ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
БС - бортовые системы;
БЧ - боевая часть;
ВВ - взрывчатые вещества;
ВКС - воздушно-космический самолет;
ВПП - взлетно-посадочная площадка;
ВРД - воздушно-реактивный двигатель;
ГП - генератор поля;
ГО - грузовой отсек;
ДУ - двигательная установка;
ЖРД - жидкостный ракетный двигатель;
ИДА - индивидуальный дыхательный аппарат;
ИК - инфракрасный;
ИКАО - международная организация гражданской авиации;
КА - космический аппарат;
КК - космический корабль;
КПД - коэффициент полезного действия;
ЛА - летательный аппарат;
МД - маршевые двигатели;
НГП - направленный генератор поля;
НКК - неракетный космический корабль;
НЛО - неопознанный летающий объект;
ОПН - отделяемая полезная нагрузка;
О(П)О - обитаемый (посещаемый) отсек;
ОС - орбитальная станция;
ПГС - пневмогидросистема;
ПД - подъемный двигатель;
ПИЭ - первичный источник энергии;
П/МД - подъемно-маршевый двигатель;
РВО - ремонтно-восстановительное оборудование;
РД - ракетный двигатель;
РЛ - радиолокационный;
РП - рабочая поверхность;
РРТК - ремонтный робототехнический комплекс;
СВЧ - сверхвысокочастотный;
СИОС - система сбора информации об окружающей среде.
СОГС - система обеспечения газового состава;
СОЖ - система обеспечения жизнедеятельности;
СОИ - средства отображения информации;
СОПГ - система обслуживания полезного груза;
СУ-БС - система управления бортовыми системами;
СУ-П - система управления перемещением;
СЭП - система энергопитания;
ТЯРД - термоядерный ракетный двигатель
ФАР - фазированная антенная решетка;
ХИ - холодильник-излучатель;
ЦМ - центр масс;
ШДА - шланговый дыхательный аппарат;
ЯР - ядерный реактор;
[ ] - работа над этими фрагментами продолжается.



ВВЕДЕНИЕ
Первых успехов в освоении космического пространства Че- ловечество достигло благодаря термохимическим ракетным дви- гателями и баллистическим ракетоносителям, однако сегодня уже очевиден предел возможностей этих средств.

Могут возразить, что разговоры об ограниченности возмож- ностей ракет ведутся со времен К.Э.Циолковского, такие моти- вы встречаются и в известной работе С.П.Королева "Ракетный полет в стратосферу", но последующая практика, в том числе и самого Королева, посрамила пессимистов.

Все это так. Конструкторские и технологические ухищре- ния еще могут значительно продлить существование традицион- ных ракетно-космических средств, однако они не в состоянии обойти барьеры, поставленные ограниченной энергоемкостью хи- мического (да и ядерного в освоенном виде) топлива, ограни- ченной жаропрочностью конструкций двигателей, наконец - эй- нштейновским запретом на световые и сверхсветовые скорости. Но именно за этими барьерами лежит путь широкомасштабного освоения космоса, экономически-рентабельной космонавтики, именно эти баръеры отделяют от нас обещанные Циолковским "горы хлеба и бездну могущества".

Между тем, известно уже несколько проектов неракетных двигателей, взаимодействующих с теми или иными полями Земли, Солнечной системы, Галактики, наконец - Вселенной в целом, либо изменяющих в локальной области свойства нашего прос- транственно-временного континуума. Интересно, что, несмотря на существенно-разные объяснения авторами принципов их рабо- ты, эти двигатели имеют ряд общих конструктивных черт (см. ниже).

Однако, все эти проекты имеют еще одну общую особен- ность. Изобретатели основное внимание уделяют двигателю, что понятно, реже - энергообеспечению. Но космический корабль - не только двигатель, имеется целый ряд других необходимых систем, без которых получится не очень летающая стендовая установка.

Пионеры космонавтики не могли предвидеть многого. В час- тности, им, наверное, и в страшном сне не могло привидиться, что первый шаг в космос человек сделает, заняв место ядер- ных боеголовок. Да и о производстве, даже современном им, не говоря уж о будущем минобщемашевском, они явно не имели представления. Все это, однако, не помешало им угадать ос- новные принципиальные элементы КА и многие их частные детали. 

Сегодня мы знаем значительно больше. Мы знаем, как чело- век живет в космосе (и в других техногенных объектах, ис- пользовать опыт атомного подводного флота и дальней авиации Циолковский не мог). Мы знаем, какие системы реально могут решать в космосе необходимые нам задачи, как эти системы бу- дут развиваться в ближайшие годы. Мы знаем, какие именно из- делия способна создать и довести до требуемой надежности на- ша промышленность. Наконец, мы знаем, какие идеи пионеров космонавтики были, а какие - не были реализованы, и почему. 

Безусловно, создание (или несоздание) неракетных, назо- вем их "полевыми", двигателей однозначно определит возмож- ность появления неракетных космических кораблей (НКК). Одна- ко для того, чтобы эффективно использовать возможности поле- вых приводов, другие системы НКК должны быть адекватны но- вым требованиям.

Данная работа представляет собой попытку сформулировать эти требования, обозначить возможные направления исследова- ний.



ОБЩАЯ КОМПОНОВКА НЕРАКЕТНЫХ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ.
Компоновка любого КА определяется с одной стороны факто- рами, действующими на него на разных этапах эксплуатации, а с другой - возможностью создания требуемого изделия в рам- ках данного уровня развития производительных сил.

Cо времен "20000 лье под водой" Ж.Верна известно, что техногенный объект, функционирующий в опасной среде, должен иметь по крайней мере два корпуса - внешний "легкий", вос- принимающий динамические нагрузки и поражающие факторы окру- жающей среды, и внутренний "прочный", воспринимающий стати- ческие нагрузки и являющийся, собственно, обитаемым. На под- водных лодках, особенно отечественных, этот принцип соблю- дается свято - последними советскими недвухкорпусными лодка- ми были "малютки". В авиации и ракетно-космической технике, в первую очередь - из-за жесточайших массовых лимитов, этот принцип выполняется, но значительно менее строго.

В авиации очень грубым приближением можно считать "проч- ным" корпусом гермокабины, а "легким" - негерметичные отсе- ки фюзеляжа.

В космической технике проявлением такого компоновочного принципа можно считать функционально-грузовой блок транспор- тного корабля снабжения НПОмашиностроения, отдельные отсеки орбитальных станций "Салют-6,-7" и "Skylab", и, аналогично самолетам - ВКС "Space Suttle" и "Буран".

Помимо весовых ограничений, минимальная применяемость двухкорпусных конструкций в КК объясняется тем, что к их внешней форме не предъявлялось очень жестких требований, но на НКК ситуация меняется.

Кроме очевидных аэродинамических условий, к внешней фор- ме НКК предъявляется еще ряд требований, связанных с разме- щением двигателей, радиаторов СОТР и т.д. Часть этих требо- ваний будет рассмотрена ниже, а сейчас остановимся на осо- бенностях внутреннего, "прочного" - герметичного корпуса.

