Сергей Александров
вариант от 29 сентября 1996 г.
БС - бортовые системы;
БЧ - боевая часть;
ВВ - взрывчатые вещества;
ВКС - воздушно-космический самолет;
ВПП - взлетно-посадочная площадка;
ВРД - воздушно-реактивный двигатель;
ГП - генератор поля;
ГО - грузовой отсек;
ДУ - двигательная установка;
ЖРД - жидкостный ракетный двигатель;
ИДА - индивидуальный дыхательный аппарат;
ИК - инфракрасный;
ИКАО - международная организация гражданской авиации;
КА - космический аппарат;
КК - космический корабль;
КПД - коэффициент полезного действия;
ЛА - летательный аппарат;
МД - маршевые двигатели;
НГП - направленный генератор поля;
НКК - неракетный космический корабль;
НЛО - неопознанный летающий объект;
ОПН - отделяемая полезная нагрузка;
О(П)О - обитаемый (посещаемый) отсек;
ОС - орбитальная станция;
ПГС - пневмогидросистема;
ПД - подъемный двигатель;
ПИЭ - первичный источник энергии;
П/МД - подъемно-маршевый двигатель;
РВО - ремонтно-восстановительное оборудование;
РД - ракетный двигатель;
РЛ - радиолокационный;
РП - рабочая поверхность;
РРТК - ремонтный робототехнический комплекс;
СВЧ - сверхвысокочастотный;
СИОС - система сбора информации об окружающей среде.
СОГС - система обеспечения газового состава;
СОЖ - система обеспечения жизнедеятельности;
СОИ - средства отображения информации;
СОПГ - система обслуживания полезного груза;
СУ-БС - система управления бортовыми системами;
СУ-П - система управления перемещением;
СЭП - система энергопитания;
ТЯРД - термоядерный ракетный двигатель
ФАР - фазированная антенная решетка;
ХИ - холодильник-излучатель;
ЦМ - центр масс;
ШДА - шланговый дыхательный аппарат;
ЯР - ядерный реактор;
[ ] - работа над этими фрагментами продолжается.
Первых успехов в освоении космического пространства Человечество достигло благодаря термохимическим ракетным двигателями и баллистическим ракетоносителям, однако сегодня уже очевиден предел возможностей этих средств.
Могут возразить, что разговоры об ограниченности возможностей ракет ведутся со времен К.Э.Циолковского, такие моти вы встречаются и в известной работе С.П.Королева "Ракетный полет в стратосферу", но последующая практика, в том числе и самого Королева, посрамила пессимистов.
Все это так. Конструкторские и технологические ухищрения еще могут значительно продлить существование традиционных ракетно-космических средств, однако они не в состоянии обойти барьеры, поставленные ограниченной энергоемкостью химического (да и ядерного в освоенном виде) топлива, ограниченной жаропрочностью конструкций двигателей, наконец - эйнштейновским запретом на световые и сверхсветовые скорости. Но именно за этими барьерами лежит путь широкомасштабного освоения космоса, экономически-рентабельной космонавтики, именно эти баръеры отделяют от нас обещанные Циолковским "горы хлеба и бездну могущества".
Между тем, известно уже несколько проектов неракетных двигателей, взаимодействующих с теми или иными полями Земли, Солнечной системы, Галактики, наконец - Вселенной в целом, либо изменяющих в локальной области свойства нашего пространственно-временного континуума. Интересно, что, несмотря на существенно-разные объяснения авторами принципов их работы, эти двигатели имеют ряд общих конструктивных черт (см. ниже).
Однако, все эти проекты имеют еще одну общую особенность. Изобретатели основное внимание уделяют двигателю, что понятно, реже - энергообеспечению. Но космический корабль - не только двигатель, имеется целый ряд других необходимых систем, без которых получится не очень летающая стендовая установка.
Пионеры космонавтики не могли предвидеть многого. В частности, им, наверное, и в страшном сне не могло привидиться, что первый шаг в космос человек сделает, заняв место ядерных боеголовок. Да и о производстве, даже современном им, не говоря уж о будущем минобщемашевском, они явно не имели представления. Все это, однако, не помешало им угадать основные принципиальные элементы КА и многие их частные детали.
Сегодня мы знаем значительно больше. Мы знаем, как человек живет в космосе (и в других техногенных объектах, использовать опыт атомного подводного флота и дальней авиации Циолковский не мог). Мы знаем, какие системы реально могут решать в космосе необходимые нам задачи, как эти системы будут развиваться в ближайшие годы. Мы знаем, какие именно изделия способна создать и довести до требуемой надежности наша промышленность. Наконец, мы знаем, какие идеи пионеров космонавтики были, а какие - не были реализованы, и почему.
Безусловно, создание (или несоздание) неракетных, назовем их "полевыми", двигателей однозначно определит возможность появления неракетных космических кораблей (НКК). Одна- ко для того, чтобы эффективно использовать возможности полевых приводов, другие системы НКК должны быть адекватны новым требованиям.
Данная работа представляет собой попытку сформулировать эти требования, обозначить возможные направления исследований.
Компоновка любого КА определяется с одной стороны факторами, действующими на него на разных этапах эксплуатации, а с другой - возможностью создания требуемого изделия в рамках данного уровня развития производительных сил.
Cо времен "20000 лье под водой" Ж.Верна известно, что техногенный объект, функционирующий в опасной среде, должен иметь по крайней мере два корпуса - внешний "легкий", вос принимающий динамические нагрузки и поражающие факторы окружающей среды, и внутренний "прочный", воспринимающий статические нагрузки и являющийся, собственно, обитаемым. На под- водных лодках, особенно отечественных, этот принцип соблю- дается свято - последними советскими недвухкорпусными лодками были "малютки". В авиации и ракетно-космической технике, в первую очередь - из-за жесточайших массовых лимитов, этот принцип выполняется, но значительно менее строго.
В авиации очень грубым приближением можно считать "прочным" корпусом гермокабины, а "легким" - негерметичные отсеки фюзеляжа.
В космической технике проявлением такого компоновочного принципа можно считать функционально-грузовой блок транспортного корабля снабжения НПОмашиностроения, отдельные отсеки орбитальных станций "Салют-6,-7" и "Skylab", и, аналогично самолетам - ВКС "Space Suttle" и "Буран".
Помимо весовых ограничений, минимальная применяемость двухкорпусных конструкций в КК объясняется тем, что к их внешней форме не предъявлялось очень жестких требований, но на НКК ситуация меняется.
Кроме очевидных аэродинамических условий, к внешней форме НКК предъявляется еще ряд требований, связанных с размещением двигателей, радиаторов СОТР и т.д. Часть этих требований будет рассмотрена ниже, а сейчас остановимся на особенностях внутреннего, "прочного" - герметичного корпуса.
