Орбитальные станции

Орбитальные станции - большие искусственные спутники, длительное время функционирующие на околоземных, окололунных или околопланетных орбитах. Орбитальные станции могут быть пилотируемыми или автоматическими. Пилотируемые орбитальные станции между сменами экипажей космонавтов работают в автоматическом режиме.

В отличие от автоматических искусственных спутников и пилотируемых космических кораблей орбитальные станции предназначены для выполнения длительных комплексных программ научно-технических и прикладных исследований околоземного пространства, Земли, небесных тел, а также исследований в области биологии и медицины, материаловедения, метеорологии и других областях науки и испытаний новых космических систем и оборудования.

Масса и габариты орбитальной станции, длительность ее функционирования и численность экипажа определяются способом сборки орбитальной станции и возможностями ее снабжения расходуемыми материалами (топливо, пища, вода, кислород и другие).

Возможны два способа создания орбитальных станций. При первом способе станция полностью собирается на Земле и выводится на орбиту одной ракетой-носителем. В этом случае масса и габариты орбитальной станции ограничены возможностями ракеты-носителя, в связи с чем способ пригоден для сборки орбитальных станций массой, не превышающей 100-150 тонн. При втором способе сборка осуществляется непосредственно на орбите из самостоятельных блоков, секций, элементов или космических кораблей, которые выводятся несколькими ракетами-носителями. Этот способ позволяет в принципе создавать орбитальные станции любой массы, объема, размеров.

Создание пилотируемых орбитальных станций длительного функционирования требует решения сложных научно-технических и медико-биологических проблем. Одна из наиболее важных - встреча на орбите и стыковка космических аппаратов. Первая ручная стыковка осуществлена 16 марта 1966 года экипажем американского космического корабля "Джемини-8" с ракетой "Аджена". Впервые автоматическая встреча и стыковка на орбите осуществлена 30 октября 1967 года советскими спутниками "Космос-186" и "Космос-188". Решение этой и ряда других принципиальных проблем позволило СССР и США создать долговременные пилотируемые орбитальные станции со сменяемыми экипажами.

Всего до 1 июля 1980 года было запущено 7 орбитальных станций: шесть советских типа "Салют" и американская "Скайлэб". На станциях "Салют" работало 16 экипажей (29 космонавтов), на станции "Скайлэб" - 3 экипажа (9 космонавтов).

Орбитальная станция "Салют" была запущена 19 апреля 1971 года. В начале июня на станцию был доставлен первый в истории космонавтики экипаж в составе космонавтов Г.Т.Добровольского, В.Н.Волкова и В.И.Пацаева. Они выполняли в течение 23 суток обширную программу исследований и экспериментов: астрофизических наблюдений, испытаний в различных режимах работы бортовых систем, наблюдений и фотографирования земной поверхности, атмосферных образований, метеорологических явлений, разносторонних медико-биологических исследований. При возвращении на Землю из-за разгерметизации спускаемого аппарата космонавты погибли.

На последующих станциях "Салют" были проведены длительные экспедиции. Так, космонавты П.И.Климук и В.И.Севастьянов работали на станции "Салют-4" свыше двух месяцев. Наиболее совершенная из орбитальных станций этого типа - "Салют-6", запущенная 29 сентября 1977 года. В отличие от предыдущих орбитальных станций у этой станции два стыковочных узла, что позволило причаливать к станции двум космическим кораблям одновременно. На базе станции "Салют-6" были созданы орбитальные научно-исследовательские комплексы, включавшие также транспортные космические корабли "Союз" и грузовые автоматические корабли "Прогресс". С помощью "Прогрессов" была решена проблема доставки на станцию топлива для двигательных установок, расходуемых материалов для обеспечения жизнедеятельности экипажа, оборудования для замены исчерпавшего свой ресурс, а также новой научной аппаратуры.

Грузовой корабль "Прогресс" был создан на базе космического корабля "Союз". Он выводится на орбиту с помощью той же ракеты-носителя, что и "Союз". При общей массе 7000 килограммов "Прогресс" способен доставить на околоземную орбиту 2300 килограммов грузов, в том числе 1000 килограммов топлива.

Общая масса научно-исследовательского комплекса (станция "Салют-6" плюс два транспортных корабля) - 32,5 тонн, масса самой станции - 18,9 тонн; общая длина орбитального комплекса - 29 метров (станции - 15 метров), максимальный диаметр станции - 4,15 метров, размах с развернутыми панелями солнечных батарей - 17 метров. В станции "Салют-6" можно выделить пять отсеков.

В рабочем отсеке размещается основное оборудование станции. Из этого отсека экипаж управляет станцией, работает во время проведения большинства исследований, здесь космонавты отдыхают, спят, принимают пищу. На переходном отсеке установлен один из двух стыковочных узлов станции. Второй стыковочный узел расположен на промежуточной камере. В переходном отсеке космонавты ведут наблюдения через 7 окон-иллюминаторов. Этот отсек используется также в качестве шлюзового. Через него космонавты выходят в открытый космос. В негерметичном агрегатном отсеке размещается двигательная установка станции и другое оборудование, а в отсеке научной аппаратуры - крупные приборы, например субмиллиметровый телескоп.

