Text
                    

СОВЕТСКИЕ ПИЛОТИРУЕМЫЕ КОРАБЛИ И ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ «МАШИНОСТРОЕНИЕ» МОСКВА 1976

СОВЕТСКИЕ ПИЛОТИРУЕМЫЕ КОРАБЛИ И ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ Москва „Машиностроение" 1976
6Т6 С 56 УДК 629.78.023 Авторы: В. И. Алимов, В. П, Денисов, А, А. Ермилов, А. В. Кирсанов Научный редактор доктор физ.-мат. наук Л С. Нариманов Советские пилотируемые корабли и орбитальные станции, Под С56 ред. Г, С. Нариманова М,, «Машиностроение», 1976, 144 с. Книга рассказывает о советской космической программе пилотируемых кораблей и орбитальных станций. В ней обобщены крупнейшие достижения Советского Союза в этой области, начи- ная с легендарного полета Ю. А. Гагарина на первом космическом пилотируемом корабле «Восток». Рассказано о конструкции и оборудовании космических кораб- лей «Восток», «Восход», «Союз», орбитальных станций «Салют», рассмотрены основные результаты выполненных на них научно- технических исследований и экспериментов. В книге рассказано также о первом международном космиче- ском полете советских и американских космонавтов по программе «Союз»—«Аполлон», о перспективах развития пилотируемых полетов в космос и их значении для дальнейшего развития космонавтики. 31901-406 С----------- Б 3-31 -53-76 038(01 >76 6Т6 © Издательство «Машиностроение». 1976 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ Исследования космического пространства, проведенные в период 1957—1960 гг. первыми советскими искусственными спутниками Земли и автоматическими межпланетными станциями, дали ученым и конструкторам космических аппаратов важнейшие сведения о физических условиях в космосе. Были уточнены характеристики космического пространства, которые должны учи- тываться при организации пилотируемых полетов: вакуум, глубокий холод в тени Земли и испепеляющая жара под лучами Солнца, космическая радиация, метеорные потоки, перегрузки при взлете, посадке и невесомость во время полета по околоземной орбите. Шаг за шагом тщательно изучались не только условия космического полета, но и их влияние на живой организм. Еще за несколько лет до запуска первого спутника Земли в Советском Союзе систематически проводились биологические исследования с использованием геофизических ракет, поднимавшихся на большие высоты. Было выполнено несколько десятков полетов, в которых животные, размещенные в специальных возвращаемых контейнерах, совершали подъем на высоту до 450 километров. Результаты экспериментов показали, что во время таких кратко- временных полетов и в течение длительного времени после возвращения на Землю в организме животных не обнаруживались какие-либо серьезные изменения в физиологических функциях. Следующим шагом стали биологические исследования на спутниках, которые дали наиболее полное представление о комплексном влиянии на живой организм перегрузок, состояния длительной невесомости и космической радиации. После проведения серии орбитальных биологических экспериментов с возвращением животных на Землю были начаты работы по созданию пилотируемого космического корабля и систем, обеспечивающих жизнедеятельность человека. Для этого потребовалось решить много принципиально новых, порой противоречивых задач научно-технического и проектно- конструкторского характера. Необходимо было обеспечить в кабине корабля привычные для человека давление, температуру и газовый состав атмосферы, выбрать рациональный режим питания космонавта в полете. Разрабатывалась конструкция корабля, обеспечивающая безопасность полета космонавта и возвращения на Землю, создавались системы связи, терморегулирования, управления движением и многие другие.
Параллельно с этим решались задачи по созданию и отработке мощной ракеты-носителя, способной доставить космический ко- рабль на орбиту спутника Земли. К началу 1960 года космический корабль практически был создан, завершилась разработка его основных систем. В 1960—1961 годах на околоземную орбиту были выведены пять космических кораблей-спутников для окончательной отработ- ки бортовых систем космического корабля, уточнения физических условий космического пространства, проведения широкого комплекса медико-биологических исследований в связи с предстоящим полетом человека. После каждого полета конструкторы вносили необходимые усовершенствования в системы и агрегаты корабля, тщательно анализировали поведение подопытных животных в космосе и на Земле. Наконец, подготовка к полету человека в космическое пространство была завершена. 12 апреля 1961 года состоялся исторический полет человека в космос. Первым космонавтом мира стал гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин. Орбитальный полет Юрия Гагарина убедительно показал, что человек может не только нормально переносить старт, условия космического полета и возвращение на Землю, но и плодотворно работать в необычной обстановке. Эпоха пилотируемых космических полетов наступила. Пилотируемые полеты на современном этапе развития космо- навтики открывают новые и все более широкие возможности практического использования и изучения космического пространства, а также совершенствования космической техники. Космическое пространство стало ареной интенсивных научных исследований. Пилотируемые космические корабли и орбитальные станции прокладывают сегодня новые пути в неизведанное, их мужественные экипажи работают над задачами практического использования космического пространства для великих целей прогресса человечества и его побед над силами природы. В предлагаемой читателю сравнительно небольшой книге невозможно показать все многообразие современных космических средств и дать их подробную характеристику. Поэтому авторы знакомят читателей лишь с наиболее крупными достижениями отечественной космонавтики в области пилотируемых полетов, осуществленных на космических кораблях «Восток», «Восход», «Союз» и орбитальных научных станциях «Салют», рассказывают об основных элементах конструкции космических средств и полу- ченных научно-технических результатах.
I. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОЛЕТОВ ЧЕЛОВЕКА В КОСМОС Вторая половина XX века характеризуется величайшими достижениями во многих областях человеческой деятельности. Научная мысль и труд людей оставили далеко позади представления, которые еще недавно казались несбыточными. Наиболее ярко эти достижения выразились в исследовании и освоении космического пространства. Космические исследования, осуществленные с помощью автоматических аппаратов и пилотируемых кораблей, открыли не только качественно новый этап в развитии науки о космосе, но и ознаменовали начало новой эпохи в развитии науки вообще. В течение 1957—1961 годов в Советском Союзе были проведены запуски автоматических аппаратов для изучения Земли и околоземного космического пространства, Луны и дальнего космоса. В нашей стране сформировались научно-технические коллективы, способные решать труднейшие задачи космонавтики, создана мощная производственная база. В начале 60-х годов советскими специалистами была решена сложнейшая задача—создан первый в мире пилотируемый косми- ческий корабль. В космических полетах постепенно, шаг за шагом, исследовалось воздействие на организм космонавтов перегрузок и невесомости, длительного пребывания в кабине ограниченного объема. Изучались проблемы психологического характера, сопутствующие усложненным космическим полетам и выходу человека в космос. Особое внимание уделялось выяснению возможности нормальной жизнедеятельности человека и проведе- ния научно-технических исследований и экспериментов в полете. Космонавтика, воплощая в себе самые передовые достижения мировой науки и техники, развивается стремительными темпами. В развитии космонавтики к настоящему времени можно проследить следующие основные этапы полетов человека в космос: полет по геоцентоической (околоземной) орбите и возвращение на Землю_ кораблей в автоматическом варианте; первый полет человека в космос; групповой полет двух пилотируемых кораблей; полет многоместного корабля; выход человека из корабля в космическое пространство и работа вне корабля; отработка процессов поиска, причаливания и стыковки косми- ческих аппаратов и кораблей как в автоматическом варианте, так и при управлении космонавтом;
создание экспериментальной орбитальной станции и осуще- ствление перехода космонавтов из одного корабля в другой через космическое пространство; полет людей на Луну; групповой полет нескольких пилотируемых кораблей, образу- ющих единую систему; создание пилотируемой долговременной орбитальной научной станции для проведения научно-технических и прикладных исследований и экспериментов; создание пилотируемой орбитальной станции с международным экипажем. Все эти этапы успешно пройдены мировой космонавтикой. Мы, советские люди, гордимся тем, что нашими учеными, конструкторами, инженерами, техниками, рабочими, летчиками- космонавтами вписано много ярких славных страниц в летопись изучения и освоения космоса человеком. Законное удовлетворение у нас вызывает и то обстоятельство, что боль- шинство из этих страниц начинаются словами «впервые в мире». Наша страна первой осуществила полет возвращаемого на Землю автоматического корабля-спутника. Первым человеком, облетевшим в пилотируемом космическом корабле нашу планету, был советский космонавт Юрий Алексе- евич Гагарин. Первый групповой полет на двух космических кораблях совер- шили советские летчики-космонавты. В нашей стране был запущен первый многоместный космиче- ский корабль, экипаж которого состоял из летчика (командира корабля), ученого и врача. Первым человеком, вышедшим из корабля в космос, был советский космонавт Алексей Архипович Леонов. Первая автоматическая стыковка на околоземной орбите была выполнена советскими космическими аппаратами. Первая экспериментальная орбитальная космическая станция, созданная в результате стыковки пилотируемых кораблей, была нашей, советской. Первый переход через космическое пространство из одного пилотируемого корабля в другой был выполнен советскими космо- навтами. Первой в мире наша страна вывела на околоземные орбиты три пилотируемых космических корабля, на которых одновременно находились и успешно работали семь летчиков-космонавтов. Советский Союз первым создал пилотируемую орбитальную долговременную научную станцию. Советские летчики-космонавты приняли участие в создании и работе на борту первой международной орбитальной стан- ции. Советские исследователи являются первооткрывателями на трудном пути исследования и освоения космоса, а на долю первооткрывателей, как известно, выпадают самые сложные испытания.
Успехи в решении важных научно-технических проблем не только открывают большие перспективы дальнейшего освоения и изучения космоса, но и ставят ряд совершенно новых задач, связанных с использованием и дальнейшим совершенствованием космической техники. Космос таит в себе еще много особенностей, которые нельзя обнаружить за один или несколько полетов. Советская космическая программа предусматривает тщатель- ную поэтапную отработку новых систем в наземных условиях, проведение большого объема экспериментальных работ. Новые пилотируемые корабли и их системы после наземной отработки многократно испытываются в космических полетах в беспилотных вариантах, и лишь после этого осуществляются полеты с космонав- тами на борту. Создание совершенных образцов новой космической техники, выдающиеся достижения в исследовании и освоении космического пространства стали возможны благодаря новейшим достижениям советской науки, металлургии, электроники, приборостроения, машиностроения, самоотверженному труду рабочих, высоким зна- ниям и технической смелости конструкторов, ученых, инженеров, техников. На встрече с экипажами советских космических кораблей «Союз-6», «Союз-7» и «Союз-8» Генеральный секретарь ЦК КПСС товарищ Л. И. Брежнев сказал: «В наших космических победах наглядно проявляются творче- ская мысль, неиссякаемый технический гений наших ученых, конструкторов и инженеров. В выдающихся достижениях советской космической науки и техники воплощены усилия и высокое профессионально- техническое мастерство советских тружеников—достойных представителей нашего героического рабочего класса. Это они готовили металл для великолепных небесных кораблей, создавали сложнейшую уникальную аппаратуру, монтировали спутники и гигантские космические ракеты...» Эти достижения—результат постоянной заботы Коммунистиче- ской партии и Советского правительства о развитии космических исследований, которые представляют собой одно из магистральных направлений современного научно-технического прогресса. Мы с уважением относимся к достижениям США и других стран в освоении космического пространства, мы осуществляем сотрудничество и участие в совместных программах, направленных на благородные цели познания Вселенной, на практическую помощь людям в решении прикладных и хозяйственных задач. Широта научного поиска, новаторство, глубокая, органичная связь с сегодняшними и завтрашними потребностями науки и народного хозяйства—таковы характерные черты советской кос- монавтики, которая служит высоким целям мира и прогресса. Советские ученые, конструкторы, космонавты, инженеры, тех- ники, рабочие выполняют благородную миссию века, осваивают космические трассы Вселенной, чтобы поставить добытые знания на службу всему прогрессивному человечеству!
II. ПИЛОТИРУЕМЫЕ ПОЛЕТЫ НА КОРАБЛЯХ «ВОСТОК» И «ВОСХОД» ПРОГРАММА «ВОСТОК» 12 апреля 1961 года был осуществлен первый полет человека в космическое пространство на космическом корабле «Восток», пилотируемом Юрием Алексеевичем Гагариным. Орбитальный полет пилотируемого космического корабля продолжался 108 минут, в состоянии невесомости космонавт находился в течение 55 минут. Полет показал, что человек может нормально переносить условия космического полета и возвращения на Землю, а также полностью сохраняет работоспособность. 6 августа 1961 года на околоземную орбиту был выведен космический корабль «Восток-2» с летчиком-космонавтом Г. С. Титовым. Этот полет продолжался 25 часов 11 минут. Ученые получили ценнейший материал, позволивший им изучить воздей- ствие условий космического полета на человеческий организм в течение суточного цикла жизнедеятельности. В полете Г. С. Титовым выполнен большой объем работ—метеорологические и геофизические наблюдения, проведена первая киносъемка из космоса, осуществлялось управление по ориентации корабля. Полет подтвердил возможность успешной работы человека в условиях невесомости. Программа «Восток» предусматривала решение проблем вывода двух кораблей на близлежащие орбиты, осуществления связи в космосе между кораблями, исследования более длительного влияния на человека состояния невесомости. Космо- навты А. Г. Николаев и П. Р. Попович в августе 1962 года выполнили первый в мире групповой полет на космических кораблях «Восток-3» и «Восток-4», в процессе полета минимальное расстояние между кораблями составляло немногим более 5 километров. Впервые была установлена двусторонняя радиосвязь по линии «космос—космос», проведена первая непосредственная телевизионная передача из космоса в широкую трансляционную сеть. Так родилось космовидение. Миллионы людей видели на экранах телевизоров спокойные улыбающиеся лица космонавтов. В июне 1963 года корабли «Восток» снова отправляются в групповой полет. Корабль «Восток-5» пилотировал В. Ф. Быков- ский, а «Восток-6»—первая в мире женщина-космонавт В. В. Терешкова. Своим полетом и работой В. В. Терешкова показала, что в космических полетах и женщина может трудиться достаточно эффективно. В. Быковский пробыл в состоянии невесо- мости около пяти суток, и хотя потом космонавты намного
Первый космонавт Земли Первая в мире женщина-космонавт
Первый в мире космический корабль ^Восток» превысили его достижение, именно он впервые наиболее убеди- тельно подтвердил возможность относительно продолжительного пребывания человека в космосе. ПРОГРАММА «ВОСХОД» Успешное осуществление программы «Восток» открыло чело- вечеству дорогу к полетам в космос. Стал ясен дальнейший путь, по которому необходимо было развивать и совершенствовать космическую технику, стали ясны и новые задачи. Для выполнения более широкого комплекса технических операций, научных исследований, экспериментов и осуществления выхода человека из корабля в космическое пространство потребо- вались многоместные корабли с экипажем космонавтов различных специал ьностей. Первая космическая экспедиция в составе командира корабля В. М. Комарова, научного сотрудника К. П. Феоктистова, врача Б. Б. Егорова отправилась в космос 12 октября 1964 года на трехместном корабле «Восход». Космонавты находились в корабле в обычной земной одежде, без скафандров. В. М. Комаров помимо руководства экипажем, контролировал показания приборов, управлял кораблем вручную, ориентировал его по ионным датчикам. В его обязанности входило также вести радиосвязь с Землей, наблюдать за поверхностью нашей планеты при различной освещенности, определять световую чувствитель- ность глаза и возможности визуальной ориентации. Научный сотрудник-космонавт К. П. Феоктистов проводил визуальные наблюдения, фотографирование и киносъемку
горизонта и ореола атмосферы Земли, измерял яркость звезд, а также выполнял опыты с жидкостью в невесомости и задания по астрономической ориентации, контролировал работу оборудования и параметры бортовой аппаратуры корабля. В течение всего полета экипаж находился под наблюдением врача-космонавта Б. Б. Егорова. Он изучал состояние центральной нервной системы и работоспособность членов экипажа, влияние комплекса факторов полета на сердечно-сосудистую систему и состав крови, исследовал внешнее дыхание, газообмен и энергозатраты в невесомости, контролировал работу системы жизнеобеспечения. На следующем этапе программы решалась проблема выхода человека в космическое пространство. Ведь космическое будущее людей непременно будет связано с активной работой их в космической среде. 18 марта 1965 года был выведен на орбиту новый космический корабль—«Восход-2». Сразу после отделения корабля от ракеты- носителя началась подготовка к выполнению важнейшего эксперимента. . Командир корабля П. И. Беляев с пульта управления системами выхода в космос подал команду на развер- тывание шлюзовой камеры. Шлюзовая камера с наружной стороны отсека корабля увеличилась в объеме в несколько раз. Система наддува обеспечила выравнивание давления в шлюзе и кабине корабля. Второй пилот—летчик-космонавт А. А. Леонов открыл специ- альный люк и перешел в шлюзовую камеру. Основные операции по подготовке к выходу космонавты проводили в то время, когда корабль находился вне зоны радиовидимости с территории Советского Союза. Надежная рабо- та автоматических систем и уверенные действия космонавтов обеспечили успешное проведение этих работ. ...Закрыт основной люк, соединяющий шлюз с кабиной. Оба космонавта, облаченные в скафандры, еще раз проверяют систе- мы шлюзования. Постепенно начинает снижаться давление в шлюзовой камере, выравниваясь с космическим вакуумом. Однако в скафандре А. Леонова давление поддерживается на уровне 0,4 кгс/см2, что обеспечивает нормальную жизнедеятельность человеческого организма и не слишком затрудняет действия космонавта. Давление в шлюзе окончательно стравлено, открыт внешний люк. Поскольку солнечная радиация, значительная доля которой приходится на жесткое ультрафиолетовое излучение, губительно Действует на незащищенные биологические организмы, а тепловые потоки нагревают предметы почти до 150 градусов Цельсия, в то время как на их неосвещенной стороне царит космический холод (минус 140 градусов Цельсия), в конструкции скафандра предусмотрено все, чтобы поддерживать нормальную Для человеческого организма температуру. Автономная система жизнеобеспечения обеспечивает также необходимый газовый состав и влажность среды.
А. А. Леонов в космическом пространстве. (Фото сделано в космосе) Оттолкнувшись от края шлюза, А. Леонов удаляется на некото- рое расстояние от корабля и совершает самостоятельный полет. Теперь с кораблем его связывают только тонкая нить фала... Через полтора часа после начала полета корабля «Восход-2» над земным шаром прозвучали ставшие теперь историческими слова командира П. Беляева: «Я — «Алмаз»! Человек вышел в космическое пространство! Человек вышел в космическое про- странство! Находится в свободном плавании»... Много проблем надо было решить советским ученым, чтобы человек впервые мог выйти из корабля в космическое пространство: создать новый корабль, разработать скафандр, который защитил бы космонавта от жары, холода, глубокого вакуума, имел микроклимат, необходимый для жизни человека. Эти задачи были успешно решены. 20 минут находился вне кабины А. Леонов, из них 12 минут—в космосе. Телевизионная камера, установленная на краю шлюзового отсека, позволила людям Земли наблюдать выход Алексея Леоно- ва в космос у своих телевизоров. За время телепередачи, длившейся немногим более 10 минут, в течение которых Леонов находился в космосе, кораблем было пройдено расстояние от Черного моря до Сахалина. Программа эксперимента по выходу в космос была выполнена. А. Леонов вернулся в кабину корабля и продолжил выполнение запланированных экспериментов. В успешном завершении этого эксперимента немаловажную роль сыграл замечательный советский летчик-космонавт П. И.
Беляев. В полете он управлял системами корабля и аппаратурой, предназначенной для выхода в космос, наблюдал за состоянием А. Леонова и поддерживал с ним непрерывную связь, готовый в любой момент прийти на помощь. Когда программа полета была завершена, П. И. Беляев получил разрешение на посадку. Корабль имел дублированное управление посадкой. На случай отказа автоматических систем, включающих Тормозную двигательную установку, предусматривалась посадка с использованием ручного управления. Эту систему и применил командир корабля. После необходимой подготовки П. Беляев вручную сориентировал корабль и включил тормозную установку. Выход человека в космос открыл новые перспективы для создания орбитальных научных станций, сборки на орбите межпла- нетных кораблей, выполнения различных работ непосредственно в космосе... Как же устроены корабли «Восток» и «Восход»? Конструктивно космический корабль «Восток» состоял из двух основных отсеков—сферического спускаемого аппарата и приборного отсека. Такая схема построения корабля явилась, как показывал опыт, рациональной в весовом отношении, тех- нологичной и удобной для размещения бортового оборудо- вания. Спускаемый аппарат с кабиной космонавта был выполнен в форме шара диаметром 2,3 метра и имел массу 2,4 тонны. В корпусе кабины космонавта для проведения научных наблю- дений имелись три иллюминатора, защищенных жаропрочными стеклами от воздействия больших температур на участке спуска. Система жизнеобеспечения поддерживала в кабине нормальное давление, химический состав атмосферы, температуру и относи- тельную влажность. Запас воды, пищи, регенерационных веществ был рассчитан на полет продолжительностью до 10 суток. Кабина космонавта обеспечивала достаточные удобства и безопасность полета человека. Хотя все системы корабля прошли полный и всесторонний цикл проверок и летно-конструкторских испытаний, для допол- нительной страховки от возможных неожиданностей в полете использовался специальный скафандр. Кресло космонавта обеспечивало его безопасность в полете и при воздействии перегрузок. В корпус кресла были вмонтированы система вентиляции скафандра, катапультные и пиротехнические устройства, парашютные системы, аварийный запас, включающий запасы пищи и воды, а также спасательные и сигнальные средства, которыми космонавт мог воспользоваться после посадки. На корабле имелись также аппаратура для контроля работы систем^ и управления кораблем, радиоаппаратура для связи с Землей, система автономной регистрации данных о работе приборов, радиотелеметрическая система, аппаратура контроля за состоянием космонавта, аппаратура системы ориентации, Радиосистема для измерения параметров орбиты, система приземления, источники электропитания, оптическое устройство «озор» для ручной ориентации, телевизионная аппаратура, тор-
мозная двигательная установка. Для управления кораблем в кабине имелся пульт с приборной доской и ручка с блоком управления. С помощью миниатюрного глобуса Земли, расположенного на приборной доске, космонавт мог определять проекцию местоположения корабля на поверхности Земли. Ориентация корабля в пространстве во время полета и при спуске могла проводиться как в автоматическом режиме, так и при ручном управлении. На протяжении всего полета с помощью многих десятков датчиков телеметрической системы осуществлялся постоянный контроль за состоянием и самочувствием космонавта, контролиро- вались параметры работы бортовых систем и параметры среды в кабине. Телевизионная аппаратура обеспечивала визуальное наблюдение за деятельностью космонавта. На последнем участке полета для схода корабля с орбиты и посадки использовались тормозная двигательная и парашютная системы. С помощью тормозной двигательной установки осуще- ствлялся сход корабля с орбиты. Торможение на заключительном этапе спуска и посадка обеспечивались парашютной системой приземления. Корабли «Восход» были многоместными. Масса корабля состав- ляла 5,32 тонны. Он состоял из кабины и приборного отсека, а корабль «Восход-2» имел еще и шлюзовую камеру. Тормозные двигательные установки и система приземления были сдублированы. Управление кораблем и посадка могли осуще- ствляться как автоматически, так и вручную. На корабле были установлены две системы ориентации: по Солнцу и ионная. Кабина трехместного корабля «Восход»
В ходе различных по длительности полетов кораблей «Восток» и «Восход» выяснялись возможности активной жизнедеятельности человека в космическом полете, выполнения операций по управлению кораблем, проведения различных научно-технических исследований и экспериментов. Каждый последующий полет, основывался на результатах и опыте предыдущих, являлся очередным шагом в изучении и освоении космического пространства, вносил существенный вклад в развитие науки и техники, позволял перейти к штурму новых рубежей. В то же время осуществление каждого полета ставило перед учеными и инженерами новые практические задачи и научно-технические проблемы. Как показали результаты проведенных полетов, космонавты сохраняли хорошую работоспособность, проводили в процессе полета многочисленные научно-технические исследования и эксперименты, наблюдали за состоянием облачной и ледовой обстановки на.Земле, проводили кино- и фотосъемку. Ученые получили обширный материал для исследовании. Принципиальные вопросы конструирования, решенные при создании пилотируемых кораблей «Восток» и «Восход», явились основой для дальнейшего совершенствования космических кораб- лей новых типов и классов.
III. ПИЛОТИРУЕМЫЕ ПОЛЕТЫ НА КОРАБЛЯХ «СОЮЗ» ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ «СОЮЗ» Необычайно высокие темпы развития космических исследований еще в период реализации программ «Восток» и «Восход» поставили перед советскими учеными и конструкторами задачу разработки многоцелевого космического корабля, который бы обеспечил качественно новое решение все возрастающего объема задач. Он должен был обладать более широкими техниче- скими возможностями и проводить значительно бдльший комплекс разнообразных исследований, чем предыдущие пилотируемые космические корабли. Программа получила название «Союз». Она предусматривала проведение широких научных и технических исследований в околоземном космическом пространстве. Основными ее задачами являются: осуществление стыковки на околоземной орбите автоматиче- ских и пилотируемых кораблей; проведение широкого маневрирования в одиночных и групповых полетах с целью отработки процессов сближения, новых систем навигации и управления, принципов создания и обслуживания околоземных космических станций; осуществление длительных полетов, позволяющих изучать воздействие условий космического полета на человеческий организм; проверка принципов использования пилотируемых кораблей для исследования Земли в народнохозяйственных целях; решение научно-технических и экспериментально-иссле- довательских задач. Как видно, такие космические корабли должны были сочетать в себе элементы как транспортного корабля, так и орбитальной станции. Одной из основных задач этих кораблей являлось решение ряда научно-технических проблем, связанных с созданием в околоземном космическом пространстве пилотируемых орбитальных станций. Применение однотипного космического корабля для достижения различных целей существенно удешевляет проведение качественно новых космических экспериментов. Создание в нашей стране космических кораблей «Союз» ознаменовало собой новый этап в развитии пилотируемых полетов. Наличие двух жилых отсеков, бортовых систем и двигательных установок различного назначения, обеспечивающих широкое ма-
неврирование и управление полетом, разнообразного научно- технического оборудования—вот те основные и характерные особенности кораблей «Союз», которые дают возможность выпол- нять в космическом пространстве научные исследования и наблю- дения, технические эксперименты. КОНСТРУКЦИЯ И ЛЕТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ КОРАБЛЕЙ «СОЮЗ» Корабль состоит из трех основных отсеков: спускаемого аппарата, орбитального и приборно-агрегатного. Спускаемый аппарат (кабина космонавтов) предназначен для размещения экипажа при выведении корабля на орбиту, при маневрировании на орбите и спуске на Землю. Он расположен в центральной части корабля. Корпус спускаемого аппарата герметичен. Толстый слой специального теплозащитного покрытия предохраняет его от аэродинамического нагрева при спуске на Землю. В спускаемом аппарате расположены кресла космонавтов, сделанные точно по конфигурации тела космонавта. Кресла удобны и помогают легко переносить перегрузки. Космический корабль «Союз» (макет): Т—активный стыковочный узел; 2— орбитальный отсек; 3—спускаемый аппарат; 4— приборно-агрегатный отсек
Космический корабль «Союз» с пассивным стыковочным узлом Внутри кабины смонтирована аппаратура управления спуском, радиоаппаратура и системы жизнеобеспечения. В специальном контейнере размещена парашютная система. На корпусе установ- лены реактивные двигатели системы управления спуском и двига- тели мягкой посадки. Непосредственно перед командиром корабля находится пульт управления кораблем, навигационное оборудование, телевизион- ный экран и переключатели для управления бортовыми систе- мами. В корпусе спускаемого аппарата имеются три иллюминатора. Один из них находится рядом с пультом. На этом иллюминаторе установлен оптический визир-ориентатор. Другие два иллюминато- ра расположены по правому и левому борту аппарата. Они предназначены для визуальных наблюдений, киносъемки и фотографирования. В спускаемом аппарате на протяжении полета поддерживается нормальное атмосферное давление, влажность и температура воздуха. «Земной» микроклимат позволяет экипажу во время полета находиться в обычной одежде без скафандров. В аппарате ' установлены контейнеры с запасами воды и пищи. По внешнему виду спускаемый аппарат напоминает автомо- бильную фару. Такая форма с определенным положением центра масс обеспечивает аппарату при полете в атмосфере необходимую аэродинамическую подъемную силу. Изменяя ее, можно управлять полетом при движении в атмосфере. Спуск аппарата с использова- нием аэродинамического качества снижает перегрузки, действу- ющие на экипаж, в 2—2,5 раза по сравнению с перегрузками при
баллистическом спуске. Изменение величины и направления подъемной силы осуществляется с помощью реактивных двигате- лей, позволяющих изменять положение корпуса аппарата относи- тельно набегающего потока воздуха. Это значительно повышает точность приземления аппарата. В верхней части аппарата находится люк для посадки космо- навтов на старте и перехода в орбитальный отсек корабля. Орбитальный отсек корабля является по существу лаборато- рией, в которой космонавты проводят научные исследования и наблюдения, выполняют физические упражнения, принимают пищу и отдыхают. В отсеке оборудованы места для работы, отдыха и сна космонавтов. Аппаратура управления и связи, телевизионная переносная камера, кинофотоаппаратура и научные приборы расположены на рабочих местах и около иллюминаторов. Состав научной аппаратуры меняется в зависимости от программы конкретного полета. Орбитальный отсек имеет четыре иллюмина- тора, через которые проводятся научные наблюдения и съемка. С помощью всеволнового радиоприемника можно слушать программы наземных радиовещательных станций. В отсеке есть «сервант», в котором размещены продукты питания, агрегаты системы жизнеобеспечения, научная аппаратура и предметы лич- ной гигиены. С помощью переносной телевизионной камеры космонавты могут вести телерепортажи. Орбитальный отсек можно использовать в качестве шлюзовой камеры для выхода космонавтов в космос. Роль шлюза выполняет Монтаж оборудования в спускаемом аппарате
Монтаж оборудования в орбитальном отсеке Общая сборка корабля «Союз»
Транспортировка корабля на заключительные испытания Пристыковка головного обтекателя с кораблем «Союз» к ракетоносителю
Отработка отделения спускаемого аппарата весь орбитальный отсек. Космонавты выходят в космос и возвра- щаются обратно через внешний люк, который может открываться и автоматически, и вручную. После того как люк герметически закрывается, орбитальный отсек снова заполняется дыхательной газовой смесью, и в нем вновь создаются нормальные земные условия. Общий объем жилых помещений спускаемого аппарата и орбитального отсека составляет около 9 кубических метров. Приборно-агрегатный отсек предназначен для размещения основной бортовой аппаратуры, работающей в орбитальном полете, и двигательных установок корабля. Часть отсека герметична, внутри нее поддерживаются условия, необходимые для нормального функционирования аппаратуры. Здесь сосредоточены агрегаты системы терморегулирования, энергопитания, аппаратура радиосвязи и телеметрии, приборы системы ориентации и управления движением со счетно- решающим устройством. В негерметичной части отсека смонтирована жидкостная реак- тивная двигательная установка, которая используется при ма- неврах на орбите, а также для спуска корабля на Землю. Она состоит из двух двигателей с тягой по 400 килограммов каждый. В зависимости от программы полета и соответствующей заправки топливом двигательной установки корабль «Союз» может совер- шать маневры по высоте до 1300 километров. Для ориентации и перемещений корабля при маневрировании имеется система двигателей малой тяги.
На внешней поверхности приборно-агрегатного отсека размеще- ны датчики системы ориентации, антенные устройства корабля, укреплены панели солнечных батарей. '^Система ориентации и управления движением обеспечивает ориентацию корабля в пространстве, стабилизацию его при работе двигателей, управление при маневрировании, сближении, причаливании и стыковке как в автоматическом режиме, так и при ручном управлении. Система включает в себя датчики ориентации и оптический визир-ориентатор космонавта, гироскопические приборы и электронные счетно-решающие блоки управления, радиотехнические средства поиска и измерения параметров относительного движения при сближении кораблей, систему исполнительных органов—двигатели малой тяги. Энергоснабжение бортовой аппаратуры и оборудования кораб- ля осуществляется системой электропитания. Буферные химиче- ские батареи корабля подзаряжаются от солнечных батарей, имеющих полезную площадь 14 квадратных метров. Для постоянного освещения панелей солнечных батарей предусмотрен режим их ориентации на Солнце. Радиотехнические средства «Союза» обеспечивают прием команд с Земли, двустороннюю радиотелефонную и телеграфную связь, определение параметров орбиты, передачу на Землю телевизионных изображений. Многоканальная телеметрическая система обеспечивает передачу большого объема информации. При полете вне зоны радио- видимости наземных приемных пунктов информация хранится в бортовых запоминающих устройствах и передается на Землю при очередном сеансе радиосвязи. Нормальные физи- олого-гигиенические условия обеспечиваются системами жизнеобеспечения, терморегу- лирования и регенерации. Си- стема жизнеобеспечения вклю- чает в себя систему регенера- ции атмосферы, запасы пищи и воды, ассенизационное устрой- ство. Регенерация обеспечива- ется соединениями щелочных металлов, поглощающими угле- кислый газ с одновременным выделением кислорода, специ- альные фильтры поглощают вредные примеси. Испытание парашютной системы
Испытания системы спасения космонавтов Система терморегулирования одновременно с поддержанием температурного режима осуществляет конденсацию избытка влаги в атмосфере обитаемых отсеков, собирая ее в специальные влагосборники. Уровень температу- ры и влажности может регулировать- ся космонавтами. На участке выведения на орбиту корабль защищен от воздействия аэродинамических и тепловых нагру- зок головным обтекателем. Панели солнечных батарей и антенны нахо- дятся в это время в сложенном состо- янии. После прохождения плотных слоев атмосферы головной обтека- тель сбрасывается. Для стыковки кораблей на орбите в передней части кораблей устанав- ливается стыковочный узел — актив- ный или пассивный — агрегат, пред- назначенный для жесткого механиче- ского соединения кораблей и их элек- трических цепей. Двигательная установка системы спасения
Спускаемый аппарат-тренажер Отработка покидания спускаемого аппарата на море
Установка ракеты-носителя с кораблем «Союз» на стартовое устройство Перед стартом
Старт Первые испытания кораб- ля «Союз» были проведены 25 апреля 1967 года космо- навтом В. М. Комаровым. Он полностью выполнил слож- ную, насыщенную экспери- ментами полетную програм- му, Спускаемый аппарат, воз- вращаясь на Землю, прошел плотные слои атмосферы, но при приземлении из-за неис- правности парашютной си- стемы космонавт погиб. Талантливый и смелый испытатель космической тех- ники В. М. Комаров отдал все силы, знания и опыт выпол- нению сложного задания. Параллельно с отработ- кой нового пилотируемого ко- рабля продолжались летные испытания на спутниках се- рии «Космос». Прежде всего это относилось к системам взаимного поиска, сближе- ния и стыковки. 30 октября 1967 года бы- ла выполнена первая в мире автоматическая стыковка на около- земной орбите спутников «Космос-186» и «Космос-188». В апреле 1968 года спутники «Космос-212» и «Космос-213» повторили этот эксперимент. Задача автоматической стыковки спутников была успешно решена. Перед летчиком-космонавтом Г, Т. Береговым, стартовавшим на корабле «Союз-3» 26 октября 1968 года, была поставлена задача осуществить поиск выведенного ранее беспилотного кораб- ля «Союз-2», сблизиться с ним до дистанции стыковки и провести сложные пространственные маневры с применением автоматиче- ской и ручной систем управления. Г. Т. Береговой успешно выполнил это задание. Кроме того, в течение четырехсуточного полета он провел комплекс испытаний систем корабля, осуще- ствил большой объем научных исследований—фотографирование облачного и снежного покровов, дневного и сумеречного горизон- тов Земли, наблюдения неба, Земли, тайфунов, циклонов... В результате совместного полета космических кораблей *Союз-2» и «Союз-3» были решены важные задачи по отработке уродств автоматического сближения и стыковки кораблей, оыл подтвержден высокий уровень надежности бортовых систем и аппаратуры корабля. Основная летная отработка пилотируемых космических кораблей «Союз» к 1969 году была завершена.
IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ СТЫКОВКА И ВЫХОД КОСМОНАВТОВ в космос Важнейшие задачи, связанные со стыковкой пилотируемых кораблей, были успешно решены в полете космических кораблей «Союз-4» и «Союз-5». Старт корабля «Союз-4», пилотируемого летчиком-космонавтом В. А. Шаталовым, был осуществлен 14 января 1969 года. Ровно через сутки стартовал корабль «Союз-5», экипаж которого состоял из трех летчиков-космонавтов: командир корабля Б. В. Волынов и члены экипажа бортинженер кандидат технических наук А. С. Елисеев и инженер-исследователь Е. В. Хрунов. Полет кораблей «Союз-4» и «Союз-5» надежно обеспечивался наземным командно-измерительным комплексом, сеть измери- тельных пунктов которого размещена на всей территории Совет- ского Союза от его западных границ до Тихого океана. Эти пункты, оснащенные средствами траекторных и телеметрических измере- ний, телевидения и связи, командными радиостанциями и другими средствами управления, наблюдения и контроля, вели непрерыв- ную обработку информации, поступающей с космических кораблей, и поддерживали устойчивую радиосвязь с экипажами. В работе командно-измерительного комплекса также принимали участие научно-исследовательские суда Академии наук СССР «Моржовец» и «Невель», находившиеся у берегов Африки в районе Гвинейского залива, и «Космонавт Владимир Комаров», находившийся в северо-западной части Атлантического океана. Утро 16 января 1969 года. Экипажи кораблей проверили бортовые системы. С Земли поступило разрешение на стыковку Сначала корабли провели маневрирование с целью автоматического сближения. На пульте космонавтов загорелись транспаранты «Подготовка к сближению» и «Режим сближения». Засветилось табло «Поиск». Это означало, что включилась в работу бортовая радиолокационная система поиска и наведения, обеспечивавшая сближение кораблей На этом участке полета с расстояния в несколько сотен километров сближение осуществлялось автоматически, а роль экипажей сводилась только к наблюдению и контролю за работой бортовых систем. Корабль «Союз-4» был снабжен активной систе- мой стыковки, а «Союз-5» —пассивной. Радиолокационная система «Союз-5» постоянно излучала сигналы, которые принимались соответствующими системами ко- рабля «Союз-4». При этом «Союз-4» производил все маневры, необходимые для сближения, а «Союз-5» «следил» за ним и
Первая экспериментальная орбитальная космическая станция (макет) ориентировался таким образом, чтобы их стыковочные узлы были точно направлены друг на друга. В этот период сигналы, принимавшиеся радиолокационной системой корабля «Союз-4», поступали в бортовые счетно- решающие устройства системы ориентации и управления движением, которые выдавали команды на включение двигательной установки, учитывая объективные законы орбитального полета с тем, чтобы выполнить поставленную задачу с минимальными затратами топлива. Это связано с тем, что даже небольшое приращение скорости на орбите искусственного спутни- ка Земли с целью сближения с другим кораблем может привести к увеличению высоты орбиты. Импульс реактивных двигателей в боковом направлении в свою очередь изменяет наклонение орбиты. Только четкая работа всех систем автоматики и управле- ния движением может обеспечить эффективное сближение кораб- лей. Начиная с расстояния 100 метров, управление движением корабля «Союз-4» взял на себя В. Шаталов. Космонавт управлял работой реактивных двигателей. Корабли сблизились до расстояния 40 метров и выравняли взаимную скорость: «Все нормально. Дальность 40. Скорость около нуля. Начали сближение». Десятки миллионов людей наблюдали выполнением этого замечательного эксперимента на экранах телевизоров. Корабли «Союз-4» (позывной экипажа «Амур») и Яти03(позывной экипажа «Байкал») начинают сближение, 'земля (позывной «Заря») внимательно наблюдала за процессом -лил ц ludbiBHOM «лэря ^ичаливания, который происходил над территорией Советского "o’—«Амур». Разрешите выполнять причаливание? КОРЙЖГ ^Ричаливание разрешаю. По возможности ведите
«Амур»: На экране «Байкал». Скорость 0,25 метра в секунду. Так и пойдем. Крылья вижу отлично. «Заря»: Все нормально. «Амур»: Дальность 20, скорость 0,25. «Байкал»: Все отлично, все отлично. Ждем касания. «Амур»: Подхожу. Все нсомально. Захват касания. Стыковка! Стыковочная штанга касается внутренней стенки приемного конуса, скользит по нему и попадает прямо в гнездо. Горят транспаранты «Механический захват», «Втягивание». Корабли входят в соприкосновение нивелировочными плоскостями. Сра- батывают фиксаторы, соединяются электроразъемы. «Амур»: Поворачиваемся. Идет выравнивание кораблей. «Заря»: Все отлично. Сейчас корабль стабилизируется. Стыковка прошла отлично. Корабли выравнялись. Продолжает- ся стягивайие. Относительного движения между кораблями нет... Засветился транспарант «Стыковка закончена». Таким образом, на орбите искусственного спутника Земли была собрана первая в мире экспериментальная космическая станция, обслуживаемая экипажем из четырех человек. Станция была создана стыковкой кораблей «Союз», обеспечившей механическую, энергетическую и информацион- ную целостность всего комплекса, с общей системой управления полетом. Управляющие импульсы корректирующих двигательных устано- вок и двигателей ориентации передавались теперь всей станции и она послушно изменяла свое положение в пространстве. Энергетическая целостность станции была достигнута стыков- кой электрических разъемов, что обеспечило соединение электри- ческих цепей космических кораблей в единую электрическую сеть космической станции. Это дало большие возможности в концентра- ции и перераспределении электрической энергии в соответствии с нуждами экспериментов. Соединение электрических цепей позволяло управлять станцией космонавту, находящемуся в любом из отсеков экипажа. Соединение телефонных цепей обеспечило информационную целостность космической станции. Космонавты теперь могли поддерживать постоянную двустороннюю связь, обмениваться информацией, находясь в любом из четырех отсеков стан- ции. Космический комплекс включал в себя четыре отдельных жилых помещения общим объемом 18 кубических метров. Одним из основных экспериментов, проводимых в процессе функционирования экспериментальной космической станции, был выход космонавтов в космос и переход из одного орбитального отсека станции в другой. В процессе этого комплексного эксперимента испытывались новые скафандры с автономными системами жизнеобеспечения, проверялись системы шлюзования, проводились монтажные работы и научные наблюдения, фотографирование и киносъемка, изучались психо- физиологические возможности и работоспособность космонавтов в космосе.
скафандры не стесняли движений, вентиляция в них была хоро- шей, перегрев тела космонавтов не наблюдался, иллюминаторы гермошлемов не запотевали. В процессе выхода в космос были проведены медико- биологические исследования, связанные с целенаправленной деятельностью человека в космическом пространстве. Находясь за бортом корабля, космонавты поддерживали постоянную связь с командиром корабля. Командиры кораблей наблюдали за передвижением и работой двух космонавтов с помощью внешних телевизионных камер, установленных на корпусе кораблей. После выхода в космос космонавты проводили наружный осмотр корпуса станции, стыковочного узла, солнечных батарей, наблюдали за работой двигателей ориентации. Снятие и установка штанги с кинокамерой, установка и складывание поручней для выхода из орбитального отсека и входа в него, установка и складывание телевизионных светильников, имитирование некото- рых монтажных операций по сборке орбитальных станций—вот далеко не полный перечень тех работ, которые провели космонав- ты. Е. Хрунов, выполнив запланированный цикл работ,'переместил- ся к открытому люку орбитального отсека и «вошел» внутрь корабля «Союз-4», за ним в корабль «вплыл» и А. Елисеев. В орбитальном отсеке космонавтов встречал В. Шаталов. Опыт целенаправленной деятельности космонавтов, получен- ный в процессе эксплуатации станции, дал много нового материала для изучения психологических и физиологических проблем, свя- занных с работой человека в космосе. Было еще раз подтвержде- но, что психологический барьер при непосредственном контакте человека с космосом (так называемая «боязнь пространства»), вполне преодолим. Комплекс специальных тренировок, отработка выхода из макета корабля в условиях невесомости, создаваемой кратковременно во время полетов самолетов-лабораторий, прыж- ки с парашютом—все это подготавливает космонавта к выходу в космос. После перехода космонавтов станция продолжала полет. В. Шаталов осуществлял эксперименты по управлению станцией, проводил ее ориентацию. Можно было начинать расстыковку. Корабли, медленно, как бы нехотя, удалялись друг от друга. Б. Волынов находился в корабле «Союз-5». После расстыковки корабли «Союз-4» и «Союз-5» продолжали групповой полет. Экипажи обоих кораблей успешно выполнили свою рабочую программу. НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ В процессе полета кораблей «Союз-4» и «Союз-5», а также во время полета экспериментальной космической станции космонав- ты проводили научные исследования. Этот опыт показал, что научная работа в космосе коллектива исследователей чрезвычай- но эффективна и позволяет выполнять разнохарактерные и
комплексные эксперименты: изучение Земли и атмосферы, астро- навигационные исследования, физические эксперименты, медико- биологические исследования, технические опыты. ° Космонавты выполняли многосторонние исследования Зем- ____вели метеорологические наблюдения, наблюдали за облач- ным покровом Земли, за тайфунами и циклонами. Периодическое или непрерывное наблюдение за метеорологической обстановкой позволяет проанализировать динамику различных процессов: зарождение циклона, скорость и Дапрдя пение перемещения урагана и т. п. Эти исследования помогут прогнозировать различные метеорологические явления и в будущем управлять ими. Проводившиеся наблюдения за снеж- ным и ледовым покровами Земли полезны для выяснения особен- ностей снеготаяния и паводков, для изучения дрейфов льда, становления ледового покрова и освобождения акваторий от льда. С целью изучения геологического строения Земли космонавты наблюдали и фотографировали различные типы и формы релье- фа, что дает ценную информацию для последующего построения топографических карт, и в особенности труднодоступных районов. Большой интерес представляли проведенные наблюдения дневного и сумеречного горизонтов нашей планеты, а также исследования яркости Земли при различных углах склонения Солнца. Богатство цветовыми оттенками «космических зорь» объясняется неоднородностью оптических свойств земной атмос- феры и степенью рассеяния и поглощения солнечной радиации атмосферой. Большую роль в этих процессах играют аэрозольные слои—скопление взвешенных в атмосфере твердых частиц, нали- чием которых объясняются слои яркости, обнаруженные космонав- тами на «утреннем» и «вечернем» горизонтах Земли. Эти наблюдения имеют большое значение не только для изучения атмосферы, но и отработки точности космической навигации, когда в качестве одного из «опорных ориентиров» выбирают край Земли. Космонавты проводили астронавигационные исследования, наблюдения звездного неба в ночное и дневное время, фотографирование ночного неба в противосолнечном направлении. Выполнялись эксперименты по изучению начальных стадий развития кометных хвостов, по наблюдению за светящими- ся 7?стиЧами- по определению параметров магнитного поля Земли. Исследовались первичные космические лучи, их многозарядная составляющая, а также изучалась относительная распространен- ность изотопов гелия и трития в космических лучах. Исследова- ло®* воздействие микрометеоритов на конструкцию и системы радиации*1 Па°АИЛОСЬ измеРение интенсивности проникающей 4» и ан**твпьную часть общей программы полета кораблей «Союз- слап “Союз-й» составлял комплекс медико-биологических ис- *»дований. В космическом полете происходит перестройка всей ярительности организма человека: изменяется энергетический, £РД™>солевой и гормональный обмены, деятельность сердечно- неввмгг70^’ Дыхательн°й и пищеварительной систем, центральной р нои системы. Хотя эти изменения при кратковременных
космических полетах человека не носят угрожающего характера, их тщательное изучение уже позволяет выработать способы борьбы с неблагоприятными факторами космоса при будущих длительных полетах. Большое значение имеет предварительная тщательная специальная подготовка космонавтов. Высокий уровень физической подготовки расширяет компенсаторные возможности организма в условиях психического и физического напряжений в период космического полета. Для изучения динамики изменений, происходящих в организме космонавтов в процессе деятельности в космическом простран- стве, информация о состоянии организма космонавтов оперативно перерабатывалась и передавалась в Центр управления полетом. Большой интерес представляют также исследования по выбору оптимального рациона питания космонавтов. Ежесуточно с пищей космонавт получал 2400-2700 килокалорий, при этом упор был сделан на повышенное потребление высококачественных белков и углеводов. При подготовке к полетам космических кораблей и в процессе их полета проводилась большая работа по оценке радиационной обстановки: осуществлялось прогнозирование солнечной активно- сти на планируемое время полета и принимались меры как до, так и во время полета к противорадиационной защите. Весь комплекс медико-биологических исследований был направлен на изучение вопросов адаптации человека к космиче- ским условиям.
V. ГРУППОВОЙ ПОЛЕТ ТРЕХ «союзов» МАНЕВРИРОВАНИЕ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ В октябре 1969 года был осуществлен групповой полет трех космических кораблей «Союз». 11 октября был выведен на орбиту корабль «Союз-6», пилотируемый Г. С. Шониным и В. Н. Кубасо- вым. Через сутки стартовал корабль «Союз-7» с космонавтами А. В. Филипченко, В. Н. Волковым и В. В. Горбатко. 13 октября был запущен корабль «Союз-8» с экипажем в составе В. А. Шата- лова и А. С. Елисеева. Экипажи космических кораблей решали задачи по взаимному маневрированию с использованием ручного управления, отработке методов автономной навигации, наблюдению и фотографированию геолого-географических объектов Земли. Отрабатывались усовер- шенствованные системы кораблей, проводились комплексные медико-биологические исследования и метеорологические наблюдения. Запуски космических кораблей «Союз» осуществляются с крупнейшего в Советском Союзе космодрома Байконур. Темп запусков, при которых ракеты-носители стартовали с интервалом в сутки, предопределил напряженную работу всех служб стартово- го комплекса. Проверялись методы подготовки к полетам систем ракет-носи- телей и космических кораблей в столь сжатые сроки. Это явилось своего рода репетицией запусков в будущем серий транспортных кораблей для сборки крупных космических орбитальных станций. Когда три космических корабля были на орбите, нагрузка на службы командно-измерительного комплекса Советского Союза существенно увеличилась. Слаженная работа системы «Зем- ля —Космос» в течение всего времени полета имела немаловаж- ное значение для развития космической навигации и управления. В чем же сложность одновременного управления тремя пилотируемыми кораблями? В полете корабли «Союз» то находились на значительном расстоянии друг от друга, то сближа- лись до нескольких сотен метров. В первом случае станция слежения^ закончив радиоконтакт с одним кораблем, должна была в кратчайший срок развернуть антенны в направлении другого корабля, входящего в зону радиовидимости, и настроиться для Р®ооты с ним. Когда же корабли находились на расстоянии, не превышавшем несколько километров, они попадали в «поле зрения» радиолуча одновременно. Программа связи была заранее расписана по секундам, так как за короткий сеанс радиосвязи
Антенны Центра управления полетами космических кораблей
В Центре управления полетами необходимо было принять телеметрическую информацию, пере* дать команды на борт кораблей, провести телевизионный репор- таж. Вне зоны радиовидимости с территории Советского Союза между кораблями также поддерживалась интенсивная радио- связь. Для связи использовались несколько диапазонов радиоволн. На больших расстояниях применялись короткие волны, в пределах прямой радиовидимости бесперебойная связь осуществлялась с помощью ультракоротких радиоволн. Поэтому, когда корабли проходили над территорией Советского Союза, земные станции передавали друг другу каждый корабль, подобно эстафетной палочке, обеспечивая с ним непрерывную связь. Сборка крупных орбитальных станций уже тогда представлялась как проблема недалекого будущего. Она требует широкого маневрирования космических кораблей. Одни из них будут доставлять на заданную орбиту конструкции будущих стан- Ции, другие—топливо и продовольствие, третьи—экипажи. Поэтому.совместному маневрированию трех пилотируемых кораб- лей «Союз» было уделено столько внимания. Основная задача, которая решалась тремя экипажами, состояла в координированном сближении кораблей с расстояния в несколько сотен и даже тысяч километров до дистанции в несколько сотен метров. При проведении маневрирования на орбите отрабатывались ”®у°ДЬ1 взаимодействия с наземным комплексом. Данные траек- орных измерений постоянно поступали из Центра управления вь1чТОМ и 00 станций слежения в Координационно- числительный центр для обработки на электронно-
вычислительных машинах. Полученные исходные параметры для проведения маневра по сближению поступали с Земли на борт космического корабля и фиксировались в запоминающем устрой- стве. В расчетное время включалась двигательная установка космического корабля, которая, отработав положенное время, автоматически выключалась. В результате корабль переходил на другую орбиту, обеспечивающую его сближение с остальными кораблями. Успешное проведение маневрирования позволило кораблям «Союз-6», «Союз-7» и «Союз-8» неоднократно подходить друг к другу на столь близкие расстояния, что космонавты могли производить необходимые измерения и наблюдения по относи- тельному движению своих кораблей. Космонавты выполняли эксперименты народнохозяйственного значения и медико-биологические исследования. Метеорологиче- ские наблюдения проводились практически над всей частью земного шара, охваченной трассами кораблей. Космонавты фотог- рафировали распределение облачности, наблюдали зарождение циклонов и прослеживали их дальнейшее развитие и направление движения. Эти данные систематически передавались в Гидромете- оцентр Советского Союза и использовались им в работе. Наблюдения и фотографирование земной поверхности в раз- личных участках спектра позволяют не только прогнозировать развитие ураганов, наводнений, пылевых бурь. Эти исследования имеют также большое значение для решения разнообразных задач геологии, геоботаники, гидрологии и других наук о Земле. Одно из наиболее перспективных направлений анализа косми- ческих фотографий—использование их для построения геоморфологических карт мелкого и среднего масштаба, а также геоморфологического районирования. На подобных фотографиях различаются практически все типы и многие формы рельефа, включая прибереговой подводный. По программе геолого- географических исследований космонавты фотографировали ха- рактерные участки земной поверхности. В частности, подробно исследовались рельеф горных массивов, береговые очертания Каспийского моря, дельта Волги, лесные массивы на территории нашей страны. Изучалась отражательная способность лесных массивов и пустынных областей планеты. Экипажи выполнили большой объем навигационных измерений Отрабатывалась методика визуальной астроориентации по звездам 4 и 5 величин, что позволяло определить точное положение корабля на космических трассах без использования наземных средств. Ведь в будущем на межпланетных траекториях использование в качестве астроориентиров не только наиболее ярких звезд значительно расширит возможности автономной навигации. В программу отработки приемов автономной навигации входило: наблюдения и фотографирование дневного и сумеречного горизон- та, измерения специальными приборами освещенности дневной и теневой поверхности Земли, яркости звезд в различных диапазо-
ыях видимого спектра, а также оценка видимости Луны и звезд на нюне горизонта. Возможности ручной ориентации определялись с использованием оптического визира в условиях сумерек и в тени Земли. СВАРКА В КОСМОСЕ 16 октября экипаж корабля «Союз-6» провел уникальный эксперимент по сварке и резке металлов в условиях космического полета. Перед началом работ командир корабля Г. Шонин закрыл люк-лаз между отсеками корабля. На 77-м витке полета он разгерметизировал орбитальный отсек, в котором была установле- на технологическая аппаратура, предназначенная для исследования различных способов сварки и резки металлов в глубоком вакууме и невесомости. Управление режимами работы автономной экспериментальной установки «Вулкан» осуществлял бортинженер В. Кубасов со специального пульта в кабине экипажа. Эта установка состояла из двух узлов. $ первом—располагались различные устройства для сварки, во втором—источники питания, приборы управления, измерительные и преобразовательные системы, средства автома- тики и связи. Они находились в герметичном отсеке, заполненном азотом. После того как в орбитальном отсеке установился глубокий вакуум, космонавт включил автомат, настроенный для сварки сжатой дугой низкого давления (плазмой). Затем установка переключалась на электроннолучевую сварку. Третьим режимом явилась дуговая сварка плавящимся электродом. Таким образом, впервые в мировой практике в орбитальном полете был осуществлен технологический процесс, связанный с нагревом и расплавлением металлов. Этому успеху предшествовали длительные наземные исследования, которые позволили сконструировать малогабаритные сварочные устрой- ства для установки их на космическом корабле. Результаты экспериментов дали возможность сделать ряд важных предварительных практических выводов. Так выяснилось, что в условиях невесомости происходят существенные изменения в микроструктуре швов, связанные с отсутствием силы тяжести. Несколько упрочняются сварочные соединения, но в некоторых случаях наблюдается местная пористость швов. Оказалось, что при дуговой сварке плавящимся электродом в невесомости необходимы специальные меры, кото- рые обеспечивали бы надежный перенос металла с электрода в ванну. Вакуум осложняет зажигание дугового разряда, поэтому для сварки в космосе были разработаны специальные методы зажигания. попважно’ что результаты исследований и разработок, поиВеДеннь,х ПРИ подготовке к космической сварке, уже нап енвНЬ| в народном хозяйстве страны. Усовершенствована, «пример, технология дуговой сварки в вакууме, создана
малогабаритная и высокопроизводительная аппаратура для соединения металлов электронным лучом и сжатой дугой. Успешный эксперимент по сварке на борту космического корабля «Союз-6» открыл перспективы совершенствования технологии сборки в будущем больших орбитальных станций. Энергию для проведения сварочных работ на орбите можно черпать из такого неиссякаемого источника, каким является Солнце. Сейчас трудно сказать, какой вид сварки окажется наиболее перспективным. Поэтому не исключено, что и такой прогрессивный способ соединения материалов, каким является диффузионная сварка, возможно, получит широкое распространение. Ведь усло- вия космоса для этой сварки идеальны.
VI. 424 ЧАСА В НЕВЕСОМОСТИ До июня 1970 года продолжительность полетов человека в космос составляла несколько более десяти суток. При этом вместе с решением научно-технических задач исследовались жизненные функции организма человека, работоспособность космонавтов. Выяснилось, что человек довольно быстро приспосабливается к условиям невесомости. Однако могут возникать некоторые ощуще- ния и накапливаться раздражения вестибулярного аппарата. Поэтому особенно важным вопросом являлось изучение поведения человеческого организма в условиях продолжительного пребывания в невесомости. Необходимо было иметь также более точное представление о том, что может дать присутствие космонавта на борту корабля при изучении Земли, атмосферы, космической среды, найти оптималь- ное соотношение между функциями человека и автомата. Эти задачи и решались в полете космического корабля «Союз- 9», пилотируемого А. Г. Николаевым и кандидатом технических наук В. И. Севастьяновым. Корабль стартовал 1 июня 1970 года. В этом полете решались задачи по проведению медико- биологических исследований воздействия факторов длительного космического полета на человеческий организм и его работоспособность; осуществлялась комплексная проверка и ис- пытания бортовых систем в различных режимах в условиях длительного космического полета; выполнялась дальнейшая отра- ботка систем ручного управления, ориентации, а также методов автономной навигации; проводились научные исследования и эксперименты. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ Большой интерес представляет полет корабля «Союз-9» с точки зрения космической биологии и медицины. «ак показали полеты советских и американских кораблей, космонавты могут жить и работать в условиях невесомости без сраженных нарушений в состоянии их здоровья и работоспособности в течение нескольких суток. Однако с увел и че- продолжительности полетов к действию невесомости «моавляются такие факторы, как длительная изоляция, раниченность движений, психологическая напряженность, нако-
нец, возможность возникновения инфекций от микроорганизмов, находящихся внутри корабля. В процессе полета предусматривалось изучение симптомов возможных нарушений, возникающих в результате длительного воздействия невесомости на человека; получение данных о влиянии на организм более длительного, чем до сих пор, пребывания в невесомости и об эффективности защитных мероприятий; получение сведений, необходимых для дальнейшего совершенствования систем жизнеобеспечения. Исходя из этих целей, советские ученые разработали разнооб- разные оригинальные методы, приборы и средства регистрации физиологических функций организма в космическом полете. Для предотвращения нарушений общей и физической устойчивости, координации привычных движений были применены специальные средства и комплекс физических упражнений. Основная цель этих упражнений состояла в том, чтобы сохранить устойчивость орга- низма к влиянию невесомости и последующих перегрузок при спуске с орбиты, поддержать мышечную силу, оказать общее тонизирующее воздействие на нервную, сердечно-сосудистую и пищеварительную системы. Детальным исследованиям подвергалась сердечно-сосудистая система с помощью точных методов электрокардиографии, сейсмокардиографии (запись механических сотрясений грудной клетки, вызванных сокращениями сердца), пневмографии (запись процесса дыхания по изменениям периметра грудной клетки), измерений частоты пульса. Результаты передавались на Землю с помощью радиотелеметрии. Кроме того, сами космонавты периоди- чески измеряли артериальное давление как в состоянии покоя, так и после дозированной физической нагрузки. В тесной связи с состоянием сердечно-сосудистой системы рассматривались колебания водно-солевого обмена, что должно послужить для дальнейшего изучения водно-электролитного ба- ланса организма. До этого полета не было экспериментальных данных об энергозатратах человека во время длительного косми- ческого рейса. Между тем они необходимы для построения оптимальных систем жизнеобеспечения, а также для разработки научно обоснованных рационов питания и потребления воды. У космонавтов тщательно измерялись функции дыхания, газообмена и энергозатрат в условиях работы и отдыха. Изучались также вегетативные реакции, измерялась мышечная сила рук, болевая и другие виды чувствительности, исследовались изменения во взаимодействии анализаторных систем, и прежде всего функции вестибулярного аппарата. Это необходимо для последующей разработки рекомендаций по предупреждению различных наруше- ний, которые могут возникнуть в условиях длительной невесомо- сти. Наряду с надежным врачебным контролем, средствами телеметрии исследовались физиологические реакции организма на длительное воздействие комплекса факторов космического полета—изучалась психологическая устойчивость человека, ди- намические характеристики оператора, включенного в систему управления.
Отметим, что в области медицинских исследований были ппименены новейшие методологические приемы, позволяющие глубоко вскрывать физиологические механизмы приспособления ооганизма человека к факторам космического полета. Это имеет исключительное значение для дальнейшего совершенствования средств обеспечения длительного существования и работы чело- века в космическом пространстве. Важные данные были получены при послеполетном обследовании космонавтов. В день посадки у космонавтов обнару- живались выраженные изменения со стороны двигательной сфе- ру. их ощущения были аналогичны тем, что наблюдаются при действии перегрузок на центрифуге величиной 2-2,5 единицы. Такое состояние продолжалось около двух суток. Нормализация статики и движений, а также физиологических функций заверша- лась к десятым суткам пребывания космонавтов на Земле. Таким образом, переход к обычным условиям земного существования после длительного пребывания в космосе протекал с большими трудностями, чем адаптация к состоянию невесомости. На корабле «Союз-9» были продолжены эксперименты по маневрированию на орбите, в том числе при решении космонавта- ми самостоятельно задач автономной навигации и по отработке рода перспективных элементов системы ориентации и управления движением. Система управления позволила гибко изменять и поддерживать угловую ориентацию корабля, которая требовалась в ходе выполнения научно-технических экспериментов или маневрирова- ния. Так, при отработке автономной навигационной системы космонавты ориентировали корабль на определенные светила, а при наблюдении и фотографировании Земли—на Землю. Проводилась ориентация корабля на Солнце, необходимая для восполнения электроэнергии солнечными батареями и выполнения ряда научно-технических экспериментов. Поддержание парамет- ров орбиты обеспечивалось коррекциями, при этом корректиру- емый импульс мог выдаваться в любом требуемом направлении. Коррекция, как и ряд других операций управления, проводилась и вручную, и автоматически, без участия космонавтов. Пользуясь ручным управлением, включая ту или иную группу двигателей ориентации, космонавты разворачивали корабль в нужном направ- лении: пользуясь оптическими приборами,—ориентировали ко- рабль относительно Земли с необходимой точностью. Специальные оптические приборы позволяли проводить высокоточную ориента- цию на звезды в пределах нескольких угловых минут. Длительный полет требует экономного расходования топлива в системе реактивных двигателей ориентации. Такой расход топлива обеспечивался с помощью режимов, использующих для поддержания ориентации минимальные одиночные импульсы групп этих двигателей. Особенность полета корабля «Союз-9» состояла и в том, что оыл испытан ряд новых приборов ориентации, уточнены некоторые характеристики корабля, важные для работы системы ориента-
Одним из экспериментов, проведенных в полете и имевших большое значение для дальнейшего развития программ пилотируемых полетов, стало изучение динамических функций человека, рассматриваемого как элемент модели системы управления. В этом эксперименте использовалось специальное кибернетическое устройство, с помощью которого моделировались усложненные динамические режимы полета. В процессе этой работы, выполнявшейся В. Севастьяновым, определялась точ- ность выполнения им заданной программы команд управления. Аналогичные эксперименты были проведены во время наземной подготовки и в начале полета. Сравнение полученных результатов позволило оценить комплексное влияние факторов космического полета на исследуемые характеристики человека. Были продолжены наблюдения нашей планеты из космического пространства с использованием оптических приборов, фотографирования и кинорегистрации различных явлений и процессов, протекающих наземной поверхности. По фотографиям, выполненным с корабля «Союз-9», ученые уточнили геологические карты отдельных районов Земли и определили наиболее вероят- ные районы для поиска полезных ископаемых. Кроме того, по фотографиям отдельных районов мирового океана изучаются возможные направления океанских течений и некоторые характе- ристики, по которым упрощается поиск зоопланктона и мест промысловых косяков рыбы. Фотографии атмосферных образований, снежного и ледовых покровов Земли дали дополнительные материалы для разработки методов долговременного прогнозирования погоды и методики распознавания моментов возникновения тайфунов. В полете был проведен комплексный метеорологический эксперимент, сочетавший использование различных современных технических средств. Кроме корабля «Союз-9» в нем участвовали научно-исследовательское судно АН СССР «Академик Ширшов» и метеорологический спутник системы «Метеор». Работы проводились в западной части акватории Индийского океана. Космонавты сделали три серии снимков облачного слоя по трассе следования морского судна: до него, над ним и впереди. В это же время с борта судна были произведены запуски радиозондов, сделавших вертикальный разрез атмосферы. Одновременно были получены и телевизионные изображения этого района с высоты около 630 километров спутником «Метеор». Совместное изучение снимков, полученных с «Союза-9» и «Метеора», а также данных радиозондов представляет большой интерес для метеорологов, позволяет комплексно изучать атмосферу. Космический корабль «Союз-9» по своим конструктивно- компоновочным характеристикам был в основном аналогичен предшествующим кораблям серии «Союз». Однако в соответствии с задачами длительного полета на нем были предусмотрены некоторые конструктивные изменения, связанные с задачами полета и улучшением условий работы и отдыха космонавтов: были сняты аппаратура и оборудование, обеспечивающие сближение и стыковку с другими кораблями.
для поддержания нормального физического состояния и высо- кой работоспособности при длительном пребывании в невесомости космонавты выполняли специальный комплекс упражнений. В ообитальном отсеке была оборудована гимнастическая площадка с двумя амортизаторами и специальным жилетом. Это позволяло со? ля rath нагрузку на корпус человека (порядка 20-40 килограммов), на группы мышц и скелет, аналогичную нагрузкам в условиях земной силы тяжести. В конструкцию орбитального отсека были выведены дополнительные крепления для фиксации космонавта в положении стоя, сидя и лежа. Это создало удобства при выполнении научных экспериментов, а также для отдыха и сна. Важную роль в сохранении работоспособности космонавтов сыграло рациональное построение режима труда и отдыха. Анализ работы космонавтов помог уяснить специфику продолжительного пребывания на орбите и выбрать рациональные методы проведения исследований в условиях космоса. Спускаемый аппарат корабля «Союз-9» был выполнен в двухместном варианте. Длительный полет и большой объем научных исследований потребовали частичного изменения его компоновки. На месте третьего кресла была установлена научная аппаратура, кассеты с кино- и фотопленкой, запас магнитной ленты для регистрации результатов экспериментов на орбите. Эта информация, а также ряд научных приборов с результатами биологических экспериментов возвратились на Землю. Полет корабля «Союз-9» дал много новой ценной научной информации и явился важным шагом на пути к дальнейшему увеличению длительности пребывания и работы человека в условиях космического полета.
