АВТОМАТИКА ИЛИ ЧЕЛОВЕК ПЛЮС АВТОМАТИКА?

АВТОМАТИКА ИЛИ ЧЕЛОВЕК ПЛЮС АВТОМАТИКА?

Вероятно, теперь никто не сомневается в том, что человек должен был проникнуть в космос, окинуть взором нашу Землю с высоты орбитального полета и привезти нам свои непосредственные впечатления. Думается, нет сомневающихся и в том, что человек должен побывать на далеких планетах нашей солнечной системы, должен попытаться достигнуть других звездных миров.

Еще 6–7 лет тому назад посылка человека в космический полет казалась мечтой. Тогда еще не было технической основы для таких полетов — полезная нагрузка ракет-носителей была слишком мала. Но мощных ракетных двигателей еще недостаточно для того, чтобы отправить в космос самый ценный груз — человека. Необходимо создать работоспособные и надежные системы, обеспечивающие жизнедеятельность и безопасность человека на всех стадиях полета — во время взлета, на орбите и при возвращении на Землю. Сейчас эти сложные технические проблемы успешно решены для относительно кратковременных орбитальных полетов.

Технический прогресс последних лет, с одной стороны, позволил поставить и успешно решить в космосе большое число научно-исследовательских и технических задач с помощью автоматических средств, а с другой стороны, сделал возможным полеты обитаемых космических кораблей.

И вот здесь-то мы подходим к вопросу, весьма важному в проблеме создания научных космических станций на орбитах вокруг Земли.

Должны ли быть орбитальные станции обитаемыми? Или, может быть, удастся обойтись без непосредственного участия человека в космических исследованиях и его полностью заменит автоматика? Эти вопросы не случайны. Они объясняются бурным развитием автоматики и телемеханики, совершенствованием систем автоматического регулирования средств управления и телеметрии, революцией в радио- и телевизионной технике, связанной с распространением полупроводников, прогрессом в области программных и счетно-решающих устройств и созданием новых миниатюрных источников энергии. Как несколько десятков лет назад возникла дилемма «машина или человек плюс машина?», так и сегодня обсуждается вопрос «автоматика или человек плюс автоматика?».

Нужно сказать, что у противников обитаемых космических станций, сторонников «чистой» автоматики, имеются серьезные доводы. Они считают, во-первых, что научные исследования, например геофизические, могут с успехом осуществляться (и уже широко осуществляются) с помощью автоматических искусственных спутников Земли, которые зарекомендовали себя как надежное средство научных исследований в космосе. С дальнейшим развитием автоматических средств наблюдения и телеметрии можно будет проводить еще более сложные исследования без непосредственного участия человека.

Второй важный довод сторонников замены человека автоматикой — это сложность обеспечения безопасности человека в условиях интенсивной радиации околоземного пространства (как известно, полеты советских и американских космонавтов по орбите проходили на высотах не выше 350 км), что затрудняет возможность длительного пребывания человека на большой высоте.

Высказываются мнения, что по соображениям безопасности присутствие человека на спутнике Земли может ограничить объем некоторых научных исследований или вообще сделать невозможным их проведение (например, изучение ядерных проблем или астрономические наблюдения). Указывают и на то, что присутствие человека, например, на астрономической станции будет отрицательно сказываться на наводке телескопов.

Наконец, выдвигается еще одно соображение. Создание даже самых совершенных условий для существования человека на борту космической станции не может полностью обеспечить его работоспособность вследствие необходимости преодолевать такие явления космического полета, как перегрузки при подъеме на орбиту, невесомость на борту ОКС и т. д. А это значит, что при выборе экипажа на первый план выдвигаются не те или иные деловые и научные качества, а фактор тренированности, приспосабливаемости организма и т. п.

Все эти аргументы логичны и довольно убедительны. Конечно, огромную долю научных исследований будет проводить автоматически работающая аппаратура. Конечно, фактор абсолютной безопасности человека должен постоянно рассматриваться как первостепенный. Стоит ли рисковать жизнью человека без твердого научного обоснования целесообразности и необходимости его пребывания на орбитальной космической станции? Здесь имеется в виду, конечно, человек не только как наблюдатель, но и как активно действующий ученый и исследователь, управляющий оборудованием и приборами, перенастраивающий и при необходимости ремонтирующий их.

Да, конечно, всюду, где человек без ущерба для результатов исследований может быть полностью заменен автоматикой, там, где практически невозможно обеспечить полную безопасность человека, должны работать машины. Тем не менее обитаемые космические станции должны и будут строиться. Ведь человек обладает многими такими качествами, которые еще много лет, а быть может, и всегда будут недоступны даже самым сложным и совершенным электронно-вычислительным машинам.

Автомат уже сейчас может реагировать на некоторые внешние факторы, воспринимать и перерабатывать информацию, а затем выдавать результат в виде чисел или каких-либо механических действий. Но автомат чаще всего не способен сам разобраться в ошибках, возникающих вследствие каких-либо неисправностей аппаратуры. Автомат реагирует лишь на заранее предусмотренное изменение ситуации, а предусмотреть все ситуации, с которыми он встретится в космосе, естественно, очень сложно. Лишь мозг человека способен быстро оценить неожиданно сложившуюся обстановку, активно вмешаться в нее и произвести необходимые действия.

Человек значительно надежнее машины отфильтровывает полученную информацию и выбирает из нее наиболее необходимое для дальнейших действий.