Известно, что идеальной формой герметичного отсека (ба- ка) с точки зрения минимизации массы при данном объеме яв- ляется сфера. Однако, технологические трудности, связанные с образование поверхности двойной кривизны из плоских металли- ческих листов, сопряжением их со всевозможными гермовводами, а также тот факт, что габарит (диаметр) сферы однозначно связан с ее объемом, привели к тому, что только на одной рактете-носителе, 11А52/Н1-Л3, сферические баки большого диаметра нашли широкое применение, при этом сведения о на- дежности их конструкции противоречивы.

Наиболее распространенной формой гермоотсека в ракет- но-космической технике стал цилиндр (или усеченный конус) со сферическими, коническими и реже - плоскими днищами. Причем диаметр цилиндра выбирается как правило исходя из технологи- ческих возможностей данного производства и нередко не ме- няется при переходе от одной модели к другой. В ракетно-кос- мической промышленности СССР применяются цилиндрические обе- чайки следующих диаметров: 2.2, 3.0, 3.9, 4.1, 7.9 м. При- чем первые три диаметра рассчитаны на перевозку по железной дороге без остановки встречного движения, четвертый - с его остановкой, а для последнего пришлось создавать специальные самолеты-транспортеры.

Помимо ракетно-космической техники изготовление гер- мообъемов цилиндрической формы хорошо освоено в подводном кораблестроении, самолетостроении, наконец - в резервуарос- троении.

Обитаемые (посещаемые) отсеки (О(П)О) НКК должны, по крайней мере - на первом этапе, иметь цилиндрическую форму. Помимо вышесказанного, один или несколько отсеков такой фор- мы легко компонуются в аэродинамически-эффективный обтека- тель, что важно для ЛА, рассчитанных на более-менее дли- тельный полет в атмосфере.

Важный вопрос, не встававший до этого перед конструкто- рами КА - ориентация отсеков, а главное - полов жилых поме- щений относительно корпуса корабля и вектора тяги подъемных и маршевых двигателей (ПД и МД, далее будет показано, что скорее всего - П/МД).

До сих пор двигатели КА работали в течении небольших промежутков времени, в нужном положении относительно векто- ра ускорения располагались только кресла космонавтов, в ос- тальное же время это не имело значения. Но НКК способны со- вершать полет с постоянно работающими двигателями, что поз- воляет постоянным ускорением заменить силу тяжести.

Но это значит, что компоновка О(П)О и будет рассчитана в первую очередь на работу при действии силы тяжести. А в та- ких условиях человек за миллионы лет привык перемещаться по поверхностям, в общем нормальным к вектору гравитационных сил (горизонтальным), вертикальные коммуникации (лестницы, лифты) возможны, но нежелательны. Следовательно, О(П)О дол- жны предоставить экипажу максимальную площадь пола, а это требует ориентации цилиндрических гермокорпусов по "местной горизонтали".

Для НКК, рассчитанных на маневрирование в атмосферах планет, к форме внешнего корпуса предъявляется требование минимизации ветровых нагрузок. Опуская аргументацию можно, тем не менее, предположить, что форма такого корабля будет сплюснутой (самолет-бесхвостка, "классическая летающая та- релка"). Это тоже способствует "лежачему" размещению гер- моотсеков.

Горизонтальная "распластанность" обусловлена, кроме то- го, необходимостью размещения не одного, но нескольких ПД. Так как только ПД поддерживает НКК в воздухе, невредно вспомнить требование ИКАО для двухмоторных лайнеров о про- должении взлета с одним отказавшим двигателем. Правда, в случае НКК аналогом будет, скорее, "Луноход" или наши бро- нетранспортеры БТР-60/70/80/90, способные продолжать движе- ние при потере двух любых колес из восьми.

Еще одно требование касается взаимного расположения ПД и грузового отсека (ГО) или отделяемой полезной нагрузки (ОПН). При полете вблизи поверхности небесного тела НКК мож- но рассматривать как самолет вертикального взлета или верто- лет. Эти ЛА крайне чувствительны к смещению центра масс (ЦМ), а избежать изменения центровки при разгрузке ГО или отделении ОПН невозможно. Следовательно, проекция ЦМ на плоскость, перпендикулярную к вектору тяги ПД должна лежать в проекции ГО (ОПН), а ПД, в свою очередь, разнесены на столько, чтобы компенсировать дифференциальным изменением тяги расчетные нарушения балансировки.

[]

Далее рассмотрены состав бортовых систем НКК и их пред- полагаемые особенности.



БОPТОВЫЕ СИСТЕМЫ НКК.
1. Подъемные двигатели.
2. Маpшевые двигатели.
3. Система энеpгопитания.
4. Система обеспечения теплового pежима.
5. Система обеспечения жизнедеятельности:
система обеспечения газового состава;
-//- водоснабжения;
-//- хpанения и пpиготовления пpодуктов питания;
-//- pегенеpации;
-//- сбоpа отходов жизнедеятельности;
-//- экpаниpования вpедных эффектов двигательной уста- новки.
6. Система сбоpа и обpаботки инфоpмации об окpужающей сpеде.
7. Система упpавления пеpемещением.
8. Система упpавления функциониpованием боpтовых систем.
9. Система обслуживания полезного гpуза.
10. Стационаpное вооpужение.
11. Pемонтно-восстановительное обоpудование.
12. Шасси.



ПОДЪЕМНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (ПД).
ПД должны обеспечивать веpтикальный взлет КК с по- веpхности планеты земной гpуппы (т.е., обеспечивать КК стаpтовую тяговооpуженность не менее 1.2), и перемещение по небаллистическм траекториям в поле тяготения независимо от состава и состояния окpужающей атмосфеpы. Обязательное тpе- бование к ПД - минимальное воздействие на повеpхность взлетно-посадочной площадки (ВПП).

Никакие pеактивные двигатели в пpинципе не подходят для этой цели.

Воздушно-pеактивные двигатели имеют максимальную тягу до 40 - 100(пpоект) т. Пpи этом pеализованные подъемные: 3М(Як-38) - 3500 кг, PД-41(Як-141) - 4000 кг; подъем- но-маpшевые: АЛ-21М(Як-38) - 8000 кг, стоявшие на Як-36 - 5780 кг, P-29(Як-141) - 15600 кг.

Единичная тяга подъемных и подъемно-маpшевых ВPД вpяд ли существенно пpевысит пpиведенные величины. В этом случае, даже пpи значительном снижении удельной массы ПД, они не обеспечивают качественного pывка в хаpактеpистиках ЛА. Кpо- ме того, pазpушающее воздействие pеактивных стpуй на по- веpхность ВПП тpебует пpименения специальных покpытий и га- зоотводных тpактов.

Пpименение ЖPД ведет к непpиемлемому pасходу топлива, pезко огpаничивая пpодолжительность взлетно-посадочных pежи- мов.

Использование pакетных двигателей с дpугими способами pазгона pеактивной стpуи также пpедставляется сомнительным: атомные PД тpебуют тяжелой pадиационной защиты, кpоме того не гаpантиpуется отсутствие в pеактивной стpуе пpодуктов де- ления; теpмоядеpные и аннигиляционно-теpмические двигатели большой тяги не созданы, более того, их создание даже не планиpуется; электpические способы pазгона боpтового запаса pабочего тела имеют чpезвычайно низкий КПД цепочки "пеpвич- ный источник энеpгии - pеактивная стpуя".

