Траектория жизни. Между вчера и завтра
Шрифт:
Находить и применять простые решения не так просто. Вот, например, какое решение системы посадки проще: катапультировать космонавтов из спускаемого аппарата с раздельным приземлением того и другого на своих парашютах или приземлять космонавтов в аппарате? Поначалу второе кажется проще: не нужно катапультируемое кресло и отстреливаемый люк. Космонавту в скафандре трудно управлять парашютом, и он может неудачно приземлиться. Наконец, спускаемый аппарат с открытым люком может оказаться на земле далеко от космонавта, а это, конечно, нежелательно при посадке в нерасчетном районе. Но были и такие аргументы: если спускаемый аппарат с космонавтом приземлять мягко, на парашютах, нужно намного увеличить вес парашютной системы. Вес парашютов быстро растет при уменьшении скорости снижения. Конечно, можно было создавать парашютно-реактивную систему посадки. Но это требовало времени на отработку. До создания и надежной экспериментальной отработки такой
Был еще один способ, который применяли впоследствии на своих кораблях американцы: сажать аппарат на воду. Хотя, конечно, обнаружение аппарата в океане, покидание космонавтами аппарата с открытым люком, плавающего, как правило, на волнующейся поверхности моря, подъем космонавта и аппарата на корабль — дело достаточно сложное. Дорогая, сложная и опасная процедура. Авианосцы, вертолеты, специальные самолеты и команды спасателей. То-то и оно. Думаю, что этот путь наши американские коллеги избрали как раз не от хорошей жизни. Возможно, им не хватало лимитов массы для выбора варианта с посадкой на землю. И потом при посадке на воду можно использовать только большие водные пространства. А там возможны штормы и плохая видимость.
Одним словом, такой метод посадки нам представлялся рискованным. И действительно, с одним из «Меркури» был случай, когда корабль после приводнения просто-напросто пошел ко дну, но космонавт, к счастью, успел из него выбраться.
Это может показаться странным, но именно для полной надежности мы пошли тогда на решение, внешне сложное. Приняли схему раздельной посадки корабля и космонавта. На высоте около семи километров космонавт катапультировался из спускаемого аппарата, раскрывался его парашют, и на нем он спускался на землю. После катапультирования космонавта вводилась парашютная система спускаемого аппарата, и на ней он приземлялся. Удар аппарата в момент приземления был довольно жестким, но это уже не имело значения: ведь космонавта в аппарате уже не было. Катапультирование космонавта должно было использоваться и в случае аварии ракеты-носителя на начальном участке полета. Таким образом, введя катапультирование, мы решили сразу две задачи.
С выбором схемы приземления связана смешная история с липовой информацией о схеме посадки Гагарина. Кому-то (возможно, ВВС и спортивному комиссару авиационной федерации: людям, которые крутились около дела, важно было зарегистрировать результат) показалась противоречащей правилам регистрации рекордов в авиационных полетах такая схема посадки, и уже после полета Гагарина было объявлено, что он приземлился внутри спускаемого аппарата. Зачем было врать? Грустно и стыдно. Тогда же было объявлено, что ракета поднялась со стартовой площадки вблизи Байконура (были названы координаты), поселка километрах в 150–200 севернее фактической точки старта, располагавшейся неподалеку от станции Тюра-Там. Опять унизительная ложь. Зачем? Умникам из начальства показалось недопустимым рассекречивать местоположение стартовой площадки первой межконтинентальной ракеты. По технической неграмотности они не знали, да и не хотели знать, что трасса выведения (не проходящая через Байконур) является секретом Полишинеля. Она легко вычисляется по наблюдениям. Но с тех пор мы делали вид, что все в порядке, что это просто космодром называется «Байконур», забыв о том, что сами назвали координаты поселка Байконур в качестве точки старта первого корабля.
А в 1964 году корабль «Восход» уже имел систему мягкой посадки, и космонавты приземлялись в корабле. Это объясняется тем, что к тому времени Ткачеву и Северину удалось отработать парашютно-реактивную систему и были созданы кресла с амортизацией. Этой работой занимались параллельно с запусками «Востока».
Но прежде чем должна была начать функционировать система посадки, срабатывала тормозная двигательная установка, импульс которой должен был переводить корабль с орбиты на траекторию спуска. Двигатель этот был создан на соседнем предприятии под руководством Исаева. А вот способ ориентации, с помощью которого корабль должен быть выставлен так, чтобы импульс тормозного двигателя был направлен против направления полета, предстояло еще найти. Задача сводилась, по существу, к отысканию в полете местной вертикали и направления полета. Оптические датчики горизонта, подобные тем, которые были применены для лунных аппаратов, здесь не годились: момент ориентации мог попасть на время, когда корабль находится в тени Земли. Поэтому решено было применить инфракрасный построитель вертикали, датчики которого фиксировали границу между холодным космосом и теплой Землей. После определения вертикали, а следовательно, и плоскости горизонта, с помощью специального гироскопического прибора (гироорбитанта) отыскивалось направление полета. Придумано было, казалось бы, неплохо, но возникли сомнения в надежности системы: приборы были новыми и очень деликатными, и к тому же построителю вертикали предстояло работать в вакууме.
