5.14.1.УЧЕТ НЕОБХОДИМОСТИ РЕМОНТА БОРТОВЫХ СИСТЕМ В КОНСТРУКЦИИ И КОМПОНОВКЕ НКК. Важнейшим средством предотвращения аварийных или устранения ситуаций на борту НКК должно быть ремонтно-восстановительное оборудование.
    К сожалению, человечество до сих пор не создало образцов техники, не нуждающихся в более или менее частом обслуживании и ремонте. В случае НКК ситуация обостряется тем, что космический корабль - комплекс сложных технических систем, каждая из которых, в свою очередь, также содержит сотни тысяч узлов далеко не стопроцентной надежности. При этом никогда ранее не ставилась задача многолетнего непрерывного функционирования комплекса, включающего СОЖ, без возможности покидания его человеком ранее расчётного срока и в отсутствии возможности оказать ему какую-либо помощь в течение большей части этого срока!
     В принципе, техническое обслуживание постепенно стало основным занятием космонавтов уже в ходе полетов на ОС "Мир", однако для этого экипаж должен располагать соответствующими условиями.
     Обратимся опять к опыту советского подводного кораблестроения.
     В конце 60-х - 70-х годах была построена серия атомных подводных лодок-истребителей проекта 705 "Лира". На кораблях было сконцентрировано необычайно много технических новшеств. Одной из особенностей лодок был минимальный экипаж, по первоначальному проекту - 15 человек, две смены по семь (Это число устно сообщено одному из авторов сотрудником ЦНИИ им. Крылова в 1996 г., на конференции «Военно-морской флот и судостроение сегодня». В публикации [45] приводится число 16.), причем все семеро вахтенных находились в центральном посту. Это по крайней мере в 5-6 раз меньше, чем на других лодках такого же водоизмещения и со сравнимым вооружением.
     Увы, в процессе проектирования, а потом и эксплуатации выяснилось, что, во-первых остались неавтоматизированные операции - например, уборка помещений. Во вторых, ресурс ряда судовых систем оказался меньше средней продолжительности автономного плавания. К моменту принятия АПЛ на вооружение экипажи выросли до 32 человек, а позднее и до 40, на которых просто не были рассчитаны жилые помещения... Наряду с недоведённостью и сложностью эксплуатации реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, согласно [42] это стало основной причиной вывода 705-х из боевого состава.
     Таким образом, минимальная штатная численность экипажа должна определяться не по возможности выполнения требуемых операторских функций, как это рекомендуется в работе [43], а по необходимости в обслуживании и ремонте малоресурсных систем НКК в полете.
     Максимальная ремонтопригодность предъявляет вполне конкретные требования к компоновке систем НКК.
     С начала развития космонавтики существует тенденция выноса максимального количества оборудования за пределы герметичных ОПО [44]. Это решение, оправданное для ближнего космоса с постоянной возможностью доставки любых требуемых запасных частей, вряд ли окажется эффективным для космоса дальнего. Производить ремонт блоков в открытом космосе крайне сложно (возможна только замена неисправных на работоспособные), а требования работоспособности в вакууме вообще не очень совпадают с тем, что желательно по соображениям ремонтопригодности.
     Исходя из этого, вне ОПО целесообразно размещать те системы и агрегаты, ресурс которых заведомо значительно больше средней продолжительности автономного полета НКК, либо те, при работе которых возможны выделения ядовитых, горючих, взрывоопасных веществ, радиации, СВЧ-излучений и т.д. Агрегаты же, ресурс которых сравним с расчетной продолжительностью автономного полета или меньше ее, должны размещаться в ОПО.
     На борту корабля обязательно должна быть мастерская, инструментальный парк которой способен обеспечить ремонт любого агрегата НКК, кроме тех, для работы с которыми нужно узкоспециальное оборудование и выделенные зоны (например, ЯЭУ).
     Габариты монтажных блоков БС НКК должны позволять перемещать их по кораблю без демонтажа других блоков и открытия технологических люков.
     Должен быть обеспечен быстрый доступ к любой точке обшивки ОПО и арматуры ПГС в целях устранения возможной разгерметизации.
     Корабль должен быть обязательно оснащён хотя бы переносной системой электрических испытаний ВСЕХ БС и комплексом регистрации фактических нагрузок на силовые элементы конструкции.
     Желательно наличие на борту НКК ремонтных робототехнических комплексов (РРТК) как для внекорабельных операций, так и для работы внутри ОПО.
     Нужда во внекорабельном РРТК очевидна, т.к. подвижность манипуляторов уже сейчас превосходит подвижность рук в перчатках вакуумного скафандра. Кроме того, этот РРТК сможет оказать помощь находящемуся вне корабля космонавту в случае внезапной потери им работоспособности и невозможности оказания помощи другими членами экипажа (например, если их нет). "Внутриотсечный" РРТК кроме основных своих функций - замены неисправных блоков и транспортировки их в мастерскую (или на выброс), может использоваться для уборки жилых помещений, а главное - для перемещения по кораблю больных и раненых космонавтов в условиях повышенных перегрузок. Ситуации, при которых может возникнуть такая необходимость, описаны, например, в романе И.А. Ефремова "Туманность Андромеды" и рассказе А. и Б. Стругацких "Частные предположения" и их же повести "Путь на Амальтею".
