Г.М. Салахутдинов
МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ОТРАБОТКИ ПЕРВЫХ
КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В США (1955-1965 гг.)
Разработка первых искусственных спутников Земли закономерно осуществлялась на основе опыта, полученного ранее при создании баллистических ракет. Не останавливаясь подробно на анализе его особенностей, отметим лишь некоторые его компоненты, знание которых крайне необходимо для наших дальнейших рассуждений.
Этот опыт показал специалистам, что надежность ракет должна обеспечиваться еще на стадии проектирования выбором наиболее целесообразных технических решений. Кроме того, типичными стали мероприятия по обеспечению надежности ракет при их транспортировке и хранении. Поскольку при запуске ракет нередко из-за вибрации происходили самопроизвольные срабатывания реле, и даже разрушалась радиоэлектронная аппаратура, а при сильных ускорениях из-за повышенных нагрузок наблюдались прогары в подшипниках, конструкторы стали специально приспосабливать отдельные элементы, выпускаемые промышленностью, под "ракетные" условия работы. В конце 50-х годов эти элементы стали специально разрабатываться для применения в ракетной технике.
Принципиально новым аспектом в методологии отработки ракет (по сравнению, например, с использовавшейся при создании ракет А-4, "Редстоун", "Аэроби", "Викинг" и др.) стало проведение наземных испытаний аппаратуры на вибрацию и на перегрузки, что, конечно, потребовало создания соответствующей техники — центробежных машин, вибростендов и др. Вся ракета в сборе наземным испытаниям не подвергалась и ее доработка осуществлялась по данным летно-конструкторских испытаний (ЛКИ).
Этот опыт был, с одной стороны, бесценным для проектирования первых космических аппаратов (КА), а с другой стороны, оказывался явно недостаточным, поскольку не отражал их специфику. На начальных этапах освоения космоса (а в ряде случаев и сейчас) существовало следующее объективное противоречие: для того, чтобы спроектировать космический аппарат, следовало знать, в каких условиях он будет работать. Но для этого, в свою очередь, необходимо было уже запустить такой аппарат, снабженный соответствующей аппаратурой для исследований космического пространства.
Следует подчеркнуть, что многие характеристики космоса были более или менее известны из наземных и высотных исследований. Так, например, в целом были известны температура космоса, давление в нем, интенсивность солнечного излучения, среднее альбедо Земли и пр. В то же время, наряду с уточнением значений этих параметров (особенно их изменений по высоте, долготе и широте, от времени космических суток и времени года и пр.), следовало знать, как совокупность этих условий будет влиять на конструкционные материалы аппарата, каковы будут загрязнения терморегулирующих покрытий, оптики, солнечных фотопреобразователей и других частей аппарата под влиянием метеорной пыли.
Необходимо было в каждом конкретном случае решать вопросы о степени герметичности космического аппарата, о его тепловом режиме, о подверженности его перегрузкам и вибрациям, следовало изучить условия запуска ракетных двигателей в космосе и т.д.
В отличие от ракет, космические аппараты должны были длительно находиться в условиях космоса. Это, в частности, означало, что эти аппараты подвергались длительному воздействию и весьма высоких, и весьма низких температур, длительно загрязнялись выделениями из конструкционных материалов в условиях вакуума, на их борту должны были размещаться автономные источники энергии, рассчитанные на длительный полет и пр.
Габариты и масса спутника должны были соответствовать возможностям ракет-носителей, выводящих их на космические орбиты.
Попытки запускать первые спутники с помощью тяжелых баллистических ракет были оправданы, поскольку позволяли определить перспективы освоения космоса. Но когда стало ясно, что ИСЗ можно использовать в хозяйственных, научных и военных целях, следовало создать полноценные ракеты-носители, специально предназначенные для вывода полезных нагрузок на орбиту. Отличительные особенности этих носителей состояли в том, что они должны были, во-первых, иметь средства спасения полезных нагрузок и, во-вторых, более значительные запасы прочности. По большому счету, эти ракеты-носители должны были иметь такую конструкцию, чтобы при выходе из строя одного двигателя не приходилось аварийно прекращать полет, чтобы аварии подобного рода не приводили к потере дорогостоящего груза.
Для пилотируемых ракет-носителей и космических кораблей требования должны были быть еще более жесткими. Работа ракет-носителей должна была быть задублирована на всех режимах полета. Аналогичное требование должно было предъявляться и к космическим аппаратам.
Политическая гонка в космосе привела к деформации процесса развития космонавтики. Все ракеты-носители были созданы подобно баллистическим ракетам и на их основе, так что выход из строя одного двигателя приводил к потере полезной нагрузки. Сами ракеты-носители в США еще не были доведены до необходимой надежности, и их аварии были обычным, часто происходящим событием.
Резервирование служебных (а также и рабочих) систем космического аппарата неизбежно приводит к повышению его массы и габаритов. Поэтому ракеты-носители должны иметь грузоподъемность достаточную для того, чтобы можно было конструктивно обеспечить надежность космического аппарата. Однако космическая гонка внесла свои коррективы и в этот вопрос. Если в СССР ракета-носитель была достаточно мощной для того, чтобы обеспечить необходимый уровень надежности еще на стадии проектирования, то в США ракеты-носители были маломощные, и конструкторам, вынужденным экономить каждый килограмм массы, приходилось довольствоваться тем, что получалось.
Именно по этой причине они выбирали конструктивно ненадежные спутники. Так, например, их спутники обычно не имели герметичной кабины. Герметичными были лишь некоторые элементы аппаратуры: На "Тельстар" — это был контейнер с электронной аппаратурой [1, с.48], на "Реле" — лампа бегущей волны, приводная система терморегулятора и контактные часы [2, с. 101].
Отсутствие гермокабины ставило конструкторов в чрезвычайно трудное положение, поскольку в этом случае серьезно усложнялось обеспечение требуемого температурного режима. У нас в стране ситуация была проще, система терморегулирования у многих спутников была основана на искусственной конвекции газа в термоконтейнере. Американцам приходилось отводить тепло от элементов без конвекции, с помощью лишь теплопроводности и излучения. Работа многих приборов практически в открытом космосе могла привести и к другим серьезным последствиям (сварке отдельных сопрягающихся частей в вакууме, изменению свойств материалов, испарению смазок, материалов и пр.).
Использование негерметичных кабин требовало более широких знаний об условиях космоса, чем в случае использования гермоотсеков, и было нежелательно на начальном этапе освоения космоса, поскольку приводило к появлению конструктивно ненадежных аппаратов. Однако в связи с тем, что американцы располагали маломощными ракетами-носителями, им ничего не оставалось иного, как использовать такие конструкции спутников, какие позволяли зоны полезных нагрузок и грузоподъемность носителей.
Следует отметить, что даже у герметичных отсеков американских спутников отвод тепла не обеспечивался с помощью конвекции, поскольку не были установлены вентиляторы для перемещения газа в отсеках. В условиях, когда высокую надежность спутников нельзя было в полной мере обеспечить на стадии проектирования, американские специалисты приняли серьезные меры для ее отработки в ходе всевозможных наземных испытаний.
Решение проблем, возникающих при разработке КА, начиналось с глубокого анализа, результатом которого должно было стать выделение "области доверия" и "области незнания".
К первой из них относились задачи, уже решенные в ходе предыдущих полетов, либо достаточно достоверная информация о тех или иных особенностях космического полета. Так например, к "области доверия" относилось проектирование широкополосной бортовой антенны для спутника связи "Реле", системы стабилизации, терморегулирования, блока питания и др. Вторая область включала в себя вопросы, решение которых разработчикам было неизвестно. Для первых спутников, например, было неясно, какова будет степень повреждения солнечных элементов при прохождении спутниками пояса повышенной радиации.
