В.И. Севастьянов, А.М. Старостин, А.Д. Урсул
Космонавтика и научный эксперимент

Роль моделирующих экспериментов

Отчетливо проявляется тенденция роста массы модельных экспериментов в космических исследованиях, имеющих фундаментально-научные задачи. Наряду с прямыми экспериментами в космосе — исследованиями космического пространства на основе данных, получаемых с помощью космических аппаратов и ракет,— в последние годы все более развиваются исследования по лабораторному моделированию процессов, протекающих в космосе. [Р. 3. Сагдеев, Ю. И. Зайцев. Новые исследования в космосе.— Некоторые итоги, проблемы, перспективы.— «Природа», 1974, № 5, с. 10.]

Причем в развитии фундаментальных исследований заметно то же явление, что и при испытаниях и отработке космической техники: доля модельных космизированных экспериментов растет, а космических экспериментов в формирующейся системе натурных и модельных исследований космических объектов – падает.

Это объясняется сложностью и другими особенностями космических объектов, затрудняющими проведение с ними непосредственных экспериментов. Становится необходим подбор более простых моделей, чем сами космические объекты, с тем чтобы на них отработать стратегию космических экспериментов и надежную интерпретационную базу. Так, первые же эксперименты в космосе послужили основой для поиска и подбора более точных и сложных моделей, нежели те, которые использовались в космизированных экспериментах на стадии подготовки этих космических экспериментов.

К опытам, моделирующим космические условия на Земле, относятся модельные исследования по изучению взаимодействий солнечного ветра с планетными телами; моделирование (с помощью лазерных импульсов) лунных микрометеоритных ударов, анализ воздействия условий изоляции на человека в сверхдлительных межпланетных полетах; опыты по моделированию, геологических явлений на Луне и планетах.

Необходимо отметить динамику развития взаимоотношений космического и космизированного опыта, просматривающуюся в отмеченных случаях. Если до начала прямых космических экспериментов опыты по имитации тех или иных космических факторов являлись основой для построения ряда гипотез, для формирования требований к космической технике и интерпретации полученных в космосе данных, то с началом прямых космических исследований наблюдается и обратная картина — космические опыты становятся аналогичной базой для верного понимания информации, получаемой в модельных экспериментах, и своеобразным критерием их истинности.

Следовательно, начало изучения и освоения космоса связано не только с созданием «островков», пригодных для обитания в околосолнечном пространстве — моделей биосферы в космосе, позволяющих человеку существовать Я действовать в условиях космического пространства, но и с созданием на Земле «островков космоса»— моделей космоса в условиях нашей планеты.

Характерно, что при проведении многих современных космических экспериментов им не только предшествуют обширные модельные эксперименты, но и наряду с работой в натурных условиях космического пространства и космической техники, аналогичная аппаратура функционирует в земных условиях по параллельной программе, часто помогая найти выход из необычных ситуаций, возникающих в космосе.

В силу особой природы космических объектов — их недоступности непосредственному восприятию — в космическом эксперименте сложный, многозвенный характер приобретает процесс познания факта: от получения первичных данных до выделения факта в их системе. При обработке первичных данных космического эксперимента необходимо отфильтровать полученные данные от посторонних «шумов». Затем идет процесс преобразования этой информации в иные по форме информационные эквиваленты. Например, для увеличения четкости деталей на космических снимках определяется яркость отдельных точек снимка (примерно 40000 точек на одном снимке), а затем соответствующий цифровой код записывается на магнитную ленту и обрабатывается с помощью вычислительной машины. В результате удается обеспечить большую четкость и контрастность между участками, освещенными Солнцем и находящимися в тени. Удается также частично устранить влияние электронных шумов, наложившихся при передаче снимков с борта космического аппарата на Землю. [См.: Ю. И. Новокшонов. Человек и техника в освоении космоса. М., 1972, с. 17.]

Часть работы по обобщению первичных данных по мере автоматизации этих процессов перекладывается на информационные системы, в результате чего мы получаем уже такие первичные данные, которые являются многократно обобщенными.

Сами первичные данные с усовершенствованием средств их регистрации и воспроизведения приобретают все более сложный характер. С развитием этих средств появляется возможность не обращаться непосредственно к объекту, а изучать, измерять, наблюдать его отображение, достаточно полно зафиксированное техническими средствами. Это особенно важно для космических экспериментов, которые очень трудоемки и дорогостоящи.

Поэтому информация о земном объекте в космических условиях или о космическом объекте фиксируется достаточно полно и многосторонне и столь же полно исследуется потом на Земле уже в после-экспериментальных условиях. Обработка этой информации может продолжаться в десятки раз дольше, чем сам эксперимент. И в данном случае наблюдается тенденция увеличения работы по изучению информации, полученной в эксперименте.

В настоящее время теоретические, технические, организационные возможности не всегда позволяют оптимально построить эту после-экспериментальную исследовательскую деятельность. Например, в период завершения программы «Аполлон», по заявлению ряда ученых хьюстонского Центра пилотируемых полетов, промежутки между запусками кораблей «Аполлон» на Луну были слишком малы для полноценной обработки получаемой научной информации, необходимой для использования в следующем полете. [См.: Итоги науки: «Исследование космического пространства». Т. 5. М., ВИНИТИ, 1973, с. 232.]

Если рассматривать отмеченную тенденцию к увеличению объема эмпирических исследований и операций над отображениями объектов, то надо отметить, что многое здесь зависит от развития методов и средств регистрации. При кратком рассмотрении развития методов фиксации и регистрации (например, в исследовании Луны) можно отметить переход от визуальных наблюдений и зарисовок к фотографическому и кинематографическому методу, а затем к разноканальной регистрации — фотографированию в разных частях спектра, к . фототелевизионной регистрации. Развивались методы отображения температуры, яркости, цвета и других параметров.

В дальнейшем большое значение приобретут методы голографии, с помощью которых можно воспроизводить объемные изображения и осуществлять уже послеопытную обработку результатов по всему исследуемому объему с одной-единственной голограммы, не обращаясь непосредственно к объекту. Такая обработка результатов исследований дает возможность выиграть как во времени проведения экспериментов, так и в требующихся дуя этого средствах. [Л. Бахрах и др. Голография и ее применение.— «Вестник АН СССР», 1972, № 10, с. 48.]

Развитие указанных методов позволит со временем создать технические системы, синтезирующие обобщенные информационные модели реальности, преобразующие информационные модели объекта в сенсорные эквиваленты восприятия человека-исследователя.

Следующая страница: Влияние космических экспериментов на другие сферы практики