Находящиеся в Центре управления специалисты контролируют работу бортовых систем по информации, поступающей с борта по каналам телеметрии через наземные командно-измерительные пункты. Однако текущий контроль возможен только в зоне непосредственной радиовидимости наземных (включая океанские) пунктов. Создание сети таких пунктов, как постоянных, так и временных (имеются в виду специальные суда), — дело сложное и дорогостоящее. Пока удается «закрыть» этими средствами лишь 20–30 процентов от общего времени полета.
      Таким образом, большую часть времени станция находится только под контролем экипажа. Контроль этот заключается в просмотре выводимой на пульты управления информации о функционировании бортовых систем, анализе этой информации, сравнении ее с ожидаемой и оценке правильности работы систем.
      При необходимости, а также если обнаружатся тревожные или недопустимые отклонения, космонавты берут на себя управление ориентацией и стабилизацией станции, включение и выключение аппаратуры и корректирующего двигателя, управление процессом сближения с другим космическим объектом.
      В этом случае человек является как бы звеном в системе управления. Он выполняет функции резервного чувствительного элемента, а также логического, счетно-решающего и командного устройств. Таким образом, в этой своей роли дублера автоматических систем человек существенно повышает надежность орбитального комплекса. Стоит добавить, что человек чувствительнее многих приборов к отказам и неисправностям, связанным с нарушением безопасности полета.
      Вторая группа задач человека на борту станции — проведение работ, непосредственно связанных с научными исследованиями и экспериментами. Работы эти состоят из большого количества разнородных операций. Например, проведение исследований с помощью звездного телескопа требует сначала сориентировать станцию так, чтобы ось телескопа была направлена на заданный участок неба. Потом подготовить станцию и телескоп к работе: включить питание, гироприборы, компрессоры холодильной машины, приводы. Подготовить и включить систему регистрации параметров и контроля работы аппаратуры. Наконец, выбрать экспозицию и включить телескоп. При проведении измерений и их регистрации может возникнуть необходимость подстройки телескопа и уточнение нужной ориентации станции, а затем переориентации ее на новый объект наблюдения.
      Изучение природных ресурсов Земли ведется с помощью избирательной фотосъемки в различных частях спектра. Что значит избирательная? Это не только выбор объектов на поверхности Земли, определение плана и масштаба съемки ко времени пролета над исследуемым районом. Это учет характера освещения объекта и наличия над ним облачного покрова. Это, наконец, наблюдение динамики многократно снимаемых объектов. Космонавты все это (как, разумеется, и включение камер) делают либо сами, либо консультируясь с наземными специалистами.
      Может быть, чуть-чуть более просты с точки зрения набора и последовательности операций технологические эксперименты. Выполняются они с подготовленными на Земле образцами в автоматизированных установках, почти не требуя контроля, причем полученные результаты анализируются уже на Земле.
      А вот биологические исследования требуют, наоборот, регулярного визуального наблюдения и непосредственной оценки хода эксперимента, поскольку к одному и тому же результату здесь можно прийти разными путями.
      Третья группа задач связана с наладочными, ремонтно-профилактическими и другими работами по обслуживанию станции. Это может быть замена вышедших из строя или исчерпавших свой ресурс приборов, агрегатов и отдельных блоков, установка и настройка нового оборудования, прибывшего с «грузовиком», освобождение станции от ненужных элементов оборудования (отходов) путем их шлюзования. Не стоит здесь говорить о них более подробно, поскольку это как раз те задачи, которые, как видно из первоначальной постановки вопроса, сохранятся за человеком в любом случае.
      Совсем другое дело — задачи, связанные с непосредственным обеспечением пребывания человека на борту станции, тем более длительного. Сюда относятся, кроме уже обсуждавшихся профилактических мероприятий по борьбе с последствиями невесомости, регулярный медицинский контроль (с помощью специальной аппаратуры), а также санитарно-гигиенические процедуры (вплоть до принятия душа). Все это тоже «операции», а иногда даже «эксперименты». Но в то же время все они носят вспомогательный характер, не связанный с решением основных функциональных (научно-исследовательских) задач станции. То есть это те самые проблемы, которые порождены самим присутствием человека на борту.