Поскольку ряд проблем создания космических аппаратов имел принципиальную новизну, не имел каких-либо аналогов, конструкторы, где это было возможно, использовали уже отработанные в предыдущих полетах технические решения. Например, на спутнике "Реле" новым элементом его аппаратуры была лишь лампа бегущей волны [2, с.82], причем без этого нововведения нельзя было обойтись. Конечно, следует понимать, что почти каждый вновь проектируемый спутник имел некоторые специфические особенности, отличавшие его от подобных аппаратов. Например, свои особенности компоновки и распределения массы на каждом спутнике. Разной была в своем конкретном выражении и конструкция систем терморегулирования. Однако основные принципы создания таких систем были уже отработаны на первых аппаратах.
К моменту появления первых спутников был накоплен, как показано выше, некоторый опыт обеспечения надежности радиоэлектронной аппаратуры. Он, в частности, "подсказывал" проектировщикам, что отдельные системы аппарата целесообразно дублировать. Но это приводило к относительному повышению массы (и габаритов) спутников. Однако в США первые ракеты-носители были маломощные, обеспечить дублирование всех систем представлялось невозможным, и разработчики ограничивались резервированием лишь некоторых либо самых ответственных, либо самых ненадежных элементов. На "Реле", например, были установлены два командных приемника, два передатчика и два декодирующих устройства [2, с. 88]. В то же время, не имели резерва лампа бегущей волны, некоторые элементы системы телеметрии и пр.
Конечно, отсутствие должного резервирования снижало надежность спутников. Например, ИСЗ "Тельстар-1" прекратил свою работу из-за выхода из струя всего одного транзистора. На "Реле-1", наоборот, двойной комплект аппаратуры связи позволил продлить время активного существования спутника.
Конструкторы хорошо понимали, что в ходе запусков спутников будут выявляться слабые места в конструкции, что потребует доработки существующих систем. Поэтому выбор конструкции аппаратов, их основных параметров осуществлялся таким образом, чтобы они могли в последующем при доработках изменяться. Когда в этом возникала необходимость, системы спутника дорабатывались при неизменной конструкции основной его части.
"Область незнания" преодолевалась в ряде случаев выбором параметров, ее перекрывающих. Так, например, не зная степени разрушения элементов солнечных батарей под влиянием повышенной радиации, проектировщики спутников "Реле", "Тельстар" и др. выбирали его габариты по возможности большими, ограниченными лишь габаритами зоны полезной нагрузки ракеты "Тор-Дельта". Поскольку элементы солнечных батарей располагались на боковой поверхности этих ИСЗ, то количество этих элементов оказывалось максимально возможным и должно было перекрыть потери в энергетике за счет выхода их из строя под воздействием солнечной радиации.
К сожалению, американские специалисты в то время чаще не делали никаких запасов, что и становилось причиной их неудач.
Совершенно очевидно, что при проектировании первых спутников проектировщики стремились к выбору наиболее простых конструкций. Так, например, они ограничивались, в частности, пассивной или очень простой активной системой терморегулирования при негерметичной кабине. Однако стремление к простоте приходило иногда в противоречие с требованиями по надежности. Так, пассивная система терморегулирования, имея наименьшее количество элементов по сравнению с активной и являвшаяся поэтому конструктивно простой, оказывалась сложной при наземной отработке, конструктивно ненадежной при тех знаниях условий космоса, которые тогда существовали.
Сжатые сроки разработки спутников, обусловленные соревнованием в космосе, приводили иногда к использованию на них элементов не лучшего качества. Например, при проектировании спутника "Реле", исследователи уже знали, что солнечные элементы с n-p переходом менее подвержены воздействию радиации, чем с р-n переходом. Однако, поскольку сроки поставки элементов с n-р переходом не согласовывались с планом разработок спутника, пришлось ограничиться располагаемыми элементами с р-n переходом. Эти элементы были закрыты кварцевыми пластинками толщиной 1.5 мм, защищавшими их от воздействия быстрых нейтронов, но являющихся неэффективными для защиты от быстрых протонов [2, с.84].
Если разработчики не имели времени для выполнения в полном объеме испытаний элементов аппаратуры спутника, не использовавшихся в космической технике, то эти элементы, как правило, резервировались.
Еще на стадии проектирования специалисты принимали меры для обеспечения всевозможных наземных проверок, испытаний, замены или ремонта аппаратуры. С этой целью компоновка аппаратуры делалась таким образом, чтобы имелся хороший доступ к каждому ее элементу.
Характерная особенность первых американских спутников состояла в том, что связь между их отдельными системами была чрезмерно тесной, так что выход из строя одной из них приводил к неудовлетворительной работе другой. Это, несомненно, негативный момент, присущий многим спутникам в то время, однако он был вынужденным Рассмотрим этот вопрос подробнее.
Система ориентации первых спутников была пассивной — вращением вокруг оси аппарата, для которой момент инерции являлся наибольшим. Если последнее условие не удовлетворялось бы, то спутник начинал кувыркаться. Для того, чтобы этот момент относительно выбранной оси был наибольшим, многие элементы аппаратуры располагали на максимально возможном удалении от этой оси. Таким образом, компоновка аппаратуры была до некоторой степени подчинена решению проблемы стабилизации положения спутника. В свою очередь, только с учетом этой стабилизации стало возможным выбрать пассивную систему терморегулирования, поскольку при любой другой ориентации на Солнце аппаратура спутника могла перегреваться.
При разработке спутников максимально ужесточались все условия, в которых они должны были находиться от момента их изготовления до окончания срока службы. Так, разработчики принимали меры по надежности при транспортировке аппаратов. При этом проектировались специальные амортизированные и герметичные контейнеры, размещавшиеся в вагонах с кондиционированным воздухом. В холодное время спутники на стартовых позициях подогревались специальными "шубами".
В свою очередь, принимались конструктивные меры, обеспечивающие сохранность аппаратуры ИСЗ на участке выведения. Электронное оборудование размещалось в специальном герметичном контейнере, подвешенном на нейлоновых шнурах в корпусе аппарата. Такое крепление использовалось для поглощения энергии при ударах и гашения высокочастотных вибраций. Каждый электронный блок заливался полиуретаном, пластиковой пеной, принимающей при затвердевании форму залитого объема. Контейнер, содержащий эти блоки, также был заполнен полиуретаном для повышения устойчивости аппаратуры против ударов и вибраций [1, с.47-48].
В работе [2] приведен один из интересных способов преодоления "области незнания", нашедший применение на спутнике "Реле". Суть его состояла в следующем.
Из опыта эксплуатации метеорологических спутников стало известно, что под влиянием каких-то сил происходит изменение их положения в пространстве относительно центра масс. Специалисты предположили, что причина этого состоит во взаимодействии магнитного поля Земли с остаточным магнитным полем спутника. Были проведены эксперименты, которые показали, что изменения положения спутника оказались более значительными, чем под влиянием только этой причины. Тогда появилась еще одна гипотеза, что причина этих изменений состоит в различном притяжении аппаратов различными точками Земли.
Истинные причины, таким образом, установлены не были, но проблему нужно было решать. Тогда на "Реле" применили два дополнительных способа стабилизации его положения, один из которых должен был компенсировать взаимодействие магнитных полей спутника и Земли, а второй — различное притяжение различных районов Земли.
С этой целью на борту спутника размещалась токопроводящая катушка в сочетании с искусственной вертикалью и индикатором положения Солнца. При отклонении аппарата от штатного положения вертикаль и индикатор через соответствующие устройства подавали команду (на первых ИСЗ такая команда подавалась с Земли) на включение катушки. В ней появлялось магнитное поле, которое взаимодействовало с магнитным полем Земли и возвращало аппарат в исходное положение. Следует также отметить, что на Земле принимались серьезные меры по уменьшению магнитного поля спутника -были установлены технические требования к его величине, а также организованы соответствующие эксперименты по его изучению.
Для подавления прецессии, возникающей из-за неточной центровки спутника в условиях различного притяжения Земли различными ее точками, использовался установленный на борту тороид, наполовину наполненный вязкой жидкостью. Он размещался в верхней части отсека аппаратуры, перпендикулярно оси вращения спутника [2, с.80].
