Космос объединяет
Советские космические программы изначально были направлены на укрепление обороноспособности страны. Как следует из недавно рассекреченных документов, "элементы боевого применения" предполагалось отрабатывать даже на кораблях типа "Восток", на которых летали первые космонавты. Однако в СССР подразделения оборонных предприятий выпускали значительный объем гражданской продукции (к 1989 году он превысил выпуск военных изделий), а оборонно-промышленный комплекс был ядром высокотехнологичных гражданских отраслей — атомной, космической, авиационной, микроэлектронной.
Ряд советских разработок двойного назначения, использующих космические технологии, опередил зарубежные аналоги. К примеру, в конце 1950-х годов Соединенные Штаты и Советский Союз начали экспериментировать с применением искусственных спутников Земли в качестве ретрансляторов наземных систем радиосвязи. В 1965 году СССР вывел на орбиту первый спутник связи серии "Молния" и запустил систему спутниковой связи между центром страны и отдаленными регионами. Высокоэллиптическая орбита обеспечивала видимость спутника на всей территории Союза в течение 8 часов. "Молния" позволяла ретранслировать телевизионный сигнал и каналы телефонной связи на приемные станции "Орбита", откуда они передавались конечным потребителям. Так заработала первая в мире общегосударственная сеть телевещания, на много лет опередившая другие страны.
"До 1967 года было построено 20 таких земных станций. Любой населенный пункт, построивший у себя "Орбиту", получал возможность приема московских телепрограмм, — вспоминал академик Борис Черток в книге "Ракеты и люди. Горячие дни холодной войны". — К 1984 году их было уже более 100! Башни "Орбит", увенчанные параболическими антеннами диаметром 12 метров, стали предметом особой гордости местных властей, подтверждающих такой достопримечательностью свою причастность к успехам космонавтики".
В 1976 году на орбиту — уже геостационарную — был выведен спутник "Экран". Теперь ретрансляция сигнала стала постоянной, а более низкие частоты и высокая мощность бортового передатчика позволили создать простые и недорогие приемные устройства. Фактически "Экран" стал первой системой непосредственного спутникового вещания в мире.
Сегодня отечественные спутники серии "Экспресс" обеспечивают передачу теле- и радиоканалов всех крупных медиаструктур и независимых вещателей — по территории как России, так и большинства стран мира. Помимо этого, через спутники работает правительственная и президентская связь, передаются данные, обеспечивается доступ в интернет, связь с морскими судами и многое другое.
Приемники сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) есть уже практически в каждом смартфоне, ими оборудованы самолеты, корабли, автомобили. ГНСС помогают определить местоположение в пространстве с высокой точностью в любой точке земного шара. А начиналось все с военных космических разработок — в конце 1950-х в США начались работы по навигационной системе Transit в интересах военно-морских сил, в СССР в начале 1960-х приступили к созданию низкоорбитальной системы "Цикада". Сейчас ориентироваться в пространстве помогают ГНСС двойного назначения: американская GPS из 24 спутников, российская ГЛОНАСС, использующая 24 космических аппарата, китайская Beidou, европейская Galileo, а также индийская и японская региональные системы.
Генеральный директор Роскосмоса Юрий Борисов рассказал, что за прошедшие десятилетия изменились приоритеты космической отрасли, произошли трансформации, так как космические услуги стали востребованы рынком. "Космос стал более коммерчески направленным. Сегодня динамично развивается спрос на космические услуги во всем мире, этот спрос превышает среднегодовой рост мирового ВВП", — сообщил он в интервью порталу "Pro Космос".
"Конечно, это влияет на трансформацию основных направлений деятельности космических агентств и ускоряет процесс создания многоспутниковых группировок. Последнее является основным приоритетом во всем мире, в том числе и в России, чтобы обеспечить необходимый перечень услуг связи, навигации, дистанционного зондирования Земли, метеопрогнозов и т.д.", — добавил глава Роскосмоса.
Эхо американского космоса
Национальное управление по аэронавтике и исследованиям космического пространства (NASA) США было создано в 1958 году — президент США Дуайт Эйзенхауэр подписал Акт об аэронавтике и исследовании космического пространства. В его тексте содержались пункты, призывающие новую госструктуру делиться запатентованными и лицензированными технологиями, а также предусматривавшие меры финансового стимулирования изобретателей. Последовавшие в 1980-х дополнения в законодательстве разрешали и поощряли совместные с частными структурами разработки, их коммерциализацию и лицензирование.
В итоге многое из того, что изначально создавалось для космической отрасли, находило применение в других сферах, становилось широко известно, входило в повседневную жизнь.
В начале 1960-х в ходе реализации американской программы пилотируемых полетов Gemini разработчики рассматривали вариант управляемого планирующего полета спускаемого аппарата, чтобы тот приземлялся в заданном районе. Для этого инженер NASA Фрэнсис Рогалло создал мягкое треугольное крыло, выпускаемое аппаратом в атмосфере. До космоса разработка не добралась, однако простейший летательный аппарат с крылом дельтавидной формы получил дальнейшее развитие и стал популярен во всем мире. Мы знаем его как дельтаплан. Полеты на несложном планере с балансирным управлением превратились в официально признанный Международной авиационной федерацией вид спорта.
