«Наука в СССР» 1986 №4
| Космической экспедиции предшествовали упорные тренировки на Земле со всеми видами инструментов и аппаратуры. На снимке (слева направо) : С. Савицкая, Ю. Глазков, И. Волк, В. Джанибеков осваивают один из приборов. Фото предоставлено Ю. Глазковым |
Орбитальная станция "Салют-7" находится в космосе с апреля 1982 года. В разное время в ее стенах работал 21 человек, причем большинство оставались на орбите в течение многих месяцев*. Дважды побывала там космонавт Светлана Савицкая**. Вместе с советскими экипажами на "Салюте-7" вели исследования первые космонавты Индии и Франции***. Разносторонние космические эксперименты по отечественным и международным программам космонавты выполнили с помощью размещенных на станции двухсот научных приборов.
*См.: А.Н. Березовой. Впятером на борту "Салюта". — Наука в СССР, 1983, № 3; А.В, Покровский. Здравствуй, комплекс! — Наука в СССР, 1984, № 5.
**См.: B.C. Губарев. 3 часа 35 минут в открытом космосе. — Наука в СССР, 1985, № 1.
***См.: В.М. Балебанов, Д. Сакотт. СССР-Франция: совместный космический полет, — Наука в СССР, 1983 № 3; А.Ф.Бессонов, Программа для Индии. — Наука в СССР, 1985, № 1.
Разумеется, при осуществлении беспрецедентных по сложности и насыщенности полетных программ возникали трудности, требующие от экипажей высокого мастерства, а подчас и незаурядного мужества. Один из эпизодов минувшего года заслуживает особого разбора, поскольку решения, принятые по неожиданно возникшим, на первый взгляд, неразрешимым проблемам, по своему значению далеко выходят за рамки конкретного полета.
...После того, как в октябре 1984 года завершила работу третья основная экспедиция (Л. Кизим, В.Соловьев, О. Атьков)*, станция была законсервирована, и на протяжении пяти месяцев Центр управления полетом поддерживал с нею лишь контрольную радиосвязь. И вдруг связь оборвалась. Передатчики "Салюта-7" не посылали на Землю никакой информации. Ситуация складывалась критическая. Угроза потери орбитальной лаборатории, с которой связывали большие надежды и планировали новые научные программы, становилась весьма реальной. Поскольку станция молчала, не было достоверных сведений о состоянии автоматических систем, неизвестны скорость вращения "Салюта-7", ориентация ее солнечных батарей, а следовательно, отсутствовали данные о том, поступает ли вообще энергия к аппаратуре и оборудованию. Ведь если радиоприборы отказали из-за пожара или внезапной разгерметизации корпуса, то могли стать неработоспособными и другие бортовые устройства: химические аккумуляторы электроэнергии, системы терморегулирования и поддержания газового состава атмосферы, научная аппаратура, комплекс управления движением. Дистанционно, с Земли, ничего проверить нельзя. В ответ на все запросы Центра управления полетом станция хранила упорное молчание.
*См.: А.Ф.Бессонов. Космический марафон. — Наука в СССР, 1985, № 3.
В общем инженеры и космонавты понимали, что единственным средством выяснить обстановку на ней, отладить оборудование и тем самым сохранить станцию смогут только человеческий ум и руки. А значит нужен запуск пилотируемого корабля. Понимали, конечно, и то, что задача предстоит сверхсложная. Обычно корабли идут на сближение после выхода в окрестности станции и установления прямой радиосвязи с ней. Стыковочный узел "Салюта-7" автоматически ориентируется в направлении приближающегося корабля, а на пульт космонавтам и на Землю непрерывно поступает информация о расстоянии между станцией и кораблем, скорости сближения и других параметрах относительного движения. Но, поскольку "Салют-7" молчит, надо рассчитывать на худшее: станция не будет помощницей при стыковке, более того — не исключено, что она "кувыркается" — вращается вокруг центра масс, а ее двигатели не включаются, т.е. автоматический режим сближения, причаливания и стыковки просто невозможен. Естественно, обычные — радиотехнические — средства корабля, использующие активный "ответ партнера", не годились для определения расстояния до станции и скорости сближения. Исходя из таких условий, а также учитывая неясность состояния систем обеспечения жизнедеятельности космонавтов внутри самой станции, необходимо было принимать решение о посещении "Салюта-7" людьми.
