Система «штырь — конус», при которой объекты имеют разную конструкцию стыковочных узлов, хотя и исключает возможность соединения объектов с одинаковыми узлами, тем не менее достаточно проста и надежна. Как известно, в программе «Союз» — «Аполлон» в 1975 году были испытаны универсальные («андрогинные») стыковочные узлы, позволяющие любому из двух объектов играть как активную, так и пассивную роль. Однако, как выяснилось, такая схема требует пока большей массы конструкции и более высокой точности сближения и причаливания.
— Константин Петрович, что же определяет время активного существования станции в космосе?
— Пока на станциях не существует замкнутого круговорота веществ (работы над решением этой проблемы ведутся, и на Земле уже удалось добиться некоторых успехов), продолжительность пилотируемого полета на станции определяется запасами средств жизнедеятельности и возможностями длительного хранения расходуемых материалов — кислорода, воды, пищи, различных бытовых принадлежностей.
Кроме того, к постоянно расходуемым материалам относятся запасы топлива, необходимого для управления ориентацией станции, для коррекции орбиты при встречах с кораблем, а также для борьбы с ее притормаживанием за счет сопротивления атмосферы. Она, хотя на больших высотах и сильно разрежена, при космических скоростях заметно сказывается. Учитывая это, высоту орбиты при длительном полете выгоднее иметь повыше. Однако, начиная с 450–500 километров, заметно возрастают дозы радиации, которые при длительном пребывании могут оказаться выше допустимых. При высотах 200–250 километров станция будет сильно тормозиться, и для поддержания орбиты потребуются частые включения двигателей. Соответственно возрастет расход топлива.
Таким образом, высота 350–400 километров оказалась оптимальной — вполне приемлемой с точки зрения радиационной безопасности, удобств наблюдения Земли и обслуживания транспортными кораблями, а также исходя из продолжительности естественного существования на ней и, следовательно, требуемого для коррекции расхода топлива. Расчеты показывают, что при высоте орбиты 280 километров на ее поддержание нужно около двух с половиной тонн топлива в год, при высоте 350 километров — около полутонны, а 400 километров — около 200 килограммов.
Что касается расхода топлива на ориентацию и изменения орбиты, а также расхода материалов, связанных с пребыванием на станции экипажа, то они не могут быть ниже определенных достаточно высоких норм. Так, для обеспечения потребностей одного человека в сутки требуется сейчас до 10 килограммов материалов. Для двух человек на два года плюс топливо получается около 20 тонн. То есть больше, чем масса всего орбитального блока. Следовательно, без транспортного обслуживания в пилотируемом режиме станция могла бы функционировать на орбите максимум несколько месяцев.
СТАНЦИЯ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ
ОТ ВИТКА ДО ПОЛУГОДА… А БОЛЕЕ?
— Константин Петрович, что же определяет время активного существования станции в космосе?
— Пока на станциях не существует замкнутого круговорота веществ (работы над решением этой проблемы ведутся, и на Земле уже удалось добиться некоторых успехов), продолжительность пилотируемого полета на станции определяется запасами средств жизнедеятельности и возможностями длительного хранения расходуемых материалов — кислорода, воды, пищи, различных бытовых принадлежностей.
Кроме того, к постоянно расходуемым материалам относятся запасы топлива, необходимого для управления ориентацией станции, для коррекции орбиты при встречах с кораблем, а также для борьбы с ее притормаживанием за счет сопротивления атмосферы. Она, хотя на больших высотах и сильно разрежена, при космических скоростях заметно сказывается. Учитывая это, высоту орбиты при длительном полете выгоднее иметь повыше. Однако, начиная с 450–500 километров, заметно возрастают дозы радиации, которые при длительном пребывании могут оказаться выше допустимых. При высотах 200–250 километров станция будет сильно тормозиться, и для поддержания орбиты потребуются частые включения двигателей. Соответственно возрастет расход топлива.
