Что же дальше?

Все, кто непосредственно занят космической работой, давно столкнулись с таким вот противоречием. С одной стороны, планирование программы, управление полетом должно быть безупречно четким. Иначе говоря, все расписано по дням, виткам, иногда по часам и минутам. А с другой - неизбежно возникает необходимость вносить поправки, уточнения, новые элементы в график работы на борту. В поисках компромисса между возможным и желаемым очень часто решающая роль и принадлежит экипажу. Вспоминаю такой эпизод.

Потребовалось срочно сфотографировать земную поверхность в интересующем ученых районе. Для этого надо перезарядить фотокамеры. Работы не менее чем на два часа. А космонавты, это были В. Коваленок и А. Иванченков, заняты другим делом. Потом у них медицинские обследования, отдых, сон. Сокращать эту часть графика Центр управления разрешить не может.

Что делать? Видно, придется отказать ученым в их просьбе. Так и поступили. Однако утром космонавты докладывают: «Камеры перезарядили, к съемке готовы».

Им не передавали ни указаний, ни распоряжений, ни даже просьбы. Но они, понимая необходимость эксперимента, решили все сами, поступившись отдыхом. Время на орбите не только дорого - его еще и очень мало. Сон - 8-9 часов, завтрак, обед, ужин - 1,5-2 часа, ведение радиосвязи - 1-1,5 часа, физические тренировки - почти два часа, ну и личное время хотя бы два часа. Много ли тут остается на рабочие операции? Потому и необходимо, чтобы экипаж занимался в основном перенастройкой оборудования, корректировкой программы исследований, ремонтом и профилактикой, то есть сознательной, целенаправленной деятельностью, где автомат не в^состоянии соперничать с человеком. Там же, где можно, конструкторы стремятся снять часть забот с экипажа, прибегают к автоматике.

И все же я убежден, сколь бы полно ни удалось автоматизировать управление космическими аппаратами и проведение научных исследований, роль космонавтов на борту по мере увеличения длительности полетов будет возрастать. Ведь ради чего, в сущности, мы наращиваем продолжительность космических рейсов? В конце концов, чтобы выяснить возможности работы и обитания в околоземном космическом пространстве. Со временем оно станет необозримым полем практической деятельности людей. Тогда уже не отдельным космонавтам, а большим коллективам придется трудиться в космосе. И они будут опираться на опыт первых длительных экспедиций на орбиту.

Вот, кажется, и я подошел к тому моменту, когда пора заглянуть в будущее. А чтобы этот взгляд был не только моим субъективным мнением - человека, хотя и непосредственно участвующего в космической работе, но все же занимающегося созданием техники, я решил привлечь к размышлениям еще и Конструктора. С тем, чтобы каждый из вас - Автор, Космонавт и Конструктор - как бы в заочной беседе приоткрыл доступное ему представление о будущем космонавтики. Не исключаю, что где-то наши точки зрения разойдутся. Тогда время и читатель нас рассудят. Итак, начинаем наше путешествие в грядущее.

Конструктор. Обращаясь в будущее, и не столь уж отдаленное, мысленно представляя «Салюты» следующего, третьего, поколения, их главную черту вижу не в простом увеличении объема. Собственно, она не была скрыта от взгляда конструкторов и раньше и от станции к станции выявляется все заметнее: мы стремимся к тому, чтобы максимально автоматизировать рабочие процессы на борту, сделать их непрерывными. Это основной путь совершенствования станций. Уже сейчас созданы средства, почти полностью автоматизирующие управление на борту и обеспечивающие (при наличии связи с Землей) возможность полета корабля и станции в автоматическом режиме. Если бы этих средств не было, мы не имели бы сейчас связных спутников-ретрансляторов, метеоспутников, автоматических межпланетных станций.

