Научный орбитальный комплекс

Но все это приводит к тому, что человек на станции оказывается вовлеченным в слишком большой и разнообразный круг операций. Это приводит, с одной стороны, к перегрузке, а с другой стороны — к снижению эффективности всего комплекса, поскольку по сравнению с машинами человек на станции обладает определенными недостатками. Он должен тратить время на сон (9 ч — такова норма, принятая сейчас на станциях «Салют»), на физические упражнения (2,5 ч — такова необходимая плата за профилактику невесомости), на завтрак, обед и ужин (минимум 2 ч, учитывая время на приготовления к «трапезе»), на отдых (1–1,5 ч — так называемое «личное время»), на связь с Землей (1–1,5 ч в сутки), на медицинский контроль (около 1 ч).

Таким образом, время, которое он может выделить на целенаправленную работу, составляет в день всего несколько часов. А ведь нужно еще учесть два выходных дня в неделю, дни медицинского контроля, дни, идущие на операции обслуживания (коррекции, стыковки, расстыковки, консервации, расконсервации, перенос грузов, заправки и т. п.). Все это приводит к тому, что время, выделяемое на выполнение исследований и экспериментов уменьшается, и временной КПД пилотируемой станции оказывается низким.

Как же выйти из этого положения?

В случае решения задач первой группы очевидно, что следует стремиться к тому, чтобы полностью освободить человека от функций контроля и управления бортовой аппаратурой, от функции анализа состояния. Однако это, конечно, осуществимо лишь при условии проведения необходимых мероприятий по увеличении надежности работы и по обеспечению контроля и анализа состояния комплекса без участия экипажа. Разрешение данной проблемы возможно двумя путями, и, по-видимому, какое-то время будет использоваться и тот и другой.

Первый путь — обеспечение функций управления бортовой аппаратурой, контроля и анализа состояния за счет работы наземной службы, что возможно только в случае обеспечения практически непрерывной радиосвязи Земля—орбитальный комплекс. Этого можно добиться либо за счет равномерного размещения на поверхности суши и океанов достаточно большого количества командно-измерительных пунктов (порядка 200–300 пунктов), связанных каналами связи с центром управления полетом, либо за счет использования системы спутников-ретрансляторов для непосредственной связи со станцией, располагаемых на стационарной орбите (как это, например, было осуществлено во время совместного полета кораблей «Аполлон» и «Союз» в 1975 г.).

На современном уровне техники управление и связь через ретрансляторы представляются вполне реальными и осуществимыми. Причем на Земле вполне возможно обеспечить практически непрерывный оперативный контроль и анализ состояния орбитального комплекса и идущих на нем процессов, выдачу на системы и агрегаты необходимых команд в требуемые моменты времени. Это позволит вести активные сложные процессы и во время сна или отдыха космонавтов, выполнения ими физических упражнений и т. п.

Недостатками же данного направления являются недостаточная автономность станции, необходимость вовлечения в непрерывную работу с данной станцией специалистов центра управления полетом, наземных пунктов связи через спутники-ретрансляторы, загрузка самих ретрансляторов передачей «сырой» (необработанной) информации. И по мере увеличения количества находящихся на орбите станций и кораблей этот путь станет явно неприемлемым, и в будущем, по-видимому, придется ориентироваться на другой.

Этот второй путь предусматривает установку на борту комплекса мощных и надежных бортовых вычислительных машин, способных обрабатывать и анализировать результаты измерения параметров, характеризующих работу и состояние комплекса, его бортовых систем. Возможность алгоритмизации обработки и анализа состояния вполне очевидна. Обычно это осуществляется путем сравнения измеренной величины с ее номинальным значением (и интервалом допуска), или с графиком ее изменения, затем по комплексу параметров определяются алгоритмы: «в сумме — все в порядке или нет?» и «где недопустимое отклонение?». Такие алгоритмы обработки и анализа уже реализуются на наземных вычислительных машинах.

Для реализации второго пути требуется создать комплекс миниатюризированных бортовых машин, которые могли бы решать аналогичные задачи на борту станции.

Однако первый и второй способы решения вопросов надежности и безопасности не будут исключать возможности того, что в случае возникновения опасной ситуации экипаж сможет брать управление на себя. Но, как правило, экипаж станции не должен будет заниматься этими вопросами.

Примерно то же следует сказать и о третьей группе задач, касающихся проведения исследований и наблюдений: все, что без больших усилий может быть автоматизировано, должно быть автоматизировано. Конечно, за человеком здесь останется большое количество экспериментов и наблюдений (например, визуальные наблюдения), которые нерентабельно автоматизировать, Что же касается второй группы задач человека, задач по обслуживанию техники станции (настройки, регулировки, перенос, установка, подключение оборудования и т. п.), то эта область, по-видимому, надолго останется за человеком.

Главные задачи человека на орбитальном комплексе — готовность приема новой и неожиданной информации, ее переработка и возможность принятия незапрограммированного, но нужного в данный момент решения. Обсуждение роли автоматики и человека на станции проводилось здесь на примере орбитального комплекса, но если такое рассмотрение провести на примерах специализированных станций, то мы получим те же выводы: человек не должен выполнять примитивную, легко алгоритмизируемую работу. Он должен делать то, что автоматизируется с трудом, в частности, прием новой, незапрограммированной информации, ремонт, настройки, регулировки, изменение программ работ и т. п.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОРБИТАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

С разрешением проблемы «человек—автоматика» связана и более общая проблема — будущее орбитальных комплексов. Надо иметь в виду, что перед обитаемыми орбитальными научными комплексами впереди отнюдь не «безоблачное небо». Жизнь ставит ряд принципиальных вопросов, и главный из них — место человека на орбите, необходимая степень непосредственного участия человека в космических работах.

В настоящее время есть и сторонники активного участия человека, есть и противники. И трудно сказать, кого больше. Сторонники непосредственного участия человека в работах на орбите, помимо логических доводов, невольно опираются на естественное для человека стремление расширить сферу жизни и деятельности, проникнуть за ранее достигнутые границы, т. е. проникнуть в новую для себя область. Тут наверняка проявляется одна из глубоких природных особенностей человека — извечное стремление к новому, любопытство, стремление к самоутверждению.

Противники широкого участия человека в космических операциях пользуются более конкретными и на первый взгляд более весомыми доводами — экономичностью и безопасностью. Сторонники использования в основном автоматических аппаратов исходят из принципиально правильного положения: если делать специализированные космические аппараты, то они легко могут быть сделаны полностью автоматическими. Как уже говорилось, задачи управления, ориентации, астрофизических исследований, фотографирования Земли и т. п. алгоритмизируются, а следовательно, могут решаться с помощью «автоматов».

Очевидно, что решение определенных задач в космонавтике с использованием автоматов существенно дешевле, чем с помощью человека. Действительно, автомат может работать круглосуточно (а не несколько часов в сутки) и без выходных дней. Кроме того, отсутствуют затраты, связанные с изготовлением и запуском пилотируемых кораблей для доставки человека к «месту работы» и для его возвращения на Землю, а также затраты на обеспечение в космическом орбитальном аппарате условий, необходимых для работы и жизни человека (соответствующие герметичные объемы, средства отдыха и профилактики невесомости, кислород, вода, пища и т. п.).