      Теперь посмотрим на весь этот объем деятельности космонавтов с точки зрения возможностей современной и будущей автоматики.
      Вспомним прежде, что уже сейчас созданы и функционируют разнообразные по задачам полностью автоматические космические аппараты. «Полностью» — это значит лишь, что на борту у них отсутствует человек, и не более того. Все-таки контроль за работой такого аппарата осуществляется всегда с Земли с помощью телеметрии и командных линий. С другой стороны, оборудование этих аппаратов максимально автоматизировано, с тем чтобы управление ими с Земли сводилось к как можно меньшему количеству управляющих сигналов.
      Автоматические средства работают круглосуточно, без отдыха и выходных дней в течение длительных сроков. Иногда в течение трех, пяти и более лет. В принципе за счет глубокого резервирования систем можно получить ресурс и в 10 лет. Но сейчас это, пожалуй, не нужно — за такой срок аппарат устареет «морально».
      По такому принципу работает огромное количество спутников — радиоретрансляционных, метеорологических, навигационных, геофизических и прочих — и межпланетные аппараты. Достаточно вспомнить наши «Луны» и «Луноходы» или американские «Маринеры» и «Вояджеры».
      По такому же принципу функционирует орбитальный комплекс «Салют» при отсутствии на нем экипажа.
      Заметим, однако, что все автоматические объекты носят узкоспециализированный характер (в некоторых случаях это две-три основные функции), а такую технику автоматизировать намного легче, чем крупные станции, предназначенные для комплексных исследований.
      Здесь можно поставить множество вопросов (если не бояться напоминания о некоем индивидууме, способном много спрашивать и не получать ответов от десятка даже очень компетентных лиц). Приведем эти вопросы, а заодно и некоторые «антисоображения» все вместе, сразу.
      Если хорошо и по многу лет работают спутники, которые к тому же проще по конструкции, поскольку не имеют системы обеспечения жизнедеятельности, и если станция может работать в автоматическом режиме, то зачем туда посылать человека на длительный срок? Разве что только для изучения его самого в условиях космического полета?
      Человек все же не безошибочное счетно-решающее устройство, он способен ошибаться. Особенно в весьма напряженных условиях космического полета. Достаточно ли надежна такая дублирующая система, и не следует ли считать ее «временно исполняющей обязанности» до создания более совершенной автоматики?
      Не усложняет ли технику присутствие человека на борту космического аппарата чрезмерно, ведь обеспечение безопасности полета от старта до возвращения — сложнейший и дорогостоящий комплекс мероприятий?
      Мы говорим «человек», как будто это тот же человек, который работает на Земле, за пультом экспериментального стенда, в кабине экскаватора или на борту морского судна. Но ведь это далеко не так. При подборе и подготовке космонавтов пропускной ценз весьма высок. Как бы ни хороша была станция, комфорт на ней существенно ограничен — и отдыхать не очень удобно, «загородов» никаких (наверное, и поэтому космонавты на орбите сейчас так рвутся к работе), и развлечений немного, и коллектив небольшой. Вспомним те два-три часа, которые космонавты почти ежедневно тратят на физические упражнения. Учтем еще затраты времени на связь с Землей, медицинские обследования, разгрузки «Прогрессов», некоторые бытовые обязанности. А ведь все эти функции на Земле распределяются между разными людьми по их профессиям. В итоге у космонавтов остается очень и очень немного времени, не более пяти-шести часов в день на собственно научные и технические эксперименты. И увеличить это время практически нет никакой возможности. КПД космонавта оказывается невелик. Выгодно ли это?
      Разве нельзя алгоритмизировать и, следовательно, автоматизировать большую часть ныне выполняемых человеком в космосе операций? Применить при этом робототехнику, манипуляторы?
