Техника - молодёжи 1962-05, страница 5

мических аппаратов. Если искусственный спутник, например тот же самый диск, заставить вращаться вокруг оси, лежащей в его плоскости, то видимая с Земли площадь этого спутника будет периодически уменьшаться и снова возрастать до полной своей величины. Земному наблюдателю такой спутник будет представляться далеким мигающим фонариком. Чем быстрее вращается диск, тем чаще мигает «фонарик». Мигающий спутник уже легко выделить среди остальных небесных тел.

ОБИТАЕМЫЕ СФЕРЫ

Присутствие человека на искусственном спутнике вносит коренные изменения в расчеты конструкторов. Экипажу спутника необходимо обеспечить надежную защиту от космической радиации. Весь внутренний жилой объем такого космического аппарата должен быть окружен толстым слоем радиационной защиты, без единой щели, сквозь которую мог бы прорваться губительный поток излучения. По подсчетам ученых, вес такой защиты составит четверть тонны на каждый квадратный метр защищаемой поверхности. Но каждый лишний килограмм груза на орбите вырастает в сотни килограммов дополнительного ракетного топлива на Земле. Можно представить себе, каким непосильным бременем ляжет громоздкая радиационная защита на ракету-носитель! И первая мера, которую нужно предпринять конструкторам, — это сократить поверхность космического аппарата.

Но, сокращая наружную поверхность аппарата, конструкторы не могут посягнуть на его внутренний объем. Выход из такого затруднительного положения может подсказать геометрия. Как известно, у различных простейших геометрических фигур с одинаковым объемом величина поверхности различна. Наименьшая поверхность у шара. 'Поэтому обитаемым спутникам, несущим тяже

лый груз радиационной защиты, выгоднее иметь форму сферы.

Сферическая форма будущих космических станций оправдывается и с точки зрения их прочности. Во внутренних помещениях таких станций должно поддерживаться нормальное давление искусственной атмосферы. Внутреннее давление распирает стенки аппарата, который должен выдержать эту нагрузку.

Конструкторам не в новинку такая задача. Много раз приходилось им рас- • считывать прочность баллонов высокого давления; и они давно уже знают, что в зависимости от формы баллона материал его испытывает различные напряжения при одинаковой нагрузке. Наименьшие напряжения при прочих равных условиях возникают в стенках сферического баллона. Поэтому вес сферической межпланетной станции при равных объемах в 1,3 раза меньше, чем вес той же станции, сделанной в виде цилиндра. Иногда будет выгоднее применять космические аппараты из ряда пересекающихся сфер, чем в виде ка-кой-нибудь другой, пусть даже простейшей, геометрической фигуры. Правда, при этом экономия в весе снижается по сравнению с одной целой сферой.

Итак, требования прочности космических аппаратов и экономия веса радиационной защиты вынуждают конструкторов проектировать шарообразные межпланетные станции. К сожалению, такое удачное совпадение различных требований к формам космических кораблей не является общим правилом. Гораздо чаще конструкторам приходится сочетать прямо противоположные стремления.

КУДА ДЕВАТЬ ТЕПЛО!

проектировании. Все тепло, получаемое аппаратом от солнечных лучей, от работающих на нем энергетических установок и электронного оборудования, постепенно накапливалось бы в замкнутом объеме станции, если бы не существовал «канал утечки» — тепловое излучение. Чтобы увеличить количество излучаемого тепла и понизить температуру внутри космической станции до нормального уровня без специальных охлаждающих установок, необходимо увеличить наружную излучающую поверхность станции. Только что заботливо урезанные, сэкономленные кусочки наружной поверхности аппарата конструкторы должны заново вернуть на их старые места. Да и этого, пожалуй, будет мало. А с каждым лишним квадратным сантиметром неумолимо растет вес станции й ее радиационной защиты. С точки зрения внутреннего теплового режима, космической станции выгоднее придать форму цилиндра, а не сферы.

Конструкторы ищут выход и из этого противоречия. Они предлагают присоединить к сферическому аппарату тепловой радиатор — именно те многие квадратные сантиметры, которых не хватало космической станции для теплоизлучения. Радиатор в виде лопасти отходит в теневую сторону станции. Он «вытягивает» из нее избыточное тепло и рассеивает его в окружающем пространстве. Для него не нужна радиационная защита, и он может быть сделан достаточно легким.

В зарубежных журналах при описании проектов межпланетных станций приводятся данные о размерах «космических» радиаторов. Например, если на станции работает электрический гецера-тор мощностью в 1 мегаватт, то для отвода выделяемого им тепла потребуется излучающая поверхность в 93 кв. м! Вполне понятно, что вес таких радиаторов, даже очень тонких, может превышать вес самих энергетических установок, для которых они предназначены. Дорогостоящее, но неизбежное приложение!

Окружающая станцию космическая «пустота» служит для нее наилучшим теплоизолятором. Такая надежная теплоизоляция космических аппаратов приносит свою долю неприятностей при их