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.

---

Шестьдесят минут могут стать очень длительным часом, тянуться медленно, почти бесконечно, а могут проскочить очень быстро, как один миг. Этот час оказался очень длинным. Однако всё когда?нибудь кончается, и этот час прошел: 10, 9, 8,… 2, 1, строки на экране снова побежали, снова пошла информация, пришедшая уже с западных границ страны. Мы впивались взглядом в экран, я почему?то посмотрел сначала на телеметрический параметр под названием ЛПШ, он показывал 440 мм, значит, вот она — жесткая стыковка к боковому причалу. «Сапог» обут полностью.

Ю. Семёнов, в то время уже генеральный всего НПО «Энергия», покидая зал управления, сделал крюк, пройдя мимо нас, не остановившись, а лишь на ходу бросив всего несколько слов: «Вы тут все?таки можете работать, иногда». Эту фразу мы с Е. Бобровым тоже запомнили надолго и не раз вспоминали по разному поводу.

В те дни и ночи мы продолжали работать над МСБ, над многоразовой солнечной батареей, над тем, что позже стали называть: «больше, чем доступно глазу», — а та декабрьская ночь стала завершающим аккордом другой большой работы, которая началась еще в начале 80–х годов. Она не закончилась в том тяжелом 1989 году, нам еще предстояло пережить много таких перестыковочных часов. В 1995 году предстояло многократно запускать этот часовой механизм туда и обратно, а ситуация становилась почти критической. Похоже, что этой системе еще предстоит не раз совершить свой часовой оборот в этом, а может быть, и в третьем тысячелетии. Поэтому стоит рассказать о ней подробнее.

Мы приступили к разработке перестыковки вместе с нашими проектантами, которые работали под руководством К. Феоктистова. Мне пришлось много и тесно взаимодействовать с ним в то время, однако, как всегда, он держался на расстоянии.

Уже немного писалось о проблеме, как состыковать модули к боковым причалам переднего переходного отсека ОС «Мир», так называемого ПхО, говорилось о том, что прямая стыковка сбоку оказалась практически невозможной. Так родилась схема этой операции с промежуточной стыковкой к осевому причалу ПхО и последующим кантованием модулей на бок. Для кантования требовался манипулятор — механическая рука.

Мы вместе с проектантами рассматривали возможные варианты. Их было несколько, они отличались прежде всего тем, где располагался манипулятор и какова его кинематическая схема — кинематика.

В моем архиве до сих пор сохранились эскизы, на которых сделаны первые наброски этих схем. Среди них есть варианты с манипулятором, установленным на отсеке ПхО, есть варианты с манипулятором на модуле. Рассматривались также разные кинематические схемы самого манипулятора со звеньями, соединенными только шарнирами, и с применением поступательных пар. Там, где можно, мы старались не применять поступательно перемещавшихся звеньев, несмотря на то что умели их делать: ведь в каждом стыковочном механизме они используются. Природа, однако, не создала ни одного живого организма с поступательно движущимися членами, так же как нигде не использовала колеса. Наверное, потому, что проще шарнира механизма нет.

В конце концов, мы выбрали вариант с манипулятором с двумя шарнирами и расположили его на модуле. На станции, на ПхО, разметили специальные гнезда, в которые входил штырь головки манипулятора. Гнезд стало два, каждое из них обслуживало по два боковых стыковочных агрегата, а манипулятор еще на Земле можно было установить справа или слева, с головкой, обращенной к одному или другому гнезду, в зависимости от того, к какому боку направлялся модуль. Вариантов и подвариантов набралось немало, даже появилась опасность что?то перепутать. С этим мы столкнулись позже, когда начались настоящие перестыковки в космосе.

Несмотря на то что приходилось устанавливать манипулятор, «лапу», на каждый модуль, другие аргументы пересилили этот недостаток. Прежде всего в этом варианте обе активных части системы — стыковки и перестыковки — располагались вместе, на модуле, это значительно упрощало управление, позволило выполнять операцию автоматически. Как показал последующий анализ, опыт работы в космосе, это решение действительно оказалось правильным. Все это стало ясно только через 10 с лишним лет, в середине 1995 года. Тогда, на проектном этапе, мы анализировали основные и резервные режимы работы, и они нам подсказали правильное решение. В этом, может быть, главная ценность такого подхода к проектированию космических систем, резервирования многих компонентов, поиска и анализа нештатных ситуаций.