Трезво взвесив все "за" и "против", решение приняли: лететь. Тогда встала главная проблема — подготовка к операции, именуемой "стыковкой с некооперируемым объектом". При этом необходимо было прежде всего спрогнозировать орбитальное движение станции, в частности темп снижения высоты орбиты. Невольно приходил на память опыт американских коллег, когда станция "Скайлэб" вдруг стала непрогнозируемо быстро снижаться в разреженных слоях атмосферы. Людям оставалось лишь беспомощно ждать, куда же упадут ее осколки. К счастью, все обошлось благополучно. Остатки станции выпали на пустынной территории в Австралии, местные жители поспешили разобрать их на сувениры...
Другая проблема, не менее трудная и не менее важная: предсказать величину угловых скоростей вращения станции вокруг центра масс, т.е. характер ее "кувыркания". Наконец, требовалось ясно представить себе, что же на самом деле могло случиться с бортовыми системами, чтобы на Земле проанализировать различные варианты "оживления" "Салюта-7", подготовить запасные блоки и контрольно-проверочную аппаратуру, обучить экипаж.
Основываясь на всей доступной информации и прогнозируемых, зачастую противоречивых, условиях, предстояло отыскать наиболее правильные и точные решения. Логическая цепь гипотетических ситуаций выстраивалась в систему последовательно-параллельных событий со многими параметрами, зависящими от состояния конкретных
| Экипаж космического корабля "Союз Т-13": командир — дважды Герой Советского Союза, летчик-космонавт СССР В. Джанибеков и бортинженер — Герой Советского Союза, летчик-космонавт СССР В. Савиных на космодроме Байконур перед стартом. |  |
Прежде всего требовалось вывести корабль в окрестности станции, руководствуясь баллистическими расчетами и данными бортового вычислительного комплекса. Присутствие человека на борту позволяло улучшить точность сопоставления и корректировки многих показателей этого ответственного участка. Иначе говоря, уменьшить, "сузить" зону выведения транспортного корабля в район нахождения станции так, чтобы появилась полная уверенность, что видимая "звезда" действительно является станцией. Найти "Салют-7" в бескрайнем космосе с расстояния около десятка километров — что и говорить, не просто. Но только увидеть — всего лишь полдела. Важно не упускать желанную цель ни на секунду из поля зрения, суметь замерять расстояние до нее и скорость сближения. Вот когда должен проявить себя "человеческий фактор".
Предварительное моделирование свидетельствовало, что найти "Салют-7", в принципе, можно. После того, как она выйдет из тени Земли на солнечный свет, начнет сиять ярчайшей звездой на фоне космической глубокой черноты. Гораздо сложнее, наблюдая за станцией, успеть развернуть корабль, направив одну из его осей строго на станцию, а затем ввести данные о ее положении в бортовой вычислитель корабля, чтобы улучшить точность расчетов и режим сближения. А затем, все время контролируя расстояние и скорость сближения, вручную управляя двигательной установкой, подвести корабль точно к станции. Это значит — облететь ее, если надо, подойти к стыковочному узлу и уверенно состыковаться, несмотря на непредсказуемое вращение.
Переход на режим ручного сближения начинается за несколько километров до цели. Ранее имелся подобный опыт, но если космонавты и сближались со станцией вручную, то с расстояния в сотни метров, а однажды — почти с километр. Это выполнили в июне 1982 года Джанибеков, Иванченков и французский космонавт Жан-Лу Кретьен. Однако радиотехнические системы тогда работали, и имелась информация о "начальных" условиях перехода в режим ручного сближения. Теперь же никаких достоверных данных о "начальных" условиях не существовало, их предстояло получить непосредственно на орбите. Столь же непредвидены были условия стыковки. Имелись лишь сведения об ориентации "Салюта-7" в момент прекращения связи — и все! Математикам пришлось засесть за составление моделей: модели станции, модели гравитационного поля Земли, модели "атмосферы". Расчеты, расчеты, расчеты...