Таким образом, на борту спутника установили по одному устройству, предназначенному компенсировать каждую гипотетическую причину нарушения положения спутника в пространстве.
Особенность первых американских работ по созданию ИСЗ состояла в том, что уже тогда появилась практика тесного взаимодействия проектных и экспериментальных работ. В самом деле, спроектировать тороидальную систему подавления прецессии только на основе расчета было бы в принципе невозможно, так как вычислить время реагирования этой системы было очень трудно. Поэтому этот и некоторые другие параметры этой системы определялись экспериментальным путем. Полученные данные передавались затем проектировщикам, которые вносили их в проект, вновь следовал эксперимент и т.д., до получения благоприятного результата. Детерминация проектных работ осуществлялась со стороны практики (эксперимента) как в ходе самого проектирования, так и на этапе наземных испытаний, когда проектирование было в основном закончено. Конечно, большое значение имели и летные испытания, по результатам которых в проект ИСЗ данного типа вносились иногда весьма серьезные коррективы.
В условиях, когда на этапе проектирования не представлялось возможным выбирать наиболее надежные конструкции, американские специалисты принимали весьма серьезные меры по наземной отработке спутников, которая была чрезвычайно обширной, глубокой и, как следствие, дорогостоящей.
Условно все эксперименты можно классифицировать по структуре спутника следующим образом: эксперименты с каждым комплектующим элементом; с каждым блоком; со всем аппаратом в целом.
Например, на ИСЗ "Тельстар" использовалось 58800 триодов и диодов, и все они были подвергнуты многомесячным испытаниям, причем на каждый из них была заведена техническая документация [11, с.53]. Только элементы, не имевшие отказов, применялись для монтажа аппаратуры.
Каждый блок проходил испытания на функционирование при имитации наиболее неблагоприятных условий окружающей среды (полета). Наиболее важные блоки, такие как источник питания, блок телеметрии, сопровождения и управления, СВЧ-ретранслятор — собирались отдельно. После измерения основных параметров, они собирались в единый комплекс, который и испытывался на воздействие внешних условий.
После доставки спутника на техническую позицию он подвергался проверке на функционирование, а затем испытывался на пусковой установке. После этого вся система в сборе — ракета-носитель + спутник — подвергалась уже на стартовой позиции приемо-сдаточным испытаниям.
Из сказанного, в частности, следует еще одна условная классификация испытаний спутников — по этапам его производства и продвижения к моменту запуска.
В ходе производства и аппаратура, и весь спутник подвергались проверочным и приемо-сдаточным испытаниям. Для проверочных испытаний создавался образец спутника, подобный штатному, но не предназначавшийся для запуска. Это довольно интересный момент в американской практике. Создание такого образца требовало серьезных затрат, но на это приходилось идти, поскольку нельзя было обеспечить требуемый уровень надежности на стадии проектирования за счет выбора соответствующей конструкции.
Этот идентичный образец служил для испытаний в более жестких условиях, чем те, в которых мог изучаться штатный спутник. При этом методика экспериментов выбиралась таким образом, чтобы из-за более широких условий экспериментов не появлялись дополнительные отказы, искажающие реальную картину.
При приемо-сдаточных испытаниях аппаратура штатного спутника включалась на некоторое время для того, чтобы выявить дефекты производства. Конечно, это время ограничивалось с тем, чтобы аппаратура не выработала большой ресурс [2, с.95]. Работа со штатным спутником требовала большой осторожности. Если при проверочных испытаниях происходили перегрузки некоторых элементов, то последние на спутник не устанавливались. Если какие-то элементы подвергались удару, то они на спутник также не устанавливались, даже если их технические характеристики оставались в норме или вообще не изменялись.
Все спутники и их аппаратура подвергались испытаниям на герметичность, испытаниям по балансировке, измерению момента инерции, определению магнитного момента, проверке калибровки телеметрической аппаратуры, измерению электрических характеристик антенн и пр.
Проверка герметичности осуществлялась путем наполнения того или иного прибора (любого герметичного отсека, в том числе и самого космического корабля) гелием и измерением его утечки с помощью масс-спектрометра. Эксперимент проводился дважды — до вибропрочностных и тепловых испытаний и после них.
Балансировка также производилась дважды — сначала грубая, а затем точная, причем сначала на опытном, а затем и на штатных образцах спутника. Балансировка была такой, чтобы максимальное смещение центра тяжести спутника относительно оси его вращения не превышало 0.1 мм, а отклонение главной оси спутника было меньше 0.008 рад.
Для обеспечения стабилизации положения спутника добивались, чтобы отношение его момента инерции относительно оси вращения и поперечных осей было больше единицы.
Магнитный момент также измерялся как для опытного, так и для летного образцов. С этой целью спутники вращались внутри катушки индуктивности. При этом измерялось возникающее переменное напряжение на ее выходе. Если магнитный момент превышал допустимую величину, в спутник вмонтировались постоянные магниты. Испытания проводились в различных условиях, в том числе и при освещении солнечных элементов "солнечным" светом для определения магнитного поля, возникающего при прохождении тока по проводам.
Калибровка телеметрической аппаратуры производилась в последнюю очередь — перед отправкой спутника на полигон.
Весьма серьезно измерялись диаграммы направленности и поляризационные характеристики антенн СВЧ-ретранслятора и блока телеметрии, сопровождения и управления. Так, например, на спутнике "Реле" это осуществлялось таким образом. С помощью макета контейнера спутника сняли диаграмму направленности СВЧ-антенны в восемнадцати плоскостях, проходящих через ось вращения спутника (т.е. через 10°), что позволило определить диаграмму направленности в пределах 360°. Затем определялись диаграммы направленности для тринадцати конических, отстоящих друг от друга на 10° поверхностей (оси конусов совпадали с осью вращения спутника), что позволило охватить сектор в пределах 20-140°. Эти измерения проводили для каждой из двух передающих антенно-фидерных систем, а также для приемной антенно-фидерной системы. Кроме того, были определены коэффициенты развязки между входами всех трех антенно-фидерных систем, а также коэффициент стоячей волны в комбинированной коаксиальной линии. Аналогичные измерения были сделаны для антенно-фидерной системы блока телеметрии, сопровождения и управления. Отличие состояло лишь в том, что для конических поверхностей диаграмма направленности снималась в пределах от 20 — 120° примерно через каждые 20°. Определялся также и коэффициент развязки между антенно-фидерными системами двух телеметрических передатчиков и двух командных приемников системы управления.
Перед отправкой на стартовую позицию собранный спутник установили на подъемник и проверили диаграмму направленности.
Чрезвычайно серьезно проводились испытания на воздействие внешних условий на конструкцию и работу спутника.
Отдельные блоки аппаратуры и весь опытный образец испытывались на воздействие перегрузки. Испытываемый образец укреплялся на конце вращающейся консоли длиной 3.6 м, раскручивался до почти 30-кратной перегрузки и выдерживался при ней примерно три минуты. В ходе эксперимента работали передатчики телеметрической системы и командные приемники системы управления.
Поскольку в полете спутник стабилизировали вращением, на Земле его также вращали в течении 5 часов. При этом опытный образец вращался со скоростью в 1,25 раза больше максимальной скорости вращения в реальных условиях. Летный образец имел скорость чуть ниже штатной. В ходе испытаний включались ретрансляторы на 36 мин. с перерывом в 127 мин., т.е. производились испытания их работы на орбите.
При температурных испытаниях опытный образец без аккумуляторной батареи помещали в термобарокамеру и выдерживали там при предельных для аппарата температурах (-30° — +60°С) в течении шести часов. При этом проверяли способность конструкции неработающей аппаратуры выдерживать эти температуры. Затем включали отдельные блоки аппаратуры опытного аппарата и работали в течении полного рабочего цикла при предельных температурах (-5° -+35 С), т.е. при расширенном по отношению к штатному на 10° в каждую сторону диапазоне температур. Аппаратуру летного образца включали при температурах, соответствующих ожидаемым в реальных условиях космического полета (+5° — +25°С).
