Карл Гильзин - Эта удивительная подушка

Космический скафандр должен быть достаточно жестким, чтобы не раздуться, но вместе с тем и достаточно гибким, в частности, во всех сочленениях — коленных, локтевых и других, иначе космонавт окажется просто внутри какого-то ящика и ему будет не до работы. Костюм должен защищать космонавта от многочисленных вредных воздействий космоса, создавать внутри удобный, привычный, или, как говорят, комфортный микроклимат. В общем, не будь его, выход и работа человека в открытом космосе были бы невозможны.

Воздушная подушка в космосе — это не только скафандр или надувные спасательные средства. Разрабатывается надувная мебель для орбитальных станций, надувные огромные чаши солнечных зеркал-рефлекторов, собирающих солнечную энергию для ее использования на борту космического аппарата, — вывести их в космос без этого было бы невозможно. Огромную надувную конструкцию в сложенном состоянии легко упрятать под защитный обтекатель и надуть уже в космосе. Иногда надувное зеркало может использоваться для того, чтобы не собирать солнечные лучи, а, наоборот, защищать от них космический аппарат, служить своеобразным зонтиком-экраном от них. Подобный экран может найти применение в тех случаях, когда на борту космического аппарата есть баки со сжиженным водородом или кислородом.

Космонавтике могут с успехом служить и воздушные шары. По одному из проектов предполагалось вывести с их помощью в преддверье космоса испытательную лабораторию для тренировки космонавтов и проверки оборудования. Группа из десяти космонавтов могла бы находиться на высоте тридцати километров несколько дней, подъем на эту высоту должен осуществляться с помощью стратосферного «поезда» из двух гигантских аэростатов.

Проек'г использования такого «поезда» рассматривался в США для испытаний аппарата, предназначенного для мягкой посадки на Марс. С высоты тридцати шести километров испытуемый посадочный аппарат устремится к Земле с огромной скоростью — более трех тысяч километров в час, которую он приобретает с помощью ракетного двигателя. Так должны имитироваться условия входа аппарата в разреженную атмосферу таинственной красной планеты. Торможение в атмосфере Марса тоже предполагалось осуществлять с помощью своеобразной грибовидной воздушной подушки.

Воздушная подушка может быть применена и для исследования Венеры. Так как Венера обладает, в отличие от Марса, сверхплотной атмосферой, как это было открыто советскими автоматическими межпланетными станциями, то возможно ее изучение с помощью дрейфующих в ней аэростатов с научной аппаратурой. Польза от таких аэростатов несомненна, ведь они находились бы в атмосфере Венеры гораздо дольше, чем спускаемые аппараты советских «Венер», до сотен суток. Исследования подобных венерианских шаров-зондов ведутся, их создание и запуск на Венеру очень сложны.

Венера подождет, но вокруг Земли по орбитам спутников мчалось уже немало космических пузырей.

Аэростаты в космосе?! Но ведь там нет воздуха, царит глубочайший вакуум, а разве можно создать летательный аппарат легче… вакуума?!

Этого действительно сделать нельзя. Но роль воздуха в данном случае с успехом играет небесная механика, законы движения тел в поле тяготения. Летают же вокруг Земли искусственные спутники, да и Луна тоже, а они потяжелее аэростата. Если сообщить ему нужную скорость, то и он станет спутником.

Создание космических пузырей — надувных искусственных спутников Земли — позволило использовать одно из свойств воздушной подушки: при выводе в космос она занимает скромное место под обтекателем ракеты-носителя, а на орбите превращается в огромный шар.

Но зачем нужен пустой шар из тончайшей пленки на околоземной орбите? Оказывается, для самых разных научных целей.

Как ни разрежена атмосфера на высотах в сотни километров, она все же там есть и, значит, оказывает сопротивление искусственным спутникам, заставляя их постепенно снижаться, пока наконец они не сгорают, попадая в плотную атмосферу. Какова плотность воздуха на огромных, космических высотах? Какое сопротивление он оказывает движущемуся в нем телу? Дать ответ на столь важные для науки вопросы помогли космические пузыри, их первые запуски в космос преследовали главным образом эту цель. На большом легком шаре сопротивление воздуха сказывается особенно сильно. Следя за движением шара — яркой точки на ночном небе, можно установить, как быстро он снижается и, значит, каково сопротивление воздуха там, где движется шар.

Иногда шар покрывают тончайшим слоем алюминия, делая поверхность пузыря зеркальной. Так поступают, чтобы лучше видеть шар с помощью радиолокатора, когда движение его должно измеряться точно, а также днем. Например, если спутник-пузырь служит для целей геодезии, то есть точного определения расстояний между разными пунктами на Земле. Шар, скользящий высоко в небе, служит точным «метром» для измерения Земли! А также в тех случаях, когда шар используется для передачи, ретрансляции радиосигналов. Радиолуч, посланный с Земли, хорошо отражается от металлизованной поверхности шара и может быть принят как радиоэхо в точках земной поверхности, далеко отстоящих от станции, пославшей луч.

Подобные радиоретрансляционные спутники, запускавшиеся в США, получили название «Эхо». С их помощью было проведено много важных научных исследований, в которых приняли участие и советские ученые. Первый спутник «Эхо» имел диаметр тридцать метров, второй — сорок метров. Как многоэтажные дома! Не так просто испытывать и проверять подобные «шарики». Вспомнили даже об одном виде спорта, которым увлекались лет сорок назад — прыжках на небольших воздушных шарах. При сильном толчке спортсмен пролегал на шаре-прыгуне несколько десятков метров. Потом снова толчок — и опять полет. Вспомнили и — приспособили шар-прыгун для проверки оболочки спутника.

Синтетическая пленка, из которой изготовляется шар, имеет ничтожную толщину, около сотой доли миллиметра, а слой алюминия на ней еще вдвое тоньше. При запуске с Земли оболочка упаковывается в контейнер размером чуть больше полуметра, и только на орбите превращается в огромный шар — гигантский мыльный пузырь в космосе. Есть и проекты выдувания подобных пузырей прямо в космосе.

В космосе все не похоже на Землю и надувается шар тоже не так, как обычные земные аэростаты. Воздуха в шаре почти нет, только тот, что был внутри упакованной оболочки. Надувает шар твердое вещество. Внутрь оболочки закладывается немного кристаллов, которые потом, в космосе, под действием солнечных лучей начинают испаряться, возгоняться. Понемногу шар надувается образующимися парами. Происходит это медленно, полностью шар надувается за несколько часов, а вначале — даже за десять суток! Давление внутри шара крайне мало, в десятки и сотни тысяч раз меньше атмосферного. Больше и не надо, ведь снаружи — вакуум. Вот какой необычный космический пузырь…