Пилотируемые корабли: два подхода
Первые спутники, построенные в СССР и США, были, по сути, дебютом робототехники. О самостоятельно передвигающихся и обладающих зачатком интеллекта аппаратах писали фантасты, но наяву они появились только после выхода в космос. Конечно, они были еще несовершенны, но могли передавать информацию об окружающей среде, своем состоянии и, уйдя в зону, где не было связи, самостоятельно функционировать. Когда советские конструкторы начали проектирование космического корабля «Восток», сразу на вооружение взяли принцип полной автоматизации полета. Космонавт лишь наблюдал за работой систем. Впрочем, при аварийной ситуации у него была возможность взять управление в свои руки. Ставка на полную автоматику себя оправдала, все корабли «Восток», все члены первого, Гагаринского отряда космонавтов, благополучно слетав, вернулись на Землю. Зато возможность экипажу взять все на себя в полной мере представилась во время полета корабля «Восход-2». Благополучие первых стартов ушло в небытие, столько нештатных ситуаций не знал еще ни один полет в космос. После выхода в открытое космическое пространство Алексей Леонов не смог, как это планировалось, забраться в надувной шлюз. Скафандр раздулся в нерасчетном режиме, Леонов был вынужден сбрасывать излишки воздуха с помощью клапана. Долгие десять минут, показавшиеся космонавту вечностью, он протискивался в узкий тамбур. Наконец, это удалось. После нескольких витков вокруг Земли экипаж стал готовиться к посадке. Но при включении тормозной двигательной установки возник отказ. На следующем витке, уже в аварийном режиме, командир корабля Павел Беляев вручную выдал команду на запуск двигателя торможения. Посадка произошла в заснеженной тайге в Пермской области.
После разбора полета пришло твердое понимание, что одной автоматикой не обойтись, могут возникнуть такие ситуации, где справится только человек.
Американские коллеги поступили иначе. С самого начала они сделали пилота центром принятия решений на корабле. Это сказалось прежде всего на эргономике, дизайне, говоря современным языком, кабины корабля. Американский Apollo проектировали специалисты-авиаторы. Поэтому кабина была с большими иллюминаторами, массивными рычагами управления, приборная доска была усеяна многочисленными приборами и датчиками. Наш же корабль «Союз», его пульт управления разрабатывали конструкторы, не имевшие авиационных традиций. Как считают многие эксперты, именно поэтому родился шедевр, сочетающий в себе высокую эффективность и минимализм деталей. Для того чтобы быстро принимать решения и задействовать нужные системы, пульт сделали максимально простым, стрелочные приборы заменили индикаторными полями, иллюминаторы — телескопической системой на основе перископа. Несколько десятков клавиш и две ручки с регулируемым усилием. «Союз» был рассчитан на многочисленные стыковки с орбитальной станцией в автоматическом режиме. Apollo, как и другие американские корабли, стыковался вручную. Запомним это.
«Луна-15» против Apollo
Новая волна противостояния человека и автомата началась с «Лунной гонки». Выполняя решение президента Кеннеди, NASA построило гигантские сооружения на космодроме, стал летать сверхтяжелый носитель Saturn-5, американцы готовились к высадке на наш естественный спутник. Потерпев неудачу с созданием своего сверхтяжелого носителя Н-1, советские разработчики решили первыми доставить образцы лунного грунта на Землю. С высоты знаний сегодня можно констатировать, что это был вполне реальный шанс. Во всем, что касалось Луны, мы имели приоритет. Мы первыми с помощью «Луны-2» коснулись ее. Первые снимки скрытой для нас обратной стороны мы получили с помощью автоматической станции «Луна-3». Примечательно, что выдающаяся миссия «Луны-3» была первым случаем использования американских компонентов в отечественной космической технике. Фотопленка, используемая на аппарате, была фирмы Kodak. Правда, ее не покупали в магазине. Ее сняли с разведывательных метеозондов, которые во множестве забрасывали в те годы в наше воздушное пространство.
Следующим успехом была мягкая посадка станции «Луна-9» в Океане Бурь. Аппарат передал телепанораму участка лунной поверхности. В общем, американцы с большим беспокойством оценивали тогда наши возможности. Хотя им было известно, что до удачи «Луны-9» потерпело катастрофу 12 (!) аналогичных аппаратов. Похоже, мы тогда взяли терпением. И вот теперь была поставлена задача, опередив американцев, получить лунный грунт с помощью автоматической станции. Проблему пришлось решать уже после ухода из жизни Сергея Павловича Королева. Руководителем работ назначили Георгия Бабакина. Его коллектив создал универсальную платформу «Е-8», ставшую основой для всех межпланетных миссий, осуществленных СССР. Но сейчас ей предстояло научиться садиться на Луну и запускать с ее поверхности небольшую ракету с образцами грунта. Во второй половине 60-х в распоряжении советских ученых появилась ракета-носитель «Протон». Он и должен был стать той рабочей лошадкой, на которой предстояло доставить новую станцию к Луне. К сожалению, технология работ NASA и наших специалистов коренным образом отличалась. Мы в условиях нехватки ресурсов стремились прежде всего построить образцы носителей и аппаратов. И далее проверять их, испытывая во время пусков. Американцы вложились в мощную стендовую и испытательную базу. На земле они отработали все узлы и системы, испытали собранные ракеты на всех режимах. Итогом стала абсолютно непревзойденная надежность носителя Saturn-5, все его пуски прошли благополучно. Но у нас прошла череда взрывов «Протонов», отказов лунной станции. При неудачных запусках неработающие лунные станции, оставшиеся на земной орбите, объявляли очередным исследовательским аппаратом серии «Космос». Так погибли две станции. Тем временем три американских астронавта на корабле Apollo-11 готовились к своему историческому полету. У нас оставался единственный шанс.
