Текст книги "100 великих тайн космонавтики"

Не оставляют своих надежд выйти в космос со своими многоразовыми кораблями и страны Юго-Восточной Азии.

Первыми о своем выходе на космический рынок заговорили японцы. Авиационно-космические фирмы Страны восходящего солнца приступили к реализации программы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области гиперзвуковой техники еще в 1986 году.

Причем японцы размахнулись весьма широко и вели исследования сразу по трем направлениям. В первую очередь они хотели создать беспилотный аэрокосмический самолет «Хоуп» (Hope), который должна выводить на орбиту ракета-носитель Н-2. Далее, к 2006 году планировалось создание универсального одноступенчатого пилотируемого аэрокосмического самолета с горизонтальными взлетом и посадкой. И наконец, японцы планировали создание ряда аппаратов для обследования Луны и других планет Солнечной системы.

Начали свою деятельность специалисты Страны восходящего солнца с того, что в 1994 году отправили в космос самую настоящую «летающую тарелку». Правда, официально аппарат назывался OPEX (сокращение от английского названия Orbital Re-Entry Experiment). Но по внешнему виду то была действительно «тарелка» – диск диаметром 3,4 м.

Ракета H-II вывела OPEX на орбиту высотой 450 км. И оттуда «тарелка» стала планировать вниз. Через 2 часа она приводнилась в Тихом океане. В момент прохождения плотных слоев атмосферы диск раскалился до 1570 °С, но тем не менее телеметрическая аппаратура на борту сохранила свою работоспособность.

В 1996 году ракета-носитель J-I вывела в космос следующий аппарат – HYFLEX (Hypersonic Flight Experiment). Этот аппарат был уже похож на цилиндр с заостренным носом. На высоте 110 км он отделился от носителя и спикировал вниз, развив скорость до 15 М. Затем была раскрыта парашютная система, и аппарат приводнился. Однако в самом конце эксперимента произошла неприятность: несмотря специальный мешок для обеспечения плавучести, аппарат утонул.

После этого японцы перенесли эксперименты на сушу. И с июля по август того же 1996 года было проведено три эксперимента в рамках проекта ALFLEX. Новый аппарат уже походил на небольшой самолет с крыльями. Его прицепляли к вертолету, поднимали на высоту в несколько километров и сбрасывали. Автоматическая система управления приводила аппарат на посадочную полосу, где он и приземлялся.

И наконец, осенью 2002 года была проведена серия экспериментов по программе HSFD Phase-I. Модель представляла собой уменьшенную копию космического самолета с собственным реактивным двигателем. Он может сам взлетать, следовать по маршруту и садиться в заданном месте.

Вслед за ним взлетел и HSFD Phase-II. Первая попытка прошла неудачно. Зато вторая оказалась вполне благополучной. В дальнейшем, как полагают, этот самолет будет с помощью стратостата поднят на высоту порядка 30 км и сброшен оттуда для дальнейшей отработки системы автоматической посадки.

Затем, согласно программе, в полет отправится TSTO – аппарат, во многом похожий на наш «Буран», но принципиально беспилотный. То есть в нем вообще не предусмотрена кабина для экипажа.

Все эти эксперименты являются последовательными шагами по осуществлению программы создания настоящего космического «челнока» HOPE-X. Еще этот аппарат японцы называют «Надежда», подчеркивая тем самым, что именно с ним связывают свои надежды на освоение космического пространства.

Однако на сегодняшний день ни по одному из вышеназванных направлений особыми успехами японские исследователи похвалиться не могут. Их преследует длинная цепь технических неудач, заставляющая конструкторов, по существу, топтаться на месте. Дело дошло уж до того, что японцы, как сообщало ИТАР-ТАСС, решили позаимствовать для своей ракеты «Джей-2» двигатели советского производства НК-33.

^{Модель HOPE-X}

Запуск же собственного пилотируемого многоразового космического корабля отложен аж на 2020 год.

Тем временем китайцы, извечные конкуренты японцев, воспользовавшись предоставленной им советской технологией, смогли значительно продвинуться вперед.

