Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке

• Название: 100 рассказов о стыковке
• Автор: Владимир Сыромятников
• Издательство: Университетская книга Логос
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2008
• ISBN: 978-5-98704-307-7

В ваших руках, уважаемый читатель, — вторая часть книги «100 рассказов о стыковке и о других приключениях в космосе и на Земле». Первая часть этой книги, охватившая период от зарождения отечественной космонавтики до 1974 года, увидела свет в 2003 году. Автор выполнил свое обещание и довел повествование почти до наших дней, осветив во второй части, которую ему не удалось увидеть изданной, два крупных периода в развитии нашей космонавтики: с 1975 по 1992 год и с 1992 года до начала XXI века. Как непосредственный участник всех наиболее важных событий в области космонавтики, он делится своими впечатлениями и размышлениями о развитии науки и техники в нашей стране, освоении космоса, о людях, делавших историю, о непростых жизненных перипетиях, выпавших на долю автора и его коллег. Владимир Сергеевич Сыромятников (1933—2006) — член–корреспондент Российской академии наук, профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации, лауреат Ленинской премии, академик Академии космонавтики, академик Международной академии астронавтики, действительный член Американского института астронавтики и аэронавтики. Известный в мире специалист по космической технике, в области разработки и испытаний космических аппаратов, автоматических систем, космической робототехники, больших космических конструкций, основатель и руководитель отечественной школы стыковочных узлов космических аппаратов, получившей мировое признание. По мнению автора, эту книгу стоит прочитать каждому, кому интересна история космонавтики.

---

В трудную минуту таким же путем можно пожертвовать каким?нибудь модулем, сбросив его как балласт с орбиты. Например, 20–тонный модуль мог бы поднять высоту оставшихся наверху на целых 50 километров. И так — один за другим, пока оставалось кого и что спасать.

Однако от красивой, даже блестящей, научной идеи до практики всегда очень далеко. Инженерия, призванная реализовывать теории в практику, дается с большим трудом и часто натыкаются на огромные трудности. Поэтому так сильно боятся нового те, кому приходится отвечать за все дело в целом. Однако в трудную минуту требуется рисковать.

Дж. Кэрролл, подобно другим энтузиастам натерпевшийся сполна от перестраховщиков, решил воспользоваться граничной ситуацией, сделал попытку помочь нашему «Миру», а заодно продвинуть свою тросовую технику. В критические периоды прогресс развивается порой семимильными шагами. Сделали попытку и на этот раз.

В конце 1998 года мы снова встретились, когда «альтернативный» космический фонд «Файнд» (FIND) в поисках небюрократических путей вверх, на орбиту, подтолкнул нас к этому оригинальному способу спасения «Мира».

За два дня мы составили техпредложения (ТП). Наряду с обычным, чисто механическим тросовым подходом, центральное место в этом документе занимала идея электродинамического троса (ЭДТ), при помощи которого достигались дополнительные, можно сказать, потрясающие эффекты. Дело в том, что в металлическом, а значит электропроводящем тросе, летающем в электромагнитном поле Земли, наводится электродвижущая сила (ЭДС). Еще один атрибут космоса помогает замкнуть электрическую цепь через сферу, подбирая свободно летящие ионы и электроны. Таким образом, формировалась классическая цепь в космическом исполнении.

Как и на Земле, такая электрическая схема может работать в двух режимах: генераторном и двигательном. Если просто замкнуть электрическую цепь, на проводник с током в магнитном поле будет действовать сила, тормозящая движение. Скорость полета при этом уменьшается, и вся орбитальная система начинает снижаться. Этот режим можно использовать для безрасходного схода с орбиты. Если подключить ЭД–трос к источнику электроэнергии, он заработает в двигательном режиме, в результате начнет разгоняться, а значит — двигаться вверх.

Вот такую идею и решили протолкнуть те, кому хотелось поддержать «Мир» на орбите, продлить его космическую жизнь в XXI веке.

5.8 ГИБРИДНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ

Как уже упоминалось, в 1983 г. В. П. Глушко, наш генеральный конструктор, предложил мне в порядке внепланового задания написать брошюру «Космические корабли», которая вышла в издательстве «Знание» в 1984 году. Работая над популярной брошюрой во время зимнего отпуска на берегу Черного моря, я впервые стал осмысливать разные концепции космических кораблей. Позднее, при изучении истории Спейс Шаттла, мне попались материалы по торможению в атмосфере так называемого «затупленного тела». Эта очень эффективная форма, обоснованная американскими аэродинамиками под руководством Аллена еще в 1951 году, рассматривалась применительно к ракетным боеголовкам, и лишь в конце 1950–х его использовали конструкторы первых орбитальных кораблей «Меркурий» и «Джемини», работавшие под руководством М. Фаже, главного проектанта НАСА.