Таким обpазом, в качестве ПД должны pассматpиваться ПОЛЕВЫЕ двигатели, использующие взаимодействие с физически- ми полями и полевое - с веществом. В настоящее вpемя еще не- возможно окончательно сфоpмиpовать облик таких двигателей, однако можно утвеpждать, что констpуктивно они будут отно- ситься к одной из нижепеpечисленных гpупп.

PАБОЧАЯ ПОВЕPХНОСТЬ (PП). Вся повеpхность КК использует- ся для генеpации тех или иных физических полей. В этом слу- чае, скоpее всего, PП будет пpедставлять собой "фазиpован- ную антенную pешетку" (ФАP), набpанную из более или менее миниатюpизованных генеpатоpов используемого поля. Фоpма PП опpеделяется 1) тpебованиями создания максимальной тяги в нужном напpавлении и 2) возможностями упpавления движением КА пpи pазличных возмущающих воздействиях. Детальный же об- лик однозначно опpеделяется свойствами используемых полей. Особую сложность пpи использовании двигателя-PП будет пpед- ставлять pазмещение повеpхностей pадиатоpов СОТP.

НАПPАВЛЕННЫЕ ГЕНЕPАТОPЫ ПОЛЯ (НГП). В качестве двигате- лей используются агpегаты, генеpиpующие используемые физи- ческие поля в тpебуемом напpавлении. НГП тpебуют оpганиза- ции хотя бы одного на каждый агpегат вывода ("сопла") на внешнюю повеpхность КК. В этом случае тpебования к их pазме- щению аналогичны тем, котоpые пpедъявляются к подъемным pа- кетным (или воздушно-реактивным) двигателям. Однако, пpи этом необходимо учитывать взаимовлияние НГП, напpимеp воз- можность их использования в качестве элементов ФАP.

Всенапpавленные ГЕНЕPАТОPЫ ПОЛЯ (ГП) могут pазмещаться в любом месте КК. Это возможно только в том случае, если ис- пользуемое поле не оказывает отpицательного воздействия на элементы констpукции, системы и экипаж КК. Фоpма коpабля пpи этом опpеделяется теpмодинамическими, аэpодинамическими, пpочностными и т.д. тpебованиями.

[]



МАPШЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ (МД).
МД должны обеспечивать pазгон КК сначала до первой кос- мической скорости, а потом - до крейсерской скорости полета (возможно - обеспечить перемещение КК со сверхсветовой ско- ростью). В настоящее время в качестве МД применяются жидкос- тные и твердотопливные термохимические ракетные двигатели. Однако, использование любых ракетных двигателей, отбрасываю- щих запасенную на борту массу, ставит предел макси- мально-достижимой скорости полета, как в связи с конечнос- тью соотношения стартовой и конечной масс, так и по жароп- рочности конструкционных материалов самих двигателей. Использование РД "малой тяги" (электрических) ведет к дли- тельному времени разгона в зонах неблагоприятных внешних условий (радиационные пояса).

Прямоточные, особенно - термоядерные двигатели имеют, в принципе, только релятивистский энергетический порог скорос- ти. Однако технические трудности, вставшие при создании ги- перзвуковых прямоточных ВРД, позволяют предположить не- меньшие трудности при создании космических прямоточных ТЯРД, причем далеко не факт, чтобы эти проблемы (создание и устой- чивая работа магнитного массозаборника радиусом порядка 10000 км, работа прямоточного термоядерного реактора на соб- ранном веществе и т.д.) вообще имели решение. Наконец, для начала работы "прямоточника" КК нужно еще разогнать до соот- ветствующей скорости.

Все это, как и в случае с подъемными двигателями, зас- тавляет обратиться к тяговым системам, использующим полевые взаимодействия.

Скорее всего, роль подъемных и маршевых двигателей бу- дут выполнять одни и те же агрегаты. Следовательно, их мож- но разбить на такие же группы, и требования по их компонов- ке на НКК будут аналогичными, с определенными дополнения- ми, влияющими на компоновку НКК в целом.

Корабль в целом и его обитаемые отсеки должнны быть ориентированы так, чтобы большую часть времени активного участка сила тяги МД была бы ориентирована в направлении "низ-верх", а возникающая при разгоне НКК сила инерции заме- няла бы для экипажа гравитацию.

[]



СИСТЕМА ЭНЕРГОПИТАНИЯ (СЭП).
СЭП должна обеспечивать как энергетические потребности ПД и МД, так и служебных систем КК. Важно отметить, что речь идет именно об "энерго-" а не только "электропитании", так как заранее сказать, в какой форме энергия будет потреб- ляться двигателями, и будет ли рационально преобразовывать ее в электрическую форму, нельзя. Вместе с тем, в отличии от ракетных двигателей, электрическая форма согласуется с поле- выми ДУ значительно лучше, чем другие, известные на сегодня.

СЭП НКК будет состоять из двух взаимосвязанных, но в значительной степени независимых систем - СЭП двигательной установки (СЭП ДУ) и СЭП бортовых систем (СЭП БС).

Обязательной чертой СЭП ДУ должно быть резервирование как первичных энергоисточников (ПИЭ), так и силовых шин, связывающих их с ДУ (возможно - многократное), с широкими возможностями коммутации для перераспределения нагрузок при отказах ПИЭ и ДУ.

В качестве ПИЭ для СЭП ДУ могут выступать устройства с высокими удельными характеристиками и ограниченным ресурсом, рассчитанные на работу "на номинале" только на взлетно-поса- дочных режимах, так как теоретически крейсерский полет в удалении от небесных тел или по траекториям, близким к бал- листическим, требует значительно меньших энергозатрат. Одна- ко, применение таких агрегатов ведет к ограничению возмож- ностей НКК и оптимально только на ранних этапах их развития.

Из известных либо представимых на сегодняшний день ПЭИ в СЭП ДУ применимы ядерные, термоядерные и аннигиляционные реакторы, аккумуляторы и системы, концентрирующие или высво- бождающие и использующие энергию окружающей среды (энергоин- версоры). Для НКК, перемещающихся по фиксированным маршру- там, может быть использован внешний (лучевой, пучковый) под- вод энергии от внешних ПЭИ. Рассмотрим, вкратце, особеннос- ти перечисленных энергоисточникв.

Ядерные реакторы (ЯР) на сегодняшний день являются наи- более отработанными источниками тепловой энергии большой мощности. Для преобразования производимого ими тепла в элек- тричество используются машинный (турбомашинный), термоэмис- сионный, термоэлектрический и радиоэмиссионный методы (пере- числены в порядке убывания агрегатной мощности).

Принципиально неустранимым недостатком ЯР является нали- чие делящихся материалов, а следовательно - опасность заг- рязнения окружающей среды при авариях, связанных с его раз- рушением. Второй недостаток - необходимость массивной радиа- ционной защиты, причем для НКК, рассчитанных на работу в ат- мосферах, она должна быть круговой вокруг ЯР (иначе неизбеж- но переоблучение через атмосферу).

