Станция дозаправки топливом и проживание в космическом пространстве. В своей небольшой книге Ракета в космическом пространстве (Die Rakete zu den Planetenrumen) Г.Оберт высказал мысль, что, используя стандартную технику полярных экспедиций - поэтапного движения из базового лагеря и/или использования складов, исследователям космоса не нужно будет совершать весь путь от Земли до Луны или Марса в одной большой ракете. Он пришел к выводу, что полет к Луне или Марсу был бы возможен, если бы удалось разработать достаточно мощный ракетный двигатель для достижения заправочной станции, расположенной в некоторой промежуточной точке на низкой околоземной орбите, используя существующие топлива и материалы.

В 1920-х годах вместе с другими энтузиастами космических полетов, главным образом из Австрии и Германии, Оберт развил концепцию космической станции и предложил использовать такую станцию как орбитальный вокзал, который может использоваться для решения широкого круга военных и экономических задач, включая разведку, стратегические военные действия, связь, метеорологию, и иметь широкое научно-техническое применение. См. также ОБЕРТ, ГЕРМАН.

Облик, назначение, состав, стоимость. Потенциальная возможность многоцелевого использования космической станции привела к жарким теоретическим дебатам по ряду вопросов. Какой должна быть космическая станция и что на ней делать. Сколько станций необходимо иметь, когда и где. Единственного ответа на любой из этих вопросов не существует. При разработке космической станции, как и при разработке любого крупного технического проекта, всегда приходится делать выбор и идти на компромиссы. С 1929 до 1957 теоретики космических станций обсуждали четыре взаимосвязанных аспекта их проектирования: облик, назначение, состав и стоимость.

С вращением или без вращения. Самый старый и наиболее обсуждаемый вопрос проектирования космической станции состоит в следующем. Должны ли конструкторы пытаться создать внутри станции условия, похожие на земные, для удобства экипажа и других форм жизни, или же экипаж должен приспосабливаться к условиям космического пространства, чтобы лучше изучить новую среду обитания. В зависимости от ответа на этот вопрос были выдвинуты концепции вращающейся и невращающейся станции. На станции с вращением используется эффект центростремительного ускорения для создания искусственной силы тяжести, величина которой может быть в диапазоне от 0,1 до 1,0 g, где g - ускорение силы тяжести на поверхности Земли. На космической станции, не имеющей собственного вращения, существуют условия невесомости (точнее, микрогравитации, для которой характерны величины ускорений от 0,001 до 0,000001 g).

Г.Поточник (1892-1929), капитан австрийской армии, выступая под псевдонимом Герман Нордунг, впервые описал в популярной форме станцию с вращением в своей книге Проблема путешествия в мировое пространство (Das Problem der Befahrung des Weltraums, 1929). Его "жилое колесо" было очень похоже на камеру большой автомобильной шины.

Журнал "Кольерс" 22 марта 1952 опубликовал статью известного конструктора ракет Вернера фон Брауна, озаглавленную "Через последнюю границу", в которой описывалась огромная вращающаяся космическая станция и полный набор средств космической техники, включая космические многоразовые корабли, космические буксиры, астронавтов в скафандрах и зонды для исследования дальнего космоса. См. также БРАУН, ВЕРНЕР ФОН; РАКЕТА.

Концепция наращивания и добавления модулей. Два наиболее многообещающих подхода к проектированию космических станций, которые были выдвинуты еще в доспутниковую эру, - применение наращиваемых конструкций и добавление модулей.

Хотя фон Браун популяризировал огромные космические станции в форме колеса, он считал, что их создание на начальном этапе освоения космоса нецелесообразно. Он высказывался за разработку спутников-автоматов, затем одно-двухместных пилотируемых космических кораблей, а после - небольших космических станций с экипажем из четырех человек. Он полагал, что только после создания достаточно мощной космической индустрии, соответствующих технологий и знаний можно будет создать большие космические станции.

Г.Келле и Д.Ромик, работая независимо в Западной Европе и США, представили теоретическое обоснование концепции постепенного наращивания и добавления модулей. При таком подходе неотложные и долгосрочные операции сочетаются с практическими потребностями космического строительства, безопасности и развития долговременной станции.

