«Наука и жизнь» 1978, №1, с. 66-75, 6-7 с. цв. вкладки
сканировал Игорь Степикин
КОСМОДРОМ
Доктор технических наук В. КАРИН, инженер А. ХАЛДЕЕВ, И. ЮДИН
Трасса запуска космических объектов выбирается с таким расчетом, чтобы отработавшие ступени ракет-носителей падали в ненаселенные районы.
Условная схема суточных посадочных витков и расчетных районов посадки.
Условная схема одного из вариантов космодрома: 1 — кабель-заправочная мачта; 2 — башня обслуживания; 3 — станция заправки космических аппаратов; 4 — МИК космических аппаратов; 5 — здание вертикальной сборки ракет; 6 — компрессорная станция; 7 — выносной командный пункт; 8 — хранилища и заправочные системы компонентов топлива; 9 — система снабжения сжатыми газами; 10 — бассейн системы пожаротушения; 11 — командный пункт; 12 — газоотражатель; 13 — газоотводный канал; 14 — пусковая система; 15 — башня для приборов наведения; 16 — радиолокационная станция; 17 — укрытие.
Ракета установлена на стартовых опорах, сейчас к ней будут подведены фермы обслуживания, и начнется завершающий цикл работ по подготовке к пуску.
Ночной старт.
Космонавты Б. Волынов и В. Жолобов в перерыве между тренировками в МИКе космодрома беседуют со специалистами, ведущими подготовку космического корабля.
Американские астронавты и специалисты по космической технике в МИКе космодрома Байконур во время подготовки к совместному полету кораблей "Союз" и "Аполлон".
Тщательно продуманная и отработанная технология подготовки ракетно-космических систем к стартам предусматривает проведение работ и в летний зной и в зимнюю стужу.
|
ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ НА КОСМОДРОМЕ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ПУСКА КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
1. Доставка блоков ракеты-носителя и космического аппарата на космодром.
2. Подготовка наземного оборудования космодрома.
3. Сборка ракеты-носителя и космического аппарата (КА) в монтажно-испытательных корпусах космодрома. Проверка функционирования систем ракеты и КА.
4. Заправка космического аппарата.
5. Состыковка ракеты-носителя и космического аппарата.
6. Вывоз ракеты-носителя с КА на стартовую площадку.
7. Установка ракетно-космической системы на стартовое устройство.
8. Предстартовый контроль ракеты-носителя и космического аппарата.
9. Подготовка к заправке ракеты-носителя.
10. Посадка космонавтов в корабль.
11. Старт.
12. Управление выведением ракеты-носителя с наземного измерительного пункта космодрома. |
КОСМОДРОМ. Рис. М. Аверьянова.
Это тоже порт, хотя и не морской и не воздушный — отсюда корабли уходят в звездный океан. Это — космодром, сложнейший технический комплекс, в составе которого десятки служб, сотни систем и агрегатов, обслуживаемых несколькими тысячами специалистов самых различных профилей.
В Советском Союзе несколько космодромов, крупнейший из них — Байконур. Отсюда 4 октября 1957 года был запущен первый в мире искусственный спутник Земли. В память об этом на космодроме установлен обелиск, увенчанный серебристым шаром с раскинутыми в сторону усами антенн. На мраморной плите надпись: "Здесь гением советского человека начался дерзновенный штурм космоса".
За три года до этого события, суровой зимой 1954 года, сюда, в казахстанскую степь, прибыла государственная комиссия. Перед отъездом ее напутствовал Сергей Павлович Королев. Коллектив конструкторского бюро, руководимый им, в то время приступил к созданию мощной ракеты-носителя, которой впоследствии суждено было открыть эру космических полетов. Развернули работу десятки научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро, промышленных предприятий: в стране создавалась база для развития космонавтики.
От ближайшей железнодорожной станции, возле которой приютилось несколько глинобитных домиков, комиссия ездила по безлюдной заснеженной степи на "газике", распугивая быстроногих сайгаков. Специалистам предстояло выбрать место для строительства невиданного доселе объекта — космодрома.
Выбрать место для строительства космодрома не так-то просто. Вот лишь несколько ограничений, накладываемых на его размещение.
Заметим, что диапазон наклонений орбит запускаемых объектов зависит от географической широты космодрома, а значит, с его местоположением тесно связаны будущие космические программы. Далее нужно, чтобы падение отработавших ступеней ракет-носителей происходило в ненаселенных районах. Но попробуйте такие районы сейчас найти! В частности, из-за отсутствия "пустых" районов на суше некоторые космодромы располагают на побережье (например, американский космодром имени Д. Кеннеди) с таким расчетом, чтобы отработавшие ступени ракет падали в океан.