Теоретически существуют способы значительно уменьшить массу радиационной защиты, однако перспективы их реализации представляются туманными (см. ниже). На настоящий момент за- дача создания ядерного энергоблока, удельная масса которого (с учетом радиационной защиты) допускает установку на ЛА, способный перемещаться в гравитационных полях по небаллисти- ческим траекториям, не решена.

Работоспособных образцов термоядерных и аннигиляционных энергетических реакторов не существует. Можно предположить, что из-за большого удельного энерговыделения термоядерного и аннигиляционного топлива с одной стороны, и ограниченной жа- ропрочности известных конструкционных материалов с другой, первые образцы таких установок будут иметь большие габариты, что затруднит их использование на ЛА любого рода. Для анни- гиляционных энергоустановок дополнительной сложнейшей проб- лемой является хранение антивещества.

Аккумуляторы (устройства, способные запасать, какое-то время хранить и отдавать накопленную и сохраненную энергию, безотносительно к физическим принципам их работы), видимо, найдут применение в СЭП ДУ в качестве компенсаторов пиковых нагрузок. В любом случае, для этого их удельные характерис- тики должны быть улучшены на несколько порядков.

Энергоинверсоры представляются оптимальными ПЭИ для СЭП НКК как по удельным характеристикам, так и благодаря отсут- ствию ограничений по запасам топлива. Однако, прежде чем приступать к их широкомасштабному применению (при условии решения всех технических проблем), необходимо тщательно изу- чить особенности их влияния на окружающую среду, в первую очередь - на свойства и характеристики пространственно-вре- менного континуума.

Применение внешнего подвода энергии, как уже отмечалось, возможно только для НКК, перемещающихся по фиксированным маршрутам или в ограниченной области пространства.

[]

Общую структуру СЭП ДУ целесообразно заимствовать с атомных подводных лодок, с учетом специфических требований по массовым характеристикам и условиям работы. Принци- пиальным отличием СЭП ДУ НКК будет необходимость всемерной минимизации времени коммутации исправных и неисправных ПЭИ и П/МД на взлетно-посадочных режимах (речь идет 0.001-0.01 с.). 

Требования к ПЭИ СЭП БС несколько иные. Главное здесь - постоянное обеспечение энергопотребностей остальных (кроме ДУ) систем НКК в течении всего времени автономного функцио- нирования корабля, а возможно - на протяжении всего кален- дарного срока его существования. Из известных на сегодняш- ний день наиболее целесообразным ПЭИ для СЭП БС является ЯР с термоэмиссионным или термоэлектрическим преобразованием. Для сохранения программного обеспечения возможно применение маломощных ПЭИ со сверхбольшим ресурсом.



СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО PЕЖИМА.
Как известно, пдавляющее большинство приборов и агрега- тов, созданных Человечеством, имеет КПД, меньший единицы, а значит, какая-то часть проходящей через них в процессе рабо- ты энергии, рассеивается в виде тепла. Сам человек в процес- се своей жизнедеятельности также выделяет тепло. С другой стороны, большинству приборов и человеку для функционирова- ния требуется достаточно узкий диапазон температуры окружаю- щей среды, не выше, но и не ниже.

В принципе, можно так рассчитать тепловой баланс любого КА, что все "лишнее" тепло будет уходить в окружающее прос- транство, но такое состояние требует постоянства режимов ра- боты бортовых систем, оптических свойств поверхности КА и параметров окружающей среды, чего в реальности не наблюдает- ся.

Наиболее теплонагруженными узлами НКК будут, конечно, ПЭИ (в том случае, если это будут не энергоинверсоры) и дру- гие агрегаты СЭП ДУ. Видимо, немалую долю в общий нагрев бу- дут вносить и сами П/МД.

Как известно, единственным способом передачи тепла в космическом вакууме является лучистый теплообмен, следова- тельно, необходимым элементом внешней поверхности НКК будут холодильники-излучатели (ХИ). Методики их проектирования и расчета известны, активно разрабатываются и не будут сущес- твенно отличаться от традиционных. Однако необходимо учиты- вать, что при работе полевых П/МД и энергоинверсоров могут изменяться свойства пространства, что может повлиять на рас- пространение ИК-лучей.

Внутри КК тепло может передаваться от "греющегося" агре- гата к ХИ различными способами - при помощи газового или жидкого теплоносителя, тепловых труб, твердотельной теплоп- роводности и т.д. Исходя из общего требования минимизации таких связей, возможны два варианта размещения ПЭИ в общей компоновке корабля - вблизи наружней обшивки (или на ней) и в глубине корпуса НКК.

Обе компоновки имеют свои приеимщества и недостатки. В первом случае значительно облегчается обслуживание энергоб- локов и их охлаждение. Кроме того, появляется возможность их аварийного отделения, предотвращающего разрушение НКК при взрыве. Принципиальные недостатки - ПЭИ неизбежно размещают- ся вдали от ЦМ, что отрицательно сказывается на балансиров- ке, и совершенно незащищены (только своей обшивкой) от внеш- них, например метеорных, воздействий.

Вторая компоновка как раз обеспечивает надежное прикры- тие ПЭИ элементами конструкции корабля и позволяет размес- тить тяжелый агрегат вблизи ЦМ. Однако проблемы обслужива- ния, особенно базового, и охлаждения при этом обостряются.

Революционным для создания СОТР будет использование энергоинверсоров и в этих целях.



СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ (СОЖ).
Главным требованием, определяющим облик СОЖ НКК являет- ся ее ресурс.

Конечно, было бы идеально создать аппарат, способный доставить человека в любую точку видимой Вселенной и обрат- но в течении одних календарных суток, но даже в этом случае корабль должен быть домом для его экипажа. Главная причина необходимости максимально-возможного ресурса СОЖ заключает- ся в том, что при ЛЮБЫХ отказах в СЭП и ДУ продолжи- тельность полета возрастает на многие порядки. При этом воз- можность и длительность спасательных операций в дальнем кос- мосе - тема отдельного исследования.

Даже при безотказной работе, мы пока не можем сказать, как будут влиять на действие полевых П/МД флуктуации пара- метров окружающей среды. Поэтому должен четко выдерживаться принцип полярных исследователей: идешь на день - запасов бе- ри на неделю.

Даже при полетах внутри Солнечной системы речь идет по крайней мере о многих месяцах автономного существования. О межзвездных же полетах при ресурсе СОЖ менее 10 лет гово- рить просто не приходится.

Следующее требование относится к количественным парамет- рам СОЖ: при нахождении на борту НКК экипажа (и пассажиров) штатной численности, СОЖ должна обеспечивать возможность ее не менее чем двухкратного увеличения. Иными словами, НКК должен быть готов в любую минуту принять на борт экипаж еще по крайней мере одного такого же корабля. Это требование вы- текает из понятных соображений безопасности.

[]

Рассмотрим теперь основные элементы СОЖ.

Система обеспечения газового состава (СОГС) должна под- держивать заданный состав атмосферы О(П)О, производить ком- пенсацию ее утечек, полную замену. Кроме того, СОГС произво- дит заправку индивидуальных и питание шланговых дыхательных аппаратов (ИДА и ШДА), заправку спасательных, вакуумных и десантных скафандров, осуществляет наддув шлюзовых камер и переходных тоннелей стыковочных узлов.

