1.7 Первые программы со стыковкой: «Союз» и «Джемини»
1.7 Первые программы со стыковкой: «Союз» и «Джемини»
Новый космический корабль, которому присвоили условный индекс 7К, позднее получил название «Союз», ставшее известным всему миру. Наряду с ракетной «семеркой» — Р-7 — этот проект Королёва оказал огромное влияние на развитие пилотируемой космонавтики, и не только советской. «Союз» пережил всех своих «современников», претерпел несколько модификаций и спустя без малого 40 лет после «зачатия» продолжает летать и остается почти вне конкуренции в программе МКС — международной космической станции, До сих пор на него оглядываются европейские специалисты, а китайские конструкторы взяли наш «Союз» за основу своего пилотируемого корабля.
В чем причины такого долголетия? Их несколько, объективных и субъективных. Первые следует искать, прежде всего, в той концепции, которую задумали и реализовали единомышленники и последователи Королёва.
В середине 60–х «Союз» стал основой сразу нескольких проектов — корабля для облета Луны по программе Л1 и лунного орбитального корабля ЛОК по программе Л3 высадки человека на Луну (этим программам в пилотируемом варианте не суждено было осуществиться). Позднее на базе «Союза» реализовали первые международные программы
Корабль получился по–настоящему многофункциональным и многоцелевым. Его спроектировали так, что он мог делать в космосе все, как классный игрок на футбольном поле. «Союз» мог свободно ориентироваться и маневрировать. Его снабдили средствами поиска другого корабля, сближения и стыковки. Он мог летать как в беспилотном, так и в пилотируемом варианте. Возвращение с орбиты стало также маневренным, более точным и комфортабельным. Конфигурация, компоновка позволяли достраивать корабль, расширять его функции почти так же, как гениальная архитектура современных персональных компьютеров. «Союз» не только стал транспортным средством для доставки космонавтов на будущие орбитальные станции. На борту первых станций использовались основные «союзовские» системы, а еще через несколько лет на его основе был создан грузовой корабль снабжения «Прогресс», благодаря которому оказались возможными длительные полеты в космос. И, наконец, принципиально повысилась безопасность полетов на «Союзах», хотя на начальном этапе за это пришлось заплатить очень высокую цену. Но это уже другая история и рассказы. В целом «Союз» побил все рекорды долголетия, космических миссий, пилотируемых и беспилотных модификаций.
Путь к нашему космическому «Союзу», к созданию этого корабля, ставшего эпохальным, оказался длинным и извилистым.
Первые полеты показали, что у одиночного корабля в космосе не так уж много возможностей. На орбите, как и на Земле, в одиночку нельзя решать большие задачи — нужны партнеры. Осознав это, в ОКБ-1 под руководством Королёва приступили к разработке орбитальных комплексов со средствами сближения и стыковки. Уже на начальном этапе рассматривались конкретные применения этой техники, например, сборка на низкой орбите ступеней ракеты для запуска спутника–ретранслятора на геостационарную орбиту, сборка тяжелых орбитальных и межпланетных станций.
Впервые у нас заговорили о космических проектах со стыковкой уже в 1961 году, вскоре после полета Гагарина. В 1962 году были подготовлены предложения по созданию средств для орбитальной сборки. С этой целью предлагалось использовать модифицированный корабль «Восток» под индексом 3КЖ для создания полуавтоматического сближения и стыковки с участием космонавтов. В предложениях делалась ссылка на аналогичный проект в США: космонавтика стала оглядываться на набиравшую темпы астронавтику. Уже на этом этапе проектирования рассматривались несколько вариантов; наряду с пилотируемыми предполагалось создание беспилотных кораблей и ракетных блоков, их совместное использование для решения новых задач. По существу, проект предопределил дальнейшее развитие всей нашей пилотируемой космонавтики.
Промежуточным этапом проекта стал документ, утвержденный Королёвым в мае 1963 года. Представленный в нем орбитальный комплекс состоял из пилотируемого корабля (условный индекс 7К), космического буксира (9К) и заправщика топливом на орбите (11К). Однако вскоре после этого работа над будущим космическим кораблем «Союз» замедлилась из?за продолжавшихся разногласий в высшем руководстве. Надо отметить, что несмотря на отсутствие «генеральских» решений, благодаря настойчивости руководства ОКБ-1 работа над новыми принципиальными системами корабля не останавливалась.
При создании «Союза» одним из основополагающих принципов стало модульное построение. В отличие от первых «Востоков» и «Восходов» ввели третий отсек, названный бытовым (ВО) и значительно расширявший возможности корабля в целом, перспективу его применения. Дополнительный отсек стал для космонавтов в буквальном смысле орбитальным приютом, местом, где делается все — от приема пищи до туалетных «операций». БО не только значительно улучшил бытовые условия космонавтов, но и предвосхитил многие требования будущего. Надо отметить, что его введение создало дополнительные серьезные проблемы, связанные с системой аварийного спасения. Спасать приходилось сразу два отсека — СА и БО, да еще часть головного обтекателя.
Кардинально изменили сам спускаемый аппарат, модернизировав многие его системы. За счет новой формы СА приобрел так называемое аэродинамическое качество — способность создавать подъемную силу, которая позволяла маневрировать при спуске в атмосфере. Это значительно снизило перегрузки, которые испытывали космонавты при возвращении с орбиты, и повысило точность приземления в заданном районе.
