Глава 20 НА МЕЖПЛАНЕТНОМ КОРАБЛЕ
Какие трудности и опасности ждут будущих межпланетных путешественников, оказавшихся с глазу на глаз с мировым пространством? Сможет ли человек выдержать все испытания межпланетного полета?
Ответ на эти вопросы может оказаться решающим для будущего астронавтики.
В настоящее время еще нельзя со всей определенностью дать такой ответ — для этого потребуются многочисленные и разнообразные исследования в лабораториях ученых и при экспериментальных полетах высотных ракет. Как и при решении других физиологических проблем, вначале эти исследования будут произведены на животных.
Уже сейчас ведутся такие исследования. Животные не раз помещались на высотных исследовательских ракетах; у нас в стране собачки совершали полеты на высоту до 450 километров. Совершенно исключительное значение имеет исторический полет первого космического путешественника — Лайки на советском искусственном спутнике Земли. Эти опыты подготовляют проникновение человека в Космос.
Мы можем пока лишь предварительно оценить опасности межпланетного путешествия, основываясь на имеющихся знаниях в различных областях науки. К счастью, предварительная оценка, как мы увидим ниже, не дает пока оснований считать, что осуществление межпланетного полета окажется невозможным из-за того, что человек не сможет его перенести. Хотя различные опасности, которые ждут человека в межпланетном пространстве, и являются серьезными, вероятно, их можно избежать. К такому выводу пришел и Циолковский, впервые рассматривая различные опасности межпланетного путешествия. Новейшие исследования подтверждают этот вывод основоположника астронавтики.
Межпланетный корабль идет на посадку.
Мировое пространство будет во всем враждебно человеку, осмелившемуся проникнуть в него. Какие только опасности и трудности не ждут путешественника в этом безграничном «океане»! Полное отсутствие воздуха, жесточайший холод и палящие лучи Солнца, вредные, а то и смертоносные лучи, бескрайные пространства и многомесячный полет, столкновение с небесными камнями, полное исчезновение тяжести и временами, наоборот, чрезмерное ее увеличение, да и кто знает, что еще… И все должно быть, конечно, тщательно изучено и взвешено до того момента, как межпланетный корабль отправится в свой далекий рейс, ибо любая, даже самая ничтожная ошибка, малейший просчет могут оказаться роковыми для человека в его единоборстве с силами стихии.
Единственное, что может спасти человека, решившего вторгнуться в полные опасностей просторы мирового пространства, — это всесторонняя защита от всех возможных воздействий этого пространства. Астронавты, пустившиеся в межпланетное путешествие, должны будут подвергнуть себя добровольному длительному, часто на много месяцев, заключению в межпланетном корабле. Они смогут рассчитывать только на свои силы, свое мужество, свое умение, на запасы, которые у них есть с собой.
О многом придется подумать командиру межпланетного корабля, когда он будет снаряжать его, готовя в далекий и нелегкий путь.
Прежде всего, конечно, воздух. Пассажиры корабля должны все время дышать свежим, чистым воздухом. Значит, нужно непрерывно отводить из кабины ядовитую углекислоту, выделяющуюся при дыхании, и, наоборот, добавлять кислород, который при этом поглощается. Как это сделать? Какие запасы кислорода необходимы? Какое давление воздуха целесообразно поддерживать в корабле? Вот вопросы, на которые прежде всего надо дать ответ.[127]
Малышка после благополучного возвращения из очередного рейса за стратосферу.
Давление в пассажирской кабине межпланетного корабля будет целесообразно, вероятно, поддерживать несколько меньшим, чем обычное атмосферное давление у поверхности Земли, например, таким, как на каком-нибудь высокогорном курорте. Это уменьшит нагрузку на стенки кабины, упростит работу всей воздушной системы. Впрочем, большого значения этот вопрос иметь не будет: окончательный ответ на него исследователи получат на основании опыта первых полетов.
Отсасываемый из кабины воздух будет подаваться вентилятором в очиститель, освобождающий его от углекислоты. Методы очистки могут быть химическими, но возможно также применение холодильника, в котором находящаяся в воздухе углекислота будет вымораживаться, превращаясь в «сухой лед». Однако нужно учесть, что в холодильнике будут превращаться в лед и находящиеся в воздухе водяные пары. Если не принять меры для использования (регенерации) этой замерзшей воды, то взамен ее для восстановления необходимой влажности воздуха придется расходовать воду из запасов на корабле. Этот расход может составить около 60 процентов всей воды, потребляемой пассажирами корабля.