На активном участке полета, то есть до окончания работы двигателей последней ступени и отделения от нее космического аппарата, необходим особо интенсивный телеметрический контроль. И вдоль этого участка нужно расположить наземные станции слежения и измерительные пункты, причем желательно, чтобы они находились на своей территории. А протяженность активного участка — сотни и тысячи километров.
Нельзя не считаться с возможностью аварийных ситуаций на активном участке полета, и желательно, чтобы спуск космического аппарата в этом случае также происходил на своей территории или в нейтральных водах.
Это, так сказать, эксплуатационные требования, предъявляемые к космодромам исходя из программ и условий запуска ракет-носителей. Существует и ряд других требований, обусловленных уже функционированием космодрома как сложного технического объекта. Вот одно из них.
Желательно, чтобы космодром находился недалеко от действующей транспортной магистрали, чтобы не нужно было заново строить протяженную, а следовательно, и дорогую транспортную артерию, предназначающуюся сначала для перевозки металлоконструкций, строительных материалов и оборудования, а затем и для транспортировки ракет, космических аппаратов и компонентов топлива.
Районы посадки космических кораблей могут относиться к космодрому, а могут и не входить в него. Районы посадки советских космических кораблей находятся в основном на территории Казахской ССР, а районы посадки американских кораблей — в Тихом океане.
Почему приходится говорить о районах посадки, а не об одном районе? Космические корабли нельзя пока возвращать на Землю в расчетные районы с любого витка, возвращение происходит с того витка, который проходит над местом посадки. Обычно таких витков несколько (на случай каких-либо неполадок или задержек), и все вместе они определяют территорию "посадочной площадки".
При выборе места для космодрома нельзя забывать и о климатических условиях. Среднегодовая температура воздуха, влажность, скорость ветра, количество осадков — все это существенно влияет на требования к зданиям и сооружениям, на конструкцию агрегатов и систем наземного оборудования. И даже на технологию подготовки ракетно-космических систем.
После тщательного изучения местности в районе небольшого населенного пункта, затерявшегося в казахской степи, и анализа всех требований место будущего космического порта наконец было выбрано. В начале 1955 года здесь высадился первый строительный десант. Были поставлены первые палатки, и началось строительство будущей столицы космодрома. А в нескольких десятках километров от него у подножия небольшого холма, на котором росли лишь полынь да верблюжья колючка, началось рытье котлована под первое стартовое сооружение.
Сегодняшняя столица — город с широкими прямыми улицами, утопающими в тени деревьев, с красивыми площадями и современными жилыми зданиями, город с многотысячным населением. Есть здесь школы, техникумы, филиал института, универмаги, Дом культуры, клубы, кинотеатры, стадион, плавательный бассейн. Здесь расположены предприятия и учреждения координирующие работу космодрома, всех его служб, здесь ведется последняя предстартовая подготовка космонавтов, и сюда же они прибывают после завершения полета. Для тренировок космонавтов построен большой комплекс с учебными классами, тренажерами, медицинскими кабинетами, спортивными площадками.
Место первого космодрома во всех отношениях выбрано удачно, хотя с одним серьезным недостатком пришлось смириться. Речь идет о климате. Сильные холода зимой, доходящие до минус 40 градусов, зной и пыльные бури летом — это, конечно, не назовешь идеальными природными условиями. Все время подготовки космического корабля "Союз-19" по программе "Союз" — "Аполлон" на космодроме Байконур температура воздуха устойчиво держалась у отметки плюс 40, причем все понимали, что надежды на прохладу практически нет: стабильность здешнего климата была хорошо известна.
Но в смысле постоянства климат Байконура, бесспорно, имеет преимущества перед сюрпризами субтропиков американского штата Флорида, где на мысе Канаверал находится главный космодром США. Летом, особенно в июле, этот район подвержен кратковременным, но довольно коварным метеорологическим капризам, предсказать которые даже за сутки вперед практически невозможно. Поэтому там нередко приходится откладывать старт и, что называется, ждать у моря погоды. Советские и американские специалисты изрядно поволновались, когда подошло время стартовать "Аполлону" для его совместного полета с "Союзом": тучи затянули почти все небо, надвигалась гроза. К счастью, она прошла стороной, и пуск состоялся...
