В конце 1950-х годов специалисты как в Соединенных Штатах, так и в Советском Союзе не имели ясного представления о влиянии микрогравитации на человеческий организм и другие формы жизни. Аэрокосмические круги в обеих странах в какой-то момент пришли к выводу, что необходимо создать орбитальные лаборатории для исследования возможностей пребывания человека в условиях микрогравитации и работоспособности человека в таких условиях.

Пилотируемые орбитальные лаборатории. Хотя администрация президента Джонсона в 1965 поставила перед ВВС США задачу создания пилотируемой орбитальной лаборатории (MOL), действующая американская космическая станция так и не была создана. К концу 1960-х годов робототехника и микроэлектроника достигли такого уровня, что беспилотные спутники начали выполнять некоторые военные задачи, особенно разведывательные, которые раньше возлагались на космические станции. При этом, даже несмотря на все более широкое использование космических систем в военных операциях, необходимость присутствия человека в космосе для таких операций становилась все менее очевидной. См. также ВОЕННО-КОСМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ.

В результате проект орбитальной станции превратился в выводимую на орбиту "больничную палату", предназначенную для получения медицинских данных о влиянии микрогравитации на двух космонавтов, которые должны были находиться на станции в течение двух недель. Эта программа постоянно испытывала недостаток финансирования и откладывалась. После оценки ее стоимости в 1,3 млрд. долл. и пятилетней подготовки космонавтов министерство обороны США отменило проект в 1969, когда рабочий прототип находился на стартовой позиции.

Станция "Скайлэб". Когда в середине 1960-х годов приобрела конкретные очертания программа "Аполлон", научные центры НАСА и их подрядчики провели обширные поисковые исследования возможности использования технологий, разработанных для ракеты-носителя "Сатурн" и космического корабля "Аполлон", применительно к космической станции. См. также КОСМИЧЕСКИЕ ПОЛЕТЫ ПИЛОТИРУЕМЫЕ
.

К концу 1966 в Центре космических полетов им. Маршалла (Хантсвилл, шт. Алабама) был разработан проект т.н. "мокрой" орбитальной лаборатории. Бак жидкого водорода отработавшей второй ступени S-4B ракеты "Сатурн-1B", запущенной на околоземную орбиту, предполагалось продуть и загерметизировать, чтобы предоставить космонавтам достаточно большое пространство для экспериментов в условиях невесомости. Космонавты, после выведения на орбиту основного блока корабля "Аполлон" другой ракетой "Сатурн-1B" и стыковки с лабораторией, должны были войти внутрь через причальную конструкцию и шлюзовую камеру. Последующие экспедиции должны были доставить комплект астрономических приборов (ATM) - лунный модуль корабля "Аполлон", на котором вместо спускаемой ступени установлен комплект солнечных телескопов. Экипаж должен был использовать основной блок КК "Аполлон" в качестве жилого отсека и для проведения медико-биологических экспериментов.

Оборудование "мокрой" лаборатории потребовало бы значительного объема работ в открытом космосе. Однако опыт пилотируемых космических полетов, в частности в рамках программы "Джемини", показал специалистам НАСА, что работа в открытом космосе предъявляет к экипажу более высокие требования, чем ожидалось. В связи с этим, а также из-за недостатка финансирования и доступных технических средств НАСА в 1969 переключилось на "сухой" вариант космической станции "Скайлэб", полностью оборудуемой на Земле и запускаемой двухступенчатой ракетой "Сатурн-5". "Скайлэб" состоял из четырех основных модулей: орбитальной лаборатории (ступень S-4В ракеты "Сатурн-5") длиной 27 м и диаметром 7 м, шлюзовой камеры, причальной конструкции и комплекта астрономических приборов. На станции предполагалось развернуть панели солнечных батарей и телескопы, а через сутки доставить экипаж и приступить к работе. Цель программы состояла в исследовании возможности пребывания человека в условиях микрогравитации и его работоспособности в 30-, 60- и 90-суточном полетах.

Программа "Скайлэб" была успешной. Продолжительность трех экспедиций программы составила: первой - 28 сут (25 мая - 22 июня 1973), второй - 59 сут (28 июля - 25 сентября 1973) и третьей - 89 сут (16 ноября 1973 - 8 февраля 1974). Космонавты выполнили большой объем научных и технологических экспериментов, в том числе по поведению материалов в условиях микрогравитации, астрофизике, физике Солнца, исследованию земных ресурсов и космической технологии. Астрономические наблюдения, по мнению специалистов, позволили удвоить объем информации по физике Солнца и привели к открытию нескольких неизвестных физических процессов в солнечной короне. Данные по адаптации человека к условиям невесомости служили отправной точкой для космической медицины в течение более десяти последующих лет. Стоившая более 2,4 млрд. долл. (в ценах 1974) программа "Скайлэб" развеяла последние сомнения специалистов в США в том, что долговременная невращающаяся космическая станция со сменой экипажа каждые 90 сут вполне реальна. См. также ВНЕАТМОСФЕРНАЯ АСТРОНОМИЯ
.