Если даже сравнить мозг человека с современной вычислительной машиной, то окажется, что объем памяти у человека больше. И если машина иногда выигрывает в скорости «мышления», то в гибкости анализа ей еще трудно сравниться с человеком.

Человеческий мозг обладает и великолепными, недоступными пока машине способностями к обобщению. Человек может производить быстрый и тончайший анализ и синтез информации, он может восполнять пробелы в информации и выбирать из самых разнообразных явлений нужные ему в данный момент.

Нельзя забывать и о том, что в космосе может возникнуть необходимость произвести перерегулировку, а быть может, и ремонт аппаратуры.

В будущем, конечно, появятся искусственные самонастраивающиеся схемы, «чувствующие» изменения в системе и меняющие ее параметры. Собственно говоря, мускульная энергия человека уже в авиации утратила свое прежнее значение и главным в полете стала реакция человека, динамика его движения. И в космической технике применение физической силы человека может понадобиться в какой-то мере лишь в исключительных случаях. Сейчас мы переживаем время, когда и мыслительная способность человека заменяется искусственным «мозгом».

Но, повторяем, никакая машина и никакая автоматика не сможет полностью заменить человека в космосе в тех случаях, когда придется принимать решения после получения информации, особенно в неожиданных ситуациях или в незапрограммированных случаях. А такие ситуации и неожиданности в космосе ещё более вероятны, чем на Земле, и главным образом именно в ходе исследований.

Правда, у машины есть и другие преимущества — она не подвержена усталости, раздраженности, неуверенности, страху и другим психологическим явлениям.

Но нельзя забывать и о таких качествах, присущих исключительно человеку, как воля, творческий ум, высокий моральный дух, базирующийся на высокой сознательности.

Машина никогда не вытеснит человека из сферы творческой деятельности. Поэтому речь должна идти об оптимальном, наивыгоднейшем сочетании свойств и качеств человека и автоматики с целью наилучшего выполнения поставленных задач.

Поэтому орбитальные космические станции должны создаваться и как автоматические и как обитаемые. Космонавты смогут активно вмешиваться в настройку аппаратуры, участвовать в корректировке орбиты, а также при необходимости изменять ее. Они будут, разумеется, принимать непосредственное участие в наблюдениях и исследованиях, в переработке полученной информации.

Необходимость пребывания человека в космосе не нужно принимать буквально как присутствие его на каждом космическом объекте, при каждом научном исследовании. Создание обитаемых станций не исключает, а даже предполагает наличие на орбитах вокруг Земли автоматических лабораторий — искусственных спутников. Быть может, члены экипажа ОКС будут с помощью специальных летательных аппаратов периодически посещать эти спутники для контроля и перенастройки их аппаратуры и снятия информации. Такие летательные аппараты будут иметь на борту контрольно-измерительную аппаратуру, небольшую энергетическую установку и экипаж из двух — трех человек.

Важным вопросом, связанным с длительной работой космического оборудования и присутствием на орбитальной станции человека, является проблема надежности. С одной стороны, безопасность экипажа космической станции потребует максимально надежных систем жизнедеятельности. С другой стороны, надежность всего оборудования станции будет значительно выше при контроле и обслуживании ее человеком.

Слово «надежность», такое привычное и знакомое в обиходе понятие, ныне — научный термин, важный статистический и вероятностный показатель обеспечения исправной работы оборудования.

Академик А.И.Берг надежностью называет «вероятность безотказной работы любого технического устройства (оборудования или промышленного изделия) на протяжении заданного времени в специально оговоренных условиях».

Фактор надежности как показатель качества работы узлов и агрегатов приобрел первостепенное значение впервые в авиации, где сложные автоматические и полуавтоматические системы, обеспечивающие выполнение различных задач в полете и безопасность экипажа, постоянно требуют повышенной надежности целого комплекса аппаратуры и автоматики.

Будущая ОКС — это еще более сложный комплекс множества взаимосвязанных и взаимодействующих частей и агрегатов. Неисправность любого из этих элементов может привести к прекращению работы исследовательской аппаратуры, потере накопленных данных, к поломкам и авариям.

Имеется много путей повышения надежности машин, механизмов и различного оборудования: широкое внедрение типовых и стандартных деталей, тщательное испытание и доводка перед эксплуатацией, повышение квалификации обслуживающего персонала, регулярная замена наиболее изнашивающихся деталей, своевременные профилактика и ремонт и т. д.

Но в космосе, где речь идет о длительной работе автоматического оборудования, в основном без обслуживания, кроме перечисленных факторов, необходимы и некоторые более совершенные способы повышения надежности.

Разработка систем повышения надежности аппаратуры, предназначенной для спутников и космических кораблей, идет по двум направлениям: по пути внедрения прерывистой, или импульсной, работы аппаратуры и по пути многократного дублирования агрегатов, т. е резервирования систем.

Принцип прерывистой работы аппаратуры космических кораблей в длительном орбитальном полете дает возможность увеличить надежность, так как ведет к экономному расходованию ресурса оборудования и приборов, а также уменьшает потребности в энергии. Кроме того, если считать вероятность выхода из строя оборудования в космосе постоянной в течение всего времени службы, то при прерывистой работе число возможных аварий будет меньше.

Многократное дублирование агрегатов, или резервирование, является одним из самых эффективных методов повышения надежности автоматического оборудования космических аппаратов.