Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке
Тогда, в 1985 году, другого выхода практически не было.
В предыдущих программах ОС «Салют» нам приходилось стыковать лишь 7–тонные КК «Союз» и «Прогресс» к 20–тонной станции. Масса каждого модуля, так же как базового блока, равнялась 20 тоннам, а сам «Мир», как забеременевшая слониха, постепенно тяжелел после каждой стыковки: 20, 27, 47, 67, 80 тонн. Наш старый стыковочный механизм со штырем нуждался в усилении. Его амортизационной системе предстояло поглощать в 3 раза большую энергию при столкновении этих многотонных конструкций. Разрабатывая новую конструкцию, конструкторы–стыковщики выжали все, что могли, из старого механизма, сохранив все основные размеры и многократно проверенные элементы. Дополнительно пришлось лишь немного удлинить штангу и усилить боковые амортизаторы. Здесь помогла теория и концепция, разработанная в конце 70–х годов. Стыковочный механизм стал умнее, он научился приспосабливаться к более тяжелым условиям, он стал адаптивным.
Этот стыковочный механизм тоже стал конструкцией следующего поколения.
Первый такой модифицированный механизм стыковал модуль «Квант» в апреле 1987 года. Стыковка оказалась далеко не обычной, но об этом событии — тоже в отдельном рассказе.
Выполняя программы ОС «Салют-6» и «Салют-7», мы накопили большой опыт по технике дозаправки. Однако для ОС «Мир» требовалась более сложная система, содержавшая развитую систему трубопроводов для перекачки топлива, а гидроразъемы, которые соединялись при стыковке, нуждались в модернизации. Дело в том, что компоненты топлива — это чрезвычайно агрессивные жидкости, в них стоят далеко не все даже лучшие материалы. В гидроразъемах требовалось уплотнение, которое обычно делается из резины. Однако самые лучше резины не выдерживали нескольких стыковок, распадаясь под действием этих компонентов — амила и гептила. Пришлось конструкторам поломать голову, а затем экспериментаторам провести сотни испытаний, пока не удалось добиться стойкости гидроразъемов. Они получились действительно замечательными.
В дополнение к традиционным задачам стыковки и многочисленным электромеханическим приводам и датчикам в рамках проекта ОС «Мир» нам пришлось решить несколько других уникальных задач. Двум из них: манипуляторной системе перестыковки и так называемой многоразовой солнечной батарее (МСБ) - будут посвящены отдельные рассказы. Сейчас — коротко о двух других работах, двух системах слежения, одну из них мы разрабатывали самостоятельно, вторую — в кооперации, причем — кооперации международной.
Перед несколькими отделами НПО «Энергия» поставили задачу разработать систему связи с орбитальной станцией через спутник–ретранслятор. Спутниковая связь позволяла значительно расширить возможности, увеличить периоды, зоны связи с Центром управления. Прокрустово ложе наземных НИПов, расположенных на территории Советского Союза, несмотря на огромную протяженность страны и дополнительные плавучие средства, специальные морские корабли, сильно суживали возможности программы, ограничивали объем информации, затрудняли управление и мониторинг орбитального комплекса. Требовалась глобальная связь через космос, подобная той, которую нам продемонстрировали американцы во время полета КК «Союз» и «Аполлон».
Чтобы увеличить информативность будущего радиоканала, после длительных проработок, оценок и дебатов выбрали сантиметровый диапазон радиоволн. Этот радиодиапазон определял размер радиолуча с узкой диаграммой направленности, как его называют в радиотехнике, это, в свою очередь, определяло необходимость его наведения с большой точностью. Моему отделению поручили разработать электромеханическую систему наведения этой остронаправленной антенны (ОНА) на спутник–ретранслятор (СР).
Антенну, которая сама стала сложной системой и весила более 100 килограммов, установили на 2–метровой штанге так, чтобы она могла осматривать небосвод, находить там СР и следить за ним. Система автоматического управления приводами (САУП ОНА — в нашей аббревиатуре) в общей сложности включала 6 прецизионных приводов. Два высокоточных привода слежения наводили антенну на спутник, управлял этими приводами бортовой компьютер, посылая электрические импульсы на шаговые двигатели. Привода не только отрабатывали командные импульсы, но и посылали обратный сигнал–информацию о положении системы обратно в компьютер. Вращение и обратная связь выполнялись с высокой точностью: ошибки не превышали 1–2 угловых минут. Точность определялась рядом факторов: параметрами отдельных компонентов, характеристиками подвижных и неподвижных конструкцией. Пришлось как следует потрудиться всем участникам этой разработки, начиная от наших смежников, традиционных для нас машиноаппаратчиков, специалистов из КБ «Радиоприбор» (головного разработчика космической радиоаппаратуры), кончая конструкторами нашего ГКБ, технологами и рабочими ЗЭМа.
Штангу, на которую установили антенну со следящими приводами, также требовалось поворачивать. При запуске на РН штанга находится в транспортном положении, вся конструкция была спрятана под головным обтекателем. После выхода на орбиту производилась так называемая расчековка, срабатывали пирозамки, затем штанга при помощи корневого привода переводилась в рабочее положение. Этих положений сделали три, с тем чтобы удобно было следить за СР, не разворачивая весь орбитальный комплекс.
С корневым приводом тоже пришлось изрядно повозиться. Дело в том, что 2–метровая штанга с такой тяжелой антенной относилась к характерным элементам конструкции, которые подвержены интенсивным нагрузкам колебательного характера. Работает ли система ориентации, бегают или прыгают космонавты, происходит ли стыковка, штанга возбуждается, начинает колебаться. Особенно нагружен корневой механизм, поэтому его пришлось оборудовать дополнительным приводом фиксации, сделать его прочным и жестким.
Еще одна непростая проблема возникла в связи с тем, что через всю штангу, через все ее шарниры проложили электрические кабели и специальный высокочастотный волновод. Гибкий кабель содержал ни мало ни много, а почти пятьсот электрических проводов разного сечения и конфигурации. Чтобы заставить гнуться или скручиваться такой жгут, требовалась особая конструкция этого кабеля. Электрические улитки, как мы их называли из?за их характерной формы, тоже доставили нам много хлопот. Сначала много сил пришлось затратить на то, чтобы все же уменьшить кабельный жгут, урезав беспредельные «аппетиты» специалистов–максималистов каждой подсистемы, связанной через эти улитки. Обеспечивая высокую надежность, каждый системщик был заинтересован дублировать, и даже троировать, основные цепи. Уже традиционно мне приходилось бороться с максималистами всех видов, и не только в этой области, дополнительно стараясь уменьшать, урезать запасы по несущей способности, прочности, диапазону рабочих температур.
