На орбите гироскопы помогают удерживать корабль в определенном, строго заданном положении, чтобы солнечные батареи его были всегда повернуты к Солнцу. Они работают и при подходе корабля к орбитальной станции, при стыковке с нею.
Нелегко создать хороший гироскоп. Помех — множество, а преодолевать их непросто. Силы трения в подшипниках тормозят движение гироскопа, снижают его чувствительность. Невозможно сделать все части абсолютно точными и жесткими. Чуть изогнулась какая-нибудь деталь — плохо. Чуть изменилась температура — вредно. Даже «старение» материалов, из которых сделан прибор, и то мешает. А гироскопам часто приходится работать в крайне тяжелых условиях.
Посудите сами, на космических аппаратах они должны надежно действовать и при морозе и при сильной жаре, при нормальном давлении и в условиях полного вакуума, при больших перегрузках и в невесомости.
Вот почему на заводах, где изготавливаются гироскопические приборы повышенной точности, чистота необыкновенная. Прежде чем войти в сборочный цех, инженеры и рабочие принимают душ и надевают специальную одежду. После изготовления гироскопы проходят очень строгую проверку. Из полтысячи приборов признаются достойными лететь в космос один или два! Вот какие высокие требования.
На что только не идут инженеры, чтобы уменьшить трение в опорах гироскопа: выбирают самые лучшие, самые точные шарикоподшипники, делают их вибрирующими, то есть мелко-мелко дрожащими.
Однако и этого не всегда достаточно. Изобрели инженеры поплавковые гироскопы. В них волчок вращается внутри поплавка. Тот, в свою очередь, помещен в камеру с особой жидкостью и находится во взвешенном состоянии. Подшипники при этом почти полностью разгружаются, а силы трения уменьшаются во много раз.
Но и это не предел. Оказалось, что силы трения можно еще уменьшить, если применить гироскоп с газовым подвесом. В нем волчок укреплен не на оси, а сидит «верхом» на шаре. В неподвижном состоянии он касается своего седла. При быстром же вращении в тончайший зазор между волчком и шаром увлекается газ — водород или гелий, заполняющий корпус прибора. Волчок чуть-чуть приподнимается, и тогда сила трения резко падает, почти исчезает.
Можно волчок поддерживать на весу и с помощью электрических сил. Есть уже и такой гироскоп. Называется он электростатическим. Воздух из его корпуса выкачан, а в пустоте волчок способен вращаться по инерции несколько месяцев.
Еще более удивителен так называемый криогенный гироскоп. Его волчок висит в магнитном поле. А для того чтобы на подвес затрачивать меньше энергии, прибор охлаждается жидким гелием до температуры минус 269 градусов — почти до абсолютного нуля. Экономия же получается потому, что возникает явление, названное физиками сверхпроводимостью, и сопротивление электрическому току в магнитах совершенно пропадает.