Автор. Выходит, что со временем -человеку нечего будет делать на станции? Не думаю. Непосредственный контроль процессов, идущих на станции, возможен сейчас только в пределах зоны радиовидимости наземных командно-измерительных пунктов. А в этих зонах станция находится не более 20-30 процентов общего времени полета. И пока считается необходимым поручать экипажу контроль за процессами, которые хотя бы частично происходят вне зоны радиовидимости, а особо важные из них держать под двойным контролем - экипажа и Земли.

Ну а если в ходе автоматического яолета обнаруживаются недопустимые отклонения, то кто, кроме экипажа, в состоянии взять на себя управление? Человек здесь сможет выполнить роль резервного логического, счетно-решающего и командного устройств. Немало подобных случаев было в прошлом, найдется им место и на станциях «Салют» даже третьего поколения.

Конструктор. И все же следует стремиться к тому, чтобы полностью освободить человека от контроля за управлением бортовой аппаратурой, анализа ее состояния. Разумеется, это осуществимо лишь при условии увеличения надежности работы аппаратуры без участия экипажа. Здесь есть дза пути.

Первый - переложить все эти функции на наземные службы. Но тогда необходима непрерывная радиосвязь на линии Земля - орбитальный комплекс. Этого можно добиться либо за счет увеличения и равномерного распределения на поверхности суши и океанов -приблизительно 200-300 командно-измерительных пунктов, либо за счет использования спутников связи на стационарных орбитах. При нынешнем уровне техники управление и связь через ретрансляторы вполне реальны. Причем на Земле можно обеспечить практически непрерывный оперативный контроль и анализ состояния орбитального комплекса, выдачу команд в любой нужный момент. Правда, достигается все это дорогой ценой: слишком велика загрузка наземных служб и явно мала автономность станции.

Если число кораблей и станций увеличится, Земля не справится. Так что в будущем, по-видимому, окажется целесообразнее другой путь. Он предусматривает установку иа борту надежных и достаточно мощных вычислительных машин, способных обрабатывать и анализировать результаты измеренных параметров, которые характеризуют работу и состояние комплекса, его систем.

Однако оба способа решения вопросов надежности и безопасности, пожалуй, не смогут исключить участие космонавтов в случае возникновения опасной ситуации, но только в этих, аварийных, случаях. Как правило же, космонавты не должны будут отвлекаться иа решение этих вопросов.

Автор. Зато ремонтно-профилактические, наладочные и другие работы по обслуживанию станции, например, перенос из грузового корабля доставленного оборудования, его установка, подключение, регулировка и настройка, да просто уборка помещения, шлюзование отходов - все это ляжет на плечи людей. Здесь, по-моему, вовсе не удастся заменить человека.

Конструктор. Действительно, такие операции без экипажа можно выполнить только с помощью роботов, которые немногим будут уступать человеку. Но дело это далекое, непомерно сложное, хотя в принципе осуществимое. Так что обслуживание станции, видимо, надолго останется за человеком.

Автор. Возьмем теперь проведение исследований и экспериментов. Допускаю, что, если разбирать каждую отдельную задачу, то, видимо, можно найти способ автоматизировать процесс ее решения. В космосе работают многочисленные спутники научного назначения, включая и автоматические астрофизические обсерватории. Широко используются автоматы для фотографирования из космоса, проведения технологических, биологических экспериментов. Но возникает при этом немало осложнений, когда надо обеспечить, скажем, перезарядку кассет, технологических печей или термостатов. А как, например, автомату самому оценить, «стоит ли проводить съемку - не слишком ли много облаков»? Человек все это способен сделать быстрее и лучше. Наверное, такого рода работы тоже целесообразно оставить за человеком и в будущем.

Конструктор. Но все это приводит к тому, что, с одной стороны, космонавт сильно перегружен, с другой - снижается эффективность всего орбитального комплекса. Выход, видимо, в том, чтобы автоматизировать все, что без чрезмерных усилий можно автоматизировать. Конечно, за человеком останется большое количество экспериментов и наблюдений, например, визуальные наблюдения, которые невыгодно автоматизировать. Главные же задачи человека на орбитальном комплексе - получать новую и неожиданную информацию, перерабатывать ее и принимать незапрограм-мированные, ио нужные в данный момент решения.