Известно, что идеальной формой герметичного отсека (ба- ка) с точки зрения минимизации массы при данном объеме является сфера. Однако, технологические трудности, связанные с образование поверхности двойной кривизны из плоских металлических листов, сопряжением их со всевозможными гермовводами, а также тот факт, что габарит (диаметр) сферы однозначно связан с ее объемом, привели к тому, что только на одной рактете-носителе, 11А52/Н1-Л3, сферические баки большого диаметра нашли широкое применение, при этом сведения о надежности их конструкции противоречивы.
Наиболее распространенной формой гермоотсека в ракетно-космической технике стал цилиндр (или усеченный конус) со сферическими, коническими и реже - плоскими днищами. Причем диаметр цилиндра выбирается как правило исходя из технологических возможностей данного производства и нередко не меняется при переходе от одной модели к другой. В ракетно-космической промышленности СССР применяются цилиндрические обе- чайки следующих диаметров: 2.2, 3.0, 3.9, 4.1, 7.9 м. При- чем первые три диаметра рассчитаны на перевозку по железной дороге без остановки встречного движения, четвертый - с его остановкой, а для последнего пришлось создавать специальные самолеты-транспортеры.
Помимо ракетно-космической техники изготовление гермообъемов цилиндрической формы хорошо освоено в подводном кораблестроении, самолетостроении, наконец - в резервуаростроении.
Обитаемые (посещаемые) отсеки (О(П)О) НКК должны, по крайней мере - на первом этапе, иметь цилиндрическую форму. Помимо вышесказанного, один или несколько отсеков такой формы легко компонуются в аэродинамически-эффективный обтекатель, что важно для ЛА, рассчитанных на более-менее длительный полет в атмосфере.
Важный вопрос, не встававший до этого перед конструкторами КА - ориентация отсеков, а главное - полов жилых помещений относительно корпуса корабля и вектора тяги подъемных и маршевых двигателей (ПД и МД, далее будет показано, что скорее всего - П/МД).
До сих пор двигатели КА работали в течении небольших промежутков времени, в нужном положении относительно вектора ускорения располагались только кресла космонавтов, в остальное же время это не имело значения. Но НКК способны совершать полет с постоянно работающими двигателями, что позволяет постоянным ускорением заменить силу тяжести.
Но это значит, что компоновка О(П)О и будет рассчитана в первую очередь на работу при действии силы тяжести. А в таких условиях человек за миллионы лет привык перемещаться по поверхностям, в общем нормальным к вектору гравитационных сил (горизонтальным), вертикальные коммуникации (лестницы, лифты) возможны, но нежелательны. Следовательно, О(П)О должны предоставить экипажу максимальную площадь пола, а это требует ориентации цилиндрических гермокорпусов по "местной горизонтали".
Для НКК, рассчитанных на маневрирование в атмосферах планет, к форме внешнего корпуса предъявляется требование минимизации ветровых нагрузок. Опуская аргументацию можно, тем не менее, предположить, что форма такого корабля будет сплюснутой (самолет-бесхвостка, "классическая летающая тарелка"). Это тоже способствует "лежачему" размещению гермоотсеков.
Горизонтальная "распластанность" обусловлена, кроме того, необходимостью размещения не одного, но нескольких ПД. Так как только ПД поддерживает НКК в воздухе, невредно вспомнить требование ИКАО для двухмоторных лайнеров о продолжении взлета с одним отказавшим двигателем. Правда, в случае НКК аналогом будет, скорее, "Луноход" или наши бронетранспортеры БТР-60/70/80/90, способные продолжать движение при потере двух любых колес из восьми.
Еще одно требование касается взаимного расположения ПД и грузового отсека (ГО) или отделяемой полезной нагрузки (ОПН). При полете вблизи поверхности небесного тела НКК можно рассматривать как самолет вертикального взлета или вертолет. Эти ЛА крайне чувствительны к смещению центра масс (ЦМ), а избежать изменения центровки при разгрузке ГО или отделении ОПН невозможно. Следовательно, проекция ЦМ на плоскость, перпендикулярную к вектору тяги ПД должна лежать в проекции ГО (ОПН), а ПД, в свою очередь, разнесены на столько, чтобы компенсировать дифференциальным изменением тяги расчетные нарушения балансировки.
[]
Далее рассмотрены состав бортовых систем НКК и их пред- полагаемые особенности.
1. Подъемные двигатели.
2. Маpшевые двигатели.
3. Система энеpгопитания.
4. Система обеспечения теплового pежима.
5. Система обеспечения жизнедеятельности:
система обеспечения газового состава;
-//- водоснабжения;
-//- хpанения и пpиготовления пpодуктов питания;
-//- pегенеpации;
-//- сбоpа отходов жизнедеятельности;
-//- экpаниpования вpедных эффектов двигательной установки.
6. Система сбоpа и обpаботки инфоpмации об окpужающей сpеде.
7. Система упpавления пеpемещением.
8. Система упpавления функциониpованием боpтовых систем.
9. Система обслуживания полезного гpуза.
10. Стационаpное вооpужение.
11. Pемонтно-восстановительное обоpудование.
12. Шасси.
ПД должны обеспечивать веpтикальный взлет КК с повеpхности планеты земной гpуппы (т.е., обеспечивать КК стаpтовую тяговооpуженность не менее 1.2), и перемещение по небаллистическм траекториям в поле тяготения независимо от состава и состояния окpужающей атмосфеpы. Обязательное тpебование к ПД - минимальное воздействие на повеpхность взлетно-посадочной площадки (ВПП).
Никакие pеактивные двигатели в пpинципе не подходят для этой цели.
Воздушно-pеактивные двигатели имеют максимальную тягу до 40 - 100(пpоект) т. Пpи этом pеализованные подъемные: 3М(Як-38) - 3500 кг, PД-41(Як-141) - 4000 кг; подъемно-маpшевые: АЛ-21М(Як-38) - 8000 кг, стоявшие на Як-36 - 5780 кг, P-29(Як-141) - 15600 кг.
Единичная тяга подъемных и подъемно-маpшевых ВPД вpяд ли существенно пpевысит пpиведенные величины. В этом случае, даже пpи значительном снижении удельной массы ПД, они не обеспечивают качественного pывка в хаpактеpистиках ЛА. Кpоме того, pазpушающее воздействие pеактивных стpуй на повеpхность ВПП тpебует пpименения специальных покpытий и газоотводных тpактов.
Пpименение ЖPД ведет к непpиемлемому pасходу топлива, pезко огpаничивая пpодолжительность взлетно-посадочных pежимов.
