Константин Феоктистов - О космолетах

• Название: О космолетах
• Автор: Константин Феоктистов
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1982

Книга о жизни и работе космонавта-инженера, диалоги о появлении первых космических кораблей, о путях и проблемах развития пилотируемых космических полетов, о космическом будущем человечества.

---

— Задача была очень непростой. Как сближаться? Как измерять параметры сближающихся объектов? Какое необходимо иметь оборудование? Как осуществлять причаливание и соединение кораблей и их коммуникаций? Вот далеко не полный перечень поставленных тогда вопросов. К началу 1962 года был получен основной теоретический задел, и на его базе мы приступили к проектированию. Многим у нас эта тема казалась не очень перспективной. Кое-кто был даже обижен, что пришлось отойти от непосредственной работы по «Востоку» и заняться задачей встречи.

— Почему было не попробовать создать новые средства для «Востоков»?

— Поначалу вопрос так и ставился. Мы, проектанты, считали, что важно решить проблему — научиться сближаться и стыковаться. Быстрее это можно было сделать, используя модификацию «Востока». Но Бушуев на одном из совещаний, посоветовавшись, очевидно, с Королевым, выступил с предложением — решать эту проблему сразу на новом, специально спроектированном корабле. Мы сначала оспаривали эту идею, нам казалась она преждевременной. Не хотелось терять, как минимум, два-три года на новый проект, за это время, как нам казалось, можно было бы вполне решить задачу встречи на «Востоках». Но СП высказался за новую разработку, и решение было принято.

— Вы считали возможности «Востока» по усовершенствованию достаточными? Ведь он проектировался как самый первый в мире корабль и делался очень быстро.

— Это верно: мы действительно сделали его за два года и на далекую перспективу не рассчитывали. Новый же корабль решили делать универсальным, предназначенным для решения самых различных космических задач. Хотя, конечно, очень скоро выяснилось, что сложность его на порядок, а то и два выше «Востока» и времени на создание и отработку уйдет намного больше. Только к 1969 году «Союз» был полностью отработан.

— Сближение кораблей на орбите — это прежде всего задача баллистики. Наверное, в вас заговорила ваша прежняя специальность?

— Хотя я отвечал за общее проектирование, компоновку, весовые расчеты, состав оборудования, сама задача сближения и стыковки очень привлекла меня. Трудились над ней в тесном содружестве, взаимно дополняя и критикуя друг друга, самые разные специалисты: баллистики, управленцы, «логики», компоновщики. Разумеется, и я и как проектант, и как бывший баллистик попытался внести свой вклад в «идеологию» решения этой задачи.

Я не буду здесь подробно рассматривать все те методы сближения космических объектов, которые были тогда известны и прорабатывались теоретиками. Задача эта непростая не только сама по себе (корабли на орбитах в отличие, скажем, от самолетов не могут сколь угодно круто менять направление и скорость своего полета — на них действуют неумолимые законы движения в поле тяготения при существенных ограничениях по энергетике), но и с точки зрения обеспечения оптимального расходования бортовых запасов топлива, а также приемлемых средств и методов управления процессом сближения. Между теоретически наилучшим решением всех вопросов и проектным решением была здесь изрядная дистанция.

Итак, нужно было выбрать метод сближения, то есть те параметры относительного положения и сближения объектов, которые нужно было измерять и корректировать, и последовательность включения двигателей коррекции.

Наиболее выгодным представлялся метод «свободных траекторий». При использовании этого метода измеряются параметры относительного движения объектов, по которым, в свою очередь, вычисляется по величине и направлению скорость, необходимая для прямого попадания одного объекта («активного») в другой («пассивный»). Конечно, с одного раза попасть не удастся — вследствие неточностей в измерениях, ориентации и отработке двигательного импульса. Поэтому необходимо эту операцию повторить два-четыре раза. В результате можно сблизиться настолько, что останется произвести лишь причаливание одного объекта к другому.

Метод этот казался чуть ли не идеальным, если бы не одно важное условие: необходимые вычисления в ходе сближения очень сложны, и без ЭВМ на борту их провести практически невозможно. Но в те годы малогабаритной легкой и надежной ЭВМ еще не было. Пришлось применить другой метод — «параллельного сближения», известный из теории зенитных управляемых ракет.

