Зато мы делали ракеты. Воспоминания и размышления космонавта-исследователя

Феоктистов Константин Петрович

Итак, спуск корабля должен стать управляемым.

Управление положением точки приземления достигалось изменением вертикальной составляющей подъемной силы спускаемого аппарата за счет поворота его вокруг продольной оси, так как при этом вместе с корпусом при повороте его вокруг продольной оси поворачивается и вектор аэродинамической подъемной силы. Максимальные перегрузки при спуске, по расчетам, должны были составлять 3–4 единицы (у «Востока» — 8–10).

Система посадки включала парашюты и твердотопливные двигатели, установленные прямо на корпусе спускаемого аппарата, которые, включаясь на высоте 1–2 километра, должны были гасить скорость примерно до 4 метров в секунду.

В «Востоке» и во всех американских космических кораблях спускаемые аппараты располагались в головной части комплекса носитель-корабль. И это понятно. В случае аварии ракеты при такой схеме легче отделить аппарат с космонавтами и увести его

от ракеты. А в «Союзе» впереди спускаемого аппарата располагается еще орбитальный отсек. Тогда мы много думали и спорили над этой компоновкой. И вот какие возникли доводы в пользу такой, в общем-то, не очень удобной в случае аварийного спасения компоновки. Все корабли, созданные до «Союза», были рассчитаны на сравнительно кратковременные полеты, до двух недель. В этом случае космонавты (два-три человека), могут потерпеть друг друга в едином помещении, однако комфорта при этом, мягко говоря, нет. Попробуйте втроем сесть в бочку диаметром два метра, большая часть объема которой занята оборудованием, и жить в ней безвылазно недельку: и работать, и есть, и спать, тут же, разумеется, должен быть и туалет.

Мы решили сделать жилую часть «Союза» двухкомнатной. Один отсек — спускаемый аппарат, в котором должны находиться космонавты на участках выведения на орбиту и спуска на Землю. Другой — орбитальный, для работы на орбите. Здесь же туалет. Естественно, орбитальному отсеку не нужна тепловая защита — он отделится перед входом в атмосферу одновременно с приборно-агрегатным отсеком.

Конечно, двухкомнатная квартира удобнее, но ведь так сложнее устроить аварийное спасение. Почему бы орбитальный отсек не разместить между спускаемым аппаратом и приборно-агрегатным отсеком? Ведь если спускаемый аппарат разместить впереди, система аварийного спасения легко устанавливается прямо на спускаемый аппарат. Но в этом случае возникает необходимость сделать переходной люк-лаз в лобовом теплозащитном экране, а это приводит к всевозможным техническим и технологическим сложностям. Например, космонавтам пришлось бы лезть под кресла для перехода в орбитальный отсек. Пусть кресла будут откидными, но дело еще в том, что именно здесь, возле лобового экрана, в целях обеспечения необходимой (достаточно передней) центровки аппарата должна располагаться основная масса оборудования. И свободного объема в этом месте быть не должно, и перевернуть спускаемый аппарат нельзя — тогда и стыковочное устройство будет в лобовом теплозащитном экране. И потом, если спускаемый аппарат перевернуть, космонавты на старте будут не лежать в креслах, а висеть на ремнях, и на участке выведения на орбиту четырехкратные перегрузки будут действовать не в самом благоприятном направлении: от спины — к груди. Сделать поворотные кресла? — понадобятся специальные механизмы и, главное, потребуется дополнительное пространство. Можно не размещать космонавтов в креслах вниз животом, а, например, подвесить их в специальных ложементах. Но все это неудобно.

Рассматривались другие варианты. И в конце концов пришли к решению: спускаемый аппарат нужно располагать теплозащитным экраном вниз, и между орбитальным и приборно-агрегатным отсеками. Конечно, при этом космонавтам будет трудно визуально наблюдать за сближением и причаливанием кораблей — ведь впереди орбитальный отсек. Поэтому решили применить перископ. Обзор через перископ хуже, но работа с ним все же особой сложности не представляет. Обычное дело: хочешь иметь преимущества — плати недостатками.

Для спасения космонавтов при аварии на участке выведения приняли решение отрывать спускаемый аппарат вместе с орбитальным отсеком от остальной части корабля и ракеты, с последующим их разделением. Но в этом решении имелась одна сложность: в случае аварии для увода от носителя пришлось бы тянуть корабль за орбитальный отсек, что привело бы к необходимости делать этот отсек неоправданно прочным (с точки зрения величины нагрузок, действующих при нормальном полете), а, следовательно, тяжелее. Поэтому решили установить двигатели системы спасения на головном обтекателе, механизмы которого должны были при аварии подхватывать корабль в месте соединения орбитального отсека со спускаемым аппаратом и тянуть оба блока вверх, а потом, после ухода от аварийного носителя, они должны были разделяться.