Отдельные блоки опытного образца и опытный образец в сборе подвергались испытаниям на влагостойкость с целью подтвердить, что он выдерживает 24-часовое воздействие при почти 100%-й влажности и температуре +30°С. Кроме того, при испытаниях фиксировали время, в течение которого характеристики аппаратуры возвращались к первоначальному их значению.
При испытаниях на вибропрочность испытываемый блок устанавливали в специальный стенд-контейнер, а остальные блоки заменяли искусственной нагрузкой. Определялась резонансная частота ракеты-носителя, и в ее пределах проводили особо тщательные исследования, хотя экспериментальный диапазон частот был существенно шире резонансной частоты. Так, если для ракеты-носителя "Тор-Дельта" резонансная частота составляла около 600 Гц, то испытания проводились в диапазоне 5 — 5000 Гц.
Наиболее трудоемкими и методологически сложными были тепло-вакуумные испытания. Их цель состояла в определении температуры аппаратуры спутника при его полете по орбите. В ходе этих испытаний изучалась работоспособность аппаратуры при определенном перепаде температур и при воздействии солнечных лучей. Экспериментальная установка поддерживала вакуум около 10-4 мм.рт.ст., что исключало передачу тепла за счет естественной конвекции воздуха. Такого рода испытаний было несколько типов:
1. Блоки аппаратуры испытывали при предельных значениях температур также, как и при описанных выше температурных испытаниях, но в вакууме. Последнее обстоятельство приводило к тому, что распределение температур по объему всего блока было иным, чем при температурных испытаниях, так как отсутствовал отвод тепла за счет естественной конвекции. Соответствующую температуру блоков спутника достигали регулированием температуры стенок тепловакуумной камеры. Каждый блок выдерживали при каждом из предельных значений температуры (для опытного образца — на 10°С ниже минимальной и на 10 С выше максимальной рабочей температуры), а для блоков летного образца — при температурах 0°С и +25°С. При таких температурах блоки работали минимум два рабочих цикла.
2. Опытный образец испытывали для определения температур в некоторых наиболее важных точках спутника при орбитальном поле те. С этой целью две охлажденные до -110°С пластины размещали в непосредственной близости от верхней и нижней ("полюсов") поверхностей спутника. Нагревом стенок тепловакуумной камеры до некоторых, найденных расчетом температур имитировался нагрев боковой поверхности спутника лучами Солнца. Испытания проводились при температурах, соответствующих положению оси вращения спутника относительно Солнца под углами 60°, 90° и 120°. Температуру отдельных точек измеряли с помощью термопар по телеметрическим каналам.
3. Опытный и летный образцы спутника подвергали испытаниям на воздействие солнечных лучей. С этой целью образцы последовательно размещали в вакуумной камере, стенки которой охлаждали до -110°С. Строго говоря, температура космоса составляет 4°К, однако охлаждение стенок до указанной температуры (-110 С) вполне достаточно для имитации теплообмена спутника с космосом. Вакуумная камера имела имитаторы солнечного излучения. При испытаниях самых первых ИСЗ их еще не было, но вскоре они появились и позволили воспроизвести с достаточной точностью спектр солнечного излучения, а это, в свою очередь, позволило испытывать особенности поведения материалов и корпуса спутника в условиях, близких к орбитальным. В ходе испытаний имитировали также и заход спутника в тень Земли. Для этого имитаторы солнечного света отключались, и аппарат начинал охлаждаться в течение времени максимальной тени, потом опять включались имитаторы.
На полигоне спутник подвергался испытаниям, проводившимся, во-первых, после прибытия на полигон при подготовке к запуску, во-вторых, после его подстыковки к ракете-носителю, и, в третьих, на пусковом столе.
Интересно, что после прибытия спутника на полигон, он проверялся ежедневно. При этом проверялись источник питания и вся аппаратура радиосвязи, включая имитацию передач телевидения и запоминания принимаемых сообщений. Кроме того, проверялась также научная и прочая аппаратура, входящая в так называемые рабочие системы спутника (например, аппаратура измерения радиации), а также некоторые его служебные системы: индикатор положения Солнца и искусственная вертикаль.
До подключения спутника к носителю и сразу же после этого проверялись источники питания, командная система управления и СВЧ-ретрансляторы. При проверках с помощью параболических наземных антенн на спутник подавались соответствующие команды управления и включения телеметрической аппаратуры. Прием сигналов осуществлялся на другие наземные антенны.
Несмотря на серьезные мероприятия по наземной отработке спутников, последние имели, как уже не раз отмечалось, частые отказы на орбите, причина которых состояла прежде всего в том, что надежность спутника нельзя было в полной мере обеспечить еще на этапе проектирования. Кроме того, анализ наземных испытаний показывает, что и они имели недостатки, поскольку методология их проведения еще находилась в стадии своего становления. Некоторые испытания были избыточны. Например, ежедневная проверка аппаратуры после прибытия спутника на полигон была не обязательной — можно было бы ограничиться ее проверкой перед установкой спутника на носитель. Лишним и дорогостоящим было изготовление опытного образца, адекватного штатному. Различного рода тепловые и тепловакуумные испытания во многом дублировали друг друга.
С другой стороны, наземная отработка в некоторых аспектах была еще и недостаточной. Например, на Земле еще не проводились испытания работы солнечных батарей в условиях вакуума, низких и высоких температур.
Кроме того, испытания были еще и несовершенны. В самом деле, в реальном полете вибрация, перегрузки и вакуум воздействуют на спутник (аппаратуру) одновременно, а на Земле их воздействие изучали по отдельности.
Для того, чтобы методология испытаний совершенствовалась, нужна была своего рода обратная связь с практикой. Другими словами, нужна была статистика отказов на орбите, которая как раз и "подсказала" бы, какие испытания следует проводить дополнительно и как усовершенствовать испытания, уже проводящиеся, для того, чтобы этих отказов избежать.
С другой стороны, развитие методологии испытаний детерминировалось и располагаемой техникой — наземной экспериментальной базой, которая на начальном этапе освоения космоса отставала от потребностей практики.
Надежность первых американских ракет и ракет-носителей была сравнительно низкой. Так из 11 запусков "Авангардов" успешными оказались только три [4, с. 17]. Неудовлетворительными были и многие запуски "Атласов", "Титанов", "Торов". В 1958 г. из 17 запусков ракет-носителей 12 окончились неудачей, в 1959 г. из 19 попыток неудачными оказались 8, в 1960 г. из 29 -13 [4, с. 39]. Из девяти попыток запусков космических аппаратов "Пионер" на Луну, предпринятых в 1958-1960 гг., семь закончились неудачно из-за неполадок ракет-носителей.
С такой статистикой американские специалисты мириться, конечно, не могли. Они начали предпринимать значительные усилия по повышению надежности технических объектов.
В конце 50-х — начале 60-х годов, были разработаны основы комплексной программы по решению проблемы надежности. Она предусматривала необходимость выработки четких требований к конструкции, включавших в себя такие составляющие, как требования к принципам разработки надежных элементов, стандартизацию, предварительные наземные испытания узлов, систем и их элементов, контроль за режимом и условиями эксплуатации. Программа акцентировала внимание специалистов и на необходимость мероприятий по повышению надежности при производстве, контроле качества, хранении, транспортировке и эксплуатации.
На фирме "Аутонотикс" разработали специальную программу приемо-сдаточных испытаний микроэлектронной аппаратуры, в соответствии с которой производились эксперименты по воздействию вибраций, ударов, термонагрузок. После этого элементы хранились три месяца под током, затем монтировались на печатные платы и вновь находились под током от 250 до 1000 часов.