Суть метода в том, что двигатель «активного» объекта при своих включениях гасит, сводит к нулю угловую скорость «линии визирования», связывающую два объекта. Замерить составляющие относительной скорости (одна перепендикулярна «линии визирования», другая — вдоль нее), как и расстояние между объектами, сравнительно нетрудно с помощью радиолокатора. Вычисления при этом оказываются также достаточно просты, с ними могли справиться небольшие аналоговые счетно-решающие устройства.

Метод «параллельного сближения» решено было применить, начиная с расстояния между кораблями около 20 километров, а до этого осуществлять сближение на основе наземных радиоизмерений. Прежде всего предстояло создать устройство, которое бы замеряло все нужные параметры: угловую скорость линии визирования, дальность и радиальную скорость, а также выдавало сигналы на взаимную ориентацию сближающихся объектов. Причем сразу было решено автоматизировать весь процесс сближения и стыковки и в то же время предусмотреть возможность ручного управления на расстоянии менее 200–300 метров.

Далее предстояло решить задачу причаливания а создать стыковочный узел. И здесь было много вариантов, вплоть до самых фантастических. Специалисты по системам управления во главе с Виктором Павловичем Легостаевым предложили, например, установить на одном из кораблей («пассивном») большую петлю, а на другом крючок, который бы цеплял за петлю и подтягивал корабль. Точность сближения действительно требовалась при этом небольшая (и это нравилось самим управленцам), но проектанты это посчитали не просто технически неубедительным, но даже несерьезным.

Однако легостаевцы настаивали на своей идее. Обсуждалась она едва ли не на каждом совещании по проблеме стыковки. Проектанты же называли эту петлю «удавкой» и доказывали, что захват и стягивание таким способом очень сложная конструкторская задача. Нужно придумать механизм раскрытия петли, создать специальные лебедки для стягивания объектов и в конце концов все равно сделать стыковочный узел для обеспечения жесткого контакта. К тому же реализация этой идеи непроста с точки зрения динамики: нужно демпфирование объектов после сцепления тросом и стабилизация их вокруг него.

Значительно проще и надежнее, считали проектанты, осуществить сближение объектов до контакта, а затем жесткую стыковку. Необходимой точности сближения вполне можно было достигнуть. Споры между проектантами и управленцами по этому поводу шли долго и иногда были очень острыми.

Еще в 1961 году проектантами прорабатывался узел жесткой стыковки по схеме «штырь — конус» с винтовой системой стяжки. Конкретный вариант конструкции позже предложил ветеран КБ Александр Михайлович Коновалов. Это был очень изобретательный человек, не имевший, кстати, даже инженерного диплома. После того как эту схему исследовали специалисты по механизмам, к ее окончательной разработке приступила группа конструкторов во главе с В. С. Сыромятниковым.

Намного труднее на этот раз было с весами, хотя теперь проектанты исходили из существенно большей грузоподъемности ракеты-носителя — 6,5 тонны вместо 4,5 (была создана более мощная третья ступень). Ведь решено было создать принципиально новый корабль, на котором можно было бы не только осуществлять сближение и стыковку, но летать двум-трем космонавтам в течение нескольких недель (если помните, предел «Востока» был 10 дней), а в условиях совместной работы со станцией (подразумевалось, что на базе этого корабля позже будет создано транспортное средство для обслуживания долговременных орбитальных станций) до нескольких месяцев.

Существенно должны были быть лучше условия жизни и работы экипажа, значительно больше возможности для проведения исследований и экспериментов, а также улучшены условия возвращения и посадки на Землю — снижены перегрузки, повышена точность приземления и т. д.

Задача на проектирование будущего «Союза» была поставлена в самых общих чертах Королевым и Бушуевым, а в деталях прорабатывалась проектантами при постоянном контроле и уточнениях со стороны руководства. Важнейшей задачей было создание и отработка средств измерения параметров движения двух космических аппаратов относительно друг друга, управления процессом сближения и причаливания, механической и электрической стыковки двух кораблей, создание маршевых и координатных двигателей, обеспечивающих процессы сближения и стыковки, а также систем ориентации и управления, спуска на Землю с использованием подъемной силы и мягкой посадки.