Автор. Значит, можно утверждать, что у человека есть прочный плацдарм - орбитальная многоцелевая лаборатория. Сейчас его присутствие на борту комплекса предоставляет нам максимальные возможности проводить разнообразные исследования и эксперименты, менять программу работы в ходе полета.

Конструктор. Тем не менее у пилотируемых орбитальных комплексов впереди отнюдь не «безоблачное небо». Вопрос о месте человека на орбите, о необходимой степени непосредственного его участия в космических работах далеко еще не решен окончательно. Есть сторонники активного участия человека, есть и противники. И трудно сказать, кого больше. Очевидно, что решение определенных задач в космонавтике с использованием автоматов существенно дешевле. Как разобраться в этих противоречивых соображениях?

Автор. Кроме логических доводов за участие человека в работах на орбите, о которых мы уже говорили, нельзя же сбрасывать со счетов естественное стремление расширить сферу жизни и деятельности, проникнуть в новые области. Извечное стремление к новому, любознательность, самоутверждение - все это глубоко присуще человеку - в этом его природная особенность. Трудно себе представить, что, имея принципиальную возможность построить межпланетные корабли, человечество откажется их использовать, не рискнет отправить когда-нибудь экспедиции для глубокого исследования планет солнечной системы. Но и это, может быть, не основное направление будущей деятельности человека в космосе. На горизонте не слишком отдаленного будущего - создание в космосе промышленных объектов. Имеющиеся сейчас результаты технологических экспериментов на орбите обнадеживают. Они показывают, что может оказаться вполне целесообраз ной организация промышленного производства уникальных материалов, кристаллов, оптического стекла, биологических препаратов. В любом случае все это трудно представить без участия человека.

Конструктор. Есть еще одно направление, в котором человеку принадлежит едва ли не главная роль. Я имею в. виду строительство на орбите солнечных электростанций для снабжения Земли энергией. Эта проблема привлекает все большее внимание специалистов разных стран. Учитывая ограниченность топливных ресурсов на планете, все более обостряющуюся проблему загрязнения атмосферы теплоэнергостанциями, опасности, связанные с загрязнениями природной среды, имеет смысл исследовать возможность получения электроэнергии с помощью солнечных орбитальных электростанций мощностью в несколько миллионов киловатт.

В состав такой электростанции, находящейся на стационарной орбите, должны входить устройства сбора солнечной энергии и ее преобразования в электрическую, устройства преобразования электроэнергию в излучение микроволнового диапазона и передатчики энергии на Землю (по радиоканалу) с помощью остронаправленной антенны, средства ориентации сборников энергии на Солнце и передающей антенны на заданный пункт на поверхности Земли, где энергия радиоизлучения будет приниматься и преобразовываться в электроэнергию.

Оценки показывают, что масса такой электростанции составит величину порядка 100 тысяч тонн, а диаметр передающей антенны - около одного километра. Уже из этих данных ясно, что на пути создания элект ростанции стоят грандиозные трудности. При этом существенное значение имеют стоимость доставки грузов на орбиту, стоимость монтажа станции на орбите и стоимость полуфабрикатов.

Если условно принять примерно равное распределение расходов, отнесенных к этим трем основным статьям, то, чтобы подобное производство энергии было рентабельным, стоимость доставки одной такой станции на орбиту должна составлять около пятидесяти рублей за килограмм. Надо сказать, что современные средства доставки на орбиту и стоимость оборудования (например, стоимость килограмма солнечных батарей) обходятся во много раз дороже. Например, планируемая стоимость доставки оборудования с помощью американской многоразовой транспортной системы составляет примерно 350-500 долларов за килограмм. Таким образом, чтобы решить эту задачу, нужно по крайней мере на порядок (в десять раз) снизить стоимость доставки и при этом обеспечить возможность создания гигантского потока грузов на орбиту. Ведь если говорить о солнечных орбитальных электростанциях, то их создание будет иметь смысл только в том случае, если они смогут внести существенный вклад в земную энергетику.

