100 рассказов о стыковке. Часть 1
Шрифт:
Конечно, никто не захотел вытаскивать на обсуждение политические вопросы: почему при второй стыковке командира корабля Стаффорда сменил пилот стыковочного модуля Слейтон; почему об этом не предупредили наших специалистов и руководителей; почему пилот оказался неподготовленным, недостаточно тренированным в этой части важнейшей совместной операции; почему он не согласовывал свои действия с экипажем «Союза» после сцепки кораблей, когда фактически выполнялся совместный полет.
Обе стороны решили, что об этом лучше не распространяться.
После ноябрьских праздников небольшая делегация (от каждой рабочей группы лишь один–два участника) вылетела в Америку. В Хьюстоне мы сразу
Боб Уайт, который оставался настоящим американцем до самого конца, отстаивал правильность принятых решений и совершенных действий: все нормально, стыковка выполнена успешно, никаких последствий не наблюдалось. С этим никто не спорил, но все?таки требовалось разобраться детально, что же на самом деле произошло. Мне казалось, что в этом состояла наша общая задача. На сей раз я проявил настойчивость.
Были составлены графики изменения углов поворота кольца АПАС и угловых скоростей корабля «Союз» во время тестовой стыковки 19 июля 1975 года. С помощью графиков можно показать, что максимальный угол отклонения кольца АПАСа достигал 10°. Интегрирование угловых скоростей позволяет также определить, что за 175 с между двумя нерасчетными включениями связка кораблей развернулась на 125°. Этот разворот связки побудил Д. Слейтона повторно включить двигатели «Аполлона»
Мы вновь и вновь анализировали телеметрическую информацию, относящуюся к работе АПАСа. Записи сигналов датчиков показывали, что поначалу процесс стыковки шел нормально. Первое касание, сравнительно небольшой промах, скорость сближения — все было близко к расчетным значениям. На этом этапе Слейтон сработал хорошо. Через секунду с небольшим после касания произошла сцепка. Дальше датчики зафиксировали неожиданно сильные боковые перемещения, колебания по рысканию и тангажу. Амплитуда достигала 10°, что было близким к максимально допустимому значению. Однако амортизаторы довольно быстро справились с колебаниями и выровняли корабли. Второй раз возмущение имело место, когда АПАС уже производил стягивание. На этом этапе фиксаторы не дали возможности кольцу стыковочного механизма сильно отклониться, а их прочность оказалась достаточной, чтобы выдержать дополнительные нагрузки. В результате стыковка завершилась успешно.
В дополнение к основной информации о параметрах стыковочного механизма у нас имелись телеметрические данные от термодатчиков, установленных на панелях солнечных батарей. Судя по этим данным, температура элементов конструкции «Союза», обращенных в сторону «Аполлона», во время стыковки дважды существенно повышалась, достигая почти +150°С. Такой большой и резкий нагрев мог происходить только за счет горячих струй, вытекавших из реактивных двигателей «Аполлона». Как упоминалось, это явление изучалось при подготовке к полету, однако тогда никто не рассматривал столь продолжительное и интенсивное воздействие: суммарное время включения двигателей, обращенных к «Союзу», ограничивалось 1—2 секундами.
Таким образом, обе группы телеметрических параметров показали, что в процессе второй стыковки после первого касания РСУ «Аполлона» дважды интенсивно работала. Все же это были, так сказать, косвенные доказательства, требовалось проанализировать, как фактически включались двигатели РСУ. Мы попросили показать так называемую циклограмму включений двигателей от первого касания до сцепки и после сцепки кораблей вплоть до завершения стыковки. Пришлось
Уайт по собственной инициативе расширил исследование, включив в него этап сближения с расстояния 200 м. Он объяснил причину аномального отклонения от расчетного стыковочного режима следующим образом. Корабль «Союз», готовясь к повторной стыковке, сориентировался по направлению к Солнцу не совсем так, как предусматривалось. Это потребовало от Слейтона дополнительных бокового и углового маневров. При такой ориентации освещенность «Союза» затрудняла наблюдение. По словам Уайта, Солнце слепило глаза пилота, поэтому рука Слейтона в момент столкновения кораблей дрогнула и повернула ручку управления в сторону, включив боковые двигатели корабля.
Как нередко бывает, одна ошибка породила другую. Из?за полученного возмущения связка кораблей начала медленно вращаться. Чтобы не допустить складывания рамок гироплатформы и не потерять собственной ориентации, Слейтон снова активизировал систему управления, включив реактивные двигатели. Это было сделано вопреки запрету на включение системы при работе стыковочного механизма. На «Союзе» управление двигателями при стыковке выключалось автоматически по сигналу датчиков.
В этот момент наш механизм действительно спасла дифференциальная концепция, которая была принята в 1972 году. Пять электромагнитных фиксаторов, включенных при стягивании, ограничили перемещение и не позволили нарушить выровненное положение кораблей. Прочность конструкции оказалась достаточной, чтобы выдержать возникшие от внешнего возмущения нагрузки.
То, что произошло, чем?то напоминало стыковку «Союза-10» с первой орбитальной станцией «Салют» в апреле 1971 года. Тогда после сцепки включились двигатели РСУ корабля и, раскачав связку, сломали стыковочный механизм, который начал стягивание. Однако там дело было в «заданной логике», в соответствии с которой сработала автоматика. На этот раз, хотя кораблем управлял пилот, новый андрогинный агрегат дважды успешно справился с большими возмущениями. Умудренные опытом, мы сами стали умнее и сконструировали механизм более зрелым, способным справляться с нерасчетными ситуациями.
Нам действительно помог тот незабываемый опыт 1971 года. Конструируя АПАС-75, мы уже хорошо понимали, что необходим определенный запас, называемый американцами «safety factor» («коэффициент безопасности»), который обеспечивает работоспособность при всех ожидаемых и даже неожиданных перегрузках. Этот запас определяет живучесть конструкции. Живучесть — это интуитивно понятное свойство живого организма, распространяемое на механизмы, на почти живые конструкции, и нередко с трудом поддающееся измерению. Это свойство определяется опытом конструктора, чувствующего, откуда ожидать опасности и до каких пределов застраховаться.
Так или иначе, в июле 1975 года нам способствовала удача.
Надо сказать несколько слов о гироплатформе. С помощью этого важнейшего навигационного прибора, который можно назвать трех–координатным гирокомпасом, на корабле «Аполлон» строилась инерциальная система координат, позволявшая измерять углы поворота корабля от этой опорной системы отсчета. В свое время конструкторы гироплатформы поскупились и не пошли на дополнительное усложнение, которое позволяло бы гироскопу поворачиваться на значительно большие углы и не создавало бы такие жесткие ограничения при управлении в космосе. На корабле «Джемини», который проектировался и летал ранее, гироскоп имел дополнительную рамку подвеса, и это давало большую возможность для маневра.