Но вернемся на космодром Байконур. Далеко в степь уходит бетонированное шоссе. Оно ведет к той стартовой площадке, с которой был запущен первый спутник, откуда стартовал первопроходец космоса Ю. А. Гагарин. Влево и вправо от шоссе — ответвления, они ведут к другим стартовым площадкам. На одной из них во время советско-американского эксперимента стояла резервная ракета-носитель с космическим кораблем "Союз". Идут ответвления и к наземным станциям слежения, чаши антенн которых нацелены в небо. Мы движемся по основному шоссе, и наконец на горизонте появляется зеленый островок с возвышающимся над ним монументальным зданием и знакомыми сейчас всем ажурными конструкциями стартовой системы.
Мы прибыли в космический порт...
Наши космонавты хранят в своих сердцах особое, благоговейное чувство к земле Байконура. Виталий Иванович Севастьянов, дважды стартовавший отсюда в космос, говорит: "Это священное место советской космонавтики: здесь все связано с ее историей, с ее настоящим и будущим. Здесь, в Байконуре, и время идет стремительнее, четче слышится ритм Земли, ярче проступают черты будущего. Но самое удивительное чувство вызывают люди, которые здесь трудятся. Это необыкновенно самоотверженные и преданные своему делу люди. Кропотливым, повседневным трудом они помогают человечеству шагать к звездам".
Космодром — составная часть обширного и сложного ракетно-космического комплекса. В него входит и сама ракетно-космическая система, состоящая из ракеты-носителя и космического объекта (им может быть корабль, спутник, автоматическая станция), входят командно-измерительный и поисково-спасательный комплексы (назначение последнего — поиск и эвакуация спускаемых аппаратов после возвращения на Землю), ну и, наконец, сам космодром, где производится сборка, проверка и запуск ракеты-носителя с космическим объектом (см. 6-7-ю страницы цветной вкладки). К космодрому относятся еще и земельные участки, выделенные для падения отработавших ступеней ракет.
Космодром можно уподобить морскому порту. Здесь тоже есть свои пирсы, доки, верфи, топливная, база. В космодромных доках, которые специалисты сухо называют технической позицией, производится сборка ракеты, испытание и проверка работы ее систем. Заправка космического корабля топливом осуществляется на заправочной станции; здесь его баки и емкости заполняются различными компонентами — жидкими и газообразными (см. статью Н. Новикова "Так заправляют звездолеты", "Наука и жизнь" № 2, 1974 год). Радиомаяки и станции слежения, расположенные на космодроме и вдоль трассы полета, надежно ведут корабль в безбрежном космическом море, а радиотехнические средства связывают космонавтов с Большой землей, с наземными космическими службами. И это тоже напоминает портовую службу навигации и связи.
А когда придет время многоразовых космических систем, космодром будет служить своего рода межрейсовой базой, где корабли смогут устранить повреждения, пополнять запасы топлива и продовольствия. Отсюда можно будет оказать помощь терпящему бедствие на орбите космическому аппарату или послать в космос ремонтную бригаду...
На космодром ракета-носитель и космический объект могут доставляться разными способами: по воде, по воздуху, автомобильным и железнодорожным транспортом. Для перевозки по железным дорогам используются специально оборудованные вагоны и приспособленные для этой цели вагонные разборные кузова, платформы и полувагоны, в которых космическую технику доставляют на космодром крупными блоками. Здесь ракета-носитель и космический объект собираются и испытываются, а затем в состыкованном положении вывозятся на стартовую площадку.
Таков общий порядок работы на любом космодроме. Однако существенное влияние на весь цикл подготовки ракетно-космической системы к пуску оказывает принятый способ сборки ракеты.
На Байконуре принята горизонтальная сборка. При этом способе отдельные отсеки и ступени ракеты-носителя доставляются в монтажно-испытательный корпус (сокращенно МИК), где проводится их автономная проверка, сборка в "пакет" в горизонтальном положении, комплексные испытания и подготовка к стыковке с космическим объектом. Последний собирается, проверяется и испытывается в другом здании — монтажно-испытательвом корпусе космических объектов (МИК КО). После стыковки ракеты с космическим объектом (также в горизонтальном положении) вся система транспортируется на стартовую площадку, где переводится в вертикальное положение и устанавливается на пусковое устройство.
