Валерий Рюмин - Год вне Земли

• Название: Год вне Земли
• Автор: Валерий Рюмин
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1987

Книга — космический дневник Валерия Рюмина, трижды слетавшего в космос и проведшего вне Земли в общей сложности почти год.

---

А работы, работы много. Программа научных исследований чрезвычайно обширна и разнообразна. Здесь каждый мог себе найти достойное применение. Я просто перечислю направления научных исследований. Это астрофизические исследования с помощью полутораметрового телескопа.

БСТ-1 (бортовой субмиллиметровый телескоп). Дело в том, что с развитием космической техники пошло бурное «овладение» диапазонами волн, недоступными для наблюдения в земных условиях, в частности, из-за поглощения приходящих из космоса субмиллиметровых волн атмосферой Земли, в данном случае атмосферным водяным паром и молекулами некоторых других составляющих земной атмосферы. Поэтому и возникла необходимость подъема субмиллиметрового телескопа на орбиту. Что же дают исследования в этой области? На субмиллиметровые волны приходится одна из интереснейших спектральных областей электромагнитного излучения Метагалактики, так называемого реликтового, являющегося источником информации о самых разных этапах развития Вселенной. Мы видим звезды, когда они светятся. Это средний этап их жизни. В начале же и в конце развития они не видимы, так как окружены очень холодными газопылевыми оболочками. Максимум теплового излучения этих холодных объектов приходится как раз на субмиллиметровую часть спектра.

Другой задачей субмиллиметровой астрономии является спектральный анализ химического состава и физических свойств межзвездной сферы. В первую очередь это относится к нашей Галактике. Межзвездная материя состоит не только из атомов водорода и гелия (хотя их и большинство), но и из атомов и даже молекул других веществ. Многие молекулы, особенно сложные органические, состоящие из трех или более атомов, интенсивно излучают на субмиллиметровых волнах. Измерения длины волн, интенсивности и ширины спектральных линий молекулярного излучения позволяют оценить количество того или иного вещества во Вселенной. Зная эти параметры, можно определить физические характеристики — температуру, плотность, скорости движения — облаков межзвездной материи в космосе. Это важно для выяснения процессов эволюции во Вселенной, для понимания проблемы происхождения жизни.

Излучение, приходящее из космоса, в этом диапазоне очень слабое. Для приема сигналов в этой области нужны телескопы с большой собирающей поверхностью, выполненной с точностью, близкой к точности оптических телескопов. И приемники субмиллиметрового излучения должны иметь минимальные собственные шумы Поэтому их приходится охлаждать до температуры 4—5 градусов по Кельвину. На Земле такие системы охлаждения имеются. Здесь же потребовалось создать бортовую систему охлаждения, что и было создано специально для этого телескопа, — гелиевую криогенную систему замкнутого типа. Двухступенчатая газовая холодильная установка, работающая по обратному замкнутому циклу Стерлинга, обеспечивала охлаждение сверхчистого газообразного гелия до 20 градусов Кельвина. Во второй ступени газ охлаждали до 6—7 градусов Кельвина и в результате эффекта дросселирования частично сжижается с понижением давления. Температура на приемнике при этом падала до 4,2—4,8 градуса Кельвина. Кроме того, в составе телескопа был предусмотрен дополнительный канал с не-охлаждаемым приемником. Этот канал способен принимать сигналы в области ультрафиолетового излучения с длиной волны около 0,26 микрона, также при наземных измерениях недоступной. В этой области происходит сильное поглощение приходящего извне ультрафиолетового излучения атмосферным озоном, который играет важную роль в защите земной жизни от жесткого космического излучения. С помощью этого канала можно, наблюдая заходы ярких звезд за горизонт Земли, по ослаблению сигнала делать выводы о свойствах озонного слоя.

Весьма перспективны были технологические эксперименты, связанные с получением новых материалов и сплавов. Для этого на борту имелись две специальные печи — «Сплав» и «Кристалл», в которых проводились плавки. Условия орбитального полета создают исключительные возможности для получения материалов с уникальными свойствами. Получение их в земных условиях связано с большими техническими трудностями, экономическими затратами или вообще невозможно. Перед современной микроэлектроникой остро стоит проблема материалов, а точнее, их чистоты. Полупроводниковый материал должен на миллиард атомов иметь единицы атомов примесей, чтобы обеспечить требуемые электрофизические характеристики. Очень заманчивым представляется использование специфических условий космического пространства для организации производства ценных материалов. Невесомость должна помогать в создании полупроводниковых соединений. Часто случается, что наиболее привлекательные с точки зрения электроники сочетания состоят из слишком разнородных элементов. Один, скажем, легкий, а другой — тяжелый, один — тугоплавкий, второй — наоборот. В земных условиях очень трудно получить кристаллы таких соединений с однородным составом, а на орбите вполне возможно. С помощью установки «Сплав» можно получать в условиях орбитального полета различные композиционные материалы, кристаллы полупроводниковых веществ, выращиваемые методом объемной и направленной кристаллизации из жидкой и паровой фаз, различные виды стекол. На установке «Кристалл» решались близкие по конечной цели задачи: выращивание монокристаллов, получение пленочных структур, бестигельная варка стекла. Но методы решения были другими, в частности, пленочные структуры рассчитывали получить способами газотранспортной реакции и движущегося растворителя. Здесь уже был предусмотрен как стационарный режим нагрева, выдержки расплава и его охлаждения, так и продвижение расплава в тепловом поле.

