то мне за польза от космических исследований?» — пожимает иногда плечами средний американец. «Конечно, высадка на Луну восхитила и глубоко взволновала меня, — спешит он добавить. — При мысли о том я испытываю чувство большой национальной гордости. Но если говорить о практической стороне дела, то, как мне кажется, тут больше всего выгадало международное телевещание. Возможно, что камни, привезенные с Луны, имеют какую-то ценность, но я в этом не разбираюсь». Такой подход типичен для многих американцев, но это близорукий подход. Громадные средства, израсходованные Соединенными Штатами на космические исследования, уже приносят большую практическую пользу, а также менее заметные и труднее учитываемые «косвенные доходы» в виде пополнения общей сокровищницы наших знаний и роста национального престижа. Чисто практические результаты включают: новую технику, новые промышленные процессы, новое техническое обслуживание, новые изделия и даже новые фирмы, созданные специально для использования технических знаний, накопленных за 12 с лишком лет напряженных и целенаправленных космических исследований. Взятые вместе, эти достижения значительно способствуют дальнейшему росту уровня жизни и стимулируют экономику страны; вливая в нее десятки миллионов долларов. Достаточно внушительные уже и сейчас «доходы» от космической программы — только маленький ручеек в сравнении с будущим половодьем. И ожидать наступления этого полододья надо не в отдаленном и туманном будущем, а в ближайшие годы — в нынешнем десятилетии. Таким образом, космическая программа, в сущности, только начинает окупаться. Эта программа таит в себе огромные потенциальные выгоды. Список их обширен, начиная с облегчения различных земных операций и кончая прямым применением для решения актуальных задач мирового масштаба, как-то: недостаток продуктов в перенаселенных странах, общественное здравоохранение, загрязнение воздуха и воды, народное образование, безопасность движения, поддержание порядка и законности, градостроительство, а также более высокий уровень производительности, более разумное и целесообразное использование природных богатств, более тачное определение месторождений нефти и минералов и уменьшение числа жертв и материальных потерь при стихийных бедствиях и катастрофах.» |
СПУТНИКИ
ПРИКЛАДНОГО
НАЗНАЧЕНИЯ
| В |
ыгоды, получаемые от космической программы, можно разделить на две категории. Во-первых, выгоды побочные, как, например, изделия и технологические процессы; это — дериваты достижений космической техники. Во-вторых, непосредственные выгоды, приносимые космическими аппаратами «прикладного назначения», которые способны выполнять некоторые наземные работы с космической высоты более эффективно, чем это делают наземные приборы.
Одним из видов космических аппаратов, используемых в чисто практических целях, является так называемый синхронный спутник, скорость движения которого синхронизована со скоростью вращения Земли. Спутник движется на орбите высотой 35 680 километров; на такой высоте он словно повисает над определенной точкой земной поверхности и кажется неподвижным. Со своего «нашеста» он «видит» до 40 процентов Земли, и трех таких спутников достаточно, чтобы обозревать весь мир.
Синхронный спутник уже несет регулярную службу в системе глобальной коммуникационной сети, руководимой Международным консорциумом по строительству и эксплуатации спутников связи (Интелсат), в который входят 69 государств. Этот спутник представляет собой как бы гигантскую антенну, ретранслирующую сигналы одной наземной станции на другую или на другой спутник. Технические преимущества синхронного спутника распространяются теперь и на другие спутники прикладного назначения, основная бортовая аппаратура которых будет состоять из дистанционных датчиков-наблюдателей.
Эти сложнейшие датчики можно использовать для наблюдения и регистрации различных атмосферных, наземных и подпочвенных явлений. Некоторые из них представляют собою просто детекторы, как, например, прибор для регистрации температуры атмосферы. Другие являются фотографическими аппаратами, хотя и не фотокамерами в точном смысле слова: это «мультиспектральные» приборы, фотографирующие как видимые, так и невидимые цвета спектра. Снимки Земли, сделанные ими, показывают многое, чего не видит человеческий глаз.
