Святослав Славин - Тайны военной космонавтики

Причем европейские специалисты не только размышляли, но и действовали и набирали практический опыт. Это их усилиями, к примеру, был спроектирован для НАСА лабораторный модуль «Спейслэб» («Spacelab»), вмещающийся в грузовой отсек «Спейс Шаттла» и предназначенный для проведения исследований и экспериментов на околоземной орбите.

А в начале 80-х годов те же европейские фирмы «МВБ» и «Алиталия», что создали «Спейслэб», разработали концепцию и Европейской орбитальной станции «Колумбус». Ее стоимость оценивалась 1,75 млрд. долларов, что не так уж дорого по космическим меркам.

Однако в это время президент Рональд Рейган призвал европейские страны присоединиться к строительству станции «Фридом», политики надавили на инженеров, и модуль «Колумбус» решили использовать в составе международной станции.

С созданием «Фридома», как вы знаете, тоже ничего не получилось. Программа плавно перешла к созданию «Альфы», а та в конце концов выродилась в программу МКС. Однако европейцы и по сей день недовольны тем, что их люди работают на орбите лишь в составе экспедиций посещения.

Поэтому Европейское космическое агенство не поставило еще креста и на проекте создания независимой, «свободно летящей» научно-исследовательской платформы МТФФ (MTFF — сокращение от «Man Tended Free Flying platform»), разработанном еще в 1986 году.

Правда, в 1991 году программа Европейского космического агентства была серьезно пересмотрена и некоторые проекты пошли под сокращение. В частности, из программы развития были вычеркнуты французский корабль «Гермес» и немецко-итальянская платформа МТФФ.

Тем не менее европейцы продолжают сопротивляться американскому диктату. В частности, не так давно Британское аэрокосмическое объединение БАЕ («British Aerospace Ltd.») выдвинуло свой, альтернативный проект Европейской космической станции. В отличие от проекта «Колумбус» эта станция должна собираться из модулей, каждый из которых представляет собой отдельный космический корабль. Однако и на этот проект у европейцев пока нет достаточного количества свободных денег.

КОСМИЧЕСКОЕ «НАДУВАТЕЛЬСТВО». Американцы тем временем тоже не сидят сложа руки. Потерпев очередное фиаско при катастрофе «Шаттла» «Колумбия» — уже второй за историю существования многоразовых космических кораблей, НАСА было вынуждено пересмотреть реестр доставляемых на орбиту грузов. Ведь наши «Прогрессы» далеко не столь вместительны, как «челноки».

В частности, на МКС до сих пор катастрофически не хватает места. Но даже если в мае 2005 года, как обещают американцы, полеты «Шаттлов» снова возобновятся, самый большой модуль, который они смогут взять с собой, ограничен габаритами грузового отсека «Шаттла». А он составляет 4,5 м в ширину на 18 м в длину. А для перевозки на российском «Протоне» модуль должен быть еще уже. Плюс он должен быть максимально легким, потому что вывод на орбиту каждого килограмма коммерческой нагрузки обходится в 25 000 долларов.

Поэтому в НАСА, в Космическом центре имени Джонсона, разрабатывают ныне модуль совершенно нового типа, а именно… надувной!

Основу модуля, который разработчики назвали «TransHab», составляют углеродные волокна, которые образуют силовой каркас. Сверху оболочка из легкой некстелевой пены. Она, как своеобразная подушка, гасит энергию микрометеоритов, постоянно бомбардирующих поверхность станции.

Между тем энергия маленького камешка, летящего со скоростью 7 км/с, в 50 (!) раз больше, чем у пули крупнокалиберного пулемета! Поэтому под пеной у «TransHab» лежит еще три слоя кевлара — материала, из которого шьют бронежилеты. И наконец, чтобы сделать стенку модуля еще более прочной, в материал вплетены углепластиковые ленты.

В итоге максимальный размер частицы, которая безопасна для «TransHab», — 1,8 см, в то время как алюминиевый модуль МКС может выдержать частицы диаметром только 1,3 см.

Однако в космосе еще одна опасность, которая не всегда оценивается адекватно. Грузовые корабли и «Шаттлы» тоже несут в себе потенциальный риск. Размеры и инерция многотонных космических бродяг могут быть причиной очень неприятных последствий. Как уже говорилось, при таком столкновении с грузовым кораблем «Прогресс» станция «Мир» была частично выведена из строя. «TransHab» в таком случае, спружинив, просто отлетит в сторону. Он же надувной!

