НА ПУТЯХ К НАСЕЛЕННОМУ КОСМОСУ
Академик Н. СИСАКЯН.
Я с большими колебаниями решил назвать свою лекцию "На путях к населенному космосу". Если вспомнить, как началась эра освоения воздушного пространства, то мы имеем все основания верить в силу науки, так как за жизнь одного поколения стали свидетелями изумительных достижений в развитии воздушного транспорта и той роли, которую играет авиация в настоящее время в жизни современной цивилизации. Все, что связано с развитием авиации, привело к одному очень важному итогу: сближению континентов нашей планеты. Хочется верить вместе с вами, что развитие ракетоплавания в конечном итоге приведет к сближению планет Солнечной системы.
Исследование и освоение космического пространства человечеством требуют широкого привлечения всех данных, полученных естественными науками. Проблемы, связанные с проникновением человека в космос, - своего рода пробный камень зрелости нашей науки. С другой стороны, космические исследования несомненно создают исключительно благоприятные возможности для решения важнейших принципиальных проблем науки. Это можно проиллюстрировать рядом убедительных примеров из различных областей естествознания.
Часто возникает вопрос, не лучше ли те средства, которые идут для изучения космического пространства, направить на удовлетворение других нужд? Мне кажется, что постановка такого вопроса вообще не имеет достаточных оснований, поскольку закрыть космос перед естественными науками означало бы отрубить крылья птице, которая стремится ввысь и живет только в состоянии полета.
Что может дать развитие ракетной техники человечеству? Во-первых, познание природных явлений Вселенной. Я хотел бы напомнить замечательные слова, которые были высказаны в свое время двумя великими деятелями науки: Больцманом и Луи Пастером. Больцман, отдавая должное теоретичес ким исследованиям, говорил о том, что нет более практичной вещи, чем хорошая теория. А великий сын французского народа Луи Пастер постоянно указывал, что нельзя делить науку на теоретическую и прикладную, а есть наука и ее приложение. Поэтому все то, что будет достигнуто на путях к освоению космического пространства, имеет прямое отношение не только к развитию теоретических исследований, не только к познанию природных явлений Вселенной, но и к использованию в интересах человечества. Развитие ракетной техники способствует коренному улучшению астрономических наблюдений, лучшей организации метеорологической службы нашей планеты, улучшению межконтинентальных радио- и телесвязей. Все это уже не отдаленная перспектива, а реальность наших дней.
Я хотел бы, с разрешения Генерального директора, г-на Рене Майо, сказать о том, что им была проявлена в свое время инициатива использования спутников для образовательных целей, и я думаю, что, по-видимому, придет время, когда одним из основных проектов в программе деятельности ЮНЕСКО будет проект изучения космического пространства. Наконец, развитие космической техники приведет к осуществлению межпланетных сообщений.
Проблема жизни вне нашей планеты в течение столетий волновала человечество. Является ли жизнь характерной только для нашей планеты формой движения материи или жизнь в различных проявлениях может существовать на других планетах? Здесь при исследовании имеются большие трудности. Во-первых, трудности которые связаны с возможностями нынешней техники. Но есть еще более серьезные трудности, и самая главная заключается в том, что мы не можем оторваться от тех концепций и представлений о жизни, которые господствуют в умах людей нашей планеты. А здесь нужны более смелые допущения.
Мы знаем, что для живых существ нашей планеты основным химическим элементом является углерод. Но никто не может отрицать возможность наличия организмов, в той или иной степени развитых, где скелетом будет не углерод, а, предположим, кремний или другой химический элемент, близкий по своим химическим и физическим свойствам углероду.
В настоящее время есть два пути изучения этой проблемы. Во-первых, это путь исследования поведения земных организмов в экстремальных, характерных для других планет условиях и, во-вторых, поиски форм жизни на других планетах. Здесь, прежде всего, стоит вопрос о поисках органических форм материи - таких, как аминокислоты, белки, фосфорорганические соединения. Я хотел бы напомнить, что, по общепринятым представлениям, многие из встречающихся в организмах соединений биологического происхождения могут быть получены без участия живых организмов. Например, экспериментально установлена возможность синтеза аминокислот, пептидов, некоторых фосфорорганических соединений в условиях, очень близких к тем, которые могут встречаться на других планетах. Поэтому, если даже будут найдены органические вещества, это еще не означает, что мы уже нашли основные признаки, которые характеризуют жизнь. Здесь помимо самого обнаружения химических веществ, входящих в состав земных организмов, необходимо поставить задачу найти пути обнаружения обмена веществ, характерного для биологического процесса.
Здесь же встает проблема адаптации, то есть приспособления, с одной стороны, земных форм живых существ к экстремальным условиям других планет, а с другой стороны, возникает вопрос: допустим, что будут найдены существа на других планетах, и как они поведут себя в земных условиях, когда будут гостями нашей планеты?