При разработке ракеты "Минитмен" была поставлена задача повысить надежность радиоэлектронных схем в 100 раз. На ее решение отпустили 20 млн. $ [6]. В результате для этой ракеты были разработаны новые элементы. Например, новая система автоматического управления была легче старой из-за использования двух гироскопов с двумя степенями свободы вместо трех одностепенных; вместо 23 типов транзисторов стали применять всего 6; было введено охлаждение электронного оборудования с помощью циркулирующей жидкости. При этом учитывалось, что при охлаждении электронной аппаратуры на каждые 10°С, ее надежность повышается вдвое [6]. Проектировщики стали уменьшать на ракетах число всевозможных узлов, клапанов и пр. Так, если число электро— и пневмоклапанов на ракетах в 1955 г. составляло 88 шт., то в 1958 г. — 33 шт., а в 1960 г. — 5 шт. [14, с. 140].
Существенно начали изменяться условия производства. Внедрялась автоматизация производственных процессов. Например, топливная смесь ракеты "Минитмен" изготавливалась на полностью автоматизированных линиях. Ими управляли от ЭВМ, в память которых вводили данные о рецептуре топлива, весовом соотношении компонентов и допустимых отклонениях (0,1%). При этом контроль качества осуществляли гамма— и ультразвуковыми установками, позволявшими определить дефекты в топливных зарядах, бетатронными и линейными ускорителями. Средствами контроля были снабжены не только производственные цехи, но и приемные пункты арсеналов и военных баз.
В производственных помещениях, где производились элементы систем управления, поддерживалась заданная температура (в пределах +-0.5°С), влажность (+-0.2%), количество пыли в воздухе (размер — 0.3 мкм при 1000 шт. в 1 дм3). Транспортировка ракет осуществлялась в термоупаковке на специальных транспортерах [6, 7].
С начала 60-х годов началась автоматизация операций по подготовке к пуску ракет. Полученный опыт переносился и на космические аппараты, где также много делалось в области надежности.
В первой половине 50-х годов, начала разрабатываться теория надежности. В мае 1954 г. в Нью-Йорке состоялся первый национальный симпозиум по этой проблеме [8]. В то время появилось довольно много научных работ по общей теории надежности (см., например, [9-13]).
В начале 60-х годов в методологическом подходе к разработке ракет и космических аппаратов в США произошел качественный скачек, сущность которого состояла в переносе основной тяжести испытаний с летных на наземные.
В этот период создается уникальная экспериментальная база, позволяющая проводить огневые испытания не только крупных двигателей, но и целых ракетных блоков полномасштабных космических аппаратов принципиально больших размеров.
Выводы
1. Разработка первых космических аппаратов осуществлялась в рамках преодоления следующего противоречия: Для того, чтобы спроектировать космический аппарат, следовало знать в каких условиях он будет работать. Но для этого, в свою очередь, необходимо было таким аппаратом располагать (запустить) с тем, чтобы изучить соответствующие условия космоса.
2. Частые отказы ИСЗ США, наблюдавшиеся на орбитах, несмотря на серьезные мероприятия по наземной их отработке, объяснялись прежде всего тем, что из-за низкой грузоподъемности существовавших в то время ракет-носителей надежность спутников нельзя было обеспечить еще на этапе проектирования.
3. Наземные испытания, несмотря на их всесторонность и большую стоимость, были методологически несовершенны. Некоторые из них были избыточны (например, ежедневная проверка аппаратуры на полигоне или испытания на опытном образце, в качестве которого использовался штатный спутник), а другие — недостаточны (например, не проводились испытания работы солнечных батарей в условиях вакуума, низких и высоких температур).
4. Совершенствование методологии испытаний закономерно осуществлялось, преимущественно, на основе анализа причин отказов на орбите (а также, частично и в ходе наземных испытаний). Поскольку другого выхода в то время не было, отказы на орбите до известной степени были предопределены. Поэтому можно сделать вывод о том, что именно эта особенность логично должна была приводить и к отказам в пилотируемых кораблях, а, возможно, и к их катастрофам (как это и случилось в действительности с В.М.Комаровым, экипажами "Союза-11" и "Челенджера").
Литература и источники.
1. Проект "Тельстар". Спутники связи. М., 1966. С.44-65.
2. Р. Уилмот. Спутник "Реле". Там же. С.66-106.
3. Г.М. Салахутдинов. К анализу неформализованных методов проектирования ракетно-космической техники на основе истории // Из истории авиации и космонавтики, М., 1987. Вып. 57. С. 16-46.
4. И.Н. Бубнов. Краткий очерк развития космических ракет-носителей США // Из истории авиации и космонавтики, М., 1964. Вып. 2. С. 3-55.
5. Т.М. Child. Elecronic parts reliability reqirements and concepts // Proceedings of Forth National Simposium on Reaiability and Quality Conttroi in electronics. 1959, p.30-39.
6. B. Covit. Gettins Realiable Components for Miniteman Guidance // Space / Aeronautics. 1961, v.35, № 1, pp.143-160.
7. Lessons Learned in Rocket Reabilty // Engineering. 1961. V. 191, № 4945.
8. E.N. Manuel. Electronics Reability in Minuteman GJHC //. er Electronic News. 1965, v. 10. № 473, sec. 2, p. 58.
9. S.C. Morrison. Requirements for Achieving Reliability of the Minuteman Misseles Born Electronic Equipment // Proceeding of the Fifth National Simposium on Relliabity and Quality Control in Electronics. January 12-14, 1959, p.73-78.
10. R.A. Lusser. Study of methods for Achieving Relibility of Guided missiles // NAMTC Technical Report, N 75, US Naval Air Test Center. 1950, July 10.
11. R. Lusser. Planing and Counducting Test Programs for Guided Missiles. // NAMTS Technical Memorandum, N 70, US Naval Air Nest Center. 1952, June 20.
12. R. Lusser. The Statistical aspect of Realiability // Electronics Applications Reliability Review. 1953, №2.
13. V. Harris. Aspects of Electronic Equipment Reliability // Proceeding of the National Elecronic Cofernse. Chicago, Jllinois. 29-30 Sept.-I Oct. 1952. V. VIII. p. 142-250.
14. Proceeding of the Sixth National Simposium on Reliability and Quality Control in Electronics. 1960, January 11-13.
* * *
О НЕКОТОРЫХ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМАХ
ИСТОРИИ КОСМОНАВТИКИ.*
*письмо, присланное Г.М.Салахутдиновым в редколлегию сборника октября 1996 г.
В Вып. 66 сборника "Из истории авиации и космонавтики" была помещена рецензия [1] сразу на несколько работ по истории космонавтики, в том числе и на мою научно-популярную книгу "Приключения на орбитах", выпущенную издательством МАИ в 1993 г.
Поскольку все основные замечания рецензента были вполне осознанно "запрограммированы" мною еще на стадии подготовки рукописи, то я посчитал возможным не отвечать на них. Однако эта рецензия еще раз наглядно высветила серьезное методологическое отставание некоторых историков космонавтики от потребностей времени.
Создается впечатление, что за прошедшее после начала перестройки десятилетие в истории техники в методологическом плане ничего не изменилось. Остались прежними, например, представления о том, что история должна быть единой и правильной (читай: написанной в рамках марксистско-ленинской диалектики и исключительно с позиций интересов ЦК КПСС), что человек оценивается по его идеологическому облику (см. у Ю.В.Бирюкова: "беглый" журналист Л.Владимиров), а не по поступкам, делам; что Человек — это не цель развития техники (общества), а всего лишь средство для решения задач, диктуемых принятыми идеологическими установками. По-прежнему живет и здравствует стремление к вождизму, разделяющее общество на вождей, которые возводятся в ранг святых, и толпу, которой отводится роль статистов в истории.
Конечно, в небольшой работе нет возможности рассмотреть обширный круг методологических вопросов, поэтому остановлюсь лишь на некоторых, изначально важных из них, для иллюстрации которых как нельзя кстати оказывается и моя книга [2], и рецензия на нее [1].
Некоторые историки космонавтики полагают, что хорошей может считаться работа, в которой нет неточностей в фактическом материале, что нельзя историку пользоваться вторичными источниками, что недопустимо использовать устные источники.