В 1978-1980 годах на станции "Салют-6" работало 10 экипажей, в том числе три самые длительные в истории космонавтики экспедиции: одна продолжительностью 96 суток (космонавты Ю.В.Романенко и Г.М.Гречко), другая - 140 суток (космонавты В.В.Коваленок и А.С.Иванченков), третья - 175 суток (космонавты В.А.Ляхов и В.В.Рюмин) - и четыре международных экипажа, в состав которых входили космонавты из братских социалистических стран - ЧССР (В.Ремек), ПНР (М.Гермашевский), ГДР (З.Йен) и ВНР (Б.Фаркаш). Космонавты провели интересные исследования, выполнили много важных для науки и народного хозяйства экспериментов. В своих наблюдениях они использовали субмиллиметровый телескоп БСТ, массой 650 килограммов с диаметром главного зеркала 1,5 метра, гамма-телескоп "Елена", радиотелескоп КРТ-10, фотоаппаратуру МКФ-6М, изготовленную в ГДР и позволяющую делать снимки земной поверхности в 6 зонах спектра электромагнитных колебаний. С помощью электронагревательных установок "Сплав" и "Кристалл" экипажи выполнили цикл технологических экспериментов. Большое значение для дальнейшего развития пилотируемых полетов в космосе имели медико-биологические исследования.

Фотографирование и визуальные наблюдения, которые ведут космонавты с орбитальных станций, имеют огромное значение для изучения Земли и ее природных ресурсов. Эти исследования уже сейчас приносят весомый экономический эффект. Они открывают необычайно широкие возможности для дальнейшего развития сельского и лесного хозяйства, гидрологии, океанографии, геологии, метеорологии и других областей народного хозяйства, позволяют также улучшить контроль за состоянием природной среды. Все это имеет большое значение в наше время. Приведем примеры того, как результаты исследований, проводимых космонавтами, используются на практике.

Космонавты В.А.Ляхов и В.В.Рюмин в ходе наблюдений с орбитальной станции "Салют-6" обнаружили в Тихом океане вблизи Курильских островов полосу планктона протяженностью до 1000 километров. А где планктон, там и скопления рыбы. Данные были переданы тем, кто вел поиск и лов в океане различных видов промысловых рыб. Предыдущий экипаж орбитальной станции - космонавты В.В.Коваленок и А.С.Иванченков - внес большой вклад в разработку методов определения рыбных запасов по результатам визуальных наблюдений с околоземной орбиты. Проверка их сообщений подтвердила, в частности, мнение ученых о перспективности для промысла рыбы районов, расположенных вдали от берегов.

Работу в этом направлении продолжили космонавты В.А.Ляхов и В.В.Рюмин, которые успешно проводили поиск богатых рыбой участков океана. В результате их усилий туда были своевременно направлены флотилии рыбопромысловых судов, улов значительно увеличился. Рыбное хозяйство страны получило ощутимую экономию средств.

Второй пример - космическое материаловедение, которое в будущем позволит создать совершенно новые материалы и коренным образом преобразовать технологию изготовления традиционных. На орбитальной станции "Салют-6" космонавты проводили пайку металлов, изучали поведение расплавленных материалов в состоянии невесомости и их затвердение, изучали возможности получения новых материалов, синтез сложных систем, неосуществимый в земных лабораториях, а также исследовали процессы плавления металлов и рост кристаллов полупроводников. Космонавты выполнили интересные технологические эксперименты на установках "Сплав" и "Кристалл".

Результаты этих опытов уже в ближайшем будущем найдут применение в новейших отраслях науки и техники - микроэлектронике, инфракрасной технике, "генной инженерии" и других. И таких примеров можно было бы привести еще немало. Создание орбитального научно-исследовательского комплекса "Салют-6"-"Союз"-"Прогресс" - выдающееся достижение советской космической науки и техники, открывающее новые пути развития космических исследований.

Американская орбитальная станция "Скайлэб" была запущена 14 мая 1973 года. На ней работали 3 экипажа космонавтов, которые доставлялись на станцию на космическими кораблями "Аполлон" (Ч.Конрад, Дж.Кервин, П.Вейц с 25 мая по 22 июня 1973 года; А.Бин, О.Гэрриот, Дж.Лусма с 28 июля по 26 сентября 1973 года; Дж.Карр, У.Поуг, Э.Гибсон с 16 ноября 1973 года по 8 февраля 1974 года). Масса орбитальной станции "Скайлэб" около 85 тонн. Основные задачи работы космонавтов на станции: медико-биологические исследования, наблюдения Солнца, изучение природных ресурсов Земли, технологические эксперименты.

Советские ученые и специалисты считают орбитальные станции магистральным путем проникновения человека в космос. С их помощью могут быть решены наиболее крупные и принципиальные задачи дальнейшего изучения и освоения космического пространства. Орбитальные станции могут служить базами для сборки на орбите массивных пилотируемых космических кораблей, предназначенных для полета к другим планетам Солнечной системы, а также причалами для возвращающихся из дальнего рейса космических кораблей. Существуют проекты создания на околоземных орбитах автоматических орбитальных станций-коллекторов солнечной энергии, которая затем в виде микроволнового луча передается на Землю. Технологические эксперименты, которые космонавты проводят на современных орбитальных станциях, могут в дальнейшем привести к созданию крупных орбитальных заводов для производства в космосе разнообразных материалов. А если заглянуть в далекое будущее, увидим воплощенной мечту гениального русского ученого К.Э.Циолковского об "эфирных" поселениях в космосе, где будут жить и работать десятки и сотни тысяч землян.

Энциклопедический словарь юного астронома, 1980 год