Станислав Славин - Космическая битва империй. От Пенемюнде до Плесецка
Ещё, конечно, безупречно сработала сама система аварийного спасения. На «Союзе» основой её является твердотопливный двигатель массой около 1000 кг, помещённый на самую верхушку головного обтекателя ракеты. Вместо одного большого сопла двигатель САС имеет дюжину маленьких сопел, расположенных по окружности и отклонённых на 30 градусов от вертикальной оси ракеты.
Такое устройство обусловлено тем, что корабль «Союз» состоит из трёх отсеков — орбитального, приборно-агрегатного и спускаемого. Причём спускаемый аппарат с космонавтами находится в середине связки, а силовой элемент, к которому можно прикладывать усилия, — в самом низу конструкции. Поэтому с ракеты приходится сдёргивать 7-тонный корабль целиком, вместе с обтекателем.
Расположение же двигателя САС сверху на штанге, а не внизу, под космическим кораблём, диктовалось соображениями экономии веса и горючего: сразу после того, как ракета-носитель стартует и набирает высоту в нормальном режиме, штанга вместе с двигателями САС отстреливается от обтекателя и на орбиту не выводится. Там она уже не нужна.
При аварийном запуске и срабатывании САС космонавты испытывают перегрузку в 6,5 g — это больше, чем при штатном режиме. Но тут уж, как говорится, не до жиру… Комфортом пренебрегают для того, чтобы отстреливаемый аппарат мог быстро набрать скорость и высоту, уйти из опасной зоны. Всего за 3 секунды корабль отлетает от ракеты почти на 300 м. После чего двигатель выключается, выработав всё топливо, и дальше вверх и вбок связка летит уже по инерции.
Через долю секунды после выключения двигателя на обтекателе раскрываются решётчатые крылья-стабилизаторы, в нормальном состоянии сложенные и прижатые к боковым стенкам обтекателя. На этих крыльях, в проектировании которых принимал в своё время участие и Юрий Гагарин, тогдашний дипломник Академии имени Жуковского, космонавты и улетают от места старта на 4–5 км.
На верхушке траектории полёта отстреливаются обтекатель, приборно-агрегатный и орбитальный отсеки. А из спускаемого аппарата выходит и раскрывается парашют, и перед самой землёй срабатывают ещё и двигатели мягкой посадки.
ПАДАЮЩИЕ КАМНЕМ… Если же, повторим, старт происходит нормально, на 150-й секунде полёта происходит сброс головного обтекателя, а с ним и системы аварийного спасения. Она космонавтам уже не пригодится. Высота теперь уже достаточна, чтобы в случае необходимости раскрытие парашюта и спуск происходили примерно так же, как и при штатном возвращении на Землю.
Впрочем, и тут возможны свои варианты. Так, 5 апреля 1975 года состоялся пуск космического корабля «Союз-18» с экипажем в составе командира Василия Лазарева и бортинженера Олега Макарова. «Союз» должен был состыковаться с орбитальной станцией «Салют-4». Взлёт прошёл нормально. На 261-й секунде должны были произойти отделение второй ступени и запуск третьей. Однако вместо этого начались неприятности.
После отделения второй ступени обычно сбрасывается хвостовой обтекатель третьей ступени, разделённый на четыре части. Однако из-за дефекта в данном конкретном случае один элемент не отделился. Космонавты сразу почувствовали сильную раскачку, в кабине загорелся тревожный сигнал «Авария носителя».
Экипаж вмешаться в ситуацию никак не мог; космонавты на этапе выведения — всего лишь пассажиры, всё за них решает автоматика. Она не смогла справиться с раскачкой, а потому выключила двигатель и ввела в действие программу аварийного спуска.
Так как система САС была уже сброшена вместе с головным обтекателем, автоматика просто отделила космический аппарат от носителя. На некоторое время космонавты ощутили невесомость, затем, не набрав нужной скорости для выхода на орбиту, спускаемый аппарат начал снижаться с высоты 192 км, падая со всё большей скоростью.
Сработали пиропатроны, разделяя корабль на три части: от спускаемого аппарата были отделены бытовой и приборно-агрегатный отсеки. Двигатели СУС (системы управления спуска) не смогли выдержать пологую траекторию снижения — аппарат полетел вниз по баллистической, словно камень. Начали резко расти перегрузки, доходя 20-кратных. При этом люди обычно теряют сознание, но Лазарев с Макаровым были тренированы; кроме того, сильно кричали, как рекомендовали на тренировках, и это помогло.
