Через два года после нас запускают в космос свою первую станцию американцы. Они назвали её «Скайлэб» — «Небесная лаборатория».
14 мая 1973 года. На стартовой площадке самая большая американская ракета «Сатурн–5». Высота её больше ста метров! Вес 3000 тонн! В головной части стоит «Скайлэб».
Старт проходит с неполадками. При разгоне, уже на второй минуте, со станции срывается защитный, противометеоритный экран. Потом разрушается одно из двух «крыльев» солнечных батарей. Ракета выводит искалеченную станцию на расчётную орбиту высотой 435 километров. Но тут выясняется, что оставшееся второе «крыло» солнечной батареи не раскрывается. Его заклинило каким-то осколком сорванного экрана. Станция лишена главного источника электроэнергии! А без защитного экрана она начинает накаляться солнечными лучами! Внутри катастрофически поднимается температура!
Космонавтов на станции пока нет. Но страшная жара в помещениях грозит испортить запасы пищевых продуктов, лекарств, фотоплёнки. Обивка стен из синтетики может дать ядовитые испарения.
Станция гибнет! Её надо срочно спасать!
Прежде всего, инженеры на Земле, управляющие станцией по радио, разворачивают её так, чтобы она меньше нагревалась солнцем. Срочно изготовляют три новых экрана разной конструкции. Грузят их в транспортный космический корабль «Аполлон». 25 мая его с космонавтами — командиром Чарльзом Конрадом, вторым пилотом Полем Вейцем и врачом Джозефом Кервином — отправляют в космос.
26 мая «Аполлон» стыкуется со станцией. Космонавты осторожно вплывают внутрь. Жара там всё ещё доходит до 50 градусов!
В этих тяжелейших условиях начинается ремонт. Космонавты выходят в космос и с трудом устанавливают один из новых экранов. Заслоняют корпус станции от солнца. Температура внутри начинает снижаться. Но очень мало электроэнергии. Ведь нет главных солнечных батарей. Надо во что бы то ни стало удалить осколок, заклинивший оставшееся «крыло». Задача трудная. Станция снаружи в этом месте совершенно гладкая. Там не за что держаться.
Из подручного материала Конрад и Кервин изготовляют кустарный поручень. Снова выходят в космос. Закрепляют поручень. Держась за него, Конрад добирается до крыла и ножницами выковыривает застрявший болт. Крыло раскрывается! Солнце освещает батарею! Она начинает работать! «Скайлэб» оживает!
Космонавты впервые разогревают себе пищу. Принимают горячий душ.
Станция спасена! Космонавты начинают нормальную работу.
«Скайлэб» большой. Как видите, он больше железнодорожного вагона. Длина его вместе с пристыкованным кораблём «Аполлон» 36 метров. Наибольший поперечник около 7 метров. Весит всё сооружение в целом больше 80 тонн.
Самая «толстая» часть станции — орбитальная лаборатория. В ней два отсека. Побольше — для научной работы. Поменьше — для жилья. Подобно «Салюту», в помещениях станции для удобства космонавтов сделаны полы и потолки. Только на «Салюте» пол шёл вдоль станции, и она поэтому была похожа на длинный, одноэтажный вагон. А на «Скайлэбе» полы сделаны поперёк. И его поэтому правильнее назвать многоэтажной башней. Жилой отсек разделён перегородками на отдельные комнатки. Здесь есть спальня, столовая, комната отдыха, спорткабинет, туалет. Под полом жилого отсека — большой бак для мусора. Вторая часть станции — шлюзовая камера. Это довольно узкая труба с двумя люками на торцах и одним сбоку, в наружной стенке. Если нужно выйти в космос, космонавты, надев скафандры, заплывают в эту трубу. Закрывают торцевые люки, выпускают воздух и, открыв боковой люк, выплывают наружу.
Третья часть станции — причальный отсек. На нём — два стыковочных узла, один на торце, другой сбоку. Со станцией могут одновременно стыковаться два корабля «Аполлон».
Подобно «Салюту», «Скайлэб» насыщен сложнейшей техникой. Есть на нём и «ориентация», и «жизнеобеспечение», и «радиосвязь», и всё прочее.
Много здесь и научной аппаратуры. Например, очень большой телескоп, вынесенный наружу, в сторону. Он состоит из восьми разных телескопов, соединённых в одну связку и нацеленных в одну сторону. Для питания всех механизмов этого очень сложного инструмента стоят свои солнечные батареи. Они расположены крестом и потому делают «Скайлэб» похожим на вертолёт.
