После катастрофы «Колумбии» много говорят о том, что теперь обслуживание космоса ляжет на наши плечи. Теперь конкурентов отечественным «прогрессам» не будет. Но это принесет не только формальные изменения в жизнь космонавтов. От того, кто будет доставлять грузы на орбиту, зависит главное — что за грузы туда будут доставлять
КОСМИЧЕСКОЕ НАДУВАТЕЛЬСТВО
У нас не принято жаловаться на бытовые условия, тем более космонавтам, но побывавший на российской станции американец Джерри Лайненджер пишет в своей книге: «Работа на борту «Мира» — это каждодневная борьба за выживание»
Итак, МКС, скорее всего, не будет законсервирована. Земляне не собираются бросать свой первый большой околоземный проект. Когда станция будет полностью собрана, ее длина составит 108 м, ширина — 88 м, масса превысит 450 тонн, а внутреннее пространство будет эквивалентно двум «боингам-747». Но уже к 2005 году она разрастется настолько, что для ее обслуживания понадобится постоянный экипаж приблизительно из пяти человек. И вот тут-то перед человечеством встанет задача, которой оно еще не решало никогда: впервые на орбите придется создать настоящий дом.
В прошлом веке человек покорил космос, но покорить — не значит остаться и сделать пригодным для жилья. Сегодня люди настроены по-другому: они начали задумываться не о покорении, а о том, что нужно сделать для того, чтобы космос стал в будущем их домом. Конечно, люди жили на орбите и раньше. Но это было не житье, а скорее существование: «Восток», доставивший Гагарина в космос, представлял собой лишь крохотную капсулу в виде шара с креслом посередине. Ее диаметр не превышал двух метров. Первый космонавт находился на орбите всего 1 час 48 минут, но вряд ли был способен выдержать в таких условиях много больше.
Следующие полеты были более длительными, более многочисленными, но никоим образом не более комфортными. Однако спустя некоторое время Советский Союз проиграл битву за Луну. И это дало громадный толчок в развитии космонавтики в нынешнем ее виде. Ведь пока американцы строили ракеты на пределе технических возможностей, мы обживали космос. Но жизнь всегда расставляет приоритеты — сегодня ясно, что лунные базы «не светят» человечеству еще как минимум лет 50. А советский опыт многодневных пилотируемых полетов нужен сегодня строителям космического дома как никогда.
Всем понятно, что место, где космонавты проводят порой месяцы, должно быть не просто космической лабораторией. Увы, понятное не всегда было доступным. На первой в мире космической станции «Салют-1» условия были совершенно спартанскими — впрочем, пилотируемый полет длился всего 23 дня. Вышедшие в 1977 году на орбиту «Салют-6» и в 1982 году «Салют-7» были намного комфортнее. Пожелания космонавтов учли, и их работа перестала быть адской: на борту появились цветной телевизор, душ, столовая, удобные спальные места, спортивные тренажеры. «Мир», до последнего времени бывший домом для 28 экспедиций, был большим шагом вперед в области комфорта по сравнению с первыми орбитальными станциями.
Однако лишь в перечислении на бумаге список благ цивилизации на орбите выглядит хорошо. У нас не принято жаловаться на бытовые условия, тем более космонавтам, но побывавший на российской станции американец Джерри Лайненджер пишет в своей книге: «Работа на борту «Мира» — это каждодневная борьба за выживание». И действительно, в космосе даже умывание становится проблемой. Вода в невесомости покрывает тело особым слоем, который не снимешь полотенцем. Десять литров воды, отведенные каждому космонавту для душа, норовят не отмыть тело, а разлететься по душевой кабине. Во время сна нужно тщательно зафиксировать тело вместе со спальным мешком, иначе поток воздуха от вентилятора утащит спящего в «дальний угол». Телевизионный сигнал на орбите принимать невозможно, а несколько кассет из видеотеки приедаются очень быстро.