Использование pакетных двигателей с дpугими способами pазгона pеактивной стpуи также пpедставляется сомнительным: атомные PД тpебуют тяжелой pадиационной защиты, кpоме того не гаpантиpуется отсутствие в pеактивной стpуе пpодуктов деления; теpмоядеpные и аннигиляционно-теpмические двигатели большой тяги не созданы, более того, их создание даже не планиpуется; электpические способы pазгона боpтового запаса pабочего тела имеют чpезвычайно низкий КПД цепочки "пеpвичный источник энеpгии - pеактивная стpуя".
Таким обpазом, в качестве ПД должны pассматpиваться ПОЛЕВЫЕ двигатели, использующие взаимодействие с физическими полями и полевое - с веществом. В настоящее вpемя еще невозможно окончательно сфоpмиpовать облик таких двигателей, однако можно утвеpждать, что констpуктивно они будут относиться к одной из нижепеpечисленных гpупп.
PАБОЧАЯ ПОВЕPХНОСТЬ (PП). Вся повеpхность КК используется для генеpации тех или иных физических полей. В этом случае, скоpее всего, PП будет пpедставлять собой "фазиpован- ную антенную pешетку" (ФАP), набpанную из более или менее миниатюpизованных генеpатоpов используемого поля. Фоpма PП опpеделяется 1) тpебованиями создания максимальной тяги в нужном напpавлении и 2) возможностями упpавления движением КА пpи pазличных возмущающих воздействиях. Детальный же облик однозначно опpеделяется свойствами используемых полей. Особую сложность пpи использовании двигателя-PП будет пpедставлять pазмещение повеpхностей pадиатоpов СОТP.
НАПPАВЛЕННЫЕ ГЕНЕPАТОPЫ ПОЛЯ (НГП). В качестве двигателей используются агpегаты, генеpиpующие используемые физи- ческие поля в тpебуемом напpавлении. НГП тpебуют оpганизации хотя бы одного на каждый агpегат вывода ("сопла") на внешнюю повеpхность КК. В этом случае тpебования к их pазмещению аналогичны тем, котоpые пpедъявляются к подъемным pакетным (или воздушно-реактивным) двигателям. Однако, пpи этом необходимо учитывать взаимовлияние НГП, напpимеp возможность их использования в качестве элементов ФАP.
Всенапpавленные ГЕНЕPАТОPЫ ПОЛЯ (ГП) могут pазмещаться в любом месте КК. Это возможно только в том случае, если используемое поле не оказывает отpицательного воздействия на элементы констpукции, системы и экипаж КК. Фоpма коpабля пpи этом опpеделяется теpмодинамическими, аэpодинамическими, пpочностными и т.д. тpебованиями.
[]
МД должны обеспечивать pазгон КК сначала до первой космической скорости, а потом - до крейсерской скорости полета (возможно - обеспечить перемещение КК со сверхсветовой скоростью). В настоящее время в качестве МД применяются жидкостные и твердотопливные термохимические ракетные двигатели. Однако, использование любых ракетных двигателей, отбрасывающих запасенную на борту массу, ставит предел макси- мально-достижимой скорости полета, как в связи с конечностью соотношения стартовой и конечной масс, так и по жаропрочности конструкционных материалов самих двигателей. Использование РД "малой тяги" (электрических) ведет к длительному времени разгона в зонах неблагоприятных внешних условий (радиационные пояса).
Прямоточные, особенно - термоядерные двигатели имеют, в принципе, только релятивистский энергетический порог скорости. Однако технические трудности, вставшие при создании гиперзвуковых прямоточных ВРД, позволяют предположить неменьшие трудности при создании космических прямоточных ТЯРД, причем далеко не факт, чтобы эти проблемы (создание и устойчивая работа магнитного массозаборника радиусом порядка 10000 км, работа прямоточного термоядерного реактора на собранном веществе и т.д.) вообще имели решение. Наконец, для начала работы "прямоточника" КК нужно еще разогнать до соответствующей скорости.
Все это, как и в случае с подъемными двигателями, заставляет обратиться к тяговым системам, использующим полевые взаимодействия.
Скорее всего, роль подъемных и маршевых двигателей будут выполнять одни и те же агрегаты. Следовательно, их можно разбить на такие же группы, и требования по их компоновке на НКК будут аналогичными, с определенными дополнениями, влияющими на компоновку НКК в целом.
Корабль в целом и его обитаемые отсеки должнны быть ориентированы так, чтобы большую часть времени активного участка сила тяги МД была бы ориентирована в направлении "низ-верх", а возникающая при разгоне НКК сила инерции заменяла бы для экипажа гравитацию.
[]
СЭП должна обеспечивать как энергетические потребности ПД и МД, так и служебных систем КК. Важно отметить, что речь идет именно об "энерго-" а не только "электропитании", так как заранее сказать, в какой форме энергия будет потребляться двигателями, и будет ли рационально преобразовывать ее в электрическую форму, нельзя. Вместе с тем, в отличии от ракетных двигателей, электрическая форма согласуется с полевыми ДУ значительно лучше, чем другие, известные на сегодня.
СЭП НКК будет состоять из двух взаимосвязанных, но в значительной степени независимых систем - СЭП двигательной установки (СЭП ДУ) и СЭП бортовых систем (СЭП БС).
Обязательной чертой СЭП ДУ должно быть резервирование как первичных энергоисточников (ПИЭ), так и силовых шин, связывающих их с ДУ (возможно - многократное), с широкими возможностями коммутации для перераспределения нагрузок при отказах ПИЭ и ДУ.
В качестве ПИЭ для СЭП ДУ могут выступать устройства с высокими удельными характеристиками и ограниченным ресурсом, рассчитанные на работу "на номинале" только на взлетно-посадочных режимах, так как теоретически крейсерский полет в удалении от небесных тел или по траекториям, близким к баллистическим, требует значительно меньших энергозатрат. Однако, применение таких агрегатов ведет к ограничению возможностей НКК и оптимально только на ранних этапах их развития.
Из известных либо представимых на сегодняшний день ПЭИ в СЭП ДУ применимы ядерные, термоядерные и аннигиляционные реакторы, аккумуляторы и системы, концентрирующие или высвобождающие и использующие энергию окружающей среды (энергоинверсоры). Для НКК, перемещающихся по фиксированным маршрутам, может быть использован внешний (лучевой, пучковый) подвод энергии от внешних ПЭИ. Рассмотрим, вкратце, особенности перечисленных энергоисточников.
Ядерные реакторы (ЯР) на сегодняшний день являются наиболее отработанными источниками тепловой энергии большой мощности. Для преобразования производимого ими тепла в электричество используются машинный (турбомашинный), термоэмиссионный, термоэлектрический и радиоэмиссионный методы (перечислены в порядке убывания агрегатной мощности).