Правда, особых подробностей об их достижениях не расскажешь, поскольку китайская космическая программа, которая называется «проект 921», окутана покровом строжайшей тайны. Декларируется лишь цель: Китай должен стать третьим государством после России и США, способным запускать человека на орбиту. В планах – создание собственной постоянно работающей орбитальной станции (в проекте МКС Китай не участвует). На высшем уровне обсуждаются полеты пилотируемых и автоматических кораблей на Луну и Марс и даже высадка тайконавтов на Луну. Каждый космический старт – а их было уже почти 50 – сопровождается громогласными пропагандистскими декларациями, хорошо знакомыми нам по прежним временам…

О сотрудничестве Китая с США в космонавтике ничего не известно. Но у России Китай позаимствовал немало. Главными инструкторами в китайском ЦПК работают обучавшиеся в середине 90-х в Звездном городке У Цзе и Ли Цинлун. После подписания 25 апреля 1996 года закрытого соглашения с Россией у нас были приобретены аппаратура систем сближения и стыковки, средств жизнеобеспечения, управления полетом и даже макет корабля «Союз ТМ». Что касается ракеты «Чан Чжэн» («Великий поход»), которая выводит в космос «Шэнь Чжоу» («Волшебный корабль»), то она во многом подобна советской ракете УР-200, оснащенной четырьмя навесными жидкостными ускорителями.

Первый старт «Шэнь Чжоу» состоялся в ноябре 1999 года. И уже пятый старт намечено провести в пилотируемом режиме. В СССР перед полетом Гагарина было выполнено семь беспилотных пусков, США испытывали системы перед полетом Гленна 21 раз. С другой стороны, «Шэнь Чжоу» находится на орбите значительно дольше, чем первые советские и американские корабли. До своего приземления у Великой Китайской стены «Шэнь Чжоу-3» колесил в космосе почти неделю.

Примерно столько же – 162 часа – оставался в космосе и следующий китайский корабль «Шеньджоу-4», запущенный в ночь на 30 декабря 2002 года с Цзюцюанского космодрома с помощью ракеты-носителя «Великий поход-2Ф». На борту корабля имелись биологические объекты – в частности, семена и образцы более 100 видов сельскохозяйственных культур и растений – риса, пшеницы, хлопка, кукурузы, соевых бобов, овощей, фруктов и цветов.

Поговаривали, что то был последний испытательный полет, перед тем как в космос на «Волшебном корабле» полетят уже не манекены, а настоящие космонавты. Точнее – тайконавты. Именно так китайцы намерены называть своих соотечественников, которые должны летать на орбиту.

«Тайкон» – по-китайски «космос». Так что китайцы в какой-то степени копируют российское название. На Западе, как известно, прижилось другое название – астронавты. Впрочем, как подмечают эксперты, сходство российских и китайских проектов не только в этом. По телевидению был показан короткий ролик, в котором продемонстрировано, как два китайца кувыркаются в невесомости на борту специального самолета-лаборатории точно так, как это делали наши космонавты.

Впрочем, сам полет первого китайского тайконавта Яна Ливэя, предпринятый в конце 2003 года, отличался от полета Юрия Гагарина. Китаец находился в космосе гораздо дольше, совершив свыше десятка оборотов вокруг Земли.

В своем втором полете китайцы постарались обозначить выход в открытый космос. И вообще они, похоже, не собираются ограничиваться полетами лишь вокруг Земли. По имеющимся данным, в будущем китайцы намерены создать свою собственную орбитальную станцию, а потом и отправить людей на Луну. Вполне возможно, что при этом они вступят в кооперацию со своими соседями-японцами. Ведь в одиночку осилить такие проекты накладно даже для страны с миллиардным населением.

Кроме того, китайские конструкторы намерены создать и свою двухступенчатую космическую систему с горизонтальными стартом и посадкой – проект «921—3».

Китайский аэрокосмический аппарат внешне напоминает немецкий двухступенчатый воздушно-космический самолет «Зенгер», однако отличается от него оригинальной конструкцией смешанной двигательной установки, состоящей из жидкостных ракетных и прямоточных двигателей.

Первая гиперзвуковая разгонная ступень (самолет-разгонщик) будет иметь фюзеляж типа «несущий корпус» (длиной около 85 м и шириной 12 м) и треугольное крыло двойной стреловидности. Двигательная установка разгонщика имеет шесть двигателей с суммарной тягой около 40 т. Стартовая масса – 330 т, посадочная – 79 т.