Огромное значение приобретает проблема стерилизации летательных аппаратов для предупреждения заноса земной жизни на другие планеты и, наоборот, бесконтрольного переноса на нашу планету возможных представителей неземной жизни. Без таких профилактических, предупредительных мер нельзя серьезно, по-научному подойти к разработке проблемы жизни вне нашей планеты.
Каковы задачи науки на путях к освоению космоса? Прежде всего, конечно, усовершенствование техники. Затем проблемы космической связи, радио и телевидения. Кроме того, если учитывать физиологические особенности земных организмов, то для прогресса освоения космического пространства важнейшее значение приобретает создание искусственной гравитации, поскольку в условиях невесомости земные организмы ведут себя несколько иначе.
Мы все хорошо помним, что вскоре после успешного полета первого искусственного спутника Земли возник вопрос о том, примет ли Космос представителей земной жизни? И на этот вопрос мы получили положительный ответ. Полеты космических кораблей с животными на борту, которые начались в декабре 1960 года, это доказали. Однако возник новый, не менее сложный вопрос относительно того, как будет вести себя человеческий организм. На него был получен положительный ответ в результате исторического полета Ю. А. Гагарина 12 апреля 1961 года. Вслед за полетом Гагарина Г. Титов приумножил достижения своего друга, совершив путешествие в течение 24 часов. Г. Титов показал впервые, что работоспособность космонавта в таком сравнительно длительном полете сохраняется. Космонавт вместе с тем поставил очень серьезную научную проблему: о поведении вестибулярного аппарата в условиях космического пространства. Последующие полеты показали, что при помощи тренировок можно значительно повысить вестибулярную устойчивость людей. Я должен сказать, что в этом отношении очень много поучительного дает нам история балета, потому что знаменитые балерины отличаются от всех танцоров тем, что могут делать множество кругов и при этом не теряют равновесия. Все это говорит о том, что человеческий организм обладает возможностями для того, чтобы повысить вестибулярную устойчивость.
Я хотел несколько слов сказать о психологических проблемах космических полетов. Даже когда вы приезжаете в какое-то незнакомое место, то чувствуете себя неловко. Представьте ситуацию, когда человек уходит от родной земли и возникает масса новых, непривычных ощущений. Здесь имеют громадное значение психологическая устойчивость, мужество и другие качества, которые дают возможность преодолевать все это. Очень важно, что при помощи технических средств космонавт находится всегда на связи с Землей. Наряду с этим громадное значение имеет проблема совместимости характеров экипажа космического корабля. Эти вопросы впервые были поставлены наукой на конкретную почву эксперимента в связи с полетом корабля "Восход-1", где космонавты В. Комаров, К. Феоктистов и Б. Егоров, представители различных специальностей, очень успешно справились с теми сложными задачами, которые были поставлены перед ними. Они доказали возможность проведения научных работ в кабине космических кораблей и показали, что космонавтами могут быть не только летчики, но и представители гражданских профессий - научный работник, врач.
Еще одна проблема, которая имеет огромное значение, - проблема радиационной безопасности космических полетов. В связи с этим очень важны правильные и долговременные прогнозы всех явлений, в частности периодических вспышек, которые имеют место на Солнце. К сожалению, мы еще не можем сказать, как изменяется ситуация на Солнце, как часто и с какой периодичностью возникают те вспышки, которые во много раз повышают радиационную опасность в космическом пространстве. Наука ставит и разрабатывает такие задачи, которые дали бы возможность повысить радиационную устойчивость членов космических экипажей. Это, во-первых, возможность создания частичного анабиоза, то есть такого состояния, когда жизненные функции организма очень сильно замедляются и процессы обмена веществ протекают на очень низком уровне. В таком состоянии организм переносит лучше воздействие радиации. Не исключается возможность создания и специальных убежищ в космических кораблях для того, чтобы преодолевать опасность, связанную с резким повышением радиационного фона космического пространства. Создание защитной одежды и химических средств защиты организма и повышение устойчивости к воздействию радиации также необходимо иметь в виду. Здесь уместно сказать, что есть некоторые данные о том, что, например, жители горных районов, которые там родились, выросли и живут, лучше переносят действие радиации, чем жители долинных районов. Таким образом, у организмов имеются какие-то приспособительные возможности.
Другая проблема - это проблема гравитационной биологии. Вы хорошо знаете, что в ходе эволюции организм человека и животных хорошо адаптировался к условиям существования на Земле, в частности к земной гравитации. Биологические эксперименты на космических кораблях в условиях невесомости позволяют выяснить, какую роль играют эти факторы в индивидуальном и эволюционном развитии организмов на Земле. Интересны будут эксперименты на планетах, имеющих гораздо большую массу и, следовательно, гравитацию, чем наша Земля. Поиски и обнаружение жизни и органического вещества в космическом пространстве на небесных телах и сопоставление их с земными формами даст возможность сделать определенные выводы по вопросам, которые давно интересовали человечество: происхождение жизни и соответствующих ей форм движения высокоорганизованной материи, возможность переноса жизни с одного небесного тела на другое, законы и пути биологической эволюции.
