Страница 56 из 68
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.