СПУТНИКИ
СВЯЗИ
| И |
сключительная ценность спутника связи (комсат) при передачах на дальние расстояния определяется тем фактом, что радиоволны распространяются только по «линии прямой видимости»; они не могут изгибаться, следуя округлости Земли, и поэтому расстояние, на которое могут передаваться в атмосфере радиосигналы, очень ограниченно. До появления комсатов для передач на дальние расстояния приходилось пользоваться кабелем или высокими ретрансляционными башнями, расположенными на «линии прямой видимости» на расстоянии не больше 50 километров друг от друга. И то и другое стоит дорого. Годовая же стоимость канала связи через спутник составляет примерно всего одну шестую часть того, во что обходятся передачи по подводному кабелю.
Самое ценное, что дает комсат, это, конечно, международное телевидение. Специалисты, в общем, сходятся на том, что без комсата межконтинентальное телевидение было бы делом отдаленного будущего, потому что один видеоканал — это примерно 1000 звуковых каналов, то есть требует очень большой емкости.
Именно большая емкость будет, по-видимому, особенно стимулировать дальнейшее расширение сети комсатов, потому что с увеличением емкости увеличивается и область применения спутника. Комсат, по самой своей природе, мощная система, и разница емкостей спутников связи и наземных станций с ростом техники не уменьшается, а увеличивается. Новейший кабель, находящийся еще в стадии разработки, имеет 720 каналов. А новый спутник «Интелсат-4» будет первоначально располагать 6000 каналов двусторонней связи, то есть больше, чем все существующие спутники взятые вместе. В дальнейшем количество каналов будет доведено до 10000. «Интелсат-4» — не мечта и не проект; он уже строится и в нынешнем году будет пущен в эксплуатацию. За ним последуют другие, еще более мощные комсаты.
Некоторые специалисты считают, что самую важную роль комсаты могут сыграть не в телевизионной и телефонной связи, а в непосредственной передаче информации от источника к потребителю. В этом случае комсат будет связующим звеном между далеко отстоящими друг от друга компьютером и устройством, обрабатывающим информацию. Такая система может иметь видеоканалы, но в большинстве случаев они не будут нужны, так как информация может поступать на языке ЭВМ, а на другом конце цепи воспроизводиться телепринтером.
 |
ШИРОКОВЕЩАТЕЛЬНЫЙ
СПУТНИК
| С |
точки зрения интересов всего мира самый ценный проект в области космической связи — это совершенно новый вид комсата, называемый широковещательным спутником. Благодаря этой системе спутниковой связи, телесигналы будут непосредственно поступать в домашние телевизоры или телевизоры общественного пользования, минуя сложные промежуточные наземные установки, необходимые при передачах из одной точки Земли в другую.
Существующие комсаты из-за своих небольших размеров и веса оборудованы чрезвычайно маломощными источниками энергии; антенны их способны принимать лишь очень мощные сигналы наземных станций, а передаточные устройства — посылать на Землю очень слабые сигналы. При передачах с одной наземной станции на другую, которые выполняют теперь по всему земному шару интелсаты, это не является большим недостатком. Наземная сеть системы интелсатов насчитывает 40 станций очень большой мощности, оборудованных гигантскими антеннами — от 10 до 30 метров в диаметре. Они способны принимать самые слабые сигналы из космоса. Наземное оборудование усиливает эти сигналы и по наземным линиям или через микроволновые антенны передает их местным телевизионным станциям, откуда мощные передатчики посылают изображение домашним телевизорам.
Широковещательные спутники действуют в обратном порядке. Главный источник энергии в этом случае находится на самом спутнике. Для этого используется ядерная энергия, огромные химические батареи и топливные элементы, подобные тем, что снабжали электрической энергией «Аполлоны», или панели громадных солнечных батарей, состоящих из многих тысяч ячеек, добывающих энергию прямо от солнечных лучей. Широковещательный спутник оборудован, кроме того, очень большой антенной, не уступающей по размерам наземным и позволяющей точную настройку для усиления мощности сигналов.
