Станислав Славин - Космическая битва империй. От Пенемюнде до Плесецка
Идея же спасательных кабин, модная ещё в 60-е годы, была забракована из-за чрезмерной сложности — по сути, пришлось бы строить «корабль в корабле». Тем не менее она не отринута окончательно. Один из её идеологов, ставший гражданином Израиля, ныне пытается приспособить её для спасения экипажей гиперзвуковых самолётов, с одной стороны и пассажиров аэробусов — с другой. В обоих случаях от самолёта отделяется капсула с экипажем или пассажирами и опускается на своей парашютной системе.
А вот американцы в своём «Шаттле» уделили системе спасения недостаточное внимание. Единственное, чтобы было предложено: в случае аварии астронавты выставляют из кабины специальный шест и по нему по очереди соскальзывают наружу с индивидуальными парашютами.
На практике эта система так ни разу не была использована. А две катастрофы, случившиеся с «Челленджером» и «Колумбией» — одна на взлёте, вторая — при заходе на посадку, стоили жизни 14 членам двух экипажей. Не спасся никто.
Можно ли было хоть что-то предпринять? Давайте попробуем разобраться.
ОДНАЖДЫ В АМЕРИКЕ. Итак, 28 января 1986 года в 11 часов 38 минут при хорошей видимости и слабом ветре стартовал многоразовый транспортный космический корабль «Челленджер». Это был 25-й старт кораблей такого типа, и НАСА готовилось торжественно отметить юбилей. Но праздника не получилось. Спустя 73,2 секунды после запуска, когда «Челленджер» находился на высоте 14,3 км и зрителей уже отпустило волнение первых мгновений старта, раздался взрыв. Корабль исчез в облаке огня и дыма…
Инженер-испытатель космических аппаратов Ю.М. Марков так прокомментировал причины катастрофы:
«Уже через полсекунды после включения твердотопливных ускорителей камеры, снимавшие запуск, зафиксировали чёрный дым в области стыка средней и нижней секций правого твердотопливного ускорителя (ТТУ). На 59-й секунде киноплёнка зарегистрировала пламя на том же стыке. Мощная струя огня прожгла топливный бак снизу, а затем сорвала ТТУ с нижнего узла крепления. Повернувшись на верхнем узле крепления, как на оси, он пробил топливный бак сверху. Жидкий водород смешался с жидким кислородом. Произошёл взрыв.
Носовая часть космоплана, где было помещение для экипажа, оторвалась от средней части фюзеляжа, продолжала подъём до двадцатикилометровой высоты и только затем стала падать. Пролежавшая в морской воде полтора месяца магнитная лента воспроизвела переговоры астронавтов, в частности, восклицание пилота Смита. Видимо, он и командир Скоби успели заметить надвигающуюся опасность. В момент отрыва носовой части перегрузки не были так велики, чтобы астронавты погибли сразу. Они могли находиться в сознании до того момента, когда носовая часть ударилась о воду.
Вывод о том, что по крайней мере трое астронавтов не погибли в момент взрыва, был сделан на основании осмотра поднятых со дна четырёх дыхательных аппаратов. Командир и пилот могут воспользоваться своими аппаратами, только встав с кресла, ибо аппараты монтируются за спинками. Так вот запас кислорода в трёх аппаратах был израсходован почти полностью, а у аппарата Смита на три четверти…»
Как видите, катастрофа «Челленджера» произошла не мгновенно. У астронавтов было в запасе более минуты, чтобы спастись. Если бы, конечно, в их распоряжении была соответствующая система. Однако «теория, лежащая в основе конструкции „Шаттла“, сводилась к тому, что твердотопливные ускорители устроены таким образом, что никогда не откажут», так скажет позже астронавт Дж. Асеф.
Это признала и специальная комиссия, занимавшаяся расследованием. А ведь поводов для благодушия не было. Запуски «Шаттлов» неоднократно находились на грани трагедии, сроки стартов много раз переносились из-за отказов то одной, то другой системы… Но кардинальные меры не принимались.
Впрочем, тогда руководители НАСА потратили два года времени и множество денег на внедрение ряда усовершенствований в конструкцию «Шаттла»: модернизацию твердотопливных ускорителей, изменён состав герметизирующей мастики на стыках…
Кроме того, специалисты пришли к мнению, что надо несколько видоизменить всю схему запуска. Предлагалось вообще отказаться от твердотопливных ускорителей и производить запуск за счёт жидкостных двигателей.
Эксперты также предлагали уменьшить состав экипажа. «Пусть в полёт отправляются всего 2–5 человек, которые обеспечиваются средствами аварийного спасения на старте», — говорили они.
