Наиболее существенной частью космического скафандра является автономная система жизненного обеспечения, предназначенная для поддержания оптимального состава газовой среды в подшлемном пространстве и создающая благоприятные температурные условия космонавту. Проблема регуляции температуры внутри скафандра после выхода человека в космическое пространство в настоящее время является одной из наиболее сложных. Отсутствие материальной среды, обеспечивающей теплопередачу, большие температурные контрасты, которые могут создаваться на поверхностях скафандра, освещенных и не освещенных Солнцем, значительное и непостоянное по величине выделение тепла человеком требовали создания сложных и оригинальных устройств для поддержания нормальных температурных условий.
Проблема создания средств жизнеобеспечения является, по существу, проблемой создания искусственной биосферы. Она расширяет наши современные представления о зоне, в которой возможно существование жизни, о ее характеристиках и границах. Она требует высокого уровня наших знаний об экологии, то есть сложных взаимоотношениях организма со средой. И мы видим, как на наших глазах усилиями советской науки и техники все более и более расширяются пределы и границы, в которых возможно создание искусственной биосферы. Успешное создание космического скафандра приближает нас к решению проблемы автономного существования, жизнеобеспечения и активной деятельности человека в различных условиях космического пространства и на небесных телах.
Академик В. ФЕСЕНКОВСовременная наука не может основываться лишь на ограниченном опыте, доступном в земных условиях, и остро нуждается во все расширяющемся познании космоса в целом. Например, впервые мы наблюдали проявление атомной энергии именно в звездах. Именно в их центрах происходит непрерывное превращение водорода в гелий, что и служит источником звездного и солнечного лучеиспускания. Исследования этих явлений помогают нашим физикам глубже понять процессы, происходящие в недрах атома, быстрее решать проблемы, связанные с использованием неисчерпаемых источников ядерной энергии. В настоящее время известны различные космические источники, в которых выделение энергии происходит в результате еще более интенсивных процессов, совершенно недоступных в наших лабораторных условиях.
К сожалению, возможности изучения космоса для наблюдателя, находящегося на земной поверхности, очень ограниченны. Дело в том, что плотная атмосфера Земли пропускает только два рода излучений: в видимом участке спектра, включая инфракрасную и ультрафиолетовую области, и в диапазоне радиоволн длиной от миллиметров до нескольких метров. Вся остальная радиация полностью задерживается в верхних слоях атмосферы и не достигает земной поверхности. Это затрудняет изучение звезд и планет.
Подъем даже на сравнительно небольшую высоту значительно облегчает исследования и позволяет решать разнообразные задачи, недоступные земному наблюдателю. Так, стратостаты, поднимавшиеся всего на 20 километров, позволили с большой точностью определить распределение и структуру слоя озона на разных высотах. При почти полном прекращении атмосферных дрожаний на подобных высотах можно было с большой четкостью получать тончайшие структурные особенности солнечного диска. Выход за пределы слоя водяных паров земной атмосферы дал возможность определить содержание воды в атмосфере Марса, которое оказалось всего лишь 0,0015 миллиметра на квадратный сантиметр. Удалось также определить, что облачный слой Венеры, сплошь покрывающий ее поверхность, состоит из кристаллов льда.
Первостепенные результаты получены с помощью искусственных спутников Земли, начиная с самого первого, запущенного Советским Союзом в октябре 1957 года. Спутники систематически измеряют тепловое излучение земной атмосферы и вообще позволяют судить о тепловом балансе Земли как планеты. Кроме того, они дали возможность открыть на больших высотах гелиевую прослойку и установить, что магнитные возмущения повышают температуру в высоких слоях атмосферы.
Быть может, еще большее значение имеет применение искусственных спутников для целей геодезии. Они позволяют с большой точностью измерять расстояния между континентами. С их помощью значительно уточнена подлинная гравитационная фигура Земли, так называемый геоид, и отклонение его в разных областях от принимаемой средней фигуры Земли — эллипсоида вращения. Выяснилось, что существует определенное соответствие между подобными отклонениями и тепловым излучением из недр Земли. Определено также, что структурные особенности континентов простираются до огромных глубин, доходящих, по всей вероятности, до 10 процентов земного радиуса. Наконец, оказалось, что Земля вовсе не находится в гидростатическом равновесии, как это принималось в соответствии с гипотезой изостазии, по которой материки как бы плавают на пластичной подкорковой магме. Отсюда можно сделать вывод, что Земля подвержена внутренним конвективным течениям, то есть вертикальным перемещениям масс из верхних слоев в нижние и наоборот. Все это значительно расширило наши представления о строении Земли в целом.