На борту также находился целый набор спектральной аппаратуры для исследования Земли и атмосферы и набор фотокамер для подкрепления этих исследований. Надо было заниматься и визуальными наблюдениями по заявкам различных специалистов: геологов, метеорологов, гляциологов, представителей лесного, сельского хозяйства, рыбаков и многих, многих других заказчиков. Они буквально нас рвали на части, и мы как могли старались удовлетворить их запросы. На нас лежала ответственность за летные испытания новых приборов и агрегатов. Кроме того, надо ухаживать за биологическими объектами. Не говоря уже о том, что и мы сами, как биологические объекты, представляли некоторый интерес для ученых. Я имею в виду врачей и специалистов по космической медицине. Вот эту программу мы и начали выполнять. Я говорю — начали, потому что первым был этап ремонтных и профилактических работ. А сейчас наступил этап выполнения программы научных исследований.

21 апреля 1979 года

Наша жизнь вошла в обычную колею. Днем работаем по программе, а после ужина занимаемся визуальными наблюдениями. Станислав Андреевич регулярно выходит на связь и уточняет задания или дает новые. Три дня назад впервые увидел второй эмиссионный слой. А до этого не видел. Причем второй эмиссионный слой был виден прямо под Большой Медведицей. Сначала я его заметил на высоте приблизительно вдвое большей, чем высота атмосферы, и толщина слоя была очень малой. Потом он стал немного опускаться и расплываться. Свечение несильное, но совершенно ясно различимое. Слой сразу бросался в глаза, при входе в переходной отсек, безо всякой адаптации к темноте. Правда, внутренней структуры его не было видно.

Все три дня после ужина занимался наблюдениями второго эмиссионного слоя. Наблюдал его устойчиво на всех вечерних витках. Для поиска использовал Млечный Путь. Сначала находил его. Затем несколько выше, примерно на полторы высоты атмосферы, начинал наблюдать нижний край слоя, а затем и всю толщину его. Толщина или, точнее, высота слоя, как правило, около одной трети толщины атмосферы. По яркости это свечение напоминает Млечный Путь, но иногда бывает более ярким, и тогда видно, что оно имеет красноватый оттенок. Пожалуй, оно не сплошное, а состоит из отдельных пятен. Края не ровные, а рваные.

Теперь о его протяженности. Станция находится в гравитационной ориентации, то есть ее продольная ось направлена к центру Земли, и из переходного отсека горизонт Земли виден из всех иллюминаторов. Так вот, второй эмиссионный слой занимает по периметру угол от 90 градусов примерно до 270. Это, конечно, неточно, но совершенно очевидно, что полностью на все 360 градусов слоя я не видел. На разных витках по азимуту он различен по величине. Причем перемещается по часовой стрелке, если смотреть на Землю сверху. По первому впечатлению слой появляется где-то градусов за 30 до экватора в Северном полушарии и приблизительно на столько же градусов распространяется в Южное полушарие.

Второй слой постепенно как бы растворился, а я продолжал смотреть в иллюминатор, направленный по ходу полета. И вот приблизительно на 35-м градусе южной широты на нисходящей ветви витка в иллюминаторе, направленном на юг, появилось свечение, которое, быстро расширяясь, образовало словно подкову. Из нее вверх шло свечение, как бы пучки света, неодинаковые по яркости и углам наклона к местному горизонту. Солнце должно было всходить сбоку под углом 90 градусов. Приблизительно за шесть минут до восхода из той части подковы, что ближе к восходу, стали бить пучки света, узкие и очень яркие. Причем пучки или столбы медленно перемещались, как бы сгоняемые Солнцем. Свечение продолжалось до самого выхода Солнца из-за горизонта. Правда, ближе к Солнцу часть подковы уже погасла (ее задавило Солнце), хотя дальняя часть подковы еще светилась. Но вскоре и она погасла. Солнце встает очень быстро. Оно выходит из-за горизонта сегодня за 12 секунд, и в его лучах сияния уже не видно.