Но главное, чего всегда не хватает космонавтам, — место. В отсеках всегда тесно, потому что сначала оборудование, а только потом люди. 85 процентов площади покойного «Мира» было заполнено стойками с научной аппаратурой. Поговорка «Не спи там, где работаешь» к космонавтам пока не подходит... Два года назад на МКС все было еще хуже: первый дом экипаж обрели лишь 12 июля 2000 года, когда к станции был пристыкован российский модуль «Звезда». Формально в нем был жилищный модуль. Фактически он представлял собой проход, на стенах которого закрепляется оборудование. Первая команда МКС — Бил Шепард, Сергей Крикалев и Юрий Гидзенко — жила среди коричневых стен, их спальные мешки крепились за стойками с оборудованием, крошечный туалет и отсутствие душа довершали картину. Однако даже это было огромным прогрессом: до этого на станции вообще нельзя было задерживаться длительное время.
Если очень-очень упростить, каждый модуль МКС представляет собой алюминиевую бочку больших размеров. Казалось бы, чего проще: затащил бочку на орбиту, пристыковал к станции, и вот тебе жилой отсек — живи на здоровье. Но это хорошо выглядит только с Земли. Проблему нельзя решить тем, что затащить в космос еще большую бочку. Ее просто не на чем будет везти. Максимальные размеры доставляемого на орбиту предмета определяются габаритами грузового отсека «шаттла», а они составляют всего 4,5 метра в ширину на 18 метров в длину. Но в ближайшее время возможности выводить такие модули землянам не представится.
А для перевозки на российском «Протоне» модуль должен быть еще у'же. Плюс он должен быть максимально легким, потому что вывод на орбиту каждого килограмма коммерческой нагрузки обходится в 25000 долларов. И в-третьих, он, будучи небольшим при старте, должен в космосе быть максимально просторным, потому что людям предстоит жить в нем месяцами. Одним словом, требования абсолютно противоречивые. Если вы знаете, что такое ТРИЗ, попробуйте решить эту задачку. А если не знаете, можете сразу посмотреть в ответ. Он есть в NASA, в Космическом центре имени Джонсона. Если дом должен быть одновременно и маленьким и большим, решили там, он должен быть... надувным.
Первый надувной космический дом уже построен — правда, пока на Земле. Основу модуля, который разработчики назвали TransHab, составляют углеродные волокна. Проходя сверху донизу, они образуют силовой каркас. Внешний слой состоит из легкой по весу некстелевой пены. Ее основное назначение не в прочности, а в превращении в горячий газ микрометеоритов, постоянно бомбардирующих поверхность станции. Она рассеивает энергию во всех направлениях и разрушает частицы до того, как они смогут пробить отверстие в покрытии модуля. Между прочим, энергия маленького камешка, летящего со скоростью 7 километров в секунду, в 50 (!!!) раз больше, чем у пули крупнокалиберного пулемета! Поэтому под пеной у TransHab лежат три слоя кевлара, герметично закрытые неопреном. Чтобы сделать поверхность модуля более прочной, в материал вплетены углепластиковые ленты.
Суммарный вес защитного покрытия в четыре раза превышает максимальный вес полезной нагрузки, включая экипаж, то есть того, что это покрытие призвано защитить. 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. В этом случае скорость не проблема. Все космические аппараты двигаются очень медленно, но размер и инерция многотонных космических бродяг могут быть причиной очень неприятных последствий. При таком столкновении с грузовым кораблем «Прогресс» станция «Мир» была надолго выведена из строя. TransHab, в таком случае спружинив, просто отлетит в сторону. Он же надувной!
На самом деле надувные объекты в космосе — это не совсем новая идея. В середине 60-х, когда NASA всерьез занималось проектом высадки на Луну, считалось, что однажды может возникнуть потребность в постоянной лунной базе. Разработчики нарисовали оригинальное надувное жилье, которое планировалось покрыть сверху лунной пылью. Считалось, что это защитит обитателей от солнечной радиации и микрометеоритов. Однако никто точно не знал, из чего строить такой дом. Да и сама идея казалась чистейшим безумием. В результате мечты NASA о лунном проекте были заброшены из-за недостатка средств. К счастью, материалы, созданные химиками за последние десятилетия, дали идее «надувательства» новую жизнь.