Пройдем в монтажно-испытательный корпус и посмотрим, как готовится ракета-носитель. Большой просторный зал, напоминающий заводской сборочный цех, оборудован двумя мостовыми кранами. Он впечатляет своими размерами: высота центрального зала с пятиэтажный дом, а длина более ста метров. В зале несколько железнодорожных путей. По центральному сюда доставляются отсеки и ступени ракеты, по нему же впоследствии собранная ракета вывозится на старт. Поэтому и ворота МИКа сделаны соответствующих размеров. На остальных путях находятся монтажно-стыковочные тележки, на которые укладываются выгруженные отсеки и ступени; здесь они проверяются, доукомплектовываются и испытываются.
Собирается ракета-носитель на стыковочном стапеле. На него кладут отдельные ступени и, манипулируя механизмами стапеля, соединяют их. Операции эти настолько отработаны, что доставляет истинное удовольствие наблюдать, с какой ловкостью крановщики перемещают не только отсеки и ступени ракеты, но и весь "пакет".
В МИКе одновременно может готовиться несколько ракет-восителей.
Для пневматических испытаний ступеней, зарядки бортовых баллонов и проверки герметичности коммуникаций и отсеков здесь имеется пневмовакуумное оборудование, пневмощиты, пневмопульты и колонки газоснабжения, через которые сжатые газы с помощью шлангов и трубопроводов подаются к ступеням ракеты. Сжатые газы поступают в МИК с компрессорной станции.
Испытания ракеты-носителя проводятся с помощью наземной аппаратуры, в состав которой входят пульты систем управления, наведения, телеметрии, контроля температур, давления и т. д. Контрольно-испытательная аппаратура размещается в отдельных помещениях, в так называемых пультовых, пристроенных к залу МИКа и соединенных с ним кабельными каналами.
Постоянный ток и токи повышенной частоты поступают сюда от системы наземного электроснабжения спецтоками, в состав которой входят преобразователи, токораспределительные устройства, пульты дистанционного управления.
Как и всякий цех, МИК имеет электросиловое, осветительное, отопительное оборудование, системы водоснабжения и пожаротушения, вентиляционные установки, средства связи к другое общетехническое оборудование.
При автономных испытаниях ракеты-носителя проверяется правильность функционирования отдельных систем, узлов и агрегатов, при комплексных — совместная работа всех систем ракеты. При этом полностью имитируются все операции, выполняемые в процессе предстартовой подготовки, пуска и полета ракеты в штатных и аварийных режимах.
Пока испытатели занимаются ракетой-носителем, посмотрим, что делается с космическим кораблем. Сейчас он стоит в испытательном стенде, к кораблю подведены пучки кабелей, шланги, трубки для подачи сжатых газов. В стенде он может поворачиваться, наклоняться на определенные углы для проверки работы бортовых систем, а также переводиться в горизонтальное положение для стыковки с головным обтекателем.
Монтажно-испытательный корпус космических объектов МИК КО похож на МИК, но несколько уступает ему по размерам. К этому корпусу предъявляются повышенные требования касательно чистоты: пыль, посторонние предметы, попавшие в космический аппарат, могут в состояния невесомости причинить немало неприятностей. Поэтому доступ операторов внутрь космического корабля осуществляется через так называемую "камеру чистоты", имеющую два отсека: в первом оператор оставляет свою одежду, а во втором переодевается в спецодежду без пуговиц и карманов. В конце работы проводится еще одна любопытная операция: корабль проворачивают (в горизонтальном положение), а операторы определяют на слух, нет ли внутри посторонних предметов.
Космический объект, как правило, находится на орбите в течение длительного времени, и любое нарушение его герметичности может привести к серьезным нарушениям режима бортовых систем, к неполадкам аппаратуры. Отсюда становится понятной та тщательность, с которой проверяется герметичность аппарата. Операцию эту проводят в барокамере.
Прежде чем состыковать корабль с ракетой-носителем, его в специальном железнодорожном вагоне доставляют на заправочную станцию, заправляют горючим, окислителем и сжатыми газами. После заключительных операций к кораблю пристыковывают переходный отсек и головной обтекатель — все вместе это называется головным блоком. Его стыкуют с носителем.
На этом работы в МИКе и в МИКе КО, или, как принято говорить, работы на технической позиции, завершаются.
Схема подготовки ракеты к пуску, о которой здесь было рассказано, не единственная. На некоторых космодромах ракету-носитель окончательно собирают уже на пусковом устройстве с помощью башня обслуживания, подъемников или кранов, после этого к ракете доставляют космический объект. По такой схеме, в частности, ведется подготовка американских ракет среднего класса "Тор-Дельта", "Атлас-Д", "Атлас-Аджена" и ракеты "Европа-II" на французском космодроме Куру в Гвиане. Поскольку при этом способе подготовки объем работ на технической позиции сокращается, существенно уменьшаются размеры МИКа и отпадает необходимость в специальном подъемно-транспортном агрегате для полностью собранной ракеты.