Утвердив, заморозив проект, мы приступили к детальной разработке. Работа на этом этапе развивалась в двух направлениях: по конструированию самого манипулятора и по проектированию управления перестыковкой, включая интеграцию с системой стыковки. Обе части этого проекта были, конечно, тесно связанными между собой и с решением ряда частных проблем.

Манипулятор, или «лапу», разрабатывали конструкторы Боброва и Обманкина. Их опыт, талант и энтузиазм сделали свое дело: конструкция получилась удачной, и всех нас не подвела.

Управление системой разрабатывали автоматчики из отдела В. Живоглотова. Помню, как я предложил ему поручить это задание лаборатории Е. Панина, которая занималась большим манипулятором для «Бурана», интегрировала его на борту многоразового корабля, а она, как упоминалось, создавалась ленинградскими робототехниками. Мне представлялось, что самостоятельная разработка хорошо дополнит кураторскую деятельность лаборатории. Еще раз могу сказать: руководить — это значит предвидеть. Как известно, бурановскому манипулятору не суждено было слетать в космос. Зато система перестыковки оказалась действительно одной из ключевых наших систем. Панин и его товарищи отлично справлялись с задачей. Им пришлось со своей системой пройти через все этапы отработки и испытаний, квалификации и предполетных проверок, подготовки и испытаний в ЦУПе, им лишь не пришлось слетать самим в космос. Сам Панин, талантливый и самобытный человек, с которым мы вместе хорошо играли в футбол и в хоккей еще в далекие 60–е годы нашей молодости, до конца руководил своими товарищами и своей техникой до тех пор, пока болезнь не приковала его к постели. Мы постарались чем?то помочь, но, к сожалению, люди еще не научились во всех случаях заменять отказавшие живые приборы управления…

Уже в 1992 году мы с В. Живоглотовым предложили Панину возглавить работу по интеграции европейского манипулятора ERA на ОС «Мир-2», он отказался: не захотел развивать высокоразвитую западную робототехнику за счет отечественной. Я не разделял его взглядов, так как был уверен, что сделать еще один большой космический манипулятор в новых условиях стало невозможно: пришло время для широкой кооперации в космосе. Однако сам поступок вызвал уважение.

В июне 1995 года Е. Панин вышел на некоторое время из больницы, специально, чтобы принять участие в управлении перестыковкой модулей, перестройкой ОС «Мир» перед стыковкой Спейс Шаттла. Помню, что он очень волновался тогда, когда показалось, что «Кристалл» зацепился за ПхО и система зависла. Мы вместе пережили еще несколько тревожных и томительных часов.

Я забежал далеко вперед, а если вернуться к проектированию, то следует коротко остановиться еще на одной технической подробности.

С одной стороны, манипулятор получился не очень сложным: нам удалось ограничиться лишь тремя степенями подвижности. Сложность задачи оказалась в другом, в частности, она возникла прежде всего из?за того, что требовалось манипулировать, кантовать огромный двадцатитонный модуль. Несмотря на то что механизм проектировался в расчете на невесомость, а скорость вращения, кантования выбрали небольшую, инерционные силы оставались огромными, и их требовалось преодолевать, гасить кинетическую энергию относительного движения. Конструкция манипулятора во многом определялась также логикой и последовательностью управления. В конце концов, удалось увязать обе части проекта и расставить все необходимые датчики на манипуляторе, даже ввести еще один дополнительный датчик в стыковочный механизм. Система сложилась, в основном режиме она работала автоматически. Весь цикл перестыковки складывался из отдельных операций. Как было принято в нашей технике, все эти операции могли выполняться по радиокомандам с Земли. Слава Богу, воспользоваться этой возможностью пока не привелось. На практике, в космосе, все оказалось сложнее.

Техника, как и жизнь, многогранна. Она складывается из аппаратуры, систем и из тех операций, которые они выполняют. Рояль может просто украшать комнату, а можно научиться извлекать из него еще один мир. Это старый пример, а современный компьютер, который может порождать чудеса, генерировать почти любую виртуальную жизнь, более понятен новому поколению. Это — суперпримеры. В нашей космической технике системы тоже могут выполнять разные операции, могут работать в разных режимах. Управлять ими на орбите, на борту или из ЦУПа — тоже искусство. Это относится ко всем системам кораблей со станцией, в том числе к нашей системе стыковки и перестыковки. Мы проделывали это неоднократно, десятки и сотни раз.