Вторая ступень представляет собой орбитальный самолет со стартовой массой 132 т, который оснащен четырьмя кислородно-водородными двигателями. Внешне он похож на американский Space Shuttle.

После разделения самолет-носитель возвращается к месту старта, используя только прямоточные двигатели. Орбитальный самолет, используя четыре кислородно-водородных двигателя с тягой по 2,1 т, выходит на эллиптическую орбиту высотой от 100 до 300 км.

Предполагается, что китайский «челнок» сможет выводить на орбиту груз до 6 т весом. Специальный космодром для китайского корабля многоразового использования построен в Южно-Китайском море на острове Хайнань.

Дома во Вселенной

Люди сегодня живут в космосе месяцами. Зачем это нужно? Что они там делают? Как устроен дом на орбите? Кто первым его придумал?.. Обо всем этом мы сейчас и поговорим.

«Звезда КЭЦ» – такое сокращение придумал наш известный писатель-фантаст Александр Беляев. Он назвал так одну из своих повестей, в которой описал путешествие с Земли на орбитальную космическую станцию, носящую имя Константина Эдуардовича Циолковского – калужского учителя, много сделавшего в начале прошлого века для популяризации самой идеи изучения окружающего планету космического пространства с помощью ракет, спутников и космических станций.

В 1920 году он написал и напечатал на свои собственные средства книжку «Вне Земли», в которой попытался представить, как может протекать жизнь будущих колонистов в космосе. Слова «космонавт» в ту пору попросту не было – его придумали лишь много десятилетий спустя. Однако при всем уважении к основоположнику российской космонавтики справедливости ради нужно сказать, что не он первый сказал «А». Всех сумел опередить американский священник Эдвард Эверетт Хейл. В 1869–1870 годах в четырех номерах ежемесячного журнала «Атлантика» был напечатан его фантастический роман «Кирпичная луна».

Так он назвал огромный навигационный спутник, который должен был вращаться вокруг Земли по круговой орбите на высоте 6500 м, помогая штурманам на морях-океанах правильно определять координаты своих кораблей. «Кирпичная луна будет вечно обращаться вокруг Земли на своей постоянной орбите, на благо всем мореплавателям», – писал Хейл.

^{К. Э. Циолковский}

Через девять лет «запустил» орбитальную станцию и известный всем французский фантаст Жюль Верн в своем очередном произведении «500 миллионов бегумы».

Впрочем, если бы сегодня кто-нибудь попытался составить каталог всех фантастических романов, повестей и рассказов, в которых «построены» орбитальные станции, он был бы наверняка толще этой книжки. Однако фантазии эти оставались не более чем сказками до тех пор, пока К. Э. Циолковский не создал свою теорию «эфирных поселений».

Константин Эдуардович вовсе не ратовал за межпланетные полеты. Во всяком случае, он, в отличие, скажем, от Ф. А. Цандера, считал колонизацию планет вовсе не такой уж важной проблемой. Прежде всего, он предлагал людям заселять космическое пространство. Циолковский прямо пишет: «Многие воображают себе небесные корабли с людьми, путешествующими с планеты на планету, постепенное заселение планет и извлечение отсюда выгод, какие дают земные обыкновенные колонии. Дело пойдет далеко не так.

…Население планеты живет на ней только частью, – пояснял он дальше свою мысль, – большинство же, в погоне за светом и местом, образуют вокруг нее – вместе со своими машинами, аппаратами, строениями – движущийся рой, имеющий форму кольца, вроде кольца Сатурна, только сравнительно больше».

Для строительства своих «эфирных поселений» Циолковский предлагал использовать материал планет и астероидов. Сами же поселения будут, по его мысли, образовывать целые ожерелья, которые протянутся на миллионы километров в окрестностях Солнца.

Константин Эдуардович рассказывает в своих работах и о методах такого внеземного строительства. По его мнению, как ожерелье нанизывается из бусин, так и «эфирные поселения» будут состоять из отдельных станций-модулей, постепенно связываемых вместе.

