"Техника-молодежи" 1968 г №1, с. 12-13

Космические аппараты из орбите во время стыковки (снимок сделан с экрана телевизора).

ВСТРЕЧА

В

КОСМОСЕ

Г. ХОЗИН, И. ЮДИН

Прелюдия славы. Новый эксперимент советских ученых был совершен не на «голом месте». Вспомним 11 августа 1963 года. Планета рукоплескала полету Андрияна Николаева на «Востоке-3». В этот день еще никто не называл имени его «небесного брата». Вряд ли кто предполагал тогда, что ученые уже начали решение таких проблем, как взаимодействие космонавтов на орбите и выполнение общей программы полета двумя пилотируемыми кораблями. Но это произошло. Впервые в истории.

Когда корабль «Восток-3» завершал свой семнадцатый оборот вокруг Земли, с космодрома рванулась вверх мощная ракета, доставившая на орбиту «Восток-4». Используя самый сложный в техническом отношении способ сближения — сближение с выведения, советские ученые добились выдающегося результата. Космические корабли начали групповой полет, когда расстояние между ними было лишь немногим более 5 км. Космонавты А. Николаев и П. Попович могли видеть друг друга и в течение всего полета поддерживать двусторонний радиообмен.

«Высший пилотаж» в космосе. Групповой полет «Востоков» не единственное достижение, приблизившее эксперимент по автоматической стыковке. Советским ученым принадлежит приоритет в разработке средств широкого маневрирования в космическом пространстве. Всем памятны запуски аппаратов «Полет». Эти беспилотные аппараты были оснащены двигательными установками. Послушные воле человека, по командам с Земли они выполняли «фигуры космического пилотажа»: меняли высоту орбиты — апогей и перигей.

Выведение пассивного спутника в зону автоматической стыковки.	Поиск пассивного спутника.	Сближение активного спутника с пассивным.

Но и это еще не все. Разве возможен был бы такой уникальный эксперимент без отличной связи с космическими аппаратами, без бортовых и наземных радиотехнических систем! Развитие автоматики и электронно-вычислительной техники — вот еще один немаловажный шаг к стыковке на орбите.

На орбите автомат и человек. Для физических, метеорологических и астрономических исследовании в космосе, для проведения продолжительных медико-биологических экспериментов нужны орбитальные станции большого веса и больших размеров. Чтобы вывести на орбиту такую махину, пришлось бы создавать ракеты-носители величиной с Останкинскую башню. В равной мере это относится и к пилотируемым кораблям.

Проще и надежнее строить орбитальные станции, космические лаборатории, межпланетные корабли прямо в космосе из отдельных блоков, которые будут доставляться с Земли сравнительно маломощными ракетами. При этом сборка (стыковка) аппаратов может происходить или с участием человека, или автоматически. В 1966 году американцы продемонстрировали стыковку с участием человека, который контролировал основные операции. Это, конечно, большое достижение, но овладение автоматической стыковкой открывает широкие и интересные перспективы перед космонавтикой. Отсутствие человека на борту упрощает и удешевляет конструкцию космического корабля — ведь вывод на орбиту искусственного спутника Земли каждого килограмма груза требует 50 кг начального веса ракеты-носителя (при полете к планетам это соотношение увеличивается еще больше). Нет космонавта — не нужна система жизнеобеспечения, менее жесткими становятся требования к допустимым перегрузкам, вибрации, температурным режимам, можно несколько (в разумных пределах, конечно) смягчить требования к надежности.

Кроме того, как утверждают медики, человек в космосе может допускать ошибки, чреватые серьезными последствиями. Причина тому — совершенно иная ориентирная обстановка. В космосе чрезвычайно сложно визуально контролировать стыковку: рассчитывать скорость сближения аппаратов, определять расстояние. Так, при сближении американского корабля «Джемини-4» со второй ступенью ракеты-носителя «Титан-II» космонавт Макдивитт визуально определил до нее расстояние в 120 м, тогда как в действительности было 600 м. Едва не окончилась плачевно стыковка «Джемини-8» с ракетой «Аджена». Правда, потом американцы снабдили корабли радиолокатором и другой аппаратурой.

Уже сейчас возможно предвидеть ситуации, когда приемлемой окажется автоматическая стыковка. С созданием обитаемых орбитальных станций (а это, по оценке зарубежных специалистов, произойдет в ближайшие десятилетия) понадобится снабжать их всем необходимым. Доставлять на них грузы смогут непилотируемые аппараты, способные осуществлять автоматическую стыковку.

А вот еще пример. Космический корабль потерпел аварию. Нужно срочно снять с него экипаж. Лучше всего, конечно, для этого использовать пустой спасательный аппарат, снабженный автоматической системой стыковки, который обнаружит поврежденный корабль, сблизится и произведет с ним стыковку. Экипажу останется только перебраться в него и вернуться на Землю.

Рис. В. Иванова
Причаливание спутников.	Стыковка спутников.	Расстыковка спутников.

Как же происходит автоматическая стыковка? При выводе на орбиты аппаратов, которым предстоит автоматически стыковаться, нужна очень высокая точность. Ибо система, предназначенная для стыковки, может начать работать лишь в том случае, если удаление аппаратов друг от друга не превышает определенных величин.

Расстояние между спутниками в момент вывода на орбиту «Космоса-188» (30 октября 1967 года) составляло около 24 км. Они оказались в пределах зоны действия автоматической системы. Сразу же начался процесс поиска. При этом «Космос-188» играл роль «мишени», а «Космос-186», запущенный тремя днями раньше, выступал в качестве «преследователя».

Активный спутник с помощью бортовых радиотехнических средств обнаружил спутник-мишень. В бортовое счетно-решающее устройство «Космоса-186» стали поступать данные о расстоянии до «Космоса-188», направлении линии визирования, относительной скорости обоих спутников.

Поиск на этом закончился, и началась операция по сближению. Счетно-решающее устройство рассчитало необходимое приращение скорости.

Параметры орбит	«Космос-186»	«Космос-188»
Период обращения	88,64 мин.	88,97 мин.
Минимальное удаление от Земли (перигей)	180 км	200 км
Максимальное удаление от Земли (апогей)	260 км	276 км
Наклонение плоскости орбиты к плоскости экватора	51,68°	51,68°

Автоматические спутники «Космос-186» и «Космос-188» на конечном этапе сближения: 1 — стыковочные узлы; 2 — антенны поиска и самонаведения; 3 — солнечная батарея; 4 — антенны радиокомплекса.

Активный спутник начал маневрировать. Он смещался в вертикальной и горизонтальной плоскостях, пока не оказался в непосредственной близости от спутника-мишени.

На последнем этапе сближения требуется поистине ювелирная точность маневров. Этот этап называют причаливанием. Он чем-то напоминает причаливание морских кораблей. Такое же плавное, медленное, осторожное.

Вот стыковочный узел активного спутника оказался точно против стыковочного узла пассивного спутника. Последнее движение, и «Космосы» жестко соединены друг с другом. С этого момента они представляют собой единое целое, могут осуществлять необходимые маневры.

Полет состыкованного комплекса продолжался 3,5 часа. После этого последовала команда с Земли и спутники разошлись. Сначала приземлился «Космос-186», а затем завершил полет и «Космос-188».

Значение этого эксперимента трудно переоценить. Автоматизация процессов сближения и стыковки позволит ускорить решение актуальных проблем космонавтики.