Тщательный анализ и — следующий этап. Хотя поначалу могло казаться, что после стыковки остается "лишь" перейти в станцию, осмотреть ее, оценить состояние бортовых систем и начать "оживление", в зависимости от действительного положения дел, а затем приступить к выполнению программы полета, включая выход в открытый космос. Сумеет ли экипаж справиться со столь сложной задачей? В Центре подготовки космонавтов дали положительный ответ. Командир экипажа Владимир Джанибеков, которому поручили осуществить ответственнейший полет, выразил общее мнение: "Абсолютная гарантия надежности — умение человека при любой случайности овладеть ситуацией, найти безошибочное решение, продолжить движение к заданной цели".
  |
Спускаемый аппарат корабля "Союз Т-13" совершил посадку на родную землю после завершения очередного этапа работы на станции "Салют-7". Г. Гречко и В. Джанибеков (справа) в первые минуты после приземления. Фото ТАСС |
Но до старта ему и бортинженеру Виктору Савиных предстоял большой объем тяжелой подготовительной работы. Программы тренировок усложнены, а время, отводимое для их выполнения, уплотнено до предела. На корабле предусматривалось установить новую аппаратуру: оптический прибор наведения, лазерный дальномер, прибор ночного видения. Наблюдать за станцией с борта корабля удобнее всего через боковой иллюминатор, и конструкторы именно у этого окна разместили ручки управления. Новые приборы и конструктивные изменения на корабле один к одному продублировали на тренажере. Кроме того, в вычислительный комплекс ввели модель сближения, причаливания и стыковки с вращающейся станцией, не способной к совместным операциям. В результате, "летая на Земле", космонавты отрабатывали режимы управления кораблем в различных ситуациях, накапливали опыт ручной стыковки. Они тренировались в жестких условиях, когда "станции" задавали большие скорости вращения, и "сближение" шло со множеством вариантов относительного движения, в убыстренном темпе, чтобы успеть до входа в тень Земли. Предусматривали и вариант группового полета "в тени", если состыковаться "на свету" не удастся.
Инженеры-конструкторы, специалисты Центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина, Центра управления полетом также вели одновременно сложные научные исследования, и все полученное тут же без промедления переносили в программу подготовки к полету. Исследования и их реализация слились в единый уплотненный до предела процесс. Там, в космосе, "ждала" вышедшая из строя станция, и все понимали, что время ожидания не может быть безграничным.
|
НАЙТИ ЗАМОЛЧАВШИЙ "САЛЮТУ В БЕСКРАЙНЕМ КОСМОСЕ, СОСТЫКОВАТЬСЯ С НИМ И ПРОИЗВЕСТИ РЕМОНТ СТАНЦИИ НА ОРБИТЕ — ТАКАЯ ЗАДАЧА СТОЯЛА ПЕРЕД СОВЕТСКИМИ КОСМОНАВТАМИ |
Трудились без устали, с каждым днем совершенствовали свое мастерство космонавты. Рос массив данных по тренировкам. Статистика, этот правдивый и беспощадный цензор, уточняла степень готовности экипажа к выполнению реальных операций на орбите. Росла уверенность в успехе задуманного, в правильности принятых решений. Заключительные тренировки подтвердили выводы сухих цифр среднестатистических результатов. Теперь можно стартовать.
Не случайно ответственнейший полет доверили именно Владимиру Джанибекову и Виктору Савиных. У командира — разносторонний практический опыт космического пилотирования. На счету Джанибекова было уже четыре успешных орбитальных рейса: на станции "Салют-7" работал дважды, выходил в открытый космос. А Савиных до тонкостей знает конструкцию станции и функциональные особенности всех бортовых систем. Ведь в свое время он лично участвовал в создании станций типа "Салют", а затем трудился на одной из них. Во время полета к "Салюту-7" главным подспорьем у космонавтов должны быть оптические приборы. Савиных считается одним из самых квалифицированных специалистов в этой области: перед вылетом на космодром защитил кандидатскую диссертацию на тему "Приборы оптического наблюдения и ориентации в космосе". Так как в случае успешной стыковки предполагалось осуществить большой объем ремонтно-восстановительных работ, требовавших золотых рук и умных изобретательных голов, то и здесь Джанибеков и Савиных — одни из лучших. Словом, люди высокого профессионализма, вооруженные новейшей техникой, шли навстречу непредсказуемым трудностям.