     Для КК с ракетными двигателями маневрирование в атмосфере планет с силой тяжести значительно больше земной, посадка на них, длительный полёт с ускорением более 5 g, выглядят достаточно надуманными, тогда как для НКК, особенно по мере совершенствования, такие режимы полёта представляются возможными. И не вызывает сомнений желательность такого применения внутриотсечных РРТК при посадке НКК на планету земной группы после длительного нахождения космонавтов при пониженной силе тяжести.
     5.14.2.БИОКОРАБЛЬ. Пределом развития РВО можно считать такую конструкцию НКК, которая полностью интегрирована с РРТК и обладает свойством регенерации своих элементов. Такой аппарат, обладающий свойствами живого организма, мы предлагаем называть «биокораблем».
     Не следует считать биокорабль неким искусственным существом, выращиваемым как животное, и «воспитываемым» или «дрессируемым» - хотя это следует рассматривать как некий идеальный вариант. На самом деле все значительно проще и куда ближе к реализации, чем кажется. Речь, прежде всего, идет о третьем способе обеспечения надёжности сложных технических систем, который мы предлагаем называть динамическим. Интересно, что, несмотря на давнее и расширяющееся применение, в теории надёжности он даже не рассматривается.
     Теория рассматривает два "конкурирующих" способа обеспечения необходимой надёжности:
     1)повышение надежности отдельных узлов и деталей, входящих в конструкцию;
     2)многократное дублирование.
     Первый путь требует длительной экспериментальной отработки, опережающего научно-технического обеспечения и повышения культуры производства, причём не только конкретной детали, но и всех смежных производств. Это резко увеличивает сроки создания конкретных конструкций и удорожает процесс. Второй путь резко увеличивает массу конструкции, а также число межузловых связей, с ростом которого надёжность... снижается.
     "Третий путь" не исключает, естественно, совершенствования комплектующих, ограничивает дублирование здравым смыслом, а главное - предполагает постоянный (либо регулярный) контроль состояния узлов и систем, своевременную замену либо ремонт выходящих из строя. Т.о. речь идет не просто о конструктивных решениях, но и о системе эксплуатации.
     Такая система сама по себе не представляет ничего нового: во всем мире так эксплуатируются самолеты, комплексы вооружения, в последние десятилетия - автомобили. Проблема, однако, в том, что для этого нужна грандиозная система сервисного обслуживания, создание которой представляет собою сложнейшую задачу, не столько техническую, сколько организационную. Настолько сложную, что в иных случаях техническая система существует, а вот сервисной создать не удается...
     Совершенно очевидно, что для НКК - технического комплекса, который должен работать в тяжелых внешних условиях длительное время без перерывов, причём на большом удалении от баз, запасных частей и т.д., система сервисного обслуживания должна стать неотъемлемой частью. Соответственно, конструкция и компоновка как НКК в целом, так и его отдельных агрегатов должна предусматривать возможность ремонта на месте либо в мастерской корабля или замену без существенного нарушения функционирования корабля в целом.
     Сначала это будет комплекс средств постоянной диагностики состояния агрегатов, узлов и деталей, хранилище запасных частей, средства удаления демонтируемых узлов, доставки и установки новых и комплекс утилизации или восстановления использованных агрегатов. Замена деталей на новые более рациональна, чем ремонт на месте. Исходя из необходимости непрерывного функционирования НКК в автономном полете, отдельные заменяемые узлы должны быть как можно более мелкими, даже при возможном снижении межремонтного ресурса отдельного агрегата.
     В предельном случае можно представить постоянный поток «свежих» деталей, пронизывающий всю конструкцию, «смывающий» неисправные узлы и заменяющий их новыми. Здесь уже каждое «посадочное место» должно быть оснащено механическими устройствами крепления узла - манипуляторами. Очевидна аналогия с кровеносной системой организма животного.
     Возможность транспортировки по НКК узлов бортовых систем и наличия механизмов их крепления (которые неизбежно будут унифицированы) позволит в определённых пределах менять компоновку и конструкцию НКК в зависимости от режима полёта, окружающих условий, решаемых задач. Таким образом можно будет менять площадь и свойства внешней поверхности для изменения теплоотдачи, геометрию корабля в целом при необходимости полёта в атмосфере планет земной группы, по мере необходимости увеличивать или уменьшать количество задействованных ДУ некоторых типов (например, ЭРП), а в более далёкой перспективе – при необходимости менять количество, объём и расположение обитаемых отсеков и отсеков полезного груза, а может быть – и энергоблоков.