      Если специализированные средства создавать легче, то не стоит ли отказаться от многоцелевых космических средств, то есть от станций?
      И, наконец, «крамольный» вопрос: а не стоит ли отказаться от ориентации в будущем на третью группу нынешних задач — ремонтно-профилактические операции? Может быть, проще и дешевле (к тому же менее рискованно) будет посылать в космос объекты «одноразового использования», то есть работающие до первой поломки, которую нельзя исправить по командам с Земли? А может быть, выгоднее создавать, наоборот, возвращаемые спутники, чтобы при необходимости ремонтировать их на Земле?
      Все эти вопросы правомочны, но ответить на них сегодня исчерпывающе трудно. Опыта в создании и использовании космической техники накоплено для этого пока недостаточно.
      В общем и целом ответ, как говорится, даст время. И все же попробуем…
      Прежде всего можно высказать такое соображение: если человек может летать в космос и приносить своими полетами большую пользу науке и польза эта бесспорна, то почему бы ему туда не летать?
      Трудно? Ну что ж! Трудно было и первым мореплавателям, и покорителям воздушного пространства, трудно и по сей день летчикам-испытателям, полярникам, водолазам, шахтерам, металлургам. Трудно, но с точки зрения гуманного отношения к человеку вполне в допустимых пределах.
      Да, конечно, автоматика может очень многое. Но, как уже было замечено, автоматизировать можно сравнительно простые операции и процессы. Но прежде чем создать автомат того или иного назначения, нужно иметь полное представление о том, как задачу можно-решать самым эффективным, надежным, экономичным способом.
      Ставится, к примеру, задача исследования природных ресурсов Земли — нужно выявить оптимальные участки спектра (инфракрасный, ультрафиолетовый, видимый?) для решения различных задач, найти оптимальный вид (многоспектральные или обычные фотоаппараты, телевидение?) и состав оборудования, отработать специальные фотопленки (очень тонкие или, например, для многократного экспонирования) и т. д. Очень сложная, требующая глубокого изучения проблема — накопление на борту и передача на Землю полученной информации (и в какой мере ее уплотнять, обрабатывать, передавать?).
      Какой круг вопросов ни возьми, всюду нужны многочисленные эксперименты, нужны испытания оборудования в натурных условиях. И для каждого такого эксперимента (или небольшой их группы) можно создать и запустить автомат. Но когда таких экспериментов нужно провести сотни и тысячи, возникает вопрос: а выгодно ли, да и реально ли иметь такое количество автоматов?
      Многоцелевые орбитальные станции с человеком на борту — отличный экспериментальный испытательный полигон, необходимый для создания оптимальных автоматических спутниковых систем будущего.
      Конечно, многие операции, осуществляемые сегодня человеком, в принципе можно алгоритмизировать. Например, работу с телескопом, фотографирование, проведение технологических и биологических экспериментов. Большинство операций не вызовет затруднений. Проблемы возникнут в каждом случае с одной-тремя (из десятка-двух) операций.
      Но каковы эти операции? Самые простые! Например, перезарядка фотоаппаратов, технологических печей. Или смена отказавшего блока, а то и просто предохранителя. Для человека нет ничего проще. А для автомата сложные кинематические механизмы-манипуляторы, мощные вычислительные устройства с большой памятью, десятки датчиков… сложнейшая для достижения надежной работы схема.
      Можно также создать оборудование, которое следило бы за облаками над объектами съемки. Но какая это должна быть сложная оптическая и механическая система! Человеку ничего не стоит, обнаружив разрыв в облаках и увидев сквозь него нужную зону, направить туда объектив и нажать спуск. А автомату? Вообще обнаружение и мгновенное опознание предметов — задача, в которой пока даже представить трудно, что человека в космосе можно будет заменить автоматикой или дистанционным управлением с Земли.
      Спрашивается, что же во всех этих случаях будет надежнее: автоматика или человек? Ответ напрашивается сам собой. Добавьте сюда, что человек может в ходе полета расширять и менять программы экспериментов.