Добавка кислорода в воздух, освобожденный от углекислоты, будет происходить в газификаторе, в котором жидкий кислород, хранящийся на корабле в баллонах, превращается в газ. Затем воздух поступит в увлажнитель, где будет доведено до нормы содержание влаги в воздухе; в обогатитель, в котором к воздуху будут добавлены все необходимые ароматические и прочие вещества, и подогреватель, обеспечивающий нужную температуру. После этого вентилятор подаст свежеприготовленный воздух в кабину.
Необходимый запас кислорода на корабле будет определяться числом пассажиров и длительностью полета. Расчет этого запаса — не простое дело. Главным образом это связано с тем, что потребление кислорода человеком зависит от многих условий: интенсивности и характера труда, продолжительности сна и проч. В среднем можно принять для предварительных расчетов, что каждый пассажир корабля будет потреблять не более 1 килограмма кислорода в сутки, учитывая его относительную малоподвижность на корабле. Как видим, при полетах на сравнительно короткие расстояния проблема снабжения кислородом не представляет особых трудностей. Так, например, для путешествия трех пассажиров на Луну и обратно запас кислорода должен составлять 30–35 килограммов. В особенности упрощается эта проблема, если двигатель корабля использует жидкий кислород в качестве окислителя.
Однако при дальних полетах положение меняется. Так, при полете на Марс, длящемся около 9 месяцев, на каждого пассажира корабля должно быть запасено примерно 300 килограммов кислорода, да и то при условии, что кислород, необходимый для жизни на Марсе и обратного полета, будет заимствован из атмосферы Марса. Очевидно, в случае таких дальних полетов для снабжения пассажиров межпланетного корабля кислородом придется организовать на корабле лабораторию по добыванию кислорода. Можно, например, построить установку, в которой углекислота, выделяемая экипажем корабля при дыхании, будет снова расщепляться на углерод и кислород, для чего, конечно, придется израсходовать соответствующую энергию. Эта установка будет «дышать» так, как дышат растения: вдыхая углекислоту и выдыхая кислород. Правда, эта аналогия с растениями только внешняя: советскими учеными выяснено, что кислород, выделяемый растениями, получается не из углекислоты, а из воды, которую растения всасывают корнями.
Не менее важным, чем обеспечение пассажиров межпланетного корабля кислородом, будет удовлетворение их голода и жажды. Большое поле деятельности в этом отношении ждет специалистов и в области питания, которые должны будут изготовить разнообразный ассортимент необходимых для астронавтов продуктов питания. Определенную службу здесь может сослужить опыт, накопленный при организации полярных экспедиций, а также при проведении дальних авиационных перелетов. Однако все это только робкое начало — подобные задачи при организации межпланетных путешествий будут неизмеримо более сложными.
Трудно точно определить запасы пищи и воды, которые должны быть на межпланетном корабле. Для ориентировки можно принять, что минимальный запас воды должен составлять примерно килограмм в сутки на человека, учитывая, что вся вода, заключенная в воздухе (выделяемая при дыхании и испаряющаяся через кожу), будет извлекаться из него и использоваться — ведь общая потребность человека в воде составляет примерно 2–2,5 килограмма в сутки. Запас пищи может быть определен, исходя из нормы 0,5–1 килограмма в сутки на человека. Следовательно, суммарный суточный расход кислорода, пищи и воды каждым пассажиром межпланетного корабля составит примерно 2,5–3 килограмма, причем для надежности следовало бы взять верхний предел. Это, конечно, должно быть учтено при проектировании корабля, определении потребного расхода топлива и проч.
Очень точно должен быть рассчитан тепловой режим корабля, причем, как это ни кажется странным на первый взгляд (ведь столько писалось о «холоде» мирового пространства!), главные трудности здесь могут быть связаны с задачами не обогрева, а охлаждения корабля в полете. Это объясняется тем, что охлаждать вообще значительно труднее, чем обогревать. Конечно, в случае полета на окраины солнечной системы или даже за ее пределы надо будет думать не об охлаждении, а о нагреве, но в околосолнечном пространстве мощные потоки тепла, излучаемые нашим дневным светилом, заставят скорее позаботиться о том, как уменьшить их действие. Кроме того, надо помнить и о тех источниках тепла, которые находятся на самом корабле, вроде пассажиров корабля и его оборудования.
Как нагрев корабля извне, так и отдача тепла наружу в Космосе могут происходить только путем излучения. Вот почему огромное значение имеет характер поверхности обшивки корабля. При одних и тех же условиях на корабле может воцариться адская жара или столь же нестерпимый холод — в зависимости от того, каковы свойства обшивки.
Так, например, полированный металл, а еще лучше никелированный, может нагреться под прямыми лучами палящего Солнца до 300–400°. При тех же условиях поверхность из другого материала может иметь температуру ниже нуля. Это зависит от того, как поверхность поглощает солнечное тепло и отдает его в виде инфракрасного излучения. Варьированием этих свойств обшивки можно добиться, что ее температура будет сохраняться в допустимых пределах.
