«Техника-молодежи» 2004 г №6, с. 16-17
 | 1. Военный исследовательский корабль. Куйбышевский филиал КВ-1, 1963— 1967 гг. 2. «Союз ТМА», РКК «Энергия», 2002 г. 3. Л1, ЦКБЭМ, 1968 г., масса на орбите ИСЗ — 19,04 т, длина — 10,5 м, наибольший диаметр — 3,7 м, объем СА — 5,5 м3, тяга двигателя блока «Д» — 85O0 кг, экипаж — 2 чел. 4. Китайский космический корабль «Шень Чжоу», (2000) явно созданный по мотивам «Союза». Стартовая масса — 7,79 т, длина — 9,2 м, наибольший диаметр — 2,8 м, объем СА — 6 м3, экипаж — З чел. |
Конструкция нового корабля была компромиссной, его долгая жизнь в момент создания отнюдь не предусматривалась. Поэтому почти сразу начались работы по модернизации «Союза», либо созданию новых машин, использующих «союзовские» наработки.
Так, для полетов к орбитальным станциям ДОС и «Алмаз» в начале 1970-х гг. были созданы модификации корабля 7К-Т с новыми стыковочными узлами (с тоннелем для перехода космонавтов) и ограниченной продолжительностью автономного полета (убрали солнечные батареи). Это были именно разные корабли: стыковочные узлы, используемые ЦКБЭМ {ныне РКК «Энергия») и ЦКБМ (НПО машиностроения), весьма различны.
6 июня 1971 г. «Союз-11» доставил первый экипаж — Г. Добровольского, В. Волкова и В. Пацаева. Они отработали на станции 24 дня, и 30 июня СА приземлился. Системы корабля отработали штатно, но... спасатели обнаружили в кабине экипаж без признаков жизни. Причиной гибели космонавтов стала взрывная декомпрессия, вызванная разгерметизацией спускаемого аппарата в верхних слоях атмосферы, перед раскрытием парашютов.
Между тем, повреждений оболочки отсека не обнаружили. Комиссия по расследованию катастрофы пришла к выводу, что произошло редчайшее совпадение: при сборке клапана, выравнивающего давление при снижении, размеры всех деталей попали в минусовой допуск, и под действием перегрузок он открылся преждевременно. Правда, существует и альтернативное мнение: космонавты могли неплотно закрыть люк СА перед посадкой...
Как бы там ни было, помимо ужесточения контроля технологии изготовления корабля, приняли и организационные меры: с тех пор экипажи «Союзов» облачаются в скафандры «Сокол», появились и соответствующие блоки системы жизнеобеспечения. Но в результате экипаж пришлось сократить с трех до двух человек.
Однако основой для более глубокой модернизации стал «Союз-ВИ», военно-исследовательский. Его история началась далеко от Москвы: с 1963 г. Куйбышевский филиал ОКБ-1 в инициативном порядке проектировал ВИК — военно-исследовательский корабль. Форма спускаемого аппарата была «союзовской», но компоновка — совершенно другой. Военному заказчику не требовалась стыковка, зато нужен был обитаемый отсек с разнообразной аппаратурой, более тяжелый, чем у гражданского корабля, поэтому СА и ОБО поменялись местами, а в теплозащите пришлось-таки делать переходной люк (изменилась и конструкция теплозащиты, но в дальнейшем в «Союзах» эти решения не применялись).
В 1967-м военным «Союзом-ВИ» занялись в Подлипках. Теперь снова предполагалась стыковка, поэтому вернулись к старой компоновке, зато радикально обновилась начинка. Главными новшествами «ВИ» были система управления, базирующаяся на бортовой цифровой ЭВМ, и объединенная двигательная установка (на «Союзе» двигатели разного назначения работали на разных компонентах топлива из разных баков; у нового корабля все двигатели были объединены общей пневмогидросистемой).
Разработка 7К-ВИ была прекращена — военные программы решили сосредоточить на «Алмазе», а предложенные для него технические решения легли в основу корабля «Союз-Т» (7К-СТ), которому предстояло работать с орбитальными станциями нового поколения.
Бортовая ЭВМ «Аргон-16» позволила отказаться от применения в навигационной системе гироскопов, что повысило ее надежность. Надежность повышала и новая схема предстартового обслуживания: в монтажно-испытательном корпусе корабль без расстыковки связей раскрывался по шпангоуту приборного отсека, открывая агрегаты.
Изменилась конструкция СА: число двигателей мягкой посадки увеличилось с четырех до шести, днище стало деформируемым, своеобразным амортизатором. Экипаж снова возрос до трех человек, но уже в скафандрах. Наконец, изменилась конструкция двигателей аварийного спасения.
Испытания «Союза-Т» начались 6 августа 1974 г. Первый пилотируемый «Союз Т-2» (7-й в серии) летал 5-9 июня 1980 г. До 1986 г. на орбите побывали 14 пилотируемых «Союзов-Т».
Тогда же началась и отработка новой радиотехнической системы управления стыковкой «Курс». Ранее применявшаяся «Игла» требовала, чтобы пассивный КА (орбитальная станция) в ходе ближнего сближения и причаливания постоянно ориентировался своим стыковочным узлом на активный корабль. Пока речь шла о двух кораблях, или относительно небольших малоресурсных станциях первого поколения, это было терпимо, однако уже последние Салюты с пристыкованными тяжелыми Космосами поворачивать было затруднительно, а к старту готовились первые блоки модульного орбитального комплекса «Мир», для которого такие маневры были крайне нежелательны. Поэтому новая система уже управляла движением активного корабля не вдоль одной оси, как раньше, а в трехосной системе координат, и единственное, чего требовалось от пассивного КА — поддерживать свою обычную ориентацию.