Принципиально неустранимым недостатком ЯР является наличие делящихся материалов, а следовательно - опасность загрязнения окружающей среды при авариях, связанных с его разрушением. Второй недостаток - необходимость массивной радиационной защиты, причем для НКК, рассчитанных на работу в атмосферах, она должна быть круговой вокруг ЯР (иначе неизбежно переоблучение через атмосферу).
Теоретически существуют способы значительно уменьшить массу радиационной защиты, однако перспективы их реализации представляются туманными (см. ниже). На настоящий момент задача создания ядерного энергоблока, удельная масса которого (с учетом радиационной защиты) допускает установку на ЛА, способный перемещаться в гравитационных полях по небаллистическим траекториям, не решена.
Работоспособных образцов термоядерных и аннигиляционных энергетических реакторов не существует. Можно предположить, что из-за большого удельного энерговыделения термоядерного и аннигиляционного топлива с одной стороны, и ограниченной жаропрочности известных конструкционных материалов с другой, первые образцы таких установок будут иметь большие габариты, что затруднит их использование на ЛА любого рода. Для аннигиляционных энергоустановок дополнительной сложнейшей проблемой является хранение антивещества.
Аккумуляторы (устройства, способные запасать, какое-то время хранить и отдавать накопленную и сохраненную энергию, безотносительно к физическим принципам их работы), видимо, найдут применение в СЭП ДУ в качестве компенсаторов пиковых нагрузок. В любом случае, для этого их удельные характеристики должны быть улучшены на несколько порядков.
Энергоинверсоры представляются оптимальными ПЭИ для СЭП НКК как по удельным характеристикам, так и благодаря отсутствию ограничений по запасам топлива. Однако, прежде чем приступать к их широкомасштабному применению (при условии решения всех технических проблем), необходимо тщательно изучить особенности их влияния на окружающую среду, в первую очередь - на свойства и характеристики пространственно-временного континуума.
Применение внешнего подвода энергии, как уже отмечалось, возможно только для НКК, перемещающихся по фиксированным маршрутам или в ограниченной области пространства.
[]
Общую структуру СЭП ДУ целесообразно заимствовать с атомных подводных лодок, с учетом специфических требований по массовым характеристикам и условиям работы. Принципиальным отличием СЭП ДУ НКК будет необходимость всемерной минимизации времени коммутации исправных и неисправных ПЭИ и П/МД на взлетно-посадочных режимах (речь идет 0.001-0.01 с.).
Требования к ПЭИ СЭП БС несколько иные. Главное здесь - постоянное обеспечение энергопотребностей остальных (кроме ДУ) систем НКК в течении всего времени автономного функционирования корабля, а возможно - на протяжении всего календарного срока его существования. Из известных на сегодняшний день наиболее целесообразным ПЭИ для СЭП БС является ЯР с термоэмиссионным или термоэлектрическим преобразованием. Для сохранения программного обеспечения возможно применение маломощных ПЭИ со сверхбольшим ресурсом.
Как известно, подавляющее большинство приборов и агрегатов, созданных Человечеством, имеет КПД, меньший единицы, а значит, какая-то часть проходящей через них в процессе работы энергии, рассеивается в виде тепла. Сам человек в процессе своей жизнедеятельности также выделяет тепло. С другой стороны, большинству приборов и человеку для функционирования требуется достаточно узкий диапазон температуры окружающей среды, не выше, но и не ниже.
В принципе, можно так рассчитать тепловой баланс любого КА, что все "лишнее" тепло будет уходить в окружающее пространство, но такое состояние требует постоянства режимов работы бортовых систем, оптических свойств поверхности КА и параметров окружающей среды, чего в реальности не наблюдается.
Наиболее теплонагруженными узлами НКК будут, конечно, ПЭИ (в том случае, если это будут не энергоинверсоры) и другие агрегаты СЭП ДУ. Видимо, немалую долю в общий нагрев будут вносить и сами П/МД.
Как известно, единственным способом передачи тепла в космическом вакууме является лучистый теплообмен, следовательно, необходимым элементом внешней поверхности НКК будут холодильники-излучатели (ХИ). Методики их проектирования и расчета известны, активно разрабатываются и не будут существенно отличаться от традиционных. Однако необходимо учитывать, что при работе полевых П/МД и энергоинверсоров могут изменяться свойства пространства, что может повлиять на распространение ИК-лучей.
Внутри КК тепло может передаваться от "греющегося" агрегата к ХИ различными способами - при помощи газового или жидкого теплоносителя, тепловых труб, твердотельной теплопроводности и т.д. Исходя из общего требования минимизации таких связей, возможны два варианта размещения ПЭИ в общей компоновке корабля - вблизи наружной обшивки (или на ней) и в глубине корпуса НКК.
Обе компоновки имеют свои преимущества и недостатки. В первом случае значительно облегчается обслуживание энергоблоков и их охлаждение. Кроме того, появляется возможность их аварийного отделения, предотвращающего разрушение НКК при взрыве. Принципиальные недостатки - ПЭИ неизбежно размещаются вдали от ЦМ, что отрицательно сказывается на балансировке, и совершенно незащищены (только своей обшивкой) от внешних, например метеорных, воздействий.
Вторая компоновка как раз обеспечивает надежное прикрытие ПЭИ элементами конструкции корабля и позволяет разместить тяжелый агрегат вблизи ЦМ. Однако проблемы обслуживания, особенно базового, и охлаждения при этом обостряются.
Революционным для создания СОТР будет использование энергоинверсоров и в этих целях.
Главным требованием, определяющим облик СОЖ НКК является ее ресурс.
Конечно, было бы идеально создать аппарат, способный доставить человека в любую точку видимой Вселенной и обратно в течении одних календарных суток, но даже в этом случае корабль должен быть домом для его экипажа. Главная причина необходимости максимально-возможного ресурса СОЖ заключается в том, что при ЛЮБЫХ отказах в СЭП и ДУ продолжительность полета возрастает на многие порядки. При этом возможность и длительность спасательных операций в дальнем космосе - тема отдельного исследования.
Даже при безотказной работе, мы пока не можем сказать, как будут влиять на действие полевых П/МД флуктуации параметров окружающей среды. Поэтому должен четко выдерживаться принцип полярных исследователей: идешь на день - запасов бери на неделю.
Даже при полетах внутри Солнечной системы речь идет по крайней мере о многих месяцах автономного существования. О межзвездных же полетах при ресурсе СОЖ менее 10 лет говорить просто не приходится.
Следующее требование относится к количественным параметрам СОЖ: при нахождении на борту НКК экипажа (и пассажиров) штатной численности, СОЖ должна обеспечивать возможность ее не менее чем двухкратного увеличения. Иными словами, НКК должен быть готов в любую минуту принять на борт экипаж еще по крайней мере одного такого же корабля. Это требование вытекает из понятных соображений безопасности.