VII. ПЕРВАЯ ДОЛГОВРЕМЕННАЯ ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ЧТО ТАКОЕ ДОЛГОВРЕМЕННАЯ ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ? Это—тяжелый искусственный спутник Земли с экипажем космонавтов, длительное время функционирующий на околозем- ной орбите. На орбитальных станциях возможно размещение боль- шого количества различного оборудования, работающего как автоматически, так и при непосредственном участии космонавтов, что позволяет использовать ее для решения многих научных и прикладных задач: изучения околоземного космического про- странства и Земли; проведения астрономических, радио- астрономических и метеорологических наблюдений, медико- биологических исследовании, геодезических, навигационных изме- рений; отработки новых систем и агрегатов космических аппара- тов; создания новых материалов и изучения поведения материалов и различного оборудования в условиях космического полета и др. Орбитальные станции могут также явиться базами для сборки на орбите тяжелых космических кораблей, предназначенных для полета к другим планетам Солнечной системы. Время активного функционирования на орбите, численность экипажа, параметры орбиты, вес и габариты орбитальных станций определяются теми целями, достижение которых планируется в каждом конкретном полете. Конструкцию орбитальной станции во многом определяет способ ее сборки. Возможны два таких способа: 1) станция полностью собирается на Земле и выводится одной ракетой-носителем на орбиту, готовая к выполнению своих задач; 2) сборка станции осуществляется на околоземной орбите из нескольких отдельных блоков, секций, элементов или космических кораблей, которые выводятся последовательно (каждый элемент своим носителем); станция готова к выполнению комплекса задач после окончательной сборки и проверки. Оба способа имеют свои достоинства и недостатки. При сборке на орбите неизбежны потери в весе полезной нагрузки, так как каждый блок или секция, из которых собирается орбитальная станция, должен иметь свои бортовые системы управления, сбли- жающе-корректирующие двигательные установки, узлы и агрегаты для стыковки с выведенными ранее элементами. Эти потери увеличиваются, если при сборке большой станции использовать элементы малого веса. Однако второй способ дает возможность создавать станции любого необходимого веса и объема, любых размеров с использованием для вывода на орбиту отдельных
блоков существующих ракет-носителей. При сборке на Земле вес и габариты станции ограничены энергетическими возможностями ракеты-носителя, При втором способе сборки станции неудачный запуск одного из блоков еще не означает срыва выполнения целевых задач полета и запуск такого блока может быть произведен повторно. Неудачный запуск орбитальной станции, собранной полностью на Земле, может отдалить реализацию всей программы на длительное время, так как требуется создание новой станции, проверка и подготовка ее к запуску. Очевидно, что первым способом будут создаваться сравни- тельно небольшие станции массой от нескольких тонн до несколь- ких десятков тонн. В основу же создания больших станций массой до нескольких сотен тонн будет положен метод сборки на орбите. Как в первом, так и во втором случае космический экипаж может быть или выведен на орбиту вместе со станцией (ее элементом при втором способеi или доставлен туда отдельно с помощью специального транспортного космического. корабля. Создание орбитальной станции требует решения ряда важных проблем. Одной из основных проблем является обеспечение длительного времени активного функционирования орбитальной станции, ее систем и агрегатов. Станции должны оставаться на околоземной орбите длительное время, а создание достаточных запасов расходуемых элементов (компонентов системы жизнеобеспечения, топлива, фото- и кинопленки, запасных эле- ментов и узлов бортовой аппаратуры и т. nj на борту для автономной работы практически неосуществимо. Кроме того, периодически должна проводиться смена экипажа орбитальной станции. Для решения задачи регулярного сообщения со станцией с целью ее снабжения необходимыми элементами и смены экипажа должны использоваться транспортные корабли. Важной проблемой является обеспечение экипажа станции пищей и водой. Сначала космонавты будут использовать запасы, которые возьмут с собой в корабле или которые доставляются при помощи транспортных кораблей. Но в дальнейшем будут, вероятно, созданы так называемые полузамкнутые экологические системы, обеспечивающие регенерацию атмосферы и воды на станции. И, наконец, будут созданы замкнутые экологические системы, обеспечивающие полный круговорот веществ на станции с использованием не только низших растений типа хлореллы, но и высших, а также животных и птиц для получения мясных продуктов на ее борту, Увеличение длительности пребывания человека на борту орби- тальной станции связано с необходимостью решения проблемы преодоления воздействия невесомости на организм человека. Пока еще нельзя уверенно ответить на вопрос, сможет ли человек нормально жить и работать в условиях невесомости на протяжении Мн°гол отчего полета даже в случае проведения всевозможных профилактических мероприятий. Возможно, придется создавать на борту станции так называемую «искусственную тяжесть».
С точки зрения механики пути решения этой задачи ясны—станция должна вращаться относительно центра тяжести. Однако в этом случае на космонавтов при их перемещениях будет действовать кориолисово ускорение. Как при этом будет чувство- вать себя человек? На Земле это проверить достаточно трудно. Ведь постоянное вращение не только может отрицательно воздействовать на космонавтов, но и может оказаться несовмести- мым с необходимостью проведения отдельных экспериментов, например, наблюдения Земли, астрономические исследования, Правда, в последнем случае выход прост—создавать искусствен- ную тяжесть не путем вращения всей станции, а путем вращения отдельной ее части (блока), для научных исследований будут служить другие блоки орбитальной станции. Важным вопросом является обеспечение радиационной защиты экипажа. Чем выше орбита, тем более мощная потребуется защита либо всей станции, либо ее жилого блока. Противорадиационная защита может быть как активной, так и пассивной. Пассивная защита осуществляется экранированием отсеков станции матери- алами, способными поглощать вредные для человеческого организма частицы, активная—основана на возможности измене- ния направления потока заряженных частиц под воздействием электрических или электромагнитных полей. При длительном полете и больших габаритах орбитальной станции возрастает опасность воздействия микрометеоритных частиц и космической пыли. Попадание микрометеорита может вызвать пробой обшивки и разгерметизацию отсека. Хотя, как установлено, вероятность такого столкновения очень мала, но конструкторы должны учесть и это явление. Защиту можно осуществить устройством выносных экранов, применением обшив- ки из материалов с хорошими противоударными свойствами, например, титана, магния, бериллия, либо применением многослойной обшивки. Возможно также покрытие корпуса само- герметизирующимися резиновыми материалами. Длительное время активного существования станции предъявляет повышенные требования к надежности и ресурсу работы бортовых систем, аппаратуры, а также к конструктивно- компоновочным решениям. К тому же необходимо обеспечить возможность замены отдельных элементов в случае выхода их из строя, профилактического контроля и ремонта без полного демонтажа аппаратуры, что не требовалось ранее при создании автоматических аппаратов и космических кораблей. Таковы основ- ные проблемы, возникающие при создании длительно функциони- рующих орбитальных станций. «САЛЮТ» НА ОРБИТЕ Первая в мире долговременная орбитальная научная станция «Салют» была запущена в нашей стране 19 апреля 1971 года. Основной задачей полета станции была проверка работа конструкции и ее бортовых систем как в автоматическом режиме.
так и при полете с космонавтами на борту и проведение боль- шого комплекса научно-технических исследований и экспери- ментов. _ Продолжавшийся около шести месяцев полет орбитальной станции состоял из нескольких этапов. На первом этапе для проведения совместных экспериментов со станцией 23 апреля был запущен космический корабль «Союз-10» с- космонавтами В. А. Шаталовым, А. С. Елисеевым и Н. Н. Рукавишниковым. После взаимного маневрирования корабль и станция были состыкованы. При этом все основные этапы стыков- ки осуществлялись по схеме, отработанной ранее при полетах кораблей «Союз». После 5 часов 30 минут полета этого комплекса, во время которого проводилась проверка стыковочного механизма, корабль отстыковался от станции. Этот эксперимент подтвердил надежность выбранной системы, принципов и методов сближения и позволил проверить работу механизмов нового стыковочного узла, который был специально разработан при создании станции «Салют». Стыковочный узел обеспечивал возможность внутреннего перехода экипажа из транспортного корабля в помещение станции. Ранее созданные стыковочные узлы кораблей серии «Союз» не предусматривали внутреннего перехода космонавтов из корабля в корабль. Осуществление совместного полета космического корабля «Союз-10» со станцией «Салют» и последующие испытания стан- ции в автоматическом варианте показали, что все системы и конструктивные элементы станции отклонений от нормы не имели. После отстыковки и посадки корабля «Союз-10» станция «Салют» продолжала функционировать на околоземной орбите в автоматическом режиме. В этот период проводились работы по контролю за состоянием и функционированием бортовых систем, приему и обработке научной и телеметрической информации. В отсеках станции устойчиво поддерживался микроклимат с параметрами, близкими к земным. Это позволило перейти к следующему этапу работ—созданию и практической эксплуатации пилотируемой космической системы «Салют»—«Союз». 6 июня был осуществлен запуск космического корабля «Союз- 11» с космонавтами Г. Т. Добровольским, В. Н. Волковым и В. И. Пацаевым. 7 июня после стыковки космонавты в 10 часов 45 минут перешли в помещение станции и система «Салют» — «Союз» стала Функционировать как первая пилотируемая орбитальная научная Впервые была решена важная инженерно-техническая задача’ ™ доставке экипажа транспортным кораблем на борт научной станции. Переход космонавтов был осуществлен через внутренний кп?~Лаз стыковочного узла. Началась трудовая вахта советских станци^6706 На первой в мире пилотируемой научной ныРе₽вая °Р$итальная станция «Салют» состояла из трех основ- ых отсеков: переходного, рабочего и агрегатного.
Космический корабль «Союз» и орбитальная научная станция «Салют» перед стыковкой (рисунок) Переходной отсек является одним из жилых отсеков станции. Он предназначен для проведения научных наблюдений и экспериментов. В состав отсека входит стыковочный узел, обеспечивающий стыковку и расстыковку станции с транспортным космическим кораблем и переход космонавтов, а также перенос грузов из корабля на борт станции и обратно через внутренний люк-лаз. Корпус переходного отсека герметичен. Внутри отсека установлены элементы систем терморегулирования, жизнеобеспечения, научная аппаратура, пульты управления. Сна- ружи отсека установлены панели солнечных батарей, антенны поиска, световые индексы, ионные датчики, телекамера внешнего обзора, агрегаты системы терморегулирования, баллоны со сжа- тым газом, звездный телескоп «Орион», датчики микрометеори- тов. Для работы с телескопом, фотографирования и визуальных наблюдений в отсеке имеется шесть иллюминаторов. Переходной отсек соединен с рабочим отсеком люком-лазом, оборудованным автоматическим и ручным приводом. Самым большим отсеком станции является рабочий. Он расположен в средней части станции и служит основным помещением для работы и отдыха космонавтов. В нем установлены основные приборы и агрегаты системы управления станцией, системы жизнеобеспечения, аппаратура радиосвязи, энергопитания, контейнеры с питьевой водой, холодильники с пищей и устройства для ее разогрева, научная аппаратура. В
Рабочий отсек станции «Салют», (Фото сделано до выведения лаборатории на орбиту)
Монтажные работы на станции «Салют» отсеке космонавты находятся во время выполнения основных операций по управлению полетом станции, проводят научные исследования, выполняют физические упражнения, принимают пищу, отдыхают. В передней части рабочего отсека расположен центральный пост управления станцией, рассчитанный для одновременной работы двух членов экипажа. Здесь имеются два кресла, перед которыми расположены пульт управления пилота с индикаторами, дающими наглядное представление о текущих координатах станции, пульт управления бортовой вычис- лительной машиной и другие пульты управления. Отсюда произво- дятся операции по включению корректирующей двигательной установки, часть навигационных измерений, ориентации станции. С других постов, расположенных в различных местах рабочего отсека, осуществляются наблюдения поверхности Земли, прово- дятся медико-биологические исследования и работа с навигацион- ной аппаратурой. В общей сложности в рабочем отсеке имеется 15 иллюминаторов для работы с приборами ориентации и навигации, фотографирования и визуальных наблюдений. Спальные места космонавтов обеспечивают необходимые удоб- ства во время сна и имеют приспособления, позволяющие зафик- сироваться в удобной позе. Корпус рабочего отсека также герметичен. В нем под- держивается нормальное атмосферное давление, влажность и
температура. Снаружи рабочего отсека располагается часть науч- ной аппаратуры, антенны и датчики системы ориентации, панели радиаторов системы терморегулирования, антенны связи и радиотелеметрии. Корпус рабочего отсека состоит из двух цилиндрических оболо- чек: верхней, примыкающей к переходному отсеку, диаметром 2,9 метра и нижней диаметром 4,15 метра, обе оболочки соединены между собой конической обечайкой. За рабочим отсеком располагается негерметичный агрегатный отсек. В его состав входят: отсек двигательных установок, корректирующая двигательная установка, отсек двигателей ори- ентации, защитные экраны двигательной установки и системы исполнительных органов. На опорной «юбке» отсека размещаются антенны систем радиосвязи и радиоконтроля орбиты, агрегаты системы терморегулирования, ионные датчики. Отсек двигательных установок соединяет в единое целое агрегаты системы исполнительных органов и корректирующей установки. На нем размещаются баки с топливом систем исполнительных органов, телекамера внешнего обзора, шаровые баллоны наддува, заправочные панели системы исполнительных органов, панели солнечных батарей. В отсеке двигателей ориента- ции находятся основные и дублирующие микродвигатели системы управления. На наружной поверхности отсека установлены антен- ны обзора системы поиска. Корректирующая двигательная установка предназначена для коррекции орбиты станции с целью поддержания расчетных параметров, а также для маневрирования при сближении с транспортным кораблем. Двигатели малой тяги предназначены для разворотов станции в определенное положение, стабилизации ее положения в пространстве. На борту станции размещается свыше 1300 отдельных приборов и агрегатов. Основные данные Общая масса системы «Салют» — «Союз»......................... 25600 кг Масса орбитального блока «Салют» после выведения на орбиту ....... 18900 кг Масса транспортного корабля «Союз»............................... 6700 кг Общая масса научных приборов и инструментов....................... 1200 кг Геометрические характеристики: Длина в состыкованном состоянии............................... 23 м Длина орбитального блока ..................................... 16 м максимальный диаметр .. ..................... .................. 4J5 м максимальный поперечный размер станции с раскрытыми солнеч- ными батареями............................................. 11 м площадь панелей солнечных батарей................................. 42 м* объем герметичных отсеков ...................................... 100 м3 Последующие станции серии «Салют» имели конструктивно- компоновочные отличия от первой, в зависимости от конкретных задач каждого полета,
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТОВ Научные исследования. В течение 23-суточного полета экипаж станции выполнил большой объем научных исследований и экспериментов, внесших значительный вклад в решение комплекса фундаментальных научных проблем в области астрофи- зики, космической медицины, биологии, изучения Земли в интере- сах народного хозяйства и др. Впервые с участием человека были проведены астрономиче- ские исследования, На борту станции «Салют» была установлена астрофизическая обсерватория «Орион». Ученым и конструкторам потребовалось решить сложные задачи, связанные не только с созданием, но и с обеспечением длительной работоспособности астрономической аппаратуры в условиях вакуума и низких темпе- Р Аппаратура «Орион» включала в себя телескоп с диаметром зеркала 280 миллиметров для получения спектрограмм звезд в спектральном диапазоне 1800—3800 ангстрем, два спектрографа для получения спектрограмм в более широком диапазоне длин волн ультрафиолетового излучения; визирное устройство для поиска и нацеливания на выбранную звезду и пульт управления обсерваторией. Командир станции Г. Добровольский и бортинженер В. Волков проводили ориентацию станции на выбранный участок неба, а инженер-испытатель В. Пацаев—астрономические наблюдения. С помощью специального визира, установленного на станции, он наводил телескоп и спектрографы на звезды (предварительно рекомендованные астрономами) и фотографировал спектрограммы ультрафиолетового излучения звезд в различных участках этого диапазона. Космонавты за время полета провели несколько сеансов наблюдения. После окончания работ кассеты с телескопа и спектрографа, расположенные на наружной поверхности станции, были доставлены внутрь станции через специальную шлюзовую камеру. В астрофизические эксперименты входили и измерения первичного космического гамма-излучения с помощью гамма-телескопа, позволившего определить интенсив- ность, угловое распределение и энергию космических гамма- квантов. Такие исследования позволяют получить информацию о природе космических лучей Галактики и метагалактики. Но так как гамма-кванты сильно поглощаются в атмосфере, они не могут быть проведены с Земли. На станции было продолжено исследование природы электро- нов космического излучения. Еще на спутниках «Протон-1» и «Космос-225» было обнаружено существование избыточного фона электронного происхождения. Была высказана гипотеза о суще- ствовании группового ускорения частиц в космическом простран- стве. Аппаратура, установленная на станции «Салют», позволила измерить потоки и временную структуру таких групп, а также потоки легких и тяжелых ядер. Производилась регистрация метеорных частиц и исследования микрометеорной эрозии оптических поверхностей. В число науч
ных приборов входила и фотоэмульсионная камера для изучения первичного космического излучения. Впервые в этих эксперимен- тах была осуществлена длительная экспозиция, что существенно повышало вероятность обнаружения искомых частиц. Медицинские исследования. Медико-биологические задачи первых пилотируемых полетов сводились в основном к созданию благоприятных условий жизнедеятельности внутри космического корабля, к физической тренировке космонавтов и врачебному контролю во время полета. При увеличении длительности полетов, в частности при 18-суточном полете корабля «Союз-9», была выявлена необходимость усиления системы лечебно- профилактических мер на борту для предотвращения неблагоприятных воздействий длительного пребывания в невесо- мости и облегчения перехода космонавтов к земным условиям жизни. Для этого был разработан комплекс физических упражнений космонавтов с использованием специального костюма и тренажера—бегущей дорожки, позволявшей выполнять физиче- ские упражнения для поддержания силы основных групп мышц, ' прежде всего мышц спины и нижних конечностей и сохранения двигательных навыков и способности переносить перегрузки при возвращении на Землю. Для создания постоянной нагрузки на костно-мышечную систему были использованы специальные ко- стюмы, получившие название «Пингвин». Создание нагрузки позволяет предотвратить вымывание кальция, а значит ослабление костной конструкции, которое происходит в невесомости. Костюм состоял из наплечников, амортизаторов, связывающих наплечники, и пояса, связанного с амортизационной сеткой, стягивающей ноги. В полете проводились специальные исследования по измерению плотности костной ткани. Впервые при проведении медицинского контроля наряду с методами электрокардиографии, сейсмокардиографии, пневмо- графии применялись функциональные пробы. Это позволило получить более полную информацию об изменении физиче- ских функций в полете и о возможностях человеческого орга- низма. По программе полета на станции «Салют» был выполнен большой объем различных медицинских экспериментов, основной целью которых являлось изыскание критериев научно обоснованного прогнозирования сроков безопасного длительного полета. Биологические исследования являются важным источником информации о воздействии на организм невесомости, космической радиации и других факторов. На биологических объектах изучают- ся те процессы, которые невозможно изучить на организме человека, а также общие биологические закономерности воздействия космических факторов на живые организмы. Длительный полет станции «Салют» обеспечил проведение качественно новых экспериментов по наблюдению за созреванием систем организмов и развитием их функций с момента зарождения идо взрослого состояния. Для экспериментов использовались икра
земноводных, семена высших растений — лен, хибинская капуста, крепис, культивируемые методом гидроионики, и насекомые. При этом растения выращивались в специальном приборе «Оазис». Космонавты принимали непосредственное участие в проведении биологических исследований. Исследование Земли в интересах народного хозяйства. Земля отражает часть электромагнитной энергии, приходящей на ее поверхность от Солнца, и излучает собственную энергию. Она несет в себе информацию о качественном и количественном физическом состоянии поверхностного слоя Земли. Эта информа- ция, которая может быть получена с орбиты спутника Земли, используется специалистами различных наук и отраслей народного хозяйства. Космонавты с борта «Салюта» проводили фотографирование и спектрографирование подстилающей поверхности Земли и атмосферы. В частности, проводилась спектральная съемка характерных образований земной поверхности в прибрежных районах Каспийского моря с целью использования полученных данных в сельском хозяйстве, мели- орации, геодезии и картографии. Одновременно выполнялась аэрофотосъемка тех же районов со специально оборудованных самолетов АН СССР. Полученные данные имели большое значе-- ние и для разработки методов измерения излучений, проходящих через атмосферу от Земли. Комплекс бортовой фотоаппаратуры включал в себя разнофокусные камеры для фотографирования земной поверхности и звездные камеры, предназначенные для определения точных координат получаемых снимков. Проводились съемки территории Советского Союза для уточне- ния топографических карт нашей страны, особенно ее высокогор- ных районов, определения эрозии почв, выявления геологических структур, перспективных с точки зрения поиска полезных ископа- емых. Метеорологические эксперименты на станции выполнялись автономно и одновременно со спутников «Метеор», в частности, изучалась тонкая структура облачных систем, отрабатывалась методика дешифрирования телевизионных снимков, получаемых со спутника «Метеор». Технические эксперименты. В полете первой орбитальной станции с комплексом современной технической аппаратуры и систем на борту большое внимание было уделено вопросам испытания этой техники в условиях длительного космического полета. Научная станция «Салют» была оборудована экспериментальной системой автономной навигации, с помощью которой космонавты осуществляли измерение положения станции в пространстве относительно Солнца, Земли и земных ориентиров, а все необходимые расчеты параметров орбиты проводились бортовой вычислительной машиной. Работа с автономной системой навигации в космическом полете подтвердила правильность принципов ее построения. В этом полете проходили испытания широкоугольный визир- прибор, предназначенный для точной ориентации по Солнцу и
планетам, и высокоточный оптический построитель вертикали, проверялась точность гироскопических устройств в процессе длительного ориентированного полета. Эти новые средства ручного и автоматического управления движением космических кораблей имели большое значение для будущего. Комплексные исследования с использованием много- функциональной аппаратуры ЭРА также представляли боль- шой интерес. При этом изучался высокочастотный электронный резонанс на передающих радиоантеннах различной конфигурации, расположенных снаружи станции, и проводилась отработка мето- дов его подавления. Это явление мало изучено. Электронный резонанс на передающих радиоантеннах может привести к наруше- нию их нормальной работы и прекращению радиосвязи. Поэтому эти эксперименты были очень важны. Одновременно аппаратура ЭРА позволяла измерить параметры ионосферы вблизи орбиталь- ной станции, пространственное распределение частиц, потенциал корпуса станции и другие явления. После завершения большого и сложного комплекса продолжительных научно-технических экспериментов на борту орбитальной станции «Салют» ее экипаж при возвращении на Землю а транспортном корабле «Союз-11» из-за разгерметизации спускаемого аппарата трагически погиб. Отважные исследователи космоса Г. Т. Добровольский, В. В. Волков и В. И. Пацаев своим самоотверженным трудом внесли огромный вклад в дальнейшее развитие космической науки и техники, в благородное дело освоения космоса на благо всего человечества. После расстыковки корабля «Союз-11» и станции «Салют» ее бортовые системы вновь были переведены в автоматический режим работы. В ходе последующего полета систематически проводились научно-технические исследования и контроль работы систем, агрегатов и научной аппаратуры станции в условиях длительного пребывания в космическом пространстве. Во время всего полета бортовое оборудование станции работало нормально, температура и давление в герметичных отсеках поддерживались в заданных пределах. 11 октября 1971 года со станцией «Салют» были проведены заключительные операции с целью спуска ее с орбиты. Станция была сориентирована в пространстве, а затем включена ее тормозная двигательная установка. В результате торможения станция перешла на траекторию спуска, вошла в плотные слои атмосферы над заданным районом акватории Тихого океана и прекратила свое существование, так как она не предназначалась Для возвращения на Землю. Полет первой орбитальной станции «Салют», оснащенной раз- нообразной научной аппаратурой, техническим оборудованием, открыл широкие перспективы в непосредственном использовании пилотируемой космической техники в интересах многих отраслей науки и народного хозяйства.
VIII. ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА ОРБИТЕ Прогресс космонавтики невозможен без отработки космиче- ской техники как в автоматическом, так и в пилотируемом вариантах в условиях реального космического полета. Периодически осуществляемые экспериментальные полеты и ре- шают задачи комплексной проверки при различных изменениях в конструкции, при испытании новых бортовых систем, агрегатов и приборов. Наземные испытания подтверждают возможность той или иной системы или прибора работать в условиях полета, но комплексное влияние невесомости, вакуума, излучений на борто- вое оборудование возможно изучить лишь непосредственно в космическом пространстве. Все это позволяет совершенствовать' технику, повышать ее надежность. В ПОЛЕТЕ СТАНЦИЯ «САЛЮТ-2» Орбитальная научная станция «Салют-2» была выведена на околоземную орбиту 3 апреля 1973 года. Целью этого запуска являлась отработка усовершенствованной конструкции станции, ее бортовых систем и аппаратуры, а также проведение научно- технических экспериментов и исследований в космическом полете. Полет станции, продолжавшийся около месяца, осуществлялся в автоматическом варианте. В течение всего полета со станцией поддерживалась устойчивая радиосвязь, контролировалась рабо- та бортовых систем, на Землю поступала информация о выполненных экспериментах и исследованиях, проводились кор- рекции орбиты станции. Все бортовые системы и научная аппаратура станции функционировали нормально. В результате полета станции «Салют-2» были получены важ- ные опытные данные, подтвердившие правильность принятых схемных и конструктивных решений, а также выбранных параметров бортовой аппаратуры и характеристик ее основных систем. Эти данные были использованы для разработки и создания новых конструкций и систем орбитальных станций «Салют». НА ОРБИТЕ КОРАБЛЬ «СОЮЗ-12» Космический корабль «Союз-12» был выведен на расчетную орбиту 27 сентября 1973 года. Программа экспериментального полета корабля включала комплексную проверку и испытание усовершенствованных бортовых систем и дальнейшую отработку процессов ручного и автоматического управления в различных
оежимах полета корабля. Экипаж корабля, в состав которого входили командир корабля В. Г. Лазарев и бортинженер О. Г. Макаров, должен был провести спектрографирование. Данный полет являлся одним из важных этапов работ, связанных с дальнейшим совершенствованием космических пилотируемых ко- раблей серии «Союз». В ходе выполнения программы полета космонавты осуществляли многочисленные динамические опера- ции по маневрированию корабля, в результате чего была суще- ственно изменена орбита его полета. Спектрографирование участков земной поверхности позволяет ученым обнаруживать районы возможного залегания рудных тел, определять наличие подпочвенной влаги, выделять участки расти- тельности, пораженные засухой, заболеваниями, определять степень созревания сельскохозяйственных культур. Космические фотографии интересны и ценны тем, что при съемках с высот более 150—200 км они позволяют сразу охваты- вать громадные территории. Складывая, например, несколько десятков или сотен аэрофотоснимков, практически нельзя получить ту же картину, что и с космического корабля. За время полета самолета, а скорость его существенно меньше, чем космического корабля, успевают измениться тени на Земле, погода, высота Солнца над обозреваемыми участками. Из мозаики аэрофотоснимков труднее выделить какие-то общие крупно- масштабные структуры, интересующие геологов, вулкано- логов, планетологов. Космонавты проводили съемку как обычным фотоаппаратом, так и специальным девятиобъективным. Фильтры на этих объекти- вах дают возможность получить снимки в различных участках спектра—от видимого света до инфракрасного, что позволяет получить много дополнительной информации. Кроме прямого народнохозяйственного значения этот эксперимент носил и поис- ковый характер. Специалистам нужно было определить необходи- мые характеристики аппаратуры, а также спектры, которые наиболее информативны. Одновременно с «Союзом-12» съемку ряда уже хорошо изученных территорий проводили и с самолетов. Сопоставление аэроснимков с космическими позволяет оценить те искажения, которые вносит атмосфера планеты. Одной из важных особенностей полета являлось то, что выполненные эксперименты по автономной навигации и различные орбитальные маневры («поднятие» орбиты корабля и его многочисленные ориентации) имели, по существу, одну общую тенденцию—отыскать наиболее эффективные пути для передачи функций управления с Земли на борт космического корабля. Нет необходимости приводить доказательства важности этой пробле- мы для будущего космонавтики, когда космические корабли землян в течение многих месяцев (а возможно, и лет) будут летать в безграничных просторах дальнего космоса. Космонавты проводили проверку системы контроля ориента- ции, оценивали правильность функционирования автоматики ко- рабля. С помощью прибора ночного видения они выполняли контроль ориентации на теневой стороне Земли по звездам.
IX. В КОСМОСЕ АСТРОФИЗИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ«СОЮЗ-13» 18 декабря 1973 года был осуществлен запуск космического корабля «Союз-13» с экипажем в составе командира корабля П. И. Климука и бортинженера В. В. Лебедева. Программой полета предусматривалось проведение астрофизи- ческих наблюдений звезд в ультрафиолетовом диапазоне с помощью установленной на борту корабля системы телескопов «Орион-2», выполнение спектрографирования и многозональной съемки отдельных участков земной поверхности с целью получения данных для решения различных народнохозяйственных задач, проведение медико-биологических исследований, осуще- ствление дальнейшей отработки процессов ручного и автоматического управления кораблем, а также методов автоном- ной навигации в различных режимах его полета. АСТРОФИЗИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ Как известно, земная атмосфера практически непрозрачна для электромагнитных волн короче 3000 ангстрем. А именно коротко- волновые спектрограммы служат источником разнообразной ин- формации, необходимой для решения проблем, связанных с рождением, формированием и эволюцией звезд, изучением природы внугризвездной энергии, физических процессов, протекающих в атмосфере звезд и т. д. Эти спектрограммы позволяют ученым обнаруживать звезды или целые их системы, особенно активные в области коротковолнового излучения. Вот почему астрофизические наблюдения звезд с борта корабля в ультрафиолетовом диапазоне представляют особый интерес. Вынос телескопа за пределы земной атмосферы существенно расширяет наблюдательные возможности за счет ликвидации значительной «непрозрачности» атмосферы Земли в опре- деленном интервале спектра излучений и ее неоднородности, выз- ванной турбулентными процессами, происходящими в атмосфере. Телескоп системы «Орион-2» с фотоприставкой устанавливал- ся снаружи орбитального отсека, на месте стыковочного узла, который имеется на некоторых кораблях серии «Союз». Аппаратура «Орион-2» имела защитный купол, который обеспечи- вал нормальный тепловой режим, предохраняя телескоп от перегрева на солнечной стороне орбиты и от пе- реохлаждения— на теневой. В куполе, напротив объектива теле-
скопа, имелось «окно» с двухстворчатой крышкой, открывавшейся только на время проведения'эксперимента. Наведение телескопа на заданный участок звездного неба осуществлялось следующим образом: сначала командир экипажа, пользуясь системой ручного управления и гироскопами системы, по возможности более точно ориентировал корабль таким образом, чтобы оптическая ось неподвижного телескопа была направлена в сторону достаточно яркой опорной звезды. Сама опорная звезда служила лишь ориентиром для того, чтобы направить телескоп на заданную область неба. Далее, бортинженер, находившийся в орбитальном отсеке, с помощью оптического визира, связанного с телескопом дистанционной следящей системы, производил более точное наведение телескопа на опорную звезду путем его поворо- тов относительно корпуса корабля. Затем он включал автоматиче- скую следящую систему, которая выполняла окончательное наве- дение и стабилизацию телескопа в направлении на звезду с точностью до нескольких угловых секунд. Чтобы не допустить вращения телескопа вокруг его оптической оси (это приводит к «смазыванию» изображения на фотографиях), его стабилизация производилась не только по основной опорной звезде, но и ’ по второй, расположенной под большим углом к первой. Получаемые спектрограммы излучения звезд фиксировались на специальной высокочувствительной пленке, причем каждый участок неба фотографировался с разными выдержками от 1 до 20 минут, что позволяло получить на каждой фотографии одновременно спектрограммы большого количества ярких и сла- бых звезд. Экипаж провел 16 сеансов спектрограф и ров ан и я излучения звезд различных участков неба. Зарегистрированы спектрограммы нескольких тысяч звезд (общее число спектрограмм порядка 10000). В отдельных случаях было зарегистрировано излучение весьма слабых источников до 12-й звездной величины и слабее. Снимки ультрафиолетовой части спектра столь слабых звезд были получены впервые, число таких звезд составляло более 3000 тысяч. При этом были подвергнуты изучению звезды самых разнооб- разных типов и свойств—очень горячие и очень холодные. Среди них и молодые, и находящиеся на последнем этапе своей жизни, очень близкие к нам и очень далекие, гиганты по размерам и карлики. Удалось получить спектральные снимки звезд, находящихся в южной полусфере неба, совершенно недоступной для наблюдения на наших географических широтах. Впервые в астрофизической практике получена ультрафиолетовая спектрограмма уникаль- ного и представляющего исключительный интерес объекта— планетарной туманности. Эти газовые образования гигантских раз- меров имеют обычно в центре очень горячую звезду, являю- щуюся источником свечения самой туманности. Изучение их важно не только для астрофизики, но и для атомной физики, физики плазмы и др.