И еще одна деталь: «TransHab» создавался как жилище на орбите, и его конструкция позволяет «быть как дома», находясь намного дальше от Земли. В надувных куполах, к примеру, могут разместиться первые «марсиане», прилетевшие туда с Земли. Впрочем, и на нашей планете ему найдется работа — надежный модуль идеально подходит для жилья исследователей в отдаленных уголках мира или рабочих-нефтяников.

Кстати, аналогичные конструкции разрабатываются и нашими специалистами из Центра имени Г.Н. Бабакина. Накопив тридцатилетний опыт в возведении пневмоконструкций, в том числе и в суровых условиях Арктики, они теперь переносят его и в космос.

Если все пойдет, как запланировано, первые пневматические модули должны появиться на орбите уже в текущем десятилетии.

КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ А теперь давайте поговорим еще об одной любопытной конструкции, с помощью которой дорога на орбиту, к тому же надувному модулю станет намного короче и проще.

Обычно бывает как? Фантасты высказывают какую-то идею, а инженеры затем пытаются ее осуществить. В данном же случае все обстоит как раз наоборот: фантасты не поспевают за фантазиями инженеров. Судите сами…

Еще 31 июля 1960 года «Комсомольская правда» опубликовала статью ленинградского инженера Юрия Арцутанова. Именно в ней впервые рассказывалось о принципе действия «внеземного» подъемника.

Потом идею подхватили другие специалисты, а всем известный английский писатель-фантаст Артур Кларк подробно описал ее в своем романе «Фонтаны рая».

Внешне все выглядит вроде бы просто. Главный элемент подъемника — трос, один конец которого крепится на поверхности Земли, другой — теряется в далеком космосе на высоте около 100 тысяч км (это примерно четверть расстояния до Луны). Причем, несмотря на то что второй конец троса может быть попросту оставлен в пространстве, он будет натянут, как струна.

Вся хитрость в том, что, подчиняясь законам физики, трос этот окажется под воздействием двух могучих разнонаправленных сил.

Чтобы понять их природу, вспомним доморощенный опыт. Привяжите к бечевке какой-нибудь предмет и начинайте раскручивать его. Как только предмет приобретет некую скорость, веревка тут же натянется. Почему? Да потому, что на предмет действует центробежная сила. А на саму веревку — сила центростремительная, которая и натягивает ее.

Нечто подобное произойдет и с поднятым в космос тросом. Любой объект на его верхнем конце или даже сам свободный конец будет вращаться подобно искусственному спутнику нашей планеты. Стало быть, на этот конец будет действовать центробежная сила. Одновременно на тот же трос будет действовать и противоположная сила — земного притяжения. И тем ощутимее, чем ближе он находится к Земле. А чем дальше в космос, тем, наоборот, энергичнее проявляется центробежный фактор. При определенных условиях две противоположные силы уравновешивают друг друга. Происходит это, когда центр массы гигантского каната находится на высоте 36 тысяч км, то есть на так называемой геостационарной орбите.

Именно там находящиеся искусственные спутники висят неподвижно над Землей, совершая вместе с ней полный оборот за 24 часа. Вот из этой как бы срединной точки лифтовый канат и должен идти вниз, к Земле. В этом случае огромный кабель будет не только натянут, но и сможет постоянно занимать строго определенное положение — вертикально к земному горизонту, точно по направлению к центру нашей планеты.

А дальше, используя эту рукотворную вертикаль, можно отправлять кабины в космос и опускать их на Землю.

Именно этот способ путешествия в космос и был описан в романе Артура Кларка, вышедшем в свет в 1978 году. Идея Арцутанова, таким образом, приобрела всемирную известность. Вот только воплотить в жизнь ее почему-то никто не торопился. А все потому, что в схеме имелось одно слабое звено. Неизвестно было, на чем подвешивать кабину космического лифта. Если использовать обычный стальной трос, то простейший расчет показывал: он порвется под воздействием собственной тяжести уже при длине 50 км.

Артур Кларк в своем романе предложил заменить сталь на легкий и очень прочный кевлар. Однако, во-первых, где взять такое количество дефицитного и достаточно дорогого материала? А во-вторых и в главных, даже при изобилии кевлара длину каната можно увеличить лишь на сотню-другую километров, то есть достичь орбит низко летящих спутников. На большее и прочности кевлара не хватит…