Начиная с 1930-х годов аналогичные исследования велись в Советском Союзе энтузиастами ГИРД и ГДЛ, но результаты их исследований не публиковались.

обитаемый долговременный летательный аппарат, предназначенный для исследований на околоземной орбите или в открытом космосе. Космическая станция может служить как космический корабль, долговременное место пребывания космонавтов, лаборатория, телекоммуникационный центр, мастерская, космический порт, база для заправки топливом и строительная площадка. Следующие признаки отличают космическую станцию от других объектов космической техники: 1) способность поддерживать жизнеобеспечение присутствующих на ней людей в течение долгого периода времени; 2) длительное существование (до ее оставления или демонтажа) на орбите вокруг Земли или какого-либо тела Солнечной системы.

См. также:

тяжёлый искусственный спутник, длительное время функционирующий на околоземной, окололунной или околопланетной орбитах. О. с. может быть пилотируемой (с экипажем космонавтов) или работать в автоматическом режиме. Назначение О. с.: решение ряда научных и прикладных задач - исследование околоземного космического пространства и Земли с орбиты ИСЗ, проведение метеорологических, астрономических, радиоастрономических и др. наблюдений, изучение вопросов навигации, медико-биологические эксперименты, исследование поведения материалов и оборудования в условиях космического полёта и др. О. с. могут служить также базами для сборки на орбите тяжёлых космических кораблей, предназначенных для полёта к др. планетам Солнечной системы.

Возможность и целесообразность создания О. с. научно обоснованы в начале 20 в. в трудах К. Э. Циолковского (См. Циолковский), Ю. В. Кондратюка, Г. Оберта (Германия), Гвидо фон Пирке, Германа Нордунга (Австрия) и др. Создание О. с. и обеспечение их длительного функционирования на орбите связано с решением ряда сложных научно-технических и медико-биологических проблем. Одна из наиболее важных задач при создании О. с. - стыковка космических кораблей на орбите. Первая ручная стыковка осуществлена 16 марта 1966 экипажем американского пилотируемого космического корабля "Джемини-8" (см. "Джемини") с ракетой "Аджена". Впервые автоматическая стыковка без непосредственного участия космонавтов осуществлена 30 октября 1967 на околоземной орбите советского ИСЗ "Космос-186" и "Космос-188". Этот эксперимент был повторен 15 апреля 1968 при полёте автоматического ИСЗ "Космос-212" и "Космос-213". Первая экспериментальная О. с. была образована и кратковременно функционировала на околоземной орбите 16 января 1969 после автоматического сближения и ручной стыковки пилотируемых космических кораблей "Союз". Дальнейшие запуски космических кораблей "Союз" позволили к 1971 решить принципиальные задачи, связанные с созданием долговременных О. с. (см. "Салют"). К 1973 аналогичная задача была решена в США (см. "Скайлэб").

Время активного функционирования на орбите, численность экипажа, параметры орбиты, масса и габариты О. с. зависят от её назначения. Конструкцию О. с. в основном определяет выбранный способ её сборки. Возможны два способа. В первом случае станция полностью собирается на Земле и выводится одной ракетой-носителем (См. Ракета-носитель) на орбиту ИСЗ, готовая к выполнению задач. Масса и объём О. с. ограничены энергетическими возможностями ракеты-носителя, поэтому способ пригоден для сборки О. с. до нескольких десятков т (например, "Салют", "Скайлэб"). При втором способе сборка осуществляется на околоземной орбите из нескольких самостоятельных блоков, секций, элементов или космических кораблей, которые выводятся несколькими ракетами-носителями. О. с. готова к выполнению всего комплекса возлагаемых на неё задач после окончательной сборки и проверки на орбите. Способ позволяет создавать станции любой необходимой массы и объёма, различных размеров, с использованием для вывода на орбиту элементов существующими ракетами-носителями, что приобретает особенно большое значение при запуске О. с. к Луне и др. планетам Солнечной системы. Неудачный запуск одного из блоков в этом случае не срывает выполнение программы создания О.с. В обоих случаях экипаж может быть выведен на орбиту на борту станции (или её элемента) или доставлен на О. с. транспортными кораблями (См. Транспортный корабль), которые по мере необходимости запускаются с наземных Космодромов, сближаются со станцией и стыкуются с ней.