Первоначально в «Союзе» разместили лишь двух космонавтов. Внутренние габариты обтекателя ракеты–носителя оказались несколько меньше, чем хотелось бы нашим проектантам. Говорили, что лишние 200 мм можно было выкроить, но их «потеряли» при проектировании. Эти миллиметры ох как пригодились бы позднее нашим космонавтам.
Тем не менее Королёв настоял на трехместном варианте корабля. До сих пор в «Союзе» продолжают летать три космонавта, одетые в скафандры, хотя в начале 60–х казалось, что и в обычной земной одежде троим там не разместиться. Когда в середине 90–х годов на «Союзе» стали летать американские астронавты, выяснилось, что средний рост космических посланцев из Нового Света больше, и с этим пришлось считаться при подборе членов экипажа. Уже в XXI веке появилась модификация корабля («Союз–ТМА»), рассчитанная на очень маленьких и очень крупных астронавтов, в том числе и женщин.
Уверенность Королёва в правильности конфигурации и компоновки «Союза» с дополнительным отсеком БО еще больше укрепила информация из?за океана о том, какие трудности испытывали астронавты в корабле «Джемини», особенно при многосуточных полетах. В те годы мой приятель В. Шевалев, хорошо владевший английским, работал у Королёва референтом по иностранной информации. Он рассказывал мне о реакции Главного конструктора на сообщения о том, что из первого длительного полета астронавты возвратились буквально «обосранными и обсосанными». Из этого делались конструктивные выводы.
Здесь я прерву свое, в целом очень длинное, повествование о «Союзе», с тем чтобы описать американскую пилотируемую программу «Джемини», и это сделаю преднамеренно.
Принято сравнивать советский «Союз» с американским «Джемини». Действительно, между этими космическими кораблями есть много общего. Сказанное относится прежде всего к тем условиям и предпосылкам, с которых началась работа над их проектированием. К этому времени в обеих странах создали и запустили в космос первые, сравнительно простые корабли «Восток» и «Меркурий», и в работе над ними сформировались проектные и конструкторские команды специалистов, а также сложилась основная промышленная кооперация. Вскоре после первых полетов в космос обе команды приступили к проектированию экспедиции на Луну, и их лидерам сразу стало ясно, что необходимо в первую очередь создать более совершенный, более маневренный корабль для полетов вблизи Земли. Так началась работа над нашим «Союзом» и американским «Джемини»; она проходила с оглядкой друг на друга, более того, жесткая конкуренция являлась существенным, порой доминирующим фактором в этой работе. Надо отметить, что американцам было гораздо труднее следить за нами в силу нашей секретности: они узнавали о наших достижениях уже тогда, когда они свершались. Правда, эти достижения 1964—1965 годов, когда «Джемени» начал летать в космос, были связаны с запусками двух «Восходов» (первый групповой полет и первый выход в открытый космос), а новые проекты стали пробуксовывать. Тем не менее заочное соревнование продолжалось.
После поражения в первой программе американцам очень хотелось отыграться. К сожалению, это не было чисто техническое соревнование; высшее политическое руководство обеих супердержав, стоявших на идеологически крайних позициях, использовало самую высокую, космическую арену, чтобы доказать правильность своих великих идей на Земле. Как всегда, в расстановку сил вмешивались субъективные факторы и конкретные личности. На этот раз обстановка в целом сложилась не в нашу пользу, а это выглядело парадоксально, ведь объективные условия, казалось, были для нас более благоприятны. С технической точки зрения наши исходные позиции были прекрасными: у нас была самая мощная и отработанная ракета и сложился рациональный подход к полету в космос. Высококвалифицированный, преданный делу коллектив работал под руководством настоящего лидера. В эти годы у наших руководителей и специалистов складывались стратегические планы дальнейшего освоения космоса, а отечественная плановая и централизованно управляемая экономика могла последовательно и сбалансировано реализовать эти будущие программы. Единоначалие и коллективная воля неоднократно демонстрировали, на что способна эта страна.
Фактически на этот раз далеко не все хорошие предпосылки и благоприятные возможности претворялись в жизнь (подробнее см. рассказ 1.12 «К Луне и на Луну»).
Обе космические программы были начаты примерно в одно время. К сожалению, работа над «Союзом» сильно затянулась, а окончательные решения о его создании принимались тогда, когда «Джемини» уже залетал в космосе. Чтобы показать, как реализовались наши и американские пилотируемые программы в 60–е годы, я решил привести график пилотируемых полетов, очень популярный и полезный в нашем деле документ, который составляется обычно перед началом работ. В данном приложении этот график постфактум наглядно демонстрирует разницу в оперативности американского и нашего подходов в эти годы.
Пуски «Востоков» и «Восходов», включая отработочные, в конце 50–х — начале 60–х, и полеты «Союзов» во второй половине 60–х растянулись соответственно на две пятилетки. В то же время полеты «Меркурия» и «Джемини», а затем первые полеты «Аполлонов» уложились в двух-, трехлетние периоды. Причем 10 пилотируемых «Джемини» слетали за 20 месяцев (!), а первые шесть «Аполлонов» — всего за 1 год!
Справедливости ради надо сказать, что ОКБ-1 и центры НАСА (в Хьюстоне, Хантсвилле и на мысе Канаверал) находились в совершенно неравных условиях. Прежде всего финансирование и материальные ресурсы, выделяемые на космонавтику и астронавтику, были неодинаковыми — не в нашу пользу. Но не только это.