После 1984 года, анализируя то, что было сделано ранее и, чувствуя какую?то неудовлетворенность, в свободное время я начал думать о том, как бы усовершенствовать защиту крыльев при возвращении с орбиты на Землю: новая идея зрела сначала смутно, затем все осознаннее, во второй половине 80–х появилась оригинальная концепция, которая позднее, собственно, и стала основой для разработки гибридного космического корабля.

В это время по инициативе К. Феоктистова и при сильной поддержке В. Глушко начали разрабатывать проект под названием «Заря» — корабль многоразового использования, который должен был приземляться, осуществляя мягкую посадку за счет реактивных двигателей. Откровенно говоря, большинство наших разработчиков неодобрительно относилось к этой идее: даже не считая нерациональности (большие затраты топлива на торможение и вес аппаратуры), опасность этой операции, с учетом ее критичности и быстротечности процесса (всего за неполный десяток секунд до свободного падения на Землю), мягко говоря, не внушали оптимизма. Однако к этому времени Глушко овладела идея, что он, сделав столько для запуска космонавтов в космос, должен теперь вернуть их обратно на своих ракетных двигателях. Я окончательно понял это только тогда, когда, докладывая ему о своем предложении, услышал следующий комментарий: «Что? Приземление на крыльях, а не на двигателях? Не пойдет!»

В 90–е годы я время от времени возвращался к своей идее, но было не до этого, а главное — не было особого практического стимула. Дальнейшее изучение истории создания Спейс Шаттла и знакомство с его техникой на практике в середине 90–х дополнительно очень помогли осознать недостатки крылатой концепции Орбитера и космической транспортной системы в целом.

Гибель «Колумбии» 1–го февраля 2003 г, о которой я узнал, заканчивая свой отпуск на развалинах древней цивилизации (в Афинах), потрясла душу и разбудила сознание. Год спустя, когда президент Буш объявил о новых космических инициативах, они заставили думать и проектировать: Американский CEV (Crew Exploration Vehicle) - основной вариант в виде капсулы, и наш «Клипер» — крылатый «несущий корпус», но, как говорят, возможны варианты.

В эти годы мне, как и другим начальникам отделений, приходилось проводить по несколько часов на еженедельных совещаниях, которые у нас назывались заседаниями штаба. Там было достаточно времени, чтобы послушать наставления основного руководителя Н. Зеленщикова, оперативные доклады других, иногда выступать самому. В феврале 2004 г. на очередном штабе у меня окончательно сформировалась следующая концепция и конфигурация гибрида на основе корабля и РН «Союз», а также с широким использованием опыта и элементов компоновки «Бурана», Спейс Шаттла, «Меркурия» и «Джемини».

Гибридная концепция:

· От начальной идеи к техпредложениям.

· Стартовая конфигурация: без БО и без головного обтекателя, но с ДУ С АС (рис. 1).

· Недорогая РН «Союз», квалифицированная для пилотируемого полета.

· Орбитальный корабль в составе двух основных модулей: СА (включая, кабину экипажа, стыковочный отсек, хвостовой отсек — с ТРД, со сложенными крыльями — и носовой отсек с РСУ) и СМ на основе ПАО «Союза» (рис. 2).

· Стыковочная конфигурация с открытыми створками СО и модернизированным стыковочным механизмом.

· Капсульный спуск в атмосфере с управлением носовой РСУ (рис. 4).

· Переконфигурация от полета хвостом вперед к приземлению носом вперед (рис. 5).

· Посадка на ВПП (рис. 6).

· САС — спасение на всех этапах полета (рис. 7).

· Модульная структура ГМК (рис. 8).

· Орбитальный сценарий (рис. 9).

· ГМК в составе МКС (рис. 10).

· Лунный сценарий (рис. 11).

Средства выведения: РН «Союз» (отработочный вариант), его последующие модификации («Союз-2,3»), а также другие варианты РН.

Ключевые разделы работ и потенциальные проблемы:

· аэродинамика и термодинамика при выведении;

· аэродинамика, термодинамика и управление при спуске;

· аэродинамика и управление при планировании и приземлении;

· центровка в капсульной конфигурации;

· центровка в крылатой конфигурации;

· системно–приборная конфигурация;

· теплозащита многоразового типа (корпус из жаропрочной сплава и теплоизоляция);

· теплозащита одноразового типа (лобовой экран, конический обтекатель);

· конфигурация и компоновка кабины экипажа;

· стыковка по поперечной оси;

· модификация стыковочного механизма;

· основные системы, модификация;

· переконфигурация в полете;

· хвостовое оперение, развертывание и управление;

· ВРД с топливной системой, воздухозаборником и электрогенератором;

· балансировка в капсульной конфигурации;

· посадочное шасси;

· САС, амортизация приземления;

· весовой баланс (отсеки и системы);

Отработка в два основных этапа:

1–й — с экипажем из 2–х человек и

2–й — с экипажем из 5–ти человек (подобным образом в начале 1980–х отрабатывался Спейс Шаттл):

1–й этап

· Автономные испытания (системы и агрегаты, КС)

· Разделение отсеков.

· Переконфигурация.