Каждая такая станция будет строиться и проверяться на Земле. А потом – целиком или отдельными частями – доставляться на орбиту грузовыми ракетами. И уже здесь будет производиться окончательная сборка.

Часть поверхности станции должна быть прозрачной, полагал Циолковский. В освещаемых солнечными лучами оранжереях будут расти всевозможные растения. Они будут служить не только для питания людей, но и очищать атмосферу, а также утилизировать отходы жизнедеятельности.

Все помещения станции должны быть изолированы друг от друга с помощью герметически закрывающихся дверей-люков, полагал Константин Эдуардович. В этом случае повреждение одного помещения в результате аварии или, например, столкновения с метеоритом не вызовет разгерметизации всей станции. Люди смогут быстро покинуть поврежденную часть, перейдут в другие помещения, закрыв за собой люки. А уже потом, одетые в скафандры, вернутся к поврежденному отсеку для ремонта.

Циолковский даже предвидел, что невесомость, царящая на орбите, будет не помощницей, а скорее помехой для нормальной жизни космонавтов-колонистов. Поэтому он предлагал раскручивать хотя бы отдельные модули, заменяя тем самым силу притяжения центробежной, имитируя искусственную тяжесть.

Многие из идей Константина Эдуардовича нашли потом воплощение в реальных конструкциях, хотя сам основоположник нашей космонавтики и признавал, что его разработки еще далеки от идеала, представляют собой не законченную картину, а, скорее всего, лишь наброски, этюды к ней.

Одним из самых активных единомышленников К. Э. Циолковского был в конце 20-х годов ХХ века Герман Ноордунг. Впрочем, в истории ракетной техники следует с большой осторожностью причислять тех или иных первооткрывателей к «последователям» и «единомышленникам». Хронологическое первенство Циолковского вовсе не означает, что все учились у него. Большинство единомышленников даже не подозревали о существовании калужского учителя, никогда не читали написанных им статей и книг. Полагаю, что Ноордунг в их числе.

Кстати сказать, возможно, что человека с таким именем и вообще не существовало. Историк ракетной техники Вилли Лей считает, что Ноордунг – это псевдоним, за которым скрывается австриец Поточник. Зачем ему нужно было скрывать свое имя? Да очень уж несерьезным делом, по мнению многих, он занимался: мечтал о будущих космических полетах, проектировал орбитальную станцию… И это в то время, когда и автомобиль с самолетом считались еще транспортной экзотикой.

Тем не менее в 1929 году Ноордунг выпустил в Берлине книгу, которая называлась «Проблема путешествия в мировое пространство». В ней он предлагал создать над Землей орбитальную обсерваторию для астрономических наблюдений, изучения природы космического пространства и земной поверхности, а также в качестве базы для подготовки межпланетных экспедиций.

По мысли Ноордунга, такая конструкция должна состоять из трех связанных между собой проводами и воздушными шлангами частей.

Во-первых, необходима необитаемая машинная станция: здесь огромное параболическое зеркало концентрирует солнечную энергию, превращая ее в электрическую, а также служит для связи обсерватории с Землей с помощью радио– и световых сигналов.

Второй частью орбитальной станции послужит жилое колесо – «бублик» диаметром в 30 м, вращающийся вокруг центральной оси. Вращение создает в пассажирских каютах, расположенных по периметру «бублика», искусственную тяжесть. В ступице колеса – еще одно параболическое зеркало – котельная небесного дома. От ступицы к ободу отходят лифт и две криволинейные спицы, внутри которых Ноордунг нарисовал смешную лестницу, по которой шагают человечки.

И наконец, собственно обсерватория расположена в цилиндрическом отсеке со множеством иллюминаторов.

Ноордунг считал, что монтаж обсерватории должен вестись прямо на орбите из конструкции и материалов, доставляемых ракетами с Земли. Монтажники и ремонтники будут выходить в открытый космос, и для этого предусматриваются воздушные шлюзы, точно такие, какие рисовал Циолковский.

Оба мечтателя, кстати, порой до удивительного сходятся в описании деталей космического быта. Скажем, Ноордунг полагал, что «без силы тяжести нельзя ни стоять, ни сидеть, ни лежать. Зато спать можно в любом положении». С этим вполне согласен и Циолковский.