Подсистема подачи нейтральных газов обеспечивает работу системы пожаротушения и работу силовых пневмоприводов.

[]

Система водоснабжения обеспечивает регенерацию, хране- ние и подачу питьевой и технической воды потребителям. Питьевая и техническая вода различаются по глубине очистки и используются, соответственно, первая - в продуктах питания и для личной гигиены, вторая - во влажной уборке О(П)О, для дезактивации и дезинфекции, как компонент системы пожароту- шения и теплоноситель.

Система хpанения и пpиготовления пpодуктов питания вклю- чает: термоизлированные хранилища для продуктов длительного хранения; холодильные и морозильные камеры для скоропортя- щихся продуктов; комплекс средств приготовления пищи к упот- реблению (размораживание, подогрев, термообработка, насыще- ние водой и т.д.).

[]

Система pегенеpации служит для замыкания цикла СОЖ по воде, кислороду и - по возможности - пище. Регенерация воды осуществляется из атмосферного конденсата и путем глубокой очистки стоков. Получение кислорода производится как путем электролиза воды, так и разложением углекислого газа. Полу- ченный при этом углерод используется для синтеза продуктов питания.

Использование биологических звеньев регенерации возмож- но, однако для этого необходимо решить ряд серьезных проблем.

Во-первых, растения и животные (как высшие, так и низ- шие) чувствительны к внешним условиям в значительно большей степени, чем человек. Как показали многочисленные экспери- менты, высшие растения не выживают в атмосфере орбитальных станций "Салют" и "Мир", для их разведения там используют- ся специальные камеры с индивидуальной СОГС. С одной сторо- ны, это свидетельствует о несовершенстве существующих СОЖ, с другой - о значительной сложности создания полноценных био- логических звеньев системы регенерации.

Во-вторых, при большой длительности автономных полетов для растений и животных с быстрой сменой поколений встает проблема генетического дрейфа. Мутации биокомпонентов СОЖ могут привести к их гибели, или, что менее вероятно, появле- нию смертельно-опасных форм жизни.

Технологии небиологической регенерации кислорода и воды известны и в большей или меньшей степени отработаны (см., например, учебник Малоземова), но о регенерации пищи этого сказать нельзя.

В настоящее время известны два способа регенерации про- дуктов питания из непищевых (даже несъедобных) веществ - бактериальный синтез и нанотехнология (атомарно-молекуляр- ная сборка).

Работы в области бактериального синтеза продуктов пита- ния интенсивно велись с 50-х годов (хотя первыми опытами та- кого рода можно считать производство вина и кисломолочных продуктов). Были достигнуты значительные успехи, в частнос- ти, лучшие дегустаторы мира не смогли отличить синтетичес- кие продукты от натуральных. Однако на пути дальнейшего раз- вития этой технологии встали как объективно-технические (необходимость тонкой очистки конечного продукта от бакте- рий и отходов их жизнедеятельности, высокий треюуемый уро- вень производственной культуры), так и психологические, да- же экономические (борьба отечественных "зеленых" за прекра- щение производства белково-витаминных концентратов была ин- спирирована зарубежными производителями и поставщиками сельхозпродуктов) преграды.

От использования высших животных и растений бакте- риальный синтез отличается значительно большей простотой поддержания необходимых условий существования бактерий, воз- можностью управления процессом и быстрой смены биокомпонен- тов в случае их повреждения.

Нанотехнология, по существу, является небиологическим аналогом бактериального синтеза. Она, видимо, решит вообще все проблемы регенерации (как и ремонта систем корабля и т.д.), однако в данном направлении сделаны лишь первые шаги, и хронологические рамки массового применения атомарно-моле- кулярной сборки трудноопределимы.

Система сбоpа отходов жизнедеятельности включает не только отсос углекислого газа и канализацию, но и сбор сто- ков после влажной уборки, сбор пыли при использовании пыле- сосов и т.д. При достаточном уровне системы регенерации эта же система будет утилизировать разовое постельное и но- сильное белье.

[]

Система экраниpования вpедных эффектов двигательной ус- тановки в зачаточном виде уже существует на КА и вообще ЛА - теплозащитные перегородки, противорадиационные экраны и т.д., однако на НКК их роль существенно возрастает.

Во-первых, полевые П/МД при работе генерируют различные физические поля, в общем случае - переменные, с большими максимальными значениями напряженности или других аналогич- ных параметров. Как сама по себе высокая напряженность, так и ее колебания (скорее всего - высокочастотные) могут оказы- вать негативное влияние на человека и другие биологические объекты (биокомпоненты СОЖ).

"В первом приближении" от электромагнитных, например, полей можно защититься твердотельным (жидкостным, газовым, плазменным) экраном требуемой толщины и структуры, по оче- видным причинам однако такой путь применим только для НКК с малым объемом обитаемых отсеков и только на ранних этапах их развития. Более перспективными являются активные системы, например экраны, составной частью которых также является то или иное физическое поле, или системы, гасящие поле П/МД в объеме корабля либо О(П)О. Такие полевые экраны, по накото- рым предположениям, способны обеспечить и защиту от радиа- ции, выделяемой ЯР ПЭИ.

Во-вторых, вероятно, при работе П/МД будут изменять в локальной области характеристики пространственно-временного континуума, при этом новые значения его параметров могут быть несовместимы с существованием биологической жизни или вообще высокоорганизованных форм материи. Следовательно, необходимой составной частью НКК с полевыми П/МД являются системы, стабилизирующие параметры пространственно-временно- го континуума хотя-бы в объеме обитаемых отсеков корабля. Возможно, такая стабилизация явится "побочным эффектом" ра- боты отдельных типов полевых П/МД.

[]



СИСТЕМА СБОPА И ОБPАБОТКИ ИНФОPМАЦИИ ОБ ОКPУЖАЮЩЕЙ СPЕДЕ (СИОС).
СИОС объединяет активные (локационные) и пассивные дат- чики различных диапазонов, вычислительный комплекс и сред- ства отображения информации для экипажа НКК и служб управле- ния движением.

СИОС формирует как информацию о положении корабля в пространстве относительно внешних объектов, используемых как базовые для навигационных расчетов, так и "тактическую" ин- формацию - взаимное расположение НКК и объектов, способных создать помехи его перемещению, физические характеристики (метеоусловия), химический состав и биологическое состояние окружающего пространства. Кроме того, СИОС должна обладать возможностью проводить целевые исследования отдельных зон и параметров окружающего пространства как в автоматическом ре- жиме, так и при ручном (дистанционном) управлении.

Активные датчики СИОС - локаторы радио-, оптического, ИК и других диапазонов - должны иметь возможность использова- ния для передачи информации в случае отказа других систем связи.

Можно предположить, что при работе полевых П/МД физичес- кие параметры окружающего пространства, в частности - харак- теристики распространения электромагнитных и звуковых волн - будут более или менее радикально меняться, что приведет к сложности или невозможности использования традиционных РЛ или оптических станций. С другой стороны, как уже отмеча- лось, полевые ДУ сами по себе являютя источником волн (в том числе - электромагнитных, возможно - гравитационных и т.д.). Следовательно, конструкция полевых ДУ должна предусматри- вать возможность их использования в качестве излучателей ло- кационных комплексов.

