ПИЛОТИРУЕМАЯ КОСМОНАВТИКА И ЭКОЛОГИЯ

© М.Н.Бурдаев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы профессиональной деятельности космонавтов"
2007 г.

За прошедшие годы в пилотируемых космических полетах неоднократно проводились работы в интересах решения различных вопросов, связанных с экологией. Задачи экологического мониторинга и дистанционного зондирования отдельных районов Земли и объектов из космоса решались в полетах советских, российских и американских космонавтов-исследователей на борту орбитальных комплексов «Салют», «Мир» и Международной космической станции. Опыт пилотируемых космических полетов доказывает, что космонавты успешно решают подобные задачи и, следовательно, пилотируемые орбитальные средства могут эффективно использоваться в системе глобального экологического мониторинга.

Космические средства отличаются от других возможных носителей экологической аппаратуры наблюдения несколькими особенностями. Скорость смены изображения в поле зрения приборов околоземных космических аппаратов (КА) составляет 7,9-8 км2/сек на один километр ширины полосы обзора. У самолетов при скорости полета 720 км/час эта величина составляет 0,2 км/сек, что примерно в 40 раз меньше. Кроме того, при одинаковых условиях наблюдения, например, при равных углах визирования объектов на краях полосы обзора (в вертикальной плоскости), ширина полосы обзора у КА больше, чем у самолетов. Высота полета самолетов Н = 5-10 км, а КА – Н = 250-400 км, поэтому полоса обзора КА космических аппаратов шире, чем у самолетов в 40-50 раз. В результате у КА скорость обновления информации в полосе наблюдения больше, чем у самолетов, в 1500-2000 раз.

Столь ощутимые преимущества в интенсивности потока проходящей в поле зрения информации пропорционально повышают требования к пропускной способности бортовой аппаратуры КА. При непосредственной передаче получаемой информации – это требования к пропускной способности передающего канала связи; при хранении информации на борту до очередной отправки ее на Землю в капсуле или в спускаемом аппарате КА – это требования к объему памяти и массе средств документирования и хранения информации.

Сложность решения этой проблемы для КА очевидна. Наиболее реальный и перспективный путь ее решения – организация на борту КА первичной обработки информации с целью значительного уменьшения объема передаваемого на Землю или хранящегося на борту материала. Решение этой проблемы техническими средствами относится к числу наиболее сложных задач современной космонавтики. В этой области человек имеет значительные преимущества перед автоматикой. Подчеркнем также, что мышление человека – это первичное средство обобщения любой информации и основной источник всех идей, закладываемых в основу разработки новых технических средств.

Техника в процессе ее разработки всегда отстает в своих возможностях от мышления теоретика, видящего далекие перспективы ее развития, и от уровня знаний своего создателя. Поэтому пилотируемые КА всегда будут иметь тем бульшие преимущества перед беспилотными, чем дальше пройдет космонавт-специалист в своей подготовке от простого дублера автоматики к уровню знаний ученых и проектировщиков, создающих космическую технику. При этом в распоряжении космонавта остаются собственные профессиональные резервы в области совершенствования своих навыков работы с ней, совершенствования предусмотренных разработчиками ее конструкции и методов ее эксплуатации, а также в виде ценнейшей возможности первым, в наиболее полном объеме получать ту информацию, которая до наземных специалистов доходит с запозданием и в усеченном объеме.

Из числа конкретных задач, эффективность решения которых заметно повышается при участии квалифицированного космонавта-оператора, отметим только наиболее важные, а именно:

– решение в полете задач, которые не были формализованы в бортовой автоматике. Это могут быть задачи по отладке и настройке аппаратуры, по изменению режимов ее работы в соответствии с изменяющимися условиями наблюдения, по введению в рабочие алгоритмы новых элементов, учитывающих результаты анализа полученной во время полета информации, по поиску новых информативных признаков наблюдаемых объектов, по обнаружению новых, ранее неизвестных объектов, требующих наблюдения, и их информационных признаков;

– проведение в полете плановых профилактических работ для повышения надежности бортовой аппаратуры и увеличения ресурса ее работы;

– практическая проверка и совершенствование методов летной эксплуатации существующей бортовой аппаратуры.

Эти преимущества, при их умелом использовании, позволяют значительно расширить круг задач, решаемых пилотируемыми космическими средствами, и на этой основе достигнуть более высокой эффективности их использования и более высоких технико-экономических показателей по сравнению с беспилотными аппаратами.

Особого внимания заслуживает проблема использования пилотируемых кораблей для профилактики, ремонта и снабжения беспилотных космических аппаратов для повышения длительности сроков их функционирования. Эта проблема в нашей стране до настоящего времени практически не решается.

В настоящее время экологические проблемы во всем мире стали настолько актуальными, что представляется своевременным обсудить вопрос о целесообразности создания международной космической системы глобального экологического мониторинга и международного экологического отряда космонавтов-инспекторов в ee составе для комплексного и оперативного обеспечения необходимой информацией наземных экологических служб.

Наиболее общим и ценным преимуществом пилотируемых КА по сравнению с беспилотными является возможность практической реализации операций и процессов, которые полностью или частично не формализованы на борту беспилотных КА по различным причинам. К их числу относятся, например, поиск и описание новых объектов наблюдений.

Целью подготовки космонавтов--экологов является формирование высококвалифицированных специалистов с планетарным экологическим мышлением по контролю за окружающей средой из космоса, обученных оперативно обнаруживать признаки чрезвычайных ситуаций и других отклонений характеристик объектов контроля от экологической нормы, комплексно оценивать и прогнозировать развитие опасных и неблагоприятных явлений, способных активно действовать и принимать ответственные решения.