Таким образом, высота 350–400 километров оказалась оптимальной — вполне приемлемой с точки зрения радиационной безопасности, удобств наблюдения Земли и обслуживания транспортными кораблями, а также исходя из продолжительности естественного существования на ней и, следовательно, требуемого для коррекции расхода топлива. Расчеты показывают, что при высоте орбиты 280 километров на ее поддержание нужно около двух с половиной тонн топлива в год, при высоте 350 километров — около полутонны, а 400 километров — около 200 килограммов.
Что касается расхода топлива на ориентацию и изменения орбиты, а также расхода материалов, связанных с пребыванием на станции экипажа, то они не могут быть ниже определенных достаточно высоких норм. Так, для обеспечения потребностей одного человека в сутки требуется сейчас до 10 килограммов материалов. Для двух человек на два года плюс топливо получается около 20 тонн. То есть больше, чем масса всего орбитального блока. Следовательно, без транспортного обслуживания в пилотируемом режиме станция могла бы функционировать на орбите максимум несколько месяцев.
СТАНЦИЯ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ
Станция «Салют-6» была запущена 29 сентября 1977 года. То же название, тот же вес, те же очертания, тот же, по существу, интерьер. И все же «Салют-6» относят к новому поколению орбитальных станций. Что же дает на это право?
Самое главное, что станция теперь действительно долговременная. Она рассчитана на многократную смену экипажа и длительность экспедиций до нескольких месяцев. Для этого в комплекс станции впервые в мировой практике были включены грузовые транспортные корабли типа «Прогресс». При этом конструкцию орбитального блока пришлось существенно модифицировать и в первую очередь установить еще один причал со стыковочным узлом в кормовой части, со стороны агрегатного отсека (соответственно и второй комплект аппаратуры сближения). Иначе снабжать станцию практически было бы невозможно.
Однако агрегатный отсек уже был сформирован, до отказа забит оборудованием. А пришлось мало того, что «просверлить» в нем отверстие и, следовательно, что-то куда-то перенести, но и установить здесь дополнительно аппаратуру управления сближением и стыковкой. Просто так сделать это не позволяла двигательная установка, и с ней, прежней, пришлось расстаться. Тем более что нельзя было просто перенести двигатели на периферию торца станции. Пришлось сконструировать новую двигательную установку, конструктивно «размазав» ее по наружному контуру агрегатного отсека, чтобы освободить место для второго стыковочного узла.
Заодно было решено сделать топливные баки общими для всех двигателей станции, включая двигатели ориентации. По этой причине новая двигательная установка получила название «объединенной». Назначение ее — изменять скорость и направление движения станции при коррекциях орбиты и создавать управляющие моменты для ориентации или стабилизации. В центре кормового торца теперь возникло пространство для промежуточной шлюзовой камеры с двумя люками. Один в стыковочном устройстве, а другой в сферическом днище рабочего отсека.
Когда создавалась тормозная двигательная установка «Востока», возникла необходимость разделить в баках полости топлива и газа, чтобы в двигатель при включении не поступал газ или эмульсия. В качестве разделителя были применены тогда гибкие полиэтиленовые пленки. «Салют-6» рассчитан на многократную дозаправку топливом и длительное его хранение, поэтому проблема эта теперь была решена иначе. Были применены металлические гофрированные разделители.
На станции было бы трудно применить то же самое топливо, что и на ракетах-носителях (с жидким кислородом в качестве окислителя). Было бы невозможно избежать потерь его на испарение. Поэтому было применено «долгохранимое» топливо: горючее — несимметричный диметилгидразин, окислитель — азотный тетраксид.
Космонавты, летавшие на станциях прежних конструкций, нередко говорили о естественном желании ополоснуться струей воды. Но возможности такой у них не было. Для «Салюта-6» была сконструирована душевая установка. Как она выглядит? В трансформируемую кабину из оргпленки через рассеиватели подается под напором подогретая вода. Отсасывается она из влагосборника потоком воздуха. Мыться в таком душе, наверное, непросто.