Из полученной спектрограммы ученые, в частности, узнали о наличии в такой туманности алюминия и титана. Интересны результаты и в области изучения очень холодных звезд, в коротковолновой части спектра одного из таких объектов были обнаружены четкие линии, указывающие на наличие хромосферы у звезд. До настоящего времени хромосфера—тонкий слой очень горячего газа (плазмы), окружающей диск светила, была известна только у Солнца «Орион-2» имел широкополосный менисковый телескоп с диаметром входного отверстия 240 миллиметров, который мог спектрографировать в ультрафиолетовом диапазоне звезды до 9,5—10-й величин на площади в 20 квадратных градусов. Вся его оптика была изготовлена из кристаллического кварца, который пропускает волны требуемой длины и не боится резких температурных колебаний, свойственных космическому пространству. Он представлял собой сложное сочетание оптических, электронных и механических систем с 13 электродвигателями, установленными на специальной платформе. Вся система телескопов и спектрографов была расположена вне корабля. В распоряжении бортинженера находились визирное устройство и пульт управления. Специальные звездные датчики «чувствовали» положение звезд, по их сигналам регулировалось положение платформы с системой телескопов. Точность нацелива- ния на исследуемый объект достигала 2—3 секунд дуги. После выполнения съемок кассета с пленкой транспортировалась внутрь корабля через специальный шлюз. Экипаж неоднократно спектрографировал звезды в созвездиях Тельца, Ориона, Близнецов, Возничего и других с различными экспозициями. Важную роль в эксперименте играла стабилизированная платформа, обеспечившая отслеживание звезд с точностью до нескольких секунд. Создание стабилизированной платформы представляло само по себе инженерную задачу исключительной трудности. Корабль «Союз» еще раз убедительно продемонстрировал свои широкие возможности. МНОГОЗОНАЛЬНЫЙ ПОРТРЕТ ЗЕМЛИ Обычную фото- или телевизионную съемку можно назвать однозональной, так как в этом случае съемочная аппаратура регистрирует приходящие от объекта съемки излучения одной широкой видимой области спектра, к которой чувствителен чело- веческий глаз. Съемка в видимой области спектра широко применяется при исследованиях Земли из космоса. С ее помощью решают различные задачи в области метеорологии и геологии. Имеется, однако, много задач, которые по снимкам, получаемым в видимой области спектра как черно-белым, так и цветным, решить нельзя, В настоящее время производится съемка с помощью аппаратуры, чувствительной не только к излучению в видимой области спектра, но и в других его областях. В результате
получаются изображения, которые по своей информативности значительно превосходят обычные цветные снимки. Обработка таких снимков производится с помощью электронно- вычислительных машин. В виде соответствующих чисел в ЭВМ вводятся значения зональных яркостей, измеренных по снимкам, и на основе этих данных определяются характеристики заснятых из космоса земных объектов. . В настоящее время многозональная съемка преследует в первую очередь экспериментальные задачи, связанные с отра- боткой методов исследования Земли из космоса. Целью проводив- шихся в космосе экспериментов было накопление эксперименталь- ного материала для исследования состояния природной среды и разработки методов космической идентификации раз- личных природных образований. В распоряжении космонавтов был девятиобъективный фотоаппарат, в котором одновременно использовались три фотопленки. Две из них чувствительны в видимой области спектра, третья—в инфракрасной. Все девять объективов были снабжены разными светофильтрами, которые как бы «выбирали» определенные зоны спектра. Таким образом аппарат одновременно делал девять фотоснимков одной и той же местно- сти в девяти разных зонах спектра. Светофильтры и фотопленки выбирались по характеристикам, соответствующим поставленной задаче. Аппаратура, установленная на «Союзе-13», позволяла получить информацию о различных типах природных образований на огромных площадях поверхности Земли. По спектрограммам, полу- ченным из космоса, можно судить о состоянии почв, растительных и водных ресурсах Земли, степени созревания различных сельско- хозяйственных'культур и о многих других характеристиках Земли, непосредственно относящихся к интересам человеческой деятель- ности. Основное внимание в космических экспериментах уделялось специально выбранным участкам земной поверхности, на которых имелись характерные объекты, типичные для многих районов Земли. Одновременно на тех же участках проводились прямые наблюдения за состоянием исследуемых объектов. Совместная обработка «космических» и «наземных» материалов позволяет производить идентификацию различных природных образований. Вместе с тем ученые, анализируя снимки, сделанные космонавта- ми «Союза-13», пришли к выводу, что на данном экспериментальном этапе они могут быть использованы в решении некоторых конкретных проблем исследования земных ресур- Сравнивая результаты измерений, проведенных из космоса, с измерениями аналогичной аппаратурой, установленной на самоле- те, определяли влияние атмосферы с увеличением высоты съемки, уценивалась так называемая передаточная функция атмосферы, nnG изменение яркости и контрастности природных образований при наблюдении из космоса. Сопоставление спектрограмм определенного участка поверхности Земли, полученных из космо-
са и с самолета одновременно, позволяет оценить влияние атмосферы. Вместе с тем спектрограммы, полученные из космоса, позволяют судить о состоянии самой атмосферы, ее загрязненности; определять глобальное распределение аэро- зольных слоев в атмосфере, влияющих на радиационный режим атмосферы, на климат планеты и т. д. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В полете «Союза-13» исследовалось влияние факторов космического полета на развитие низших растений—хлореллы и ряски. Проводилось изучение особенностей развития двух видов микроорганизмов—водородных бактерий и уробактерий—в усло- виях невесомости и получение в результате эксперимента белко- вой массы для последующего анализа ее биохимического состава. Межпланетные перелеты могут стать реальностью, лишь когда будут созданы надежные системы жизнеобеспечения с замкнутым циклом. Выполненные эксперименты способствовали решению этой сложной проблемы. На борту «Союза-13» действовала замкнутая экологическая система «Оазис-2»—биолого-техническая система для культиви- рования некоторых видов микроорганизмов. Эта установка представляла собой два цилиндра, ферментеры для микро- организмов, в которых находились жидкость и газ, перехо- дивший из одного цилиндра в другой. В один из ферментеров поме- щались водородоокисляющие бактерии—микроорганизмы, ис- пользующиеся в качестве источника энергии для роста, в основном свободный водород, полученный в результате электролиза воды, В другом ферментере находились уробактерии, способные разла- гать мочевину. Они поглощали кислород, образовавшийся в первом цилиндре, и выделяли углекислоту. В свою очередь, углекислота использовалась водородоокисляющими бактериями для синтеза биомассы. Таким образом действовала замкнутая система, проис- ходило постоянное восстановление двух видов микроорганизмов. Система полностью была изолирована от атмосферы корабля, но в принципе микроорганизмы с таким же успехом могли поглощать углекислоту из атмосферы кабины, а биомасса служить пищей для космонавтов. Пробы массы, отобранные членами экипажа, были доставлены на Землю для тщательного изучения. Биомас- са микробной культуры в системе «Оазис-2» увеличилась за время полета более чем в 35 раз. Результаты этого экспери- мента стали важным шагом для создания новых систем жизне- обеспечения. Медицинские исследования с использованием аппаратуры «Левкой» предусматривали изучение особенностей кровообраще- ния головного мозга на различных стадиях периода адаптации космонавтов в невесомости. В космическом полете из-за отсут- ствия гидростатического давления происходит отток крови от ног и приток ее к верхней части тела, в частности, к голове. Это может стать причиной ухудшения самочувствия космонавтов в первые
дни пребывания на орбите. Механизм реакции и адаптивных возможностей системы кровообращения головного мозга изучался в спокойном состоянии космонавтов и после выполнения ими дозированных нагрузок — растягивание специального эспандера с усилием 15 килограммов 30 раз в минуту. На это соответственно реагирует сердце, изменяется и кровенаполнение сосудов головного мозга. Биоэлектрические потенциалы мозга снимали при помощи электродов и регистрировали телеметрическими устрой- ствами. Имея такие данные, ученые смогут обоснованно вырабо- тать рекомендации для того, чтобы привыкание к невесомости проходило легче, ввести нужные коррективы в тренировки, в конструкцию вакуумных устройств на борту корабля, новую одежду. После завершения программы полета экипаж «Союза-13» 26 декабря 1973 года возвратился на Землю.
X. ОРБИТАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ СТАНЦИЯ «САЛЮТ-3» 25 июня 1974 года была запущена и в течение семи месяцев функционировала орбитальная научная станция «Салют-3», что более чем в два раза превысило первоначально запланированную программой продолжительность полета. Это позволило выполнить значительный объем научно-технических экспериментов и исследований. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОЛЕТА Программой полета предусматривалось проведение отработки усовершенствованной конструкции, бортовых систем и аппарату- ры, проведение научно-технических, медико-биологических й народнохозяйственных исследований и экспериментов как с экипажем на борту станции, так и в автоматическом режиме. 3 июля 1974 года на околоземную орбиту был выведен космический корабль «Союз-14», пилотируемый экипажем в соста- ве командира корабля П. Р. Поповича и бортинженера Ю. П. Артюхина. 6 июля, после стыковки корабля со станцией, экипаж перешел в ее помещение и в ходе 15-су точного полета выполнил запланированные эксперименты и исследования. 26 августа 1974 года для проведения экспериментов и исследований совместно со станцией был произведен запуск корабля «Союз-15», который пилотировал экипаж в составе командира корабля Г. В. Сарафанова и бортинженера кандидата технических наук Л. С. Демина. В ходе двухсуточного полета отрабатывалась автоматическая система сближения космических аппаратов в различных режимах полета. Следует отметить, что экипаж «Союза-15» при возвращении на Землю работал в необыч- ных условиях. Впервые космический корабль совершил посадку в ночных условиях. Осуществив успешную посадку, космонавты Г. Сарафанов и Л. Демин доказали, что ночью можно работать столь же уверенно и четко, как и днем. Первоначально запланированная программа работ на орби- тальной научной станции «Салют-3» составляла 90 суток. По завершении основной программы работ 23 сентября от станции «Салют-3» был отделен и спущен на Землю возвращаемый аппарат с материалами исследований и экспериментов. В связи с тем, что в процессе полета выявились дополнительные возможно- сти в работе бортовых систем, полет станции в автоматическом режиме был продолжен, а научно-технические эксперименты и исследования проводились по дополнительной программе.
Впервые для орбитальных станций в течение всего времени работы станция «Салют-3» была постоянно ориентирована на Землю. Стабилизированный полет надежно обеспечивался жидкостными и воздушными реактивными двигательными установ- ками, а также высокоэкономичной электромеханической-системой стабилизации в сочетании с другими системами. Использование такой электромеханической системы при длительных полетах уменьшает расход топлива для стабилизации в 20—30 раз. Суммарное количество включений двигателей стабилизации со- ставило около 500 тысяч. Отслеживание и корректирование полета станции обеспечивалось наземным аналоговым комплексом. К 25 декабря 1974 года программа дополнительных исследований на станции была выполнена полностью. Полученный объем научно-технической информации значительно превысил первоначально запланированный для основной программы полета. Станция находилась на орбите еще до 24 января 1975 года. На заключительном этапе полета станция была сориентирована в пространстве и в расчетное время была включена ее двигательная установка. После торможения она перешла на траекторию спуска, вошла в плотные слои атмосферы над заданным районом аквато- рии Тихого океана и прекратила свое существование. При создании станции «Салют-3» большое внимание было уделено усовершенствованию и улучшению технических характе- ристик бортовых систем и научной аппаратуры, рациональной компоновке внутренних помещений, разработке нового режима полета с целью расширения возможностей для решения научных и технических задач. В конструктивном отношении «Салют-3» был похож и непохож на предыдущие «Салюты». Станция состояла из герметичного блока и негерметичного отсека двигательных устано- вок. Герметичный блок условно можно разделить на переходный отсек и сообщающиеся между собой функциональные зоны: рабочую, бытовую, приборную. Из рабочей зоны осуществлялось управление работой основных бортовых систем станции. Здесь размещались пульты управления и контроля всех систем, пульт пилота с отображением текущих координат станции, индикатор пространственного положения с ручкой управления ориентацией и т. д. Бытовая зона служила для отдыха, сна, приема пищи и проведения некоторых медико-биологических экспериментов. В ней располагались стол, имевший приспособления для фиксации продуктов питания, столовых приборов и подогревателя пищи, краны холодной и горячей воды. Над столом был смонтирован пульт с органами контроля, управления и индикации систем жизнеобеспечения, освещения и связи. В отдельном шкафу разме- щалось медицинское и научное оборудование, магнитофон с фонотекой, радиоприемник, книги, письменные принадлежности. Имелись и малогабаритные шахматы, их фигурки свободно перемещаются по системам пазов доски и фиксируются специальными узлами зацепления. Выбывшие из игры фигуры
закрепляются в специальных собирательных пазах. Для уборки помещения космонавты использовали пылесос «Ракета». Кон- тейнеры с запасами пищи вписывались в интерьер бытового отсека и образовывали специальные хранилища. В передней и задней частях бытовой зоны находились спальные места космонавтов, один лежак откидной, другой—стационарный. Под полом было расположено оборудование системы терморегулирования и запасы воды системы жизнеобеспечения. В приборной зоне находились системы управления, энергопитания, телеметоическая, научная и экспериментальная аппаратура, а также радиокомплекс и система жизнеобеспечения, Компоновка аппаратуры была выполнена с учетом возможности доступа для ремонта и замены любого блока или агрегата в полете. Крепление ее осуществлялось на поиборных рамах, закры- тых раздвижными панелями. Доступ к аппаратуре, расположенной под полом, осуществлялся через люки и съемные панели. Здесь же, в отсеке, размещались бортовой инструмент, а также запасные блоки некоторых систем. В приборной зоне был установлен комплексный тренажер, включающий «бегущую дорожку», систему амортизаторов и эспандеры для выполнения разнообразных физических' упражнений. Здесь же были расположены туалет, отгороженный панелями, и шкаф с подводом воды, в котором находились салфетки, смоченные лосьоном, и вафельные полотенца для обти- рания лица и тела, бритвы, зубные щетки и т. п. В переходном отсеке находились стыковочный агрегат и систе- мы для обеспечения стыковки транспортного корабля со станцией, а также для перехода космонавтов на борт станции и обратно. Для фиксации космонавтов на рабочих местах использовались привязные ремни на креслах, скобы, пояса, застежки и т. д. Для передвижения в отсеках были установлены поручни и лееры. В отсеке двигательных установок размещались двигатели коррекции и стабилизации, шаровые баки с запасами топлива, баллоны со сжатым газом, агрегаты управления двигательной установки. Снаружи герметичного блока и отсека двигательной установки размещались панели радиационных теплообменников системы терморегулирования, панели солнечных батарей, антенны радиотехнических систем, антенны системы стыковки, датчики системы ориентации, часть научных приборов и световые индексы для ручной стыковки. Общая масса станции после стыковки с транспортным кораблем «Союз» составляла более 25 тонн, а объем герметичных помещений—около 100 кубических метров. Общая длина комплекса «Салют-3» — «Союз» в состыкованном состоянии достигала 23 метров, максимальный диаметр станции равнялся 4,15 метра. ИСПЫТАНИЯ КОНСТРУКЦИИ И СИСТЕМ СТАНЦИИ Основными направлениями в технических экспериментах были проверка технических решений и отработка в реальном полете
конструкции и бортовых систем, реализация режима непрерывной ориентации на Землю, получение экспериментальных данных по эксплуатя» 'им орбитальной станции, спуска с борта станции возвращаемого аппарата. Испытания усовершенствованной конструкции, бортовых си- стем и аппаратуры позволили отработать систему энергопитания с поворотными панелями солнечных батарей, усовершенствованные системы терморегулирования, радиосвязи, автономную систему навигации, системы жизнеобеспечения, двигательных установок, специальную электромеханическую систему стабилизации. В различных режимах полета изучались аэродинамические, баллистические, динамические характеристики станции, исследовались характеристики радиотехнических средств, параметры теплообмена и энергопитания. В составе двигательных установок использовалось несколько типов реактивных микродвигателей с различными величинами управляющих моментов. Характерной особенностью системы энергопитания станции являлось использование для получения электроэнергии солнеч- ных батарей, панели которых могли при постоянной ориентации станции на Землю устанавливаться под заданными углами по отношению к Солнцу. Это способствовало максимальному использованию солнечной энергии на протяжении всего полета. При этом ориентация самой станции не нарушалась и не увеличива- лось ее аэродинамическое сопротивление. Максимальная мощ- ность солнечных батарей составляла 4 киловатта. Всего за время полета система энеогопитания выработала более 5000 киловатт- часов электроэнергии. Усовершенствованная система терморегулирования обеспечивала в течение всего времени полета подогрев или охлаждение воздуха внутри герметичного отсека, заданный режим циркуляции воздуха, термостатирование научной и экспериментальной аппаратуры. Температура внутри отсеков поддерживалась в пределах 18—23 градуса Цельсия. Отсеки станции сохраняли абсолютную герметичность, давление находилось в пределах 835—850 миллиметров ртутного столба, поэтому система компенсации утечек, предназначенная для поддержания заданного давления воздуха внутри отсека и компенсации технологических утечек воздуха за время полета, не была задействована. Система жизнеобеспечения при нахождении на борту станции экипажа обеспечивала необходимый состав атмосферы, очистку воздуха от вредных примесей, поддержание парциального давления кислорода в пределах 150—175 миллиметров ртутного столба. Потребность космонавтов в питьевой и бытовой воде обеспечивалась бортовыми запасами воды. Питьевая вода консер- вировалась ионным серебром и хранилась очень долго, сохраняя все свои качества. Впервые в космонавтике на «Салюте-3» проходила испытания система регенерации воды. На каждого космонавта в полет берется запас воды из расчета в среднем 2,5 килограмма в сутки.
Пока полеты в космосе не очень продолжительны эти запасы не составляют большой процент в общем весовом балансе. С увеличе- нием длительности космических рейсов их доля заметно возраста- ет. Поэтому и был поставлен эксперимент по отработке системы регенерации воды, получившей название «Прибой». Эта система отбирает влагу из атмосферы станции, которая содержится в выдыхаемом космонавтами воздухе, а также образуется при потовыделении, очищает ее, добавляет соли, консервирует и вода вновь готова к употреблению. В этом полете космонавты использовали ее для бытовых нужд и приготовления пищи. Доставленные на Землю образцы такой воды показали, что она вполне пригодна для питья (это было ранее установлено при наземных испытаниях системы «Прибой»). Применение радиотехнической системы автономной навигации, которая впервые проходила экспериментальную отработку на станции «Салют-3», позволяло определять и прогнозировать параметры орбиты на борту станции. Результаты проводимых на станции исследований и экспериментов передавались на Землю по системе телевизионной и телеметрической связи, с экипажем в спускаемом аппарате, а также в автоматическом возвращаемом аппарате. За время полета было проведено 70 телевизионных и 2800 телеметрических сеансов связи, передано на борт около 10 тысяч команд управления. В процессе полета были экспериментально подтверждены расчетные динамические и аэродинамические характеристики станции, в том числе значение ее лобового сопротивления в условиях свободномолекулярного обтекания, характер взаимодействия набегающих молекул с поверхностью станции. На борту станции экипажем была проведена оценка усовершен- ствованной внутренней конструкции. Деление герметичного блока на отдельные функциональные зоны, рациональное размещение мест для работы и отдыха космонавтов, достаточный объем станции способствовали высокой работоспособности и полноценному отдыху экипажа. Конструкторам станции удалось снизить эффект замкнутого пространства тем, что компоновка оборудования и выбор цветовой гаммы были осуществлены таким образом, чтобы в максимальной степени удовлетворить психологическим требованиям и устояв- шимся привычкам, например, окраска помещений: низ («пол»)—темный, верх («потолок»)—светлый, стены — про- межуточных оттенков. «Пол» покрыт ворсовой тканью. В космических условиях проверялись различные методы передвижения космонавтов внутри станции, возможность производить замену отдельных блоков и их ремонт, оценивались способы фиксации космонавтов при работе и отдыхе, а также затраты рабочего времени на проведение различных операций в условиях невесомости. Космонавты провели испытания нового прибора солнечно-планетной ориентации, установленного на ко- рабле «Союз-14».
В течение всего полета экипажа на станции осуществлялся постоянный радиационный контроль. С этой целью использовались установленные на самой станции бортовые дозиметрические приборы, с помощью которых информация передавалась на Землю. Контроль за радиационной обстановкой и солнечной активностью осуществлялся с помощью спутников, наземной системы, включа- ющей оптические, радио- и другие средства наблюдения. В Центре управления полетом работала группа радиационного контроля, которая постоянно наблюдала за радиационной обстановкой на борту станции, давала прогнозы на ближайшие дни с тем, чтобы своевременно предупредить о малейшей угрозе космонавтам и дать соответствующие рекомендации. До старта «Союза-14» долгосрочный прогноз радиационной обстановки не вызывал опасений. Был так называемый период спокойного Солнца, когда согласно статистике вспышек очень мало. Однако через несколько дней после старта произошло непредвиденное—одна за другой на Солнце рождались вспышки силой более двух баллов и большой длительности (наибольшие на Солнце вспышки оцениваются тремя баллами). Индивидуальный контроль с помощью бортовых дозиметров, наземные наблюдения и расчеты показали, что доза радиации, полученная экипажем до конца полета, окажется в несколько раз ниже допустимой нормы. Этому способствовала рациональная компоновка станции, ее конструкция и выбор параметров орбиты (ее высота не превы- шала 300 километров, и она не выходила за пределы широты в 51 градус, т. е. трасса полета пролегала в наиболее безопасной с точки зрения радиационного воздействия зоне околоземного пространства). НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ Научная, медицинская и экспериментальная аппаратура стан- ции служила для проведения исследований геолого- географических объектов на земной поверхности, атмосферных образований с целью получения данных для решения народнохозяйственных задач, исследований физических характе- ристик космического пространства, медико-биологических исследований по оценке влияния факторов космического полета на организм человека и определению рациональных режимов работы экипажа на борту станции. Одним из основных разделов научных экспериментов на станции. являлось изучение возможностей решения задач геологии, географии, сельского и лесного хозяйства, океанографии и гидрологии путем фотографирования земной поверхности. Для выполнения комплексного фотографического эксперимента на борту станции были установлены несколько фотоаппаратов, осна- щенных различными объективами. Работами предусматривалось изучение тектонических структур с целью планирования поисков полезных ископаемых, изучение и выявление перспективных нефтегазовых районов, создание и обновление геологических, почвенных и других карт, выявление загрязненных вод рек, озер и
морей, инвентаризация лесов и сельскохозяйственных угодий, изучение прибрежной зоны морей и океанов, обнаружение источни- ков грунтовых вод, исследование земель, подверженных засоле- нию и т. д. Одновременно с этими съемками для отработки методов дешифриоования космических снимков осуществлялись съемки тех же объектов с самолетов и непосредственные наблюдения на Земле. Фотографии дают возможность углубить знания о глобальной тектонике, установить и проследить основной план структурно- -ектонического строения исследуемой территооии, выделить структуры разного порядка, в том числе наметить ряд локальных структур, которые могут представить несомненный интерес для поисковых работ. По космическим снимкам можно изучать ландшафтные особен- ности территооии с разной степенью детальности. Так, на снимках Прикаспийского района выделяются не только ландшафты, но и отдельные местности, поостранственное распределение которых позволяет наметить площади для расширения колодезной сети, перспективные участки для сооружения местных водохранилищ, выделить зоны распространения пресных подземных вод. Космические снимки, полученные со станции «Салют-3», позволяют проследить ряд динамических природных процессов. Так, например, очень четко прослеживаются различные уровни усыхания Каспия, различные стадии формирования солончаков, стадии перевевания песчанных массивов, процессы эрозии. Сним- ки позволяют определять степень нарушенности природного ландшафта и выявить причину его нарушения, что позволяет правильно планировать мероприятия по охране природы. С борта станции «Салют-3» была подвергнута исследованиям значительная часть территории Советского Союза. Например, изучение материалов съемок районов Прикаспия и Средней Азии поможет решить ряд важных экономических проблем их освоения, связанных с поисками месторождений нефти, газа, строительством гидротехнических сооружений, прогнозированием перспектив раз- вития рыбного хозяйства и др. Космическое фотографирование примыкающих к Байкало-Амурской магистрали районов даст народному хозяйству этих районов необходимую информацию для выявления месторождений полезных ископаемых и оценки их запасов, для определения запасов древесины и т. д. Выполнялись наблюдения и съемка облачного покрова планеты, образования тайфунов и циклонов, в том числе над акваторией Атлантического океана, где в период полета станции проводились комплексные эксперименты по международной программе «Тропэкс-74». Программа изучения спектральных характеристик Земли и ее атмосферы предусматривала спектрографирование различных типов природных образований, а также дневного горизонта Земли и ее сумеречного ореола на восходе и заходе Солнца. Эти исследования позволяют получить данные о загрязненности ат- мосферы твердыми частицами — аэрозолями, а также
паспределение озона в атмосфере. Экипаж «Салюта-3» доставил на Землю кассеты с пленкой, на которой зафиксировано более 100 спектрограмм сумеречного ореола, дневного горизонта и различ- ных типов природных образований на Земле. Каждая спектрограмма после микрофотометрической обработки позволяет получить 40—50 спектров отдельных участков поверхности Земли или атмосферы на различных высотах. . Получены также спектры различных типов растительности, почв, полей, сельскохозяйственных ^культур, долин рек, озер, участков поверхности Мирового океана. Эти данные являются основой для деятельного изучения особенностей спектров отраже- ния и разработки методики глобальной оценки й контроля за состоянием природной среды. Значительное место в программе полета станции «Салют-3» занимали медицинские исследования. Для исследования сердечно-сосудистой системы проводилось регулярное комплексное электрокардиографическое обследование космонав- тов с использованием аппаратуры «Полином», регистрировался сердечный толчок (сейсмокардиограмма, кинетокардиограмма), контролировалось артериальное давление, а также пульс сонной и бедренной артерий. Меню составлялось так, чтобы космонавты получали в сутки 3000 килокалорий. Это соответствует энергозатратам человека, не занятого тяжелым физическим трудом. В среднем каждый космонавт съедал в сутки 1,2 килограмма еды, не считая воды, которую они могли пить практически неограниченно. На завтрак, например, космонавты ели пшеничный хлеб, ветчину, творог с черной смородиной, коврижку с медом, витамины, пили кофе с молоком, на первое в обед—борщ, ши. Общее состояние П. Поповича и Ю. Артюхина непосредственно после полета было хорошим, через неделю по большинству показателей они вернулись к исходному состоянию. Этому обсто- ятельству, несомненно, способствовали систематические физиче- ские тренировки на бортовом комплексном тренажере, ношение нагрузочных костюмов, хорошие гигиенические и бытовые условия, высококалорийное питание и другие факторы. Для уменьшения влияния на организм невесомости использовались нагрузочные костюмы и тренажер «бегущая дорожка». Она представляла собой ленту, намотанную на два барабана, один из которых имел электропривод и мог передвигать эту бесконечную ленту. Космо- навты были одеты в специальные тренировочно-нагрузочные костюмы, представлявшие собой комбинезон из шорт и жилетки, к поясу крепились эластичные тяжи. Второй конец этих тяжей крепился к низу тренажера, тем самым как бы притягивая человека к «бегущей дорожке». Сила притяжения составляла около 60% от среднего веса человека (70—75 кг). Костюм сделан т®к, что сила притяжения передавалась не только на пояс и ноги, ко и на плечи, что создавало нагрузку на весь скелет. На дорожке можно было не только ходить, уо и бегать. Максимальная скорость Дорожки —120 шагов в минуту.
Космонавты использовали и специальные нагрузочные костю- мы, с помощью которых создавались постоянно действующие усилия на опорно-двигательный аппарат. На борту станции находился микробиологический культиватор для изучения особенностей развития бактерий в условиях невесо- мости. Космонавты проводили посевы культуры бактерий на питательную среду и контролировали функционирование блока. Результаты научно-технических экспериментов и исследований, выполненных в полете орбитальной станции «Салют-3>\ обогатили космическую науку и технику. Они нашли широкое применение при проектировании космических аппаратов, разработке более совершенных бортовых систем, оборудования и научной аппаратуры, дальнейшем совершенствовании управления космическими аппаратами и эксплуатации орбитальных станций, имели большое практическое значение для дальнейшего развития исследований природных ресурсов Земли из космоса, изучения влияния невесомости на организм человека.
XI. РУКОПОЖАТИЕ В КОСМОСЕ Рассматривая свои достижения в изучении и освоении космоса как достижение всего человечества, Советский Союз всегда стремился, чтобы космос был ареной мира и международного сотрудничества. Наша страна осуществляет широкие международные связи в области исследования и использования космического пространства в мирных целях. В течение уже ряда лет развивается сотрудничество в этом направлении между СССР и США. В январе 1971 года было подписано соглашение между Академией наук СССР и Нацио- нальным управлением по аэронавтике и исследованию космичес- кого пространства США (НАСА) о сотрудничестве по ря- ду направлений в изучении и использовании космического прос- транства. Большое значение имеет межправительственное сог- лашение о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях, заключенное в мае 1972 года между СССР и США. Важной статьей этого соглашения являлась взаимная договоренность о проведении работ по созданию совместимых средств сближения и стыковки советских и американских пилотируемых космических кораблей и станций с целью повышения безопасности полетов человека в космос и обеспечения возможности осуществления в дальнейшем совме- стных научных экспериментов. Первый экспериментальный полет для испытания таких средств, предусматривавший стыковку космических кораблей советского «Союз» и американского «Аполлон» с взаимным переходом космонавтов, было намечено провести в июле 1975 года. Для осуществления этого полета необходимо было решить ряд принципиальных проблем технического характера, одной из главных являлась возможность стыковки кораблей разных конструкций—так называемая проблема совместимости стыко- вочных узлов. Для ее решения необходимо было создать, как установили ученые и специалисты двух стран, универсальные активно-пассивные (андрогинные) стыковочные узлы. Вместо применявшегося до этого центрального штыря и приемного конуса стыковочное устройство каждого космического корабля должно было состоять из расположенных на его периферии направляющих «лепестков» и специальных стягивающих устройств. Такая суще- ственно новая конструкция андрогинного стыковочного узла позволяла каждому кораблю выполнять функции как активного, так и пассивного аппарата. В средней части новых стыковочных
агрегатов должны были размещаться люки для взаимного перехода космонавтов из одного корабля в другой. Важной работой для конструкторов, помимо создания андрогинного стыковочного агрегата, являлось создание переходного модуля-камеры для атмосферной адаптации космо- навтов. Последняя задача имела также жизненно важное значе- ние, ибо состав атмосферы в кабинах кораблей «Аполлон» и «Союз» значительно отличается (на «Аполлоне» применяется чистый кислород при давлении 260 мм ртутного столба, на «Союзе» используется обычный воздух с содержанием кислорода 17—33%, азота 32—66% при нормальном давлении в 760 мм ртутного столба). По-вцдимому, в будущем атмосфера в кабинах кораблей разных стран будет выбираться одинаковой и эта проблема автоматически отпадет. Кроме создания такой шлюзовой камеры оказалось необходимым уменьшить «разрыв» в давлении атмосфер в отсеках кораблей «Союз» и «Аполлон» перед взаимными визитами космо- навтов. Это мероприятие позволило значительно сократить время нахождения космонавтов в шлюзовой камере при переходе из корабля в корабль. Среди многих других не менее сложных проблем можно отметить и совместимость наземных служб управления полетом, требовавшую разработки единых принципов управления, выработ- ки единой документации, создания новых каналов связи и управления, распределения ответственности за те или иные штатные и нештатные операции и др. Эти и другие проблемы технического характера успешно реша- лись, сложнейшая работа велась ритмично и в сроки, определяемые рабочими планами и соглашениями. В ходе совместных встреч была назначена дата старта совме- стного экспериментального полета—15 июля 1975 года, определе- но, что управление полетом корабля «Союз» будет осуществлять- ся советским подмосковным центром управления, корабля «Апол- лон»—американским центром управления в г. Хьюстоне. Были утверждены основные и дублирующие экипажи кораблей. Основ- ной экипаж корабля «Союз»—командир корабля А. А. Леонов и бортинженер В. Н. Кубасов, основной экипаж «Аполлона»—коман- дир Т. Стаффорд, пилот переходного отсека Д. Слейтон и пилот основного блока В. Бранд. Советские космонавты неоднократно бывали в Центре пилотируемых полетов имени Л. Джонсона, американские астро- навты в Центре подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина. Экипажи кораблей «Союз» и «Аполлон» проводили предполетную подготовку и отработку программы совместного полета на специ- ально созданных тренажерах. По мере согласования технических требований были разверну- ты работы по конструированию систем, разработке технической документации и изготовлению совместимого оборудования. Назем- ные испытания совместимых средств, в процессе которых отраба- тывалась их конструкция и работоспособность при имитации различных условий полета, начались с октября 1973 года
Андрогинный стыковочный агрегат был, например, испытан на специальных стендах в Москве и в Хьюстоне, а также во время полета космического корабля «Союз-16». ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ ПОЛЕТ «СОЮЗА-16» Запуск космического корабля «Союз-16» был осуществлен 2 декабря 1974 года. Этот корабль по своей конструкции был аналогичен кораблю, которому предстояло в июле 1975 года участвовать в советско-американском эксперименте. Космический корабль пилотировал экипаж в составе командира корабля А. В. Филипченко и бортинженера Н. Н. Рукавишникова. Основная цель полета—проведение испытаний бортовых систем корабля «Союз», модернизированных в соответ- ствии с требованиями предстоящего совместного полета кораблей «Союз» и «Аполлон». В полете космонавты осуществили маневры по формированию монтажной орбиты (на которой предполагалось через несколько месяцев провести стыковку кораблей «Союз» и «Аполлон»), провели сброс давления в спускаемом аппарате и орбитальном отсеке корабля до 540 мм ртутного столба, выполнили эксперимент по выдаче условного разрешения на «старт» корабля «Аполлон» и т. д. Экипаж провел испытания автоматической системы и отдельных узлов нового стыковочного агрегата. В ходе испытаний проверялось функционирование механизмов и устройств, обеспечивающих сцепку, стягивание и герметичное соединение кораблей «Союз» и «Аполлон» при стыковке их на орбите. Во время экспериментов космонавты контролировали работу узлов стыковочного агрегата и автоматической системы управления; имитировали процессы стыковки и расстыковки кораблей. Испыта- ния стыковочного агрегата прошли успешно. По программе полета проводились научные исследования, в частности, по наблюдению и фотографированию специфических облачных образований и световых эффектов вокруг корабля, а также солнечной короны, звезд и горизонта Земли. В интересах народного хозяйства космонавты наблюдали и вели фотосъемку различных участков территории СССР. Экипаж выполнял биологические эксперименты по изучению роста микроорганизмов в условиях невесомости, исследованию влияния факторов космического полета на культуру специально подобранных для опыта грибков. В полете были проведены запланированные испытания нового стыковочного агрегата и его автоматики, систем ориентации, управления движением и жизнеобеспечения, модернизированных в соответствии с требованиями предстоящего советско-аме- риканского эксперимента. Полет корабля «Союз-16», который являлся генеральной репетицией предстоящего в июле 1975 года совместного полета, подтвердил надежность всех систем корабля «Союз».
