Наряду с этими сравнительно простыми средствами ориентирования и навигации на космических кораблях применяются и более сложные автоматические устройства. Ввиду важности обеспечения точной заданной ориентации корабля в соответствии с программой полёта эти системы не столько дублируют, сколько дополняют друг друга. К числу таких комплексных систем принадлежит астроинерциальная система навигации космического корабля, включающая в себя гиростабилизированную платформу, систему астрокоррекции и вычислительное устройство, снабжённое оптическим визиром, направленным на заданное светило. В электронной памяти вычислительной машины имеется несколько десятков навигационных звёзд.
Но и здесь со стороны космонавта необходим контроль за действием системы. В качестве основных ориентиров берутся обычно наиболее яркие звёзды: Сириус, Канопус, Вега. Но разница в их блеске незначительна. И если создавались устройства на автоматических межпланетных станциях, способные, например, отличить блеск Канопуса от блеска Сириуса и Веги, то с течением времени, когда ослабевала чувствительность светопринимающих элементов, точность такого наведения резко снижалась. Автомат с одинаковым успехом мог удерживать станцию ориентированной на любую яркую звезду. Поэтому в новых системах предусматривается различать не только блеск, но и спектральные характеристики звезды. Однако ошибки не исключены и в этом случае, так как все наиболее яркие звёзды (за исключением Бетельгейзе, Альдебарана, Антареса, Капеллы и Арктура) принадлежат к числу голубовато-белых. Очевидно, в основе наиболее надёжных методов опознавания «опорных» звёзд должно лежать их взаимное расположение на небе. Для этой цели можно использовать не одну, а несколько следящих систем, как было, например, осуществлено на одной из орбитальных астрономических обсерваторий. Можно сочетать оба метода вместе, но это потребует громоздких систем, надёжность которых обратно пропорциональна их сложности. Поэтому важное место в космической навигации принадлежит, безусловно, человеку-оператору.
Глава VI СРЕДИ ГОР И КРАТЕРОВ
Луна — настоящее и будущее
Среди множества космических объектов Вселенной ближайшим к Земле является естественный спутник нашей планеты — Луна.
В последние годы учёные проявляют к исследованию этого небесного тела особый интерес. И этот интерес не случаен. Прежде всего он определяется тем обстоятельством, что Луна — сходное с Землей по своей природе космическое тело. Судя по всему, и Земля и Луна возникли в едином процессе формирования Солнечной системы и прошли во многом аналогичные стадии развития. Поэтому, изучая Луну и сравнивая её с Землей, мы можем добыть такие данные о нашей собственной планете, получить которые было бы весьма затруднительно или даже в обозримом будущем практически невозможно, если бы мы изучали её обособленно, в единственном экземпляре. Исследование Луны даст возможность применить для изучения Земли «принцип сравнения», играющий чрезвычайно важную роль в астрономии: если мы хотим познать какой-либо космический объект, мы должны исследовать сходные с ним объекты, находящиеся на иных стадиях своего развития, и сравнить их между собой.
Луна не только заманчивый, но и сравнительно весьма удобный объект научного исследования. Это небесное тело расположено намного ближе к Земле, чем любое другое. Достаточно напомнить, что соседние с Землей планеты Венера и Марс даже в моменты наибольшего сближения удалены от нас соответственно на 39 и 56 миллионов км, между тем как среднее расстояние до Луны равно 384 000 км.
Благодаря своей близости Луна стала первым небесным телом, которого достигли космические аппараты, в том числе и с человеком на борту. Она также стала своеобразным полигоном для отработки космической техники.
Весьма вероятно, что в будущем именно Луна станет первым естественным космическим объектом, который человек начнёт непосредственно осваивать...
Луна — стартовая площадка для межпланетных кораблей. Луна — космическая обсерватория. Луна — идеальная лаборатория для проведения уникальных физических, химических, биологических исследований... Наконец, Луна — источник ценного сырья и заманчивая база для развития различных отраслей космического производства и осуществления ряда технологических процессов, для которых необходимы пониженная сила тяжести и космический вакуум.
На эти темы написано множество научно-фантастических произведений. Однако наша эпоха — это эпоха реализации многих идей, ещё недавно представлявшихся чисто фантастическими. В какой мере значительные успехи, достигнутые в последние годы в изучении Луны с помощью космических аппаратов различных типов, делают реальными перспективы её освоения человеком?
Если учесть возможности современных космических аппаратов, то любое строительство и вообще любая длительная активная деятельность людей на Луне, но крайней мере в обозримом будущем, могут быть признаны целесообразными, очевидно, лишь в том случае, если существенная часть необходимых для этой цели ресурсов будет добываться непосредственно на нашей естественной спутнице. Каковы же, если исходить из имеющихся в нашем распоряжении данных, скрытые ресурсы самой Луны и прилегающего пространства?
Анализ образцов лунных пород, доставленных на Землю американскими экспедициями и советскими автоматическими станциями, показал, что Луна — сильно обезвоженное небесное тело.
Между тем геологи утверждают, что если образование рудных залежей происходило в отсутствие воды, то запасы полезных ископаемых на Луне должны быть весьма бедны но своему составу и к тому же располагаться на глубине не менее десяти километров. Для их разработки понадобились бы сверхглубокие шахты. Если учесть, что подобных шахт нет ещё и на Земле, то станет ясно, что в ближайшем будущем залежи лунных полезных ископаемых скорее всего останутся недоступными для человека.
В настоящее время речь реально может идти лишь о тех ресурсах Луны, которые сосредоточены в её поверхностных слоях. Это — вода, кислород, водород и энергетические ресурсы.
Что касается воды, то реально можно рассчитывать только на ту воду, которая может быть выделена нагреванием из лунного вещества.
Однако для осуществления подобного процесса, требующего создания высоких температур, необходима энергия. Она понадобится и для других практических нужд. Одним из самых перспективных её источников на Луне является солнечное излучение. На каждый квадратный метр лунной поверхности солнечные лучи при отвесном падении приносят энергию, равную 1400 ватт. Если же учесть полную энергию, поступающую от Солнца на всю освещённую часть поверхности Луны, то окажется, что она примерно в три тысячи раз превосходит энергию всех используемых человеком энергетических источников на Земле, вместе взятых.
Возникает вопрос: как эту энергию добыть? Очевидно, на современном научно-техническом уровне наиболее реальный путь — применение солнечных батарей, т.е. прямых преобразователей солнечной энергии в электрическую. Как известно, подобные устройства с успехом работают на различных космических аппаратах, обеспечивая их основные энергетические потребности.
Правда, коэффициент полезного действия современных солнечных батарей довольно низок: всего около 10—13%. Это означает, что на каждый киловатт получаемой энергии приходится около 10 килограммов самого устройства. Иными словами, солнечные батареи пока что отличаются громоздкостью конструкции и большим весом. Это одна из причин того, почему на Земле пока ещё не строятся солнечные полупроводниковые электростанции.
Однако для Луны этот недостаток Солнечных батарей не так существен. На Луне сила тяжести в шесть раз меньше, чем на Земле, и нет ветров, что в принципе позволяет создавать достаточно громоздкие, но при этом вполне надёжные и устойчивые конструкции. К тому же благодаря отсутствию атмосферы солнечные лучи беспрепятственно и без потерь достигают лунной поверхности, что создаёт благоприятные условия для работы солнечных установок.