На новой станции установлен велоэргометр — велосипед без колес с дозируемой нагрузкой на педали. Вместе с бегущей дорожкой, набором резиновых эспандеров, нагрузочными костюмами он входит в комплекс средств профилактики для борьбы с влиянием невесомости. В переходном отсеке, который одновременно служит шлюзовой камерой, устроен люк для выхода в открытый космос. Здесь же размещается гардероб со скафандрами нового, полужесткого типа с продолжительностью автономной работы до пяти часов и аппаратура для их проверки.
На «Салюте» имеется телевизионный приемник, так что космонавты теперь поддерживают двустороннюю телесвязь с Землей.
Корабль «Союз» для использования в транспортном варианте заметных изменений не претерпел. Были сняты солнечные батареи — на корабле, летающем автономно менее пяти дней, они необязательны.
20 января 1978 года стартовал первый грузовой автоматический корабль «Прогресс-1». Почему это средство не появилось раньше? Дело в том, что самый длительный полет до того составлял чуть больше двух месяцев. На это вполне хватило ресурсов станции без их возобновления. Но вот был запланирован трехмесячный полет, и стало ясно, что пора. Чтобы обеспечить космонавтам комфорт, насыщенную программу экспериментов, а также прием на станции экспедиций посещения, необходимы были дополнительные ресурсы — воздух, продовольствие, вода, пылесборники, фото- и кинопленка, регенераторы, запасные блоки аппаратуры, приборы, инструмент и, что особенно важно, топливо для двигателей.
Может возникнуть и такой вопрос. А нельзя ли перед запуском «наполнить» станцию до отказа всем необходимым для будущих экспедиций и обойтись без грузовых кораблей? Отработанные же материалы шлюзовать за пределы станции.
Нет, нельзя. Во-первых, вес станции очень бы возрос, едва ли не в два раза. Во-вторых, некоторые ресурсы трудно запасти впрок. Скажем, кассеты с фотопленкой могут находиться в космосе ограниченное время из-за воздействия космических лучей. Большинство пищевых продуктов можно хранить не более полугода, лишь немногие — до года. Существуют и другие ограничения по ресурсу оборудования и расходуемых запасов. В-третьих, целый ряд идей по исследованиям и экспериментам возникает уже в ходе полета, для них может понадобиться новая аппаратура.
«Прогресс» создан на базе корабля «Союз» и его систем, поэтому, естественно, похож на него своими внешними очертаниями и конструкцией. Главные отличия обусловлены тем, что «грузовик» работает только в автоматическом режиме и не предназначен для возвращеия на Землю.
— Нельзя ли было, Константин Петрович, сделать транспортный корабль многократного использования?
— В принципе можно. Но в заданных массовых пределах (а они такие же, как у корабля «Союз», — около 7 тонн) он был бы неэффективен по массе доставляемых грузов. Обычный «Союз» с экипажем может взять не более 50 килограммов груза, при одном космонавте — около 150 килограммов, без пилотов — до 500.
— Возможно сделать «Прогресс» хотя бы возвращаемым?
— Посадка «грузовика» «стоила» бы еще дороже. Спускать только средний блок, который на «Союзе» снабжен теплозащитой и парашютом, не имеет смысла. А для спуска корабля целиком потребовались бы дополнительные теплозащита и парашюты, что увеличило бы вес конструкции в полтора-два раза. Пришлось бы применить ракету-носитель примерно той же мощности, какую имеет «Протон». Отсутствие космонавтов позволило не устанавливать систем обеспечения жизнедеятельности, систему связи и некоторое другое оборудование. В результате масса всех грузов на «Прогрессе» составила около 2,3 тонны.
— Телевидение не раз показывало нам процесс разгрузки «Прогресса» экипажем станции. Никакой механизации не требуется. Огромные регенераторы и блоки аппаратуры плывут куда надо от легкого толчка рукой. Впечатляющее зрелище!
— Легкость этого процесса обманчива. Веса блоки действительно не имеют, но масса, а следовательно, момент инерции у них остается. Следовательно, зевать нельзя, иначе блок может травмировать космонавта или врезаться в приборную панель.