Ценный опыт в отношении регулирования температурного режима космического корабля был получен при запуске первых советских искусственных спутников Земли.
Как и указывалось выше, основные трудности были связаны с перегревом спутников в полете. Вот почему на третьем искусственном спутнике был применен более эффективный метод регулирования температурного режима с помощью автоматических поворотных створок жалюзи.
Конечно, на корабле придется иметь и свою систему отопления, которая при необходимости (при взлете и посадке, а также при полетах к Солнцу) должна превращаться в систему охлаждения — такое преобразование применяется в настоящее время и на Земле для некоторых зданий. Вместе с тем надо будет обеспечить и тщательную изоляцию кабины корабля, что создаст более стабильные температурные условия в ней.
Источником тепла практически во всех случаях может быть Солнце. Для этого на поверхности корабля будут расположены солнечные котлы, подогревающие жидкость, которая будет циркулировать в системе отопления кабины. В качестве такой жидкости, очевидно, удастся использовать один из компонентов топлива для двигателя — окислитель или горючее. Поверхность котлов будет выкрашена в черный цвет, чтобы лучше поглощать тепло солнечных лучей. Котлы можно будет прикрывать створками при взлете корабля, а также в случае их выключения. Эти створки, как и вся остальная поверхность корабля, будут, возможно, покрашены специальной краской, чтобы создать нужные условия теплообмена излучением. При длительных полетах к внешним планетам обогрев котлов можно улучшить с помощью раскрывающихся отражательных зеркал.
Если на корабле установлен атомный двигатель, то проблема отопления решается, конечно, просто, и в этом случае надобности в использовании энергии Солнца не будет.
Изоляция межпланетных путешественников на корабле не закончится, когда корабль совершит посадку на планету. Выбраться за спасительные стенки корабля можно будет только после тщательного изучения условий, существующих на планете. Конечно, во всех случаях выйти из корабля можно будет только в скафандрах, которые должны быть, вообще говоря, различными для разных планет.
Например, не исключено, что особенно сложными будут скафандры путешественников на Луну, Меркурий и другие небесные тела, лишенные атмосферы. Поверхность таких небесных тел может оказаться радиоактивной в результате многовековой непрерывной интенсивной бомбардировки первичными частицами космического излучения, от которых нас на Земле защищает атмосфера. Известно ведь, что в результате взрыва атомной бомбы поверхность почвы вблизи места взрыва становится радиоактивной вследствие облучения ее радиоактивными лучами. Вслед за тем почва начинает испускать вторичные радиоактивные лучи, очень вредные для живых организмов. Ходить по ней становится опасным в течение иной раз весьма длительного времени. Если то же происходит и с поверхностью лишенных атмосферы небесных тел, то прогуливаться по ним астронавты смогут лишь в скафандрах, ткань которых будет включать специальный защитный слой, например, свинца, кадмия и других веществ. Иначе такая прогулка может стать роковой.
Одной из серьезных опасностей, которые могут поджидать человека на небесных телах, являются неизвестные у нас на Земле бактерии, вполне возможно смертоносные для людей в связи с тем, что наш организм не приспособлен для борьбы с ними. Еще более опасными могут оказаться такие бактерии, занесенные на Землю межпланетным кораблем из какого-нибудь далекого мира. Несомненно, что после возвращения на Землю межпланетный корабль с его пассажирами надо будет подвергнуть строжайшему карантину. Обидно, конечно, лишать межпланетных путешественников людского общества после многих месяцев, а может быть, и лет пребывания вне Земли, но слишком уж велика в этом случае возможная опасность для всего человечества, чтобы допускать легкомысленную неосторожность.
Впрочем, не только после полета межпланетные путешественники должны будут провести некоторое время в полной изоляции внутри кабины корабля, но, вероятно, и до полета. В этом случае кабина превратится в своеобразный тренажер, подобный тем, которые широко применяются в авиации для тренировки летчиков. Не дни, а может быть, недели должны будут провести астронавты на корабле в условиях, максимально напоминающих действительный межпланетный полет. Только это поможет им по-настоящему освоить все оборудование корабля, научиться пользоваться всеми многочисленными приборами и вообще «акклиматизироваться» на корабле. Конечно, такая тренировка начнется еще до того, как корабль будет построен, с помощью специально созданного тренажера, но она не сможет заменить «генеральной репетиции» на самом корабле. Важно будет и предварительное «срабатывание» экипажа корабля на Земле, еще до взлета. Ведь заменить кого-нибудь из членов экипажа в полете будет потруднее, чем на какой-либо полярной зимовке…