В настоящее время мощность всех наземных электростанций составляет около одного миллиарда киловатт. Учитывая, что создание орбитальных электростанций возможно не ранее 2000 года, и принимая суммарную мощность таких станций также порядка одного миллиарда киловатт, только доставка оборудования и элементов электростанций на монтажную орбиту для дальнейшей сборки потребует 500 тысяч полетов таких кораблей, как разрабатываемые сейчас в США транспортные корабли «Спейс шаттл». Если предположить, что такая программа займет 25-50 лет, то придется осуществлять 10-20 тысяч запусков в год.

По всей видимости, для реализации программы солнечных орбитальных электростанций потребуется создание других транспортных систем, способных доставлять на орбиту в одном полете 200-400 тонн при стоимости доставки грузов на орбиту в 10-20 раз дешевле, чем с помощью «Спейс шаттл». Даже при наличии космического флота из 50-100 таких перспективных транспортных кораблей введение в строй од-нэй-двух орбитальных электростанций в год вызовет необходимость осуществить около 20 запусков каждого из этих кораблей в год.

Помимо доставки оборудования и элементов конструкций электростанций на монтажную орбиту, необходимо производить их сборку, транспортировку собранных станций или их частей на стационарную орбиту, конечно, для того чтобы вести все эти работы, придется создавать на монтажной орбите автоматизированные заводы, которые из полуфабрикатов, привезенных с Земли, например, лент для сварки труб будущих ферм, будут производить фермы, панели батарей, элементы радиоантенн и т. п.

Автор. Однако для ведения таких работ потребуются не только автоматизированные заводы, механизмы и т. п., но и персонал, который будет управлять производством, осуществлять монтаж орбитальных электростанций. Следовательно, на орбите придется создавать производственно-жилые комплексы, включающие в себя орбитальные станции (откуда можно было бы вести управление комплексом, где люди могли бы жить, отдыхать и т. п.), а также сборочные стапели, заводы по производству деталей станций.

Конструктор. Несмотря на все эти трудности, .проблема создания рентабельных солнечных орбитальных электростанций не выглядит практически неразрешимой. Уже сама постановка задачи обычно наталкивает специалистов на несколько вариантов ее возможного решения. Все проблемы технически поняты, и, как правило, это означает, что они в принципе осуществимы. И если эксплуатация солнечных орбитальных электростанций, возможно, будет одной из основных областей промышленной деятельности человечества в космосе в будущем веке, то гораздо раньше, по мнению некоторых специалистов, станет возможным получение на орбитальных станциях электроэнергии, способной воздействовать на земной климат.

Что же дальше?

Действительно, направляя потоки энергии с помощью специальных излучателей на центры образования циклонов, тайфунов, на отдельные точки метеорологических фронтов (при подборке соответствующих диапазонов излучения), можно рассеивать эту энергию на земной поверхности или на заданной высоте атмосферы Земли, воздействуя на нежелательные метеорологические процессы.

Словом, производственная деятельность, возможно, станет в будущем основной сферой деятельности человека на орбите вокруг Земли, как в составе отдельных станций, так и на борту научно-прикладных и производственных комплексов, имеющих иароднохозяйственное значение. Так что согласен, что и в будущем большая роль человека в работе на орбите вполне очевидна, несмотря на предполагаемый значительный прогресс в автоматизации множества отдельных операций.

Автор. С каждым годом все больший объем народнохозяйственных задач решают средства космической техники. Далеко не последнее место принадлежит здесь орбитальным станциям типа «Салют». На ближайшее время это наиболее перспективная космическая система. «Салюты» рассчитаны, как известно, на многочисленные полеты экипажей из двух-трех человек. Однако уже сейчас правомерно подумать и об отдаленном будущем.

