ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ К. Э. ЦИОЛКОВСКОГО И ГЕРМАНА НОРДУНГА

© А.Б.Филимонов, Б.П.Филимонов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Исследование научного творчества К.Э. Циолковского"
2008 г.

Говоря о задачах освоения космоса К. Э. Циолковский полагал, что, прежде всего, люди должны будут заселить околоземное пространство, построив на орбитах «эфирные поселения».

В научно-фантастической повести «Вне Земли» (публиковалась при жизни ученого в 1918 и 1920 гг.) он описал функционирующую в космосе станцию, населенную людьми. По существу, это был первый проект орбитальной станции, основные идеи которого сегодня используются на практике.

Станции, построенные и проверенные на Земле, по мысли Циолковского, должны доставляться по частям на орбиту грузовыми ракетами. Сборка станций будет производиться на орбите (идея модульных орбитальных комплексов). В более отдаленном будущем, после заселения околоземного пространства, для строительства межпланетных станций Циолковский предполагал использовать материал астероидов. Постепенно соединяемые в гигантские гирлянды отдельные станции должны будут образовать «эфирные поселения» вокруг Земли и в поясе астероидов.

Часть поверхности станции по замыслу Циолковского должна быть прозрачной: в освещаемых солнцем помещениях будут созданы оранжереи. Растения будут снабжать людей пищей, кислородом и перерабатывать отходы жизнедеятельности (идея замкнутой системы жизнеобеспечения). Константин Эдуардович считал, что непрозрачную часть обшивки станции можно будет прикрывать отражающими шторками, регулируя тем самым температуру внутри станции. Все помещения должны быть изолированы и сообщаться герметично закрывающимися дверями-люками, в этом случае повреждение и разгерметизация одного отсека не вызовет аварии всей станции. Для улучшения условий жизни на таких станциях Циолковский предлагал придавать им вращательное движение, создавая искусственную гравитацию. Также он впервые подробно описал скафандры для работы в открытом космосе, шлюзы для выхода в безвоздушное пространство, уделил много внимания необходимости использования солнечной энергии для обеспечения станции.

Вопросами создания космических станций интересовались и за рубежом. Одним из энтузиастов был Герман Нордунг (Hermann Noordung). В 1929 г. он издал в Берлине книгу под названием «Das Problem der Befahrung des Weltraums. Der Raketen-Motor» (русский перевод: Ноордунг Г. Проблема путешествия в мировом пространстве. М.-Л., 1935). В ней он предложил создать на орбите вокруг Земли станцию, которая выполняла бы функцию обсерватории для астрономических наблюдений и изучения земной поверхности, а также служила бы базой для межпланетных сообщений.

Если расположить такую станцию над экватором на высоте около 36000 км, то она как бы зависнет над Землей, то есть будет вращаться вместе с нею, делая полный оборот за 24 часа. По мысли Нордунга, такая станция должна состоять из трех модулей, связанных между собой проводами и воздушными шлангами.

Первый модуль — необитаемое машинное отделение, снабженное огромным параболическим зеркалом, которое, концентрируя солнечную энергию, перерабатывает ее в электрическую, а также служит для связи обсерватории с Землей с помощью радио и световых сигналов.

Второй (жилой) модуль — тороид диаметром 30 м, вращающийся вокруг центральной оси со скоростью 8 об/мин, что создает внутри него искусственную силу тяжести. По периметру тороида расположены пассажирские каюты. В ступице колеса — еще одно параболическое зеркало, — котельная небесного дома. От ступицы к колесу отходят лифт и две криволинейные спицы, внутри которых Нордунг разместил лестницу.

Третий модуль — цилиндрический отсек в центре тороида, сообщающийся лифтом с жилым модулем. В этом модуле находится обсерватория.

В качестве источника энергии для станции Нордунг предложил использовать солнечные зеркала, нагревающие рабочую жидкость турбогенераторов в паропроводах, размещенных в фокусе зеркала. На теневой стороне колеса располагаются трубы конденсаторов для сброса избыточной тепловой энергии. Солнечную энергию Нордунг предложил использовать и для обогрева внутренних помещений, превратив стекла иллюминаторов в линзы и поставив снаружи около них специальные сборные зеркала.

Так же как и Циолковский, Нордунг считал, что монтаж обсерватории должен вестись прямо на орбите из конструкций и материалов, доставляемых ракетами с Земли. Для монтажа станции монтажники и ремонтники должны будут выходить в открытый космос через воздушные шлюзы, точно такие, какие описал Циолковский. В книге Нордунга можно очень часто найти детали сходные с теми, которые описывал Циолковский. «Без силы тяжести нельзя ни стоять, — писал Ноордунг, — ни сидеть, ни лежать. Зато спать можно в любом положении». Такое же описание есть и у Циолковского. «Совершенно придется отказаться от мытья и купания в обычной форме, — писал Нордунг. — Возможно только обтирание при помощи губок, мокрых полотенец, простынь и т. п.». Как мы знаем, именно увлажненные салфетки и полотенца применяются на орбитальных станциях и космических кораблях.

Или вот другой интересный пример: «... Важные группы мускулов вследствие продолжительного их неиспользования ослабнут и не станут служить, когда жизнь снова должна будет происходить в нормальных условиях тяготения, например, после возвращения на Землю». «Вполне вероятно, — весьма проницательно продолжал Нордунг, — что этому можно было бы с успехом противодействовать систематическими упражнениями мускульной системы, не говоря уже о том, что возможно было бы при посредстве соответствующих технических мер это обстоятельство устранить».

Многое в проекте Нордунга устарело, но его идея размещения основных элементов станции представляет интерес и в наши дни. Действительно, размещение, например, ядерной электростанции с относительно небольшой круговой защитой на расстоянии нескольких сот метров и даже нескольких километров от обитаемой (вращающейся) части станции дало бы большой выигрыш в весе. Можно отделить от основной станции и часть научного оборудования (например, телескопы). Энергию можно передавать по проводам (невесомым!), а связь с научным блоком осуществлять телеуправлением. Конечно, при этом потребуется специальная корректировка орбитального движения элементов станции.

Идеи, заложенные Циолковским в научно-фантастической повести «Вне Земли» и в многих научных трудах, а также Нордунгом в книге «Проблема путешествия в мировое пространство», находят применения в наше время.