Песах Амнуэль - Звездные корабли воображения

Предисловие

Предлагаемая работа П. Р. Амнуэля, посвященная прогнозированию в космонавтике и астрономии, представляет определенный интерес для читателей этой научно-популярной серии. Основное внимание автор уделил вольной или невольной роли авторов фантастической литературы в прогнозировании развития космонавтики. Зародившись на заре человеческой цивилизации, идеи полета в космическое пространство долгое время являлись сюжетом лишь фантастических произведений.

Прошли многие тысячелетия, и только в XX столетии эти мечты стали превращаться в реальность. Фантастическая литература способствовала рождению космической эры. Многие пионеры космонавтики нашли свое призвание благодаря этой литературе. В этом признавались К. Э. Циолковский, Р. Годдард, Р. Эно-Пельтри, Г. Оберт и другие ученые.

Так что разрабатываемая П.Р.Амнуэлем тема полезна не только для широкого круга читателей, но и для дальнейшего расширения кругозора специалистов.

Академик В. П. ГЛУШКО

Введение

Наука и техника не могут развиваться без попыток заглянуть в собственное будущее. У этого, казалось бы, чисто человеческого, субъективного желания есть и необходимость, и объективные причины. Наука и техника движутся вперед, ставя перед собой на каждом этапе конкретные цели, преодолевая конкретные противоречия. Однако каждый раз приходится выбирать, какие проблемы наиболее актуальны сегодня, для достижения каких целей необходимо именно сейчас приложить максимум усилий.

Чтобы разобраться в этой непростой (и тоже сугубо научной!) проблеме, создан раздел науки, призванный предвидеть и главные цели научно-технического прогресса, и его возможные результаты, и даже (желательно) следствия этих результатов — влияние их на человеческое общество. Лишь представив цели развития и возможные пути их достижения, можно конкретно и доказательно планировать научно-технические разработки. Исследованием же целей, путей их достижения, возможных будущих проблем, кризисов и выходов из них занимается прогнозирование.

Прогнозирование еще находится в стадии становления, хотя попытки создавать обоснованные прогнозы в различных областях техники и науки ведутся не первое десятилетие. Совершенствуются и методы, при помощи которых составляются прогнозы. Эти методы исследует прогностика — научная дисциплина о закономерностях разработки прогнозов.

В этой брошюре мы будем говорить о прогнозах в области космонавтики и астрономии. Но есть и одна особенность: речь пойдет в основном о прогнозах, которые делают не ученые, а авторы научно-фантастических произведений. Поговорим и о методах прогнозирования, сопоставляя те, которые используют ученые-прогнозисты, и те, которыми пользуются писатели-фантасты.

Именно в области космонавтики и астрономии лучше всего, пожалуй, видны возможности и недостатки современного прогнозирования. Уже в первые годы после полета Ю.А.Гагарина на страницах печати интенсивно обсуждались вопросы дальнейшего развития космонавтики. Будут ли поселения на Луне через десять лет? Пилотируемые полеты к планетам — через двадцать? К звездам — через полвека?

С. П. Королев писал, что в будущем каждый человек сможет полететь в космос по профсоюзной путевке. Прошло четверть века. Как сбываются прогнозы? Нет пока поселений на Луне, и люди не летают к планетам. А летчик-космонавт СССР К. П. Феоктистов недавно заметил: "В принципе и сейчас можно было бы отправить на орбиту "по профсоюзной путевке" любого человека. И технические средства это позволяют, и медицина так шагнула вперед, что нынче от космонавтов не требуется какого-то "сверхздоровья"… Весь вопрос в стоимости этого удовольствия". (Известия. — 1987. — 1 января).

Полеты в космос очень дороги и останутся такими еще долгое время. Это одна из причин, по которым цели космонавтики оказались несколько иными, чем представлялось вначале людям, следившим за ее развитием по публикациям на страницах научно-популярных изданий. Оказалось наиболее целесообразным развивать такие отрасли космонавтики, как системы спутников связи, системы метеорологических спутников, проводить дистанционное зондирование земной поверхности с целью поиска залежей полезных ископаемых и т. д. Американская администрация, как известно, планирует выведение в космос спутниковых систем первого удара. Колоссальные средства, которые тратятся в США на военные цели, отвлекают от проведения космических научных программ.

