2.3 Почему АПАС?
2.3 Почему АПАС?
…За то, что в ночь с порошею,
За то, что в холод сказкою
Согрел меня хорошею.
К. Симонов
По греческой мифологии андрогины были двуполыми существами. Первым андрогином, согласно легенде, стал Гермафродит — сын Гермеса и Афродиты, обращенный в двуполое существо по просьбе нимфы Салмакиды.
Можно сказать, что наши будущие андрогинные конструкции оказались благородного происхождения. Они пришли на смену привычным для всех двуполым прототипам, которых американцы так и называли «male and female» (самец и самка), а мы — ласково: «папа — мама».
АПАС — андрогинный периферийный агрегат стыковки. Это звучная, хорошо запоминающаяся аббревиатура родилась в самом начале работы над новой конструкцией. Ее синтезировал начальник отдела электромеханики Лев Борисович Вильницкий, заместителем которого я в то время работал в Подлипках. Можно сказать, он увековечил себя через эту аббревиатуру. В 1975 году АПАС-75 не только успешно состыковали корабли «Союз» и «Аполлон» на орбите, конструкциям под этим названием была суждена долгая жизнь. В 1995 году, то есть ровно 20 лет спустя, обновленные АПАС-95 снова и надолго состыковали российскую космонавтику и американскую астронавтику. За океаном, в Европе, в Японии, Китае и других странах их стали называть также АРAS, и тогда мне пришлось придумывать полное название на английском языке, адекватное этой аббревиатуре.
Заслуга Вильницкого не только в этом сокращении, он внес настоящий вклад в создание АПАСов, их отработку и испытания. Однако этот рассказ не только о названиях и аббревиатурах. Речь пойдет о стыковочном устройстве андрогинного типа, о том, почему мы, российские и американские инженеры, без всяких дебатов и споров сразу взялись за проектирование совершенно новой и необычной конструкции.
Но сначала коротко о том, как развивались события в обеих странах после первой встречи в Москве.
Откровенно говоря, в конце 1970 — начале 1971 года всем, кто работал «за забором» в Подлипках, было не до совместного проекта и не до АПАСа; мы готовились к пуску первой орбитальной станции «Салют» со стыковкой с транспортным кораблем «Союз-10». Поэтому новой разработке уделялось совсем не много внимания.
Тем временем дизайнеры НАСА рассматривали различные варианты совместного проекта. В отличие от нас они были узкими специалистами, не обремененными производством, отработкой и испытаниями, по–нашему их называли бы чистыми проектантами.
Как нам стало известно позднее, в Хьюстоне работали две группы дизайнеров, первая под руководством Кэдуэлла Джонсона (Офис корабельных конструкций), вторая — Рене Берглунда (Офис будущих программ). Группы подготовили несколько вариантов стыковки кораблей «Союз» и «Аполлон», в том числе с использованием механизмов старого типа. Чтобы обеспечить совместимость, предполагались различные виды адаптеров: самого простого, устанавливаемого в переходном тоннеле «Союза» в виде приемного конуса, как на американской лунной кабине, и в виде небольшого промежуточного модуля.
Два обстоятельства делали последний вариант привлекательным и одновременно реальным. Во–первых, переходной модуль позволял сразу убить двух зайцев, решить две главные проблемы: обеспечить совместимость стыковочных механизмов и значительно упростить переход из одного корабля в другой, атмосферы которых существенно различались. Этот небольшой герметичный модуль, позволявший изменять внутреннюю атмосферу, предполагалось с обеих сторон снабдить двумя приемными конусами: с одной — как на американской LM, а с другой — как на нашем стыковочном агрегате для станции «Салют». Этот модуль—адаптер предлагалось установить на ракете–носителе «Сатурн», в переходнике под кораблем «Аполлон», который отделялся от последней ступени и, сделав кульбит, стыковался к адаптеру, после чего ступень отбрасывалась окончательно.
Как упоминалось, концепцию переходного модуля использовали на практике при полете на Луну, для проекта ЭПАС идея действительно оказалась отличной.
Дополнительно, для будущих вариантов сотрудничества американцы предлагали рассмотреть возможность стыковки корабля «Союз» с космической станцией «Скайлэб», которая полным ходом разрабатывалась в НАСА и в которой можно было предусмотреть стыковочный причал нашего типа. Похоже, в те годы американцы действительно смотрели достаточно широко и далеко вперед.
О нашей орбитальной станции «Салют», которая с начала 1971 года находилась уже на космодроме Байконур, Советы по–прежнему ничего не сообщали. Первые намеки о готовящемся «более длительном полете, чем 18–суточный» (на «Союзе-9» в августе 1970 года), появились в интервью анонимного главного конструктора в газете «Социалистическая индустрия» в марте 1971 года — лишь за месяц до пуска «Салюта». Американцы почему?то посчитали, что этим главным должен быть Янгель, когда?то соперник Королева, но это, как говорится, детали.