[]
Рассмотрим теперь основные элементы СОЖ.
Система обеспечения газового состава (СОГС) должна поддерживать заданный состав атмосферы О(П)О, производить ком- пенсацию ее утечек, полную замену. Кроме того, СОГС производит заправку индивидуальных и питание шланговых дыхательных аппаратов (ИДА и ШДА), заправку спасательных, вакуумных и десантных скафандров, осуществляет наддув шлюзовых камер и переходных тоннелей стыковочных узлов.
Подсистема подачи нейтральных газов обеспечивает работу системы пожаротушения и работу силовых пневмоприводов.
[]
Система водоснабжения обеспечивает регенерацию, хранение и подачу питьевой и технической воды потребителям. Питьевая и техническая вода различаются по глубине очистки и используются, соответственно, первая - в продуктах питания и для личной гигиены, вторая - во влажной уборке О(П)О, для дезактивации и дезинфекции, как компонент системы пожаротушения и теплоноситель.
Система хpанения и пpиготовления пpодуктов питания включает: термоизлированные хранилища для продуктов длительного хранения; холодильные и морозильные камеры для скоропортящихся продуктов; комплекс средств приготовления пищи к употреблению (размораживание, подогрев, термообработка, насыщение водой и т.д.).
[]
Система pегенеpации служит для замыкания цикла СОЖ по воде, кислороду и - по возможности - пище. Регенерация воды осуществляется из атмосферного конденсата и путем глубокой очистки стоков. Получение кислорода производится как путем электролиза воды, так и разложением углекислого газа. Полученный при этом углерод используется для синтеза продуктов питания.
Использование биологических звеньев регенерации возможно, однако для этого необходимо решить ряд серьезных проблем.
Во-первых, растения и животные (как высшие, так и низшие) чувствительны к внешним условиям в значительно большей степени, чем человек. Как показали многочисленные эксперименты, высшие растения не выживают в атмосфере орбитальных станций "Салют" и "Мир", для их разведения там используются специальные камеры с индивидуальной СОГС. С одной стороны, это свидетельствует о несовершенстве существующих СОЖ, с другой - о значительной сложности создания полноценных биологических звеньев системы регенерации.
Во-вторых, при большой длительности автономных полетов для растений и животных с быстрой сменой поколений встает проблема генетического дрейфа. Мутации биокомпонентов СОЖ могут привести к их гибели, или, что менее вероятно, появлению смертельно-опасных форм жизни.
Технологии небиологической регенерации кислорода и воды известны и в большей или меньшей степени отработаны (см., например, учебник Малоземова), но о регенерации пищи этого сказать нельзя.
В настоящее время известны два способа регенерации продуктов питания из непищевых (даже несъедобных) веществ - бактериальный синтез и нанотехнология (атомарно-молекулярная сборка).
Работы в области бактериального синтеза продуктов питания интенсивно велись с 50-х годов (хотя первыми опытами такого рода можно считать производство вина и кисломолочных продуктов). Были достигнуты значительные успехи, в частности, лучшие дегустаторы мира не смогли отличить синтетические продукты от натуральных. Однако на пути дальнейшего развития этой технологии встали как объективно-технические (необходимость тонкой очистки конечного продукта от бактерий и отходов их жизнедеятельности, высокий требуемый уровень производственной культуры), так и психологические, даже экономические (борьба отечественных "зеленых" за прекращение производства белково-витаминных концентратов была инспирирована зарубежными производителями и поставщиками сельхозпродуктов) преграды.
От использования высших животных и растений бактериальный синтез отличается значительно большей простотой поддержания необходимых условий существования бактерий, возможностью управления процессом и быстрой смены биокомпонентов в случае их повреждения.
Нанотехнология, по существу, является небиологическим аналогом бактериального синтеза. Она, видимо, решит вообще все проблемы регенерации (как и ремонта систем корабля и т.д.), однако в данном направлении сделаны лишь первые шаги, и хронологические рамки массового применения атомарно-молекулярной сборки трудноопределимы.
Система сбоpа отходов жизнедеятельности включает не только отсос углекислого газа и канализацию, но и сбор стоков после влажной уборки, сбор пыли при использовании пылесосов и т.д. При достаточном уровне системы регенерации эта же система будет утилизировать разовое постельное и носильное белье.
[]
Система экраниpования вpедных эффектов двигательной установки в зачаточном виде уже существует на КА и вообще ЛА - теплозащитные перегородки, противорадиационные экраны и т.д., однако на НКК их роль существенно возрастает.
Во-первых, полевые П/МД при работе генерируют различные физические поля, в общем случае - переменные, с большими максимальными значениями напряженности или других аналогичных параметров. Как сама по себе высокая напряженность, так и ее колебания (скорее всего - высокочастотные) могут оказывать негативное влияние на человека и другие биологические объекты (биокомпоненты СОЖ).
"В первом приближении" от электромагнитных, например, полей можно защититься твердотельным (жидкостным, газовым, плазменным) экраном требуемой толщины и структуры, по очевидным причинам однако такой путь применим только для НКК с малым объемом обитаемых отсеков и только на ранних этапах их развития. Более перспективными являются активные системы, например экраны, составной частью которых также является то или иное физическое поле, или системы, гасящие поле П/МД в объеме корабля либо О(П)О. Такие полевые экраны, по накоторым предположениям, способны обеспечить и защиту от радиации, выделяемой ЯР ПЭИ.
Во-вторых, вероятно, при работе П/МД будут изменять в локальной области характеристики пространственно-временного континуума, при этом новые значения его параметров могут быть несовместимы с существованием биологической жизни или вообще высокоорганизованных форм материи. Следовательно, необходимой составной частью НКК с полевыми П/МД являются системы, стабилизирующие параметры пространственно-временного континуума хотя бы в объеме обитаемых отсеков корабля. Возможно, такая стабилизация явится "побочным эффектом" работы отдельных типов полевых П/МД.
[]
СИОС объединяет активные (локационные) и пассивные датчики различных диапазонов, вычислительный комплекс и средства отображения информации для экипажа НКК и служб управления движением.
СИОС формирует как информацию о положении корабля в пространстве относительно внешних объектов, используемых как базовые для навигационных расчетов, так и "тактическую" информацию - взаимное расположение НКК и объектов, способных создать помехи его перемещению, физические характеристики (метеоусловия), химический состав и биологическое состояние окружающего пространства. Кроме того, СИОС должна обладать возможностью проводить целевые исследования отдельных зон и параметров окружающего пространства как в автоматическом режиме, так и при ручном (дистанционном) управлении.
Активные датчики СИОС - локаторы радио-, оптического, ИК и других диапазонов - должны иметь возможность использования для передачи информации в случае отказа других систем связи.