Станцию «Луна-15» 13 июля 1969 года запустили с космодрома Байконур. Первоначально «Луну-15» вывели на орбиту искусственного спутника Земли, затем последняя ступень ракеты перевела станцию на траекторию полета к Луне. Коррекцию траектории полета провели 14 июля.
Apollo-11 16 июля стартовал с мыса Канаверал. Два корабля, один пилотируемый, другой автомат, летели параллельными курсами на Луну.
Командир экипажа Нил Армстронг и пилот Эдвин Олдрин 20 июля 1969 года, в 17.39 посадили лунный модуль корабля в юго-западном районе Моря Спокойствия. Они оставались на поверхности Луны в течение 21 часа 36 минут и 21 секунды. Все это время пилот командного модуля Майкл Коллинз ожидал их на окололунной орбите.
Астронавты совершили один выход на лунную поверхность, который продолжался 2 часа 31 минуту 40 секунд. Они установили в месте посадки флаг США, разместили комплект научных приборов и собрали 21.55 килограмма образцов лунного грунта.
Станция «Луна-15» 21 июля, в 18.47 начала спуск. Через четыре минуты после включения тормозного двигателя с ней прекратиласьсвязь. «Луна-15»разбилась о скалу на скорости 480 м/с как раз тогда, когда лунный модуль Apollo готовился покинуть Луну. Успех к нам пришел только через год, в сентябре 1970 года. Это сделала станция «Луна-16».
Тем не менее программа автоматических лунных станций СССР, несмотря ни на что, заслуживает высокой оценки. В условиях ограниченных ресурсов, не имея отработанного тяжелого носителя, Советскому Союзу в итоге удалось не только получить грунт с трех разных участков Луны, но и доставить аппараты «Луноход-1» и «Луноход-2». Сама платформа доказала свою работоспособность и стоит на вооружении Роскосмоса и сейчас.
Логика станций. От «Салюта» до МКС
Последние несколько десятилетий СССР, затем Россия, США, другие страны строят постоянно действующие орбитальные станции. Сначала это были «Салюты» и «Скайлэбы», затем — станция «МИР», сейчас — Международная космическая станция (МКС). Китай имеет планы по созданию своей станции. Советский Союз, используя собственный опыт автоматических стыковок, строил свои станции из модулей, которые после запуска самостоятельно совершали полет, стыковались с базовым модулем, после могли совершать самостоятельный полет с возвращением спускаемой капсулы на Землю без участия экипажа. Однако при строительстве МКС преимущественно использовали американский подход, когда новые модули доставляли в грузовом отсеке шаттла, доставали оттуда механическим манипулятором, а затем их астронавты монтировали вручную. Добавлю, что основные коммуникации в отечественных модулях проложены внутри стыковочных механизмов, а в американских — снаружи. Это приводит к необходимости работ в открытом космосе с очень большим количеством времени. Есть еще одно обстоятельство. После катастрофы «Колумбии» в 2003 году возникла реальная опасность недостроить станцию, так как шаттлы перестали летать. Стало очевидным, что проведение стыковок в автоматическом режиме является огромным преимуществом российской техники. Эту технологию приобрели европейцы для своего транспортного корабля. Только недавно американский корабль Dragon оснастили похожей системой. Не будем забывать, что создатели советского многоразового корабля «Буран» также изначально оснастили его системой автоматической посадки. Весь мир мог наблюдать ее 15 ноября 1988 года. Аналогичные возможности шаттл получил лишь спустя десятилетие. А ведь у нас и сейчас есть возможность в случае беды отправить беспилотный транспортный корабль «Союз» как в качестве корабля-спасателя, так и орбитального буксира. Это говорит о том, что автоматические системы совершенно необходимы для безопасности полетов и для обеспечения возможности экипажам заниматься более производительным трудом на орбите. Совсем недавно прозвучала информация, что новый разрабатываемый корабль «Федерация» несет угрозу экипажу в случае его приводнения в Тихом океане при запуске с Восточного. Тогда, может, его вообще не стоит пускать в акваторию океана? Хочется пожелать, чтобы конструкторы шире использовали опыт создания космической техники, наработанный еще Советским Союзом. Это, прежде всего, максимальная автоматизация всех этапов полета, обеспечение безопасности экипажа и корабля даже при серьезной нештатной ситуации по всей трассе выведения. Что и продемонстрировали недавно при аварийной посадке корабля «Союз МС-10».
Автоматика и логика разработчиков снова защитили людей. Значит, они на своем месте.
(Продолжение следует.)