Однако к мнению этих специалистов не прислушались. И как ныне выясняется, напрасно.
ВТОРАЯ КАТАСТРОФА. Корабль «Колумбия» отправился в путь с мыса Канаверал утром 16 января 2003 года, в четверг. Сам старт выглядел просто безупречным. Однако на следующий день эксперты, просматривая видеозапись, усмотрели неладное. Примерно на 80-й секунде полёта фрагмент пеноизоляции размером с атташе-кейс и весом чуть больше килограмма отвалился от огромного топливного бака, ударил в левое крыло «Колумбии» и мгновенно испарился в виде белого облачка.
В НАСА срочно собрали группу инженеров, чтобы попробовать оценить последствия этого удара. Эксперты предположили, что отвалившийся кусок ударил по нижней поверхности крыла, и удар был скользящим. Но для начала они рассчитали энергию соударения для лобового столкновения.
Последний раз аналогичный случай произошёл с «Колумбией» в 1992 году. Почти такой же обломок пробил тогда в теплоизоляционной плитке отверстие менее 3 см в глубину и примерно 10 см в длину. Однако защитный слой остался цел, и «Колумбия» благополучно вернулась на Землю.
Эксперты решили, что нынешнее столкновение очень похоже, и смоделировали степень повреждения применительно к касательным ударам под углами до 1–6 градусов. Расчёты показали, что ущерб должен быть минимальным. В итоге инцидент сочли «несущественным», как посчитал руководитель программы космических кораблей многоразового использования Рон Диттемор.
Теперь в НАСА сомневаются и не исключают, что кусок мог быть обледеневшим, то есть гораздо тяжелее и опаснее. Именно он и оказался причиной катастрофы. Получается, что в США не извлекли уроков из трагедии космического челнока «Челленджер» в 1986 году. В ходе расследования той трагедии нобелевский лауреат Ричард Фейнман указал на серьёзные недостатки в методике, которую использовали американцы для оценки риска. Руководство НАСА знало, что во время взлёта выхлопные газы могут разрушить резиновые кольцевые уплотнители в твердотопливных ракетных ускорителях. Но ничего не сделало для предотвращения аварии. Это было роковой ошибкой.
Первые признаки неисправности появились при возвращении «Колумбии» 1 февраля в 7.52 над Калифорнией. Когда «Шаттл» стремительно нёсся по ещё тёмному утреннему небу, Том Бизли, астроном из Калифорнийского технологического института, разглядел, как от челнока отделяются небольшие яркие точки. А через несколько мгновений оторвался фрагмент поярче. В 20 км от института это также наблюдала астроном Кармен Санчес-Контрерас из Радиообсерватории Оуэнс-Вэлли. «Я увидела второе яркое пятно, которое было намного больше. Оно оторвалось совсем неожиданно. Как будто от корабля что-то отделилось», — рассказала она корреспондентам «New Scientist».
В тот же момент Центр управления в Хьюстоне получил первый предупреждающий сигнал о нештатном повышении температуры в нише левого шасси. В 7.53 четыре температурных датчика на задней кромке левого крыла неожиданно полностью отказали.
В 7.54 датчики внутри фюзеляжа над левым крылом зафиксировали, что за 5 минут температура выросла на 30°C — в четыре раза выше нормы.
Ещё через минуту температура существенно поднялась и в тормозной системе левого крыла. А в 7.57 отказали ещё два датчика. Затем система управления полётом «Колумбии» обнаружила повышенное сопротивление по левому борту и начала компенсировать его при помощи элевонов — рулей управления полётом, расположенных в задней части треугольного крыла. Вслед за этим совершенно неожиданно включились два небольших двигателя малой тяги.
Однако сопротивление постоянно росло. Складывалось впечатление, что бортовой компьютер не справляется с управлением. В 7.59 над западным Техасом корабль ещё продолжал бороться за своё существование. Командир Рик Хасбэнд хотел что-то сообщить центру, однако посреди фразы связь оборвалась.
Корабль стремительно летел над восточным Техасом на высоте 63 км в 18 раз быстрее звука. А на земле люди с ужасом смотрели, как он разваливается на множество пылающих обломков.
Версии о причинах трагедии стали появляться уже через несколько минут после того, как стало ясно, что корабль погиб. Возможность террористического акта исключили почти сразу — высота и скорость делали челнок недосягаемым для атаки с земли переносной ракетой класса «земля — воздух». Диверсия до запуска тоже выглядела фантазией. Одни посчитали, что взорвался один из бортовых топливных баков, а другие — что челнок столкнулся с космическим мусором. Хотя вероятность этого чрезвычайно мала.