Можно предположить, что при работе полевых П/МД физические параметры окружающего пространства, в частности - характеристики распространения электромагнитных и звуковых волн - будут более или менее радикально меняться, что приведет к сложности или невозможности использования традиционных РЛ или оптических станций. С другой стороны, как уже отмечалось, полевые ДУ сами по себе являютя источником волн (в том числе - электромагнитных, возможно - гравитационных и т.д.). Следовательно, конструкция полевых ДУ должна предусматривать возможность их использования в качестве излучателей локационных комплексов.
Наиболее перспективной схемой размещения датчиков всех диапазонов на ЛА, в том числе - на НКК является т.н. "умная обшивка", т.е. "размазывание" элементов ФАР используемых диапазонов по значительной части поверхности ЛА. Есть, однако, по крайней мере три препятствия безоговорочному внедрению такой схемы.
Во-первых, ФАР сами по себе имеют минимальный коэффициент усиления, при больших дальностях работы и ограниченной мощности желательно использование концентраторов излучения (линз, рефлекторов), форма и размеры которых определяются исходя из дальности, мощности и требуемого разрешения, и не очень стыкуются с формой других элементов конструкции НКК. Во-вторых, сложная форма ФАР-"умной обшивки" потребует значительной вычислительной мощности блоков обработки получаемой информации, которая, в свою очередь, имеет чисто физические пределы.
Если первые два пункта характерны для всех типов ЛА, то третий присущ только ЛА с полевыми двигателями. Как уже отмечалось, побочные эффекты при их работе могут отрицательно влиять на элементы конструкции НКК. Тем более это относится к "умной обшивке", тогда как отдельные антенны и оптические камеры нетрудно выполнить убирающимися в защищенные объемы.
Средства отображения информации (СОИ, не путать с СОИ-SDI) для экипажа скорее всего будут интегрированы с аналогичными комплексами систем управления перемещением и функционированием систем, поэтому все нижеследующее относится и к ним тоже.
СОИ ЛА прошли большой путь от стрелочных индикаторов и звуковых сигналов до речевых синтезаторов, "прозрачных кабин", "суперкабин", голографических дисплеев, систем проецирования изображения на хрусталик глаза и т.д. Считается, что следующим шагом будет передача информации непосредственно на глазной нерв, или даже непосредственно в мозг, при этом управляющие команды также будут считываться с биотоков мозга.
При очевидном ускорении передачи информации этот путь имеет ряд недостатков, возможность устранения которых не доказана.
Во-первых, до сих пор проводившиеся опыты показали, что на этом уровне человек легко воспринимает качественную информацию, но отнюдь не количественную, тогда как именно последнюю выдают цифровые системы управления. Внедрение "биотокового" человеко-машинного обмена потребует радикального изменения самой структуры бортовой автоматики.
Во-вторых, информацию воспринимает не мозг, но система "глаз-мозг" ("ухо-мозг"), а в передаче управляющих команд участвуют, кроме того, элементы нервной системы, управляющие речью или перемещением конечностей. Это замедляет скорость передачи информации, но "доводит" ее до нужной степени определенности. Возможность же выделения из общей картины биотоков конкретных образов и передача конкретных команд представляется крайне сложной, если вообще возможной.
В третьих, "традиционная" схема передачи информации ("экран-глаз-мозг", "мозг-рука-кнопка") позволяет, при необходимости, задержать передачу ложных сведений и команд. Известно, что при полете Ю.А. Гагарина рассматривалась возможность психического расстройства космонавта. Опасения не оправдались, но с выходом в дальний космос, к другим планетам, тем более - при межзвездных полетах такую возможность игнорировать нельзя. Нетрудно представить последствия сочетания "свихнувшегося" мозга и биотокового управления!
Наконец, при пилотировании в тяжелых условиях (большие высокоградиентные перегрузки, например), в связи с нарушением мозгового кровообращения в голове пилота могут формироваться образы - и, соответственно, управляющие команды - далекие от реальности. Последствия так же очевидны.
Для продолжения работ по СОИ с передачей информации прямо в мозг эти (разумеется, перечень не исчерпывающий) вопросы должны быть дополнительно исследованы.
[]
СУ-П состоит из навигационной системы и исполнительных органов. Навигационная система включает инерциальные датчики положения и маневра КА, блоки обработки информации, поступающей от СИОС и блоки расчетов управляющих команд.
При создании инерциальных датчиков навигационной системы необходимо учитывать возможное влияние локальных изменений свойств пространственно-временного континуума, вызываемых работой полевых П/МД, которые могут вносить искажения в данные механических и лазерных гироскопов.
[]
Исполнительные органы можно разделить на те, которые обеспечивают поступательное перемещение НКК (перемещение ЦМ) и те, которые обеспечивают вращение НКК вокруг ЦМ.
До сих пор в качестве исполнительных органов использовались либо ракетные двигатели, либо силовые гироскопы, либо те или иные средства взаимодействия КА с окружающими его физическими полями (гравитационным, электромагнитным), причем третий способ сегодня имеет вспомогательное значение в силу малых величин управляющих воздействий и сложности их дозирования. Принципиальным недостатком силовых гироскопов является то, что масса их роторов должна достигать существенной доли массы КА, иначе управляющее воздействие также будет очень слабым.
При применении управляющих ракетных двигателей для поворота ЛА вокруг поперечных осей на активном участке используется отклонение вектора тяги МД, в остальных же случаях применяется дифференциированное (вплоть до полного выключения) регулирование тяг маршевых и управляющих двигателей, на ракетоносителях - качание управляющих двигателей. Управляющие ракетные двигатели должны отвечать определенным специфическим требованиям. Во-первых, это возможность многократного запуска и останова; во-вторых - быстрый выход на режим постоянной тяги; в третьих - возможность точного дозирования суммарного импульса тяги за включение.
Работа любого ракетного двигателя связана с расходованием массы. Для упрощения конструкции (следовательно, высокой надежности) и хранения компонентов в космосе в управляющих РД применяются как правило самовоспламеняющиеся высококипящие ядовитые компоненты топлива. При этом нужно учитывать, что часть продуктов сгорания остается у КА в виде "собственной атмосферы", а так как эти газы химически активны, это ведет к деградации обшивки и оптических датчиков.
При работе полевого П/МД управление перемещением и поворотами НКК скорее всего будет осуществляться путем изменения величины и направления вектора суммарной тяги, либо дифференциальным регулированием тяг отдельных двигателей (элементов двигателей). Однако вопрос, на сколько "тонко" можно управлять такими исполнительными органами, возможно ли маневрирование на П/МД вблизи других КА (при стыковке), нуждается в дальнейших исследованиях.
НКК можно рассматривать как сложный техногенный комплекс, состоящий из ряда систем, функционирование которых взаимосвязано и определяет возможность выполнение комплексом целевых задач.