Королёв и его сподвижники были заняты не только в пилотируемых программах, но и еще в целом ряде беспилотных проектов: лунные автоматы, межпланетные корабли к Марсу и Венере, спутник связи «Молния», спутник–разведчик «Зенит», а также боевые ракеты, ракетные блоки и даже ракетные двигатели. Кроме того, всю детальную инженерию у американцев выполняли не силы НАСА, а многочисленные фирмы–подрядчики, в то время как у нас вся эта гигантская работа делалась силами ОКБ-1, а «железо» изготавливалось на нашем ЗЭМе, не считая, конечно, смежников. И все это в рамках нашей плановой социалистической экономики. Можно сказать, что в среднем производительность труда в космонавтике оказалась у нас тогда намного выше, чем у американцев в астронавтике, и это на фоне нашего экономического отставания. Тем не менее конечный результат в пилотируемой программе, в первую очередь — в лунной, оказался для нас плачевным.
Безусловно, Королёв все это понимал, когда, расчищая дорогу пилотируемой космонавтике, он щедро раздавал все свои ракетные и космические изделия. Ему, конечно, помогали, но создать действенную кооперацию, а главное скоординировать пилотируемые программы, ни Госплан, ни, позднее, ВПК и МОМ (Министерство общего машиностроения) не смогли, поскольку оглядывались на самый верх, на политическое руководство страны.
Важным для обеих программ являлось то, что «Союз» и «Джемини» были прежде всего промежуточным шагом на пути к Луне. Надо отметить, что американцы подошли к своему проекту более утилитарно, для них «Джемини» стал и лунным стартом, и промежуточным финишем.
Корабли «Союз» и «Джемини», будучи оригинальными, получились довольно близкими по своим функциональным возможностям. Однако надо отметить, что «Союз» служил не только полигоном для испытаний, не только тренировочной базой для космонавтов и инженеров, как у американцев, но и конструктивной основой для будущих лунных кораблей Л1 и Л3; об этом будет говориться детально.
С инженерной, новаторской точки зрения «Джемини» занимает самостоятельное место, в чем?то не менее существенное, чем сам «Аполлон». Конечно, скромным «Близнецам» (Gemini–Близнецы) трудно сравниться с настоящим американским «Суперменом». Но, во–первых, они действительно проложили дорогу к Луне; во–вторых, эту задачу решали последовательно, в кратчайшие сроки и, в отличие от «Аполлона», без потерь. Действительно, американцы выполнили свою программу очень быстро, можно сказать, на одном дыхании.
Что оказалось общим между этими двумя космическими программами США — «Джемини» и «Аполлон», так это то, что обе они ушли в историю, оставив только воспоминания об этих выдающихся научно–технических достижениях. Хотя в середине 60–х и позже предпринимались попытки использовать задел для будущих проектов, однако, они оказались безуспешными. С другой стороны, работа над «Союзом» растянулась на годы, она распалась на несколько длительных этапов и шла поначалу с переменным успехом. В космос летали корабли нескольких модификаций; 40 лет спустя после первых эскизов, с которых начался этот проект, они продолжают летать на околоземных орбитах. В этом смысле проект корабля «Союз» оказался более плодотворным, чем американские проекты.
Тем более интересно сравнить две оригинальные пилотируемые программы, нашу и американскую. Короче, есть что рассказать и есть что сопоставить, хотя сделать это оказалось совсем не просто.
Итак, о «Джемини».
Практически с самого начала работы над лунным проектом американцам стало ясно, что все принципиальные космические операции и маневры, необходимые для полета на Луну, можно и нужно отработать при полете вокруг Земли.
Функционально–технологическое деление на модули (двигательный, служебные отсеки и возвращаемая на землю капсула) обеспечивало рациональное выполнение программы полета, а также удобство изготовления и сборки. Только капсула имела герметичный корпус.
Фактически американский «Меркурий» представлял собой лишь капсулу (они его так и называли — capsule). Чтобы забросить в космос обезьяну, а после нее — и человека, разгоняя их сначала до суборбитальной, а затем и до орбитальной скорости, требовалась лишь небольшая капсула, которая выдерживала выведение ракеты на орбиту и которую после полета в открытом космосе можно было вернуть на Землю, сначала погасив скорость при спуске в атмосфере, а затем обеспечив приводнение на парашюте в океане. Безусловно, работа над созданием капсулы «Меркурий» и полеты в ней дали американцам очень много, эта программа превратила тех талантливых авиационных инженеров в первых космических специалистов. И все?таки они находились лишь на начальном этапе своего становления, когда пришлось решать уникальную задачу — послать человека на Луну и вернуть его благополучно обратно. Для этого требовалось сначала по–настоящему научиться летать в околоземном пространстве, для чего был нужен космический корабль, а не просто капсула. Именно с такой целью американцы задумали и выполнили свою вторую пилотируемую программу. По существу, «Джемини» и стал их первым космическим кораблем, который мог делать на орбите очень многое из того, что требовалось для полета на Луну. Именно на нем в реальном полете отрабатывались все основные, принципиально новые операции. Для самих астронавтов, которым предстояло слетать к Луне и на Луну, эти полеты стали настоящей учебной программой на орбите. Для огромного наземного персонала, включая оперативный состав управления, подготовка и сами полеты также стали уникальной школой. В целом американцы выполнили программу «Джемини» очень целеустремленно и энергично.