Помню, американские предложения мне не очень понравились, прежде всего потому, что там использовались старые стыковочные механизмы и пока не было АПАСов. Особенно не по душе всем нам, конструкторам и проектантам, пришелся вариант с установкой американского приемного конуса в нашем тоннеле. Мы стремились к полноценному и равноправному совместному проекту, в котором должно быть все: разработка и отработка, новая полноценная конструкция и стыковка, а значит — АПАС.
Первая встреча дала мощный стимул для разработки новых андрогинных агрегатов. Несмотря на текущие неотложные дела, я обдумывал будущую конструкцию. Мои мысли так или иначе были связаны с андрогинными конфигурациями.
Чем все?таки привлекла андрогинность, что заставило разрабатывать новые, можно сказать, вычурные механизмы? Что толкнуло меня сделать шпангоуты стыковочного устройства для проекта «Союз» — «Салют» идентичными? Почему Джонсон привез в Москву андрогинные конфигурации? Почему эти идеи постепенно захватили умы многих конструкторов и они создали андрогинные агрегаты? Почему после ЭПАСа мы сохранили приверженность этим идеям, развили их и продвинули на новый уровень?
Наряду с субъективной привлекательностью наверняка были веские объективные причины для формирования столь устойчивой тенденции, тем более что осуществить красивую идею было совсем не просто. АПАС оказался крепким орешком для его создателей. Действительно, как выражаются американцы, надо было «сильно почувствовать необходимость», чтобы встать на такой сложный и длинный путь, тем более в обеих странах имелись отработанные и проверенные в космосе стыковочные устройства.
Позднее Джонсон шутил, приводя совсем другие соображения, по которым специалисты отказались от конструкций типа «штырь — конус», или «male?and?female»: почему?то ни одна страна не хотела играть роль female в космосе, на виду у всего остального мира.
Кто знает, что?то здесь, видимо, было. Ведь позднее, развивая шутку, мы стали говорить: андрогины — это когда оба сверху.
В итоговом документе октябрьской встречи 1970 года было записано, что главная цель программы состояла в создании такой конструкции, которая стала бы базовой для будущих космических кораблей и орбитальных станций, для космических проектов разных стран. Этим положением мы руководствовались в последующие годы. На этой встрече обе стороны также пришли к заключению, что все существующие к тому времени стыковочные устройства обладают, по крайней мере, двумя основными недостатками. Во–первых, они не андрогинны. Во–вторых, центральная часть, где расположен тоннель для перехода космонавтов из корабля в корабль, загорожена стыковочным механизмом, и после стыковки требуется его частичная разборка.
Чтобы стыковочное устройство не имело этих недостатков, оно должно иметь идентичную конфигурацию и, кроме того, стыковочный механизм должен располагаться по периферии шпангоута; при такой компоновке тоннель остается свободным. В конце концов именно таким стал новый стыковочный агрегат — АПАС, который создали советские и американские конструкторы для стыковки кораблей «Союз» и «Аполлон».
Надо сказать, что и мы, и американцы пришли к андрогинной конфигурации разными путями, руководствуясь различными соображениями. Стыковочное устройство для программы «Союз» — «Салют» имело андрогинные шпангоуты, но не было периферийным: внутри тоннеля на крышках люков располагались стыковочный механизм и приемный конус. Когда крышки открывались, тоннель освобождался для перехода космонавтов. Крышки получились довольно громоздкими, однако орбитальный отсек «Союза» и переходный отсек «Салюта» оказались достаточно просторными, позволяя выполнять эту операцию.
У наших американских коллег сложилась иная ситуация: объемы и формы капсулы «Аполлона» и LM — лунного модуля не позволяли установить стыковочный механизм на крышку. Все эти узлы (механизм, конус и две крышки) снимали по очереди. Места для них не хватало, к тому же процедура складывания и повторной установки была сложной, требовала значительных физических усилий от астронавтов, работавших в невесомости. Многие из них, летавшие по программе «Аполлон», жаловались на неудобства и трудности при выполнении этой операции. Они сравнивали ее со сменой автомобильного колеса — работа, как известно, не ахти какая приятная, а для американцев вообще непривычная. В отличие от американских суперменов наши удивительные российские женщины овладели и этой мужской операцией.
Понимая объективные недостатки своего стыковочного устройства и активное давление астронавтов, НАСАвские конструкторы начали работать над периферийной конфигурацией.