Поэтому для подстраховки решили добавить к ней очень простую, но надежную солнечную систему ориентации. Идею, кажется, предложил Игорь Яцунский, и ее активно отстаивал Молодцов. Идея заключалась в следующем: так подобрать время старта и положение орбиты на спусковом витке, чтобы в нужный для выбранного места посадки момент торможения направление на Солнце хотя бы приблизительно совпадало с нужным направлением тормозного импульса (но знать, конечно, это направление в данном полете надо было точно). Тогда правильную ориентацию корабля можно было бы обеспечить с помощью простого солнечного датчика и в нужный момент запустить двигатель. Это был классический пример резервирования даже не отдельного прибора, а целой системы. Поскольку новых систем еще никто не делал, то мы стремились резервную систему (если хватало изобретательности и возможностей) сделать по принципиально другой схеме. В вопросе резервирования мы резко расходились с Королевым — по подготовке и по мышлению он был типичный ракетчик. «Какое резервирование? Кто вам позволил? Понятно, почему у вас вечно дефицит массы!» Но мы с ним по этим вопросам и не советовались — брали грех на душу.
Инфракрасная система отказала на первом же пуске беспилотного корабля. Сложный высокооборотный механизм в полете заклинило (так мы впервые столкнулись с проблемой трения в вакууме). Зато система солнечной ориентации действовала безотказно. Выбрать средство для создания управляющих моментов было делом нетрудным. Условия полета сами продиктовали нам путь. Мы применили реактивные сопла, работающие на сжатом азоте. Поначалу решили поставить еще реактивные микродвигатели для ориентации спускаемого аппарата на участке спуска в атмосфере, но потом от них отказались.
Как работает в космосе система ориентации, представить нетрудно. Но вот вопрос: как проверить работу системы на земле? Проверить хотя бы полярность, то есть правильность реакции системы ориентации на изменение направления вращения корабля вокруг центра масс. Когда мы поняли, что понадобится сложная испытательная установка, проектировать и заказывать ее было уже поздно. Это было связано с существенной затяжкой работ. И кто-то из нас придумал простейший выход (как обычно, мне казалось, что придумал я, но кто знает может быть, идея родилась в процессе споров): подвесить собранный корабль на тросе, качать в разные стороны и смотреть, как работают сопла. Управленцы нас сначала на смех подняли, но сами ничего лучше предложить не смогли. Оказалось, что придумали все же неплохо: на этом «стенде» при подготовке одного из полетов «Востока» обнаружили ошибку в установке блока датчиков угловых скоростей (он оказался установленным ровно наоборот, его места крепления не предусматривали защиты от дурака). Только значительно позже (для «Союзов») у нас появилась специальная испытательная платформа, которая использовалась и для проверки правильности реакции системы управления на угловые движения корабля.
Наши расчеты показали, что ниже 160–180 километров спутники не держатся на орбите: быстро тормозятся в атмосфере. Чтобы обеспечить полет в несколько суток, высота орбиты в перигее должна быть километров 200. Но не больше, так как на случай отказа системы ориентации или двигателя мы хотели иметь такую орбиту, чтобы не более чем за 10 дней корабль мог затормозить за счет сопротивления атмосферы и спуститься на Землю. Называлось это «запасным вариантом спуска за счет естественного торможения». Высота в апогее в соответствии с этими же соображениями выбиралась в пределах 250–270 километров.
Наш первоначальный проект — это как бы исходная диспозиция для предстоящего наступления. Она включает в себя компоновку корабля, состав и размещение оборудования, основные характеристики и циклограммы — увязанные предварительные временные программы работы машины: что, когда и после чего включается, работает и выключается. Потом, конечно, выясняется, что какая-то система работает не так или вообще не годится.
Особенно напряженная борьба всегда велась между проектантами и конструкторами по поводу веса. Споры на эту тему у нас были постоянными и часто даже неприличными. А иногда так просто напоминали торг на базаре. «Этот узел должен весить тридцать килограммов!» — требуем мы, проектанты, хотя сами знаем, что это невозможно. Конструкторы, разумеется, возражают: «Ха! Хотите, чтобы все работало, готовьтесь к ста пятидесяти». Мы: «Ну хорошо, пятьдесят килограммов! Это уж только из уважительного к вам отношения». В результате нам приносили узел весом восемьдесят килограммов. И тут мы честно признавались, что меньше ста от них и не ждали (перед выдачей задания мы, естественно, предварительную проработку и оценку массы, как правило, делали). Однако чаще узел оказывался тяжелее, чем нам хотелось бы. Вообще-то, проектант должен уметь отстаивать свои идеи и оценки, они должны базироваться на добротной теоретической основе и качественной компоновочной, временной, тепловой и прочей увязке.