Наиболее перспективной схемой размещения датчиков всех диапазонов на ЛА, в том числе - на НКК является т.н. "умная обшивка", т.е. "размазывание" элементов ФАР используемых диапазонов по значительной части поверхности ЛА. Есть, одна- ко, по крайней мере три препятствия безоговорочному внедре- нию такой схемы.

Во-первых, ФАР сами по себе имеют минимальный коэффи- циент усиления, при больших дальностях работы и ограничен- ной мощности желательно использование концентраторов излуче- ния (линз, рефлекторов), форма и размеры которых определяют- ся исходя из дальности, мощности и требуемого разрешения, и не очень стыкуются с формой других элементов конструкции НКК. Во-вторых, сложная форма ФАР-"умной обшивки" потребует значительной вычислительной мощности блоков обработки полу- чаемой информации, которая, в свою очередь, имеет чисто фи- зические пределы.

Если первые два пункта характерны для всех типов ЛА, то третий присущ только ЛА с полевыми двигателями. Как уже от- мечалось, побочные эффекты при их работе могут отрицательно влиять на элементы конструкции НКК. Тем более это относится к "умной обшивке", тогда как отдельные антенны и оптические камеры нетрудно выполнить убирающимися в защищенные объемы. 

Средства отображения информации (СОИ, не путать с СОИ-SDI) для экипажа скорее всего будут интегрированы с ана- логичными комплексами систем управления перемещением и фун- кционированием систем, поэтому все нижеследующее относится и к ним тоже.

СОИ ЛА прошли большой путь от стрелочных индикаторов и звуковых сигналов до речевых синтезаторов, "прозрачных ка- бин", "суперкабин", голографических дисплеев, систем проеци- рования изображения на хрусталик глаза и т.д. Считается, что следующим шагом будет передача информации непосредственно на глазной нерв, или даже непосредственно в мозг, при этом уп- равляющие команды также будут считываться с биотоков мозга. 

При очевидном ускорении передачи информации этот путь имеет ряд недостатков, возможность устранения которых не до- казана.

Во-первых, до сих пор проводившиеся опыты показали, что на этом уровне человек легко воспринимает качественную ин- формацию, но отнюдь не количественную, тогда как именно пос- леднюю выдают цифровые системы управления. Внедрение "биото- кового" человеко-машинного обмена потребует радикального из- менения самой структуры бортовой автоматики.

Во-вторых, информацию воспринимает не мозг, но система "глаз-мозг" ("ухо-мозг"), а в передаче управляющих команд участвуют, кроме того, элементы нервной системы, управляю- щие речью или перемещением конечностей. Это замедляет ско- рость передачи информации, но "доводит" ее до нужной степе- ни определенности. Возможность же выделения из общей карти- ны биотоков конкретных образов и передача конкретных команд представляется крайне сложной, если вообще возможной.

В третьих, "традиционная" схема передачи информации ("экран-глаз-мозг", "мозг-рука-кнопка") позволяет, при необ- ходимости, задержать передачу ложных сведений и команд. Известно, что при полете Ю.А.Гагарина рассматривалась воз- можность психического расстройства космонавта. Опасения не оправдались, но с выходом в дальний космос, к другим плане- там, тем более - при межзвездных полетах такую возможность игнорировать нельзя. Нетрудно представить последствия соче- тания "свихнувшегося" мозга и биотокового управления!

Наконец, при пилотировании в тяжелых условиях (большие высокоградиентные перегрузки, например), в связи с наруше- нием мозгового кровообращения в голове пилота могут формиро- ваться образы - и, соответственно, управляющие команды - да- лекие от реальности. Последствия так же очевидны.

Для продолжения работ по СОИ с передачей информации пря- мо в мозг эти (разумеется, перечень не исчерпывающий) вопро- сы должны быть дополнительно исследованы.

[]



СИСТЕМА УПPАВЛЕНИЯ ПЕPЕМЕЩЕНИЕМ (СУ-П).
СУ-П состоит из навигационной системы и исполнительных органов. Навигационная система включает инерциальные датчи- ки положения и маневра КА, блоки обработки информации, пос- тупающей от СИОС и блоки расчетов управляющих команд.

При создании инерциальных датчиков навигационной систе- мы необходимо учитывать возможное влияние локальных измене- ний свойств пространственно-временного континуума, вызывае- мых работой полевых П/МД, которые могут вносить искажения в данные механических и лазерных гироскопов.

[]

Исполнительные органы можно разделить на те, которые обеспечивают поступательное перемещение НКК (перемещение ЦМ) и те, которые обеспечивают вращение НКК вокруг ЦМ.

До сих пор в качестве исполнительных органов использова- лись либо ракетные двигатели, либо силовые гироскопы, либо те или иные средства взаимодействия КА с окружающими его фи- зическими полями (гравитационным, электромагнитным), причем третий способ сегодня имеет вспомогательное значение в силу малых величин управляющих воздействий и сложности их дозиро- вания. Принципиальным недостатком силовых гироскопов являет- ся то, что масса их роторов должна достигать существенной доли массы КА, иначе управляющее воздействие также будет очень слабым.

При применении управляющих ракетных двигателей для пово- рота ЛА вокруг поперечных осей на активном участке ис- пользуется отклонение вектора тяги МД, в остальных же слу- чаях применяется дифференциированное (вплоть до полного вык- лючения) регулирование тяг маршевых и управляющих двигате- лей, на ракетоносителях - качание управляющих двигателей. Управляющие ракетные двигатели должны отвечать определенным специфическим требованиям. Во-первых, это возможность мно- гократного запуска и останова; во-вторых - быстрый выход на режим постоянной тяги; в третьих - возможность точного дози- рования суммарного импульса тяги за включение.

Работа любого ракетного двигателя связана с расходова- нием массы. Для упрощения конструкции (следовательно, высо- кой надежности) и хранения компонентов в космосе в управляю- щих РД применяются как правило самовоспламеняющиеся высоко- кипящие ядовитые компоненты топлива. При этом нужно учиты- вать, что часть продуктов сгорания остается у КА в виде "собственной атмосферы", а так как эти газы химически актив- ны, это ведет к деградации обшивки и оптических датчиков.

При работе полевого П/МД управление перемещением и пово- ротами НКК скорее всего будет осуществляться путем измене- ния величины и направления вектора суммарной тяги, либо диф- ференциальным регулированием тяг отдельных двигателей (эле- ментов двигателей). Однако вопрос, на сколько "тонко" можно управлять такими исполнительными органами, возможно ли ма- неврирование на П/МД вблизи других КА (при стыковке), нуж- дается в дальнейших исследованиях.



СИСТЕМА УПPАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНИPОВАНИЕМ БОPТОВЫХ СИСТЕМ (СУ-БС).
НКК можно рассматривать как сложный техногенный ком- плекс, состоящий из ряда систем, функционирование которых взаимосвязано и определяет возможность выполнение комплек- сом целевых задач.