Поединок начался. В конце вторых суток, после выведения корабля "Союз Т-13" на орбиту и выхода из тени Земли, космонавты с расстояния 10 км увидели "Салют-7" в лучах Солнца. Нацелив оптический прибор на станцию, провели угловые измерения относительно неподвижной системы координат. Учитывая данные о местонахождении станции, бортовая ЭВМ определила уточненную величину корректирующего импульса. Корабль приближался к "Салюту-7". Оставалось 2,5 км, когда экипаж перешел на ручное управление. Лазерный дальномер действовал безупречно! Экипаж слаженно работал, расстояние сократилось до 200 м, скорость сближения была погашена до нуля. Через иллюминатор хорошо просматривались отдельные элементы конструкции, панели солнечных батарей. Люди оглядели станцию, как бы примеряясь к ней, оценивая ее вращение.
Джанибеков потом рассказывал, что ему вначале показалось, будто бы солнечные панели ориентированы строго на Солнце, но вскоре он убедился, что это не так. Значит, ожидались сложности с энергоснабжением. Кстати, на Земле "картинкам", полученным с корабля по телевизионному каналу, тоже определили положение панелей. Те из них, которые должны находиться в одной плоскости, на самом деле развернулись относительно друг друга на 70-90 градусов (это означало, что не работала еще и система ориентации солнечных батарей). Специалисты сделали тот же вывод — сложности с системой энергопитания будут. Корабль подошел к "Салюту-7" совсем близко, облетел станцию и, хотя та вращалась, В. Джанибеков уверенно подвел корабль к стыковочному узлу станции.
"Есть стыковка!" Эти слова, доносившиеся с орбиты десятки раз, сейчас были особенно желанными, потому что давали надежду на восстановление прерванной программы орбитальных исследований. Космонавты признались, что ожидали худшего. Вероятно, умышленно усложненные режимы, отрабатывавшиеся на тренировках (высокие скорости вращения станции и взаимного сближения), способствовали тому, что реальные операции показались Джанибекову и Савиных проще учебных. Экипаж и специалисты Центра управления полетом, радуясь успешной стыковке с вышедшей из повиновения станцией, понимали, что главные трудности впереди.
Когда космонавты проникли внутрь, их неприятно поразила тишина. Оба не новички в космосе и хорошо знали привычный своеобразный звуковой фон, который сливался из легкого гула электронных приборов, шума вентиляторов, электромоторов. Встретившее их безмолвие было свидетельством неблагополучия. В рабочем отсеке — мороз. Стекла иллюминаторов покрыты налетом инея. Во всех розетках напряжение отсутствует. Темно. Буферные электрические батареи (аккумуляторы) разряжены. Система энергопитания и автоматика электрооборудования бездействуют. Теперь стало ясно, почему не функционировал ни один бортовой агрегат или прибор, почему молчала станция во время сеансов радиосвязи с Землей, во время сближения и стыковки.
Вода в питьевых емкостях замерзла. Конечно, можно ограничить себя в потреблении жидкости, но в определенных пределах. Речь шла даже о том, чтобы в случае необходимости пить воду из систем охлаждения скафандров. Однако не работала еще и система регенерации атмосферы. А это особенно неприятно. Ведь без очистки атмосферы находиться внутри станции вдвоем разрешается не более суток — позже концентрация углекислого газа приблизится к опасным для жизни пределам.