Исторический этап в космических исследованиях - полет Беляева и Леонова. В результате этого полета была поставлена проблема открытого космоса. Так как межпланетные полеты немыслимы без выхода космонавта из кабины корабля, первый выход человека в открытое космическое пространство можно рассматривать как репетицию одной из наиболее волнующих сцен будущих межпланетных полетов. Здесь очень большое значение имеет также психологическая проблема - проблема пространственной напряженности. Психологи, опираясь на точку зрения Паскаля о том, что бесконечное пространство вызывает страх, утверждали, что человеческая психика не выдержит ощущения себя перед космической бездной. Не может быть никакой речи об освоении космического пространства, высадке на других планетах без решения проблемы открытого космоса. Успешные и уверенные действия А. Леонова за бортом корабля рассеяли сомнения психологов об опасности появления у космонавта страха перед необъятным пустым пространством космоса, отчужденностью от Земли и всего земного.
Основным устройством, предназначенным для работы в открытом космосе, служит космический скафандр. Задача монтажа и демонтажа космических кораблей, соединение, стыковка их - сложная задача, и поэтому работа в открытом космосе тесно связана с созданием средств жизненного обеспечения. В этом отношении очень важно все то, что связано с биомеханикой, то есть с закономерностями движения человеческого тела в космическом пространстве. Биомеханику на Земле, как известно, изучал еще гениальный Леонардо да Винчи. Дальнейшее развитие эта область знания получила в трудах физиологов многих стран. Однако биомеханика движений в условиях невесомости является новой проблемой. Более того, впервые представилась возможность изучать биомеханику в свободном безопорном пространстве, лишенном воздушной среды, в условиях, когда человек лишен обычных зрительных ощущений, помогающих ему ориентироваться в пространстве.
Наиболее важная и сложная проблема - выбор состава физических свойств искусственной газовой среды. Решая ее, необходимо заранее отказаться от копирования обычных земных условий существования человека, так как воспроизведение их в искусственной атмосфере космического скафандра представляет огромные технические трудности, не оправданные биологической целесообразностью. Это относится прежде всего к определению общей величины барометрического давления в скафандре. Многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных ученых доказано, что снижение барометрического давления до известных пределов при повышении концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе не вызывает каких-либо сдвигов основных физиологических функций человека, которые могли бы нарушить его работоспособность или привести к патологическим расстройствам.
Многолетняя практика высотных полетов на аэростатах и самолетах, высокогорные восхождения альпинистов практически подтверждают этот вывод. В Советском Союзе и Соединенных Штатах Америки были поставлены специальные эксперименты, в которых большие группы людей длительное время (десятки суток) находились при пониженном барометрическом давлении, соответствующем высотам 7-10 км, при повышенном процентном содержании кислорода. Эти исследования подтвердили возможность существенного снижения барометрического давления как в кабинах космических кораблей и планетных станций, так и в скафандрах, предназначенных для длительной работы человека в космическом пространстве и на небесных телах, лишенных атмосферы. Однако снижение барометрического давления в атмосфере, непосредственно окружающей человека, имеет свои пределы. В случае, когда давление падает до величины меньшей 0,27 атм, неизбежно наступает кислородное голодание, несмотря на то, что человек продолжает дышать чистым кислородом. Кислород (при столь низком давлении) теряет способность связываться с белком крови - гемоглобином и поэтому не поступает в необходимом количестве к органам и тканям. Пределы понижения барометрического давления определяются не только кислородным обеспечением. Существенную роль при этом играет возможность возникновения так называемых декомпрессионных расстройств. Эти расстройства возникают вследствие того, что при сравнительно быстром переходе человека от повышенного или нормального атмосферного давления воздуха к пониженному в тканях организма могут образоваться пузырьки газа, ранее в них растворенного. Опыт высотных подъемов свидетельствует о том, что возникновение декомпрессионных расстройств представляет реальную опасность лишь на высотах более 7-8 км при барометрическом давлении, соответствующем 0,4-0,35 атм. Таким образом, при выборе барометрического давления для космического скафандра необходимо учитывать физиологически безопасные пределы.
Наиболее существенная часть космического скафандра - автономная система жизнеобеспечения, предназначенная для поддержания оптимального состава газовой среды в подшлемном пространстве и создающая благоприятные температурные условия космонавту. Отсутствие материальной среды, обеспечивающей теплопередачу, большие температурные контрасты, которые могут создаваться на освещенных и не освещенных Солнцем поверхностях скафандра, значительное и непостоянное по величине выделение тепла человеком потребовали создания сложных и оригинальных автоматических устройств для поддержания нормальных температурных условий.
