По идее, силы капиллярности, не сдерживаемые силами тяготения, должны перетащить, перекачать жидкость из шара в шар гораздо быстрее и энергичнее, чем это они могли бы сделать на Земле. Скорость перетекания действительно возрастет. Не станет ли этот простой опыт прообразом будущих капиллярных насосов межпланетных кораблей, идеальных насосов, которые не имеют никаких движущихся частей и которые не требуют для своей работы никакой энергии?
Если «Поток» по самой мысли своей исследовал нечто отвлеченное, то «Сфера» должна была помочь в решении задач сугубо практических. Оба эти опыта объединялись не только комплексом «Физика», но и предметом изучения: в «Сфере» жидкость тоже взаимодействует с невесомостью.
Герои фантастических романов и вполне реальные герои телепередач космовидения до этого уже не раз демонстрировали, как моментально обретает форму шара пролитая в невесомости жидкость: форма ее определяется лишь силами поверхностного натяжения. На Земле подобные условия невозможны. Правда, наши предки, не зная и слова такого — «гравитация», — стремились обмануть ее, когда изготовляли свинцовую дробь, пропуская расплавленный металл через сита, установленные на верхушке башни. В наши дни, чтобы изготовить особо точные шарики для прецизионных шарикоподшипников, требуется провести более десятка технологических операций. Кроме того, при доводке формы нарушается поверхностная структура металла. Космос — идеальное место для изготовления идеальных шариков. Этот тезис и проверялся в полете «Салюта-5».
Металлические заготовки для космической плавильни для простоты были сделаны из сплава Вуда — смеси висмута, свинца, олова и кадмия, который плавится при температуре чуть выше 60 градусов. (Помните трюк на вечерах «занимательной науки»: чайная ложка в стакане тает на глазах удивленных зрителей под струей кипятка?) Капли расплавленного электрическим нагревателем металла выталкивались в лавсановый мешок, размеры которого были достаточно велики, чтобы капли успели затвердеть до того, как они соприкоснутся со стенками мешка. Мешок, собственно, нужен был только для того, чтобы не ловить потом маленькие шарики по всем отсекам станции.
«Сфера» должна была дать идеально точные сферы. Однако идею требовалось проверить. Форма теоретически может искажаться, если центр масс жидкости не будет совпадать с центром масс самой орбитальной станции. Кроме того, капелька может, затвердевая, колыхаться, хотя теоретически доказывалось, что силы поверхностного натяжения должны быстро справиться с силами вязкости, и капля почти мгновенно приобретает идеально сферическую форму. Если так, то, как сказано в книге И. Белякова и Ю. Борисова «Технология в космосе», «молекулярные силы могут использоваться как средство обработки металлов». Если так, то «допуски на изготовление изделий с помощью сил поверхностного натяжения могут быть уменьшены на несколько порядков».
Только космическая индустрия позволит нам получить новые виды биологических структур, поскольку только в невесомости существуют идеальные условия для разделения биологических материалов на уровне клеток. Космическим исследователям предстоит выяснить новые механизмы — тепло- и массопереноса, управления выращиванием кристаллов и образования многофазных сплавов. Очевидно, все земные инженерные справочники для космических строителей придется переписывать заново, а для этого провести фундаментальные исследования в условиях невесомости и замерить новые значения различных констант в динамике жидкости и газа (числа Рейнольдса, Хартмана и др.), в термодинамике (критерии Грасгофа, Нуссельта и др.), в процессах массопереноса (числа Льюиса, Шмидта и др.). В общем, работы тут непочатый край. При этом надо учитывать, что мы еще сами не знаем всех возможностей космической индустрии и можем лишь домысливать все те преимущества, которые она сулит. Год от года, наряду с физическими, астрономическими, медико-биологическими и другими экспериментами, объем технологических исследований постоянно возрастал.
Я рассказывал о некоторых работах на «Салюте-5». Знаменитый «Салют-7» — орбитальная станция, на которой был установлен, а затем превышен мировой рекорд пребывания человека в космическом пространстве, — был уже просто маленьким многоотраслевым заводиком. Технологические печи «Магма» и «Корунд» позволили провести широкие исследования по механизму массопереноса, анизотропии скорости роста кристаллов и отработке будущих — уже по-настоящему промышленных — процессов производства полупроводников в условиях микрогравитации. Специально созданные и установленные на борту «Союза-7» приборы «Ресурс», «Эласт», «Спираль» и другие позволили провести фундаментальные исследования процессов кристаллизации в невесомости, изучить ничтожное и все-таки принципиально важное влияние микрогравитации, которая, как ни крути, существует, на рост кристаллов, провести изучение характеристик материалов в условиях их работы в космосе.