Подобного рода суждения уместны для начинающих исследователей, но совершенно неприемлемы для профессионалов. Нет плохих источников, есть плохие исследователи.
Все историко-технические исследования можно условно разделить на две группы: фактологические и аналитические. Цель первых заключается в аккуратном "конструировании" историко-технических фактов. Научный факт не тождественен сведению из источника. Он представляет собой некую "конструкцию" из некоторой совокупности сведений. (Отсюда, кстати, вытекает вопрос о том, а правильно ли факт сконструирован. Некоторые серьезные ученые утверждают, что историческое прошлое познать невозможно, поскольку почти все источники в известной мере субъективны, а при "конструировании" фактов историком на представления об объективной реальности накладывает свой отпечаток и его субъективизм.)
Иногда такие работы называют описательными. Их спектр чрезвычайно широк — от биографий исторических героев (на наш взгляд, это самые простые в исследовательском смысле работы, не поднимающиеся, как правило, выше элементарной фиксации фактов) до "тонких" историко-технических исследований, таких, например, как выяснение причин гибели Ю.А.Гагарина, или изучение вопроса о том, летал или нет самолет А.Ф.Можайского, когда в "канву" рассуждений вводятся математические расчеты, эксперименты, хитроумные логические построения.
Работы второй группы (аналитические) в истории техники — большая редкость. Их цель состоит в разработке некоторой концепции исторического прошлого. Результаты описательных исследований выступают здесь в качестве исходного материала. Исследователь при разработке своей концепции не претендует на введение в оборот новых научных фактов. Он довольствуется фактами старыми, причем свои рассуждения он проводит на всей совокупности доступных для него на данный момент фактов, и ложность, скажем, одного из них не приводит, поэтому, к ложности всей концепции.
Научная ценность моей книги, с моей точки зрения, состоит в разработке новой концепции исторического прошлого космонавтики. Именно она, эта концепция (я называю ее концепцией ориентации космонавтики на человека) популяризируется в ней. Поэтому, принимая априорно все замечания о " неточностях "... в сути конкретных фактов, в датах и именах, технических терминах, в переводе на русский язык и просто в орфографии [1, с. 154], я решительно не согласи с замечанием о "... неточности ... в оценочных философских суждениях".
Чтобы опровергнуть философские концепции или отдельные "философские суждения", необходимо "обнажить" их внутренние противоречия, что мои читатели пока еще сделать не могут, хотя некоторые из них и очень стараются.
Не могу воспринять также и упрек в использовании вторичных источников. Не в них дело, поскольку использование одних только первоисточников также не исключает возможных неточностей в результате, например, неправильной интерпретации авторами исторических текстов и пр.
К сказанному следует добавить, что не следует отождествлять научно-исследовательскую литературу с научно-популярной. Одна из особенностей последней состоит в том, что ее авторам приходится пользоваться, в основном, внеисточниковой информацией, в том числе и "...околокосмическими слухами, домыслами и анекдотами" [6, с. 150]. В работе [2] действительно все это есть, что с моей точки зрения ее и украшает, является ее несомненным достоинством.
Наконец, подчеркнем, что единственно-приемлемый способ оценки той или иной научной работы состоит в анализе значимости содержащихся в ней новаций, а не степени ее соответствия сиюминутным идеологическим установкам, утвердившемуся мнению общества или какой-то его части, существующим интересам ведомств и пр. И уж, конечно, это не школьный диктант, где отметки выставляются за количество пропущенных в тексте запятых.
Историю космонавтики можно написать с позиций разной парадигмы мышления. Она может быть представлена, например, с позиций интересов космонавтов, или МОМа, или ЦК КПСС, или общечеловеческих интересов. Технические факты и события во всех этих историях будут одни и те же, а вот сами эти истории будут разными.
Казалось бы, что после апреля 1985 г. в литературе появятся десятки концепций прошлого космонавтики, начнется серьезный и вдумчивый анализ ее достижений и недостатков, путей ее дальнейшего развития.
Однако ничего подобного не произошло. После двух-трех моих совместно с академиком В.П.Мишиным статей, посвященных методологическим вопросам развития космонавтики [3-5] в печати ничего из теории не появилось.
Работа [2] двухъярусная: поверхностный читатель увидит в ней захватывающие дух приключений на орбитах, профессиональный историк — новую концепцию исторического прошлого космонавтики. Эта работа написана с позиций общечеловеческих ценностей, а поскольку интересы ЦК КПСС, МОМа в прошлые годы во многом не совпадали с интересами общества, постольку и моя книга должна закономерно вызывать противодействие со стороны сотрудников и сторонников этих организаций.
Рецензия [1] написана с позиций узковедомственных интересов, поэтому-то в ней и ощущается это противодействие."... автор ... пытается развенчать романтизм и героизм космонавтики" [1, с. 150]. Утверждение это явно несостоятельное, поскольку героика космоса находится в центре внимания этой книги. "...У автора была... задача: принизить значение человека в космосе, достижения пилотируемой космонавтики вообще и отечественной в особенности" [1, с.151]. В советский период обвинения в принижении роли отечественной космонавтики было тождественно обвинению в непатриотизме, в идеологической диверсии.
Возможно, что эти замечания и не появились бы, если бы издательство МАИ, оказавшись в труднейших условиях, не сократило в рукописи последний раздел и, главное, заключение, что не позволило мне в концентрированной форме изложить свое отношение к пилотируемой космонавтике. Вместе с тем, моя позиция активно представлена в тексте книги. Об этом мы еще поговорим ниже, а сейчас отметим только одну ее компоненту.
В советский период с ассигнованиями в космонавтике сложилась такая ситуация. В 1987 г. в СССР на нее было истрачено 30 млрд. долл. [7], т.е. больше, чем во всех странах мира вместе взятых. В США после окончания "лунной" программы проводились работы только по "Space Shuttle" (имеются в виду лишь пилотируемые полеты), а так же эксплуатировалась орбитальная станция "Skylab" (3 экспедиции) и корабль "Apollo" (одна экспедиция по совместной советско-американской программе). У нас в стране разрабатывались "Буран", "Энергия", станция "Мир" и ее модули, регулярно запускались станции "Салют" (6 штук в 70-е годы), корабли "Союз" (18 штук), "Прогресс" (11 штук), а значит, "сжигались" ракеты-носители. Кроме того, ежегодно в космос выводилось примерно 150 ИСЗ, в то время как в США примерно 20 штук.
Все эти и другие чрезмерные расходы перенапрягали страну, что закончилось для нее трагично. Мы проиграли экономическое соревнование с капитализмом, тем самым разрушили свою экономику, а вместе с ней — и космонавтику. Интересы ЦК КПСС или МОМа были противоположны не только интересам общества, но и своим истинным интересам.
Поиск истинных (а не ложных) интересов космонавтики, оптимальных путей ее развития является всегда актуальной, имеющей непреходящее значение методологической задачей.
Я считаю своей заслугой то обстоятельство, что, насколько мне известно, впервые поставил эту задачу, и по мере своих сил и возможностей приступил к ее решению, разработав для начала свою концепцию исторического прошлого.
Человечество накопило огромный опыт в проектно-конструкторской и изобретательской деятельности. Но вот чего не умеет делать наше общество, так это управлять процессами развития техники. До сих пор даже задача о разработке каких-либо теоретических основ этого развития не ставилась.
Вместе с тем хорошо известно, что между предметом и методом исследования историк располагает свое мировоззрение. История, разработанная им, окажется правильной только в том случае, если это мировоззрение будет прогрессивным. А вот какое из них прогрессивное, а какое регрессивное — станет известно лет эдак через сто (да и то с большими оговорками). Но только с позиций прогрессивного мировоззрения можно судить о том, кто превышает ныне, а кто принижает роль пилотируемой космонавтики. Попытка выявить это мировоззрение — приоритетная методологическая задача, полное решение которой сейчас вряд ли возможно, но любое продвижение в этом вправлении стоит затраченных усилий.