Это значит, что сигналы из космоса могут прямо, без посредничества сложных установок, приниматься простой недорогой наземной станцией со сравнительно небольшой антенной. Если спутник обладает достаточной мощностью, слегка видоизмененный домашний телевизор превратится в своеобразную наземную станцию. В развивающихся странах, где домашних телевизоров мало, сигналы можно будет принимать общественными приемными устройствами и демонстрировать изображение на большом экране в школе, городском управлении или других общественных местах.
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ
СПУТНИК
 |
| В |
сентябре 1969 года, вскоре после того как НАСА вывело на орбиту свой самый усовершенствованный метеорологический спутник «Нимбус-3», произошло событие, почти не отмеченное прессой, но всполошившее ученых. Обращаясь по своей орбите на высоте 960 километров и находясь над Кингстоном (Ямайка), «Нимбус-3» передал на Землю полный «профиль» температур на всех высотах, начиная с поверхности Земли и кончая верхним слоем атмосферы. Позднейшие сравнения показали, что данные были вполне точны: профиль был почти идентичен с тем, что зарегистрировал наблюдательный аэростат, запущенный из Кингстона в то же время.
Неспециалисту, думающему, быть может, что приборы для измерения и записи температур на всех спутниках одинаковы, это событие может показаться не таким уж важным. Но в действительности дело обстоит совсем иначе, и до «Нимбуса-3» информационные возможности метеорологических спутников сводились, в общем, к фотографическому профилированию облачного покрова Земли.
Успех «Нимбуса-3» означал большой шаг вперед в истории метеорологических спутников. С помощью нового прибора — инфракрасного спектрометра — начала разрабатываться новая техника так называемого «вертикального зондирования», означающего измерение и регистрацию с помощью очень сложных и чувствительных датчиков различных атмосферных условий, влияющих на погоду. Эти датчики в сочетании с другими новейшими приборами, находящимися на борту спутников, а также с усовершенствованной аппаратурой наземных станций, анализирующей метеорологические данные, обеспечивают надежные прогнозы погоды на две недели и больше вперед. Не подлежит сомнению, что долгосрочные прогнозы погоды — потенциально одно из самых важных достижений, которое стало возможным в результате развития космической техники.
Но самая важная служба, выполняемая метеорологическим спутником, — это штормовое предупреждение. Со своей большой высоты спутник может обнаружить зарождение урагана большой разрушительной силы, проследить его путь, определить его силу и предсказать, куда и когда он обрушится. Предупреждения, полученные от спутников, уже позволили спасти много людей, которые могли стать жертвами ураганов и тайфунов.
Однако это всего лишь начало. Сейчас уже можно предвидеть создание глобальной системы метеорологических спутников, оснащенных многочисленными атмосферными датчиками, работающими на фотографическом, тепловом, микроволновом, радарном и лазерном принципах. Такая система обеспечит круглосуточное наблюдение за погодой по всему земному шару.
А когда эта система станет реальностью, человек сможет осуществить одно из своих самых древних и заветных мечтаний — «воздействовать как-то на погоду». При том опыте, который уже имеется, при использовании громадного количества уже накопленных метеорологических знаний,а также с помощью математических моделей и данных, доставляемых системой метеорологических спутников, — при всем этом представляется не только возможным, но и вероятным изменение метеорологических условий. Ученые считают, что можно будет регулировать время выпадения и количество осадков, а также их распределение по земной поверхности; обезвреживать ураганы, уменьшая их интенсивность и направляя их по таким путям, где они причинят наименьший вред; элиминировать град и молнию; рассеивать туман; предупреждать морозы и даже (хотя это дело более отдаленного будущего) изменять климат в широких масштабах.