Проектантами НАСА руководил Дж. Чемберлен — канадец, получивший образование в Англии, присоединившийся еще к «Группе, озадаченной космосом» после того, как канадцы свернули собственную разработку боевых самолетов. После переезда в Хьюстон он так и остался в каком?то смысле инородным телом в Центре, который возглавил Роберт Гилрут. Последний, несмотря на кажущуюся демократичность, не допускал отклонений от его собственной генеральной линии (his own base line) и не дал возможности по–настоящему развернуться таланту иноземца. У нас, с нашим единоначалием, он мог бы стать настоящим главным или генеральным конструктором. Гилрут сместил Чемберлена с должности, назначив его своим старшим консультантом по инженерным вопросам в разгар работ над проектом. Другой выдающийся инженер, внесший огромный вклад в создание «Джемини» в качестве руководителя работ на фирме в «Макдоннелл», Джон Ярдли, после окончания программы в конце концов тоже покинул фирму, оставшуюся фактически не у дел.
В полетах на «Джемини» решались три новые операционные задачи: маневрирование, включая сближение и стыковку на орбите, выход в открытый космос и длительный полет в условиях невесомости. Решение этих задач в то время все еще выглядело проблематичным, а они были критическими для осуществления лунной программы.
Маневрирование в космосе, изменение орбиты полета требовали< разработки теории и новых бортовых и наземных средств. Прежде всего было необходимо создать комплекс навигационных приборов для измерений параметров орбиты и бортового компьютера для обработки результатов измерений и вычислений орбитальных параметров. По этим данным компьютер мог вычислить параметры необходимых маневров для достижения цели, для реализации которых в виде разворотов и ускорений самого корабля требовалась целая система реактивных двигателей. Только общее число этих двигателей — 36 — говорит само за себя. Для достижения Луны оказалось необходимым маневрирование на разных участках полета, включая сближение и стыковку на окололунной орбите.
Для возвращения с орбиты также впервые требовалось создать систему управляемого спуска в атмосфере, без которой вернуться с Луны со второй космической скоростью было просто невозможно.
Именно для «Джемини» космические инженеры стали впервые создавать бортовой комплекс управления движением корабля в пространстве, без которого современный полет в космос нереален. В частности, также впервые на космическом корабле появился настоящий бортовой компьютер. Получил дальнейшее развитие и наземный, также компьютеризированный, комплекс управления. Стоит еще раз отметить, что в области создания и особенно внедрения вычислительной техники американцы с самого начала ушли далеко вперед, как в космосе, так и на Земле.
После прилунения астронавтам предстояло работать на Луне. Для этого на Земле требовалось создать скафандры, другую специальную технику и научиться ею пользоваться в космосе. Внекорабельная деятельность (ВКД), особенно с учетом невесомости, требовала специфического подхода, включая психологический настрой. Только в этом случае навыки работы в безопорном пространстве, приобретенные при имитации невесомости на Земле, в полной мере можно было использовать в космосе.
Продолжительность полетов в капсулах «Меркурий» фактически исчислялась часами. Для достижения Луны необходимо провести в космосе около недели. В начале 60–х полеты такой длительности все еще выглядели проблематичными. И, конечно, требовалось создать необходимую для этого технику, прежде всего системы жизнеобеспечения и электроснабжения.
Что касается источника электроэнергии, то именно на «Джемини» американцы впервые опробовали в космосе так называемые топливные элементы (fuel cells), или, по–нашему, электрохимические генераторы электроэнергии (ЭХГ), работающие на основе реакции соединения кислорода и водорода с побочным продуктом в виде воды, тоже необходимой в космосе. Забегая вперед, надо отметить, что в космосе эта техника давалась им очень не просто; знаменитая фирма «Дженерал Электрик» («General Electric Company») продолжала отработку, когда первые корабли уже начали летать. Однако продолжительность полетов без ЭХГ даже при очень больших ограничениях не превышала 4—5 суток; как известно, на одних аккумуляторах далеко не уедешь и не улетишь. Несмотря на прессинг, ЭХГ удалось подготовить только к полету «Джемини-4». Следует заметить, что при полетах продолжительностью одна—две недели ЭХГ является действительно очень эффективным генератором, имеющим существенные преимущества перед солнечными батареями (СБ): аппаратура ЭХГ не столь громоздка и не вносит столь сильных ограничений на ориентацию корабля, как СБ. Экологически чистая «электростанция» оказалась одной из немногих систем, которую создали в начале 60–х, а использовали в последующих космических проектах, и не только на «Аполлоне», но и позднее на «Спейс Шаттле».
В целом «Джемини», этот настоящий космический корабль, получился весьма удачным, несмотря на то что его вес (3,5 т) составлял лишь 50% веса нашего «Союза». Его выводила на орбиту ракета «Титан-2» — боевая МБР, доработанная под пилотируемый полет. Американцы посчитали этот космический носитель настолько надежным, что не побоялись летать без системы аварийного спасения (САС), аналогичной примененной на «Меркурии», и ограничились лишь введением катапультируемых кресел. На «Аполлоне» они снова вернулись к САС.