Понимая все это, мы ни в коей мере не пытались давать оценку необходимого уровня развития космонавтики (это фактически сделал за нас рецензент). Речь в книге идет о другом. Мы считаем, что пилотируемая космонавтика должна быть ориентирована не на ложные идеологические установки, а на повышение уровня и качества жизни людей, что следует правильно распределять задачи между пилотируемыми кораблями и автоматами, что не следует подвергать космонавтов дополнительному риску, а у общества отторгать огромные средства из-за прихоти, теоретической неграмотности руководства страны или по каким-либо иным несостоятельным причинам.
Словом, мировоззренческая основа нашей книги — это, как уже отмечалось, ориентация космонавтики на человека. Рецензия написана с простых ведомственных интересов (неважно, что дает космонавтика обществу, лишь бы было побольше дорогостоящих заказов, а за их выполнение — звук фанфар, бой литавр), которые вряд ли наши потомки признают прогрессивными (хотя, конечно, они в полной мере оценят технологические достижения).
Серьезнейший методологический и нравственный вопрос, вставший со всей своей силой на заре развития космонавтики, состоял в обеспечении необходимого уровня безопасности полетов.
В то время к гуманитарным проблемам космонавтики никто науку привлекать не собирался, и этот вопрос решался на основе интуиции и здравого смысла инженеров, совершенно к нему не подготовленных.
Н.П.Каманин, который по роду своей деятельности должен был заботиться о подготовке космонавтов, в том числе и о ее медико-биологических аспектах, считал, что нужно "...летать чаще, повторить суточные полеты и постепенно последовательно подходить к полетам с продолжительностью 3, 5, 10 и более суток" [6, с.122]. (О том, как решался этот вопрос при подготовке к полету КК "Восток-3" и "Восток-4", можно прочитать в [6] на с. 94, 95, 97, 122, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 144, 152, 153. Кратко можно резюмировать, что на основе волевого метода, даже без попыток разработки какого-либо методологического подхода.)
Позиция С.П.Королева и др. была иной. Несмотря на большой риск для здоровья космонавтов, обеспечивать более длительные полеты резкими скачками [6, с. 12]. Моя позиция, изложенная в книге, близка к позиции Н.П.Каманина, но не совпадает с ней полностью. Я считаю, если говорить кратко, что целью космических полетов должно было стать здоровье космонавта и его безопасность, а не выполнив технической (идеологической) программы.
Поэтому отправлять людей в космос без жгучей потребности в этом на баллистических ракетах, не способных обеспечить необходимый уровень безопасности полета — безнравственно и не достойно цивилизованного общества. Конечно, последствия для здоровья космонавтов от пребывания в космосе должны были более или менее надежно прогнозироваться, и увеличивать продолжительность полета нужно было крайне осторожно, поскольку условия космоса могли воздействовать на организм космонавтов на генетическом уровне.
Ниже мы еще раз вернемся к вопросам безопасности полетов, а здесь отметим, что книга Н.П.Каманина вышла на несколько лет позже нашей, и все эти проблемы мы выявили самостоятельно из фактического материала — настолько очевидным было в то время пренебрежение жизнью и здоровьем космонавтов.
Конечно, в этом вопросе рецензент прямо и определенно стоит на позиции С.П.Королева и др. [1, с.151], т.е. на античеловеческих позициях, которые попросту не возьмется оправдывать ни одна гуманитарная наука. Впрочем, беда не только в том, что такая позиция когда-то существовала, а в том, что до сих пор не перевелись ее носители, для которых жизнь человеческая ничего не стоит.
Историк науки, как и ученый любой другой ориентации, не имеет права быть догматиком, находиться в плену отживших идей, идеологических установок, традиций и пр. Он должен обладать самостоятельным, независимым мышлением.
В книге четко и однозначно высказывается казалось бы, тривиальное методологическое положение о том, что "...лидирующее положение одной страны даже в такой наукоемкой области, как космонавтика, не может служить убедительным свидетельством преимуществ ее социально-экономической системы. Но мысль о том, что именно социализм является "стартовой площадкой" ракет, что наши успехи в космосе неоспоримо свидетельствуют о преимуществах социализма над капитализмом "красной нитью" проходила через многочисленные выступление Н.С.Хрущева..." [2, с.48].
Рецензент пишет буквально следующее: "Ставшее очевидным благодаря нашим космическим успехам ПРЕИМУЩЕСТВО НАШЕГО ГОСУДАРСТВА В РАЗВИТИИ НАУКИ И ТЕХНИКИ (выделено мною — Г.С.), организации работ по крупномасштабным проектам, развитии народного образования были признаны всем миром и привели ко многим реформам в преодолении этого отставания в других странах, в том числе и в США" [1, с. 153].
СССР временно опередил США в освоении космоса (это просто историческая случайность), раструбил по всему миру о преимуществах социализма, и тут же стал хронически отставать от США по всем статьям, опережая лишь там, где с нами никто и не соревновался, да и то, ценой огромных затрат.
В развитии науки и техники мы отставали от США, "держась на плаву" лишь в области вооружений. Кроме того, в США имелся колоссальный опыт организации крупномасштабных работ. Например, массовое преобразование во время второй мировой войны автомобильных заводов в авиационные, что в кратчайшие сроки превратило Америку в страну, лидирующую по количеству выпускаемых самолетов. Или, например, широкомасштабная конверсия авиационной (вообще оборонной) промышленности после войны, организация работ по атомной бомбе, по добыче и производству сплавов на основе редких металлов (бериллий, тантал, ниобий, титан, молибден и пр.). Да и развертывание работ по ракетно-космической тематике прошло в США по менее дорогостоящему пути с использованием освобождающихся после войны авиастроительных мощностей и опыта.
А реформа американского образования сама по себе "назрела" к 1957 г. Статья о ее недостатках публиковалась в одной из американских газет одновременно с комментариями о запуске первого спутника. Зачем понадобилось рецензенту повторять все эти издержки былой идеологической пропаганды?
Существует известное методологическое положение о роли личности в истории. Суть его проста: выдающаяся личность раньше других замечает какое-либо противоречие в жизни общества и находит пути его разрешения.
Это положение нам представляется правильным, но как же оно искажено историками космонавтики!
Если в США страной правят рядовые президенты, то в СССР правили вожди. Они, вожди, учили народ как ему жить, что делать. Критиковать вождя было нельзя. Постепенно развился вождизм в нашей науке и технике. Руководителям научных и прочих коллективов постепенно начали приписывать все достижения этих коллективов. Появилось и мышление вождизма, быстро нашедшее благоприятную почву, и это ни странно, и в истории космонавтики.
Без тени сомнения К.Э.Циолковский был назван основоположником теоретической космонавтики, т.е. человеком, который заложил теоретические основы всей космонавтики. Но К.Э.Циолковский имел крайне слабую теоретическую подготовку. Его работы — первые интуитивные догадки, изобилующие грубыми теоретическими ошибками (например, предложение охлаждать камеры ракетных двигателей "низкой температурой жидкого кислорода", т.е. размещая их в баке с кислородом, и пр.). Как же можно присваивать ему такой пышный титул? Заложить основы теоретической космонавтики вообще было не по силам не только одному человеку, но и всем пионерам космонавтики вместе взятым. Эти основы были заложены только после второй мировой войны, когда в развитие космонавтики включилась наука.
По этой же причине не могу согласиться и с обозначением С.П.Королева как основоположника практической космонавтики. (Тут имеется и еще одна неточность: основой практической космонавтики является наука). Ее основы были заложены усилиями многих ученых. Без Фау-2 (А-4) Вернера фон Брауна, например, С.П.Королев не знал толком, что такое жидкостная ракета. Кроме того, основы практической космонавтики закладывали одновременно и в СССР, и в США, причем огромной армией ученых и инженеров.