Внутри космического «мячика» просторно и удобно. TransHab имеет 7,5 метра в диаметре и 7 метров в высоту и состоит из трех этажей. В центре, по всей длине модуля, расположен центральный проход, позволяющий астронавтам перелетать с одного уровня на другой. Самый верхний включает в себя место для занятий спортом, медицинскую станцию, душевую кабину и раздевалку. На втором уровне расположатся шесть изолированных спальных блоков с системами жизнеобеспечения и кондиционирования. Объем такой спальни 2,5 кубических метра, здесь размещаются стол, компьютер и индивидуальные системы для отдыха и развлечений. Вся спальная зона имеет двойные стены. Пятисантиметровый промежуток между ними заполнен водой, она защищает от радиации и блокирует шум, позволяя космонавтам полноценно отдохнуть. Третий уровень — место для общения, где за огромным обеденным столом могут разместиться двенадцать астронавтов. В конце пребывания на станции астронавты могут встретиться здесь с командой, пришедшей на смену, чтобы обсудить рабочие вопросы; до отлета предыдущей команды на Землю у новоприбывших будет достаточно места для отдыха. И, наконец, последний штрих. Когда астронавтов спросили, что еще они хотели бы иметь в модуле, все они проголосовали за окна. Теперь у них будет такая роскошь: в TransHab будут два окна по 65 сантиметров в диаметре: одно в столовой, другое в спортивном зале.
Модуль строится очень просто: его можно просто сшить. Первый вариант команда разработчиков сшила самостоятельно на бытовых швейных машинках всего за три недели. Второй, улучшенный вариант был готов через четыре дня! При этом модуль вдвое легче алюминиевого, вдвое прочнее и вдвое просторнее. А стоит столько же.
Сегодня первый надувной модуль, который разработчики назвали, уже готов и прошел все необходимые испытания. TransHab погрузили в гигантский бассейн, в котором NASA испытывает все космические объекты на предмет утечек. Сначала его надули более чем на 50 процентов выше расчетного давления. TransHab успешно прошел этот тест. Потом давление повышалось до тех пор, пока оболочка не начала рваться. Это давало инженерам возможность изучить предельные давления, которые может выдержать модуль, и это испытание TransHab преодолел с достоинством. Последним испытанием было размещение модуля в огромной вакуумной камере, которую использовали еще в 60-е годы при подготовке лунной экспедиции. Как считают разработчики NASA, это наиболее приближенные к космическим условия, возможные на Земле. И этот тест был успешным. Теперь разработчики абсолютно уверены — их надувной дом не подведет.
TransHab создавался как жилище для орбиты, но его конструкция позволяет «быть как дома», находясь намного дальше от Земли. Он позволит решить проблему с размещением постоянной базы на Марсе через несколько дней после приземления, как только человечество будет способно организовать туда экспедицию. И на Земле ему найдется работа — защищающий от космического холода и вакуума, он идеально подходит для жилья исследователей в отдаленных уголках мира или рабочих-нефтяников.
Хорошая идея всегда работает.
Дмитрий НАЗАРОВ
На фотографиях:
- ТАК НАДУВНОЙ ДОМ ИСПЫТЫВАЛИ НА ПРОЧНОСТЬ
- ПЕРВЫМ НАДУВНЫМ ДОМОМ В КОСМОСЕ СТАНЕТ ЖИЛОЙ ОТСЕК МКС. КОГДА СТАНЦИЯ ОБРЕТЕТ ЗАКОНЧЕННЫЙ ВИД, ОН СТАНЕТ ДОМОМ ДЛЯ ЕЕ ЭКИПАЖЕЙ
- ДОМ ДЛЯ МАРСИАНСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ ТОЖЕ, СКОРЕЕ ВСЕГО, БУДЕТ НАДУВНЫМ. ЕСЛИ К ТОМУ ВРЕМЕНИ НЕ ПОЯВИТСЯ ЛУЧШЕЙ ИДЕИ
- В РАЗРЕЗЕ TRANSHAB ВЫГЛЯДИТ ТАК. ЭТО НЕ ОШИБКА — РИСУНОК НЕ ПОВЕРНУТ БОКОМ. ВЕДЬ В КОСМОСЕ НЕТ НИ «ВЕРХА», НИ «НИЗА»
- ТАК ПРЕДСТАВЛЯЕТ СЕБЕ НОВЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ДОМ 12-ЛЕТНЯЯ ХУДОЖНИЦА ДАРЬЯ КАПУСТИНА
- В материале использованы фотографии: Frank FRAZETTA (The GALLEON)