Космонавты много и упорно работают. Наблюдают поверхность Земли — видят состояние посевов на полях, загрязнение озёр, рек и океанов, строение гор. Большую работу проводят с телескопом — изучают Солнце, фотографируют его разными способами.
Так проходит 28 дней. 22 июня космонавты переходят в корабль «Аполлон», отделяются от станции и благополучно приводняются в Тихом океане.
24 июня они встречаются с Леонидом Ильичом Брежневым, который как раз в это время находится в США. Вручают ему для передачи советским космонавтам памятный подарок — нож, которым они пользовались в полёте. На нём выгравировано: «Мы с Вами, как и Вы с нами, во всех космических полётах».
28 июля на станцию прибывает второй экипаж — командир Алан Бин, второй пилот Джек Лусма и учёный-астрофизик Оуэн Гэрриот.
Космонавты так давно ждали этого полёта, так хотели поскорее приступить к работе, что, не успев привыкнуть к невесомости, сразу начинают быстро двигаться, совершать резкие движения. Так делать нельзя. У них начинается головная боль, появляется головокружение, тошнота. С Земли поступает приказ — работу прекратить и выжидать. Обидно! Только 2 августа, на пятый день, космонавты чувствуют себя лучше. 6 августа Лусма и Гэрриот выходят в открытый космос и устанавливают новый, более совершенный экран для защиты станции от перегрева солнцем.
Чтобы наверстать упущенное, космонавты отказываются от выходных дней, сокращают часы отдыха. Кроме того, им вместо запланированных 56 разрешают пробыть на станции 59 дней. В результате программа выполняется полностью.
На станции живут привезённые с Земли пауки и рыбы. Их взяли, чтобы посмотреть, как они поведут себя в условиях невесомости. Пауки вначале растерялись и никак не могли сплести свою паутину. Но потом осваиваются, и паутина у них получается такая же правильная, как на Земле. Рыбы так и не могут привыкнуть к новым условиям. Плавают по спирали головой «вниз», к полу.
В ночь с 25 на 26 сентября второй экипаж возвращается на Землю.
Старт третьего экипажа происходит 16 ноября. На этот раз летят: командир Джеральд Карр, второй пилот Уильям Поуг и учёный-астрофизик Эдвард Гибсон.
Не обходится без смешных недоразумений.
Ещё при разгоне Поуг начинает плохо себя чувствовать. Космонавты, обсудив между собой эту неприятность, решают скрыть её от Земли. Боятся, что Поуга сочтут не пригодным для полёта и заставят всех троих вернуться назад. Но… они забыли выключить звукозаписывающее устройство. Разговор их оказался записанным на плёнку и вскоре вместе с прочими записями автоматически «считывается» земными радиостанциями. «Секрет» становится известен на Земле. Космонавты получают строгий выговор за попытку скрыть болезнь Поуга. Но их не возвращают. Разрешают продолжать полёт.
Состыковавшись со станцией, космонавты отправляются осматривать её. Проплывают сквозь пустую лабораторию. Вплывают в жилой отсек и… застывают от страха! Они видят три человеческие фигуры!..
Это шутка второго экипажа. Перед отлётом они сделали три чучела и нарядили их в костюмы космонавтов, чтобы напугать товарищей.
Третий экипаж решил не повторять ошибок своих предшественников и начинает привыкать к невесомости не спеша. Космонавты стараются меньше двигаться. Они даже удивляют товарищей, следящих за ними с Земли, своей «сонливостью».
Но это только первое время. Постепенно космонавты втягиваются в работу. 22 ноября Гибсон и Поуг уже выходят в открытый космос, чтобы сменить на телескопе кассеты с плёнкой, отремонтировать антенну. По радио они жалуются, что во время ремонта очень трудно удержать около себя инструменты. Ведь их в космосе никуда не положишь около себя. Невесомость! Инструменты уплывают!
В ночь на 1 января космонавты вполне по-земному встречают Новый год. Перед ними красуется пластмассовая метровая ёлка. Торжественно вскрываются пакеты с подарками от близких.
К концу срока космонавтов спрашивают, какие у них есть замечания по поводу бытовых удобств на станции. Космонавты говорят, что не мешало бы иметь телевизор для приёма развлекательных земных передач. Иллюминаторы слишком малы, и через них неудобно любоваться красотой земных пейзажей. Необходима стиральная машина, чтобы можно было чаще менять бельё. Надо разделить туалет и умывалку, а то приходится подолгу «висеть в очереди».
8 февраля 1974 года, пробыв в космосе рекордное время — 84 дня, космонавты благополучно возвращаются на Землю.