Когда разрабатывалась американская лунная пилотируемая программа, астронавтам понадобился бур с автономным питанием для забора проб грунта на глубине нескольких метров. Такое устройство разработала компания Black&Decker. В 1979 году она представила портативный домашний аккумуляторный пылесос DustBuster, использовавший "лунные" наработки и ставший хитом продаж. В наши дни беспроводные инструменты и бытовые приборы получили широкое распространение благодаря появлению компактных, емких и недорогих аккумуляторных батарей.
Презентация на сайте NASA приводит еще несколько таких примеров.
Пеноматериал Temper Foam создан NASA для амортизационных кресел, призванных защищать астронавтов от перегрузок. Вспененный полиуретан имеет эффект памяти: принимает форму вдавленных в него предметов, снижая нагрузку на них более чем втрое, а затем возвращается к исходной форме даже при 90-процентной деформации. Сейчас подобные материалы применяются в ортопедических матрасах, авиационных креслах, защитной спортивной экипировке.
Инженер, участвовавший в работах по программе "Аполлон" (высадка астронавтов на поверхность Луны), применил другой вспененный пластик в стельках спортивной обуви, а также способ литья полимерной подошвы, позаимствованный из технологии изготовления лунных скафандров. Это позволило значительно повысить удобство обуви, уменьшить усталость при движении.
Кстати, в 1970-х, вдохновившись внешним видом обуви лунных скафандров, западные дизайнеры выпустили похожие сапоги, которые так и называли — "лунные". Мода на них докатилась и до СССР. В 1980-х годах "дутики", или "луноходы", — обувь характерного вида с верхом из металлизированной нейлоновой ткани и толстым утепленным вкладышем — были востребованным дефицитным товаром.
Керамический тканый материал Nextel выдерживает нагрев до 1 400 градусов Цельсия. Из него изготавливают, например, защитные костюмы автогонщиков. Ткань появилась во время работ по программе многоразовых космических кораблей Space Shuttle — инженеры искали специальные материалы, защищающие "челноки" от высоких температур при входе в атмосферу.
Разрабатывались и лицензировались другие специальные материалы, технологии, изделия. Все они нашли "земное" применение в различных сферах.
Космическая медицина — земным пациентам
"Начало эры космических полетов открыло новое направление в фундаментальной науке — гравитационную физиологию и космическую медицину, — сообщила в беседе с ТАСС Елена Томиловская, кандидат биологических наук, заведующая отделом сенсомоторной физиологии и профилактики Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН. — До этого времени ученые могли только предполагать, насколько важную роль играет гравитация в работе человеческого организма. Теперь же мы убеждаемся в этом на практике. И, соответственно, понимаем, насколько вредна для организма "недогруженность", и поэтому можем разрабатывать новые методы борьбы с гиподинамией — огромной проблемой современного общества".
Специалист рассказала, что средства, созданные для восполнения дефицита физической нагрузки космонавтов в условиях невесомости, очень эффективны в практике земной реабилитации — к примеру, после вынужденного длительного постельного режима.
"Например, для космических полетов был разработан костюм аксиального нагружения "Пингвин", — сообщила Елена Томиловская. — Этот костюм создает нагрузку на основные группы скелетных мышц ног, рук и туловища с помощью встроенных в него резиновых тяжей. Для земной клиники костюм был модифицирован <...> стал модульным — шорты, жилет, модули для колен и голени. Этот костюм получил название "Регент", он активно используется и у детей с детским церебральным параличом, и у взрослых пациентов после инсульта, черепно-мозговых травм и так далее".
Другой пример — специальные ботинки со стельками, надуваемые пневмокомпрессором. Они создают на стопы давление, свойственное ходьбе и бегу, тем самым формируя в головном мозге "образ ходьбы".
"Это средство разрабатывалось специально для космического полета, чтобы восполнить дефицит опорной нагрузки, однако фактически земной аналог был внедрен в реабилитацию на много лет раньше, чем космический вариант попал на борт космической станции. Земной аналог получил название "Корвит", и в настоящее время он широко применяется у пациентов после инсульта — даже в острый период, травм, у детей с ДЦП и при других патологиях", — объяснила заведующая отделом сенсомоторной физиологии и профилактики ИМБП РАН, добавив, что вышеупомянутые средства активно применяют свыше 300 клиник и реабилитационных центров России и ими воспользовались уже более 1 млн пациентов.
Еще одна российская разработка для космических программ, используемая в земной медицине, — так называемая сухая иммерсия, воспроизводящая негативные факторы космического полета. Человек погружается в ванну с теплой водой, покрытую водонепроницаемой пленкой избыточной площади, обволакивающей тело, и словно попадает в невесомость. "Оказалось, что короткие сессии погружений в иммерсионную ванну могут послужить на пользу здравоохранения: способствуют снятию отеков, уменьшению мышечной спастики, нормализации артериального давления и так далее", — рассказала Елена Томиловская. Этот метод применяется, в частности, для реабилитации детей с тяжелыми заболеваниями или последствиями инсультов.
"Разработки, созданные для космических программ, возникли не на пустом месте, в основе их всегда лежат земные технологи, но их, конечно, приходится существенно модифицировать и адаптировать к условиям космического полета. И часто оказывается, что эти усовершенствованные для полета технологии, в свою очередь, успешно находят свое применение на Земле", — заключила специалист.
Виктор Бодров