— Не менее удивительным достижением мне представляется решение задачи дозаправки станции топливом на орбите. В авиации дозаправка в воздухе из одного самолета в другой была впервые осуществлена в 1923 году, но то был рекордный полет, едва ли не акробатический трюк. А практическое разрешение эта задача получила лишь лет через 30. Дозаправка же в космосе работает вдруг сразу и безотказно!
— Добиться этого было непросто. Потребовалась тщательная наземная отработка всего оборудования системы…
Одним из последних достижений в развитии космической техники стало создание нового транспортного корабля «Союз Т», в пилотируемом варианте впервые запущенного летом 1980 года. Нововведения, отличающие эту модификацию «Союза», позволили дать космонавтам более совершенное средство. Главное, что отличает новый корабль, — наличие на борту электронного вычислительного комплекса. Машина стала намного сложнее, но труд космонавтов заметно упростился. Теперь они не должны постоянно «играть» на клавишах пульта управления. Можно следить по дисплею за работой автоматики и быть готовым вмешаться в ее действия в случае необходимости.
Перед стартом и во время полета в вычислительный комплекс закладываются программы всех предстоящих динамических операций. Во время сближения со станцией комплекс обрабатывает поступающую информацию и сам определяет, какой импульс тяги и в каком направлении нужно выдать двигательной установке, а затем включает нужные двигатели на нужное время. При этом машина обладает свойством самоконтроля и «принимает решения» оптимальные. Быстродействие ее — сотни тысяч операций в секунду.
Космонавты и Земля могут запросить у нее на дисплей самую разную информацию. Теперь нет нужды заполнять столь дорогое время телефонной связи передачей цифровой информации. Вся она либо хранится в памяти машины, либо передается прямо в нее по командной радиолинии. При необходимости космонавты могут ввести информацию в ЭВМ сами. Все динамические операции проводятся теперь быстрее и надежнее.
Кроме того, на «Союзе Т», как и на станции, появилась объединенная двигательная установка с общими топливными баками для двигателей ориентации, причаливания и корректирующего. Топливо теперь используется в полете более рационально и экономно.
Вспоминается в связи с этим полный неожиданных трудностей полет Зудова и Рождественского на «Союзе-23» осенью 1976 года. Тогда произошел перерасход топлива в системе ориентации. И хотя баки тормозного двигателя были полны и сближение шло нормально, на расстоянии нескольких сот метров пришлось его прекратить, так как топлива в системе ориентации оставалось только на спуск. Теперь решение могло бы быть иным.
Было решено снова вернуться к использованию на корабле солнечных батарей. На первых «Союзах», предназначавшихся для сравнительно длительных полетов, они были. Транспортные корабли их не имели. В последнее время были созданы новые, более легкие и компактные панели. Установка их на «Союзе Т» позволила увеличить время его автономного полета и возможности по изменению программы полета при различных отклонениях.
На новом корабле установлено новое радиотехническое оборудование. И еще одна особенность: тормозной импульс на возвращение с орбиты дается у «Союза Т» после отделения орбитального отсека от спускаемого аппарата, соединенного с приборно-агрегатным отсеком.
Это ведет к выигрышу в расходе топлива на торможение, то есть повышает транспортные возможности корабля. Новый корабль с начала 1981 года стал основным нашим пилотируемым кораблем, пришедшим на смену отслужившему свой век «Союзу».
Самое главное, что станция теперь действительно долговременная. Она рассчитана на многократную смену экипажа и длительность экспедиций до нескольких месяцев. Для этого в комплекс станции впервые в мировой практике были включены грузовые транспортные корабли типа «Прогресс». При этом конструкцию орбитального блока пришлось существенно модифицировать и в первую очередь установить еще один причал со стыковочным узлом в кормовой части, со стороны агрегатного отсека (соответственно и второй комплект аппаратуры сближения). Иначе снабжать станцию практически было бы невозможно.
Однако агрегатный отсек уже был сформирован, до отказа забит оборудованием. А пришлось мало того, что «просверлить» в нем отверстие и, следовательно, что-то куда-то перенести, но и установить здесь дополнительно аппаратуру управления сближением и стыковкой. Просто так сделать это не позволяла двигательная установка, и с ней, прежней, пришлось расстаться. Тем более что нельзя было просто перенести двигатели на периферию торца станции. Пришлось сконструировать новую двигательную установку, конструктивно «размазав» ее по наружному контуру агрегатного отсека, чтобы освободить место для второго стыковочного узла.