      Да, временный КПД космонавта-исследователя пока невысок. Но это не значит, что этот КПД нельзя поднять. Например, за счет полного освобождения человека от функций контроля и управления станцией и бортовой аппаратурой. Каким образом?
      Напрашивается такой путь: передать все эти операции Земле. Трудное, но вполне реальное решение, только не стоит, по-видимому, рассчитывать на резкое увеличение наземных командных пунктов (не менее 40–50 таких пунктов смогли бы решить эту проблему). Этот способ неэкономичен, да и сложен технически. Куда выгоднее использовать спутники-ретрансляторы, находящиеся на стационарных орбитах, подобных «Экрану» и «Интелсату». Такой способ уже применялся в программе «Союз» — «Аполлон». Однако этот путь в целом малоэффективен. Станция при этом едва ли не полностью лишена автономии. Линии связи предельно перегружены «сырой», необработанной информацией. И наконец, на Земле, в сфере управления, постоянно должно быть задействовано большое количество людей.
      Более эффективный путь — освободить космонавтов от функций управления за счет оборудования станций комплексом мощных и надежных бортовых вычислительных машин, способных обрабатывать и анализировать всю информацию прямо на станции и результирующие данные передавать непосредственно на исполнительные органы или на Землю.
      Во всех этих случаях за экипажем должна остаться возможность вмешиваться в управление в неожиданных и нештатных ситуациях.
      Нет пока методов, с помощью которых можно было бы точно определить оптимальное сочетание таких факторов, как характер операций, проделываемых человеком, общие условия его функционирования и длительность пребывания на борту. Здесь опыт, как ни досадно, идет впереди теории. Тем не менее можно сказать, что сейчас автоматики и «человека» на борту ровно столько, сколько позволяет располагаемый уровень этой самой автоматики при тех задачах, которые ставятся, причем имеется стремление к экономичной оптимальной системе.
      Вполне возможно, что оптимум здесь будет сдвигаться в сторону снижения доли участия человека в функционировании космических средств в целом. Однако — это очень важно отметить — средств сегодняшнего дня. На каждом новом средстве эта доля может быть снова Достаточно высокой. Лет через 10–15 на борту долговременных орбитальных станций производительность труда космонавтов будет существенно выше. Два человека, скажем, будут управляться со значительно большим комплексом аппаратуры и программой исследований.
      Разумеется, современные орбитальные станции с экипажем на борту работают не только на будущие автоматические спутники или межпланетные системы. Если исходить из того, что в будущем в космосе понадобится много людей, а основания для такого утверждения имеются (хотя и не бесспорные — об этом мы поговорим немного позже), то, следовательно, нужно уже сегодня интенсивно выяснять космические возможности человека, накапливать статистику и отрабатывать элементы будущих систем и средств обеспечения жизнедеятельности и функционирования людей в космосе, включая космос открытый.
      Подведем некоторые итоги нашим размышлениям. Сейчас мы уже имеем в своем распоряжении средство для длительных полетов космонавтов — комплекс «Салют» — «Союз» — «Прогресс». Он предоставляет нам возможность решения большого количества задач научных и народнохозяйственных. От этого богатства отказываться пока нет никакого резона. С другой стороны, на сегодня автоматические средства в космосе дешевле пилотируемых. Однако применять их можно эффективно лишь там, где имеется достаточная ясность путей и методов решения задач. И еще там, где присутствие человека по каким-либо причинам невозможно.
      Там же, где нужно искать — экспериментировать и испытывать, — участие человека резко повышает и эффективность, и, как ни парадоксально, экономичность. Во многих случаях, при многих операциях участие человека еще долгое время будет дешевле создания и применения автоматики. Тем не менее процесс вытеснения человека автоматикой в решении космических задач будет идти вечно.
      Сегодня же человек продолжает эффективно трудиться в космосе и для настоящего и для будущего.

ЗАВТРА И ПОСЛЕЗАВТРА