Влияние космических исследований на развитие науки и производства

ВЛИЯНИЕ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА РАЗВИТИЕ НАУКИ И ПРОИЗВОДСТВА

Благодаря развитию космонавтики физическая наука обогатилась фундаментальными открытиями в области астрофизики, космического излучения, изучения радиационных поясов Земли, солнечно-земной физики, рентгеновской астрономии и др. Потребности космической техники стимулировали исследования в области физики электронных и ионных пучков и направленных плазменных потоков. Применение низкотемпературных (криогенных) ракетных топлив, создание бортовых электрогенераторов сверхбольшой мощности, технически совершенных, привело к необходимости глубокого изучения физики низкотемпературных жидкостей, поведения их в условиях невесомости, разработки новых методов криостатирования легких надежных магнитных систем с малым энергопотреблением, стимулировало развитие физики сверхпроводимости и гелиевой криогеники.

Развитие космической энергетики позволило значительно усовершенствовать существующие источники тока. Так, например, топливные элементы, вырабатывающие электрический ток в результате электрохимических процессов, применяемые в космических кораблях, в будущем могут найти широчайшее использование в автомобилях, что позволит ликвидировать один из основных источников загрязнения атмосферы, каким является двигатель внутреннего сгорания. Топливные элементы, по-видимому, будут широко внедрены в промышленность и сельское хозяйство как удобный и эффективный источник электроэнергии. То же можно сказать о радиоизотопных и ядерных источниках тока. Наряду с этим усовершенствованные химические аккумуляторы (никель-кадмиевые, серебряно-кадмиевые, серебряно-цинковые) и солнечные батареи, широко использующиеся в космических системах, найдут применение в самых различных областях народного хозяйства.

Большое значение в современной технике имеет надежность механизмов и машин. Разработка сложных космических комплексов, эксплуатация которых проходит в исключительно трудных и малоизведанных условиях, стимулировала дальнейшее развитие теории надежности, теории проектирования (внедрение системных методов), методов испытаний и экспериментальной отработки и пр. В связи с тем что на космическую технику работают практически все отрасли народного хозяйства, проблемы повышения надежности охватывают и электронику, и измерительную технику, и машиностроение. Таким образом, космонавтика стимулирует повышение надежности в самых различных областях производства.

Велико значение ракетно-космической техники в развитии микроэлектроники и вычислительных машин. Острая потребность в малых размерах и незначительном энергопотреблении привела к разработке сверхминиатюрных, компактных и высоконадежных радиоэлектронных приборов и устройств, инициировала развитие транзисторной техники и интегральных схем, которые в последние годы широко употребляются в производстве радиоприемников, телевизоров, электронных часов и т. д. Внедрение совершенных электронных вычислительных машин в различные отрасли народного хозяйства привело к резкому увеличению производительности труда и удешевлению продукции, позволило высвободить большое количество времени для творческой деятельности человека.

Ракетно-космическая техника связана с разработкой и развертыванием промышленного производства самых разнообразных конструкционных материалов, которые находят в настоящее время применение в различных областях производства и строительства. Хорошо известно, как широко используется «крылатый» металл алюминий. Все больше начинает внедряться титан и его сплавы. Но, пожалуй, наибольшее значение имеет создание всевозможных неметаллических конструкционных материалов: армированных, комбинированных, слоистых, стойких и к высоким и к крайне низким температурам. Так, например, новый составной материал, состоящий из нитевидных кристаллов бора, склеенных специальной резиной, вдвое прочнее и в два с половиной раза тверже алюминия. При этом он на 25% легче его. Одна из фирм Швейцарии применила разработанную для космических целей технологию в производстве нового «слоеного» материала (алюминий и пластиковая пена) для изготовления стенных панелей, а также чрезвычайно прочных и легких лыж. Для крупных твердотопливных ракетных двигателей в США был создан так называемый армированный пластик (из стекловолокна). Сейчас он широко используется для производства водопроводных и канализационных труб и в ирригации. Он легок, не подвержен коррозии, устойчив на сжатие, практически не бьется и пригоден для получения тонкостенных труб (особенно большого диаметра). Производство этого материала отличается простотой и не требует больших экономических затрат. Широкое распространение уже получил алюминированный пластик. Он нетеплопроводен, гибок, устойчив против ветра и воды. Хотя его толщина всего 0,012 мм, он поразительно прочен. Широкое применение в народном хозяйстве нашли также полиэтиленовые пленки, специальные искусственные кожи и многие другие материалы. Таким образом, потребности ракетно-космической техники вызвали целую революцию в области конструкционных материалов. Теперь материалы практически с любыми свойствами могут быть получены чуть ли не из любого пригодного сырья, что позволяет меньше зависеть от природных ресурсов. Это имеет огромное экономическое значение.