Они в прекрасном состоянии, здоровые и бодрые. Это вселяет надежду, что человек сможет выдержать даже длительные многомесячные путешествия на другие планеты. Например, на Марс, на Венеру.
Улетая, космонавты сфотографировали станцию. Вид у неё был, конечно, не очень «бравый». С одним крылом солнечной батареи. С кустарным «одеяльцем» вместо первоначального защитного экрана. Ну, что ж. Тем больше славы космонавтам, которые в космосе отремонтировали станцию и, несмотря на её неполноценность, всё же выполнили все запланированные работы.
Космонавты оставили станцию в исправном состоянии. Но больше пока на неё никого посылать не предполагается. Станция будет летать в космосе, постепенно теряя высоту, примерно до 1981–1984 годов. А потом погрузится в плотные слои атмосферы, резко затормозится, развалится на куски и сгорит.
10. СТРОИМ БОЛЬШУЮ, ДОЛГОВРЕМЕННУЮ
Помечтаем теперь: что же будет дальше?
Пройдёт несколько лет. Орбитальные станции прочно войдут в нашу жизнь. Станут обычными и… тесными. Аппетит приходит во время еды. Когда-то жили вообще без станций. А теперь не можем себе представить, что бы мы без них делали. Малы окажутся такие вот «вагончики», в которых могут жить и работать по три — четыре человека, не больше. Слишком много поручений будет от Земли. Не справиться. Не успеть. И понадобится создавать в космосе уже большие, вместительные станции, в которых смогут жить и работать десятки учёных и инженеров.
Строить придётся вам, ребята. Вы как раз к тому времени подрастёте. Станете рабочими-«золотые руки», инженерами, учёными.
Как же вы будете строить? Давайте подумаем.
На такой станции должны быть созданы для экипажа хорошие условия жизни.
Она должна иметь первоклассную научную аппаратуру.
Должна быть безопасна.
Должна иметь надёжную связь с Землёй.
Очевидно, что такую станцию по своей продуманности, сложности, насыщенности техникой можно будет сравнить, скажем, с большим научным океанским кораблём, прочным, хорошо оборудованным, комфортабельным.
Построить станцию на Земле и потом в готовом виде вывести в космос на орбиту не удастся. Мы уже говорили: чтобы вывести на орбиту одну тонну, нужна ракета весом в десятки тонн. Американцы своими огромными ракетами «Сатурн–5» выводили на околоземную орбиту за один приём грузы до ста тридцати тонн. Но ведь и это не выход. Большая станция, рассчитанная, скажем, на 50 человек, будет весить, по крайней мере, 500, а может быть, даже 1000 тонн! Нечего и мечтать выводить такие громадины сразу целиком. Надо с самого начала проектировать большие станции разборными и выводить их в космос по частям.
Конечно, никто не собирается выводить в космос на орбиту груды мелких деталей и заниматься там кропотливым монтажом. Немыслимо строить в пустоте в невесомости так, как, например, на Земле строят морские корабли. Сваривать из ребер-шпангоутов каркас. Обшивать его листами металла. Монтировать внутри оборудование.
Люди в скафандрах в открытом космосе работать могут. Но это очень трудно. Гораздо удобнее поднимать в космос полностью готовые «секции» будущей станции. И там, на орбите, состыковывать их.
Необходимо, чтобы все части будущей станции не только по размерам и весу, но и по форме были удобны для доставки в космос. Они должны помещаться в ракете. «Вписываться» в неё. А лучше прямо ставиться на неё, как космический корабль. Именно поэтому и станция «Салют», и станция «Скайлэб» были сделаны в форме цилиндров. Получалось как бы продолжение самой ракеты. Удобно.
Человек хоть и может довольно долго находиться в невесомости, всё же она затрудняет работу и усложняет быт. Поэтому надо придумать что-либо такое, что заменило бы тяжесть на орбитальных станциях.
Учёные и инженеры уже давно предложили остроумную вещь. Если станцию вращать, то все предметы, находящиеся внутри неё, будут прижиматься к наружным стенкам. Работает центробежная сила. Она хорошо знакома нам. Например, когда мы едем в автобусе стоя и автобус на полном ходу круто заворачивает, нас отбрасывает к наружному борту. Иной раз так сильно навалишься на соседей, что, пока не закончится поворот, никак не выпрямиться.
Центробежная сила возникает при вращении. А поворот автобуса ведь тоже вращение. Только автобус, поворачивая, успел сделать лишь часть оборота. А если бы он начал ездить по кругу не останавливаясь, то мы бы прочно «прилипли» к наружному борту и лежали на нём, пока автобус не остановится.
