100 великих рекордов авиации и космонавтики - Зигуненко Станислав Николаевич - Страница 87

«Из него в разные стороны выдвинуты электрические датчики. С точки зрения действия на субспутник микротяжести его расположение вверху ничем не отличается от нижней позиции. Но в верхнем положении будет меньше аэродинамическое торможение, поскольку плотность воздуха там меньше, — писали наши ученые. — Можно ли пропускать по такому тросу постоянный ток? Казалось бы, нет. Контур не замкнут. Но ведь он движется в проводящей ионосферной плазме. Ток, текущий по тросу, может замыкаться через окружающую среду. Для этого на концах троса должны быть установлены специальные контактные устройства».

Тут мы прервем цитату, чтобы отметить прозорливость наших исследователей. Все именно так и произошло на самом деле, когда челнок «Колумбия» после выхода на орбиту выпустил из своего грузового отсека итальянский спутник. По мере того как оба искусственных тела расходились друг от друга, между ними возникал электрический потенциал.

В итоге удалось получить силу тока 0,5 ампер при напряжении 3500 вольт. Возможно, эти результаты удалось бы еще улучшить, но тут оборвался трос длиной около 20 км, связывающий челнок и спутник, так что эксперимент пришлось буквально прервать.

Тем не менее и достигнутого хватило для того, чтобы убедиться в перспективности продолжения опытов. «Тот факт, что измеренная сила тока оказалась втрое больше расчетной, сулит хорошие перспективы применения данного метода для получения энергии на околоземной орбите даже тогда, когда космический аппарат находится в тени планеты и его солнечные батареи работать не могут», — заявил ведущий научный специалист проекта из Центра космических полетов имени Дж. Маршалла Ноби Стоун.

«Вавилонские башни» XXI века

Международная космическая станция (МКС), как известно, будет функционировать как минимум до 2015 года. На смену ей должны прийти долговременные орбитальные комплексы нового поколения, в том числе с использованием тросовых технологий. Как показывают конструкторские проработки, это будут многоблочные станции, соединенные несколькими канатами и лифтом.

Корпорация «Энергия», чтобы закрепить российский приоритет, получила патент на такую орбитальную станцию, предоставив экспертам соответствующие чертежи и расчеты. Этот комплекс может быть построен примерно к 2050 году.

Не дремлют, впрочем, и зарубежные специалисты. Эксперт центра НАСА в Кливленде Джерфри Лендис и его коллеги полагают, что современные композитные материалы на основе углерода позволят в скором будущем соорудить «вавилонскую башню» высотой в 25 км. С ее вершины полезную нагрузку можно бы было выводить в космос с помощью всего одноступенчатой ракеты, а не трехступенчатой, как ныне. И если ныне полезная нагрузка составляет примерно 2 процента от стартовой массы всего носителя, то с помощью высотных запусков этот показатель удастся существенно повысить.

«Надо оснастить стартовую площадку высокой башней, а еще лучше — одновременно перенести ее на какую-нибудь высокую гору, — говорит Лендис. — Наши расчеты показывают, что старт ракеты с высоты в 15 км позволяет увеличить полезную нагрузку в 1,5 раза, а с 20 км — вдвое… Строительство же подобного сооружения обойдется примерно столько же, как и возведение обычного небоскреба где-нибудь на Манхэттене».

Интересно, что подобную же идею изобретатель из Самары, специалист по ракетно-космической технике В. Н. Пикуль, предложил еще в конце 90-х годов прошлого века. «Особенность моего способа состоит в медленном разгоне особой платформы с ракетой на борту по широколейному железнодорожному спуску (точнее, в данном случае — подъему), — рассказывал он. — По мере возрастания скорости подъем становится все круче и, наконец, ракета, стартует практически вертикально, используя мощь собственных двигателей».

В свою очередь, Пикуль опирался на идею К. Э. Циолковского, красочно описанную Александром Беляевым в научно-фантастической повести «Звезда КЭЦ».

Причем строить подобные космодромы оба исследователя предлагают где-нибудь в гористых, малонаселенных Местах. Горы, как уже говорилось, дают природный выигрыш в высоте — ведь вершины некоторых пиков находятся на высоте 8 км над уровнем моря.