Однако на открытом воздухе затрудняются сборка и испытания, снижается надежность подготовки ракетно-космической системы. Далее — такой способ применим не во всех климатических условиях: даже в районах с мягким климатом для защиты ракеты на стартовой площадке приходится создавать передвижную башню-ангар с системой кондиционирования. И, наконец, сборка ракеты на пусковом устройстве занимает стартовый комплекс на длительный промежуток времени — для некоторых ракет это время составляет 2-3 месяца,— в результате чего число возможных пусков, то есть пропускная способность комплекса, снижается.
Существует и еще одна схема подготовки ракетно-космических систем, американцы называют ее мобильной. По этой схеме ракетно-космическая система собирается и испытывается в так называемом здании вертикальной сборки на пусковой платформе, на которой затем транспортируется на стартовую площадку. С этой же платформы ракета запускается. По такой схеме готовились американские ракеты "Сатурн-5", с помощью которых осуществлялся запуск кораблей "Аполлон" к Луне и "Сатурн-IB" — для выведения на орбиту корабля "Аполлон" во время совместного советско-американского космического эксперимента.
При таком способе все заправочные, пневматические и электрические коммуникации можно подстыковать к ракете заблаговременно, на технической позиции. Кроме того, коммуникации ракеты через кабельно-заправочную башню, устанавливаемую обычно на пусковой платформе, могут быть выведены таким образом, что облегчается их соединение с наземными системами. Эта схема обеспечивает также большую независимость запусков — отсрочка пуска, вызванная какими-либо техническими неполадками, не сказывается на последующих пусках, ибо неисправную ракету можно отправить на техническую позицию и заменить другой.
Однако и эта система имеет свои недостатки. Во-первых, приходится строить дорогостоящее здание вертикальной сборки — (для ракеты "Сатурн" — высота его большого пролета, определяемая высотой собранной ракеты с кабельно-заправочной башней, составляет 160 метров). Кроме того, для перевозки ракеты в вертикальном положении необходим транспортер сложной конструкции. Для ракеты "Сатурн" такой транспортер имеет четыре спаренные гусеничные тележки, весит более тысячи тонн и должен обеспечивать вертикальность ракеты с точностью ± 5 угловых минут даже при сильных ветровых нагрузках. А специальный железобетонный тракт для этого транспортера имеет колею шириной около 40 метров.
Вернемся еще раз к горизонтальному способу сборки. Имеет ли он недостатки? Сборка ракетно-космической системы в нерабочем (горизонтальном) положении требует повторных комплексных испытаний на стартовой площадке, так как подъем ракеты из горизонтального положения в вертикальное и установка ее на пусковую систему могут быть причиной неисправностей. Подсоединение к ракете заправочных, пневматических и электрических коммуникаций на стартовой площадке также сопряжено с определенными неудобствами и эксплуатационными трудностями. Зато сборка и испытания ракеты проводятся в помещении при благоприятных условиях, а это повышает надежность и качество выполняемых работ. И не нужны высотный МИК и транспортер для вертикального перемещения ракеты.
После этого краткого анализа некоторых "за" и "против" мы возвращаемся на космодром и видим, как ракета-носителъ вместе с пристыкованным к ней кораблем после окончания всех работ на технической позиции отправляется к месту запуска.
В назначенное время тепловоз выводит платформу-установщик с ракетой-носителем и космическим кораблем из монтажно-испытательного корпуса, и этот необычный поезд медленно движется к стартовой площадке. Как правило, это происходит рано утром. По традиции, заведенной еще академиком С. П. Королевым, ракету сопровождают руководители испытаний, разработчики систем, конструкторы.
Путь до стартовой площадки невелик — километра два. Пока поезд с ракетой медленно движется, повнимательнее рассмотрим саму ракету. Сейчас она напоминает отдыхающего гиганта; в лежащей ракете есть что-то трогательное и беспомощное. И за этим чисто внешним впечатлением стоят серьезные технические проблемы. Любая ракета рассчитывается прежде всего на продольные нагрузки, действующие в полете. Здесь она выдерживает многократные перегрузки, вибрации. Больших же поперечных нагрузок в полете не возникает, и по отношению к ним ракета более уязвима. Поэтому для наземных операций ракету нужно было бы усиливать, а это значит, вкладывать в ее конструкцию лишний вес, ненужный в полете. Или другое решение: нужно увеличить число опор, на которых покоится ракета.