Так вот, учёные и инженеры предложили орбитальные станции вращать, а их «наружный борт» сделать не стенкой кабины, а её полом. И тогда космонавты, упав на него, встанут и пойдут по нему ногами. Центробежная сила будет всё время прижимать их к этому полу, и они никуда не уплывут.
Такая искусственная тяжесть ничем не отличается от настоящей. И предметы все спокойно лежат на своих местах. И вода, как ей положено, льётся из крана. И самочувствие человека нормальное. И можно ходить по полу, как на Земле.
К сожалению, для получения тяжести, такой же, как на Земле, надо вращать станцию довольно быстро. Может закружиться голова. Поэтому решили создавать на станции тяжесть уменьшенную. Например, в пять раз. Этого вполне достаточно, чтобы ни человек, ни его вещи не летали. Чтобы кости и мышцы человека не изнеживались. А вращение при этом будет гораздо медленнее.
Если сделать станцию, например, в виде колеса диаметром 50 метров, то вращать её нужно со скоростью всего три оборота в минуту. Голова не закружится. А жизнь будет почти земная.
Вращение хорошо для самочувствия космонавтов, но плохо для их работы. Представьте себе, что на станцию прибыл с Земли корабль. Как ему причалить к пристани, которая кружится, как карусель? Как учёным на вращающейся станции наблюдать Землю или звёзды, если те плывут мимо иллюминаторов? Поэтому какая-то часть станции обязательно должна быть неподвижной. Если мы сделаем станцию в форме колеса, то удобнее всего у этого колеса сделать неподвижную ось. Колесо будет вокруг неё вращаться. Внутри оси люди будут работать, находясь в состоянии невесомости. А в колесе в состоянии весомости проводить всё остальное, нерабочее время.
Теперь подумаем, какие опасности подстерегают обитателей станции в космосе.
Во-первых, — метеориты. Крупных в космосе мало. А вот мелких сколько угодно. Летят они в космосе во много раз быстрее ружейной пули. И каждое попадание — угроза пробить обшивку. Что делать? Можно сделать у станции двойные стенки. Пусть пробивает наружную стенку. Ослабнет от удара и внутреннюю не пробьёт. Во внутренней стенке можно проложить резиновую прокладку, которая сама «заплывёт» и закроет дырку. На случай удара большого метеорита надо всю станцию разделить на отсеки. Как это делают, например, в подводных лодках. Между отсеками — герметические двери, которые всегда плотно закрыты и не пропускают ни капельки воздуха. Если метеорит пробьёт стенку одного отсека, то воздух вытечет в космос только из него. Остальные не пострадают. А для людей, которые в момент аварии окажутся в этом отсеке, надо сделать маленькие кабинки, в которые они смогут быстро вбежать, захлопнуть за собой дверь и пробыть там, пока придут спасатели.
Вторая опасность, которая всегда подстерегает космонавтов на станции, это радиация. Что это такое?
Весь космос пронизывают так называемые космические лучи. Но, строго говоря, это вовсе не лучи. Это быстро летящие осколочки крохотных, невидимых глазу атомов.
Представьте себе ураганный ветер, несущий мелкий песок. Ударяя нас по лицу, песчинки больно колются, как иголочки. Но проткнуть нас не могут, отскакивают. А вот эти, космические атомные частички, во-первых, в миллионы раз мельче песчинок, во-вторых, в миллионы раз быстрее летят. И тут получается уже совсем другое. Они не отскакивают. Они пролетают сквозь нас так же легко, как те песчинки пролетали сквозь дым. Пронизывают и стены каменных домов, и металлические стенки космических кораблей. Вонзаются глубоко в Землю. Их можно обнаружить даже в тоннелях метро.
Такое «простреливание» нас с вами происходит ежедневно и всюду. Каждая такая крохотная «пуля» на своём пути расшибает по крайней мере тысячи клеток нашего организма. Мы не падаем замертво и прекрасно себя чувствуем только потому, что частички эти, по счастью, летят не густо, а клеток в нашем теле так много, что потерю каких-то тысяч из них мы даже не замечаем.
Но на высотах от пятисот километров и выше Землю опоясывают густые потоки этих частиц. Они называются радиационными поясами. «Нырять» в них не рекомендуется. Можно заболеть лучевой болезнью и даже погибнуть. Поэтому космические корабли и орбитальные станции запускают на орбиты не выше пятисот километров.