| ГЕРОИЧЕСКИЕ УСИЛИЯ КОСМОНАВТОВ, РАБОТАВШИХ В ТЯЖЕЛЫХ УСЛОВИЯХ, УВЕНЧАЛИСЬ УСПЕХОМ - СТАНЦИЯ ОЖИЛА |
Для начала собрали временную схему вентиляции, включили первый регенератор, питая его энергией от транспортного корабля. Вентиляторы все еще бездействовали. Вокруг космонавтов образовывался застойный воздух. Обмахивались журналами, руками, старались порезче выдыхать. Но быстро наступала усталость, начинала болеть голова. Периодически переходили в корабль, чтобы погреться и подышать чистым воздухом. Надо было в срочном порядке налаживать систему энергопитания. Хотя Солнце и освещало солнечные батареи, ток в аккумуляторы не поступал. Пришлось отсоединить все восемь аккумуляторов, проверить ("прозванивать") каждый из них. Обнаружили два неисправных. По рекомендации специалистов решили по очереди подключать аккумуляторы напрямую к солнечным батареям. Подготовили необходимые кабели, смонтировали схему. Несмотря на холод, работали порой без перчаток. Так удобнее перебирать провода, подсоединять контакты. Через сутки после прибытия на холодную станцию первая химическая батарея начала заряжаться от солнечных батарей. Еще через несколько часов удалось с пульта включить радиотелеметрическую систему. На Землю пошла первая информация, теперь по точным и объективным сведениям специалисты могли судить о состоянии бортовых систем. Для "оживления" станции требовалось все больше и больше энергии. Пока она не способна была "жить" самостоятельно. Орбитальный комплекс разворачивался в пространстве благодаря системе управления корабля и его реактивным двигателям. Система ориентации солнечных батарей еще не работала, и развороты старались выполнять так, чтобы на батареи попадало побольше солнечного света. Наконец-то выяснилась и причина выхода из строя системы энергопитания, от чего бездействовали все другие бортовые системы. Ток от солнечных батарей не поступал в сеть из-за неисправного датчика, выдававшего ложный сигнал о полном заряде химических батарей. И хотя программно-временное устройство регулярно один раз за виток давало команду на подключение солнечных батарей, она тут же блокировалась неисправным датчиком. Подвела автоматика. В результате химические батареи, от которых питались приборы и агрегаты, полностью разрядились.
Космонавты поочередно зарядили батареи. Методично шло "оживление" систем. Появился свет. Прогрели атмосферу и приборы, включили контур термостатирования корпуса станции. Заработала система очистки и регенерации атмосферы, оттаивала вода. Космонавты прощупывали один за другим сотни кабелей, вскрывали внутреннюю обшивку стен, проверяли различные блоки, вводили в действие системы, выдержавшие тяжелые испытания длительным холодом. Некоторые оказались непригодными, и их отключили. Нужна была подмога с Земли — вода, топливо, новые химические батареи, оборудование. Все это предстояло доставить с помощью грузового транспортного корабля, но надо было привести в норму соответствующую аппаратуру сближения.
На Земле ждали результатов тестовой проверки системы ориентации и управления движением и автоматики сближения корректирующих двигателей станции. Сближение и стыковка беспилотного транспортного корабля и станции возможна, естественно, только в автоматическом режиме, и от работоспособности всех узлов зависел успех операции технического снабжения станции. Тест прошел без замечаний. На Земле в кратчайшие сроки подготовили грузовой рейс на орбиту. Через пять дней после теста "Прогресс-24" причалил к "Салюту-7". К тому времени Джанибеков и Савиных восстановили электрическую схему, жизнь и труд на борту космической лаборатории все больше входили в обычную колею. После разгрузки "Прогресса" на борту появилось все, что нужно для быта и научной деятельности. А затем космонавты приняли и разгрузили второй транспортный аппарат — "Космос-1669", по классу аналогичный грузовым кораблям типа "Прогресс".
Экипажу удалось успешно выполнить и еще один пункт полетной программы — выход в открытый космос и монтаж дополнительных солнечных панелей, доставленных на орбиту "грузовиком".
Наращивание солнечных батарей станции, проводившееся предыдущими экипажами (в 1983 году В. Ляховым и А. Александровым, в 1984-м — Л. Кизимом и В. Соловьевым), стало освоенной операцией. На двух батареях прежние экипажи установили по две дополнительных панели. И лишь третья батарея оставалась без добавок. Это сделали В. Джанибеков и В. Савиных. Они находились в открытом космосе 5 часов. За это время на третьей батарее смонтировали обе панели общей площадью около 10 м2. Затем укрепили экспериментальный образец с солнечными элементами для изучения воздействия на них космических условий, установили советско-французскую аппаратуру для исследования метеоритного вещества, заменили научное оборудование и кассеты с образцами биополимеров и конструкционных материалов. Программу деятельности вне орбитального комплекса космонавты перевыполнили.