Со временем подобная башня может стать основой и для космического лифта, конструкцию которого предлагает коллега Лендиса по НАСА Дэвид Смитерман. Свою разработку он основывает на идее ленинградского инженера Юрия Арцутанова и его американского коллеги Джерома Пирсона, которые соответственно в 60-х и 80-х годах прошлого века предложили первые проекты такого рода.

Суть идеи весьма проста и величава.

Надо запустить тяжелый спутник на геостационарную орбиту высотой в 36 000 км. Спутник при этом будет неподвижно висеть над одной точкой планеты, синхронно вращаясь вместе с нею. С него можно спустить вниз прочную, например, кевларовую нить. А как только она достигнет земли, подцепить к ней более толстый и прочный канат. Когда его верхний конец будет закреплен на спутнике, к канату прицепим широкую и прочную ленту из композитной ткани. А уж по этой ленте затем можно будет пускать вверх-вниз кабину космического лифта, перевозя таким образом людей и грузы.

Как показывают первые прикидки, подобные проекты могут быть осуществлены при соответствующем финансировании где-то через 15–20 лет. Стоимость же доставки грузов на орбиту вполне может снизиться в 100–200 раз и более по сравнению с нынешними затратами.

Космическая «почта»

Пока же, для начала, энтузиасты тросовых систем хотели бы провести эксперименты по спуску с орбиты с помощью троса «космической почты».

Инициатором проекта стало Европейское космическое агентство, в котором «толкачом» выступает профессор из Нидерландов Вуббо Оккелс. Он уже сумел заинтересовать «космической почтой» около трех десятков университетов Европы, Канады, Японии. В январе нынешнего года совещание, посвященное этому проекту, прошло и в Самарском государственном аэрокосмическом университете.

Технический директор голландской фирмы «Delta-Utec» Михаиль Круфф рассказал нашим ученым о перспективном проекте. При этом выяснилось, что профессора аэрокосмического университета Владимир Шахмистов, Виктор Балакин и другие десять лет назад участвовали в реализации подобной идеи по просьбе германской фирмы «Кайзер-Треде». Однако немцы тогда дело до конца не довели: не хватило денег.

Теперь же схема спуска выглядит примерно такой. Трос диаметром в полмиллиметра будет изготовлен из кевлара — одного из самых прочных материалов на планете. Предполагаемая длина — около 30 км. Капсулу от космического аппарата направят к Земле. В нужной точке орбиты трос отцепят, и он сгорит в атмосфере. А капсула в специальных защитных оболочках, выполняющих к тому же роль парашюта, благополучно приземлится в заданном районе планеты.

Если первые эксперименты пройдут удачно, новая технология доставки на Землю различных грузов с использованием надувных оболочек может быть использована не только для «космической почты», но и для возвращения, например, разгонных блоков космических аппаратов для повторного их использования. Это позволит сэкономить значительные средства.

Пока первый эксперимент, проведенный в конце 2007 года, оказался неудачным. Трос размотался только на 8 км и запутался. Эксперимент пришлось прервать, отложив его выполнение до следующей оказии.

ПЕРВЫЕ ПИЛОТИРУЕМЫЕ ПОЛЕТЫ

Казалось бы, непреложный факт: первый в мире орбитальный полет вокруг Земли совершил майор ВВС СССР Ю. А. Гагарин на корабле «Восток» 12 апреля 1961 года. Взлетев с космодрома Байконур в 9 часов 07 минут по московскому времени, он приземлился через 108 минут в районе деревни Смеловка Саратовской области.

Однако и по сей день многих продолжают мучить сомнения. Были ль предшественники у Ю. А. Гагарина? Сколько космонавтов погибло в нашем отряде? Правда ли, что Королев приказал в случае осложнений полета оставить Леонова в космосе? Вместо кого полетела Терешкова? Почему погиб Комаров?.. Вот лишь некоторые из вопросов, которые и по сей день продолжают интересовать многих. Попробуем на них ответить.