У установщика ракеты-носителя, которая сейчас перед нами, несколько опор: задняя нерегулируемая, средняя, она отрегулирована на нагрузку в несколько тонн, и верхняя — на головном блоке,— сделанная в виде коромысла. И еще одна особенность — при установке в вертикальное положение ракета не опирается "на торец", а подвешивается за верхние части боковых блоков. При этом вся конструкция ракеты, расположенная ниже точек подвеса, работает на растяжение, а не на сжатие и, кроме того, это автоматически упрощает задачу защиты от ветровых нагрузок.
Как известно, ракета-носитель корабля "Союз" трехступенчатая. Первая ступень состоит из четырех боковых блоков (на космодроме их называют фамильярно — "боковушки"), каждый из которых имеет длину 10 метров, диаметр до 3 метров и оснащен четырехкамерным двигателем.
Вторая ступень — центральный блок — длиной около 28 метров, с максимальным диаметром около 3 метров. Она также оснащена четырехкамерным двигателем.
Третья ступень представляет собой блок длиной 8 метров и диаметром 2,6 метра. К третьей ступени через переходник пристыкован космический корабль, закрытый сверху обтекателем диаметром 3 метра. Вершину обтекателя венчает двигательная установка системы аварийного спасения корабля, имеющая форму большого гриба. Общая длина ракетно-космической системы составляет около 50 метров, максимальный диаметр по стабилизаторам — 10,3 метра, стартовая масса заправленной ракеты — более 300 тонн.
Проходит немного времени, и мы видим, как ракета въезжает на стартовую площадку. Здесь железнодорожный путь разветвляется: на одну ветку будет подан заправщик горючего, на другую — подогреватель-заправщик перекиси водорода, остальные ветки используются для доставки вспомогательного оборудования.
Под бетонным покрытием стартовой площадки располагается несколько этажей подземных сооружений. В них размещаются различные системы и агрегаты для подготовки пуска ракеты: контрольно-измерительная аппаратура, пусковое оборудование, системы электропитания, газоснабжения, заправочные коммуникации. В отдельном помещении установлены холодильные машины и оборудование, необходимые для термостатирования ракеты. В специальной нише по рельсам перемещается кабина, с которой обслуживается нижняя часть ракеты и подключаются заправочные коммуникации.
А над "нулевой отметкой" возвышаются фермы стартовой системы и фермы обслуживания.
Установщик застыл у края проема стартового сооружения — отверстия диаметром полтора десятка метров, внизу которого виднеется стенка газоотводного лотка. Лоток этот похож на плотину: он укрощает и направляет могучий поток пламени, извергающегося при старте из двигателей ракеты.
Отцепляется тепловоз... Если до этого счет временя велся на сутки и даже недели, то теперь на космодроме начинают считать часы. С момента доставки ракетно-космической системы на стартовую площадку начинается первый стартовый день.
Включаются электромоторы платформы-установщика, и она подвигается еще ближе к краю проема, точно в предназначенное место. Начинают работать гидравлические домкраты, устанавливая ракету в вертикальное положение. Подводятся фермы стартовой системы, площадки ферм обслуживания охватывают тело ракеты. Подключаются кабели контрольно-измерительной аппаратуры, телеметрии, командных систем и телевизионных каналов, кабели электропитания ракеты. Поскольку ресурс бортовых источников питания ограничен, для предстартовых проверок и испытаний систем ракеты используется электрическая энергия, поступающая от наземных источников.
Одна из первоочередных задач на этом этапе — обеспечение температурного режима ракетно-космической системы. Термостатирование производится воздушной и жидкостной системами, они относятся к числу немногих систем, которые должны непрерывно работать на протяжении всего времени пребывания ракеты на старте.
После того, как обеспечен заданный температурный режим, по специальному графику проводятся включения бортовых систем и наземной аппаратуры. Информация об их работе, получаемая по каналам телеметрии, позволяет оценивать состояние всего ракетно-космического комплекса. Полученная информация анализируется, и в итоге принимается решение о проведении комплексных испытаний совместно с системами стартовой площадки.