НАВИГАЦИОННЫЕ
СПУТНИКИ И
СПУТНИКИ-РЕГУЛИРОВЩИКИ
| Е |
ще одна область, где перед спутниками открывается большое будущее — это улучшение навигационной службы и регулирование движения самолетов и морских судов.
Проектируемая сеть намечает запуск пары стационарных спутников — одного над Атлантическим, другого над Тихим океаном. Любой ИСЗ, когда его положение в космосе точно известно, становится, в сущности, искусственной звездой, а значит, и ориентиром при определении места судна или самолета. Каждый из двух действующих спутников посылает радиосигналы, которые принимаются «мобилем» (термин, применяемый одинаково и к морским судам, и к самолетам) и отсылаются обратно на спутники. Высчитав время, понадобившееся сигналу на то, чтобы пройти расстояние от «мобиля» до спутников, компьютер определяет расстояние между первым и вторым, а следовательно и путь корабля. Точка пересечения траектории сигналов с двух спутников укажет точное местоположение воздушного или морского корабля, которое сообщается спутником одновременно штурману «мобиля» и наземному диспетчерскому центру.
 |
Еще более широкое применение навспутники могут найти себе в судоходстве. Около 3000 кораблей, принадлежащих более чем 60 странам, и, быть может, значительно большее число мелких судов, вроде рыболовецких катеров и прогулочных яхт, пользуются существующей космической диспетчерской службой. «Космическое» регулирование движения морских судов — дело сравнительно новое; оно зависит от капризов радиопередач на дальние расстояния; донесения о местоположении судов в международных масштабах не обязательны, а те, что поступают, часто вызывают сомнение у диспетчеров, потому что только самые крупные и новейшие суда имеют надежное оборудование, действующее при любой погоде.
Однако самое ценное, что дает сеть навспутников, — это служба безопасности, помогающая не только предупреждать столкновения, но и спасать пострадавших в аварии. Слишком часто спасатели опаздывают или вообще терпят неудачу в поисках самолета, сделавшего вынужденную посадку, или тонущего корабля, потому что последние координаты указали точку, отстоящую на много километров от места аварии. Центры непрерывного наблюдения обеспечивают точное определение местонахождения каждого морского и воздушного корабля и, таким образом, в случае катастрофы устраняют необходимость его поисков — в тех именно случаях, когда фактор времени является буквально вопросом жизни или смерти.
СПУТНИКИ-РАЗВЕДЧИКИ
ПРИРОДНЫХ БОГАТСТВ
| Е |
два ли не самую большую экономическую выгоду может принести применение спутников для разведки земных недр и для учета природных богатств нашей планеты. Применение спутников поможет расширить площадь пахотных земель, обнаружить новые водные ресурсы, повысить количество продуктов питания, одежды, топлива, ускорить строительство новых жилищ, словом, поможет врачеванию многих тяжелых недугов, от которых страдает население земного шара, растущее с угрожающей быстротой. Подобно метеорологическому спутнику, с которым он находится в близком родстве, спутник-разведчик природных богатств оборудован дистанционными датчиками, фокусированными, однако, не на атмосферу, а обычно на поверхность Земли или на ее недра. Примером может служить датчик, регистрирующий урожаи. Его действие основано на том, что различные растения отражают свет по-разному: у каждого свой характерный спектр и притом определенной интенсивности. Это позволяет так программировать проектор, чтобы «видеть» лишь один вид культур, скажем, пшеницу. С постоянной или с переменной орбиты, по которой обращается спутник, датчик может делать снимки больших посевных площадей, так что общий урожай пшеницы будет зафиксирован на этих снимках в данном цвете. Это даст возможность предсказать урожай и планировать его распределение, что имеет немаловажное значение в руководстве сельским хозяйством.
 |
Преимущество такого датчика состоит еще и в том, что он может указать участки, где урожай находится под угрозой. Небольшие изменения цвета снимков указывают на заболевания растений, причем при постоянном наблюдении эти болезни можно обнаружить заблаговременно. Как и при заболеваниях человека, раннее распознавание помогает успешному лечению.