"Салют". Советский Союз в 1964 начал разработку военной космической станции "Алмаз", рассчитанной на пребывание на орбите двух или трех космонавтов в течение одно-двухлетнего периода. При проектировании возникли проблемы, и конструкторам пришлось заимствовать ряд систем (двигательную установку и солнечные батареи) с корабля "Союз", который первоначально разрабатывался для национальной программы высадки человека на Луну. После постепенного свертывания последней (1969-1972) "Алмаз" получил дополнительное финансирование и в конце концов превратился в многоплановую программу.

Целью этой программы являлось предоставление советским инженерам, ученым и медикам возможности исследования влияния микрогравитации на человеческий организм и другие формы жизни и выполнения программ экспериментов во время длительного пребывания в космосе. Первоначально станция состояла из трех основных элементов: 1) корабля "Союз" для доставки экипажа на станцию и обратно; 2) стыковочного устройства и 3) основного жилого модуля "Салют", который имел собственный источник электроэнергии - солнечные батареи. Применяя концепцию постепенного наращивания и добавления модулей при проектировании и строительстве станции, советские конструкторы использовали новые знания и опыт, полученные при эксплуатации каждой станции, для проектирования новой.

После предварительного полета двух космонавтов на корабле "Союз-9" (1-19 июня 1970), очевидно, с медицинскими целями для планирования долгосрочных операций на борту космической станции, 19 апреля 1971 (на два года раньше "Скайлэба") был запущен "Салют-1". Технические неполадки не позволили экипажу "Союза-10" (22-24 апреля 1971) попасть внутрь станции после стыковки, однако следующий экипаж корабля "Союз-11" (Г.Т.Добровольский, В.Н.Волков и В.И.Пацаев) осуществил успешную стыковку и проработал на станции 24 дня (6-29 июня 1971). Однако при возвращении на Землю во время спуска в атмосфере клапан выравнивания давления между орбитальным отсеком (который вместе с приборно-агрегатным отсеком отстреливался после включения тормозной установки) и спускаемым аппаратом полностью не закрылся. Из-за этой неисправности весь воздух из аппарата вышел наружу, и экипаж в течение нескольких секунд погиб от удушья.

Всего было запущено шесть станций типа "Алмаз": одна не вышла на орбиту (1972); "Салют-2" (3-14 апреля 1973) и "Космос-557" (14-22 мая 1973) прекратили существование вскоре после выведения на орбиту; "Салют-3" (24 июня 1974 - 24 января 1975) и "Салют-5" (22 июня 1976 - 8 августа 1977) были военными станциями; на "Салюте-4" (26 декабря 1974 - 2 февраля 1977) выполнялись в основном научные исследования.

"Салют-6" (29 сентября 1977 - 29 июля 1982), в конструкцию которого был внесен ряд усовершенствований и учтен опыт предыдущих станций, стал станцией нового поколения и продемонстрировал возросший уровень советской космической программы. Станция имела больше солнечных батарей, объединенную двигательную установку, включающую два корректирующих ракетных двигателя с тягой по 3 кН и исполнительные органы системы ориентации и стабилизации, а также более благоприятные условия для проведения научных экспериментов. На агрегатном отсеке был установлен второй стыковочный узел, который позволял стыковаться второму кораблю "Союз" или автоматическому грузовому кораблю "Прогресс" при одном пристыкованном корабле "Союз". Это изменение конструкции позволило варьировать доставку и замену экипажей и грузов и тем самым продлить время непрерывного пребывания космонавтов на станции. На "Салюте-6" побывало 16 экипажей в ходе пяти экспедиций, которые расширили время пребывания человека в космосе до 185 сут.

В конструкцию станции "Салют-7" (19 апреля 1982 - 7 февраля 1991) были, в частности, внесены некоторые изменения для повышения ее комфортабельности. Советские специалисты также стали более широко использовать модули серии "Космос" (некоторые из них по своим размерам были почти такими же, как сама станция) для доставки больших систем или для увеличения внутреннего рабочего пространства. На станции "Салют-7" побывало шесть экспедиций в период с 25 июня 1982 по 21 ноября 1985; продолжительность пребывания человека в космосе была доведена до 237 сут.

Станция "Мир". К концу программы "Салют" советские специалисты убедились, что пребывание в космосе более шести месяцев не приводит к сколько-нибудь серьезным отрицательным последствиям, хотя и становится довольно утомительным. Поэтому следующим этапом было проведение практически непрерывной работы в космосе на борту новой станции, названной "Мир", которая была запущена 19 февраля 1986. На ней побывало несколько экспедиций, наиболее длительная из которых продолжалась 423 сут. Станция "Мир" имела более совершенные солнечные батареи, а связь осуществлялась через ретрансляционный спутник. Самым значительным изменением конструкции было создание нового переходного отсека с пятью стыковочными узлами, расположенного в передней части станции. В 1997 масса комплекса более чем в шесть раз превышала первоначальную и составляла около 120 т без учета массы грузового корабля и корабля "Союз". В 1999 станция "Мир" продолжала функционировать, хотя один из ее блоков в результате аварии утратил герметичность и, таким образом, вышел из строя.