Комплексные испытания, как правило, начинаются с генеральных испытаний системы управления полетом ракеты-носители. Вслед за этим переходят к ее испытаниям совместно с космическим кораблем: воспроизводится стартовая готовность, проверяется прохождение команд по радиолинии, работа каналов радиосвязи и телевидения. Во время этих испытаний контролируется исходное состояние и функционирование бортовых и наземных систем, выполняется тестовый контроль отдельных бортовых и наземных приборов, проверяется состояние источников питания ракеты. Весь ход комплексных испытаний тоже регистрируется телеметрическими системами.
Чтобы космические корабли уходили в "плавание" строго по расписанию, делается многое: составляются жесткие графики, проводятся многочисленные проверки, обеспечивается дублирование систем. Но ракетно-космический комплекс, в особенности когда речь идет о пусках пилотируемых аппаратов, чрезвычайно сложен, и могут появиться непредвиденные задержки. Поэтому выделяется специальное резервное время для устранения неисправностей, которые могут возникнуть в ходе выполнения работ на этапах предстартовой подготовки. Но на нашей памяти время это никогда не использовалось по прямому назначению. Обычно оно посвящается встречам и беседам с космонавтами накануне полета: когда завтра космонавты опять появятся на стартовой площадке, они, облаченные в скафандры, в космическое одеяние, мысленно будут уже далеко от нас. Рассказывает летчик-космонавт СССР В. М. Жолобов: "Когда мы с Борисом Волыновым заняли места в корабле "Союз-21" и была объявлена двухчасовая готовность, казалось, что мы уже давно в полете. Все, что не касалось непосредственно нашей работы в космосе, как бы ушло из сознания. Ритуал проводов, видимо, больше волновал тех, кто оставался на Земле. Ни о чем другом, кроме программы полета, думать уже не мог. В голове мелькали мысли: "Надо не забыть сделать это, повторить то, этот переключатель справа вверху, а тот слева внизу..."
А за день до старта экипаж космонавтов встречается с коллективом испытателей, если можно так сказать, неофициально, запросто. Под аплодисменты присутствующих космонавты выходят из автобуса, каждого из них представляют испытателям. Космонавты произносят теплые слова благодарности специалистам космодрома за их труд. А те, в свою очередь, желают экипажу доброго пути и мягкой посадки.
Руководители испытаний докладывают о ходе предстартовой подготовки и как бы передают космический корабль космонавтам. Они тоже хорошо потрудились, готовясь к полету в космос. И не только в Центре подготовки и организациях, разрабатывающих космические корабли, но уже здесь, в МИКе, где происходила сборка и проверка их корабля.
И вот наступил день старта. Все проверено, все системы ракеты и космического корабля функционируют нормально. Теперь можно приступать к одной из самых ответственных операций — заправке ракеты-носителя. Напомним, что заправка космического корабля компонентами топлива и сжатыми газами произведена заблаговременно на заправочной станции космодрома. Заправка ракеты относится к числу операций, которые влекут за собой необходимость проведения пуска по принятому графику: если пуск по каким-либо причинам не может состояться, приходится сливать из баков ракеты топливо, приводить в исходное состояние бортовые системы и отправлять ракету для проведения профилактических работ. Поэтому с такой тщательностью проводятся предстартовые проверки и с такой осторожностью — заправка. Осторожность при заправке — непререкаемое требование техники безопасности. В ракете-носителе соседствуют огнеопасные компоненты, и источники тока, и газы под высоким давлением: малейшее нарушение мер безопасности может привести к пожару или взрыву. Поэтому перед заправкой подается команда: "Всем не занятым в работах покинуть стартовую площадку!"
Заправка может быть последовательной, когда компоненты топлива подаются в баки ракеты поочередно, и параллельной, когда компоненты подаются одновременно: в последнем случае значительно сокращается общее время для выполнения операции. Выбор способа заправки зависит от многих причин, и в том числе от отработанности процесса заправки и надежности пневмогидравлической системы ракеты. У ракеты-носителя космического корабля "Союз" принята параллельная заправка, при которой углеводородное горючее, жидкий кислород, перекись водорода (для работы турбонасосвых агрегатов), жидкий азот (для наддува баков ракеты в полете) и сжатые газы подаются одновременно.
Кислород, заправляемый в ракету, испаряется, поэтому постоянно идет подпитка (пополнение баков) и дренажирование его паров в атмосферу. Вот почему ракета на старте окутана белым облачком, а ее стенки покрыты инеем.
Время теперь имеет "обратный" отсчет. Периодически по громкоговорящей связи объявляется "Пятичасовая готовность", "Четырехчасовая готовности", "Трехчасовая..."