Наконец раскрылся парашют, сработали двигатели мягкой посадки. Но неудачи продолжали преследовать космонавтов. Приземлившись в горном районе, в 200 км юго-западнее Горно-Алтайска, спускаемый аппарат зацепился куполом за деревья. Хотя по инструкции полагается отстреливать парашют после посадки, чтобы он не тащил спускаемый аппарат при сильном ветре или, намокнув, не утопил его при посадке на воду, космонавты, почувствовав качание, не стали этого делать. Что и спасло им жизнь — иначе аппарат упал бы с горной кручи вниз, в пропасть.
Вот так завершился этот аварийный полёт длительностью 21 минута 27 секунд.
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ. Аварии случались и когда уже корабль выходил на орбиту. Вот какая ситуация, к примеру, сложилась 10–12 апреля 1979 года во время полёта Н. Рукавишникова и гражданина Болгарии Г. Иванова. Экипаж должен был состыковаться с орбитальным комплексом «Салют-6»—«Союз-32». Но при подходе к станции на корабле «Союз-33» произошла авария сближающе-корректирующей установки. Стыковку пришлось отменить.
Корабль по инерции вращался вокруг Земли на орбите искусственного спутника. Что делать дальше? Космонавты на корабле, специалисты наземного Центра управления тщательно проанализировали создавшееся положение и приняли решение: «Приземляться!» Однако выполнить его было тоже не просто.
Как уже говорилось, обычно корабль входит в плотные слои атмосферы плавно, по так называемой аэродинамической траектории. Перегрузки космонавтов, нагрев поверхности корабля из-за трения о воздух растут постепенно… Но в данном случае корректировать траекторию было нечем, ведь основная двигательная установка оказалась неисправной. Оставался аварийный вариант — дать тормозной импульс резервной установкой, а потом опять-таки производить спуск по неуправляемой, баллистической траектории.
«Впечатление было такое, что на грудь въехал „Запорожец“», — вспоминал потом Николай Николаевич Рукавишников.
Тренированные люди с честью выдержали испытание. Оказался достаточным запас прочности и у техники…
СОВМЕСТНЫМИ УСИЛИЯМИ. Ну а если бы двигатели на «Союзе-33» совсем отказали? Что тогда?.. И над этой проблемой подумали специалисты. «Несмотря на все принимаемые меры, нельзя исключать из рассмотрения ситуацию, когда космический корабль может нуждаться в срочной помощи…» Это сказал ещё в 1975 году член-корреспондент АН СССР К.Д. Бушуев, технический директор советской стороны международного проекта «Союз»—«Аполлон».
Именно тогда наши и американские специалисты привели в соответствие стыковочные устройства на своих кораблях, чтобы они могли состыковаться друг с другом и спасти терпящих бедствие на орбите.
Поначалу ведь каждая сторона развивала свои спасательные системы самостоятельно. Правда, сходность решаемых задач привела к тому, что системы на кораблях «Меркурий» и «Аполлон» получились аналогичными нашим. Правда, в «Аполлоне», который создавался одновременно с «Союзом», спускаемый аппарат находился в самом верху и не было необходимости спасать весь приборно-агрегатный отсек. Отпадала нужда и в решётчатых крыльях, так как относительная масса двигателя системы спасения уменьшалась.
Тем не менее и в американских, и в российских кораблях масса спасательной ракеты довольно велика, и в нормальном полёте, когда всё работает «штатно», через две минуты после старта двигательная установка САС сбрасывается. Ещё через полминуты отстреливается головной обтекатель, а корабль и ракета продолжают путь на орбиту.
Но вот когда очередь дошла до создания многоразовых космических «челноков», тут подход к проблеме спасения оказался резко диаметральным.
Наши специалисты создали довольно сложную многоконтурную систему спасения. Первый контур спасения заключался в том, что если бы авария случилась на стартовом столе, экипаж мог катапультироваться, как это делалось на «Востоке». Если бы авария произошла на начальном этапе полёта, ракета-носитель «Энергия» должна была изменить траекторию полёта на возвратную. «Буран» отстыковывался и садился самостоятельно на взлётную полосу на Байконуре. Если проблемы происходили на более позднем участке полёта, «Буран» выводился на одновитковую траекторию полёта вокруг Земли с дальнейшей посадкой. Если же и эта схема не сработала, космический корабль должен был сесть на запасном аэродроме. И, наконец, если авария случилась бы непосредственно при посадке, снова сработала бы система катапультирования пилотов.