Итак, недостаточное понимание целей космонавтики в свое время оказалось причиной появления излишне оптимистических и зачастую просто неверных прогнозов. Можно привести и обратные примеры. Вот, что писал К.Э.Циолковский в 1935 г. (Комсомольская правда. — 23 июля): "Чем больше я работал, тем больше находил разных трудностей и препятствий. До последнего времени я предполагал, что нужны сотни лет для осуществления полетов с астрономической скоростью (8-17 км в секунду)… Но непрерывная работа в последнее время поколебала эти мои пессимистические взгляды: найдены приемы, которые дадут изумительные результаты уже через десятки лет". На деле жизнь потребовала еще более сжатых сроков — 22 года спустя на орбиту был выведен первый искусственный спутник Земли.

Методы научно-технического прогнозирования

Различают два типа прогнозов: поисковый и нормативный. Поисковый прогноз выявляет перспективные проблемы развития технической или научной дисциплины. К поисковым относят дальнесрочные (с периодом упреждения более 15–20 лет) или долгосрочные прогнозы (период упреждения 5-15 лет). Нормативный прогноз определяет пути решения проблемы, пути достижения какого-то оптимума на основе заранее заданных критериев. Это обычно среднесрочные (1–5 лет) или краткосрочные (до 1 года) прогнозы.

Многочисленные варианты методов прогнозирования объединяют в три большие группы:

1. Метод экстраполяции. В будущее экстраполируют тенденции, закономерности развития технической или научной системы, хорошо изученные по их проявлениям в прошлом и настоящем.

2. Метод моделирования. Объект прогнозирования представляют в упрощенном виде, исследуют модель объекта или явления, удобную для получения выводов прогнозного характера.

3. Метод экспертных оценок. Прогноз составляет эксперт (или группа экспертов), т. е. человек, способный достаточно объективно судить о перспективах развития избранного объекта или явления.

Сложность прогнозирования заключается в том, что, кроме развития самого избранного объекта, нужно учитывать еще и прогнозный фон — те внешние факторы, которые прямо или косвенно связаны с объектом прогнозирования и могут повлиять на его развитие. Факторов этих может быть так много, что зачастую даже использование быстродействующих ЭВМ не даст гарантии того, что влияние всей совокупности факторов, всего прогнозного фона оценено правильно. К примеру, таким фоном по отношению к космонавтике являются степень экономического развития страны, развитие наук (в частности, химии), развитие различных технологий и даже изменение политической ситуации в мире.

Решается, например, сугубо конкретная проблема — как будут меняться в будущем двигатели ракет. Казалось бы, достаточно знать, как развивалось двигателестроение до сегодняшнего дня, каково оно сейчас, и продолжать уже намеченные тенденции (метод экстраполяции). Однако можно заведомо сказать, что такой прогноз (если делается попытка дальнесрочного прогноза) будет ошибочным как в сроках, так и зачастую в своей основе.

Например, системы жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) интенсивно развивались в 50-х годах, что и привело к возможности поднять в космос спутники массой более тонны. Мощности двигателей быстро нарастали. Скорость истечения в двигателях, использующих химические реакции между компонентами топлива, ограничена величиной 5 км/с, а при использовании реакции свободных радикалов — около 25 км/с. Если бы тенденции к увеличению скоростей истечения продолжались, то быстро был бы достигнут предел и прогнозисты пришли бы к выводу о необходимости качественного скачка — непременной замене химических двигателей ядерными, причем созданию ядерных двигателей нужно было бы отдать приоритетное значение в нормативном прогнозе.

Однако на самом деле изменился прогнозный фон, и продолжать тенденцию наращивания удельного импульса стало нецелесообразно. Главным стало не достижение как можно больших полетных скоростей, а создание экономичных двигателей, способных при минимальной стоимости поднимать на орбиту максимальную массу.

Прогноз должен предвидеть развитие объекта с учетом возможных качественных скачков. Это уязвимое место любого прогноза. Предвидеть качественный скачок удается, если уже сейчас создана база для его появления. Смену химических ракетных двигателей ядерными можно было прогнозировать, поскольку уже в начале 60-х годов было ясно, что создать ядерный двигатель в принципе возможно. Причем чем меньший срок охватывает прогноз, тем он, естественно, более конкретен. Дальнесрочные прогнозы обычно лишь качественно рассматривают развитие объекта прогнозирования. Но на основе неконкретного дальнесрочного прогноза невозможно принимать решения, планировать деятельность.