История выбора катапультируемых кресел связана с попыткой создать управляемый парашют типа надувного парапланера (названного американцами по имени его изобретателя — Рогалло), с тем чтобы обеспечить посадку на сушу с возможностью маневра. Отработать многообещающую конструкцию не удалось, а кресла остались. Возможность спасения при аварии с использованием кресел считалась сомнительной, особенно при полете на ракете «Титан», а опасность катапультирования с перегрузкой до 24g оставалась реальной. Воспользоваться такой катапультой можно только в самом крайнем случае. За всю программу такая ситуация сложилась лишь однажды. При пуске «Джемини-6» произошла отсечка двигателей первой ступени, и ракета «Титан» на супертоксичном топливе, которого так опасался Королёв, оказалась на краю катастрофы. Как вскоре выяснилось, ослаб электроразъем связи ракеты с «землей», к тому же не удалили защитную крышку в трубопроводе одного из двигателей ракеты. Не расстыкуйся этот разъем, катастрофа была бы неминуемой.
Экипажу корабля надо было выбирать между спасением при помощи катапультирования и надеждой, что ракета все?таки не взорвется. Несмотря на то что инструкция в такой ситуации требовала катапультироваться, ветеран Уолтер Ширра и тогда новичок Том Стаффорд, наш будущий «железный Том», выбрали надежду, и она их не подвела. При катапультировании с такой суперперегрузкой их космической карьере, возможно, пришел бы конец, и никогда бы нам не видать нашего Тома. Настоящий летчик–испытатель должен летать не только по книге. В тот раз они оказались очень удачливы и с разъемом, и с выбранным решением.
Впрочем, и «Титан», и сам корабль не подвели американцев, хотя отказов за все 12 полетов набралось довольно много. Для отработки, для того чтобы приобрести уверенность и убедить в этом других, перед началом пилотируемых полетов провели два беспилотных пуска. Надо сказать, что успешному выполнению этой космической программы способствовал и элемент удачи.
При проектировании корабль разделили на два основных модуля: командный и служебный. В последнем, разбитом на две секции, размещалась вся основная аппаратура, необходимая для орбитального полета: реактивные двигатели для маневрирования на орбите, источники электроэнергии, баки с кислородом, водородом и топливом и другие приборы управления. В отличие от «Меркурия» для управляющих двигателей перешли с «перекиси водорода» на более эффективное двухкомпонентное топливо.
Командный модуль, по форме напоминающий капсулу «Меркурия» (его иногда продолжали называть капсулой), довели, что называется, до ума, модуль стал по–настоящему управляемым при спуске с орбиты в атмосфере. Концепцию, замышленную М. Фаже и его коллегами, реализовали полностью: за счет смещения центра масс от оси симметрии и вращения капсулы по крену удалось не только снижать перегрузки при спуске, но и маневрировать при посадке. Боковые и продольные маневры обеспечивали большую точность приземления: вместо сотни — всего несколько километров. Чтобы управлять по крену, а также демпфировать продольные колебания капсулы, в ее состав ввели блок управляющих реактивных двигателей. Они могли также использоваться как дублирующая подсистема при отказе орбитальных двигателей служебного модуля. Этот резерв действительно пригодился в одном из полетов, в трудную минуту.
Оба модуля, командный и служебный, сконструировали также очень рационально, учтя весь опыт «Меркурия». При этом особое внимание обращалось на технологичность сборки и… разборки, а это, как показала практика, было часто еще важнее. Так, служебный модуль разделили на два отсека и предусмотрели хороший доступ к приборам с возможностью их замены при подготовке корабля к полету. Этому способствовало, прежде всего, то, что проект попал в руки очень способных и активных проектантов НАСА и не менее продвинутых конструкторов фирмы «Макдоннелл», бывших самолетчиков, создавших капсулу «Меркурий». Общая компоновка «Близнецов» действительно напоминала фюзеляж самолета с двухместной кабиной. Астронавты размещались в катапультируемых креслах, а иллюминаторы смотрели вперед и вверх. В левом кресле располагался командир, который пилотировал корабль в космосе, управляя ориентацией и другими маневрами. Второй пилот, он же — бортинженер, обеспечивал навигацию, общался с компьютером, контролировал работу бортовых систем.
В целом, начало 60–х, особенно 1962—1963 годы стали для «Группы, озадаченной космосом» и многих, кто присоединился и работал вместе с ней, пожалуй, самым напряженным и плодотворным периодом в их карьере. Они продолжали готовить и запускать в космос капсулы «Меркурий», а в это время их, что называется, «без остановки производства», «эвакуировали» с обжитых мест, с берегов Атлантики, из Центра Лэнгли в субтропический Хьюстон. Пока шло строительство нового Центра пилотируемых полетов, им, работавшим на частных квартирах, пришлось проектировать одновременно и «Джемини», и «Аполлон». В это же время под руководством ведущих специалистов группы сколачивалась та промышленная кооперация, которой предстояло создать корабли для полета вокруг Земли и на Луну.
Одновременно в Миссисипи под руководством фон Брауна создавался ракетный центр и проектировались лунные носители «Сатурн», а во Флориде, на Мысе, под руководством другого немца, К. Дебуса, строился главный пусковой центр НАСА. В Хьюстоне стали создавать новый ЦУП, его закончили, отладили и ввели в эксплуатацию уже к середине 1965 года, когда начались полеты «Джемини». Причем сам ЦУП тоже сделали дублированным, в нем разместили два зала управления, а обновленное компьютерное оборудование проводило обработку телеметрической информации уже в реальном времени. В дополнение к двум главным залам под боком разместили несколько залов для групп поддержки, для специалистов по системам. И это еще не все — участие в управлении полетом стали принимать, что называется, не отрываясь от своих рабочих мест, специалисты ведущих фирм, разбросанных по всей стране: они получили свои персональные залы, правда, не управления, а только контроля.