Сведения, собранные целой батареей датчиков, будут передаваться наземному решающему и анализирующему устройству, вроде того, какое конструируется сейчас для глобальной метеорологической службы, но только расширенному и приспособленному для приема добавочных входных данных. Таким образом, региональные запоминающие устройства, рассеянные по всему миру, будут ежедневно получать богатую информацию, которую можно обратить на пользу человеку в трех главных областях: в деле лучшего использования существующих природных богатств; в разведке новых ресурсов; в поисках пострадавших или пораженных участков для принятия своевременных мер.
ПОБОЧНЫЕ ВЫГОДЫ
| М |
енее эффектны, менее неоспоримы, не так понятны, а в некоторых случаях и не так известны те выгоды, которые можно назвать побочными, потому что они являются скорее плодом общего технического прогресса, стимулированного программой космических исследований, чем непосредственного использования космической аппаратуры для нужд общества. Основным источником побочных выгод такого рода следует, несомненно, признать программу «Аполлон» — самое грандиозное и наиболее быстро развивающееся научно-техническое мероприятие, на какое когда-либо отваживался человек.
Сейчас уже хорошо известны новые изделия, которые нам дали космические исследования. Список их настолько велик, что приходится ограничиться несколькими примерами: работающая на батареях телевизионная камера размером с кисть человеческой руки, применявшаяся для фотографирования отдельных ступеней ракеты, используется теперь в промышленности для управления производственными процессами; поиски наилучшего покрытия для космических кораблей дали в качестве побочного продукта исключительно стойкую краску для домашних нужд; прибор, которым пользуются для поисков кабины космического корабля в океане, нашел новое применение при нанесении на карту океанских течений и при наблюдении за движением рыбных косяков.
Но больше всего выиграла медицина. Так, например, прибор для тренировки космонавтов в условиях лунного притяжения используется в модифицированном виде для обучения инвалидов ходьбе; крохотный космический датчик, настолько миниатюрный, что его можно ввести в артерию, не причинив вреда человеку, тоже приспособлен для медицинских нужд; пластико-металлическая жидкость для покрытия электродов, налагаемых на грудь астронавтов, сделала возможной передачу по радио в больницу электрокардиограммы пациента в то время, когда его еще везут по городу в машине скорой помощи.
БАНКИ ПАМЯТИ
| Р |
асширяя этот опыт передачи новой техники, НАСА организовало под руководством университетов и научно-исследовательских институтов шесть региональных распределительных центров, которые за известное вознаграждение обслуживают гражданскую промышленность. НАСА называет эти центры «банками памяти». В их распоряжении находится 700 000 технических документов, содержание которых конспектировано, классифицировано, обработано компьютерами и готово для использования клиентами.
Каждые две недели содержимое этих колоссальных «банков памяти» приводится в соответствие с новейшими научными данными во всех многочисленных областях, которые охватывают космические исследования. Это подлинные золотые россыпи для руководителей промышленности, занятых поисками новых рынков сбыта, ищущих новых производственных решений или просто озабоченных тем, чтобы их инженерно-технический персонал был в курсе новейших достижений в своей области. Банки памяти работают следующим образом:
Клиент излагает свои нужды библиотекарю. Библиотекарь, по образованию инженер или ученый специалист в интересующей клиента области, программирует запрос, сужая его до пределов, поддающихся обработке машиной. Электронные поиски дадут названия, скажем, 150 технических монографий, так или иначе связанных с темой запроса. Библиотекарь тщательно просеет их, отбросив большинство, оставив десятка два или немногим меньше из числа тех, которые покажутся ему наиболее подходящими. Затем он затребует их аннотации. Автоматы выбросят ему отпечатанные конспекты или абстракты, занимающие всего одну страницу, которые библиотекарь сократит, удалив все лишнее. Возникшее таким образом резюме вручается клиенту, который может потом затребовать добавочный материал.
ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЭВМ
| В |
наш век компютеров все большее число торгово-промышленных фирм в целях повышения производительности автоматизируют все свои операции — начиная со сложных технологических процессов и кончая простым делопроизводством. Теперь даже небольшие компании могут за низкую плату арендовать компьютер, который сообщит, как подобные проблемы были разрешены другими фирмами. Несколько дороже обходится программирование компютера для решения тех или иных специфических задач. Дериваты космической программы помогают промышленности при небольших затратах достичь нового уровня производительности, предоставляя в ее распоряжение уже готовые планы решения многих задач. За 12 с лишним лет космических исследований НАСА разработало тысячи программ, представляющих собою просто ряд печатных инструкций, которые указывают ЭВМ, как следует решать ту или иную задачу или как найти затребованные данные из числа хранящихся в ее запоминающем устройстве. Обычно эти программы могут переводиться с одного кода на другой или приспосабливаться для другой машины. Многие программы НАСА настолько сложны, что понятны лишь специалистам. И все же очень многие из этих программ могут быть использованы для многих повседневных нужд промышленности.
БИОМЕДИЦИНСКИЕ
БРИГАДЫ
| П |
рограммы пилотируемых космических полетов НАСА и особенно программа «Аполлон» потребовали больших исследовательских работ в области биологических наук. Это обстоятельство, наряду с интенсивным развитием некоторых других областей (микроминиатюризация, телеметрия, создание новых контрольно-измерительных приборов), пошло на пользу прежде всего медицине. Учитывая, что именно медицинская наука использует на благо общества наибольшее количество новых продуктов и новых методов, разработанных в процессе космических исследований, НАСА решило еще более увеличить свои усилия в сфере медицинских исследований. Продолжая работу по новому применению космической техники вообще, НАСА занялось решением некоторых специфических задач медицины в надежде на то, что знания и опыт, накопленные специалистами по космическим исследованиям, наметят пути решения некоторых еще не изученных вопросов.
В качестве автономных научно-исследовательских центров НАСА организовало три биомедицинские бригады из технических специалистов по космосу и медиков. Все эти бригады «многопредметны», то есть в них входят опытные специалисты по различным отраслям науки: врачи, хирурги, биологи, физики, инженеры, механики, специалисты по электронике, по программированию ЭВМ и т. д. Работая в контакте с университетскими клиниками и с другими медицинскими научно-исследовательскими учреждениями, эти бригады прежде всего определяют круг проблем, при разрешении которых может быть использована космическая техника. Составленные этими бригадами краткие обзоры медицинских проблем исследуются банками памяти в целях возможного применения соответствующей техники и опыта, приобретенного в результате исследований космоса. Таким образом удается найти различных специалистов, способных разработать данную программу.
Окрыленное успехами биомедицинских бригад, НАСА приступило к организации аналогичных бригад по применению технических знаний. Под «техникой» в данном случае подразумеваются те технические средства, которые прило-жимы к разрешению так называемых «народных проблем» -загрязнение воздуха и воды, безопасность движения по автострадам, поддержание порядка и законности, городское строительство и многое другое. Как и бригады биомедиков, эти коллективы ученых объединяют специалистов по многим отраслям науки, с той только разницей, что те из них, кто не работает в рамках НАСА, приходят обычно из других федеральных ведомств, а не из частного сектора.
Энтузиасты космоса любят говорить, что люди XXI века, оглядываясь назад — на отважное проникновение в космос, — скажут, что оно было лучшим капиталовложением в будущее, которое когда-либо делала наша страна. Очень может быть. Но уже на основании тех фактов, которые у нас имеются, можно думать, что даже те, кому не суждено дожить до будущего столетия, скажут то же самое о семидесятых годах нашего века.
| Переведено с разрешения журнала «Эр форс спейс дайджест», органа Ассоциации ВВС США. Авт права: Ассоциации ВВС США, 1970 г. |