Одновременно в книге Ноордунга есть некоторые очень точные замечания, которых нет у других пионеров космонавтики. Он, например, пишет о том, как трудно будет людям на станции умываться. «Совершенно придется отказаться от мытья и купания в обычной форме, – сообщает он. – Возможно только обтирание при помощи губок, мокрых полотенец, простыней и т. п.». Как вы знаете, именно увлажненные салфетки и полотенца были в обиходе экипажей советских и американских космических кораблей.

Или вот другой интересный пример: «…Важные группы мускулов вследствие продолжительного их неиспользования ослабнут и не станут служить, когда жизнь снова должна будет происходить в нормальных условиях тяготения, например, после возвращения на Землю». Что делать в таких случаях? У Ноордунга есть ответ и на этот вопрос. «Вполне вероятно, – пишет он, – что этому можно было бы с успехом противодействовать систематическими упражнениями мускульной системы»…

Кроме работ Циолковского, Ноордунга в истории космонавтики зафиксировано и немало других проектов, чаще всего фантастических. Примером может служить «воздушный город» французского дизайнера и скульптора Пьера Секеля. В этом городе, по мысли автора, должен размещаться центр всемирного управления.

«Взвешенный город», парящий над Землей, спроектировал чешский фантаст Кошице. Причем он, как и авторы других «смелых» проектов, не утруждал себя даже прикидочными энергетическими расчетами, предоставив инженерам решать: а почему, собственно, подобные города должны летать и не падать?

Впрочем, среди проектов «эфирных поселений» есть и технически обоснованные. Скажем, в 1948 году англичане Смит и Росс спроектировали станцию в виде огромного круглого зеркала на длинной ручке. Вогнутое поворотное зеркало собирает солнечные лучи, энергия которых путем несложных преобразований превращается в электрическую энергию. В неподвижной ручке находятся жилые помещения и причалы для космических кораблей.

Типичные представители чистых «бубликов» – станция, спроектированная известным ученым-баллистиком и популяризатором космонавтики, эмигрантом из России А. А. Штерфельдом, долгое время жившим во Франции, и военное космическое поселение с гарнизоном в 300 человек, которое предложил в 1953 году еще один эмигрант, немец Вернер фон Браун, автор первой баллистической ракеты Фау-2, который после разгрома гитлеровцев работал в США. У Брауна, в отличие от Штерфельда, «бублик» имеет шарообразную ступицу и две спицы.

Кстати, подобный макет орбитальной станции «бубличного типа» в 70-х годах демонстрировался на ВДНХ СССР в Москве. На длинной ступице, соединенной тремя спицами с «бубликом», помещались и солнечная электростанция, и обсерватория, и причалы для космических кораблей.

Примерно в это же время, а точнее в 1976 году, были опубликованы результаты предварительных расчетов «эфирного поселения», которые провели американские исследователи. Они выяснили, что «бублик» массой в 500 тысяч т, делая один оборот в минуту, сможет создать для своих обитателей искусственную гравитацию, примерно в 10 раз меньшую, чем земная. За счет уменьшения количества азота, допускается снижение давления до 0,5 атмосферы. Предполагалось, что в таком космическом городе будет жить до 10 тысяч человек. Чтобы им было чем питаться, более 450 тысяч кв. м отводилось под посевы зерновых и овощей. Предусмотрены были и фермы для домашних животных, и аквариумы для рыбы.

Впрочем, мечты мечтами, но пора было ведь и дело делать? И тут выяснилось, что «бублик» – вовсе не единственно возможная форма будущих орбитальных станций. В 1962 году инженеры американской фирма «Норт Америкен Авиэйшн» справедливо подсчитали, что транспортировка в космос искривленных деталей конструкций «бублика» не совсем удобна: их довольно трудно сложить компактно. Тогда вместо округлого тора они предложили цилиндрические отсеки, которые замыкаются в шестиугольник. «Бублик» стал как бы угловатым.

А вскоре другая аэрокосмическая фирма «Локхид» решила вообще отказаться от «бублика». Представьте себе гигантскую букву «Ф», только «плечики» у этой буквы не полукруглые, а прямоугольные. Если вращать ее вокруг центральной палочки-оси, в «плечиках» будет создаваться искусственная гравитация.