Надо отметить, что американцы затратили огромные усилия и средства на создание тренажеров. Для комплексной тренировки экипажей построили и оборудовали специальную кабину корабля, которая воспроизводила как его интерьер с действующим пультом и другими органами управления и контроля, так и внешнюю обстановку, то есть то, что могли видеть астронавты через иллюминаторы в космосе при выполнении заданной операции. «Внешняя обстановка» адекватно реагировала на действия астронавтов. Все эти «игрушки» надо было придумать и реализовать, а в те времена компьютерных игр не было еще и в помине. Тренажер получался, пожалуй, сложнее, чем оригинал, к тому же требовались дополнительные тренажеры для специфических операций, например для приобретения навыков стыковки.
Особенностью космических операций было то, что в их выполнении задействованы наземные средства измерения и контроля, а также персонал Центра управления полетом. Для тренировки «прикованных к Земле» астронавтов ЦУП соединяли с тренажером почти так же, как с космическим кораблем во время полета: при помощи радиосредств и сети наземных станций слежения. Таким образом, образовался целый тренировочный комплекс, который достаточно реально имитировал полет в космос; более того, гигантский тренажер позволял воспроизводить многочисленные ситуации в широком диапазоне условий и параметров, в том числе при отказах бортовой аппаратуры. В результате, для астронавтов, а порой и для наземных операторов тренировки становились более изощренным испытанием, чем сам полет.
И все?таки самые большие усилия, пожалуй, затратили американцы на создание и отработку технических средств, их подготовку к стыковке на орбите.
По мнению специалистов по стыковке, будущих стыковщиков, «Меркурий» — это программа, которая создала лишь предпосылки для перехода к полетам со стыковкой. Полеты «Аполлона» на Луну оказались возможными благодаря лишь стыковке, и только «Джемини» стала настоящей стыковочной программой. Действительно, в программе «Джемини» американцы затратили на космические рандеву и стыковку огромные усилия.
Надо сказать, что им удалось отработать эту ключевую космическую операцию и продемонстрировать свою настоящую стыковочную зрелость лишь в конце программы, только в средине 1966 года. До этого в течение нескольких месяцев им, можно сказать, устойчиво не везло. Раз за разом находились причины или препятствия, или выявлялись серьезные отказы, причем, как часто бывает, самые неожиданные, и стыковка откладывалась. Казалось, какая?то нечистая сила мешала верующим американцам обойти нас, безбожников–россиян. Я хорошо помню, как в эти месяцы мы, получая обработанную информацию из?за океана, напряженно следили за тем, как наши будущие коллеги по стыковке с большими трудностями приближались к конечной цели — встрече в космосе. Откровенно говоря, мы тогда надеялись на то, что произойдет чудо, ведь к этому времени «Союз» уже наконец?то «пошел», и мы приближались к первым полетам и к своим первым автоматическим стыковкам. Действительно, тогда американцам, казалось, фатально не везло, а нам вроде бы «пошла карта».
В качестве основного объекта для стыковки американцы выбрали «верхнюю» ракетную ступень под названием «Аджена», которая выводилась в космос ракетой «Атлас» и использовалась для вывода на орбиту секретных спутников–разведчиков. Ступень оборудовали всем комплексом средств, необходимых для выполнения этой операции, включая радиосистему с ответчиком локатора и межбортовой радиолинии — первой космической МБРЛ, а также световые индикаторы и мишени и, конечно, стыковочный механизм.
Установленный на корабле радиолокатор, измерявший дальность и относительную скорость с расстояний от 500 км до нескольких метров, не был рассчитан на автоматическое причаливание. Отсутствие взаимных измерений на последних метрах стало основным звеном, которое не позволяло американцам создать полностью автоматизированную систему сближения и стыковки на орбите, хотя они к этому поначалу и не стремились.
На этом этапе американцы проектировали систему сближения и стыковки, рассчитанную на участие человека в контуре управления. Такой подход принципиально отличался от нашего, который также с самого начала был рассчитан на полностью автоматическую стыковку; и об этом будет детально рассказано дальше. Эти особенности, казалось бы, частной системы наложили существенный отпечаток на развитие пилотируемых программ в обеих странах. Они очень сильно повлияли на всю дальнейшую работу на Земле и в космосе, на всех этапах и во всех ее разделах, начиная с концепции космических комплексов, кончая организацией космической лоджистики (Logistic–тыл и снабжение, а так же материально–техническое обеспечение).
Таким образом, этот раздел космической техники оказался очень важным, по существу, он определил направление развития пилотируемой космонавтики на целые десятилетия.
Основную, активную часть стыковочного механизма, выполнявшего операции по соединению корабля с ракетной ступенью, разместили на «Аджене». Носовая часть «Джемини» с направляющим штырем для выравнивания по крену, почти как у носорога, входила в приемный конус, подвешенный на нескольких гидравлических амортизаторах. После сцепки конус при помощи привода подтягивался до упора в силовой шпангоут. В состыкованном состоянии «Джемини» и «Аджена» могли выполнять совместный полет, в том числе когда включался основной двигатель ракеты. Там же, на приемном конусе, располагались элементы для выполнения расстыковки.
Управление стыковкой, а также последующими ракетными операциями осуществлялось по МБРЛ: по межбортовой радиолинии могло передаваться порядка дюжины различных команд.