ВСТРЕЧА НА ОРБИТЕ В первой декаде июля 1975 года подготовительная работа по осуществлению совместного космического эксперимента двух стран, которая проводилась в течение нескольких лет учеными, космонавтами, инженерами, техниками и рабочими, была практически полностью завершена. 15 июля 1975 года в 15 часов 20 минут с космодрома Байконур стартовал корабль «Союз-19». Его пилотировал экипаж в составе командира корабля А. А. Леонова и бортинженера кандидата технических наук В. Н. Кубасова. Перед стартом корабля «Союз-19» А. Леонов и В. Куба- сов доложили Генеральному секретарю ЦК КПСС товарищу Л. И. Брежневу о полной готовности экипажа корабля к выпол- нению поставленной задачи по совместному полету. Товарищ Л. И. Брежнев пожелал экипажу счастливого полета, успешного выполнения задания и благополучного возвращения на Родину. Он также пожелал успешного полета экипажу американского космического корабля «Аполлон» Т. Стаффорду, В. Бранду и Д. Слейтону. Программа шестисуточного совместного полета предусматривала испытания совместимых средств сближения и стыковки, созданных советскими и американскими специалистами, Момент расстыковки кораблей «Союз-19» и «Аполлон»
г Снимок Земли из космоса Идут тренировки—Центр подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина
Андрогинный стыковочный узел осуществление стыковки с кораблем «Аполлон» и совместного полета в течение двух суток, выполнение взаимных переходов космонавтов из корабля в корабль, проведение совместных научных экспериментов и экспериментов во время автономного полета кораблей. Управление полетом корабля «Союз-19» осуществлялось со- ветским Центром управления с помощью станций слежения, расположенных на территории Советского Союза, и научно- исследовательских судов Академии наук СССР «Космонавт Юрий Гагарин»,и «Академик Сергей Королев», находившихся в аквато- ' ри и 'Атлантического океана. б 22 часа 50 минут по московскому времени в Центре космических полетов имени Дж. Кеннеди (мыс Канаверал) был произведен запуск американского корабля «Аполлон» с экипажем в составе Т, Стаффорда, В. Бранда и Д. Слейтона. 16 июля второй рабочий день А. Леонова и В. Кубасова начался в девять часов утра. После сна космонавты продолжили проверку состояния бортовых систем корабля «Союз-19». До этого космический корабль «Союз-19» находился вне зон радиовидимости станций слежения, расположенных на территории
Советского Союза, В это время связь с кораблем осуществлялась с помощью научно-исследовательских судов Академии наук СССР. В первый рабочий день не удалось провести телевизионные передачи с борта и в очередных сеансах связи из подмосковного Центра управления полетом экипажу были переданы рекомендации по обеспечению работоспособности телевизионной системы. Работы по восстановлению функционирования бортовой телевизионной аппаратуры были успешно выполнены в сложных условиях космического полета и на 20-м витке космонавты провели первый телевизионный репортаж. Качество цветного изображения было хорошим. После выхода на орбиту корабль «Аполлон» отделился от последней ступени ракеты-носителя, развернулся на 180 градусов, пристыковался к стыковочному модулю и извлек его из переходника, соединявшего корабль с последней ступенью раке- ты-носителя. Во избежание столкновения с последней ступенью он осуществил маневр ухода. На «Аполлоне» возникли свои трудности, но экипаж устранил неполадки в стыковочном устрой- стве командного модуля, преградившего вход в тоннель стыковочного' модуля. Для выполнения стыковки в результате двух коррекций траек- тории корабль «Союз-19» был переведен на расчетную монтажную орбиту. За два витка до стыковки экипаж с помощью ручного управления выполнил орбитальную ориентацию, после чего сбли- жение проводилось последовательно маневрированием американского корабля. С расстояния 10 метров ориентация и причаливание корабля «Аполлон» осуществлялись вручную с использованием стыковочной мишени, установленной на корабле «Союз-19». Советский корабль во время сближения и причаливания поддерживал необходимую для стыковки ориента- цию. 17 июля в 19 часов 12 минут «Союз-19» и «Аполлон» состыкова- лись, образовав первую международную орбитальную станцию. Главный зал советского Центра управления полетом
После касания кораблей состоялась автоматическая сцепка их стыковочных агрегатов, стягивание и герметизация стыка. Спустя три часа после стыковки советские космонавты откры- ли люк тоннеля между орбитальным отсеком «Союза-19» и стыковочным модулем «Аполлона». В 22 часа 19 минут 29 секунд командиры кораблей А. Леонов и Т. Стаффорд пожали друг другу руки. Т. Стаффорд и Д. Слейтон перешли на борт советского корабля, и экипаж из пяти человек начал совместную работу на борту международной орбитальной станции «Союз» — «Аполлон». В 22 часа 24 минуты по радиосвязи было передано приветствие товарища Л. И. Брежнева экипажам кораблей «Союз-19» и «Аполлон». От имени советского народа и себя лично Генеральный секретарь ЦК КПСС поздравил их со знаменательным событием—стыковкой советского и американского космических кораблей и пожелал экипажам успешного выполнения намеченной программы и благополучного возвращения на Землю. Командир корабля «Союз-19» А. Леонов выразил горячую благодарность Центральному Комитету КПСС, лично товарищу Л. И. Брежневу за сердечное приветствие и высокую оценку труда советских и американских ученых, конструкторов и космонавтов: «Мы очень взволнованы теплыми словами Леонида Ильича, И будем работать еще лучше. Очень многое хочется сказать Леониду Ильичу в ответ' на его волнующие слова, и мы, космонавты, выразим ему свои искренние чувства благодарности еще раз при личной встрече по возвращении на Землю». Затем с приветственным словом к международному экипажу обратился президент США Дж. Форд, который пожелал ему успехов в совместной работе на орбите. Находясь на борту «Союза-19», советские и американские космонавты обменялись Государственными флагами СССР и США, подписали свидетельства Международной федерации авиационного спорта о первой международной стыковке в космосе. Советский экипаж передал американскому экипажу флаг ООН, который по завершению полета должен был быть передан ими совместно в Организацию Объединенных Наций. По окончании первого взаимного перехода космонавтов Д. Слейтон и В. Кубасов в стыковочном модуле начали совместный научный эксперимент с электрической плавильной печью. Экипажи обменялись приборами для проведения биологических экспериментов. После отдыха, 18 июля в 12 часов 05 минут, начался второй взаимный переход космонавтов. На борту космического комплекса «Союз»—«Аполлон» были продолжены совместные научные эксперименты в соответствии с намеченной программой. А. Леонов перешел на борт «Аполлона». Он ознакомился с оборудованием, аппаратурой и работой бортовых систем «Аполлона», проверил проводную связь между кораблями, провел кино-фотосъемки. Было продолжено подписание совместных документов, соединены металлические платы, доставленные обоими кораблями, в единую памятную доску, символизирующую советско-американское
сотрудничество в космосе. В эти же часы на корабле «Союз-19» совместно работали В. Кубасов и В. Бранд. В 20 часов 30 минут началась бортовая пресс-конференция, которая велась одновременно из «Союза» и «Аполлона». Вопросы корреспондентов на орбиту передавали операторы из Центров управления полетом в Подмосковье и Хьюстоне. 7 Во второй половине рабочего дня 19 июля экипажи «Союза-19» и .«Аполлона» подготовили корабли к расстыковке. Для этого было повышено давление в отсеках «Союза-19» до величины, принятой для автономного полета советского корабля. А. Леонов и В. Кубасов надели скафандры и перешли из орбитального отсека в спускаемый аппарат. В 15 часов 02 минуты советский и американ- ский корабли расстыковались и отошли друг от друга на рассто- яние около 200 метров. Во время расхождения кораблей был осуществлен совместный научный эксперимент «Искусственное солнечное затмение». А. Леонов и В. Кубасов были первыми людьми, наблюдавшими и фотографировавшими в космосе искусственное затмение Солнца, которое было осуществлено вследствие расположения корабля «Аполлон» по линии Солнце—корабль «Союз-19». А. Леонов сделал интересные зарисовки этого явления. Так, впервые была реализована возможность экспериментальной проверки принципиально новой методики исследования солнечной короны и свойств среды, непосредственно окружающей космический корабль. По окончании эксперимента советские космонавты привели стыковочный узел в активный режим, осуществили разворот и ориентацию корабля «Союз-19», необходимые для повторной стыковки. В 15 часов 40 минут была успешно выполнена повторная стыковка с кораблем «Аполлон». Тем самым еще раз была подтверждена правильность конструкторских и технических реше- ний при создании советскими и американскими специалистами новой стыковочной системы, позволяющей проводить активную стыковку любому из двух космических кораблей. После окончательной расстыковки в 18 часов 26 минут корабли «Союз-19» и «Аполлон» начали раздельный полет и выполнение запланированных научных экспериментов. 21 июля в 13 часов 51 минуту экипаж корабля «Союз-19» совершил посадку недалеко от города Аркалык (Казахстан). А 24 июля в 17 часов 18 минут по вашингтонскому времени экипаж корабля «Аполлон» приводнился в заданном районе Тихого океана. Так завершился совместный эксперимент «Союз» — «Аполлон». В его ходе была проверена и подтверждена правильность технических решений по обеспечению совместимости средств сближения и стыковки будущих пилотируемых космических кораб- лей и станций, а также обоснованность выбора принципов взаимодействия наземных служб двух стран при управлении полетом из Центров, расположенных на разных континентах. Испытаны элементы совместимой системы сближения на орбите, успешно произведена стыковка кораблей с помощью новых
андрогинных агрегатов, проверена техника взаимного перехода из корабля в корабль с разными атмосферами. Полностью был выполнен комплекс совместных экспериментов и исследований, запланированных на время автономного полета корабля «Союз- 19». Чтобы полностью оценить итоги экспериментального рейса «Союза» и «Аполлона», потребуется время. Однако уже сейчас можно с уверенностью заявить, что опыт, накопленный советской и американской сторонами во время подготовки и проведения этого совместного проекта, послужит хорошей основой для развития международных пилотируемых космических полетов и совместных научных исследований космического пространства в будущем. Нет сомнения, что полет кораблей «Союз» и «Аполлон» войдет в историю как важный вклад в исследование космоса в мирных целях и интересах всего человечества.
XII. НА ОРБИТЕ НАУЧНАЯ СТАНЦИЯ «САЛЮТ-4» 26 декабря 1974 года был произведен запуск орбитальной научной станции «Салют-4», а 11 января 1975 года—транспортного космического корабля «Союз-17» с экипажем в составе командира корабля А. А. Губарева и бортинже- нера кандидата технических наук Г. М. Гречко. В первые сутки полета было осуществлено два маневра, в результате которых корабль вышел на орбиту, позволяющую взаимодействовать с «Салютом». На монтажной орбите, с рассто- яния в 3800 метров, началось автоматическое сближение. На несколько секунд включилась двигательная установка, разгоняющая корабль, и его скорость стала возрастать. С рассто- яния 100 метров операции по сближению и причаливанию корабля к станции проводились экипажем. В 4 часа 25 минут утра 12 января в корабле «Союз-17» вспыхнул транспарант: «Состыковано», начался совместный полет космического корабля и орбитальной станции «Салют-4». После стыковки космонавты проверили бортовые системы станции, от- крыли внутренний люк-лаз и перешли в помещение станции. После перехода космонавтов А. Губарева и Г. Гречко в помещение станции в околоземном космическом пространстве начала функционировать новая советская научная пилотируемая станция. Программой работы первого экипажа пилотируемой науч- ной станции «Салют-4» предусматривалось проведение исследований физических процессов и явлений в космическом пространстве, наблюдение геолого-морфологических объектов земной поверхности, атмосферных образований и явлений с целью получения данных в интересах народного хозяйства, медико- биологических исследований, испытаний усовершенствованной конструкции станции, бортовых систем и аппаратуры. Станция «Салют-4» представляла собой тяжелый космический летательный аппарат, позволявший длительное время работать человеку в космосе, а также выполнять широкий диапазон наблюдений и экспериментов—от исследования природной среды и ресурсов нашей планеты до астрономических исследований процессов на Солнце, далеких звездах в глубинах Вселенной. Такие многоцелевые орбитальные комплексы способны решать большой круг задач в интересах науки и народного хозяйства. «Салют-4»—это четвертая станция из семейства «Салютов». У орбитальных станций этого класса есть несомненное «фамильное сходство»: большой полезный объем (около 90 кубических мет- ров), солидная масса (примерно 18,9 тонн). Общая масса станции с
пристыкованным к ней транспортным кораблем — около 25,6 тонн. Но как «Салют-4» отличался от первого «Салюта», так и последующие будут отличаться от него. Это станции многоцелевого назначения, и по мере изменения целей и задач каждого конкретного полета они и оборудуются соответствующим образом. Станция «Салют-4» создавалась на базе и с учетом опыта работы предшествующих станций. Была увеличена длительность активного существования станции на орбите за счет резервирова- ния приборов, систем, обеспечения условий для проведения экипажем профилактических и ремонтных работ, а также за счет большего гарантийного ресурса приборов и агрегатов. Увеличение запасов системы жизнеобеспечения, введение дополнительных средств физической тренировки и профилактики неблагоприятных факторов космического полета на организм человека позволило значительно повысить общую продолжительность пилотируемого полета станции. Увеличено было и время, отводимое экипажу на выполнение экспериментов, за счет отмены закруток станции на Солнце, использования телетайпа для приема радиограмм, применения системы «Каскад», автоматически поддерживающей ориентацию станции. На станции были созданы более комфортные условия для экипажа—отходы жизнедеятельности удалялись за борт в специальных контейнерах через шлюзовые камеры, космонавты обеспечивались горячей питьевой водой. Чем же отличался «Салют-4» от своих предшественников? Первое отличие заключалось в том, что по сравнению с предыдущими станциями, «Салют-4» был выведен на более высо- кую круговую орбиту. Хотя это потребовало увеличения расходов топлива на доставку станции на высоту 350 километров, но соответственно уменьшило затраты топлива на коррекцию и сохранение высоты орбиты. Ведь высокая орбита выгодна тем. что уменьшается тормозящее действие земной атмосферы. Второе отличие связано с усовершенствованием бортовых систем станции. Все новое, что появилось на борту станции, должно было пройти проверку в условиях космического полета. Так, например, для разгрузки космонавтов от утомительной и кропотливой работы по ориентации станции, которая необходима, практически, при проведении всех экспериментов, на «Салюте-4» применялась автономная система навигации «Дельта». Она представляла собой комплекс приборов и бортовой вычисли- тельной машины и позволяла не только определять параметры орбиты и положение станции в пространстве, но и «подсказывать» экипажу те или иные решения в конкретной навигационной обстановке. Была изменена и система энергопитания станции, в состав которой входили солнечные батареи и химические аккумуляторы. На «Салюте-4» батареи представляли собой три большие поверхности общей площадью 60 квадратных метров, каждая из которых могла вращаться вокруг своей оси. Это позволяло, как и
«Салюту-3», ориентировать их на Солнце независимо от положения самой станции. На корпусе «Салюта-4» были расположены датчики, определявшие, с какой стороны светит Солнце. По их сигналам оптимальным образом разворачивались панели солнечных батарей. Система энергопитания была автоном- ной. автоматической. Ее максимальная мощность составляла около четырех киловатт. Вспомним в связи с этим первую советскую малютку-батарейку, установленную на третьем спутнике: ее мощность на «прямом Солнце» была чуть больше одного ватта. Для проведения научно-технических экспериментов, наблюдений, фото- и киносъемки орбитальный комплекс имел 28 иллюминаторов. На борту станции было установлено примерно полторы тысячи отдельных приборов и агрегатов. Масса научной аппаратуры составляла 2000 килограммов. «Салют-4» состоял из четырех отсеков: герметичных—переходного и рабочего и негерметичных — агрегатного (служебного) отсека, где располагались маршевый двигатель для коррекций орбиты, топливные баки, а также системы управляющих двигателей ориентации, и отсека научной аппаратуры. Переходный отсек состоит из двух частей: конической и цилиндрической диаметром 2 метра. В конической — передней—части отсека размещена пассивная часть сты- ковочного агрегата. С противоположной стороны имеется люк перехода в рабочий отсек. Внутри переходного отсека раз- мещена основная часть медицинской и биологической ап- паратуры, находится основной пост астроориентации. В отсеке имеются иллюминаторы для научных наблюдений и навигационных работ и приспособления для фиксирования во время работы. Здесь расположены два из семи рабочих мест, оборудованных на станции. В переходном отсеке хранится пылесос «Ракета». На внешней поверхности переходного отсека установлены антенны радиотехнической системы стыковки, агрегаты системы терморегулирования, ионный и солнечный датчики, телевизионные камеры внешнего обзора в видимой и инфракрасной областях спектра, датчики положения Солнца системы контроля ориентации. В агрегатном отсеке размещены корректирующая двигательная установка, аппаратура системы исполнительных органов. Снаружи отсека установлены радиаторы системы термо- регулирования, антенны, датчики системы ориентации солнечных батарей, датчики рентгеновского телескопа «Филин». Отсек научной аппаратуры образует коническую нишу в корпусе рабочего отсека большого диаметра. В отсеке, открытом в космическое пространство, установлен комплекс научной аппаратуры: солнечный телескоп ОСТ-1, рентгеновский телескоп РТ-4, инфракрасный телескоп—спектрометр ИТС-К, дифрак- ционный спектрометр КДС-3, блок солнечных спектро- метров КСС-2 и др. Рабочий отсек станции, который начинается сразу за переходным, состоит из двух цилиндров, соединенных конической “Перемычкой». Диаметр малого цилиндра составляет 2,9 метра,
длина—3,8 метра. Диаметр большого цилиндра равняется 4,15 метра, длина—4,1 метра. Коническая «перемычка» имеет длину 1,2 метра, наибольший поперечный размер станции с раскрытыми солнечными батареями—16,5 метра. Длина станции с кораблем—21 метр, собственно станции—14 метров. Стены рабочего отсека окрашены в мягкие тона. Комфорт разумно сочетается с уютом; два удобных рабочих кресла с ремнями, центральный пост управления станцией, четыре пульта управления основными бортовыми системами и научными приборами. Космонавты здесь не только работали, но и отдыхали, принимали пищу. Около стенки расположен небольшой кухонный столик—комбайн с вмонтированными подогревателями пищи. Далее в рабочем отсеке размещается вращающееся кресло для контроля вестибулярного аппарата космонавтов в ходе полета, за бортовой панелью—шкаф с медицинской аппаратурой. Справа находился традиционный для наших орбитальных станций комплексный тренажер для физических упражнений. Надев специальные тренировочно-нагрузочные костюмы для физических упражнений «Атлет» и «Пингвин» и притянувшись к тренажеру резиновыми тяжами, имитирующими земную тяжесть, космонавты могли бегать, ходить по «бегущей дорожке», выполнять различные упражнения. Здесь же располагаются вакуумные костюмы «Чибис». На борту «Салюта-4» имелась и новинка—велоэргометр. Это своеобразный велосипед, который служит для тренировок и одновременно позволяет проконтролировать состояние космонав- та при физической нагрузке. Велоэргометр был спроектирован и изготовлен на ЗИЛе. Над комплексным тренажером по правому борту, если смотреть от переходного отсека, расположен магнитофон с любимыми записями космонавтов. В большом цилиндре рабочего отсека находится конус, расши- ряющийся книзу. Здесь расположена часть научной аппаратуры, аппаратура системы ориентации и управления движением, радиокомплекса, телеизмерений, оборудовано рабочее место. По бортам в районе «конуса» располагаются холодильники, где хранились запасы пищи, вверху подвешены спальные мешки. Снаружи рабочего отсека установлены радиаторы системы терморегулирования, датчики системы ориентации, датчики регистрации микрометеоритов, антенны радиокомплекса, системы телеизмерений, радиотелефонной и телеграфной связи. Снаружи рабочего отсека малого диаметра размещены три панели солнеч- ных батарей. В конце рабочего отсека находится санитарно-гигиенический узел, отделенный от остальных помещений и имеющий принудительную вентиляцию. На «Салюте-4» имелись два шлюза для выброса отходов, помещаемых в металлический контейнер. После выравнивания давления в шлюзе и станции, открывался внутренний люк, и контейнер размещался в шлюзовой камере, затем внутренний люк закрывался, открывался внешний, и контейнер выталкивался в
космос. Постепенно снижаясь, он входил в плотные слои атмосфе- оы и полностью сгорал. к На станции была смонтирована регенерационная установка для превращения присутствующей в воздухе влаги в питьевую воду. Впервые в космическом полете космонавты пользовались регенерированной водой для питья, в том числе и подогретой. н В переходном и рабочем отсеках станции и в транспортном корабле «Союз» поддерживался близкий к земному газовый состав и давление атмосферы. Из орбитального блока в транспортный корабль и обратно экипаж переходил через люк в стыковочном узле. Люк был открыт постоянно, чтобы во всех помещениях орбитального комплекса происходило равномерное «перемешивание» воздуха. Делалось это с помощью специального воздухопровода и принудительной вентиляции. В ходе полета высокую надежность и работоспособность показала экспериментальная система экономичной ориентации «Каскад». Система включалась 18 раз. В это время экипаж, эпизодически контролируя ориентацию, мог выполнять комплексные исследования. Система «Каскад» позволила уменьшить расходы топлива системой исполнительных органов в 3—5 раз по сравнению с системой ориентации, применявшейся ранее, разгрузить экипаж от функций управления и контроля ориентации, дала возможность экипажу уделить больше времени на выполнение исследовательских работ, повысила точность ориентации станции. Были успешно проведены эксперименты по высокоточным траекторным измерениям орбиты станции с помощью наземной лазерной установки. Получены новые данные по поведению жидкости в невесомости, проверена работоспособность перспективных приборов для ориентации и управления движением. На станции «Салют-4» впервые использовалась букво- печатающая аппаратура «Строка», с помощью которой постоян- но поддерживалась телетайпная связь по линии «Земля—борт». В результате успешных испытаний ряд приборов и систем в процессе полета был переведен из экспериментальных в состав основного оборудования станции. Именно сегодняшние орбитальные станции закладывают фундамент будущих комплексных научных институтов в кос- мосе. В связи с этим известный советский ученый, один из основоположников ракетной техники, дважды Герой Социалистического Труда академик В. П. Глушко сказал, что сегодня—орбитальная станция с исследовательскими целями, а завтра—с производственными; сейчас на станции два-три челове- ка, а завтра—десятки и сотни; сейчас—это только станция, а завтра—город-спутник со всем, что свойственно ему на Земле... РАБОТА ПЕРВОГО ЭКИПАЖА Первые дни работы А. Губарева и Г. Гречко на «Салюте-4» включали в себя в основном операции по расконсервации станции,
переводу ее на новый режим. Космонавты подняли температуру на станции с 17 до 20 градусов тепла. Одни за другими они стали «оживлять» приборы и системы, проверять их работоспособность. Многие приборы были закреплены в «дорожном» положении для безопасности при воздействии перегрузок во время вывода на орбиту. Теперь их надо было привести в рабочее состояние. Затем космонавты приступили к непосредственному выполнению программы медицинских экспериментов. Для определения и прогнозирования состояния и работо- способности сердечно-сосудистой системы космонавтов использовалась многофункциональная клиническая аппаратура. Медицинские исследования предусматривали также экспе- рименты, в которых космонавты применяли вакуумные ко- стюмы, позволявшие создавать отрицательное давление на ниж- нюю часть тела. Освоившись с невесомостью, космонавты приступили к выполнению научной и технической программ полета. Они занимались отработкой методов автономной навигации, используя новые приборы для ориентации станции по Солнцу, Луне, планетам и Земле, проводили генетические, эмбриологические,- физиологические и биолого-технические исследования с насеко- мыми, микроорганизмами, культурой ткани и высшими растениями. На борту станции были размещены технические и научные «заказы» десятков исследовательских и проектных организаций: Института космических исследований, Крымской астрофизической обсерватории. Физического института имени Лебедева, Физико- технического института низких температур, Ленинградского Государственного университета и др. На пятые рабочие сутки космонавты начали выполнение экспериментов по изучению физической природы активных процессов на Солнце. Крымские ученые, руководимые академиком А. Б. Северным, предоставили для четвертого «Салюта» орбиталь- ный солнечный телескоп и коротковолновый дифракционный спектрометр. Этот комплекс и предназначался для исследования физических процессов в активных областях Солнца. Наблюдения велись в ультрафиолетовой части спектра. Конечная цель этих экспериментов заключалась в уяснении механизма солнечно- земных связей, разработке методов прогнозирования активных солнечных процессов. На 328-м витке «Сапюта-4» был включен рентгеновский телескоп «Филин». За первые рабочие витки исследовались созвездия Геркулеса, Скорпиона, Персея, Тельца. Зеркальный рентгеновский телескоп РТ-4, имевший собственную систему точного наведения, был «привязан» к некоторым дискретным рентгеновским источникам. По программе геофизических исследований космонавты изме- ряли температуру верхней атмосферы Земли, а также характери- стики нейтрального газа и плазмы. Конец первой рабочей недели был в основном связан с медико-биологическими исследованиями. Космонавты проводили тренировки с использованием
велоэргометра. По очереди А. Губарев и Г, Гречко с подключенными к телу датчиками садились на этот неподвижный «велосипед». Около минуты сидели спокойно, затем несколько минут вращали педали, затем снова отдыхали. Сопоставив эти ляиные с предварительно сделанными на Земле замерами, можно судить о реакции сердечно-сосудистой системы на невесомость. Проводились тренировки с использованием «бегущей дорожки», а также сеансы электростимуляции мышц. Было испытано приспособление «Чибис», которое позволяло «обмануть» невесо- мость и дать возможность сердечно-сосудистой системе поработать в условиях, несколько напоминающих земные. Как известно, на Земле сердце в основном занято тем, что гонит кровь вверх, к голове. Вниз кровь идет за счет собственной тяжести. В невесомости сердце сразу перестроиться не может. Поэтому и наступает прилив крови к голове, тут ему на помощь и приходит «Чибис». Эти собранные в гармошку штаны космонавт надевал, туго подпоясывался и, включая компрессор «Чибиса», создавал пониженное давление вокруг нижней части тела. Выполнялись биологические эксперименты по вводу в питательную среду хлореллы, контролировалось состояние систе- мы для выращивания высших растений и др. Вторая неделя работы космонавтов началась с полного электрокардиографического обследования. У них были взяты пробы крови для последующего лабораторного анализа на Земле. На вращающемся кресле изучалась вестибулярная реакция организма. Проводились исследования с помощью рентгеновских телескопов остатков Сверхновой в созвездии Вела и нескольких источников рентгеновского излучения, инфракрасным телескопом—спектрометром регистрировались излучения нашей планеты. Во время двух последующих дней космонавты изучали параметры верхней атмосферы Земли, своеобразного трансформа- тора корпускулярных потоков от Солнца, проводили исследование ультрафиолетового излучения Солнца, изучали влияние невесомо- сти на распределение крови в организме и т. д. Кроме того, экипаж продолжал отработку средств и методов автономной навигации станции с применением усовершенствованных оптических приборов. Несколько следующих рабочих дней космонавты продолжали астрофизические и биологические исследования. На кафедре физики атмосферы Ленинградского государственного университе- та под руководством члена-корреспондента АН СССР К. Я. Кондратьева была разработана аппаратура для исследования озона и водяного пара в верхней атмосфере Земли. Составленную ленинградскими учеными программу научных экспериментов А. Губарев и Г. Гречко выполнили с помощью прибора КСС- 2 комплекса солнечных спектрометров. Несмотря на земные «интересы» прибора, его объектив был направлен точно на центр солнечного диска. При заходе и восходе Солнца регистрировались спектры солнечного излучения, прошедшего сквозь атмосферу. акои эксперимент был впервые выполнен в космосе.
На «Салюте-4» решались и задачи космической биологии. Ученым необходимо выяснить, как влияют факторы длительного полета на развитие различных организмов. На станции находились насекомые, водоросли, икринки лягушек, семена высших растений, микроорганизмы, установка «Оазис». Это сложное устройство предназначено для культивирования в космосе растений, например, гороха. Непосредственное участие космонавтов в исследованиях не исключало осуществления некоторых операций по командам с Земли. Космонавты контролировали работу биологических блоков, выполняли киносъемку для регистрации особенностей роста и развития растений. Были проведены очередной пересев микроорганизмов и законсервирована часть культуры ткани для последующего лабораторного анализа на Земле. Четырнадцатый день космонавты посвятили систематизации результатов выполненных исследований, профилактическому ос- мотру систем станции, физическим упражнениям и отдыху. Главным в программе последующих дней являлись астрофизиче- ские наблюдения. Используя солнечный телескоп со спектрографом и дифракционным спектрометром, космонавты получали в ультрафиолетовом диапазоне спектры отдельных солнечных образований (флоккул и протуберанцев) и ре- гистрировали интенсивность излучения всего диска Солнца. Для наблюдения спектров излучения космических объектов А. Губарев и Г. Гречко использовали инфракрасный телескоп-спектрометр, разработанный в Физическом институте имени Лебедева. Исследовались различные галактические источники, «холодные» звезды, планета Сатурн, Луна и др. Одновременно в ходе полета проводились исследования тепло- и массообмена в условиях невесомости и технические эксперименты по космической навигации. Девятнадцатый день полета был отведен в основном медицинским экспериментам по исследованию функций кровооб- ращения при дозированной физической нагрузке на велоэрго- метре, полному электрокардиографическому обследованию, измерению легочной вентиляции и функциональной пробы с ис- пользованием вращающегося кресла и вакуумного костюма, оп- ределению ультразвуковым методом плотности костных тканей, очередному взятию крови для последующего анализа на Земле. В последующие рабочие дни космонавты занимались измерени- ем температуры верхних слоев земной атмосферы, изучали харак- теристики потоков нейтрального газа и плазмы, продолжали отрабатывать навигационную систему, предназначенную для автоматического поддержания длительной ориентации станции в различных режимах орбитального полета, проводили астрофизи- ческие исследования. Объектами астрофизических наблюдений и исследований были Солнце, которое изучалось в ультрафиолето- вом диапазоне, Сатурн (наблюдения в инфракрасном диапазоне) и галактические источники рентгеновского излучения. На 22-й день работы А. Губарева и Г. Гречко на борту станции была проведена уникальная технологическая операция.
Чем длительнее полет, тем более вероятно, что какая-то аппаратура исчерпает свой ресурс или просто выйдет из строя. Профилактические работы в космосе — это порой достаточно сложные технологические операции. За три недели полета «Салюта-4» космические частицы осели на зеркалах солнечного телескопа и, вероятно, могли мешать получению точной картины изучаемых явлений. По просьбе конструкторов телескопа экипаж произвел напыление нового отражающего слоя на оба зеркала. На Земле зеркала телескопов обновляют в вакуумных камерах, чтобы добиться равномерного распыления. Конструкторы использовали в эксперименте на «Салюте-4» естественные условия космического вакуума. Напылением зеркал—приемного и фокуси- рующего—управлял с дистанционного пульта Г. Гречко. Во время очередного сеанса он включил установку спектрогра- фирования Солнца, сделав по нескольку экспозиций одних и тех же участков светила до и после напыления. Сравнение этих спект- ральных измерений, сделанных до и после напыления, дают воз- можность судить о степени загрязненности космического простран- ства. Проведенный на орбите технологический экспери- мент позволяет ученым надеяться, что в будущем в космосе смогут надежно и длительное время работать крупные теле- скопы. Программа изучения атмосферы Земли включала продолжение исследования прозрачности атмосферы в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах с помощью прибора КСС-2. И, хотя пока в основном речь шла об отработке методов, дистанционное зондирование верхней атмосферы в ультрафиолетовом и инфра- красном диапазонах позволит уточнить модель атмосферы и сущность протекающих здесь фотохимических процессов. Возмож- но, станут яснее пути образования там озона. Выполненные измерения имеют большое практическое значение также для исследования загрязнений верхних слоев земной атмосферы и для разработки методов контроля за ее состоянием. 3 февраля космонавты проводили комплексные исследования сердечно-сосудистой системы, мозгового кровообращения, легочной вентиляции. Выполняя программу биологических исследований, космонавты контролировали работу системы по культивированию высших растений, продолжали эксперименты с микроорганизмами, культурой ткани и хлореллой. В дальнейшем экипаж продолжал проводить астрофизи- ческие и технические исследования. Солнечным телескопом изучались процессы, протекавшие в активных и невозмущенных областях поверхности Солнца и в его атмосфере. Рентгеновским телескопом исследовались характеристики излучения звезды Ригель и остатков взрыва Сверхновой в созвездии Корма. На одном из витков с помощью рентгеновского и инфракрасного телескопов космонавтами было проведено одновременное исследование характеристик излучения диффузного фона Галактики. Космонавтами проводилось фотографирование отдельных рай- онов земной поверхности. Съемки выполнялись одновременно
несколькими аппаратами на черно-белую и цветную пленки с применением различных светофильтров. Вид земной поверхности из космоса чрезвычайно интересует геологов — ибо только он даат возможность охватить взором гигантские геологические образова- ния, гидрологов — чтобы вести учет стока рек и фильтрации огромных водохранилищ нашей страны, строителей—для выявле- ния лавиноопасных участков в горных районах. Словом, разные ведомства дали экипажу «Салюта-4» заявки на космическую съемку интересующих их ландшафтов территории СССР. Отметим, что фотографирование земных ландшафтов в зимнее время недостаточно изучено. Это, естественно, усложняет обра- ботку полученных материалов, но позволяет получить и новые данные. Геологи, в частности, отмечают, что снежная пороша подчеркивает некоторые интересующие их детали, например, склоны балок, оврагов. Работал комплекс фотографирования автоматически, по командам с Земли. Но космонавты «подсказывали», когда облачный слой позволял проводить съем- ки, а иногда «рекомендовали» не начинать их вовсе. В ходе длительного космического полета первым экипажем орбитальной станции «Салют-4» осуществлен большой комплекс исследований Солнца, планет и звезд в различных диапазонах спектра электромагнитных излучений, продолжено изучение зем- ной поверхности и атмосферы в интересах науки и народного хозяйства, выполнен широкий круг медико-биологических исследований по дальнейшему изучению влияния факторов космического полета на жизнедеятельность человека. НА БОРТУ «САЛЮТА-4» — ВТОРОЙ ЭКИПАЖ С 9 февраля 1975 года полет станции «Салют-4» осуществлял- ся в автоматическом режиме. 24 мая 1975 года для продолжения дальнейших экспериментов с орбитальной станцией «Салют-4» был осуществлен запуск космического корабля «Союз-18», пилотируемый экипажем в составе командира корабля П. И. Климука и бортинженера кандидата технических наук В. И. Севастьянова. Основной целью запуска транспортного корабля «Союз-18» являлась доставка второго экипажа на орбитальную станцию «Салют-4». Орбита «Салюта-4» дважды до старта «Союза-18» была скор- ректирована так, чтобы корабль, стартуя, оказался в одной плоскости движения со станцией. Когда баллистики рассчитывают момент старта, они исходят из того, на каком витке корабль должен выйти в точку встречи со станцией. В первые сутки полета «Союз-18» совершил два маневра. В начале вторых суток была выполнена третья коррекция траектории корабля, в результате которой орбиты космических аппаратов на определенном участке совместились. Этот участок и называют «точкой встречи». 26 мая после сближения и причаливания была выполнена стыковка кос- мических аппаратов. Второй экипаж в составе космонавтов П. Кли- мука и В. Севастьянова был доставлен на станцию «Салют-4».