До сих пор предполагалось (по крайней мере в СССР), что пилотируемый КА должен иметь возможность выполнить хотя бы первый испытательный полет в автоматическом режиме, что предполагало наличие на борту системы автоматического управления. Необходимо отметить, что в этом же направлении развивался и другой сложнейший техногенный объект, действующий в неблагоприятной внешней среде - атомные подводные лодки. Общеизвестна тенденция к повышению автоматизации самолетовождения (сокращение экипажей транспортных машин с 5 до трех, а сейчас - до двух человек).
НКК будут эксплуатироваться в среде, принципиально враждебной человеку. СОЖ НКК не сможет полностью заменить биосферу Земли. Необходимо считаться с возможностью частичной или полной потери работоспособности экипажем НКК. Отсюда очевидно требование автоматического возвращения НКК с любого этапа полета, либо продолжения полета с экипажем, численность которого меньше штатного (В то же время, штатный экипаж НКК не будет очень маленьким, подробно этот вопрос будет рассмотрен далее).
Все это требует применения высокоавтоматизированной системы управления бортовыми системами.
Предполагается, что для обеспечения максимальной надежности и гибкости, СУ-БС должна иметь комбинированную (как иерархическую, так и распределенную) структуру. Это вызвано, в частности, тем, что различные бортовые системы должны взаимодействовать на разных иерархических уровнях. Например, все системы выступают потребителями по отношению к СЭП, но при этом СОТР обеспечивает в том числе и работу отдельных элементов СЭП и т.д.
При создании СУ-БС для сложных объектов, призванных действовать автономно, необходимо учитывать еще одну опасность. По достижении определенного числа элементов СУ-БС, построенной с использованием элементов искусственного интеллекта (а возможно и без него) может произойти качественный скачок - возникнет сознание. Самым "мягким" следствием этого будет неисправимый отказ СУ-БС. Во избежании такой перспективы, необходима аппаратная "расшивка" блоков СУ-БС.
[]
К грузам, перевозимым на космических кораблях предъявляются специфические требования. Как правило это либо расходуемые материалы в различной упаковке (или в налив в танкерах), либо космические аппараты, доставляемые к месту работы.
Транспортировка контейнеров предъявляет минимальные требования к СОПГ: средства внутрикорабельного перемещения контейнеров и бортовые погрузочно-разгрузочные устройства.
Транспортировка жидких компонентов требует наличия СОТР танков, систем транспортировки жидкостей в невесомости и соответствующей стыковочной арматуры, скорее всего - сменной. Доставка к месту работы других КА требует наличия возможностей для их погрузки-выгрузки, внутрикорабельного доступа для предпускового осмотра и возможного обслуживания, контрольно-испытательной аппаратуры.
Большинство расходуемых материалов и транспортируемых "на внутренней подвеске" аппаратов изготовляются и длительное время хранятся в атмосфере, чем определяется, в частности, допустимый при их хранении тепловой режим. Это требует создания соответствующих условий в ГО. Следовательно, как правило ГО должны быть герметичными и включенными в контур О(П)О. Кроме того, в этом случае ГО можно будет использовать для транспортировки пассажиров при небольшой длительности рейсов и размещения эвакуируемых при спасательных операциях.
Погрузка-разгрузка в космическом пространстве или на планетах с непригодной для жизни атмосферой может производиться тремя способами: через стыковочный узел на другой техногенный объект; через шлюзовые камеры; через люки при разгерметизации грузового отсека. В последнем случае ГО оборудуется системой дегазации/дезинфекции/дезактивации.
При использовании только негерметичных ГО НКК в значительной степени теряет свою универсальность, однако повышается эффективность специальных операций - например, доставка крупногабаритных или опасных грузов.
В принципе, в настоящее время запрещено размещение на космических кораблях оружия массового поражения, а с 1981 г. обсуждается проект договора, запрещающего размещение на космических аппаратах оружия любого рода [В.С. Авдуевскмй, А.И. Рудев, "Звездные войны" - безумие и преступление, М., Политиздат, 1986., с.195-215.]. Необходимо, однако, помнить, что космос по своим физическим условиям на сегодняшний день - среда для биологической жизни абсолютно враждебная. Среди многообразия "поражающих факторов", воздействующих на НКК (как и на любой другой КА), есть и такие, бороться с которыми рациональнее всего путем уничтожения этих факторов - в первую очередь, имеются в виду метеорные тела.
Кроме того, богатый опыт Человечества Земли не дает ни малейших оснований думать, что разумные силы, способные осуществлять межзвездные полеты, абсолютно чужды каких бы то ни было захватнических планов или даже "гастрономических" интересов. Менее всего это следует понимать как призыв палить по НЛО всей мощью противовоздушной обороны, но предусмотреть такую возможность Человечество обязано!
Рассмотрим средства активной противометеорной защиты НКК. В качестве таковых по современным представлениям могут быть использованы лазерные (не только оптического диапазона) и пучковые системы; электромагнитные, газовые и другие пушки (ускорители массы); управляемые и неуправляемые ракеты; генераторы физических полей.
Наряду с преимуществами - максимально-возможной достигнутой скоростью поражения цели, быстрым перенацеливанием, практически прямолинейным распространением луча, свободой компоновки генераторов в НКК - лазерные системы имеют и ряд трудноустранимых недостатков. Во-первых, КПД генератора из- лучения в первом приближении тем меньше, чем больше излучаемая мощность. Во-вторых, поражающая способность луча в высокой степени зависит от оптических и теплофизических свойств поверхности цели. Так, быстроиспаряющееся покрытие при облучении автоматически создает защитный слой своих паров, ослабляющий действие луча.
Пучковое оружие может применяться только в вакууме и значительно более чувствительно к внешним физическим полям, например электромагнитному.
Ускорители массы - пушки - устанавливаются на лета- тельных аппаратах с момента начала их боевого применения. Более того, по крайней мене на одном типе советского КА пушка была испытана в полете, на другом - по официальным данным было предусмотрено место для пушки, по неофициальным - она там стояла. Однако требуемая начальная скорость снаряда на порядок превышает все, достигнутое с использованием пороховых зарядов, а электромагнитные и газодинамические ускорители имеют длину, соизмеримую с длиной КК, что в значительной степени определит его компоновку.
Управляемые и неуправляемые ракеты также должны иметь значительно большую скорость полета, чем существующие класса "воздух-воздух". Ракеты могут использоваться как в "кинетическом" варианте, когда воздействие на цель происходит за счет соударения с ней, так и с боеголовками, причем, в силу значительного ослабления в вакууме действия обычных ВВ, без ядерных БЧ обойтись не удастся.