Всю эту детальную информацию мы и радиосмежники стали получать уже тогда, когда вся наша стыковочная техника для первых кораблей «Союз» была разработана и проходила испытания. В те годы каждый шел своим путем. Тем не менее мне было очень интересно узнать, как ту же задачу решают другие специалисты, работавшие над этим впервые, как и мы. Хорошо помню, что в целом мне не понравилась заморская компоновка и конструкция; она мне показалась тогда громоздкой, неуклюжей, к тому же — на гидравлике, в целом, непривлекательной. Она действительно оказалась неперспективной для дальнейшего развития. Компоновка самого «Джемини» также не очень годилась для размещения стыковочного устройства с переходным тоннелем, так как передняя часть капсулы была занята парашютным контейнером.
Приступив к полетам в космос, американцы постепенно, шаг за шагом наращивали сложность решаемых на орбите задач, начав, как и на «Меркурии», с беспилотных пусков. Такой подход диктовался не только стратегией, но и тем, что многие ключевые системы просто не были готовы, опаздывали.
Первый пилотируемый полет на «Джимини-3», продолжавшийся, как и на «Меркурии», всего три витка, практически совпал с выходом А. Леонова в открытый космос. Американцы отреагировали на это наше очередное достижение по–своему, «четырехэтажным матом»: «Черт возьми, опять эти русские (… those damned Russians! — followed by options of four?letter words…». Мы столько раз обходили их в последний момент, что можно понять эмоции честолюбивых американских мужчин. Тем более, получалось так, что они объявляли о своих планах заранее и открыто, через все средства массовой информации, а наши рекорды сваливались на них как снег на голову… да еще в Техасе.
К этому времени американцы испытывали большие трудности с комплектацией следующего корабля. Не были готовы к полету ни ЭХГ, ни локатор, ни «Аджена», поэтому ни о длительном полете, ни о стыковке не могло быть речи. Так или иначе, но основной операцией, которую выполняли Джеймс Макдивит и Эдвард Уайт на следующем «Джемини-4», стал выход в открытый космос. Зато к нему они подготовились основательно, разработав даже специальный реактивный «пистолет» для маневрирования астронавта в безопорном пространстве. Сам «Джемини» тоже нуждался в дополнительной подготовке: провели испытания крышки выходного люка в вакууме, проверили работу аппаратуры при разгерметизации кабины, и, конечно, требовалось подготовить и проверить скафандр для работы в открытом космосе.
Э. Уайт — сильный, мужественный и эмоциональный человек — выполнил и перевыполнил все, что ему запланировали руководители полетом. Последние, имея лишь одностороннюю связь с экипажем (только на прослушивание переговоров экипажа между собой), даже стали опасаться, как бы астронавт не впал в эйфорию и не забыл вернуться в корабль. Все окончилось благополучно, казалось, блестяще. Как стало ясно, и довольно скоро, это тоже напоминало наземную эйфорию.
Фактически, Уайт выполнял лишь прогулку (space walk) в открытом космосе, к тому же имея при себе тот самый «пистолет». Однако у него не было настоящей работы, которая требовала бы фиксации. Поэтому американцы решили, что ВКД (внекорабельная деятельность) — это «кусочек торта» (a piece of cake), что поначалу их сбило с толку, в результате последующие «выходы» принесли большие и неприятные неожиданности. Наоборот, они показали, что на самом деле ВКД оказалась крепким орешком. Только постепенно, шаг за шагом они осваивали эту чисто космическую операцию. В рамках программы «Джемини» астронавты несколько раз выходили в космос, причем не только «ради искусства». Было проведено несколько уникальных операций и экспериментов. Один из них был связан с закреплением специального троса на ракетной ступени «Аджена», с которой стыковались корабли; об этом — чуть позже.
Надо еще раз отметить, что кабина корабля была действительно очень тесной. Два астронавта, да еще в скафандрах, размещались в ней, как в первом «Фольксвагене», этом народном автомобиле, столь же знаменитом, сколь и миниатюрном. Забегая вперед, уместно сказать, что двухнедельный полет Ф. Бормана и Дж. Ловелла на «Джемини-7» в декабре 1965 года стал для астронавтов действительно тяжелейшим испытанием, о котором они вспоминали как о времени, проведенном вдвоем в одном туалете (в котором слив заменяли «голубые» мешки), — целых 14 дней, или 330 часов 35 минут и 31 секунду!
Отработку операций, связанных со сближением и стыковкой, выполняли в общей сложности в 9–ти пилотируемых полетах из 10–ти.
Первую попытку сближения со второй ступенью носителя «Титан» сразу же после выхода на орбиту предпринял командир «Джемини-4» Макдивитт. Попытка оказалась неудачной: астронавт, по существу, не был готов выполнить это непростое задание, он управлял всеми маневрами корабля вручную, к тому же без надлежащей тренировки, фактически он до конца не понимал, как действовать в условиях орбитальной механики.