Конструктор. Со временем может оказаться целесообразно строительство станций, которые смогут работать годы и даже десятилетия и принимать сменяемые экипажи численностью до 10-20 человек. В перспективе ничто не помешает выводить в космос и более крупные многоцелевые комплексы, рассчитанные на экипажи из 50-70 и даже 100 человек. Сейчас орбитальные станции запускают в космос одной ракетой-носителем, так сказать, сразу в готовом виде. Большие орбитальные комплексы удобнее выводить в космос по частям и собирать с помощью одной-двух стыковок. А в дальнейшем для еще более сложных комплексов, наверное, понадобятся специальные монтажно-сбороч-ные операции. Достоинства унификации подсказывают, что было бы рационально взять за основу стандартные конструктивные блоки, вес и габариты которых обусловлены характеристиками ракеты-носителя. В одном блоке оборудован, скажем, отсек экипажа, во втором - помещения для отдыха, а ряд других оснащен разнообразной аппаратурой и т. д. Такой подход к конструированию станции будущего позволит по мере надобности наращивать новые и новые блоки различного назначения, соединяя их в сложный комплекс.

Автор. Техника сборки станций из блоков расширит для космонавтов диапазон рабочих операций на орбите. По-видимому, вовсе необязательно оснащать каждый блок двигателем для сближения и стыковки. Их достаточно вывести в определенный район космоса, где расстояние между ними составит несколько километров. Последующее сближение блоков и сборку в единый комплекс выполнит специальный корабль. Назовем его космическим буксиром. Большие запасы топлива для двигателей, особые радио- и телевизионные системы обеспечат экипажу буксира возможность совершать необходимые маневры в космосе, перемещая блоки и сводя их в общую конструкцию.

Конструктор. Конечно, эту работу может выполнять буксир в виде 'пилотируемого корабля. Однако вполне резонно вести речь и о буксире, способном собирать в космосе крупную орбитальную станцию без участия космонавтов. Не исключен и третий вариант: дистанционное управление космическим буксиром с Земли. Напомню, прообраз подобной системы - наши луноходы, которые по командам из наземного центра вполне успешно действовали на лунной поверхности. Придется, видимо, предусматривать эффективное сочетание космонавтов-монтажников, автоматизированных систем и управляемых с Земли манипуляторов.

Автор. Признаком всех существующих транспортных систем и современных ракетоносителей является то, что они одноразового действия. Отработавшие ступени сгорают при входе в плотные слои атмосферы, тонут в океане или разбиваются о Землю, а возвращаемые части кораблей тоже не годятся для повторного полета. Но так будет, вероятно, не всегда.

Конструктор. Вообще говоря, транспортный мост «Земля - орбита - Земля» непрерывно наращивает свою, так сказать, производительность. И все же в обозримом будущем поток грузов останется практически односторонним - с Земли на орбиту. Многое из того, что выводится в космос, так и не возвращается обратно: сгорает в атмосфере или надолго застревает на орбитах. Между прочим, в околоземном пространстве всевозможных спутников, фрагментов ракет-носителей и других остатков от космических аппаратов насчитывается уже около пяти тысяч. Если так дело пойдет и дальше, то через 50 лет вокруг нашей планеты окажется столько всякого лома, что возникнет серьезная опасность для космоплавания. Поэтому в дальнейшем придется предусматривать какие-то меры, чтобы избежать «засорения» ближнего космоса подобными объектами. Некоторые из них, видимо, удастся вновь использовать либо в целом виде, либо как стройматериал. Но такую возможность надо заранее закладывать в конструкциях аппаратов. Почему бы, к примеру, не воспользоваться топливными баками последней ступени ракеты-носителя для их переоборудования в космосе под помещения орбитальной станции?

Таковы наиболее существенные черты не слишком отдаленного космического будущего планеты. Но, конечно, далеко не вес.