Полёт О. с. с космонавтами на борту требует решения следующих проблем: преодоление длительного воздействия невесомости (См. Невесомость) на организм человека, защита от радиации и микрометеоров, обеспечение надёжности (См. Надёжность) и достаточного ресурса работы бортовых систем и аппаратуры и др.

Продолжительность пребывания космонавтов на О. с. со сменяемыми экипажами составляет несколько недель или месяцев (например, 3-й экипаж "Скайлэба" работал на орбите в течение 84 сут). На борту О. с. создаются условия для нормальной жизнедеятельности и проведения ряда научных экспериментов, в том числе медико-биологических, позволяющих исследовать приспосабливаемость человека к условиям невесомости. С этой целью применяются велоэргометр, "бегущая дорожка", нагрузочные костюмы и др. При более продолжительных полётах эта проблема может решаться др. способами, например возможно создание т. н. искусственной частичной гравитации путём вращения О. с. или определенных её элементов относительно центра тяжести.

Существенное значение особенно при длительных полётах приобретает обеспечение защиты экипажа от космической радиации. Применяется пассивная защита, осуществляемая экранированием отсеков станций материалами, способными поглощать опасные для организма заряженные частицы, и активная - основана на возможности изменения направления потока заряженных частиц под воздействием электростатических или электромагнитных полей.

Противометеорная защита (применительно к околоземным О. с.) решается с помощью выносных экранов; для обшивки корпуса используют материалы с хорошими противоударными свойствами (например, Ti, Mg, Be), делают многослойную обшивку с промежутками между слоями. Перспективно покрытие корпуса самогерметизирующимися материалами.

Решение задач, связанных с проблемой обеспечения надёжности и ресурса работы бортовых систем и аппаратуры, особенно при длительном активном существовании О. с., начинается на Земле в условиях, максимально приближающихся к условиям космичесеого полёта (см. Космического полёта имитация). Все системы и аппаратура проходят длительную и тщательную отработку на Земле.

С расширением границ освоения космического пространства сфера действия О. с. качественно изменяется. Например, создание окололунных О. с. (предложенных Ю. В. Кондратюком) с практически неограниченным сроком существования на орбите, выполняющих роль баз снабжения, облегчит полёты космических кораблей к др. планетам Солнечной системы.

Лит.: Циолковский К. Э., Собр. соч., т. 1-4, М., 1951-64; Кондратюк Ю. В., Завоевание межпланетных пространств, 2 изд., М., 1947; От космических кораблей к орбитальным станциям, 2 изд., М., 1971; "Салют" на орбите, М., 1973; Ордвей Ф. И., История, эволюция и достоинства проектов орбитальных станций, выдвигавшихся в США и Западной Европе, в сборнике: Из истории авиации и космонавтики, в. 17-18, М., 1972.

Г. А. Назаров.

наименьшая скорость (начальная), которую нужно сообщить телу у поверхности Земли, чтобы оно, преодолев действие земного притяжения, а затем действие притяжения Солнца, навсегда покинуло бы пределы Солнечной системы. Т.к. с. равна примерно 16,6 км/сек (при запуске на высоте 200 км над земной поверхностью). Т. к. с. определяется из условия, что тело, достигнув границы сферы действия тяготения (См. Сфера действия тяготения) Земли, имеет параболическую скорость (См. Параболическая скорость) относительно Солнца. Поскольку параболическая скорость на расстоянии земной орбиты равна 42,10 км/сек, минимальная скорость, которую должно иметь тело на границе сферы действия тяготения Земли, составляет 12,33 км/сек (направление скорости должно совпадать с направлением скорости орбитального движения Земли, равного в среднем 29,77 км/сек). См. Космические скорости.