Вождизм имеет и более серьезную компоненту: вождя нельзя критиковать. Вот почему, в частности, нет работ, посвященных анализу ошибок пионеров космонавтики. Предпринятая, например, автором этих строк попытка поместить в комментариях переиздаваемых в начале 80-х годов трудов Ф.А.Цандера сведения об ошибках ученого сразу стала известна и в ЦК КПСС, и в Президиуме АН СССР и, конечно, окончилась ничем.
Уши" вождизма "торчат" и из цитируемой рецензии. В самом деле, не анализируя детально С.П.Королева как личность, я мимоходом бросил фразу о том, что "уникальность Королева определяется тем, о он, с одной стороны, идеально соответствовал административно-командной системе, а с другой стороны, умел действовать вопреки ей. Именно поэтому его успехи в космонавтике были грандиозны" [2, с. 103].
Казалось бы, банальное общее положение, безупречное и неуязвимое во всех отношениях, причем пригодное для любого технического руководителя того времени, добившегося значительных успехов. Но нет, рецензент тут же бросается в атаку, считая, что сказать так о Королеве совершенно недостаточно, а главное — далеко не точно.
Дело в том, что мышление вождизма требует броситься на защиту вождя, даже когда ситуация этого и не требует. Так, на всякий случай. И рецензент защищает вождя от М.К.Янгеля, от В.Н.Челомея, внесших большой вклад в развитие ракетно-космической техники, от конкуренции, которая была и остается жизненно необходимой для успешного развития космонавтики. Защищает он его и от Г.М.Салахутдинова. Рецензент пишет, что в книге представлено, будто "...руководителем советской космической программы ... был не С.П.Королев, а секретарь ЦК КПСС Н.С.Хрущев*'" [1, с.112] (т.е.опять якобы принижение роли С.П.Королева).
* Н.С.Хрущев был Генеральным секретарем ЦК КПСС — Г.С.
При этом он приводит ряд цитат из книги, подтверждающих, по его мнению, это суждение.
Ниже я приведу две цитаты из дневников Н.П.Каманина:
На одном из заседаний С.П.Королев сказал присутствующим: "13 июня [1962 г.] я был у Хрущева, он за трехсуточный полет..." [6, с.124] (Имеется в виду длительность полета "Востока-3" и "Востока-4").
18 августа 1962 г. "перед заседанием Смирнов и Королев разговаривали с Н.С.Хрущевым и Ф.Р.Козловым. Хрущев высказал мысль, что если по технике корабля и по состоянию здоровья Поповича нет никаких замечаний, то почему мы будем его обижать — нужно запросить Поповича, и если он желает и может летать больше трех суток, разрешить ему продолжить полет на четвертые сутки" [6, с. 152].
Но ведь по своему характеру эти цитаты как две капли воды похожи на приведенные рецензентом цитаты из моей книги. Каждый школьник знает, что Хрущев был политическим руководителем страны. Я в своей книге (а Н.П.Каманин в своих дневниках) наглядно показали, как осуществлялось это "политическое" руководство в космонавтике, и однозначно выступил против вмешательства политиков в дела, которые должны решаться по своей внутренней научной логике. Что же касается С.П.Королева, то он был техническим руководителем космонавтики и, насколько мне известно, на политическое руководство ею не претендовал. Поэтому "основоположника космонавтики" моя книга в этом ракурсе никоим образом не принижает, но и правду тоже не скрывает.
Рецензент, защищая С.П.Королева, пишет: "...Таких случаев, чтобы в угоду политическим соображениям Королев шел на осуществление неподготовленного в полной мере запуска в космос даже автоматов, не говоря уже о людях, не было" [5, с. 153].
Суждение это вызывает у меня серьезную озабоченность. Наверное плохо написана моя книга, не доносит она до читателя мою мысль о том, что все первые полеты были осуществлены из-за ложных идеологических установок, за счет дополнительного риска для космонавтов.
Вспомним хотя бы запуски "Восхода" фактически без средств спасения экипажа. А запуск первой женщины сразу на трое суток, а запуски "Востока-3" и "Востока-4" на четверо суток после настораживающих медико-биологических результатов, полученных при суточном полете Г.С.Титова. Впрочем, все не перечислить. Наверное, автору книги не мешало бы иметь побольше таланта, чтобы доступнее излагать. Хотя наверняка найдутся талантливые читатели, которые эту мою мысль все-таки заметят и поймут.
Каждый историк обязан овладеть системным анализом, поскольку в противном случае присущая любому человеку стихийная системность мышления может однажды серьезно подвести.
Вот, например, в работе [1] автор пишет: "...Создатели космической техники: проектанты, конструкторы, изготовители и испытатели делают все от них зависящее, чтобы [драматических] ситуаций не было" [1, с. 149].
На уровне отдельных элементов, систем ракеты это суждение верное. На уровне всей ракеты как системы — по крайней мере спорное. Дело в том, что по большому счету для запуска человека в космос, как уже отмечалось, нужно было создавать специальную ракету-носитель, а не ограничиваться использованием военных баллистических ракет, с помощью которых было принципиально невозможно обеспечить высокую безопасность полета.
Если сама система (в данном случае — ракета) спроектирована без учета необходимости обеспечить требуемую безопасность, то никакой отработкой элементов этой системы проблему безопасности решить не удастся.
На уровне всего общества, добавим, это суждение в корне неверное, поскольку безопасность полета — это вопрос не только технический, но и нравственный. Самую хорошую ракету можно запустить в грозовое облако (как это было с "Apollo-12") только для того, чтобы наземному персоналу не пришлось работать в рождественские праздники, и подвергнуть экипаж дополнительному риску.
Заканчивая рассматривать методологические проблемы истории развития космонавтики, хочу воспользоваться случаем и сказать несколько слов о самой книге. Итак, в книге популярно изложена моя концепция ориентации космонавтики на Человека. Впервые удалось выявить основной методологический подход к разработке подробной истории космонавтики. Эта история должна, в частности, показать, что освоение космоса было ни что иное, как продолжение классовой борьбы в космосе, которая велась на ложных идеологических установках.
С позиций этой нашей концепции мы еще в 1990 г. выступили за превращение пилотируемой космонавтики из "средства политических "игр" в средство повышения уровня и качества жизни советских людей" [2, с. 101], а также выступили против продолжения программы "Энергия-Буран" (в пользу других крылатых аппаратов), против полета в космос советского журналиста, против подготовки марсианской экспедиции. Мы также ратовали за прекращение бессмысленной космической гонки, за широкое международное сотрудничество, за разработку концепции освоения космоса, за оптимальное распределение космических задач между автоматами и пилотируемыми кораблями.
Столь серьезные практические результаты крайне редки в истории техники и не могут не радовать их автора и глубоких читателей, искренне заботящихся о судьбе космонавтики.
Автор выражает свою глубокую благодарность издательству МАИ за публикацию книги в тех совершенно немыслимых условиях, в которых оно находилось в тот период. Он благодарит также всех, кто направил ему свои отзывы и пожелания, или выступил в печати в качестве рецензента.
к-т.н. Г.М.Салахутдинов.
Литература.
1. Ю.В.Бирюков. Драматизм космонавтики в серьезном и поверхностном изложении // Из истории авиации и космонавтики. Вып.66. М., 1995, с.147-155.
2. Г.М.Салахутдинов. Приключения на орбитах. М., МАИ, 1993.
3. Г.М.Салахутдинов. Методологические проблемы развития космонавтики // Труды 24-х чтений, посвященных разработке научного наследия К.Э.Циолковского. Калуга, 12-15 сентября 1989 г.). Секция "К.Э.Циолковский и философские проблемы освоения космоса". М., 1991, с.28-40.
5. Еще раз о космосе (интервью Г.М.Салахутдинова с академиком В.П.Мишиным) // Наш современник. 1990. № 34. С. 4-5.
6. Н.П.Каманин. Скрытый космос. Т. 1. М., Инфортекст-ИФ, 1995.
7. Space Policy. 1988, v. 4, № 3, p. 244 — 252.