и для «орбитальных автомобилей» — аппаратов, предназначенных для перелетов космонавтов между модулями станции с целью их обслуживания.

Эта идея появилась у меня в восьмидесятые годы, излагал ее в курсе лекций для студентов в девяностые и долго считал, что будущее орбитальных станций именно за схемой станция-облако. Сейчас у меня уже нет твердой убежденности. Может быть, целесообразнее создавать два типа орбитальных станций: специализированные станции, включающие в себя механически связанные модули, и универсальные — в виде станции-облака.

Например, специализированную астрофизическую станцию, включающую в себя ряд больших телескопов (например, с размерами телескопа Хаббл), можно все же попытаться создать в виде ряда механически соединенных карданных подвесов, в которых устанавливаются отдельные работающие по независимым программам телескопы, нацеливаемые на различные участки неба. Технические трудности, связанные с наличием в этой же конструкции жилого блока для бригады обслуживания из космонавтов, будут, по-видимому, немалые, но возможно, их удастся преодолеть, а космонавтам на такой станции работать будет существенно проще, и топлива на перелеты между отдельными телескопами не потребуется. А универсальную станцию, включающую в себя и телескопы, и модули для технологических работ и исследований, и заправочную станцию, и строительную базу, и другие объекты, строить с использованием схемы станции-облака.

С идеей создания на орбите больших конструкций (например, гигантских радиотелескопов) связана задача создания космических роботов. Это актуальная задача современной космической техники. Опыт работы космонавтов на орбите в открытом пространстве показывает опасность этих работ и крайне ограниченные возможности человека, закованного в доспехи выходного космического скафандра. Даже изготовленные из мягких тканей и резиновой тонкой герметической оболочки элементы выходного скафандра превращаются в жесткую конструкцию под действием перепада между внутренним давлением в скафандре и внешним вакуумом, составляющего 0,3–0,4 атмосферы. Постоянная необходимость специальной фиксации и страховки, скованность движений человека, одетого в скафандр, резко снижают эффективность его работы в открытом космосе. В то же время опыт показывает необходимость расширения работ вне герметичных отсеков станций и кораблей. Обслуживание самих орбитальных станций, их ремонт и профилактика, обслуживание автоматических космических аппаратов и пилотируемых кораблей на орбите, строительство больших конструкций, платформ спутников связи, больших орбитальных станций, больших астрофизических инструментов, антенн радиотелескопов и т. п. невозможно без выполнения сложных и объемных работ в открытом пространстве. Общий объем этих работ представляется довольно большим, он явно не под силу одетым в скафандры космонавтам.

Отсюда возникает необходимость создания роботов для выполнения работ в открытом пространстве. Внешне он представляется пяти- или шестилапым существом. Вернее, двух- или трехруким и трехногим: одна или две «руки» работают, а одна или две держат запасной инструмент или подготовленную к установке деталь или прибор. Назначение «ног» — фиксация робота на внешних элементах конструкции

обслуживаемого аппарата или строящегося объекта. Желательно иметь три «ноги», чтобы силовые изгибающие моменты не нагружали конструкцию «ног».

Можно представить два типа роботов: телеуправляемые и автономные. Телеуправляемый робот управляется человеком-оператором или даже бригадой операторов, расположенных внутри орбитальной станции или даже на Земле. Для управления операторам нужно иметь стереоскопическое изображение места работы или места фиксации, причем в различном масштабе. Это означает, что робот должен иметь несколько пар телевизионных камер, снабженных трансфокаторами, направление визирования которых может меняться, и линии связи, обеспечивающие передачу изображений операторам по двум телевизионным каналам. На рабочем месте операторов должны быть достаточно мощные средства, строящие стереоскопическое изображение наблюдаемой картины в режиме реального времени. В случае, если выбирается управление с Земли, должна обеспечиваться широкополосная (минимум два телевизионных канала!) линия связи по цепочке: робот — орбитальная станция — спутник-ретранслятор — наземный пункт связи с ретранслятором — центр управления, где располагаются пульты управления операторов. Обеспечение таких линий связи вполне реально, но очень громоздко. Поэтому можно представить, что на каком-то этапе предпочтение может быть отдано более простому варианту использования в качестве операторов космонавтов, находящихся непосредственно на борту станции.

Принципиально возможно создание роботов, самостоятельно выполняющих работу по указанию, данному в достаточно общем виде. Но пока это еще не под силу современной технике. Распознавание образов, выбор алгоритмов для данной конкретной работы, алгоритмы ее планирования и т. п. — эти задачи еще пока не решены. Но развитие работ в этом направлении неизбежно, поскольку оно совпадает с общим направлением разработки универсальных роботов для нужд промышленности, для использования в сельском хозяйстве, в шахтах и на тяжелой работе в сложных и опасных условиях. Даже в домашнем хозяйстве неплохо бы избавиться от рутинной работы по уборке помещений, приготовлению пищи и другой.

Жизнь прошла, но проблема орбитальных станций в целом так и осталась нерешенной. По сути, это вопрос существования самого человека в новом мире, в который он проник, но еще не знает зачем и не видит, не понимает, что может непосредственно в этом мире делать, не оставаясь на уровне дворника и сантехника. Разобраться в этом, экспериментировать и искать — задача следующего поколения. Мне кажется, эта проблема, скорее всего, решится сама собой с течением времени.

Опыт лунной программы

Мы привыкли к полетам космонавтов на орбитальные станции. Как оказалось — шуму много, а пользы пока не видно. Но тогда, в начале семидесятых годов, мы предвидеть этого не могли. Можно было выбрать и другой путь после создания первых кораблей. Еще лет двадцать-тридцать назад в книгах, статьях читали о том, что развитие пилотируемой космонавтики неизбежно пойдет по естественному пути: от полетов на орбиту Земли — к полетам к Луне, затем Марсу и так далее. С мечты о межпланетных полетах началась космическая техника. С мечтой о полетах на Луну, к планетам Солнечной системы работали проектанты первых спутников и пилотируемых кораблей. Но вот уже началось XXI столетие, а межпланетные пилотируемые корабли не только никуда не летают, но даже не проектируются.

А между тем конец шестидесятых — начало семидесятых годов прошли под знаком крупного успеха космической техники. Созданные в США пилотируемые корабли с помощью трехступенчатых ракет-носителей «Сатурн-5» совершили девять полетов к Луне. Начиная с 1969 года американцы шесть раз осуществили высадку экспедиций на поверхность Луны.

В том триумфальном для американцев 1969 году мне пришлось побывать в США по приглашению НАСА. Было такое впечатление, что НАСА, принимая нас, хотело продемонстрировать СССР тщетность попыток состязания с Штатами в космических предприятиях. НАСА — американская государственная организация, ведущая работы по аэронавтике и космонавтике с центральным аппаратом в Вашингтоне. Тогда она вела работы через свои организации — центры Джонсона, Маршалла, Кеннеди, Годдарда и другие. Эта поездка была интересна мне не только потому, что можно было своими глазами увидеть развернутые тогда работы по проекту «Аполлон», но и сама по себе. Она позволяла познакомиться с интересной для меня страной, с ее людьми.