К следующему полету «Джемини-5» «Аджены» все еще не было, и основной задачей стал длительный полет (8 суток). Но локатор и бортовой компьютер с программным обеспечением уже были установлены на борт. Чтобы не терять время и продвинуться в освоении орбитальной механики с применением бортового компьютера, американцы создали для своего корабля еще одну мишень под названием «стручок» (pod) с установленным на нем ответчиком локатора. Уже на орбите астронавты отпускали «стручок» в свободный полет и выполняли маневры по повторному сближению. На этот раз, в отличие от «Джемини-4», первые маневры удались. К сожалению, как часто бывает, отказала еще не летавшая система, на этот раз — ЭХГ. Хотя с этим «электрическим» отказом удалось справиться, но время было упущено, и электричество» кончилось на «стручке» (аккумуляторы разрядились). Тогда предприняли попытки сближаться с воображаемой мишенью (phantom target); так назвали метод маневрирования с выходом в заданную точку в заданное время, а это и есть один из основных маневров, выполняемых для встречи на орбите. Орбитальный «фантом» удался. Чтобы испытать радиосредства, за неимением орбитального ответчика на мысе Канаверал установили наземный радиомаяк; и этот изощренный маневр удался: с высоты в 300 км локатор захватил и эту «подсунутую» ему с Земли цель.
Так, проявляя находчивость, американцы продвигались вперед к своей главной стыковочной цели.
В октябре 1965 года, когда готовился к полету «Джемини-6», уже выведенная на орбиту «Аджена» взорвалась. После поиска вариантов и дебатов решили провести групповой полет, пропустив вперед «Джемини-7», который «пошел на рекорд» длительности полета. Сближение двух кораблей прошло успешно, тем не менее это была «незавершенная любовь», как говорят французы, и мы по–прежнему сохранили слабую надежду не уступить первенство. Однако силы были уже неравными, наши соперники, несмотря на неудачи, шли вперед к поставленной цели. Их еще ждали отказы и трудности, но изменить общую ситуацию уже было нельзя.
Первую стыковку с «Адженой» выполнили только на «Джемини-8» Нил Армстронг с Джоном Янгом в декабре. Однако сразу после успешной стыковки «залип» клапан одного из управляющих двигателей корабля. Вся связка начала раскручиваться, и скорость достигла угрожающего со всех точек зрения значения. После экстренной расстыковки она продолжала возрастать, дойдя до одного оборота в секунду.
Уже в том, первом своем полете будущий легендарный командир «Аполлона-11», первый человек, ступивший на Луну, проявил исключительное хладнокровие, выдержку и профессионализм. Как настоящий летчик–испытатель, в трудных условиях он сумел укротить вышедший из?под контроля корабль, сначала стабилизировав его при помощи двигателей капсулы, а затем совершив посадку в незаданном районе.
Следующий полет «Джемини-9» тоже оказался неудачным в части стыковки. Сначала из?за аварии РН «Атлас» у «Аджены», а затем у наспех подготовленного другого аппарата не полностью раскрылся головной обтекатель ракеты, закрывавший стыковочный механизм. «Наш» Стаффорд, уже в качестве командира корабля, ничего не мог поделать, несмотря на отлично выполненное космическое рандеву.
Казалось, у беспилотных «Союзов», которые уже готовились к полету, появился еще один шанс. Однако полет «Джемини-10» в июле оказался вполне удачным и развеял все наши надежды.
Несмотря на сбои в выполнении программы, все эти неудачные или не совсем удачные попытки не пропали даром, они принесли с собой огромный опыт, обогатили стыковочную технику и разнообразие операций. Надо сказать, что американцы публиковали многие детальные материалы открыто, но до нас они доходили с запозданием.
Чаще всего стыковка «Джемини» планировалась на четвертом витке после выхода на орбиту. Такой подход оставлял достаточно времени как на измерение параметров орбиты, так и на адаптацию экипажа. Однако стыковка на лунной орбите, которую надо было выполнить сразу после взлета с Луны, заставила американцев отрабатывать эту экстренную операцию. Такая операция требовала гораздо большей оперативности в космосе и на Земле всех участников: и астронавтов, и измерительных средств, и программного обеспечения.
Нет, недаром в средине 60–х Королёв организовал группу по сбору и обработке иностранной информации, там было много интересного и полезного. К сожалению, в те годы я еще не знал ни слова по английски.
Последние два полета тоже оказались успешными. Они продемонстрировали зрелость всех звеньев длинной цепи, из которых складывается космический полет по сложной программе: и сам корабль, и его экипажи, и наземный персонал управления, и глобальная система станции слежения, и многочисленные группы поддержки, и, конечно, средства спасения на водах, разбросанные между разными континентами в бескрайнем «море–окияне».
Надо отметить, что все девять астронавтов 1962 года «призыва», которые считались набором «Джемини», оказались намного ровнее, в конечном итоге, профессиональнее по сравнению с первой «великолепной семеркой». В этом наборе уже не оказалось ни бывших «курсантов», как Скотт Карпентер, ни будущих сенаторов, как Джон Гленн. За прошедшее время руководителям пилотируемой астронавтики стало многое известно дополнительно, а главное, понятно, кто им нужен в космосе. Например, они выяснили, что незадачливый Карпентер, перед тем как стать астронавтом, очень много учился, начав еще во время войны в 1943 году и продолжив во время войны в Корее. Однако ему, похоже, так ничего и не удалось толком окончить, даже школу летчиков–испытателей, где одно время он все же числился. В мирное время «вечный студент» служил на авианосце в качестве «inellegence officer», летая на тихоходном разведчике. Безупречное здоровье, постоянное стремление к новому привлекало неопытных членов конкурсной комиссии, отбиравших пилотов в первую группу. С другой стороны, для полета на «Меркурии» особые летные качества и не были нужны. Другое дело — «Джемини», а тем более — «Аполлон»: пилотирование этими кораблями требовало гораздо больше того, на что был способен даже хороший летчик.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.