Здесь уместно еще раз остановиться на особенностях стыковки космических кораблей, чтобы понять те особенности, которые приходится учитывать при их конструировании, с тем чтобы надежно выполнить эту непростую задачу.
Представьте, как стыкуются в сборочном цехе два отсека космического корабля. Буквально сдувая пылинки, сборщики высокой квалификации подготавливают стыки с резиновым уплотнением. Со всеми мерами предосторожности и с большой точностью они соединяют шпангоуты, заворачивают несколько десятков болтов, обеспечивая строго регламентированную затяжку с помощью специальных моментных ключей. В заключение проводится тщательная контровка всех резьбовых соединений. В космосе все стыки корабля должны быть герметичными, не должны раскрываться под действием самых больших нагрузок, создаваемых внутренним давлением, реактивными двигателями и другими возмущениями. Сборочные операции вместе с проверкой герметичности занимают обычно не одну рабочую смену.
Такие же требования предъявляются к стыковке космических аппаратов на орбите. В отличие от сборки на земле, в космосе открытые торцы агрегатов, летавших на ракете–носителе, а затем в открытом космосе без всякой защиты, должны соединиться автоматически в течение нескольких минут без предварительного осмотра и подготовки. Специальные датчики обязаны сигнализировать пилотам о выполнении всех стыковочных операций. В совместном полете стыки должны сохранять герметичность с высокой степенью надежности, и никакая случайность, перегрузки или даже нечаянное нажатие командной кнопки на пульте космонавтов не должны привести к их раскрытию. При открытых крышках переходного тоннеля от надежности стыка зависит безопасность и жизнь космических экипажей.
После окончания полета нужно открыть замки и расстыковаться, чтобы вернуться на Землю.
Надежность — важнейшее требование ко всем космическим операциям. Любая операция по соединению и последующей расстыковке должна выполняться при любых условиях, даже при отказе какого?нибудь отдельного узла или элемента. Для этого конструкцию дублируют и принимают другие меры, повышающие живучесть механизма.
Стремление повысить надежность стыковочных операций подтолкнула меня еще в 1968 году спроектировать оба стыковочных агрегата идентичными. В результате стыковочные шпангоуты стали одинаковыми, к тому же содержащими дублирующие комплекты замков. Тогда же появился принцип обратной симметрии, теоретическая основа андрогинности, в соответствии с которой все ответные элементы располагались симметрично относительно общей оси. Чтобы обеспечить полное дублирование всех операций, требовался резервный стыковочный механизм. Вот почему тогда, в 1968 году, «продавая идею», я даже добавил к предложенной концепции две сменные крышки. Так на активном агрегате корабля «Союз» наряду с основной крышкой со штырем появился вариант с крышкой–конусом. На пассивном агрегате орбитальной станции тоже можно было установить две крышки, но в другой последовательности.
Столь вычурная конфигурация привлекла меня еще по одной причине: она обеспечивала стыковку двух любых кораблей, оборудованных подобной техникой. В результате появлялась возможность оказывать помощь терпящим бедствие в космосе. С такой же гуманной идеей три года спустя, в 1971 году, приехали в Москву американские специалисты.
Для проекта «Союз» — «Салют» вся эта стыковочная фантазия образца 1968 года, конечно, была не нужна. Тем не менее старые дебютные идеи пригодились, когда 20 лет спустя для МКС — международной космической станции — стали проектировать многочисленные модули с перекрестной стыковкой. Тогда мне пришлось по–настоящему напрягать воображение и искать способ соединять их между собой в разных сочетаниях. Таким же путем родились так называемые гибридные конструкции — агрегаты со смешанными механизмами: штырями, конусами и периферийными кольцами. В то же время три из четырех орбитеров из флотилии «Спейс Шаттлов», оборудованные АПАС-95, могли в принципе состыковаться между собой.
И это еще не все. Когда на рубеже веков возникли осложнения с выполнением программы МКС, космические стыковщики проявили еще большую изощренность. В дополнение к андрогинам появились космические трансвеститы: мы научились менять «половые» признаки наших агрегатов прямо на орбите, что называется «на ходу»! Рассказы об этих почти мифических превращениях — впереди.
Не верь после этого в судьбу, в предназначение!
Однако это уже другая часть нашей жизни и другая часть книги — «Двадцать лет спустя».
Вместе с древними мифами и с космической стыковкой андрогины вошли в мою жизнь навсегда. Много лет спустя моя дочь Катерина, исчерпав все аргументы в пользу приобретения собаки, выдвинула, похоже, безотбойную идею: мы назовем ее Апас, Апасик.
Готовясь к встрече XXI века, я даже выпустил свою, «АПАСную водку» под надежным названием «Андрогиновка».
Данный текст является ознакомительным фрагментом.