Следующая модификация — «Союз-ТМ» — обязана своим появлением большей высоте полета новых станций и большему наклонению их орбит. Энергии на выведение требовалось больше, а возможности носителя небезграничны, поэтому корабль всемерно облегчили. Кстати, поменялось и приборное оснащение — со времен разработки предыдущего прошло уже почти два десятилетия. Интересно, что для снижения массы и повышения надежности разработчики отказались от пожароопасных химических регенераторов кислорода, справедливо рассудив, что на время полета до станции хватит и запасов в баллонах.
Полностью перекомпоновали двигательную установку аварийного спасения, а парашюты впервые были сделаны из остродефицитной тогда синтетической ткани СВМ (сверхвысокомодульной).
Последняя на данный момент модернизация — «Союз-ТМА» — работает с международной космической станцией (МКС). Ряд изменений очевиден и понятен: полностью сменилась электроника (впервые использованы импортные комплектующие), совершенно новой стала приборная доска, в связи с менее жесткими требованиями к росту зарубежных астронавтов пришлось сделать выштамповки в обшивке (впрочем, невидимые под теплозащитой), дабы помещались высокорослые члены экипажа. Другие же трансформации внешне незаметны, но более важны (хотя, к сожалению, до конца их довести невозможно).
Дело в том, что, когда 40 лет назад определялась компоновка «Союза», никто не предполагал, что этот корабль будет летать в составе орбитальных станций по полгода и более. Естественно, в это время большая часть бортовых систем отключается, но состояние их необходимо постоянно контролировать, а по сегодняшним представлениям — еще и ремонтировать по мере надобности. Очевидно, что изначально в «Союзах» это предусмотрено не было.
До начала 1990-х с возможными после длительной стоянки у стыковочного узла отказами боролись обычными мерами повышения надежности. Кроме того, всегда имелся запас ракет и кораблей для спасательных операций. Однако в обвале последнего десятилетия о последней возможности пришлось забыть, требования же по надежности выросли. В РКК «Энергия» была проведена огромная работа по организации контроля состояния бортовых систем в полете, по обеспечению возможности их обслуживания в космосе, и часть этих решений воплощена в «Союзе-ТМА». Но полностью решить проблему в рамках старой компоновки невозможно...
И наконец, еще о двух модификациях «Союза».
Отголоском концепции постепенного освоения космоса стало включение в советскую лунную программу промежуточного шага — облета Луны человеком без посадки. Эту задачу сначала поручили В.М. Челомею, однако у него была только мощная ракета («Протон»), корабль же (ЛК1) существовал только в виде макета, а время поджимало. Тогда было принято решение: запустить на том же носителе корабль ОКБ-1 Л1, создаваемый на базе Союза и Л3. От первого Л1 унаследовал спускаемый аппарат и приборно-агрегатный отсек (правда, только внешний вид: приборная начинка отличалась радикально, конструкция — весьма существенно), от второго — ракетный блок «Д», системы связи и управления. Экипаж предполагался в два человека.
Летные испытания Л1 сопровождались многочисленными авариями, вызванными, в частности, тем, что одновременно испытывался и «Протон», ставший из 2-ступенчатого сразу 4-ступенчатым (4-я ступень — блок «Д»). Сбоями сопровождался и вход в атмосферу со 2-й космической скоростью. Однако четыре корабля (имевшие открытое название «Зонд») все-таки слетали к Луне, но — в беспилотном режиме. Несмотря на обращения космонавтов, руководство отрасли и страны не решилось на полет, считая, что его успешное завершение не гарантировано, а после полета «Ароllо-8» политического значения пилотируемый облет Луны уже не имел...
Отдельная модификация Союза создавалась и для совместного советско-американского проекта ЭПАС (экспериментальный полет «Аполлон» — «Союз»), К тому времени серийно выпускались аппараты для рейсов к орбитальным станциям (7К-Т), здесь же предстоял самостоятельный полет — на корабль вернулись солнечные батареи. Впервые использовали новые двигатели аварийного спасения, как раз созданные для «Союза-Т». Но главные проблемы были связаны с необходимостью взаимодействия с американцами.
На «Аполлонах» применялась чисто кислородная атмосфера с давлением втрое ниже нормального, у нас — обычная, земная. Экономя на толщине обшивки, американские конструкторы получили клубок проблем с пожароопасностью. Они-то его, за предыдущее десятилетие, кое-как «развязали» (но на «шаттлах» и МКС атмосфера уже нормальная), а нам пришлось тщательно проверять материалы, используемые во внутреннем оборудовании корабля.
Стыковочные узлы стороны создавали самостоятельно, одинаковыми были только сами плоскости стыка — это тоже было частью эксперимента. Первое касание выполнялось не штырем по приемному конусу, а выдвинутыми на силовых приводах кольцами. Отечественная — электромеханическая — конструкция получилась легче американской электрогидравлической, и именно она стала прототипом узлов, использованных на Мире и МКС для стыковки с «шаттлами».
Сергей АЛЕКСАНДРОВ