Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке
Позднее, в конце 80–х годов, для корабля «Прогресс» разработали специальную грузовую капсулу, при помощи которой появилась возможность возвращать с орбиты аппаратуру и материалы экспериментов. Капсула весом 350 кг перед расстыковкой также устанавливалась космонавтами в тоннеле стыковочного агрегата. Обычные грузовики тормозились и сходили с орбиты с таким расчетом, чтобы их несгоревшие в атмосфере остатки затонули в океане. «Прогрессы» стали спускаться так, чтобы в нужный момент капсула, имевшая теплозащиту, выстреливалась, тормозилась в атмосфере и совершала посадку на парашюте в Казахстане.
Еще позднее, уже в начале 90–х годов, очередная модификация позволила дистационно управлять «Прогрессами» и их маневрированием вручную — с борта станции по специальному радиоканалу. Таким образом, телеуправление достигло космических масштабов, увеличило гибкость и надежность при сближении и стыковке.
«Салюты» 6 и 7, ДОСы второго поколения, внешне мало отличалась от своих предшественников. Однако это только на первый взгляд. В заднюю часть корпуса в агрегатный отсек (АО) врезали второй стыковочный узел, превратившийся в проходной, почти постоялый двор. Образовался сквозной отсек станции с передним и задним крыльцом. Опять же, это — лишь конструктивная, внешняя сторона модификации. Казалось бы, простое удвоение количества причалов, на самом деле это привело к значительным качественным изменениям. Какие хлопоты достались нам, стыковщикам, — это примечательная часть истории. Но сначала еще несколько слов о ДОСах второго поколения.
Для того чтобы они могли летать долго, была разработана и установлена на борту дополнительная аппаратура системы жизнедеятельности. Фактически это был новый СОЖ, который мог не только пополняться за счет доставки на борт расходуемых компонентов и материалов. Были созданы устройства регенерации воды и кислорода.
Длительный полет, дополнительная аппаратура и программа требовали большей энерговооруженности. На новых ДОСах установили дополнительные СБ, но и этого оказалось мало. Поворачивать громоздкую станцию целиком стало трудно. Чтобы повысить эффективность, еще раньше ввели систему ориентации батарей на Солнце. Теперь она стала классической. Для «Салютов» ее стали разрабатывать наши коллеги из ВНИИ электромеханики.
В целом ДОСы второго поколения, техника и технология, методы ее эксплуатации, процедура отбора и подготовки космонавтов, самого полета и послеполетной реабилитации — все это в совокупности обеспечило рекордно длительные полеты.
На «Салюте-6» установили систему стыковки, разработанную на основе созданных ранее, еще для первых ДОСов. Внешне новые стыковочные агрегаты также мало чем отличались от своих предшественников. Однако небольшие, казалось бы, внутренние изменения стоили нам больших усилий. Изменения касались двух вещей: во–первых, при стыковке требовалось соединить трубопроводы для дозаправки станции топливом, во–вторых, оказалось необходимым существенно повысить несущую способность конструкции. Оба изменения потребовали от нас трудной и длительной отработки. Об этом стоит рассказать подробнее.
Задача объединения трубопроводов, которые соединялись в процессе стыковки, сама по себе уже была непростой. Дело заключалось не только в том, чтобы автоматически состыковать их на орбите после длительного полета на ракете и в космосе. Задача осложнялась тем, что топливные компоненты реактивной системы управления (РСУ), как уже упоминалось, очень агрессивны. Немногие материалы стояли в их среде. Самые стойкие резины не выдерживали длительного контакта с этими азотными компонентами. В то же время требовалась многократная дозаправка в течение нескольких лет полета. Отработка разъемов вылилась в многолетнюю эпопею, которая распалась на несколько этапов. На первых этапах работоспособность обеспечили тем, что выжали максимум возможного из тех резин, которые все же работали в течение ограниченного времени. Лишь позднее, когда готовились к полету ОК «Мир», удалось создать конструкцию, в которой благодаря конструктивным хитростям удалось заменить упругую резину неупругой, даже текучим фторопластом. До сих пор они летают в космос. За «ноу–хау» этих действительно хитрых конструкций потянулись специалисты всего мира.
Помню, как, составляя ТЗ на стыковочный агрегат для первого «Салюта» в конце 60–х годов, мы обсуждали нагрузки, которые должна выдерживать конструкция в состыкованном состоянии. «Какие нагрузки в невесомости?» — возражал проектант В. Бобков. «Давай все же прибавим к 8–10 тоннам, разрывающим стык внутренним давлением, хоть небольшой изгибающий момент», — настаивал я. Сошлись на круглой цифре в 100 килограммометров. Эта величина драматически возрастала с развитием программ ДОСов: за каких?то 10–15 лет она увеличилась на два порядка, в 100 раз!
Именно со станции «Салют-6» резко возросли нагрузки и начались наши очередные трудности. Дело осложнялось тем, что требовалось обеспечить не только прочность с достаточным коэффициентом безопасности, как его называют специалисты. Полагалось заранее, еще на Земле, подтвердить расчеты и экспериментальную пригодность конструкции к длительному полету. Если бы речь шла только о прочности, то испытания не стали бы проблемой — по крайней мере, в части продолжительности.
Мы опять оказались на стыке, в прямом и переносном смысле, в самом узком месте. Осиная талия стыковочных узлов действительно оказалась самой гибкой и тонкой частью космического сооружения. Вспоминая о наставлении сопроматчика из МВТУ, нам пришлось как следует поработать, чтобы самое тонкое место не оказалось самым слабым, чтобы оно не порвалось. Усталость конструкции накапливалась за счет того, что в течение всего полета на станцию (недаром они назывались ДОСами) действовали нагрузки, которые раскачивали ее во все стороны день за днем, месяц за месяцем, год за годом.
Начиная с «Салюта-6» конструкцию пришлось рассчитывать на три основных вида внешних нагрузок, источниками которых являлись, во–первых, система управления движением (СУД), во–вторых, физические упражнения космонавтов, и в–третьих, стыковка. Эти три вида нагружения, три расчетных случая стали, можно сказать, классическими для всех наших последующих проектов.
Система СУД осуществляла ориентацию станции, а ее реактивные управляющие двигатели генерировали силы и моменты, создавали напряжения в элементах конструкции, в том числе на замках стыковочных агрегатов.
Чтобы при длительном полете в невесомости поддержать свой организм, привыкший преодолевать земную тяжесть, космонавты стали ежедневно ходить, бегать и прыгать на орбите. Бег на месте («общепримиряющий», по В. Высоцкому, без обгона) на специально оборудованной беговой дорожке неожиданно превратился, пожалуй, в самое тяжелое испытание для конструкции станции. Как это бывает на гибком мосту, космонавты, бегая по дорожке, стали раскачивать станцию, причем число колебаний постепенно накапливалось и вскоре переваливало за миллионы.