| СВОЕЙ РАБОТОЙ НА ОРБИТЕ КОСМОНАВТЫ ДОКАЗАЛИ, ЧТО ЧЕЛОВЕК, ВЛАДЕЮЩИЙ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКОЙ, МОЖЕТ И В КОСМОСЕ РЕШАТЬ ЛЮБЫЕ МИРНЫЕ, СОЗИДАТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ, КАКИМИ БЫ НЕПРЕДСКАЗУЕМЫМИ НА ПЕРВЫЙ ВЗГЛЯД ОНИ НИ БЫЛИ |
Возвращая станции жизнь, В. Джанибеков и В. Савиных не забывали о научных приборах и активно готовили их к действию. Теперь можно было браться за осуществление экспериментов по астро— и геофизике, биологии. Они участвовали в выполнении международных программ изучения земной природы на заранее выбранных наблюдательных полигонах.
А когда в сентябре 1985 года к ним прибыли В. Васютин, Г.Гречко и А.Волков, то "старожилы" без промедления с энтузиазмом подключились к анализу земной атмосферы, к биотехнологическим и медико-биологическим экспериментам.
Научная деятельность заслуживает специального рассмотрения и высокой оценки. И все-таки главный вклад, который Джанибеков и Савиных внесли в развитие космонавтики, состоит в другом. Своей работой на орбите космонавты доказали, что человек в космосе, как и на Земле, может, взаимодействуя с техникой, решать самые сложные задачи, какими бы непредсказуемыми на первый взгляд они ни были. Человек всегда в состоянии найти оптимальные пути к преодолению трудностей. Хочется особо подчеркнуть, что успех этой экспедиции достигнут благодаря тесному сотрудничеству экипажей со специалистами Центра управления полетом, конструкторскими бюро, Центром подготовки космонавтов, научными лабораториями.
Роль космонавтов в проведении космических исследований, ремонтно-профилактических и сборочно-монтажных работ постепенно становится все более активной от полета к полету.
На наших глазах решается одна из центральных проблем космонавтики — взаимоотношение и взаимодействие человека и автомата. И лидерство принадлежит и, безусловно, будет принадлежать человеку. Нас восхищали и выход А. Леонова в открытый космос, и сварочные операции В. Кубасова, Г. Шонина, почти суточная работа вне станции Л. Кизима и В. Соловьева.
Владимир Джанибеков и Виктор Савиных творчески освоили опыт коллег. Именно поэтому им удалось сделать новый решительный шаг. На paбочем месте в космосе они максимально проявили лучшие человеческие качества — активность, инициативу, мастерство, волю и мужество. Это их высочайшее достижение стало ориентиром для будущих экипажей, приглашением к новым подвигам.
Ю.Н. ГЛАЗКОВ,
летчик-космонавт СССР,
Герой Советского Союза
А.Ф. ЕВИЧ,
кандидат технических наук
ФАКТЫ, СОБЫТИЯ, КОММЕНТАРИИ
В соответствии с программой исследования космического пространства 20 февраля 1986 года в Советском Союзе произведен запуск орбитальной научной станции "Мир".
Станция "Мир" оснащена новой системой стыковки с шестью стыковочными узлами и представляет собой базовый блок для построения многоцелевого постоянно действующего пилотируемого комплекса со специализированными орбитальными модулями научного и народнохозяйственного назначения. На станции максимально автоматизированы процессы управления движением, работой бортовых систем и научной аппаратуры на базе современной электронно-вычислительной техники. Увеличена мощность системы энергопитания, созданы более комфортабельные условия для работы и отдыха космонавтов, установлено новое оборудование.
На начальном этапе полета станции "Мир" планируются испытания элементов ее конструкции, бортовых систем и аппаратуры в автоматическом, а затем в пилотируемом режимах.
Одновременно будет отрабатываться управление полетом станции с использованием спутников-ретрансляторов. В дальнейшем предусматривается доставка к базовому блоку специализированных модулей, оснащенных научной аппаратурой.
В настоящее время в околоземном космическом пространстве функционируют две советские орбитальные станции — "Мир" и "Салют-7". По данным телеметрических измерений, бортовые системы обеих станций работают нормально.
Управление полетом станций "Мир" и "Салют-7" и обработка поступающей информации осуществляются подмосковным Центром управления с помощью станций слежения, расположенных на территории Советского Союза, и научно-исследовательских судах Академии наук СССР.
"Правда"