После проверки бортовых систем станции космонавты открыли люк-лаз, перешли в ее помещение и приступили к выполнению программы, предусматривавшей продолжение исследований и экспериментов, начатых на станции ее первым экипажем. Работа космонавтов на борту «Салюта-4» началась с подготовки станции. Их предшественники А. Губарев и Г. Гречко работали на орбите месяц. Перед возвращением на Землю они законсервировали, отключили часть приборов и оборудования. Продолжали действовать лишь те системы, которые обеспечивали автономный полет станции. Функционировали и те системы, кото- рые не требуют для своей работы участия космонавтов. В первые рабочие дни космонавты проверили системы энергопитания, жизнеобеспечения, терморегулирования, пульты научной аппаратуры, кино- и фотоаппаратуру, научные приборы, блоки с биологическими объектами. Были продолжены эксперименты по лазерной локации станции. Посланные с Земли лазерные импульсы отражались от установленного на станции уголкового отражателя, а регистрировались наземной приемной аппаратурой. На поверхности станции в определенных местах были установлены панели со стеклянными «призмочками»—так называемые уголковые светоотражатели, изготовленные из кварцевого стекла и заключенные в металлическую оправу. Корпус станции поворачивался таким образом, чтобы рубиновый луч попал в эти стеклянные светоприемники. Уголковые светоотражатели ранее уже применялись при локации Луны—они устанавливались на советских луноходах, американских приборах, а также на искус- ственных спутниках Земли. Теперь проводилась локация пилотируемой станции, и, надо сказать, весьма успешно. Рассто- яние до «Салюта-4» определялось с точностью в десять раз более высокой, чем с помощью радиосредств. Завершив расконсервацию станции, экипаж провел комплекс медицинских экспериментов. В частности, исследовались функции кровообращения, проводилось электрокардиографическое обследование, брались пробы крови для последующих лаборатор- ных анализов на Земле. В медицинских экспериментах и исследованиях космонавты использовали многофункциональную измерительную аппаратуру «Полином». В ходе шестого рабочего дня на борту орбитальной лаборатории начались биологические и биолого-технические эксперименты с различными видами насекомых и высшими растениями. Космонав- ты поместили в термостаты блоки с биологическими объектами, отрегулировали и включили систему «Оазис», в которой выращи- вался лук и горох. Седьмой рабочий день космонавты посвятили выполнению спектрометрирования атмосферы и поверхности Земли. Съемка велась над районами европейской части территории Советского Союза, Закавказья и Северного Казахстана. Эти эксперименты проводились с целью решения задачи физики атмосферы, метеорологии, исследования природных ресурсов. Проводились также измерения изотопного и химического состава галактических
и солнечных космических лучей. С помощью зеркального рентгеновского телескопа исследовались характеристики излуче- ния рентгеновских источников созвездий Скорпиона, Девы и Лебедя. При этом космонавты предварительно ориентировали станцию в пространстве, контролируя точность ориентации по астроприборам. 3 июня с помощью рентгеновского телескопа—спектрометра космонавты исследовали спектральные и временные характери- стики рентгеновских источников в созвездиях Скорпион и Лебедь, зафиксировав значительные изменения потоков излучения. Одиннадцатый и четырнадцатый рабочие дни были посвящены исследованию Солнца, изучалась солнечная активность. При этом необходимые оперативные рекомендации космонавты получали от ученых Крымской астрофизической обсерватории АН СССР. Было получено несколько десятков спектрограмм в ультрафиоле- товой области излучения. Одновременно дифракционным спектрометром автоматически регистрировалась интенсивность излучения всего диска Солнца в том же диапазоне длин волн. 8-11 июня П. Климук и В. Севастьянов проводили комплексные исследования поверхности Земли и атмосферы с целью решения народнохозяйственных и научных задач. Съемка земной поверхности велась над районами черноземной полосы европейской части Советского Союза, Казахстана, республик Средней Азии, Приморья, Курильских островов, Памира, острова Сахалин, восточного участка трассы БАМ. При этом использовалась разнообразная аппаратура, позволяющая получать изображения исследуемых образований в различных зонах спектра электромагнитного излучения. Необходимая для комплексных исследований ориентация стан- ции на Землю обеспечивалась новой навигационной системой «Каскад», экспериментальную отработку которой выполнил первый экипаж станции «Салют-4». Космонавты проверяли в различных режимах работу системы герморегулирования станции «Салют-4» и системы жизнеобеспечения. Результаты свидетельствовали о нормальном функционировании агрегатов и приборов, входящих в эти системы. 15—16 июня космонавты выполняли технические эксперименты, работая с новыми системами и приборами, предназначенными для ориентации станции по небесным светилам. Оценивалась точность этих систем и приборов, отрабатывались методы их эксплуатации, изучались возможности их использования для выполнения научных задач в будущих космических полетах? Проводились навигационные измерения, фотографирование звездного неба и земной поверхности с целью получения данных для разработки новых приборов автономной навигации. Навигационным и техническим экспериментам уделялось большое внимание и в два последующих рабочих дня космонавтов. Заранее намеченная на 18 июня программа экспериментов на борту орбитальной станции не была выполнена. Дело в том, что за несколько дней до этого сотрудники Крымской астрофизической обсерватории наблюдали зарождение на Солнце активной обла-
сти. В период спокойного Солнца такое явление весьма редко случается. И конечно, столь большого образования не удавалось до сих пор наблюдать ни первому, ни второму экипажу станции «Салют-4». Все говорило о том, что следует ожидать вспышку. Директор Крымской астрофизической обсерватории академик А. Б. Се- верный обратился к руководству полета с рекомендацией провести внеплановые исследования с ОСТом — орбитальным солнечным телескопом. Откладывать эксперимент было нельзя. Активная область за три дня сместилась к западу и уже через день должна была скрыться за солнечным горизонтом.. Космонавты, подготовив к работе солнечный телескоп и дифракционный спектрометр, получили несколько десятков спектрограмм. Потом они нацелили телескоп на протуберанец, выросший над солнечным диском на востоке, и снова раз за разом включали спектрограф. В периоды космических полетов и сеансов исследований при помощи орбитального солнечного телескопа подобных протуберанцев еще не наблюдали. В последующие дни космонавты продолжали отработку средств и методов космической навигации, измерения изотопного и химического состава галактических и солнечных космических лучей. Исследовалось рентгеновское излучение горячего ядра планетарной туманности в созвездии Лиры, а также пульсирующий рентгеновский источник в созвездии Геркулеса. За месяц работы на орбите второй экипаж так же как и первый, хорошо перенес условия космического полета, каких-либо существенных отклонений ни в том, ни в другом случае не было обнаружено, космонавты сохраняли высокую работоспособность. Рабочий день 25 июня был посвящен исследованиям земной поверхности. Съемка в различных зонах спектра электромагнитного излучения выполнялась над районами Ук- раины, Поволжья, Казахстана, Средней Азии. Продолжались и биологические эксперименты. Космонавты регистрировали особенности развития насекомых, находящихся в специальных термостатах, регулировали работу блока с высшими растениями, периодически их фотографировали. Космонавты исследовали различные оптические эффекты в верхних слоях земной атмос- феры. 1 июля была завершена программа комплексных исследований земной поверхности, охватившая фотосъемкой и спектрографированием большую часть территории нашей страны. Космонавты выполнили съемку отдельных геолого- морфологических образований, уделив особое внимание горным районам, шельфам, донным отложениям в районах устьев рек. Ориентация станции при этом обеспечивалась высокоточной навигационной системой «Каскад». В начале следующего рабочего дня космонавты проводили визуальные и фотографические наблюдения редкого физического явления в верхней атмосфере Земли—серебристых облаков, изучение природы которых представляет значительный научный интерес. К встрече с серебристыми облаками космонавты не
готовились. Появление серебристых облаков является событием весьма редким и в связи с этим программа запланированных исследований была изменена. О существовании серебристых облаков ученые знают еще с конца прошлого века. Разные люди в разных местах после захода Солнца наблюдали на небе освещенные Солнцем облака. Как же высоко они должны парить над Землей, если отражали свет много времени спустя после заката? Первые расчеты показались ошиб- кой: 80—90 километров. Но ошибки не было. Много споров ведется до сих пор об их происхождении и составе. На высотах более 80 километров царят семидесяти- стоградусные морозы. Ученые полагают, что при определенных обстоятельствах, например вследствие извержения вулканов, туда выносятся большие массы водяного пара. Пар конденсируется на крохотных космических пылинках и кристал- лизуется. Вполне возможно, что облака состоят из твердой углекислоты или какого-то иного вещества. Ученые США и Швеции посылали на эти высоты ракеты, оснащенные специальными ловушками. Они принесли образцы пыли, однако их изучение не дало однозначного ответа. Выяснилось лишь, что есть чистые пылинки (без льда) и пылинки с оболочкой. Но какой? Характер оболочки выяснить не удалось—она растаяла по пути. До шестидесятых годов серебристые облака обнаруживали только в Европе, частично—в Азии, а в Америке не наблюдали. Под вопрос ставилось их существование над южным полушарием. При более пристальных наблюдениях такие облака заметили над США и Канадой. Серебристые облака были замечены и с одной из южно-американских станций, эстонские физики неоднократно наблюдали их в Антарктиде. Серебристые облака появляются чаще всего летом. Площади, которые занимают серебристые облака, могут быть огромными. Случается, что они образуют кольцо вокруг средних широт, причем облака в. этом кольце могут быть самой разной формы—от серебристого тумана до мощных гряд и валов. Еще одна загадка. Есть предположения, что появление сереб- ристых облаков каким-то образом связано с солнечной активно- стью, но каким? Никто не может дать однозначный ответ на этот вопрос. Между тем знание состава серебристых облаков позволит судить о составе газов атмосферы, перемещения облаков—о направлении и плотности ветров на соответствующих высотах. Вот почему встреча научной станции «Салют-4», на борту которой находились космонавты, подготовленные к разного рода наблюдениям по изучению различных явлений, явилась примеча- тельным событием. С 3 июля экипаж продолжил начатые накануне исследования серебристых облаков. Для проведения экспериментов космонавты, сориентировав станцию над ночной стороной планеты, выполняли спектрографирование и фотосъемку серебристых облаков. Затем они провели аналогичные исследования полярных сияний, наблюдавшихся в районе южного геомагнитного полюса. Перечисленные комплексные исследования физических явлений в
верхней атмосфере Земли в практике космических полетов были осуществлены впервые. Г1о оперативным рекомендациям, полученным из Крымской астрофизической обсерватории, в программу рабочего дня 4 июля были вновь включены эксперименты с орбитальным солнечным телескопом—космонавты проводили исследования активной об- ласти, наблюдавшейся в западной части солнечного диска. Космонавты П. Климук и В. Севастьянов проводили отработку элементов автономной системы определения параметров орбиты, а также усовершенствованных приборов солнечно-звездной ориентации при различных условиях освещенности. С целью дальнейшего совершенствования приборов автономной навигации проводилась съемка ночного горизонта Луны и подстилающей поверхности. Экипажем выполнялись исследования поляризации солнечного света, отраженного земной поверхностью и атмос- ферой. 9 июля по предложению космонавтов были продолжены исследования полярных сияний и серебристых облаков. Фотосъемка и спектрографирование полярных сияний на этот раз проводились в’районе северного геомагнитного полюса. 13 июля с помощью солнечного телескопа космонавты проводили исследования двух активных областей в восточной и западной частях солнечного диска. В процессе работы было получено несколько десятков спектрограмм этих образований. На этом исследования Солнца, входившие в программу работы второй экспедиции станции «Салют-4», были завершены. Очередной, 52-й рабочий день экипажа станции «Салют-4», закончившийся 15 июля, был посвящен медицинским экспериментам. В этот день состоялись старты советского космического кора- бля «Союз-19» и американского «Аполлон». Три пилотируемых космических аппарата, четверо советских космонавтов и трое американских одновременно находились на околоземных орбитах. П. Климук и В. Севастьянов передали участникам экспери- ментального полета «Союз» — «Аполлон» поздравления в связи со стартом и пожелали успешного выполнения запланированных задач. 18 июля космонавты выполняли технические эксперименты. С помощью комплексной установки «Фреон» они провели цикл исследований поведения жидкости в условиях орбитального полета. Результаты экспериментов могут быть использованы при создании перспективных гидравлических систем космических аппаратов. 20 июля космонавты приступили к консервации аппаратуры и приборов, работы с которыми были уже закончены, подготовке к возвращению на Землю возвращаемых устройств и носителей информации (фотокинопленки, образцы и др.). Одновременно они продолжали наблюдения рентгеновских источников, проводили отработку и испытание навигационной системы «Дельта», занима- лись спектрографированием и фотографированием районов Поволжья, Казахстана и Средней Азии.
25 июля космонавты завершили операции по переводу станции в автоматический режим полета и подготовку транспортного корабля к возвращению на Землю. 26 июля спускаемый аппарат с космонавтами совершил посадку северо-восточнее города Аркалык. Самый длительный в истории отечественной космонавтики пилотируемый полет комплекса, продолжавшийся в течение 63 суток, был успешно завершен. Вторым экипажем орбитальной станции «Салют-4» была полностью выполнена широкая программа научных, технических, медико-биологических исследований и экспериментов. Их значение для дальнейшего развития науки, техники, народного хозяйства неоценимо. Полет орбитальной станции «Салют-4» еще раз доказал правильность генеральной линии развития советской космонав- тики, широко использующей долговременные орбитальные станции с экипажами на борту, в решении многих земных задач и проблем. Присутствие человека дает возможность в зависимости от обстоятельств изменять направления исследований, коррек- тировать программу полета. Причем особенно выгодны длительные экспедиции. Если в течение первой недели полета экипаж станции адаптируется к условиям полета, заново ос- ваивает в этих условиях научные приборы, приобретает уверен- ность в обращении с ними, то с течением времени космонавты трудятся все более продуктивно, выражают желание работать больше, причем работают все лучше. Полет двух экипажей станции «Салют-4» в этом отношении весьма показателен. Рассмотрим более детально результаты различных исследований, полученные космонавтами первого и второго экипажей. НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ На орбитальной станции «Салют-4» было установлено несколь- ко астрофизических приборов для проведения измерений в раз- личных областях спектра, недоступных для наземной аппаратуры. Исследование солнечной активности важно не только с познавательной точки зрения, но и представляет большой практический интерес. С помощью орбитального солнечного телескопа ОСТ-1 космонавтами первой и второй экспедиций снято около тысячи ультрафиолетовых спектров солнечных активных образований. Спектрограммы используются для изучения физических процессов, протекающих в активных областях Солнца. Проведенные эксперименты позволили получить информацию о распределении температур, состоянии ионизации и возбуждения атомов, а также другие физические характеристики активных образований. Космонавты получили спектры наиболее интересных сол- нечных образований, возникавших в дни наблюдений. Высокое разрешение телескопа (3—5 угловых секунд, что соответствует 2—3,5 тысяч километров по поверхности Солнца) позволяло
детально исследовать различные участки активных областей. Спектрограммы позволяют измерить и скорость движения плазмы в различных участках активной области. Здесь выявились неожиданности. По наземным наблюдениям, позволяющим видеть только нижние слои флоккула, скорости не превышают двух-трех километров в секунду, а ультрафиолетовые спектрограммы, в которых наблюдаются также и верхние ярусы образования, показывают, что плазма движется со скоростью около 50 километ- ров в секунду. Важное значение имеет впервые поставленный на солнечном телескопе эксперимент по нанесению отражающих покрытий зер- кал в космосе. За период многомесячного пребывания в откры- том космическом пространстве отражательная способность следя- щего зеркала солнечного телескопа несколько уменьшилась. Проведенное в полете напыление покрытия восстановило от- ражательную способность зеркала, благодаря чему стало воз- можным продолжение нормальной работы инструмента. Последнее десятилетие характеризуется бурным прогрессом новой области науки—рентгеновской астрономии, что связано с выводом рентгеновской аппаратуры за пределы земной атмос- феры. На борту орбитальной станции были установлены два рентгеновских телескопа «Филин» и РТ-4. Первый из них представлял собой рентгеновский телескоп-спектрометр с диапазоном измерений от 1 до 60 ангстрем. При этом в задачу исследований входило измерение характеристик излучения рентгеновских источников различной интенсивности и спектрального состава излучения. В период работы первой экспедиции было зарегистрировано несколько десятков рентгеновских источников разной интенсивно- сти и получены данные об их спектральных характеристиках. Много внимания было уделено исследованию очень яркого рентгеновского источника Скорпион Х-1. Впервые у него были обнаружены значительные измерения потока излучения в мягкой рентгеновской области в диапазоне 15—20 ангстрем. Согласно теоретическим представлениям такие изменения могут быть выз- ваны появлением мощных потоков вещества в этом источнике. Временной масштаб этих изменений был исследован в период работы второй экспедиции. Зеркальный рентгеновский телескоп РТ-4 предназначался для изучения только мягкого рентгеновского излучения в диапазоне '14- 60 ангстрем. Электроника телескопа и телеметрия обеспечивали высокое временное разрешение: от 0,01 секунд до 1 микросекунды. Это позволило изучать быстрые временные ва- риации излучения в течение сеанса наблюдения. Существенной особенностью телескопа явилось наличие автономной системы ориентации. Управление работой телескопа велось космонавтами со специального пульта. В двух экспедициях на станции «Салют-4» телескопом РТ-4 проведено 14 сеансов по исследованию раз- личных небесных объектов. При этом впервые обнаружена вспышка рентгеновского излучения от звезды к Скорпиона.
инфракрасный диапазон электромагнитного спектра является еще одним диапазоном, весьма важным для изучения Вселенной. Однако измерения здесь связаны со значительными трудностями. Они вызваны тем, что интенсивность инфракрасного излучения окружающей среды, в том числе измерительных приборов, может превышать измеряемый поток в десятки тысяч раз. Эти трудности были в значительной степени преодолены при создании инфракрасного телескопа-спектрометра ИТС-К. В ходе экспериментов получены данные о тепловом и радиационном режиме, состоянии и составе вещества на молекулярном уровне у астрономических объектов и атмосферы Земли методом инфракрасной спектроскопии в диапазоне, где наблюдения с поверхности Земли практически невозможны из-за непрозрачности атмосферы. Эксперименты объединяли стрем- лением изучить определенное вещество в самых различных физических условиях. Это относится, например, к водяному пару: он исследовался в самых нижних слоях земной атмосферы, затем в мезосфере и нижней тропосфере. При изучении тропосферы ставилась задача обнаружить и оценить концентрацию загрязняющих ее компонент, так как именно в спектральном диапазоне телескопа ИТС-К расположены частоты таких молекул,- как сернистый газ, метан, окись углерода и др. Исследование газо-пылевых туманностей в инфракрасном диапазоне позволяет судить об их молекулярном составе, о ранней стадии эволюции звезд. Для исследования с борта станции «Салют-4» была выбрана туманность вблизи созвездия Кассиопея. Спектрометрирование Луны в узких спектральных интервалах позволило провести градуировку аппаратуры и в то же время получить данные о спектральных характеристиках поверхности Луны. Аппаратура «Спектр» была предназначена для исследования характеристик потоков нейтрального газа и плазмы, обтекающих космический аппарат. При проведении эксперимента впервые практически одновременно одним и тем же прибором измерялись температуры ионизированной и нейтральной компонент атмосфе- ры на высоте около 350 километров. Получено несколько тысяч спектров, давших информацию о температуре в атмосфере и об электрическом потенциале станции. Впервые проведены прямые исследования закономерностей взаимодействия атмосферных ча- стиц с поверхностью космического аппарата, что важно для совершенствования методов расчета торможения и нагрева тел, движущихся с орбитальными скоростями в верхней атмосфере Земли. О температуре газа позволяет судить ширина его спектральных линий. Для измерения температуры верхней атмосферы Земли наиболее информативной является красная линия атомарного кислорода. Эксперимент «Эмиссия» предусматривал детальное исследование планетарных характеристик свечения красной линии, ее интенсивности и ширины. Особую ценность результатам эксперимента придает то, что измерения проведены в период минимума солнечной активности, когда верхняя атмосфера
значительно «холоднее», чем обычно. Они помогут выяснить размах колебаний в распределении температуры верхней атмос- феры при относительно слабом притоке энергии от Солнца. Интересны данные, полученные на ночных участках орбиты в области экваториальной атмосферной аномалии, которая сильно воздействует на распространение радиоволн, радиосвязь между северным и южным полушариями. . Наблюдения экваториального свечения проводились обеими экспедициями станции над азиатским сектором, но в разное время —в утренние часы во время первой экспедиции и в вечерние—во время второй. Еще один эксперимент по изучению верхней атмосферы Земли проводился методом «затменного зондирования». При этом ставилась цель исследования так называемых малых газовых компонент—водяного пара, озона, углекислого газа, окислов азота, т. е. тех составляющих, от которых в значительной степени зависит состояние воздушного океана и ход процессов, протекающих в нем. Данные исследования открывают воз- можность судить о степени загрязнения атмосферы в результате деятельности человека, установить, связано ли с этим изменение климата. Для выполнения задач был разработан и впервые применен новый метод спектрального зондирования атмосферы в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, позволяющий изучать глобальное распределение ее малых газовых составля- ющих. В проводившихся экспериментах использовался комплекс солнечных спектрометров КСС-2. На высотах 60—80 километров подтверждено наличие «сухой» атмосферы над экваториальными областями в зимнее время. При этом в грамме воздуха содержится в среднем 1—2х10~6 граммов водяного пара. Новые данные подтверждают гипотезу сущест- вования «сухой» атмосферы. В состав научной аппаратуры станции был включен прибор ММК-1, предназначенный для изучения характера распределения спорадического метеорного вещества в околоземном космическом пространстве. Результаты измерений свидетельствуют о далеко не стационарном характере распределения метеорного вещества вдоль орбиты Земли вокруг Солнца. Отдельные отклоне- ния величины плотности потоков спорадических метеорных час- тиц могут отличаться от среднего значения на порядок и более. Галактические космические лучи являются одной из основных компонент космоса и важным энергетическим фактором Галактики. До настоящего времени проблема зарождения и распространения космических лучей окончательно не решена. Галактические лучи, распространяясь от своих источников до Земли, взаимодействуют с веществом и полями межзвездной среды. В результате этого взаимодействия трансформируются химический состав и энергетические спектры первичных космичес- ких лучей, зарождаются в пути дейтоны, изотопы Гелий-3 и легкие ядра лития, берилия, бора, отсутствующие в источниках космичес- ких лучей.
Теоретические оценки показывают, что потоки и энергетические спектры этих частиц несут информацию о природе межзвездной среды. Этому были посвящены исследования на борту станции «Салют-4», проводившиеся при помощи прибора СИ ЛЯ-4—спектрометра изотопов легких ядер. Аппаратура предназначалась для поиска дейтонов, исследования изотопного и химического составов легких ядер галактических и солнечных лучей в различных фазах солнечной активности. ИЗУЧЕНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ и окружающей среды На станции «Салют-4» был проведен комплексный экспери- мент, предназначенный для получения информации, необходимой при решении многочисленных практических и научных задач. К ним относятся: анализ геологического строения территории Западной и Южной Украины, Куйбышевской и Оренбургской областей, Устюр- та, Средней Азии, Приморья, трассы БАМ с целью выявления структурно-тектонических образований, перспективных на поиск нефти, газа и рудных ископаемых; комплексное изучение шель- фовых зон и динамики береговых зон Азовского, Черного й Охотского морей в интересах геологии, рыбного хозяйства и проектирования гидротехнических сооружений; комплексное изучение и анализ современного состояния района Прикаспия в связи с поиском нефти и газа, разработкой проектов переброски вод сибирских рек, изучением техногенных нарушений; оценка запасов продуктивной влаги в районах Средней Азии и Кавказа по данным о с нежно-ледовой обстановке в горах Памира, Алтая, Тянь-Шаня, Кавказа и анализ селевых и лавинных процессов; изучение перспектив нефтегазоносности, режимов увлажнения и засоления орошаемых земель Ферганской долины. На станции был установлен комплект фотоаппаратуры, вклю- чающий в себя камеры с форматами снимков 18x18 и 6x6 сантиметров. В качестве фотоматериалов применялись черно- белые, спектрозональные и цветные пленки. Комбинацией раз- личных типов пленок и светофильтров получались изображения в различных спектральных диапазонах. Синхронно действовали 5—6 спектральных каналов, перекрытие снимков обеспечивало стереоскопический просмотр отснятой местности. В число районов, подлежавших фотографированию, были включены опорные полигоны на территории нашей страны, на которых в период функционирования станции проводились специализированные наблюдения и исследования для привязки физических параметров природных образований и явлений к данным космической фотосъемки. На ряде полигонов одновременно с космической выполнялись так называемая подспутниковая аэрофотосъемка и наземные наблюдения. Совме- стно с фотосъемкой с борта станции производилось спектрометрирование природных образований. Первой экспедицией проложено 18 маршрутов и отснято более 2 миллионов квадратных километров территории Советского
Союза* Метеорологические условия в этот период были неблагоприятными, и свободными от облачности оказались лишь территории среднеазиатских республик, часть районов Черного и Азовского морей, Дальнего Востока и Курильских островов* Анализ полученных материалов показал, что зимняя космическая съемка малоснежных районов дает ценную для решения ряда задач информацию* Изменения яркости тонкого снежного покрова, передающиеся на снимках различным фототоном, связаны с физическими свойствами подстилающей поверхности* В ряде случаев благодаря одномоментному охвату больших территорий по зимним космическим фотографиям удается проследить закономерности указанных изменений, незаметные на летних аэро- и космических снимках, и уточнить некоторые геологические и геоморфологические элементы. Работа второй экспедиции проводилась в период активных природных процессов и хозяйственной деятельности, связанной с использованием земель* Двухмесячная продолжительность экспедиции позволила выполнить наблюдения в разных фазах этих процессов, Многократной съемкой была покрыта значительная часть территории страны южнее 52-й параллели. Полученные фотографии в совокупности с материалами первой экспедиции позволяют проследить динамику гидрологических режимов, вегетации растений и субсезонных метеорологических и климатических явлений на обширных пространствах. Вместе с тем повторная съемка в разные сезоны и при разных условиях освещения дала возможность выделить геолого-географические формы, которые при одноразовых съемках могут быть замас- кированы растительностью, игрой светотени, солнечными бликами и т* п* Материалы экспедиций переданы по территориальной принад- лежности многим производственным и научным организациям и используются в практической и научной деятельности* МЕДИЦИНСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Эти исследования были направлены на изучение возникающих в длительном полете изменений и механизмов приспособления организма к невесомости, а также на оценку эффективности профилактических средств для сохранения состояния здоровья и поддержания работоспособности в полете и после его завершения. Через день у каждого космонавта регистрировалась электрокардиограмма в одном отведении, сейсмокардиограмма, отражающая механическую функцию сердца, а также дыхание* Эти показатели регистрировались в покое или при выполнении функ- циональных проб* Еженедельно проводилось углубленное обследование членов экипажа. При этом выполнялись клиническое электрокардиографическое обследование в покое или при физической нагрузке, функциональные пробы на велоэргометре и с приложением отрицательного перепада давления к нижней части
тела. Во время этих проб регистрировался широкий спектр физиологических параметров, включающих в разных сочетаниях частоту пульса, артериальное давление, венозное давление, кинетокардиограмму, характеризующую механическую функцию сердца и позволяющую изучить отдельные фазы сердечного сокращения, кровенаполнение головного мозга и ряд других показателей. Данные объективных исследований, получаемые при регистрации физиологических параметров, свидетельствовали о хорошем состоянии здоровья космонавтов. Проведение пробы с физической нагрузкой на велоэргометре не выявляло существенных изменений частоты сердечных сок- ращений и показателей гемодинамики в ходе полета по сравнению с предполетными данными. Анализ результатов медицинских обследований в ходе полета показал, что наблюдавшиеся изменения физиологических показателей находились в нормальных пределах и в целом соответствовали предполетному прогнозу. Эти изменения явля- лись результатом приспособления к условиям длительного космического полета. В ходе полета медицинская служба особо важное значение придавала профилактическим мероприятиям, направленным на подготовку космонавтов для встречи с земной силой тяжести. С этой целью космонавты ежедневно выполняли физические упражнения по специально разработанной методике на «бегущей дорожке» и велоэргометре. Занятия на «бегущей дорожке» проводились в специальных нагрузочных костюмах, имитирующих весовую нагрузку по продольной оси тела и статическую нагрузку на основные группы так называемых антигравитационных мышц, которые в обычных условиях противостоят земной силе тя- жести. Для создания постоянной нагрузки на опоро-двигательный аппарат и скелетную мускулатуру космонавты на протяжении всего полета ежедневно по 10—12 часов в сутки пребывали в нагрузочных костюмах. В последние четыре дня полета космонавты проводили трени- ровки с приложением отрицательного перепада давлений к нижней части тела. Эти тренировки сопровождались увеличением кровенаполнения нижних конечностей, что имитировало давление на стенки сосудов, которое в условиях Земли создается за счет веса столба крови при нахождении человека в вертикальном положении. В ходе этих тренировок создавалась также продольная нагрузка на опоро-мышечный аппарат. Перед окончанием полета для задержки жидкости в организме и увеличения объема крови космонавты принимали поваренную соль и воду, что способствует повышению ортостатической ус- тойчивости. Для профилактики нарушения кровообращения использовался также специальный послеполетный костюм, создающий избыточ- ное давление на нижние конечности, что препятствует скоплению
в них крови при нахождении в вертикальном положении в условиях Земли и облегчает работу сердца. Космонавты в хорошем состоянии возвратились на Землю и после короткого периода реадаптации практически чувствовали себя так же, как и до полета. Успешное выполнение экипажами программы исследований и экспериментов на борту орбитальной научной станции «Салют-4» является крупным успехом отечественной космонавтики. Результа- ты полета послужат дальнейшему углублению знаний о Земле, Солнце, физических процессах, происходящих во Вселенной, послужат дальнейшему совершенствованию космической техники, призванной решать все более сложные задачи науки и народного хозяйства. БЕСПИЛОТНАЯ ЭКСПЕДИЦИЯ С 26 июля 1975 года орбитальная научная станция «Салют- 4» вновь стала функционировать в автоматическом режиме. Было продолжено выполнение научно-технических исследований и эк- спериментов,. Так, например, по вновь разработанной дополнитель- ной программе были проведены астрофизические исследования: с помощью рентгеновского телескопа-спектрометра «Филин» прово- дились наблюдения мощного источника рентгеновского излучения в созвездии Единорог. Одновременно этот же источник исследо- вался с помощью оптической аппаратуры наземных станций Государственного астрономического института имени П. К. Штерн- берга. 17 ноября 1975 года для дальнейшего проведения совместных экспериментов по отработке и испытанию конструкции, агрегатов и бортовых систем обоих космических аппаратов в совместном полете был произведен запуск беспилотного космического кораб- ля «Союз-20». После выведения корабля на околоземную орбиту и маневрирования 19 ноября были осуществлены взаимный поиск, сближение, причаливание и стыковка его со станцией «Салют-4». За одиннадцать месяцев работы «Салют-4« в третий раз принял гостей—на сей раз беспилотный корабль «Союз-20». На его борту проводились комплексные биологические эксперименты с различ- ными растениями и живыми организмами. Например опыты с черепахами, которые помогут прогнозировать происходящие в полете различные изменения в организме животных, с мухами- дрозофилами— изучить влияние невесомости на генетические особенности их роста и развития. В специальных блоках находилось около двадцати видов высших растений, в том числе кактусы, луковицы гладиолусов, семена овощей, кукурузы, бобовых культур. Программой экспери- ментов было предусмотрено исследование изменения молекуляр- ной структуры растений и влияние на них космической радиации. Изучалось также воздействие факторов космического полета на различные микроорганизмы. Одновременно подобные эксперимен- ты с аналогичными объектами проводились на спутнике «Космос- 782», выведенном на околоземную орбиту 25 ноября 1975 года.
16 февраля 1976 года совместный полет корабля «Союз-20» и станции «Салют-4» был успешно завершен. После их расстыковки в расчетное время была включена тормозная двигательная уста- новка корабля. Отделившийся от него спускаемый аппарат совер- шил управляемый спуск и мягкую посадку в расчетном районе территории Советского Союза. В ходе трехмесячного полета корабля и станции были получены ценные результаты по отработке и испытанию конструкции и бортовых систем обоих космических аппаратов. После завершения программы исследований, проводившихся на станции в период работы двух экспедиций космонавтов, а затем совместного полета с беспилотным кораблем «Союз-20», станция «Салют-4» продолжала полет по околоземной орбите в автомати- ческом режиме. При этом проводились дальнейшие испытания отдельных бортовых систем, агрегатов, аппаратуры, элементов ее конструкции в условиях длительного космического полета. По данным телеметрической информации, бортовые системы станции «Салют-4» функционировали нормально, параметры микроклима- та в отсеках находились в заданных пределах.
ХШ. В ПОЛЕТЕ НАУЧНАЯ СТАНЦИЯ «САЛЮТ-5» 22 июня 1976 года был осуществлен запуск следующей орби- тальной научной станции — «Салют-5». Целью запуска являлось проведение научно-технических ис- следований и экспериментов, а также дальнейшая отработка конструкции, бортовых систем и аппаратуры орбитальных станций. В течение двух недель полет станции «Салют-5» осуществлялся в автоматическом режиме, а с 7 июля 1976 года—в пилотируемом варианте. Экипаж станции в составе летчика-к осмонавта СССР Б. В. Волынова и бортинженера В. М. Жолобова был доставлен на нее транспортным кораблем «Союз-21», старт которого со- стоялся 6 июля 1976 года. Первый маневр для выхода на монтажную орбиту экипаж «Союза-21» совершил на пятом витке. Маневр был двухим пул ь- сным, т. е. двигательная установка включалась дважды. Время включения и продолжительность ее работы определялись на Земле, так как это требовало специальных сложных расчетов. Сама же операция проводилась космонавтами и была выполнена безукоризненно четко при точной ориентации корабля. Второй маневр «Союз-21» выполнил на семнадцатом витке. Планирова- лось, что он тоже будет двухимпульсным, но дважды включать двигательную установку не потребовалось. Корабль вышел на монтажную орбиту, как говорится, с «первого захода». Когда на восемнадцатом витке наступил сеанс связи, «Союз» и «Салют» разделяло 500 метров. Для того чтобы состыковаться, космонав- там потребовалось меньше 11 минут. 7 июля в 16 часов 40 минут, получив разрешение на ручную стыковку, они снизили скорость корабля до 30 сантиметров в секунду относительно станции, буквально в считанные минуты соединили космические аппараты. Спустя некоторое время были открыты переходные люки, и «Салют-5» принял своих хозяев— Б. Волынова и В. Жолобова. Так стала функционировать на околоземной орбите пилотиру- емая станция «Салют-5». ДОМ НАД ПЛАНЕТОЙ Накопление опыта и прогресс в развитии космической техники вызывают изменения в компоновке станций «Салют». Представим себе, что мы находимся в помещениях (отсеках) станции «Салют-5». Приборный отсек—это довольно большое
помещение цилиндрической формы. Однако оно имеет плоский пол. На «Салюте-5» пол и потолок различаются окраской. Обводы стен смыкаются плавно. От пола идут закругленные стены, переходящие в потолок, точно так же, как в самолете. Все помещение обито светло-голубой тканью. Ею же вместе с мягкой прокладкой защищены острые углы приборов (это сделано по рекомендации летавших ранее экипажей). Здесь расположена основная масса научной аппаратуры и исследовательских прибо- ров. Кроме того, здесь же сосредоточена аппаратура, контролиру- ющая работу бортовых систем—энергопитания, радио, телемет- рии, жизнеобеспечения. Показания приборов высвечиваются на табло, что позволяет быстро оценивать состояние станции. В «подполье» приборного отсека также установлены научные прибо- ры, в большинстве своем работающие в автоматическом режиме. Некоторые приборы смонтированы и на наружной поверхности станции. В отличие, например, от «Салюта-4» на этой станций нет велоэргометра, но имеется «бегущая дорожка» (ежедневно каж- дый из космонавтов занимался здесь примерно по два с полови- ной часа) и массметр—космический вариант наших земных весов. Между цилиндрическими отсеками станции — приборным и бы- товым— находится командный с единым пультом управления и контроля. Отсюда можно управлять работой всех систем и агрегатов, а также контролировать их работу. Управление станцией может осуществляться как экипажем, так и по команде с Земли. Отображение координат в любой точке полета («глобус»), индикатор пространственного положения стан- ции с ручкой управления ориентацией, оптический визир с панорам- ным устройством для наблюдения за поверхностью Земли, сред- ства связи, телевизионная аппаратура—все это собрано в одном месте. Особо следует отметить высокую точность систем, управля- ющих полетом станции. Это очень важно при проведении многих научных экспериментов, в частности астрофизических. Приборы не только могут быть направлены в избранную точку Вселенной, но и постоянно удерживать ее в поле зрения, независимо от того, ведутся наблюдения космонавтами или осуществляются в автома- тическом режиме. На «командном пункте» станции расположен ее электронный мозг—вычислительная машина. Она может руководить работой приборов с начала и до конца полета без участия членов эки- пажа—в памяти машины заложены заранее разработанная и переведенная на машинный «язык» программа. Некоторые экспе- рименты, например, фотографирование земной поверхности или исследования участков неба, могут проводиться автоматически, когда станция уже стала обитаемой и работает в режиме пилотиро- вания. При необходимости космонавты могут ввести программу в машину самостоятельно.