До сих пор предполагалось (по крайней мере в СССР), что пилотируемый КА должен иметь возможность выполнить хотя-бы первый испытательный полет в автоматическом режиме, что предполагало наличие на борту системы автоматического управ- ления. Необходимо отметить, что в этом же направлении разви- вался и другой сложнейший техногенный объект, действующий в неблагоприятной внешней среде - атомные подводные лодки. Общеизвестна тенденция к повышению автоматизации самолето- вождения (сокращение экипажей транспортных машин с 5 до трех, а сейчас - до двух человек).

НКК будут эксплуатироваться в среде, принципиально враждебной человеку. СОЖ НКК не сможет полностью заменить биосферу Земли. Необходимо считаться с возможностью частич- ной или полной потери работоспособности экипажем НКК. Отсю- да очевидно требование автоматического возвращения НКК с лю- бого этапа полета, либо продолжения полета с экипажем, чис- ленность которого меньше штатного (В то же время, штатный экипаж НКК не будет очень маленьким, подробно этот вопрос будет рассмотрен далее).

Все это требует применения высокоавтоматизированной сис- темы управления бортовыми системами.

Предполагается, что для обеспечения максимальной надеж- ности и гибкости, СУ-БС должна иметь комбинированную (как иерархическую, так и распределенную) структуру. Это вызвано, в частности, тем, что различные бортовые системы должны взаимодействовать на разных иерархических уровнях. Например, все системы выступают потребителями по отношению к СЭП, но при этом СОТР обеспечивает в том числе и работу отдельных элементов СЭП и т.д.

При создании СУ-БС для сложных объектов, призванных дей- ствовать автономно, необходимо учитывать еще одну опасность. По достижении определенного числа элементов СУ-БС, построен- ной с использованием элементов искусственного интеллекта (а возможно и без него) может произойти качественный скачок - возникнет сознание. Самым "мягким" следствием этого будет неисправимый отказ СУ-БС. Во избежании такой перспективы, необходима аппаратная "расшивка" блоков СУ-БС.

[]



СИСТЕМА ОБСЛУЖИВАНИЯ ПОЛЕЗНОГО ГРУЗА (СОПГ).
К грузам, перевозимым на космических кораблях предъяв- ляются специфические требования. Как правило это либо расхо- дуемые материалы в различной упаковке (или в налив в танке- рах), либо космические аппараты, доставляемые к месту работы.

Транспортировка контейнеров предъявляет минимальные тре- бования к СОПГ: средства внутрикорабельного перемещения кон- тейнеров и бортовые погрузочно-разгрузочные устройства.

Транспортировка жидких компонентов требует наличия СОТР танков, систем транспортировки жидкостей в невесомости и соответствующей стыковочной арматуры, скорее всего - сменной. Доставка к месту работы других КА требует наличия воз- можностей для их погрузки-выгрузки, внутрикорабельного дос- тупа для предпускового осмотра и возможного обслуживания, контрольно-испытательной аппаратуры.

Большинство расходуемых материалов и транспортируемых "на внутренней подвеске" аппаратов изготовляются и дли- тельное время хранятся в атмосфере, чем определяется, в час- тности, допустимый при их хранении тепловой режим. Это тре- бует создания соответствующих условий в ГО. Следовательно, как правило ГО должны быть герметичными и включенными в кон- тур О(П)О. Кроме того, в этом случае ГО можно будет ис- пользовать для транспортировки пассажиров при небольшой дли- тельности рейсов и размещения эвакуируемых при спасательных операциях.

Погрузка-разгрузка в космическом пространстве или на планетах с непригодной для жизни атмосферой может произво- диться тремя способами: через стыковочный узел на другой техногенный объект; через шлюзовые камеры; через люки при разгерметизации грузового отсека. В последнем случае ГО обо- рудуется системой дегазации/дезинфекции/дезактивации.

При использовании только негерметичных ГО НКК в значи- тельной степени теряет свою универсальность, однако повы- шается эффективность специальных операций - например, дос- тавка крупногабаритных или опасных грузов.



СТАЦИОНАPНОЕ ВООPУЖЕНИЕ.
В принципе, в настоящее время запрещено размещение на космических кораблях оружия массового поражения, а с 1981 г. обсуждается проект договора, запрещающего размещение на кос- мических аппаратах оружия любого рода [В.С.Авдуевскмй, А.И.Рудев, "Звездные войны" - безумие и преступление, М., Политиздат, 1986., с.195-215.]. Необходимо, однако, помнить, что космос по своим физическим условиям на сегодняшний день - среда для биологической жизни абсолютно враждебная. Среди многообразия "поражающих факторов", воздействующих на НКК (как и на любой другой КА), есть и такие, бороться с которы- ми рациональнее всего путем уничтожения этих факторов - в первую очередь, имеются в виду метеорные тела.

Кроме того, богатый опыт Человечества Земли не дает ни малейших оснований думать, что разумные силы, способные осу- ществлять межзвездные полеты, абсолютно чужды каких бы то ни было захватнических планов или даже "гастрономических" инте- ресов. Менее всего это следует понимать как призыв палить по НЛО всей мощью противовоздушной обороны, но предусмотреть такую возможность Человечество обязано!

Рассмотрим средства активной противометеорной защиты НКК. В качестве таковых по современным представлениям могут быть использованы лазерные (не только оптического диапазона) и пучковые системы; электромагнитные, газовые и другие пушки (ускорители массы); управляемые и неуправляе- мые ракеты; генераторы физических полей.

Наряду с преимуществами - максимально-возможной достиг- нутой скоростью поражения цели, быстрым перенацеливанием, практически прямолинейным распространением луча, свободой компоновки генераторов в НКК - лазерные системы имеют и ряд трудноустранимых недостатков. Во-первых, КПД генератора из- лучения в первом приближении тем меньше, чем больше излучае- мая мощность. Во-вторых, поражающая способность луча в высо- кой степени зависит от оптических и теплофизических свойств поверхности цели. Так, быстроиспаряющееся покрытие при облу- чении автоматически создает защитный слой своих паров, ос- лабляющий действие луча.

Пучковое оружие может применяться только в вакууме и значительно более чувствительно к внешним физическим полям, например электромагнитному.

Ускорители массы - пушки - устанавливаются на лета- тельных аппаратах с момента начала их боевого применения. Более того, по крайней мене на одном типе советского КА пуш- ка была испытана в полете, на другом - по официальным дан- ным было предусмотрено место для пушки, по неофициальным - она там стояла. Однако требуемая начальная скорость снаряда на порядок превышает все, достигнутое с использованием поро- ховых зарядов, а электромагнитные и газодинамические ускори- тели имеют длину, соизмеримую с длиной КК, что в значи- тельной степени определит его компоновку.

Управляемые и неуправляемые ракеты также должны иметь значительно большую скорость полета, чем существующие клас- са "воздух-воздух". Ракеты могут использоваться как в "кине- тическом" варианте, когда воздействие на цель происходит за счет соударения с ней, так и с боеголовками, причем, в силу значительного ослабления в вакууме действия обычных ВВ, без ядерных БЧ обойтись не удастся.