Проблема создания средств жизнеобеспечения является по существу проблемой создания искусственной биосферы. Представьте себе: космический экипаж приближается к незнакомой планете, и среда, которая существует на этой планете, не подходит для жизни людей. Поэтому до того, как совершить такой полет, необходимо создать те условия, которые нужны для нормального функционирования живого организма. Создание искусственной биосферы требует высокого уровня знаний об экологии, то есть о сложных взаимоотношениях организма со средой. Успешное создание космического скафандра приближает нас к решению проблемы автономного существования, жизнеобеспечения и активной деятельности человека в различных условиях космического пространства и на небесных телах. Человек приближается к тому дню, когда он, по образному выражению К. Э. Циолковского, "сумеет встать ногой на почву астероидов, поднять камень с Луны, устроить движущиеся станции в эфирном пространстве, образовать живые кольца вокруг Луны, Земли, Солнца, наблюдать Марс на расстоянии нескольких десятков верст".
Наша цивилизация воплотила в себе свершения многих мечтаний предшествующих поколений.
И это прекрасно. Прекрасно потому, что если люди перестанут мечтать, то научно-технический прогресс прекратится.
В некотором смысле стремление человека в мировое пространство зародилось одновременно с возникновением цивилизации. Это было время исключительно трудной борьбы человека со стихийными силами природы за свое существование. Расселение человека по нашей планете сопровождалось и в сильной степени зависело от совершенствования орудий труда, средств транспорта и связи. Вслед за исследователями обычно приходят организаторы и строители, которые превращают безжизненные пространства в новые обитаемые области.
По мере того, как человек осваивал родную планету, он все чаще устремлял свой взор к звездам, задумывался о возможностях проникновения в окружающее его мировое пространство.
Вместе с накоплением астрономических знаний и созданием реальной физической картины мира проекты путешествий в космос становились все менее фантастичными и все более научно обоснованными.
Пожалуй, теперь трудно найти такое открытие, которое имело бы столь глубокие научные и общественно-политические последствия и привело бы к таким перспективам для познания природных явлений, как открытие космической эры человечества успешным запуском в Советском Союзе первого искусственного спутника Земли 4 октября 1957 года.
Научные данные, накопленные в результате полетов спутников, космических ракет, космических кораблей, межпланетных автоматических станций, составляют величайшую ценность для мировой науки. Научные инструменты, установленные на спутниках, ракетах и автоматических станциях, принесли недоступные в течение веков данные о свойствах далекого космического пространства.
Двигаясь по различным орбитам в космическом пространстве, десятки автоматических станций уже несколько лет подряд передают на Землю ценную информацию. Много нового узнали мы за последние годы о Луне, о свойствах и составе электрически заряженных частиц, интенсивности магнитного поля, о поясах радиации, окружающих Землю, о природе планет Венеры и Марса, физике мирового пространства.
По-новому будут решаться такие важные для жителей нашей планеты вопросы, как прогноз погоды, состояние ионосферы, служба Солнца. Создание спутников-ретрансляторов и спутников связи приведет к коренному улучшению радио- и телевизионных передач по всему земному шару.
Вселенная! Это слово полно огромного значения. Бесконечное множество миров, связанных едиными законами движения! Материя в своем постоянном развитии идет различными путями. Жизнь, возникшая на нашей планете, - лишь одна из форм ее движения. Около миллиона лет тому назад появился человек, трудом и разумом которого со временем преобразился лик Земли. И вот сейчас человек - гражданин Земли - становится гражданином Вселенной. В начале лекции я говорил о том, что развитие авиации, прогресс в воздухоплавании привели к сближению людей и континентов, и мы имеем основание выразить уверенность в том, что развитие космической техники приведет к межпланетным сообщениям и сближению планет.
Все проблемы астронавтики (космонавтики), перспективы ее развития увлекательны и необъятны.
Они приведут к новым победам в освоении космического пространства в интересах мира, дружбы и благосостояния людей всех стран.
***
Господин Председатель, дамы, господа!
Вы видите, какие величественные перспективы открываются перед человечеством в освоении космического пространства. Но для того, чтобы использовать эти возможности, человечеству нужен мир, и мне хотелось сегодня закончить свою лекцию напоминанием о том, что через два-три дня миролюбивые народы всех стран с гордостью будут отмечать двадцатилетие окончания Второй мировой войны - великой победы объединенных сил прогресса, победы, которая открыла путь прогрессу науки и техники. Мы имеем все основания думать и жить теми мыслями, которые приведут к новой победе в освоении космического пространства в интересах мира, дружбы и благосостояния людей всех стран.
Благодарю Вас, господа, за Ваше внимание.
Читайте в любое время