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. ВОЗВРАЩЕНИЕ НА ЗЕМЛЮ С первых рабочих дней программа полета успешно выполнялась экипажем станции, в частности, проводились астрофизические исследования, фотосъемки, технологические, технические и био- логические эксперименты, медицинские опыты. За время длительного космического полета с орбитальной научной станции «Сапют-5» получена обширная и ценная научная информация о физических характеристиках атмосферы Земли и Солнца. Большое внимание было уделено исследованиям земной поверхности в интересах различных отраслей науки и народного хозяйства. Комплексная съемка проводилась над обширными районами территории Советского Союза. Самостоятельной частью программы полета явились исследо- вания протекания различных физических процессов и проведения технологических операций в условиях невесомости. В ходе полета успешно проведена отработка новых систем и приборов космиче- ских кораблей и орбитальных станций. В течение всего полета связь с космическим кораблем «Союз- 21» и орбитальной станцией «Салют-5» надежно обеспечивалась наземным командно-измерительным комплексом и судами Акаде- мии наук СССР «Космонавт Юрий Гагарин», «Академик Сергей Королев», «Бежица» и «Невель», находящимися в акватории Атлантического океана. После завершения намеченной программы работ на борту станции экипаж подготовил транспортный корабль «Союз-21» к расстыковке и спуску на Землю. В спускаемый аппарат были перенесены материалы научных исследований. 24 августа в 18 часов 12 минут московского времени корабль и станция расстыковались, затем была включена тормозная двига- тельная установка корабля. По окончании работы двигателя произошло разделение отсеков транспортного корабля «Союз-21», и спускаемый аппарат перешел на траекторию снижения. На расчетной высоте была введена в действие парашютная система. В 21 час 33 минуты спускаемый аппарат плавно призем- лился. После выполнения 48-суточной программы исследований на борту пилотируемой станции «Салют-5» космонавты Б. В. Волынов и В. М. Жолобов возвратились на Землю. Посадка произошла в заданном районе территории Советского Союза в двухстах кило- метрах юго-западнее города Кокчетава. Станция «Салют-5» продолжает управляемый полет в автома- тическом режиме. Все системы станции работают нормально.
XIV. ОСНОВНЫЕ ПУТИ РАЗВИТИЯ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ И СТАНЦИЙ ЧЕЛОВЕК ИЛИ АВТОМАТ? В современной литературе можно встретить различные проекты, порой весьма экзотические, будущих космических кораб- лей и станций. Ознакомившись с ними, возникает целый ряд вопросов. Должны ли быть околоземные космические корабли и орби- тальные станции обитаемыми или, может быть удастся обойтись без непосредственного участия человека в космических исследованиях и его заменит автоматика? Эти вопросы не случайны, и объясняются они бурным разви- тием автоматики и телемеханики, совершенствованием систем автоматического регулирования, средств управления и телемет- рии, прогрессом в области программных и счетно-решающих устройств. В ходе технического прогресса отдельные функции человека по приему, хранению, передаче и переработке информации стали постепенно передаваться автоматам. Но автоматы пока могут решать лишь частные задачи. Поэтому чтобы обеспечить работу всей системы в целом, в нее обязательно должно быть включено звено, осуществляющее интеграцию всех остальных звеньев. Этим интегральным звеном современных систем, в которых широко применяются кибернетические машины, и является человек, так как его «технические свойства» позволяют наилучшим образом решать задачи интеграции. Именно он организует процесс регулирования и, тем самым, координирует работу всех элементов космической системы, связывая их в единое целое. При оценке роли человека в системе необходимо учитывать два органически связанных момента. С одной стороны, идет процесс частичной замены человека автоматами, и в связи с этим расширяется круг задач, которые способна решать система; с другой стороны, чем большее число автоматов включается в процесс управления и чем больше расширяется круг задач, тем большей становится необходимость интегрировать их работу, т. е. относительная роль человека возрастает. Необходимо отметить, что у противников обитаемых космических систем, сторонников чистой автоматики, имеются серьезные доводы. Они считают, во-первых, что научные исследования, например, изучение параметров ионосферы, могут осуществляться (и уже осуществля- ются) с помощью автоматических искусственных спутников Земли, которые зарекомендовали себя как надежное средство научных исследований в космосе. С дальнейшим развитием автоматиче-
ских средств наблюдения и телеметрии можно будет проводить еще более сложные исследования без непосредственного участия человека. Второй довод сторонников замены человека автоматом — это сложность обеспечения безопасности человека в условиях воздействия факторов космического пространства, что затрудняет возможность длительного пребывания человека на орбите. Но этот довод, если продолжать следовать логике сторонников замены человека автоматом, является не столь важным, ибо с развитием автоматических систем упростится и обеспечение безопасности человека в условиях космоса, так как сами системы станут совершеннее. Так, например, космонавты в скафандрах работали в условиях открытого космоса, и эта одежда обеспечила их работоспособность и безопасность. Безусловно, необходимость наличия на борту космической станции систем, обеспечивающих жизнедеятельность человека, уменьшает возможность размещения научного оборудования при тех же массах и объемах. Но, с другой стороны, за счет присутствия человека, некоторые системы (например, система управления, ориентации станцией) могут быть упрощены и это увеличивает возможности размещения дополнительного оборудования. И вполне очевидно, что с увеличением масс космических станций на орбите и времени их активного функционирования, с расширением комплекса решаемых ими задач мы только выиграем от присутствия человека. Наконец, выдвигается еще одно соображение. Создание даже самых комфортабельных условий для существования человека на борту космической станции не может полностью обеспечить его работоспособность вследствие необходимости преодолевания перегрузок при старте, невесомости на орбите и т.д. Таким образом, при выборе экипажа приходится учитывать не только деловые или научные качества человека, но и фактор тренирован- ности, приспосабливаемое™ организма. Тем не менее, обитаемые космические станции и корабли должны будут строиться. Ведь человек обладает многими такими качествами, которые еще много лет, а, может быть и всегда будут недоступны самым современным автоматическим системам. Авто- мат уже сейчас может реагировать на некоторые внешние факто- ры, воспринимать и перерабатывать информацию, а затем вьщавать результат. Но автомат чаще всего не способен сам разобраться в ошибках, он реагирует только на заранее предусмотренное человеком изменение ситуаций. Лишь человек способен быстро оценить сложившуюся обста- новку, активно вмешаться в нее и произвести необходимые действия, значительно надежнее отфильтровать полученную ин- формацию и выбирать из нее наиболее необходимую для Дальнейших действий. Если автомат иногда и выигрывает в скорости «мышления», то в гибкости и полноте ему трудно сравниться с человеком. Человеческий мозг обладает спо- собностью к обобщению, что недоступно пока никакому автома- ту* Человек может производить быстрый и тончайший анализ и
синтез информации и выбирать из громадного количества разнооб- разной информации нужную ему в данный момент времени. Функции человека на борту космической станции могут быть различны. Он может выступать в роли приемника осведомительной информации, поступающей в той или иной форме от управляемого объекта, ее ретранслятора, передающего инфор- мацию от одного звена системы к другому, анализировать инфор- мацию и принимать решения. На человека, помимо наблюдений и передачи информации на Землю, возлагаются функции контроля за выполнением полета, управления ориентацией корабля в пространстве, технического обслуживания ручного управления полетом и посадкой на Землю в случае выхода из строя автоматических систем и другие задачи. Участие человека повышает сложность задач и эффективность их выполнения за счет использования его реакции, способности анализировать информацию, делать выводы и принимать решения в неожиданных ситуациях. Способность человека осуществлять дублирование или производить выбор решения из нескольких возможных позволяет упростить некоторые элементы бортовой аппаратуры и принцип их действия. При наблюдении за оборудованием роль человека определяется как «обнаружение неисправностей», т. е., используя системы индикации, он должен обнаружить, локализировать и либо выключать, либо исправлять отказавший элемент. Контроль при участии человека Дает более высокий уровень надежности при эквивалентности всех систем. Обычно человек совмещает ряд функций, выполняя их последовательно или одновременно. Обладая огромной пластичностью, человек способен в случае тех или иных наруше- ний переходить от одних своих функций в системе управления к другим. Автомат же при нарушении перестает работать или начинает допускать грубые ошибки. В будущем, конечно, появятся искусственные самонастраива- ющиеся схемы, «чувствующие» изменения в системе и меняющие ее параметры, и вмешательство человека понадобиться лишь в исключительных случаях. Но никакая автоматика не сможет полностью заменить человека, когда придется принимать решение после получения информации, особенно в незапланированной ситуации или незапрограммированных случаях. Правда, у автомата есть довольно весомые преимущества: он не подвержен усталости, раздраженности, неуверенности, страхуй другим психологическим явлениям, но и нельзя забывать о каче- ствах, присущих исключительно человеку, таких, как воля, творче- ский ум, высокий моральный дух. Эти качества были ярко продемонстрированы нашими космонавтами и обеспечили блестя- щее выполнение программ полетов, в которые входили такие ответ- ственные этапы, как стыковка, переход из корабля в корабль, длительное пребывание и работа в космосе и т. д. Автомат никогда не вытеснит человека из сферы творческой деятельности, и поэтому речь должна идти об оптимальном наи выгоднейшем сочетании свойств и качеств человека и автома-
Т14КИ с целью наилучшего выполнения поставленной задачи. Такое оптимальное сочетание было предусмотрено в процессе полета советских пилотируемых космических кораблей и станций. Необходимость пребывания человека в космосе не следует понимать буквально как присутствие его на каждом космическом объекте, при каждом научном исследовании. Создание обитаемых станций не исключает, а даже предполагает наличие на орбитах вокруг Земли автоматических лабораторий, посещаемых челове- ком. Может быть, они в будущем будут обслуживаться космонавта- ми и члены экипажа орбитальных станций, используя космические корабли, будут периодически посещать их для контроля, перенастройки, смены отказавшей аппаратуры, ремонта и снятия информации. Таким образом, будущее космических исследований—за оптимальным сочетанием функций человека и автомата при выполнении различных операций. Должны рассматриваться обе системы, как автоматическая, так и система с человеком, и сочетание достоинств каждой системы позволит наилумшим обра- зом провести любые научные исследования и эксперименты. F КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ БУДУЩЕГО Когда вышел на орбиту первый «Салют», многие вопросы о нем, как и многие ответы, звучали несколько обще: каково назначение орбитальных станций, особенности работы на них, их будущее. Как эти проблемы стоят сейчас? Теперь очевидно, что в будущем полеты на орбитальных станциях станут и более продолжительными, и более регулярными. Не столь уже далека пора, когда космос потребует постоянного присутствия человека, как в свое время призвали его земные океаны и океан воздушный. Правда, вначале нужно решить множество сложных проблем — и чисто технических, и непосредственно касающихся возможности обитания людей вне Земли. Естественно предположить, что на околоземных орбитах в недалеком будущем вслед за «Салютами» появятся новые станции различных весов, размеров и назначения, с длительным временем активного существования. Попробуем представить себе, что это будут за станции и какими основными конструктивными особенно- стями они будут характеризоваться. Внешний облик станции в основном, по-вцдимому, будет зави- сеть от способа ее создания. Используя стыковку на орбите, можно создавать станции любых весов, размеров и конфигураций, с любым количеством отсеков. Отсеки, из которых будут собираться космические станции, очевидно, должны иметь форму сферы или цилиндра. Такие формы дают наименьший вес при заданном объеме, удобны при сборке для компоновки оборудования внутри них. Собранная из таких секций станция может иметь любую конфигурацию: цилиндрическую, в виде ступицы с лопастями, гантелеобразную, торообразную и т. д.
В зависимости от назначения станция будет состоять из различных отсеков. Однако в состав всех станций как малых, так и больших, по-видимому, будут входить те основные отсеки, которые имеют корабли типа «Союз» и станции серии «Салют». Командный отсек (кабина космонавтов)—герметизированный отсек, предназначенный для размещения рабочих мест космонав- тов и пультов управления бортовой аппаратурой станции. Этот же отсек в зависимости от проекта может служить для возвращения космонавтов на Землю. Лабораторный отсек—герметизированный отсек, в котором размещается оборудование, необходимое для проведения экспериментов и научных исследований, а также часть служебного оборудования. Таких отсеков может быть несколько. Орбитальный отсек—герметизированный отсек, пред назначенный для членов экипажа, свободных от работы. В отсеке будут все необходимые условия для отдыха, приготовления и приема пищи. Здесь же будут размещаться запасы пищи и оборудование жизнеобеспечения. Отсек будет оборудован специальным люком или шлюзовой камерой для выхода космонав- тов в космос и проведения наружных работ, экспериментов и научных исследований вне корабля, перехода экипажа и переноса грузов из транспортного корабля в станцию. Приборно-агрегатный отсек предназначен для размещения в нем основной части служебной аппаратуры, бортовых систем, источников тока, запасов топлива для двигателей ориентации, стабилизации, сближения и коррекции. Командный, лабораторный, орбитальный и приборно- агрегатный отсеки будут оборудованы люками для перехода из одного отсека в другой. При рассмотрении возможных конфигураций больших станций предпочтение обычно отдается цилиндрическим или торообраз- ным. Однако эти формы имеют и преимущества, и недостатки. Цилиндр, дающий идеальную геометрическую и компоновочную конфигурацию станции, имеет большие недостатки при создании искусственной силы тяжести путем вращения вокруг главной оси инерции. Станция становится ненадежной при выходе из строя си- стемы стабилизации, а перемещения экипажа приводят к колебани- ям станции. Но такие станции очень хорошо вписываются в общий контур ракеты-носителя, чего нельзя сказать о станциях горообраз- ной конфигурации. Однако последние очень удобны для создания искусственной силы тяжести. В зависимости от типа станции экипаж может состоять от 2—3 человек, как сегодня, до нескольких десятков человек. Состав экипажа будет зависеть от назначения станции, в него могут входить космонавты и инженеры, управляющие полетцм и занима- ющиеся техническим обслуживанием, инженеры -исследователи, медики, биологи, физики, астрономы и ученые других специальностей. Параметры орбиты станции определяются задачами, которые будут решаться в полете, а также такими факторами, как затраты
топлива на коррекцию орбиты, обеспечение надежной и качествен- ной радиотелевизионной связи станции с Землей, экономичность транспортных сообщений между станцией и Землей и др. Так, например, орбиты с низкой высотой над поверхностью Земли значительно снижают стоимость обслуживания станции, поскольку чем ниже орбита, тем большую полезную нагрузку можно доставить на станцию, используя ракеты-носители одинаковой мощности. Высота орбиты влияет и на вес самой станции, потому что менее мощной ракетой на низкие орбиты можно вывести отсеки большого веса, из которых затем будет собрана станция. В качестве примера попробуем представить себе один из возможных проектов космической станции будущего. Станция на орбите имеет форму «колеса», состоящего из 12—16-угольного «обода», «ступицы» и 6—8 «спиц», соединяющих обод со ступицей. Такая станция может быть собрана из цилиндрических отсеков, предварительно выведенных на орбиту. Станция разделена на изолированные друг от друга отсеки, соединенные между собой герметичными люками. Каждый отсек может быть снабжен авто- номными системами жизнеобеспечения. Это увеличивает безопасность членов экипажа станции. Так как станция рассчитана на длительное время существования, на ней создана искусствен- ная тяжесть медленным вращением. Это благоприятно сказывается на состоянии здоровья экипажа, и они могут длительное время находиться в полете. Отсеки обода предназначены для размещения жилых и рабочих помещений. Одни отсеки используются для сна, отдыха и приема пищи членами экипажа. В них размещаются спальные места, оборудование для личной гигиены, кухня, столовая, кают- компания и т. п. Другие отсеки обода будут предназначены для управления станцией, проведения экспериментов и исследований. В них будут все необходимые условия для нормальной работы экипажа. Рабочие и жилые отсеки соединены со спицами, а последние—со ступицей. В отсеках спиц находится служебное и научное оборудование, складские помещения для размещения запасов систем жизнеобеспечения, запасное оборудование, топливо для двигателей и т. д. Ступица может служить причалом для транспортных космиче- ских кораблей и лабораторией, в которой можно проводить эксперименты и научные исследования в условиях невесомости. Транспортные корабли будут производить смену экипажа, доставлять компоненты систем жизнеобеспечения, топливо для двигателей коррекции и стабилизации, новое оборудование для служебных систем, научные приборы и т.д. Эти же корабли будут возвращать на Землю экипаж, отработавший свою смену, оборудование и материалы научных исследований, требующие доставку на Землю. Экипаж такой станции в зависимости от решаемых задач может достигать нескольких десятков человек и будет доставляться на станцию постепенно, после того как станция собрана на орбите.
Сборку станции будут производить специальные космонавты* монтажники. Для эвакуации экипажа в случае аварийной ситуации могут использоваться транспортные корабли, необходимое количе- ство которых все время будет пристыковано к станции. И вполне возможно, что экипажи этих станций будут состоять из представителей различных стран (начало этому было положено совместным полетом кораблей «Союз» и «Аполлон»), осуществля- ющих постановку совместных экспериментов, ибо задачи изучения и освоения космоса и небесных тел уже сейчас становятся все более и более грандиозными, затрагивающими интересы всех стран, а космические исследования и космическая техника все больше вторгаются в жизнь человечества, начинают играть все большую роль в экономике, оказывают большое влияние на развитие не только науки и техники, но и всей человеческой культуры. Конечно, это пока что предположение авторов, но ведь с десяток лет назад и станции типа «Салют» казались фантастичны- ми, а сейчас это реальность. ОБСЛУЖИВАНИЕ КОСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ Проблема обеспечения длительного функционирования обита- емых космических станций является одной из основных. Станции должны оставаться на орбите в течение года или нескольких лет. Теоретически большую обитаемую станцию можно вернуть на Землю и снова вывести на орбиту, но практически это очень трудно (потребуются мощные ракеты-носители) и экономически невыгодно. Поэтому станции с длительным временем активного существования должны постоянно находиться на орбите. Однако создание достаточных запасов расходуемых элементов (компонентов системы жизнеобеспечения, топлива, запасных эле- ментов и узлов служебной аппаратуры, научного оборудования и т.д.) на борту орбитальных станций для автономной ее работы в течение длительного периода времени практически неосуществи- мо. Кроме того, периодически должна производиться смена экипажа станции. Регулярное снабжение станции—чрезмерно важная проблема. Для ее решения используются так называемые транспортные корабли, обладающие широкими маневренными возможностями. На космической станции во время ее функционирования могут возникнуть неполадки, которые временно прерывают работу отдельных систем станции, но не приводят к непоправимым аварийным ситуациям и прекращению активного существования станции. Подобные отказы должны устраняться экипажем станции путем выключения, ремонта и замены отказавших элементов новыми из запасов, имеющихся на станции или доставляемых транспортными кораблями. Максимальная вероятность успешного функционирова- ния станции может быть достигнута только при условии, если предусмотрена возможность устранения допускаемых отказов в полете, ремонта отказавшего оборудования и тем самым восста-
новления эффективности функционирования. Под вероятностью успешного функционирования станции понимается вероятность успешного функционирования систем без таких отказов, которые вызывают непоправимые аварийные ситуации или прекращение функционирования в заданном интервале времени. Под вероятностью восстановления системы понимается вероят- ность того, что система будет приведена к заданному значению эффективности действия в течение определенного времени продолжительности операции по восстановлению отказавшего оборудования, осуществляемой в соответствии с заданными требо- ваниями. Для восстановления системы могут быть запланированы профилактические операции, а также выключение и замена определенного оборудования, возможны и незапланированные операции по выключению и ремонту оборудования. Очевидно, что необходимо будет в какие-то моменты времени производить доставку запасных частей для замены элементов и систем, вышедших из строя. Посылка транспортного корабля из-за выхода из строя одной или нескольких частей (элементов) может и не проводиться, если убытки от того, что эти элементы не функционируют определенный период времени (от поломки до замены) значительно не превышают затрат на их доставку. Запасные детали и элементы могут расходоваться для замены деталей и элементов разового применения при монтаже узлов и агрегатов, снимаемых при осмотрах, выполнении регламентных и профилактических работ; замены элементов и деталей, вырабо- тавших срок службы; замены элементов и деталей, претерпевших конструктивные изменения с момента установки их на станции; замены неисправных элементов и деталей, не выработавших установленных сроков службы. Стратегия замены может быть различной. Под стратегией замены понимается некоторое правило, по которому осуществля- ется, либо планируется замена отказавшего оборудования или отдельных его частей. Примерами таких правил могут служить немедленная или аварийная замена, производимая сразу же после выхода из строя оборудования, замена еще исправного оборудования, наработавшего определенное число часов, и т.д. Правило замены может иметь и более сложную структуру, как в случае стратегии многоступенчатых замен, когда замена отказавшего образца производится только из определенной группы парка оборудования. Принятие решений об обслуживании станции (о комплектации транспортного корабля) может производиться также на основе назначения приоритета или, другими словами, определения важно- сти проводимых исследований. Числа важности могут рассматри- ваться как числа, устанавливающие порядок в очереди на обслу- живание. Проблема стратегии состоит в том, чтобы выбрать такой способ управления, при котором мы получили бы как можно лучшие результаты даже при некоторой неопределенности рассматрива- емой системы в будущем. Управление системой должно
обеспечивать удовлетворительное ее функционирование с точки зрения выполнения ею того назначения, ради которого эта система создана. С другой стороны, необходимо обеспечить поддержание работоспособности системы. Конечно, можно некоторое время, не заботясь о будущем, пожинать плоды успешного функционирования системы, но при этом ее работоспособность будет затухать и постепенно сойдет к нулю, если не будет обеспечиваться соответствующее восстанов- ление оборудования. Какие бы методы мы не приняли, нельзя предвидеть изменения рассматриваемой системы абсолютно точно и нам приходится считаться с известной неопределенностью системы. Вот в этих-то условиях и нужно иметь какую-то стратегию, которая обеспечивала бы достаточно высокую вероятность успеха. Поэтому именно заранее нужно рассматривать те мероприятия, которые мы будем осуществлять в будущем. Хотя это и приходится делать в условиях, когда ни сама система, ни условия ее функционирования не известны нам с достаточной точностью. Важным является вопрос о существовании хранилища на станции, оборудованного для хранения запасных элементов и заранее доставляемых на станцию модулей, и его объеме. Для исследования процессов обслуживания необходимо знать общий период времени работы станции, а также характеристики (вес, объем) полезного груза транспортного корабля. Необходимо также решить вопрос о судьбе отказавших элементов: они могут быть сброшены в космос или в атмосферу, храниться на складе с последующим спуском на Землю или удаляться из рабочих помещений станции на небольшие расстояния от нее. Совершенно очевидно, что создание достаточных запасов на борту может привести к неприемлемо большому весу станции, если среднее время работы оборудования значительно меньше общего времени его работы. Поэтому естественно решать проблему надежности работы оборудования созданием достаточных запасов на Земле с доставкой на станцию только необходимых элементов, вышедших из строя при конкретной реализации процессов работы оборудования на борту. При этом уменьшается общий объем транспортных операций снабжения и снижается вес самой станции. Итак, в детерминированный грузопоток пассажирских и обеспечивающих ресурсами перевозок вливается случайный поток деталей, заменяющих вышедшие из строя элементы ненадежного оборудования. Возникает проблема организации процесса обслуживания, а именно, когда посылать транспортные корабли и как организовать их наполнение, чтобы выполнить требование своевременной доставки модулей запланированного грузопотока и обеспечить работоспособность станции при случайных отказах бортового оборудования. Исследованию этих вопросов посвящены многие работы ученых. Рассмотрим более обстоятельно следующую ситу- ацию: транспортные корабли периодически запускаются с назем- ных космодромов, сближаются со станцией, причаливают к ней.
Возможны различные виды внешней формы транспортных кораблей — бескрылые космические корабли (с низким аэродинамическим качеством), использующие при входе в атмос- феру Земли подъемную силу, создаваемую корпусом, крылатые корабли (с высоким аэродинамическим качеством), рассчитанные на вход в атмосферу с высокими скоростями, но имеющие хорошие аэродинамические характеристики при планировании на низких скоростях, своего рода космический самолет. Эти корабли имеют возможность маневрирования на гиперзвуковых скоростях. Основным преимуществом, которое дает большая величина аэродинамического качества на гиперзвуковых скоростях, являет- ся широкая возможность горизонтального маневрирования во время входа в атмосферу, а в отдельных случаях и при взлете, и возможность повторного использования кораблей, значительно снижающая стоимость снабжения и обслуживания космических станций. Разработка космического транспортного корабля независимо от того, к какой группе он относится, связана с рядом особенно- стей. Так, требуемое количество доставляемых грузов определяется назначением обслуживаемой станции, численностью ее экипажа и типом ее бортовых систем, в частности, систем жизнеобеспечения и энергоснабжения. Характеристики космического транспортного корабля и часто- та, с которой он запускается, оказывают влияние на всю программу материально-технического снабжения. На частоту запусков влияет численность экипажа станции, продолжительность его пребывания на орбите (периодичность смены экипажа), необходимость восполнения расходуемых эле- ментов и доставки нового оборудования, грузоподъемность транспортного корабля. С помощью транспортных кораблей могут решаться задачи, связанные с длительным функционированием обитаемых орби- тальных станций, автоматических объектов по доставке членов экипажа на орбитальные станции и возвращению их на Землю; спасению экипажей станций и других обитаемых космических аппаратов в аварийных ситуациях на орбите; снабжению станций расходуемыми в процессе их функционирования компонентами си- стем жизнеобеспечения, различным оборудованием, материалами, топливом и т. д.; доставке экспериментального оборудования на станции для проведения исследований в условиях космического пространства и возвращения с космических станций на Землю необходимого экспериментального и научного оборудования; ре- монту и профилактическим осмотрам автоматических космических аппаратов на орбите — своего рода «оживления» их (возобновле- ния функционирования); тренировке экипажей летательных аппаратов. Перечисленные задачи предъявляют к транспортным системам такие требования, как экономичность при эксплуатации транспортного корабля (обеспечение возвращения с целью многократного использования); обеспечение совместных операций
по встрече на орбите, причаливанию и доставке грузов; широкая маневренность для осуществления встречи и стыковки с космиче- скими станциями на орбите; возможность входа в атмосферу в пределах широкого коридора и посадки в заданный район; высокая надежность, т. е. возможность аварийного спасения на всех этапах полета; обеспечение необходимых условий для пребывания чело- века; постоянная готовность к возвращению на Землю. Определяющим при выполнении всего комплекса требований является требование экономичности доставки грузов. Очевидно, что любой подход к созданию космической транспортной системы должен проверяться по критерию общих расходов, причем этот критерий, в конечном счете, следует применять в целом и учитывать стоимость полезных нагрузок, космических станций, транспортных кораблей, средств выведения, стартовых комплексов и т.д. Транспортный корабль первого класса уже создан—это косми- ческий корабль «Союз», который отвечает многим требованиям, предъявляемым к транспортным кораблям. Так, например, кораб- ли «Союз» могут осуществлять доставку на станцию и возвраще- ние на Землю экипажей обитаемых космических станций, спасение космонавтов в аварийных ситуациях, снабжение обитаемых косми- ческих станций грузами, экспериментальным и научным оборудованием, встречу, сближение, причаливание и стыковку на орбите, посадку в заданном районе с высокой точностью. Космические корабли этого класса—одноразового использования. Поэтому ученые и конструкторы многих стран в настоящее время изучают возможности и целесообразность создания многократно используемых транспортных кораблей и средств их выведения на орбиту.