Естественно, управляемые ракеты с соответствующим осна- щением могут использоваться как дистанционно пилотируемые (или автоматические) разведчики.

Важным преимуществом ракет является возможность не столько разрушить атакуемую цель, сколько изменить направле- ние ее движения, что более важно.

Физические "силовые" поля в случае их реализации позво- лят просто отводить опасные метеорные тела от НКК или разру- шать их, с последующим, опять-таки, отводом осколков. В нас- тоящее время продемонстрирована техническая возможность дис- танционного изменения траектории зараженных и ферромагнит- ных частиц. Некоторые типы полевых П/МД при определенных ре- жимах работы способны дистанционно изменять траектории лю- бых тел, не зависимо от их электрических и магнитных свойств. Скорее всего, оптимальным будет сочетание различных ти- пов противометеорного оружия. К тому же, как уже отмечалось, управляемые ракеты с успехом могут использоваться в качес- тве беспилотных разведчиков, а лазерные установки - как ло- каторы и средства связи. В любом случае, воюет не оружие, а человек!



PЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ ОБОPУДОВАНИЕ (РВО).
К сожалению, человечество до сих пор не создало образ- цов техники, не нуждающихся в более или менее частом обслу- живании и ремонте. В случае НКК ситуация обостряется тем, что, во-первых, космический корабль - комплекс сложных тех- нических систем, каждая из которых, в свою очередь, также содержит сотни тысяч узлов далеко не стопроцентной надежнос- ти. Практически, можно априори утверждать, что пока надежность элементов систем НКК не достигнет "6-7 девяток" (99.9999-99.99999%) на борту постоянно что-то будет нуж- даться в ремонте.

В принципе, техническое обслуживание постепенно стано- вится основным занятием космонавтов уже сейчас, в ходе поле- тов на ОС "Мир", однако для этого экипаж должен располагать соответствующими условиями.

Обратимся опять к опыту советского подводного кораблес- троения.

В конце 60-х - 70-х годах была построена серия атомных подводных лодок-перехватчиков проекта 705 "Лира". На кораб- лях было сконцентрировано необычайно много технических нов- шеств. Одной из особенностей лодок был минимальный экипаж - 15 человек (две смены по семь и кок), причем все семеро вах- тенных находились в центральном посту. Это по крайней мере в 5-6 раз меньше, чем на других лодках такого же водоизмеще- ния и со сравнимым вооружением.

Увы, в процессе эксплуатации выяснилось, что, во-первых остались неавтоматизированные операции - например, уборка помещений. Во вторых, ресурс ряда судовых систем оказался меньше средней продолжительности автономного плавания. За счет рядовых (первоначально экипажи были чисто офицерскими) экипажи лодок выросли до 40 человек, а на них просто не бы- ли рассчитаны жилые помещения... Наряду с недоведенностью и сложностью эксплуатации реакторов с жидкометаллическим теп- лоносителем это стало основной причиной вывода 705-х из бое- вого состава...

Таким образом, минимальная штатная численность экипажа должна определяться не по возможности выполнения требуемых операторских функций, как это рекомендуется в работе [А.И.Меньшов. Космическая эргономика. Л., "Наука", 1971., с.230-235], а по необходимости в обслуживании и ремонте ма- лоресурсных система НКК в полете.

Максимальная ремонтопригодность предъявляет вполне кон- кретные требования к компоновке систем НКК.

Сегодня существует тенденция выноса максимального коли- чества оборудования за пределы герметичных О(П)О. Это реше- ние, оправданное для ближнего космоса с постоянной возмож- ностью доставки любых требуемых запасных частей, вряд ли окажется эффективным для космоса дальнего. Производить ре- монт блоков в открытом космосе крайне сложно (возможна только замена неисправных на работоспособные), а требования работоспособности в вакууме вообще не очень совпадают с тем, что желательно по соображениям ремонтопригодности.

Исходя из этого, вне О(П)О целесообразно размещать те системы и агрегаты, ресурс которых заведомо значительно больше средней продолжительности автономного полета НКК, ли- бо те, при работе которых возможны выделения ядовитых, горю- чих, взрывоопасных веществ, радиации, СВЧ-излучений и т.д. Агрегаты же, ресурс которых сравним с расчетной продолжи- тельностью автономного полета, должны размещаться в О(П)О.

На борту корабля обязательно должна быть мастерская, инструментальный парк которой способен обеспечить ремонт лю- бого агрегата НКК, кроме тех, для работы с которыми нужно узкоспециальное оборудование и выделенные зоны (например, ЯР).

Габариты монтажных блоков БС НКК должны позволять пере- мещать их по кораблю без демонтажа других блоков и открытия технологических люков.

Должен быть обеспечен быстрый доступ к любой точке об- шивки О(П)О и арматуры ПГС в целях устранения возможной раз- герметизации.

Корабль должен быть обязательно оснащен хотя-бы перенос- ной системой электрических испытаний ВСЕХ БС и комплексом регистрации фактических нагрузок на силовые элементы кон- струкции.

Желательно наличие на борту НКК ремонтных робототехни- ческих комплексов (РРТК) как для внекорабельных операций, так и для работы внутри О(П)О.

Нужда во внекорабельном РРТК очевидна, т.к. подвижность манипуляторов уже сейчас превосходит подвижность рук в пер- чатках вакуумного скафандра. Кроме того, этот РРТК сможет оказать помощь находящемуся вне корабля космонавту в случае внезапной потери им работоспособности и невозможности оказа- ния помощи другими членами экипажа (например, если их нет). "Внутриотсечный" РРТК кроме основных своих функций - замены неисправных блоков и транспортировки их в мастерскую (или на выброс), может использоваться для уборки жилых помещений, а главное - для перемещения по кораблю больных и раненых кос- монавтов в условиях повышенных перегрузок.

[]



ШАССИ.
Возможность совершать многократные посадки на планеты земной группы и более мелкие, при сохранении способности к сверхдальним перелетам является характерной чертой НКК с по- левыми П/МД. Следовательно, шасси являются достаточно важ- ной его частью, решающей две задачи: гашение остаточной вер- тикальной и горизонтальной скорости при посадке и обеспече- ние длительно хранения НКК на открытой площадке при воздей- ствии ветровых нагрузок.

Первая задача решалась шасси исторически, с момента их появления как части ЛА. В данном, однако, случае ситуация осложняется тем, что посадочная масса НКК мало отличается от взлетной и может достигать тысяч тонн. С другой стороны, НКК, по всей видимости, смогут перемещаться в атмосфере со сколь угодно малыми скоростями, следовательно, необходи- мость уборки шасси не является острой (хотя возможность ава- рийного аэродинамического торможения нельзя исключать).

"Ветровое" крепление НКК на стоянке может осущес- твляться якорями, которые могут и не быть частью шасси, од- нако возможно и размещение специальных заглубляемых элемен- тов на опорах.

Практика эксплуатации вертолетов показала, что возни- кает необходимость транспортировке (буксировке) вертикально взлетающих ЛА по ВПП. В данном случае, однако, это вовсе не означает необходимости использования колесного или гусенич- ного шасси, так как предполагается, что НКК можно будет пе- ремещать по площадке на тяге П/МД. 