Заодно было решено сделать топливные баки общими для всех двигателей станции, включая двигатели ориентации. По этой причине новая двигательная установка получила название «объединенной». Назначение ее — изменять скорость и направление движения станции при коррекциях орбиты и создавать управляющие моменты для ориентации или стабилизации. В центре кормового торца теперь возникло пространство для промежуточной шлюзовой камеры с двумя люками. Один в стыковочном устройстве, а другой в сферическом днище рабочего отсека.
Когда создавалась тормозная двигательная установка «Востока», возникла необходимость разделить в баках полости топлива и газа, чтобы в двигатель при включении не поступал газ или эмульсия. В качестве разделителя были применены тогда гибкие полиэтиленовые пленки. «Салют-6» рассчитан на многократную дозаправку топливом и длительное его хранение, поэтому проблема эта теперь была решена иначе. Были применены металлические гофрированные разделители.
На станции было бы трудно применить то же самое топливо, что и на ракетах-носителях (с жидким кислородом в качестве окислителя). Было бы невозможно избежать потерь его на испарение. Поэтому было применено «долгохранимое» топливо: горючее — несимметричный диметилгидразин, окислитель — азотный тетраксид.
Космонавты, летавшие на станциях прежних конструкций, нередко говорили о естественном желании ополоснуться струей воды. Но возможности такой у них не было. Для «Салюта-6» была сконструирована душевая установка. Как она выглядит? В трансформируемую кабину из оргпленки через рассеиватели подается под напором подогретая вода. Отсасывается она из влагосборника потоком воздуха. Мыться в таком душе, наверное, непросто.
На новой станции установлен велоэргометр — велосипед без колес с дозируемой нагрузкой на педали. Вместе с бегущей дорожкой, набором резиновых эспандеров, нагрузочными костюмами он входит в комплекс средств профилактики для борьбы с влиянием невесомости. В переходном отсеке, который одновременно служит шлюзовой камерой, устроен люк для выхода в открытый космос. Здесь же размещается гардероб со скафандрами нового, полужесткого типа с продолжительностью автономной работы до пяти часов и аппаратура для их проверки.
На «Салюте» имеется телевизионный приемник, так что космонавты теперь поддерживают двустороннюю телесвязь с Землей.
Корабль «Союз» для использования в транспортном варианте заметных изменений не претерпел. Были сняты солнечные батареи — на корабле, летающем автономно менее пяти дней, они необязательны.
20 января 1978 года стартовал первый грузовой автоматический корабль «Прогресс-1». Почему это средство не появилось раньше? Дело в том, что самый длительный полет до того составлял чуть больше двух месяцев. На это вполне хватило ресурсов станции без их возобновления. Но вот был запланирован трехмесячный полет, и стало ясно, что пора. Чтобы обеспечить космонавтам комфорт, насыщенную программу экспериментов, а также прием на станции экспедиций посещения, необходимы были дополнительные ресурсы — воздух, продовольствие, вода, пылесборники, фото- и кинопленка, регенераторы, запасные блоки аппаратуры, приборы, инструмент и, что особенно важно, топливо для двигателей.
Может возникнуть и такой вопрос. А нельзя ли перед запуском «наполнить» станцию до отказа всем необходимым для будущих экспедиций и обойтись без грузовых кораблей? Отработанные же материалы шлюзовать за пределы станции.
Нет, нельзя. Во-первых, вес станции очень бы возрос, едва ли не в два раза. Во-вторых, некоторые ресурсы трудно запасти впрок. Скажем, кассеты с фотопленкой могут находиться в космосе ограниченное время из-за воздействия космических лучей. Большинство пищевых продуктов можно хранить не более полугода, лишь немногие — до года. Существуют и другие ограничения по ресурсу оборудования и расходуемых запасов. В-третьих, целый ряд идей по исследованиям и экспериментам возникает уже в ходе полета, для них может понадобиться новая аппаратура.
