Обитаемые космические станции - Бубнов Игорь

За исключением некоторых элементов (например, стартовый вес транспортных ракет должен быть более 6500 т), проект был основан на вполне реальных пред-посылках. Много внимания автор уделил проблеме облегчения станции. С этой целью он предложил создать искусственную тяжесть, равную лишь трети земной, а давление внутри станции сделать около 0,5 атм, но с повышенным содержанием кислорода и гелием вместо азота. Это должно, по мнению автора, существенно снизить требование к прочности конструкции, а значит, и вес станции. Источник энергии — экранированный атомный реактор, размещенный в. ступице колеса. Браун принципиально разработал специальный скафандр для перемещения и работы человека вне станции.

Уже в послевоенные годы советским ученым А.Штернфельдом была высказана интересная идея, которая должна существенно облегчить строительство больших космических станций. Штернфельд предложил собирать станцию на орбите не из специально доставляемых туда частей и элементов, а непосредственно из особым образом спроектированных последних ступеней ракет (рис. 41), используя под помещения емкости топливных баков. Позднее такую же мысль высказал Эрике, которого поддержал Браун. Последний даже переделал свой проект применительно к этой идее.

Рис. 41. ОКС, смонтированная из последних ступеней ракет (предложение А.Штернфельда)

Среди многочисленных проектов орбитальных научных лабораторий выделяется проект американского инженера Дарелла Ромика (1956 г.). Проект создания в космосе целого города с населением 20 тыс. человек (рис. 42) поражает смелостью, грандиозностью и размахом. Оставляя в стороне вопрос о целесообразности постройки в космосе лаборатории таких размеров, нельзя не отдать должного тщательной инженерной разработке проекта. Проект привлекает своей четкостью и несет в себе весьма остроумные идеи.

Рис. 42. Проект орбитальной станции Д.Ромика

Ромик плодотворно использовал также многие из идей, предложенных до него. Например, основные жилые помещения он предложил разместить в огромном вращающемся колесе с целью создания искусственной силы тяжести. Здесь же должны располагаться школы, больницы, театр, кино, спортивные площадки и магазины.

Основные научные лаборатории и вспомогательное оборудование предусматривалось разместить в невращающемся цилиндре диаметром 300 м и длиной около 1 км.

Особенно детально автор разработал процесс сборки станции, опираясь при этом на идею использования в качестве исходных элементов монтажа самих ракетных кораблей.

Полный срок строительства ОКС был рассчитан Д. Ромиком на 3,5 года, но выполнение научных работ должно было начаться значительно раньше.

Процесс строительства станции, по мысли конструктора, должен выглядеть так. Сначала третьи ступени двух ракет, достигнув расчетной орбиты, соединяются своими носовыми частями, предварительно претерпев некоторые изменения: хвостовая часть ракеты с двигателями и оперением разбирается и размещается впереди. Экипаж выходит наружу и начинает монтаж. Ракеты скрепляются тягами, тросами и шпангоутами. Топливные баки временно приспосабливаются под жилье и оборудование. К десятому дню после начала монтажа в линию последовательно соединены уже десять ракетных кораблей, причем носовые отсеки разбираются, а в качестве наружных панелей используются детали оперения.

К исходу четвертой недели вокруг основного стержня — трубы диаметром 3 м, составленной из корпусов ракет, начинают собираться и устанавливаться круглые шпангоуты диаметром 25 м. При этом вес огромных деталей не вызывает, конечно, каких-либо трудностей — в условиях невесомости перемещение их не требует почти никаких усилий, необходимо лишь точное управление.

К исходу десятой недели сборка первой секции диаметром 25 м должна быть закончена — это уже настоящая научная лаборатория. Работа в ней может начинаться. Одновременно монтируется жилое вращающееся колесо. Пока оно имеет в диаметре 160 м.

К концу двенадцатой недели должны быть собраны уже три секции диаметром 25 м каждая. Длина невращающейся части достигнет 300 м. Объем жилых помещений во вращающемся колесе значительно увеличится.

Через полгода после начала монтажа диаметр основных рабочих помещений будет доведен до 330 м, а диаметр колеса — до 500 м. К этому времени научные исследования будут проводиться уже в полном объеме. Но строительство продолжается. Через два года гигантский цилиндр достигнет своей проектной длины — более 1 км. Центральный стержень — труба — включит в себя в конечном итоге 49 ракет. На станции будут предусмотрены причалы для приема космических кораблей, которые ежедневно будут доставлять с Земли грузы и пассажиров.

Ромик дал несколько оригинальных решений по некоторым инженерным проблемам. Например, возможный дисбаланс колеса должен автоматически ликвидироваться с помощью специальных балансировочных грузов, перемещающихся внутри колеса в радиальных направлениях. Переход из вращающегося колеса в рабочие отсеки и обратно должен осуществляться с помощью движущейся по круговым рельсам специальной герметичной вагонетки.

В целом проект Ромика, конечно, не может представлять интерес даже для весьма отдаленного будущего. Едва ли предлагаемые размеры орбитальной станции будут необходимы на практике. Нетрудно себе представить, какое огромное количество вспомогательного оборудования потребуется для обеспечения такой станции. Вызывает сомнение и экономическая сторона этого проекта: снабжение космического города будет очень дорого стоить.

Нельзя, конечно, забывать о том гигантском скачке, который сделала техника со времени опубликования проекта. Тем не менее можно сделать важные замечания и по конструкции проекта. Едва ли, например, удобно размещать жилые помещения в плоском колесе такого диаметра. Очевидно, что центробежная сила, пропорциональная радиусу, будет различной в зависимости от расстояния до центра колеса. Следовательно, искусственная сила тяжести будет далеко не одинаковой для большинства обитателей этого огромного жилища.

ПРОЕКТЫ НАШИХ ДНЕЙ

Проекты ОКС в наши дни опираются на более реальный фундамент. В последние годы в зарубежной печати опубликовано несколько проектов орбитальных станций. Рассмотрим некоторые из них.

Проекты фирмы «Мартин» (США), 1960 г. Один из проектов этой фирмы представлен на рис. 43. Это летающая космическая лаборатория с экипажем из четырех — шести человек, рассчитанная на проведение геофизических, астрономических и биолого-медицинских исследований в условиях невесомости. Поэтому в конструкции станции не предусмотрено каких-либо способов создания искусственной силы тяжести. Это в свою очередь ограничивает срок работы экипажа лаборатории между сменами. Смена предусматривается раз в две — три недели. Продолжительность пребывания станции на орбите — один год. Высота орбиты станции — примерно 660 км. Конструктивно станция выполнена как цилиндр, имеющий двойные стенки. Такая конструкция вытекает из требований тепловой, противорадиационной и антиметеорной защиты. Внешний экран выполнен из бериллия, внутренняя стенка — алюминиевая. Внутри цилиндра располагаются исследовательские лаборатории: геофизическая, астрономическая, биохимическая и медицинская, а также центр управления. Специальная аппаратура поддерживает внутри кабины температуру 16–32 °C.

Рис. 43. Проект орбитальной станции жесткой конструкции фирмы «Мартин» (США): 1 — ракетный аппарат; 2 — центр управления; 3 — биохимическая лаборатория; 4 — медицинская лаборатория; 5 — астрономическая и геофизическая лаборатория; 6 — антенна; 7 — телескоп; 8 — телескопический рефлектор; 9 — космические лаборатории