Группа космического планирования. 13 февраля 1969, незадолго до первой посадки космического корабля "Аполлон" на Луне, в США была создана группа космического планирования под руководством вице-президента С. Агню для планирования космических исследований после выполнения программы "Аполлон". Несмотря на успешный облет Луны кораблем "Аполлон-8" в декабре 1968 и высадку на Луне "Аполлона-11" в июле 1969, администрация Никсона из всех предложенных группой систем в конце концов одобрила (1972) многоразовый космический корабль. См. КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ ШАТТЛ
.

Станция "Фридом". К 1981 Советский Союз опередил Соединенные Штаты в области создания космических станций, как в свое время с запуском первого космонавта. Обладание орбитальными космическими станциями могло стать важным стратегическим преимуществом. Поэтому администрация Рейгана-Буша выдвинула новую доктрину. Суть ее состояла в выигрыше Соединенными Штатами холодной войны за счет более высоких затрат в гонке вооружений, что заставило бы Советский Союз сойти с дистанции. Предполагалось, что этот образ действий должен привести к банкротству Советского Союза, возникновению внутренних конфликтов и революции. Программа стратегической оборонной инициативы, объявленная в марте 1983, была ключевым моментом рейгановского плана. См. также ВОЙНЫ ЗВЕЗДНЫЕ
.

Чтобы выполнить многообразные требования к долговременной космической станции, НАСА и его партнеры из космической промышленности разработали проект космической станции третьего поколения "Фридом", которая значительно превосходила все, что мог сделать Советский Союз в обозримом будущем. Первоначальная конструкция энергетической установки башенного типа базировалась на 140-метровой ферме, к которой крепился обычный набор функциональных модулей. Эта конструкция обеспечивала от 75 до 150 кВт электрической мощности и хорошие условия для различных научных экспериментов. В 1985 вместо этой конструкции была предложена двухкилевая для выполнения жестких требований по микрогравитации и динамической устойчивости. Большинство технологий, предложенных для строительства и функционирования такой конструкции, были не только не апробированы, но даже еще не разработаны. В результате стоимость создания космической станции стремительно выросла с первоначально планировавшихся 8 до 14 млрд. долл.

Катастрофа с многоразовым космическим кораблем "Челленджер" в 1986 губительно отразилась на всей программе космической станции, поскольку стало ясно, что разрабатываемая космическая транспортная система далеко не столь надежна для доставки людей и грузов, как предполагали многие официальные лица и специалисты. Руководство НАСА было вынуждено пойти на сокращение программы.

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.

научно-наблюдательные пункты, созданные на побережье континентов и островах Северного Ледовитого океана, а также в Антарктике. На П. с. ведутся систематические аэрометеорологические, актинометрические, геомагнитные, гидрологические и гляциологические наблюдения. Аэрометеорологические наблюдения передаются по радио несколько раз в день в органы службы погоды для составления синоптических карт и вместе с аналогичными данными др. широт являются исходными материалами для гидрометеорологических прогнозов.

Первые П. с. начали создаваться в Арктике (13) и в Антарктике (2) в период 1-го Международного полярного года (См. Международный полярный год) (1882-83). В России были организованы две временные П. с. (в Малых Кармакулах на Новой Земле и на острове Сагастырь в дельте р. Лены). В 30-х гг. в Арктике было 57 П. с., из них русских - более 20. К 1974 в Арктике работало более 200 П. с. Около половины из них - советские, которые находятся в ведении Главного управления гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР. Научно-методическое руководство работой советских станций осуществляет Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт. Для оперативного руководства и организации быстрого сбора, обработки научных данных в 1973 созданы управления Гидрометеорологической службы СССР: Амдерминское, Диксонское, Тиксинское, Певекское. В зарубежной Арктике П. с. размещены на полуострове Аляска, на острове Гренландия и островах Канадского Арктического архипелага.

В Антарктике основная сеть П. с. была создана в период подготовки и проведения Международного геофизического года (1957-58) и в последующие годы. В организации станций участвовали 12 государств: Австралия, Аргентина, Бельгия, Великобритания, Новая Зеландия, Норвегия, СССР, США, Франция, Чили, Япония, ЮАР. Некоторые антарктические П. с. функционировали 1-2 года, но около 30 станций существуют много лет. СССР создал временные П. с. (Пионерская, Комсомольская, Восток-1, Советская, Оазис, Лазарев) в наименее исследованных районах, которые функционировали 1-3 года и были закрыты после завершения комплекса научных исследований. Постоянные станции - Мирный, "Восток", Новолазаревская, Молодёжная, Беллинсгаузен, Ленинградская - являются базами для полевых геофизических исследований. До 1971 главной базой советских антарктических исследований был Мирный, с 1971 - Молодёжная, превращенная в региональный антарктический центр, передающий прогнозы погоды для судов и самолётов, работающих в Южном полушарии, а также органам Мировой службы погоды.

Программы работ антарктических П. с. координируются Специальным международным научным комитетом антарктических исследований (SCAR).

Лит.: Гаккель Я. Я., Наука и освоение Арктики, Л., 1957.

А. Ф. Трешников.