Читатель вправе недоумевать: зачем так много технических подробностей? Кому это может быть интересно? Понятно — почему. Во-первых, хочется проиллюстрировать сам процесс работы. Но есть и во-вторых: одновременно это иллюстрация нашей полной неподготовленности к генерированию достаточно логически стройных и смелых решений. Как бы сейчас поступил с решением только что названных чисто технических проблем? К орбитальной станции надо было летать без орбитального отсека, спускаемый аппарат со стыковочным узлом располагать сверху. Для автономного полета лететь с орбитальным

отсеком, располагаемым под спускаемым аппаратом между ним и приборно-агрегатным отсеком. В этом случае орбитальный отсек должен быть снабжен упрощенным стыковочным узлом, который используется после выведения корабля на орбиту, когда спускаемый аппарат с помощью простейшего механизма отводится от орбитального отсека, разворачивается на 180 градусов и уже через стыковочный узел соединяется с орбитальным отсеком. После этого экипаж может работать и в спускаемом аппарате, и в орбитальном отсеке. В этом варианте можно было бы получить дополнительные лимиты массы для транспортного варианта (а он должен был рано или поздно стать основным), несколько увеличить его размер и обойти ряд других трудностей. То есть в данном случае решением проблемы был бы отказ от надуманной универсальности. Попытка найти универсальное решение — это попытка убить одним выстрелом двух зайцев. Соблазнительно, конечно, но во что это обойдется такой выстрел? В нашем случае задача универсальности явно была надуманной: мы нечетко сформулировали задачи работы. Наверное, можно было предложить и более эффективные варианты. Работа проектанта и состоит в том, чтобы найти оптимальное решение. Так что проект «Союза» на самом деле был отнюдь не совершенным. Хотя он и эксплуатируется уже более тридцати лет. Просто спорщики мы были более активные.

Очень быстро в нашем проекте мы добрались до предела весовых возможностей. Так уже случалось: тому накинул, другому уступил. Теперь уже, в отличие от «Востока», мы стремились к установке новой современной аппаратуры. И, требуя лучших характеристик, вынуждены были уступать в весе. Практически ничто легче не стало. В результате регулярно возникали проблемы. Так возник у меня конфликт с Володей Молодцовым. Ворчал он уже давно, но пришло время, и он занял категорическую позицию. «У нас ничего не получится, нет никакого резерва веса, и нам не выпутаться; это все вы (то есть я) виноваты, добренький очень, всем уступаете». И так далее, и тому подобное. А был он хороший, толковый проектант. Но меня тоже зашкалило — очень было обидно: что я, сам не понимаю положения?! Я перевел его с работ по «Союзу» на текущие работы по «Востоку», а потом по «Восходу». Это, конечно, с моей стороны было и жестоко, и несправедливо. Но он был не одинок в своем скепсисе. Многие тогда считали, что «Союз» не получится.

Уже в середине 1962 года были подготовлены первые исходные данные для разработки технической документации, и началась работа над эскизным проектом. Сразу возникли трудности. Много было положено сил на обеспечение спуска и посадки корабля. Детально исследовались аэродинамические и тепловые характеристики, характеристики устойчивости и управляемости спускового аппарата. Много хлопот доставило теплозащитное покрытие, оно тоже теперь было другое по составу и конструкции: нужно было снижать его массу. А следовательно, возникла необходимость в новых технологиях и оснастке для нанесения тепловой защиты и проверки ее работоспособности. Пришлось заказать новую двигательную установку, систему управляющих двигателей и массу других новых агрегатов. Нелегко было добиться требуемого уровня надежности и точности от всей этой новой аппаратуры и оборудования.

В процесс создания машины входят, кроме проектирования и разработок, испытание корабля и его систем. Отсеки и отдельные блоки корабля с установленным на нем оборудованием испытывались в барокамерах (тепловой режим и герметичность) при различных перепадах давлений, на вибростендах, в лабораториях прочности. На специальных наземных стендах многократно проверялись системы разделения блоков корабля, механизмы раскрытия антенн и солнечных батарей, система сброса головного обтекателя и т. д. Специальные стенды были созданы для отработки и проверки функционирования системы сближения и стыковки, для отработки двигательных установок корабля. Наиболее сложные и напряженные испытания систем корабля — те, которые проходят в натуральных условиях. Так, работа системы приземления проверялась при сбросах экспериментальных макетов с самолетов, плавучесть спускаемого аппарата — в море, система аварийного спасения — на установках, имитировавших аварию ракеты на старте. Каждое из этих испытаний, как правило, приводили к необходимости уточнений в конструкции и доработкам.

Уже говорилось о сложности электрических цепей «Востока», которая предстала наглядно, когда приборы и соединяющие их кабели впервые расставили и разложили на столах. При работе над «Союзом» создателей корабля порой охватывал просто страх: сотни приборов, тысячи деталей, десятки километров проводов. И все это должно быть соединено в работающее единое целое. Описание только логики работы, программ автоматики составило целый том. И это притом, что эту логику старались сделать максимально простой и надежной. Кое-кто и помимо Молодцова тоже засомневался: удастся ли вытянуть всю эту сложную логику и автоматику?