XV. КОСМИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ НА СЛУЖБЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА Выход человека в космос позволил решить много новых научных задач и сделать новые открытия. Но процесс познания таков, что, решая одни задачи, мы сталкиваемся с новыми нерешенными проблемами, ибо сам процесс познания бесконечен. Многие «земные» задачи уже решались пилотируемыми кораб- лями «Восток» и «Восход», многие сейчас решаются с помощью кораблей «Союз» и станций «Салют». Перспективы, открывающи- еся с появлением орбитальных станций и особенно долго- временных, трудно переоценить. Орбитальные космические станции позволят решать широкий комплекс задач, стоящих перед человечеством. Этот комплекс чисто условно можно разделить на задачи научного характера, народнохозяйственного значения и задачи, связанные с дальнейшим освоением космического пространства, планет и других небесных тел. Быть может, многое в этом разделе покажется читателям фантастическим. Но ведь запуск первого искусственного спутника Земли и первый полет человека в космос даже за несколько лет до их осуществления тоже казались необыкновенной фантазией. АВАНПОСТ НАУКИ Знание обладает великолепной особенностью—постоянно напоминает, что оно лишь трамплин в будущее и что слишком многое нам еще не известно. Возьмем, к примеру, астрономию. Ракетная техника открыла перед астрономией новые возможности изучения планет, звездных миров и космического пространства. Астрономия пережила уже несколько революций и в ее истории можно четко выделить три этапа. Первый связан с созданием телескопа. «Радио- астрономическая эра» (второй этап) началась фактически не- давно, после второй мировой войны с появлением и широким использованием радиотелескопов. Третий этап связан с созданием искусственных спутников, космических кораблей и орбитальных станций, обеспечивающих возможность размещения астрономических приборов за пределами земной атмосферы. Земная атмосфера является непрозрачной для значительной части спектра электромагнитных излучений. Вместе с тем, косми- ческое пространство наполнено электромагнитными волнами всех
частот. Каждая из них несет с собой информацию о том участке Вселенной, где она родилась. Космонавт, летящий над освещенной Солнцем частью Земли, видит звезды, ученые лишены такой возможности, потому что существует так называемое фоновое излучение. Оно создается благодаря свечению неба, определяемого рассеиванием атмосфе- рой солнечного излучения. Атмосфера не только скрывает многое от ученых, она постоянно пытается ввести их в заблуждение даже в том немногом, что удается увидеть сквозь нее. Она заставляет звезды мерцать, а космонавты видят блестящие точки звезд, горящие ровно. Атмосфера непрерывно циркулирует, теплый воздух поднимается ввысь, холодный опускается вместе с многочисленными разнообразными частичками, находящимися в нем. И поэтому астрономы стараются забраться со своими телескопами высоко в горы, чтобы хоть немного исключить влияние атмосферы и ее турбулентность. Наши земные представления часто оказываются совершенно недостаточными для понимания окружающего нас мира. В космосе протекают процессы, огромные по своим масштабам и времени, начиная от термоядерных реакций, создающих энергию звезд, до рождения целых миров. Недавние открытия радиогалактик, квазаров, пульсаров приносят много новой информации о строении и эволю- ции материи во Вселенной, о мощных процессах, протекающих в окружающем нас мире. Эти очень интересные для современной астрономии процессы, происходящие во Вселенной, дают знать о себе подчас только в ультрафиолетовой, инфракрасной или рентгеновской частях спектра, которые полностью поглощаются атмосферой. Можно с уверенностью сказать, что изучение состояния мате- рии в новых физических условиях, проявляющихся при взрывах сверхновых звезд, в квазарах и других образованиях Вселенной, окажет огромное влияние на развитие науки и техники. Мы уже получаем ценные сведения с борта автоматических спутников и межпланетных станций, но это, конечно, не идет ни в какое сравнение с тем объемом информации, который может быть получен в результате систематических наблюдений на космиче- ских станциях. Говоря о возможной программе космической орбитальной станции, следует указать, что она будет иметь большое значение для лучшего изучения нашей родной планеты. Геофизика и физика атмосферы с созданием космических орбитальных станций получили незаменимый инструмент, позволяющий проводить исследования регулярно и в глобальных масштабах. В космосе физики находят все новые и новые лаборатории природы, где можно наблюдать процессы, не воспроизводимые на Земле. В недрах некоторых звезд вещество имеет плотность, в миллионы раз большую, чем самое плотное из встречающихся на Земле, а в межпланетном пространстве плотность газа в миллиард
раз меньше, чем в условиях самого лучшего лабораторного вакуума. В глубинах космоса способны рождаться частицы, обладающие энергией, в сотни миллионов раз превышающей ту, которую можно получить на земном ускорителе. В космосе с особой силой проявляются формы взаимодействия частиц материи с магнитными полями, что послужило основанием для разви- тия новой области физики — космической магнитогидродина- мики. Совместные движения материи и магнитного поля, движение в пространстве сгустков заряженных частиц, неразрывно связанных с магнитными полями, особые магнитогидродинамические волны—все эти явления дают богатый материал для понимания физики космоса и открывают широкие перспективы использования их при создании новых источников энергии. Более полувека физики изучают космические лучи, пред- ставляющие собой поток различных частиц высоких и сверх- высоких энергий. Они несут огромную информацию о микро- и макромире. Действительно, давление и плотность энергии косми- ческих лучей (их энергия в единице объема) в нашей звездной системе сравнимы с давлением и плотностью энергии магнитных полей и с плотностью кинетической энергии движущегося межзвездного газа. Поэтому космические лучи играют важную роль в изучении эволюции нашей Галактики. Они чутко реагируют на многие важные процессы в галактиках. Мощное космическое радиоизлучение по своей природе также обязано космическим лучам. Все это—явления огромных масшта- бов и колоссальных энергий. Вместе с тем космические лучи—типичный объект микромира, так как они состоят из элементарных частиц (протонов, электронов, гамма-квантов), из ядер различных химических элементов, ускоренных до очень больших энергий. Физика элементарных частщ обязана своим рождением именно космическим лучам. Общеизвестно, что в каждой области науки, на каждом ее этапе есть узловые вопросы, решение которых позволяет значительно продвинуться в познании законов природы, в развитии данной обла- сти знаний. Так, в физике элементарных частиц одним из важней- ших является вопрос их взаимодействия. Несмотря на то, что уче- ным уже сравнительно давно стала ясна роль космических лучей в изучении глубинных явлений природы, до самого последнего време- ни не удавалось полностью использовать всю потенциальную мощь этого средства исследований. Необыкновенно интересно провести на космических станциях широкие и фундаментальные медико-биологические исследования организмов людей, животных и растений в условиях их длительного пребывания в космической среде. Все это необходимо для осуществления полетов человека к другим планетам, Для усовершенствования методики отбора и тренировки космо- навтов. Достижения космической физиологии уже начинают применяться и в клинической практике. В качестве примера можно
назвать сейсмокардиографию—метод исследования сердечной деятельности. Он был разработан у нас в стране для контроля состояния здоровья космонавтов во время орбитального полета, а теперь успешно применяется для исследования больных. По этому методу регистрируются незначительные вибрации тела, вызван- ные биением сердца. Сейсмокардиограмма дает врачу достаточно полное представление о частоте пульса, силе и согласованности сердечных сокращений, об особенностях кровообращения. Эта методика используется теперь в клиниках при исследовании больных с атеросклерозом и инфарктом миокарда, гипертонической болезнью, с пороками сердца. И в большинстве случаев она дает хороший диагностический эффект. Таким обра- зом, достижения космической медицины уже входят в арсенал практического здравоохранения. Хочется привести еще один пример несколько неожиданного приложения в клинике результатов, полученных космическими физиологами. Одна из серьезных проблем длительного космического полета состоит в том, что членам экипажа корабля поневоле приходится вести малоподвижный образ жизни. Длительное ограничение подвижности неблагоприятно сказывает- ся на организме. Начинаются изменения в работе сердечно- сосудистой системы, в характере обмена веществ, в мышцах и даже в костях. Во-первых, надо было обстоятельно исследовать все эти изменения, а во-вторых, найти пути поддержания организма космонавта в нормальном состоянии вопреки ограничениям в движениях. Поиски и находки физиологов, работающих над проблемой гиподинамии, оказались чрезвычайно полезными для правильной организации режима тех больных, которые на долгие месяцы прикованы к постели. Еще одно направление космической медицины, которое имеет непосредственный выход в практику здраво- охранения,—разработка различных фармакологических препа- ратов, защищающих космонавтов от неблагоприятных воздей- ствий окружающей среды. Скажем, средства, повышающие устойчивость организма к воздействию космической радиации в условиях орбитального или межпланетного полета, нужны и на Земле. Еще более широкое применение найдут медикаменты, повышающие работоспособность космонавтов в условиях длительного напряжения. Очень важным является интенсивное совершенствование медицинской техники и точных методов исследования состояния организма, которое во многом связано с потребностями космиче- ской медицины. Возьмем, в частности, биотеле- метрию—измерение характеристик деятельности различ- ных систем организма на расстоянии. Для космонавтики это единственный способ объективно контролировать состояние здоровья космонавта в полете. Ведь нельзя же полагаться только на его собственное мнение. К тому же никто не в состоя- нии рассказать то, что поведают врачу ленты с записью
электрокардиограмм, сейсмокардиограмм и других объективных характеристик деятельности систем организма. Радиотехники в союзе с медиками много поработали над созданием надежной компактной биотелеметрической аппаратуры для космических кораблей. Математики участвовали в разработке методов быстрого анализа колоссального количества информации, которая поступает в наземные пункты по телеметрическим кана- лам связи. Все, что сделано по заказу космонавтики для дистанционного контроля здоровья людей, может найти и уже находит применение в земной практике. Не исключено, что невесомость окажется полезной при лече- нии некоторых заболеваний человека, однако, выяснение этого требует дополнительных длительных исследований. НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ Сами по себе космические полеты бессмысленны, если они не имеют связи с нашими земными проблемами. Многие люди хотели бы уяснить для себя, почему бы все средства, расходуемые на космические исследования, не использовать на улучшение жизни людей на земном шаре, вкладывая их, например, в производство предметов потребления. Но, базируясь на таких рассуждениях, мы жили бы до сих пор на уровне каменного века. Ведь многое из того, что наука сумела открыть,—и это принесло впоследствии огромную пользу человечеству,— казалось бы, сначала никак не отвечало каким- либо практическим задачам. Это, например, изучение и проникновение в тайны атома, приведшее к созданию атомных электростанций, успешно служащих сейчас нашему народному хозяйству, создание самолетов и многое другое, что, казалось, на первый взгляд никак не служило каким-либо практическим целям, но принесло в конечном счете огромную пользу человечеству. А сколько еще можно привести примеров из биологии, химии, физики и других наук. Кроме того, в последнее время некоторые исследователи приходят к выводу, что к 2000 году население нашей планеты почти удвоится и в связи с этим возрастут потребности общества в природных ресурсах Земли. Количество потребляемой человечеством воды и энергии уве- личится в четыре раза, потребление полезных ископаемых и природного топлива почти утроится. Вместе с тем в настоящее время воздействие человека на природу Земли достигло таких размеров, что нельзя пренебрегать теми изменениями, которые в ней происходят в результате нашего вмешательства. Необходимо в глобальном масштабе наблюдать изменения состава атмосферы, количества влаги, изменения в наземной растительности и в жизни Мирового океана, чтобы потом не оказаться перед лицом необрати- мых и опасных изменений среды, в которой мы живем. Все это увеличивает потребности народного хозяйства в отыс- кании, разумном использовании и приумножении естественных
богатств природы нашей страны и всей Земли. И в этом далеко не последнюю роль играют орбитальные космические станции. С помощью долговременных космических станций становится возможной отработка методов наблюдения Земли из космического пространства для постоянного контроля за сезонными и вековыми изменениями, происходящими на поверхности планеты накоплением и таянием снега и льда, распределением водных осадков, процессами эрозии почвы, возникновением и распространением заболеваний растительности, пожаров и т. д. С помощью различных приборов, установленных на орби- тальных станциях, можно решать многие народнохозяйственные задачи, в том числе применять космические методы прогнозирования месторасположения полезных ископаемых Земли. Станции в будущем могут приобрести даже сельскохозяйствен- ные профессии. Можно будет оценивать степень созревания культур, своевременно выявлять зараженные вредителями рай- оны, давать прогноз урожая, оценивать состояние пастбищ и прогнозировать количество кормов. Морякам и рыбопромысловикам можно оказать неоценимые услуги не только по навигации, но и в поиске скоплений рыбы, составлению карт морских и океанских течений, общей оценке состояния морей и океанов, определению границ кромки льда, местонахождения айсбергов и эволюции береговых линий. На борту космических станций возможно будут решаться задачи, позволяющие уточнить карту лесов страны, выявлять территории, занятые поврежденным и погибшим лесом, и самое главное—обн ару жи вать л ес н ы е п ож ары. Читателю следует еще раз напомнить о тех специфических условиях, в которых находится космическая станция—вакуум, длительная невесомость, солнечная и космическая радиация, низкие температуры и ряд других факторов. Воссоздание этих отдельных факторов на Земле, не говоря уже о всей совокупности условий, сложно, очень дорого, а порой и невозможно, а на космической станции все это будет всегда. Это же мечта многих ученых—получить такую прекрасную лабораторию, которая будет способствовать решению многих земных проблем. В космическом полете создаются совершенно уникальные условия не только для научных исследований, но и для проведения различных технологических операций. Чтобы создать на Земле глубокий вакуум, приходится строить большие и сложные установ- ки. В космических условиях для этого достаточно, образно выража- ясь, «открыть дверь в космос», который окружает космическую станцию. Что касается невесомости, то на Земле создать ее на длительный период невозможно, поэтому здесь никакие технологические процессы в состоянии невесомости не проходят. Однако уже сейчас ясно, что при использовании космических условий открываются совершенно новые возможности для технологии промышленного производства на космических станци- ях. Так, тяготение, столь необходимое в биологических и большин-
стве технических процессов, при некоторых операциях мешает и создает трудности. Скажем, литье в невесомости под действием инерциальных сил или электростатического поля может дать очень интересные результаты. Таким способом могут изготавливаться различные, нужные народному хозяйству предметы, в том числе полые (практически идеальной сферической формы), или шарики для подшипников с поверхностными неровностями не свыше нескольких ангстрем. Огромные перспективы откроются перед оптической промышленностью для производства больших линз и зеркал высокого качества, что особенно важно для астрономии. Для оптических приборов в космических условиях можно получить многослойные конструкции из чередующихся слоев металлов и неметаллов, а также радиоизотопные элементы с покрытием. Еще один пример — получение композиционных (составных) материалов, где отдельные компоненты должны быть равномерно распределены по всей массе материала, а в условиях Земли, где существуют силы тяжести, более тяжелые компоненты все время стремятся выпасть в осадок. Из композиционных материалов могут изготавливаться высокопрочные конструкции, работающие при высоких температурах, а также высокопрочные припои. На космической станции можно организовать получение изделий выдуванием при вводе газа в расплав. Так можно получать, например, сверхтонкие мембраны. А включение инертных газов в состав металла позволит получить отливки с регулируемой плотностью. Это даст возможность получать матери- алы с оптимальной удельной прочностью, пластичностью, температурным диапазоном, из которых можно изготавливать, например, лопатки турбин переменной плотности, плавучие кон- струкции, чувствительные элементы гидроакустических локато- ров, необходимые в рыбной промышленности, и т. д. Инструмента- ми для обработки различных материалов в космосе могут стать электростатические поля, капиллярные силы и силы поверхностного натяжения. Но литье, выдувание, получение композиционных материа- лов и другие операции в условиях вакуума и невесомости на орбите находятся пока еще в перспективе, а проведение первой сварки в космосе в октябре 1969 года на корабле «Союз-6»—дело вчерашнего дня. Овладение сваркой на орбите помимо общетехнического значения играет и чисто практическую роль как для будущих космических полетов, так и для земных областей деятельности человека. В частности, использование концентриро- ванных источников нагрева, какие представляет, например, дуга, может оказаться необходимым не только для сварки или резки, но и для обработки деталей, получения сверхчистых металлов в космосе, на Луне и планетах. Результаты исследований и разрабо- ток, выполненных при подготовке этого эксперимента, уже применяются в народном хозяйстве. Это относится, например, к совершенствованию технологии дуговой сварки в вакууме, созданию малогабаритных и высоконадежных устройств для свар- ки электронным лучом и сжатой дугой.
Не исключено, что в условиях космического полета могут родиться новые науки или отрасли наук, например, космическая химия. Ее технологические процессы могут дать возможность получения новых материалов, производство которых на Земле было бы чрезвычайно затруднительно и дорого. Пока, конечно, можно лишь говорить о различных заманчивых, но далеких перспективах. Прежде всего весьма интересны телеви- зионные и инфракрасные изображения Земли, а также фотографирование с борта станции. Для использования подобных фотографий в интересах обшир- ной группы наук о Земле, а также геоботанических, агробиологических и других исследований исключительно важное значение приобретает высокая пространственная разрешающая способность изображений (имеются в виду не только цветные фотографии, но и снимки в разных участках спектра). Этим требованиям как раз лучше всего и удовлетворяют фотографии, сделанные из космоса. При всех достижениях современной авто- матики и телемеханики мозг человека остается самым надежным программирующим устройством с точки зрения быстрого логического анализа обстановки и принятия решения о ходе эксперимента. Поэтому участие человека в осуществлении науч- ных программ на борту станции дает столь важное преимущество, как сознательный выбор объектов исследования. Поскольку для изучения природных ресурсов Земли основным источником инфор- мации служит, прежде всего, изображение земной поверхности, то большую роль в данном случае играют визуальные наблюдения космонавтов. Правда, человек способен воспринимать окружа- ющий мир при помощи зрения только в очень узком спектральном участке, который называется видимой областью спектра. Как правило, эта область спектра воздействует на пленку обычной фотографии. Однако в необходимых случаях фотопленка может значительно расширить диапазон спектральной чувствительности, в том числе в направлении инфракрасной области спектра, т. е. бо- лее длинных волн. Фотографии земной поверхности, одновременно полученные в видимых и инфракрасных лучах, позволяют гораздо полнее исследовать особенности и свойства разных участков земной поверхности. Изображения, полученные в еще более длинных волнах инфракрасной области спектра, представляют собой тепловые карты местности. Они отражают особенности распределения температуры земной поверхности. Можно создавать изображения и с помощью аппаратуры, регистрирующей тепловое радиоизлучение земных образований. Метод пассивной радиометрии, т.е. получения радиотепновых изображений, особенно перспективен. Если для фото- графирования земной поверхности в видимых и инфракрас- ных лучах непреодолимым препятствием являются облака, то тепловое радиоизлучение поверхности беспрепятственно проходит сквозь них и может регистрироваться спутником. Земля всегда более чем наполовину скрыта облаками. Поэтому использование комплекса изображений от обычных фотографий в
видимой области спектра до радиоизображений, получаемых методом радиометрии, открывает исключительно широкие перспективы в изучении природных ресурсов Земли. Радиолокационная съемка дает информацию не только о распределении льдов, но и о толщине ледового покрова. Все это—важный материал для оценки ледовой обстановки и определения безопасных путей вождения судов. . Большой интерес представляет использование космических аппаратов для исследования температуры поверхности океана, морских течений, волнений, океанской флоры и фауны. Инфра- красные и радиотепловые изображения поверхности океанов дают возможность характеризовать особенности распределения температур. Фотографии водных бассейнов, снятые в разных лучах, выявляют различные оптические неоднородности, связан- ные, в частности, с особенностями их флоры и фауны. Анализ радиоизображений морской поверхности дает сведения о степени волнения. Известно, что местонахождение косяков рыб определяется условиями теплового режима и содержанием планктона. Наличие планктона отражается на оптических свойствах воды, а это может быть определено приборами стан- ции. Анализ многоцветных изображений земной поверхности позволяет сделать важные выводы об особенностях геологической структуры (спутниковая геология), влажности, засоренности и эрозии почв (спутниковое почвоведение) и о других особенностях земной поверхности. Космические средства позволяют получать сведения о расти- тельном покрове. Многочисленные наземные и спутниковые изме- рения показали, что состояние и свойства растительности очень четко проявляются в спектральных особенностях отраженной ею солнечной радиации. То же самое относится к разным фазам развития растительности, в том числе культурной. Отсюда можно судить о динамике развития растительности, например, о состо- янии посевов. По-видимому, принципиально возможна и оценка урожая. Космические фотографии представляют надежное средство уточнения различного рода геофизических, гидро- геологических, гляциологических, геоботанических, сельско- хозяйственных и других карт, особенно для малоизученных терри- торий земного шара. Вначале может показаться, что идея использования космиче- ских станций для изучения природных ресурсов Земли лишена практического смысла по экономическим соображениям. Однако результаты полетов и расчеты показывают, что проблема природных ресурсов, в частности из-за быстрого расходования некоторых из них, настолько значительна, что применение косми- ческой техники вполне экономически целесообразно. Кроме того, космические станции представляют собой наиболее экономичное средство изучения природных ресурсов в планетарных масшта- бах. Говоря о народнохозяйственном значении космических станций, необходимо отметить, что только за последние 30 лет человече-
ство израсходовало угля и энергии больше, чем за всю предшествующую историю. А ведь темпы производства растут и с каждым годом — все быстрее. Значит время требует разведывать все новые и новые залежи нефти, руд и других полезных ископаемых. И делать это необходимо значительно быстрее и полнее, чем раньше, по возможности в глобальных масштабах. Такую задачу вполне можно решить, используя космические станции. ОСВОЕНИЕ КОСМОСА И ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ В одной из своих работ выдающийся ученый Константин Эдуардович Циолковский писал, что движение вокруг Земли снарядов со всеми приспособлениями для существования разум- ных существ может служить базой для дальнейшего распространения человечества. Так, впервые была высказана идея использования космических станций в качестве стартовой площадки для полета межпланетных космических аппаратов. Эта идея была впервые претворена в жизнь в Советском Союзе, когда 12 февраля 1961 года с тяжелого искусственного спутника Земли стартовала первая межпланетная станция «Венера-1», открывшая дорогу целой серии запусков авто^ мэтических аппаратов для исследования дальнего космического пространства и планет Солнечной системы. Что же касается полета человека к планетам нашей Солнечной системы, то в настоящее время известны два способа его осуще- ствления. Собранный на Земле космический корабль выводится на межпланетную траекторию с помощью одной мощной ракеты- носителя, стартующей с поверхности Земли. При этом требования аэродинамики заставляют конструкторов создавать корабли ограниченного размера и масс. По второму способу космический корабль предварительно собирается непосредственно в космиче- ском пространстве. В этом случае, монтируя отдельные части, доставленные на орбиту с Земли, можно создавать межпланетные космические корабли практически неограниченных размеров, са- мых различных форм. Этому способствует невесомость и отсут- ствие заметных внешних тормозящих и деформирующих сил. Антенны, концентраторы солнечной лучистой энергии могут принять любую наиболее целесообразную форму. Старты космических аппаратов с Земли вынуждают ограничивать их размеры и утяжелять несущие элементы конструк- ции. При этом они должны быть виброустойчивы и выдерживать многократные, сравнительно большие перегрузки. Условия сборки в космосе позволяют избежать утяжеления кострукции, создавать корабли, которые наилучшим образом отвечают задачам полета. Полет межпланетного корабля непосредственно с Земли, так же как и вывод большой космической станции, связан с большими техническими и экономическими трудностями. Такие полеты требуют мощных ракет-носителей. Конечно, можно построить огромный межпланетный корабль и сверхмощную ракету-носитель, но для этого понадобится много времени и большие экономические затраты. Чтобы этот комплекс
был надежен, нужна его тщательная всесторонняя отработка. Неудачный старт такого комплекса может задержать экспедицию к планете на длительное время, особенно, если учесть тот факт, что из-за неудачного старта мы можем пропустить наивыгоднейшие астрономические даты. Выход из создавшегося положения—сборка межпланетных кораблей на орбите. Космические станции могут стать своеобразными доками для сборки межпланетных кораблей, а также стартовыми платформами для далеких космических рейсов. Прежде чем посланцы Земли направяться к планетам Солнеч- ной системы, нужно будет решить очень много трудных и в то же время важных и необходимых технических, научных и медико- биологических задач. Полеты к планетам будут длиться многие месяцы, в течение которых может возникнуть ряд трудностей. Очевидно, чтобы их избежать, нужна какая-то база, где можно было бы провести исследования и эксперименты, связанные с такими длительными полетами (невесомость, искусственная тяжесть, радиация, связь с Землей, новые космические материалы, новые бортовые системы жизнеобеспечения длительного действия, двигатели много- разового включения, высокая надежность и т. д.). Решить такие сложные проблемы на Земле очень трудно, а многие—практически невозможно. Помощь в решении этих проблем может оказать космическая станция с длительным временем активного существования. На такой орбитальной стан- ции будет находиться большой комплекс научно- исследовательской аппаратуры и экспериментального оборудования, что позволит совместно с автоматическими искус- ственными спутниками еще глубже изучить космическое пространство, а также всесторонне подготовить полеты человека на другие планеты. Открываются широкие возможности использовать космические станции для дальней космической связи с межпланетными аппаратами и кораблями, совершающими полеты к другим телам Солнечной системы. Такие станции имеют большие преимущества перед станциями, расположенными на поверхности Земли, так как они находятся достаточно далеко от источников земных радиопомех и не подвержены воздействию всех тех природных явлений, которые мешают работе земных станций. Околоземная орбитальная станция, находящаяся вне атмосфе- ры, открывает, например, возможности использования лазеров для дальней космической связи, что недоступно для наземных станций из-за рассеивания когерентного излучения луча лазера в атмосфере Земли. Трудно сейчас раскрыть все потенциальные возможности орби- тальных станций, невозможно перечислить все те задачи, которые сможет решить с их помощью наука и техника. Однако уже сейчас совершенно ясно, что при использовании космических станций перспективы открываются огромные как для дальнейшего развития науки, техники, так и для народного хозяйства.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Пилотируемые полеты открыли перед человечеством широкие возможности. Они позволили получить уникальную информацию об околоземном космическом пространстве и Луне. Старт каждого пилотируемого космического корабля привлекает внимание всей планеты, за его ходом внимательно следят люди всех стран мира. Полет корабля—это сложный научно-технический эксперимент, в осуществлении которого уча- ствуют тысячи людей, и каждый такой эксперимент означает, что человечество одержало еще одну победу над силами природы, что сделан еще один шаг вперед в развитии науки и техники. Именно с этих позиций надо рассматривать уникальные научно-технические и медико-биологические исследования, эксперименты в интересах народного хозяйства страны, проводившиеся на кораблях «Восток» и «Восход», выполняемые на советских орбитальных станциях «Са- лют» и космических кораблях «Союз». Космические полеты последних лет значительно приблизили нас к времени создания постоянных автоматических и пилотируемых орбитальных станций, к стартам новых автоматов для глубоких систематических изучений различных районов Все- ленной, к созданию в околоземном космосе крупных лабораторий, а, может быть, и целых городов. Характерной чертой советской космической программы являет- ся строгая последовательность, постоянная устремленность ее в будущее. Именно сейчас в грядущее прокладывается своеобраз- ный космический «мост», позволяющий принципиально по-новому подойти к дальнейшему развитию мировой космонавтики. Наряду с общим ростом масштабов космических исследований и совершенствованием конструкций космических средств в будущем ожидается значительный общий технический прогресс в области космонавтики и ракетно-космической техники, диктуемый необходимостью повышения эффективности технических средств. Основными направлениями решения этой задачи являются дальнейшая микроминиатюризация аппаратуры, снижение веса приборов и систем, увеличение ресурса работы и надежности элементов и систем космических аппаратов, повышение информа- тивности систем сбора и передачи данных. Для успешного решения этих задач необходимо дальнейшее развитие смежных с космонав- тикой областей техники—энергетики, радиоэлектроники, материаловедения, вычислительной техники, приборостроения. Благодаря бурному развитию ракетно-космической техники изуче- ние космического пространства становится одним из основных направлений современной науки.
Но к чему же мы стремимся, какова конечная цель огромных усилий человечества, колоссальной мобилизации современных средств науки и техники? Конечно, мы еще только начинаем получать конкретные выгоды от космических исследований. Но правильная организация работ и рациональное использование тех достижений космонавтики, кото- рыми мы сейчас обладаем, позволят уже в ближайшие годы сделать космос одной из самых перспективных и доходных отраслей хозяйства. В своем движении вперед человечество неизменно использует свои лучшие силы, мобилизует имеющиеся, возможности, опирается на наивысшие технические достижения, чтобы вести научный поиск в различных сферах своей деятельности, рас- ширять их, искать новые направления развития. Очевидно, что процесс проникновения в космос будет и в дальнейшем проходить во все возрастающем темпе. Конечно, практические возможности в выполнении особо сложных и фантастически дерзновенных полетов иногда отстают от прогресса науки и прогнозов, но это в це- лом не сдерживает процесс общего развития космонавтики. Человек дерзает и идет вперед, опираясь на полученный опыт, знания и мощь ракетно-космической техники. И это является залогом того, что то, о чем рассказано в этой книге, сбудется. Мы верим, что так и будет, и хотя космос покорять нелегко, люди твердо знают, что мечты сбываются!
ПРИЛОЖЕНИЕ Основные сведения о полетах советских космонавтов на кораблях «Восток», «Восход», «Союз» и орбитальных станциях «Салют» № по пои. М 00 К И Й корабль, орбитальная' станция Дата и продол- ' жительностъ полета Экипаж (позывной эки пажа) Основные сведения о полете I. Программа «Восток» 1 «Восток» 12 апреля 1961 г. 1 ч 48 мин Ю. А. Гагарин I («Кедр») Первый в мире космиче- ский полет человека 2 «Восток-2^ 6—7 августа 1961 г., 1 сутки 1 ч 11 мин Г. С. Титов («Орел») Первый суточный косми- ческий полет человека 3 «Восток-3» 11 —15 августа 1962 г., 3 суток 22 ч 10 мин А. Г. Николаев («Сокол») Первый групповой полет двух космических кораб- лей. Телевизионные пере- 4 «Восток-4 к 12—15 августа П. Р. Попович дачи из космоса—начало 1962 г., 2 суток 22 ч 44 мин («Беркут») космовидения 5 «Восток-5» 14—19 июня 1963 г,, 4 суток 22 ч 57 мин В. Ф. Быковский («Ястреб») i । i Г рул повой полет двух космических кораблей. Первый космический по- 6 «Восток-6» 16—19 июня 1963 г., 2 суток 22 ч 41 мин //. Програм В. В. Терешкова («Чайка») ма «Восход» лет женщины 1 «Восход» 12—13 октября В. М. Комаров, Первый полет много- 1964 г., 1 сутки К. П. Феоктистов, местного космического ко- I 17 мин Б+ Б. Егоров («Рубин») рабля 2 «Восход-2- 18—19 марта 1965 г., 1 сутки 2 ч 2 мин П. И. Беляев, А, А. Леонов («Алмаз») 138 Первый а мире выход человека (А. А. Леонов) из корабля в космическое пространство
№ по пор Космический корабль, орбитальная станция Дата и продол’ I Экипаж жительность . (позывной эки- полета 1 пажа) Основные сведения о полете 1- 1 I I «Союз-1» ///. Программы «Союз» и «Салют» Испытательный полет нового пилотируемого космического корабля 23—24 апреля I 1967 г., 1 сутки 17 мин В. М. Комаров («Рубин») 2 1 «Союз-2» 25—28 октября ) 1968 г, около 4 суток беспилотный Многократное маневри- рование и сближение ко- раблей «Союз-3» и 3 «Союз-3» 26—30 октября 1968 г., 3 суток 22 ч 51 мин Г, Т, Береговой («Аргон») «Союэ-2» 4 «Союз-4» 14—17 января 1969 г., 2 суток 23 ч 21 мин В. А. Шаталов («Амур») Первая стыковка двух пилотируемых кораблей. Создание первой экспери- ментальной космической станции стыковкой кораб- 5 «Союз-5» 15—18 января 1969 г, 3 суток 46 мин Б. В. Волынов, А. С. Елисеев, Е. В. Хрунов («Байкал») лей «Союз-4» и «Союз-5», переход из корабля в ко- рабль Елисеева и Хрунова через открытый космос 6 “Союз-6» 11 —16 октября 1969 г., 4 суток 21 ч 42 мин R С. Шонин, В. Н. Кубасов («Антей») 7 «Союз-7» 12—17 октября 1969 г., 4 суток 22 ч 20 мин А. В. Филипченко, В. Н. Волков, В, В. Горбатко («Буран») Первый групповой полет i трех пилотируемых кораб- лей и эксперименты по сварке металлов в усло- виях вакуума и невесомо- 8 «Союз-8» 13—18 октября 1969 r.t 4 суток 22 ч 11 мин В. А. Шаталов, А. С+ Елисеев («Гранит») сти 9 «Союз-9» I I । 1 —19 июня 1970 г., 17 суток 16 ч 59 мин , А. Г. Николаев, | В. И. Севастьянов • («Сокол») i I II i i I I Длительный космиче- ский полет. Медико- биологические исследова- ния по изучению влияния факторов длительного по- лета на организм челове- ка, исследования в раз- личных областях науки и в интересах народного < хозяйства I 10 «Салют» 19 апреля— 11 октября 1971 г I L Первая долговременная орбитальная научная станция. Работа в пилоти- руемом и автоматическом режимах 13d
№ Космический по корабль, пер. орбитальная. станция Дата и продол- жительность лопата — г Экипаж | (позывной ЭКИ- | пажа) [ । Основные сведения о полете 11 «СОЮЗ-10» 23—25 апреля 1971 г., 1 сутки 23 ч 46 мин В, А. Шаталов, А. С* Елисеев, Н. Н, Рукавишников («Гранит») Стыковка корабля «Союз*10» со станцией «Салют» 12,«Союз-11» 'I 6—30 июня 1971 г., 23 суток 18 ч 20 мин 1 Г, Т Добровольский. В. Н Волков, В, И. Пацаев («Янтарь») Первая пилотируемая научная космическая стан- ция, стыковка корабля «Союз*11» с «Салютом», переход на её борт экипажа. Выполнен боль- шой комплекс научно- технических и медико- биологических исследова- ний, работы в интере- сах народного хозяйства 13 «Салют-2» । 3—28 апреля 1973 г., 25 суток Работа в авто- матическом ре- жиме Отработка усовершен- ствованной конструкции, систем и аппаратуры 14к«СоЮЗ-12» I 1 127—29 сентября (1973 г, 1 сутки |23 ч 16 мин В, Г. Лазарев, О. Г Макаров («Урал») Комплексная проверка усовершенствованных бортовых систем, научные и технические исследова- ния 15*<СОЮЗ-13» 1 18—26 декабря 1973 г., 7 суток 20 ч 55 мин П. И. Климук, В* В. Лебедев («Кавказ») Астрофизические на- блюдения, решение на- роднохозяйственных за- дач 16 «Салют-3» 25 июня 1974 г.— 24 января 1975 п 7 месяцев i Долговременная орби- тальная научная станция. । Работа в пилотируемом и автоматическом режимах I 17 «Союз-14» 3—19 июля 1974 г*, 15 суток 18 ч 30 мин П. Р. Попович, Ю. П. Артюхин («Беркут») I Стыковка корабля , «Союз-14» с «Салютом-3» и переход экипажа на борт станции. Получены обширные материалы, имеющие важное научное и народнохозяйственное значение 18 «Союз-15» 26—28 августа 1974 г., 2 суток 12 мин Г. В. Сарафанов. Л, С. Демин («Дунай») Совместный полет со станцией «Салют-3». От- работка процессов ма- неврирования и сближе-
№ по пор. Космический корабль, орбитальная станция Дата и продол- жительность полета Экипаж (позывной эки- пажа) Основные сведения о лолете ния со станцией «Салют-3» с помощью автоматиче- ских систем в различных режимах полета. Первая посадка корабля в ночных условиях 19 «Союз-16» 2—8 декабря 1974 г., 5 суток 22 ч 24 мин А, В, Филипченко, Н. Н. Рукавишников («Буран») Испытания нового сты- ковочного агрегата, си- стем ориентации, управ- ления движением и жизне- обеспечения, модернизи- рованных в соответствии с требованиями програм- мы ЭПАС, научные, тех- нические и прикладные исследования 20 «Салют-4» 26 декабря 1974 г. Долговременная орби- тальная научная станция. Работа в пилотируемом и автоматическом режимах. Работа на станции двух экспедиций 21 «Союз-17» 11 января— 9 февраля 1975 г. 29 суток 13 ч 20 мин । А. А. Губарев, I Г. М, Гречко («Зенит») i I 1 Стыковка корабля «Союз-17» со станцией «Салют-4» и переход экипажа на борт станции. Выполнен большой комп- лекс научно-технических, медико-биологических и прикладных исследований 22 «Союз-18» 24 мая“26 июля 1975 г., 63 суток 23 ч 20 мин П, И. Климук В. И. Севастьянов («Кавказ») । Стыковка корабля «Союз-18» с орбитальной станцией «Салют-4», и пе- реход экипажа на борт станции (вторая экспеди- ция), Выполнен большой комплекс научно-техни- ческих, медико-биологи- ческих и прикладных ис- следований i
№ ло пор Космический корабль^ орбитальная станция Дата и продол- жите льность полета Экипаж (позывной эки- пажа) Основный сведения о полете 23 <Союз~19» 15—-21 июля 1975 г. 5 суток 22 ч 41 мин А. А. Леонов, В. Н. Кубасов («Союз») Совместный советско- американский полет по программе «Союз» — «Аполлон». Стыковка ко- раблей «Союз-19» и «Аполлон», взаимные пе- реходы космонавтов из 1 корабля в корабль. Вы- полнение научно-техниче- ских и медико-биологиче- ских исследований 24 «Союз-20» 17 ноября 1975 г.— — 16 февраля 1976 г. 92 суток Беспилотный Стыковка «Союза-20» со станцией «Салюта». Отработка и испытания элементов конструкции, агрегатов и бортовых си- стем в длительном по- лете 25 «Салют-5» 1 22 июня 1976 г. Долговременная ор- битальная научная стан- ция. Работа в пилотируе- мом и автоматическом режимах 26 «Союз-21» 6 июля—24 ав- густа 1976 г. 49 суток 6 ч 24 мин Б. В. Волынов, В. М. Жолобов («Байкал») Стыковка корабля «Со- юз-21» с орбитальной станцией «Салют-5» и пе- реход экипажа на борт станции. Проведен широ- кий комплекс научно-тех- нических исследований и экспериментов
Содержание Стр. Предисловие.....-........................ ......................... 5 L Основные этапы полетов человека в космос........................... 7 М, Пилотируемые полеты на кораблях «Восток» и «Восход».............. 10 Программа «Восток»............................................. 10 Программа « Восход» ........................................ 12 ИГ, Пилотируемые полеты на кораблях «Союз».......................... 18 Основные задачи программы «Союз»............................... 18 Конструкция и летные испытания кораблей «Союз»............... 19 IV, Экспериментальная орбитальная станция........................... 30 Стыковка и выход космонавтов в космос ..................... .30 Научные исследования и эксперименты ......... ................. 34 V. Групповой полет трех «Союзов»................................. 37 Маневрирование космических кораблей ........................... 37 Сварка в космосе................................................. 41 VI, 424 часа в невесомости................................... 43 Научно-технические и медико-биологические исследования и эксперименты............................................ 43 VFL Первая долговременная орбитальная станция....................... 48 Что такое долговременная орбитальная станция? .......... .. 48 «Салют» на орбите ......... .......................... 50 Основные результаты исследований и экспериментов ............... 56 VIII. Эксперименты на орбите................................ 60 В полете станция «Салют-2» ................................... 60 На орбите корабль «Союз-12» ......................... 60 IX, В космосе астрофизическая обсерватория «Союз-13»............... 62 Астрофизические наблюдения................................. 62 Многозональный портрет Земли ........................... 64 Медико-биологические исследования.......................... 66 X. Орбитальная научная станция «Салют-3»....................... 68 Основные этапы полета ..................................... 68 Испытания конструкции и систем станции ....................... 70 Научные исследования и эксперименты ..................... 73 XL Рукопожатие в космосе ............... .............. . 77 Испытательный полет «Союза-16» ........................... 79 Встреча наорбите....................................... 80 XIL На орбите научная станция «Салют-4»....................... 87 Работа первого экипажа............ ,.................. 91 На борту «Салюта-4»—второйэкипаж............................ 96 Научные исследования ............ ........................ 102 Изучение природных ресурсов и окружающей среды ................ 106 Медицинские исследования................................ 107 Беспилотная экспедиция...................................... 109 XIII. В полете научная станция «Салют-5» ........................ 111 Дом над планетой..............о.,.,.......................... 111 Научные исследования. Возвращение на Землю.......... 143
XIV, Основные пути развития космических кораблей и станций ..... 114 Человек или автомат?...........................,............. 114 Конструктивные особенности космических станций будущего....... 117 Обслуживание космических станций ............. ,............ 120 XV, Космические станции на службе человечества........ ....... 125 Аванпост науки .....................„.......,................ 125 Народнохозяйственные задачи ................................ 129 Освоение космоса и орбитальные станции................. 134 Заключение................................................. 135 Приложение..........,................................. 138 В. И. Алимов, В. П Денисов, А, А, Ермилов, А. В. Кирсанов СОВЕТСКИЕ ПИЛОТИРУЕМЫЕ КОРАБЛИ И ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ Редактор издательства Н. А. Педченец. Корректор Е. Л. Карнаух Художник Е. Г. Шубенцов. Технический редактор Т. С. Старых, Сдано в набор 14/V-1976 г. Подписано к печати 11/ХМ 976 г. Т-20816 Формат бОхЭО1/^ Бумага мелованная. Печ. л. 9,0 Уч.^изд. л. 9.6 Цана 87 коп. Тираж 30.000 экз. Изд. зак. 1040 Издательство «Машиностроение-'. 107885 Москва. 6-78, 1-й Басманный пер.. 3. Ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств полиграфии и книжной торговли, Москва, М’54, Валовая. 28, Зак. 316