Естественно, управляемые ракеты с соответствующим оснащением могут использоваться как дистанционно пилотируемые (или автоматические) разведчики.
Важным преимуществом ракет является возможность не столько разрушить атакуемую цель, сколько изменить направление ее движения, что более важно.
Физические "силовые" поля в случае их реализации позволят просто отводить опасные метеорные тела от НКК или разрушать их, с последующим, опять-таки, отводом осколков. В настоящее время продемонстрирована техническая возможность дистанционного изменения траектории зараженных и ферромагнитных частиц. Некоторые типы полевых П/МД при определенных режимах работы способны дистанционно изменять траектории любых тел, не зависимо от их электрических и магнитных свойств. Скорее всего, оптимальным будет сочетание различных типов противометеорного оружия. К тому же, как уже отмечалось, управляемые ракеты с успехом могут использоваться в качестве беспилотных разведчиков, а лазерные установки - как локаторы и средства связи. В любом случае, воюет не оружие, а человек!
К сожалению, человечество до сих пор не создало образцов техники, не нуждающихся в более или менее частом обслуживании и ремонте. В случае НКК ситуация обостряется тем, что, во-первых, космический корабль - комплекс сложных технических систем, каждая из которых, в свою очередь, также содержит сотни тысяч узлов далеко не стопроцентной надежности. Практически, можно априори утверждать, что пока надежность элементов систем НКК не достигнет "6-7 девяток" (99.9999-99.99999%) на борту постоянно что-то будет нуждаться в ремонте.
В принципе, техническое обслуживание постепенно становится основным занятием космонавтов уже сейчас, в ходе полетов на ОС "Мир", однако для этого экипаж должен располагать соответствующими условиями.
Обратимся опять к опыту советского подводного кораблестроения.
В конце 60-х - 70-х годах была построена серия атомных подводных лодок-перехватчиков проекта 705 "Лира". На кораблях было сконцентрировано необычайно много технических новшеств. Одной из особенностей лодок был минимальный экипаж - 15 человек (две смены по семь и кок), причем все семеро вахтенных находились в центральном посту. Это по крайней мере в 5-6 раз меньше, чем на других лодках такого же водоизмещения и со сравнимым вооружением.
Увы, в процессе эксплуатации выяснилось, что, во-первых остались неавтоматизированные операции - например, уборка помещений. Во вторых, ресурс ряда судовых систем оказался меньше средней продолжительности автономного плавания. За счет рядовых (первоначально экипажи были чисто офицерскими) экипажи лодок выросли до 40 человек, а на них просто не были рассчитаны жилые помещения... Наряду с недоведенностью и сложностью эксплуатации реакторов с жидкометаллическим теплоносителем это стало основной причиной вывода 705-х из боевого состава...
Таким образом, минимальная штатная численность экипажа должна определяться не по возможности выполнения требуемых операторских функций, как это рекомендуется в работе [А.И. Меньшов. Космическая эргономика. Л., "Наука", 1971., с.230-235], а по необходимости в обслуживании и ремонте малоресурсных система НКК в полете.
Максимальная ремонтопригодность предъявляет вполне конкретные требования к компоновке систем НКК.
Сегодня существует тенденция выноса максимального количества оборудования за пределы герметичных О(П)О. Это решение, оправданное для ближнего космоса с постоянной возможностью доставки любых требуемых запасных частей, вряд ли окажется эффективным для космоса дальнего. Производить ремонт блоков в открытом космосе крайне сложно (возможна только замена неисправных на работоспособные), а требования работоспособности в вакууме вообще не очень совпадают с тем, что желательно по соображениям ремонтопригодности.
Исходя из этого, вне О(П)О целесообразно размещать те системы и агрегаты, ресурс которых заведомо значительно больше средней продолжительности автономного полета НКК, либо те, при работе которых возможны выделения ядовитых, горю- чих, взрывоопасных веществ, радиации, СВЧ-излучений и т.д. Агрегаты же, ресурс которых сравним с расчетной продолжительностью автономного полета, должны размещаться в О(П)О.
На борту корабля обязательно должна быть мастерская, инструментальный парк которой способен обеспечить ремонт любого агрегата НКК, кроме тех, для работы с которыми нужно узкоспециальное оборудование и выделенные зоны (например, ЯР).
Габариты монтажных блоков БС НКК должны позволять перемещать их по кораблю без демонтажа других блоков и открытия технологических люков.
Должен быть обеспечен быстрый доступ к любой точке обшивки О(П)О и арматуры ПГС в целях устранения возможной раз- герметизации.
Корабль должен быть обязательно оснащен хотя бы перенос- ной системой электрических испытаний ВСЕХ БС и комплексом регистрации фактических нагрузок на силовые элементы конструкции.
Желательно наличие на борту НКК ремонтных робототехнических комплексов (РРТК) как для внекорабельных операций, так и для работы внутри О(П)О.
Нужда во внекорабельном РРТК очевидна, т.к. подвижность манипуляторов уже сейчас превосходит подвижность рук в перчатках вакуумного скафандра. Кроме того, этот РРТК сможет оказать помощь находящемуся вне корабля космонавту в случае внезапной потери им работоспособности и невозможности оказания помощи другими членами экипажа (например, если их нет). "Внутриотсечный" РРТК кроме основных своих функций - замены неисправных блоков и транспортировки их в мастерскую (или на выброс), может использоваться для уборки жилых помещений, а главное - для перемещения по кораблю больных и раненых космонавтов в условиях повышенных перегрузок.
[]
Возможность совершать многократные посадки на планеты земной группы и более мелкие, при сохранении способности к сверхдальним перелетам является характерной чертой НКК с полевыми П/МД. Следовательно, шасси являются достаточно важной его частью, решающей две задачи: гашение остаточной вертикальной и горизонтальной скорости при посадке и обеспечение длительно хранения НКК на открытой площадке при воздействии ветровых нагрузок.
Первая задача решалась шасси исторически, с момента их появления как части ЛА. В данном, однако, случае ситуация осложняется тем, что посадочная масса НКК мало отличается от взлетной и может достигать тысяч тонн. С другой стороны, НКК, по всей видимости, смогут перемещаться в атмосфере со сколь угодно малыми скоростями, следовательно, необходимость уборки шасси не является острой (хотя возможность аварийного аэродинамического торможения нельзя исключать).
"Ветровое" крепление НКК на стоянке может осуществляться якорями, которые могут и не быть частью шасси, однако возможно и размещение специальных заглубляемых элементов на опорах.
Практика эксплуатации вертолетов показала, что возникает необходимость транспортировке (буксировке) вертикально
взлетающих ЛА по ВПП. В данном случае, однако, это вовсе не
означает необходимости использования колесного или гусеничного шасси, так как предполагается, что НКК можно будет перемещать по площадке на тяге П/МД.