В запоминающие устройства бортовой системы управления ракетой-носителем вводятся данные, которые настраивают ее на выполнение определенной программы выведения корабля на орбиту. В спускаемом аппарате космического корабля идут последние приготовления к приему экипажа. На техническую позицию в специально оборудованное помещение МИКа прибывают космонавты. Здесь они проходят заключительный этап медицинского контроля и надевают скафандры.
Многие, наблюдая старт космического корабля на экранах своих телевизоров, очевидно, заметили, что космонавты, выходя из автобуса, держат в руках небольшие чемоданчики, соединенные шлангом со скафандром. В этом чемоданчике смонтирована переносная система, обеспечивающая жизнедеятельность космонавтов на Земле, пока они не сядут в корабль и не подсоединятся к бортовой системе.
"Готовность два часа тридцать минут". Космонавты прибывают на стартовую площадку. Командир корабля докладывает председателю Государственной комиссии о готовности экипажа к выполнению полета. Последние объятия. Космонавты направляются к ракете, на лифте поднимаются на верхнюю площадку и занимают места в космическом корабле. До старта остается два часа. Космонавты проверяют состояние систем корабля, проводится заключительный контроль отдельных систем комплекса с участием экипажа, медики по каналам телеметрии следят за самочувствием космонавтов.
"Часовая готовность!" Отключаются воздушная и жидкостная системы термостатирования: далее температурный режим корабля поддерживается за счет его тепловой инерции, а затем в полете начнет работать бортовая система терморегулирования. По команде с центрального пульта подготовки отбрасывается ненужный теперь штепсельный разъем наземной системы контроля температур.
Отводятся фермы обслуживания. Теперь нет никакого доступа к люкам ракеты. Ее связывают с землей лишь тонкие артерии подпиточных шлангов, трубки подачи сжатых газов и несколько пучков кабелей. Да еще невидимые радиоволны.
Проходит еще несколько минут, и площадку покидают последние специалисты — одни занимают места в командном бункере, другие эвакуируются на наблюдательный пункт.
В командном бункера возле перископа занимает место руководитель пуска. С этого момента все происходят по его командам.
Счет идет на минуты.
Руководитель пуска подает команду:
— Ключ — на старт!
Оператор, сидящий у пульта, докладывает:
— Есть ключ — на старт!
После чего он вставляет ключ в гнездо пульта и поворачивает его, включая таким образом программу заключительных предпусковых операций. По традиции этот ключ по завершении полета преподносится космонавтам как сувенир.
Теперь процесс подготовки пуска почти целиком передается автоматике. Происходит включение всех цепей, обеспечивающих одновременный запуск двигательных установок, автоматика следит за выполнением операций и за тем, чтобы время старта соответствовало расчетному с точностью до сотых долей секунды. Периодически операторы различных систем докладывают руководителю пуска о прохождении команд и завершении операций.
С небольшим интервалом подаются команды: "Протяжка-один", "Продувка", "Ключ на дренаж", "Пуск" — и через минуту: "Протяжка-два". По командам "Протяжка-один" и "Протяжка-два" по телеметрическим записям осуществляется последний контроль состояния всех систем ракеты. Вся эта информация передается в Центр управления полетом, который после старта возьмет на себя "бразды" правления. По команде "Ключ на дренаж" закрываются дренажные клапаны, прекращается подпитка топливных баков.
Две минуты до старта, полторы, одна... Проходит команда "Контакт "Земля — борт" — отходит кабель-заправочная мачта. Ничто теперь не связывает ракету с Землей. На смену минутам пришли секунды: "Зажигание", "5, 4, 3, 2, 1..." И, наконец, "Старт!".
Двигатели ракеты-носителя выходят сначала на промежуточный, а затем на расчетный режим тяги. Вот они набрели полную мощность: вырвалась наружу скованная до сих пор исполинская сила. Давление в камерах сгорания достигло рабочего, тяга двигателей превысила силу тяжести, действующую на ракету, и многотонная громада начала медленно подниматься, освобождаясь от захватов ферм стартовой системы. Опалив стартовую площадку факелом раскаленных газов, ракета устремляется ввысь.
Торжественная, незабываемая минута. В этот момент на память всегда приходят слова основоположника практической космонавтики, Главного конструктора первых ракетно-космических систем Сергея Павловича Королева: "С берега Вселенной, которым стала священная земля нашей Родины, не раз уйдут еще в неизведанные дали советские корабли, поднимаемые мощными ракетами-носителями. И каждый их полет и возвращение будут великим праздником советского народа, всего передового человечества — победой разума и прогресса!"