Но самое опасное для космонавтов — это солнечные вспышки. Бывает так: на Солнце вдруг всплывёт из глубин облако особо раскалённого газа. Появляется ослепительно яркое пятно. Поднимаются в космос колоссальные языки пламени. И разлетается во все стороны «огненная пыль», мельчайшие «брызги» солнечного вещества. А это те же осколочки атомов. Они долетают до окрестностей нашей планеты — и в космосе сразу становится смертельно опасно.
Поэтому, создавая орбитальные станции, обязательно надо думать о радиационной защите. Постоянно наблюдать за Солнцем. Сделать радиационные убежища — особые кабинки, обшитые, например, свинцом — металлом, который хорошо защищает от радиации. В эти кабинки космонавты будут прятаться на то время, пока налетевшее облако частиц не умчится дальше в космос, не рассеется.
Люди давно уже пытались представить себе, какими будут эти огромные орбитальные станции. Сперва просто фантазировали. Потом пытались делать эскизы, наброски на основе расчётов.
Если оглянуться назад, можно увидеть много очень любопытных и красивых проектов.
В 1948 году английские инженеры Росс и Смит опубликовали проект станции с огромным вогнутым зеркалом. Они хотели с его помощью собирать в одну точку солнечные лучи, кипятить воду и полученным паром вращать турбины, вырабатывать электроэнергию. А торчащая в сторону «ручка» не вращается. К ней причаливают корабли. В ней есть помещения для научной работы.
В 1953 году немецкий инженер Браун, живущий в США, обнародовал подробный проект огромной военной космической станции с экипажем в 300 человек. Это целый мощный «линкор», согнутый в кольцо.
Мы приводим также проекты некоторых советских авторов.
Очень эффектна станция, макет которой в своё время демонстрировался в Москве на Выставке достижений народного хозяйства.
Красивое «колечко» спроектировал московский учёный Штернфельд.
Но все авторы этих «кольцевых» проектов не задумывались над тем, как строить их станции. Ведь в то время космическая эра ещё не началась. Даже не был ещё запущен первый спутник. Только теперь стало ясно, что станции надо собирать на орбите из готовых секций. А секции эти должны иметь форму, удобную для доставки в космос. Они не могут быть изогнуты, как части колеса. Поэтому стали появляться проекты, в которых станции состоят уже из цилиндрических частей.
Таков, например, проект, сделанный в 1960 году американской фирмой «Локхид». Это квадратная рама, составленная из цилиндров. Здесь, конечно, ось неподвижна, а рама вращается.
В 1962 году фирма «Норт Америкен Авиейшн» опубликовала проект станции в виде шестиугольника. Это, собственно, уже знакомое нам колесо, только сделанное из прямых кусков труб. Поскольку этому колесу катиться по дороге не придётся, форма шестиугольника ему не помешает.
Во всех проектах, как видите, предусмотрена искусственная тяжесть.
Все эти станции вращаются. И почти все имеют в центре, по оси, неподвижную часть.
Орбитальные станции будут создаваться не на месяц и не на год. Надо будет, чтобы между ними и Землёй постоянно курсировали транспортные космические корабли. Они будут снабжать станции всем необходимым: топливом, продовольствием, водой, кислородом, аппаратурой и материалами для работы. Они будут время от времени сменять на станции людей. Одних везти туда, других забирать оттуда обратно на Землю.
Сегодня таким транспортным кораблём служит наш «Союз». Но ведь это корабль, который используется только один раз. Его запускают в космос. Он стыкуется со станцией. Потом отделяется от неё и возвращается на Землю. Но как возвращается? Притормозив, начинает снижаться к атмосфере. А войти в неё не может! Это самое обидное! Врезавшись в атмосферу с огромной скоростью, он попросту сгорит в ней! Поэтому от корабля отделяют кабину космонавтов. Она маленькая, круглая, покрыта огнеупорным материалом. Обгорев лишь снаружи, она вязнет в атмосфере. Потом на парашюте мягко опускается на Землю.
А корабль в атмосфере сгорает.
Получается слишком дорогое удовольствие!
Но так будет не всегда. Учёные и инженеры давно уже разрабатывают транспортный корабль «многоразового действия». Это будет что-то среднее между самолётом и ракетой. С Земли он сможет взлетать в космос, как ракета, а садиться на Землю — как самолёт. Для этого у него будут крылья, рули, двигатели, колёса — всё, что необходимо для посадки. Он осторожно войдёт в атмосферу, начнёт медленно погружаться в неё, чтобы не сгореть. А потом, маневрируя, как самолёт, совершит посадку на нужном аэродроме.