Большой вклад внесла космонавтика в решение проблем организации работ и управления разработками, а также в науку о прогнозировании развития науки и техники. Реализация крупнейших проектов, связанных с созданием ракет-носителей, межпланетных станций, пилотируемых кораблей и орбитальных баз, позволила разработать методы и средства, дающие возможность вплотную подойти к таким, например, глобальным проектам, как освоение Мирового океана; послужила хорошей школой для перевода управления различными отраслями промышленности и народного хозяйства в целом на программные методы с широчайшим использованием электронной вычислительной техники.

Большой вклад внесли космические исследования в здравоохранение и медицину. Полеты в космос впервые по-новому поставили вопрос изучения организма человека, его работоспособности в различных условиях, определения его места в сложной кибернетизированной системе, какой является современная космическая техника. Медики стали изучать здорового человека, потому что только с хорошим здоровьем возможны полеты в космос. Экстремальные условия, в которых оказывается космонавт (невесомость, вибрации, перегрузки, изолированность и пр.), позволяют вскрыть не только тончайшие механизмы организма человека, но и понять его потенциальные возможности по выполнению самых разнообразных работ.

Большое количество различных технических разработок (приборов, устройств) нашло эффективное применение в медицинской науке и клинической практике. Это специальная датчиковая и телеметрическая аппаратура, высоконадежные и миниатюрные моторы, используемые в аппаратах «искусственное сердце» и «искусственная почка», средства передвижения по поверхности Луны, используемые в качестве «шагающих» инвалидных колясок и др. Широко применяются при лечении различных заболеваний барокамеры и соответствующим образом приспособленные гермошлемы. В будущем все новые достижения космической медицины и техники будут использоваться в медицинской практике. Не исключено, что многие начнут носить антипаторы — миниатюрные устройства для контроля жизнедеятельности организма — так же естественно, как, например, сейчас носят зубные протезы или искусственные шевелюры. Некоторые антипаторы могут быть специализированными. Их цель — тщательно отслеживать отдельные стороны жизнедеятельности (для больных почками—состав крови, для желудочных больных — уровень кислотности и т. д.). Могут применяться и комплексные антипаторы для отслеживания наиболее общих характеристик жизнедеятельности: дыхания, работы сердца, температуры тела и др. Подобные устройства позволят людям своевременно узнавать о надвигающихся нарушениях здоровья и о необходимости принятия соответствующих мер. Некоторые антипаторы смогут сообщать и целесообразные меры для предупреждения многих недугов. Здоровые люди будут при желании получать сигналы о приближении рубежа физической и умственной перегрузки. При соответствующей системе сигнализации ускорится оказание помощи при катастрофах, травмах и внезапных нарушениях в работе жизненно важных органов.

Меры, применяемые по стерилизации космических аппаратов, совершающих посадку на другие небесные тела, а также меры, исключающие занос чужой для нас живой материи при возвращении после космического путешествия на Землю, позволят накопить необходимый опыт и стимулируют изучение проблем стерильности и дезинфекции и создание необходимых для этих целей технических устройств.

Важное значение уже в наши дни имеет разработка целого ряда мероприятий и лекарств, увеличивающих стойкость организма против радиации, что вызвано потребностями длительных космических полетов. В будущем будут созданы более эффективные средства противолучевой защиты, без которых немыслим межпланетный полет космонавтов. Эти средства будут использоваться и на Земле при работе на атомных электростанциях, в изотопном производстве и в других необходимых случаях.

В массовое производство запущен созданный в ходе работ над космическими проектами небольшой переносный прибор для замера микросопротивлений электрических цепей, а также портативный прибор для проверки характеристик магнитофонов и определения неисправностей.

Таким образом, внедрение результатов космических исследований и самых разнообразных достижений космонавтики в хозяйственную деятельность имеет большое экономическое значение. Различные отрасли народного хозяйства уже получают массу полезной информации научного и технического характера, заимствуя ее из космонавтики. Этот процесс будет неуклонно развиваться, причем темпы этого развития будут тем больше, чем в большей степени будет налажен обмен опытом стран — разработчиков ракетно-космической техники на основе широкого международного сотрудничества.