«Прогресс» создан на базе корабля «Союз» и его систем, поэтому, естественно, похож на него своими внешними очертаниями и конструкцией. Главные отличия обусловлены тем, что «грузовик» работает только в автоматическом режиме и не предназначен для возвращеия на Землю.
— Нельзя ли было, Константин Петрович, сделать транспортный корабль многократного использования?
— В принципе можно. Но в заданных массовых пределах (а они такие же, как у корабля «Союз», — около 7 тонн) он был бы неэффективен по массе доставляемых грузов. Обычный «Союз» с экипажем может взять не более 50 килограммов груза, при одном космонавте — около 150 килограммов, без пилотов — до 500.
— Возможно сделать «Прогресс» хотя бы возвращаемым?
— Посадка «грузовика» «стоила» бы еще дороже. Спускать только средний блок, который на «Союзе» снабжен теплозащитой и парашютом, не имеет смысла. А для спуска корабля целиком потребовались бы дополнительные теплозащита и парашюты, что увеличило бы вес конструкции в полтора-два раза. Пришлось бы применить ракету-носитель примерно той же мощности, какую имеет «Протон». Отсутствие космонавтов позволило не устанавливать систем обеспечения жизнедеятельности, систему связи и некоторое другое оборудование. В результате масса всех грузов на «Прогрессе» составила около 2,3 тонны.
— Телевидение не раз показывало нам процесс разгрузки «Прогресса» экипажем станции. Никакой механизации не требуется. Огромные регенераторы и блоки аппаратуры плывут куда надо от легкого толчка рукой. Впечатляющее зрелище!
— Легкость этого процесса обманчива. Веса блоки действительно не имеют, но масса, а следовательно, момент инерции у них остается. Следовательно, зевать нельзя, иначе блок может травмировать космонавта или врезаться в приборную панель.
— Не менее удивительным достижением мне представляется решение задачи дозаправки станции топливом на орбите. В авиации дозаправка в воздухе из одного самолета в другой была впервые осуществлена в 1923 году, но то был рекордный полет, едва ли не акробатический трюк. А практическое разрешение эта задача получила лишь лет через 30. Дозаправка же в космосе работает вдруг сразу и безотказно!
— Добиться этого было непросто. Потребовалась тщательная наземная отработка всего оборудования системы…
Одним из последних достижений в развитии космической техники стало создание нового транспортного корабля «Союз Т», в пилотируемом варианте впервые запущенного летом 1980 года. Нововведения, отличающие эту модификацию «Союза», позволили дать космонавтам более совершенное средство. Главное, что отличает новый корабль, — наличие на борту электронного вычислительного комплекса. Машина стала намного сложнее, но труд космонавтов заметно упростился. Теперь они не должны постоянно «играть» на клавишах пульта управления. Можно следить по дисплею за работой автоматики и быть готовым вмешаться в ее действия в случае необходимости.
Перед стартом и во время полета в вычислительный комплекс закладываются программы всех предстоящих динамических операций. Во время сближения со станцией комплекс обрабатывает поступающую информацию и сам определяет, какой импульс тяги и в каком направлении нужно выдать двигательной установке, а затем включает нужные двигатели на нужное время. При этом машина обладает свойством самоконтроля и «принимает решения» оптимальные. Быстродействие ее — сотни тысяч операций в секунду.
Космонавты и Земля могут запросить у нее на дисплей самую разную информацию. Теперь нет нужды заполнять столь дорогое время телефонной связи передачей цифровой информации. Вся она либо хранится в памяти машины, либо передается прямо в нее по командной радиолинии. При необходимости космонавты могут ввести информацию в ЭВМ сами. Все динамические операции проводятся теперь быстрее и надежнее.
Кроме того, на «Союзе Т», как и на станции, появилась объединенная двигательная установка с общими топливными баками для двигателей ориентации, причаливания и корректирующего. Топливо теперь используется в полете более рационально и экономно.
Вспоминается в связи с этим полный неожиданных трудностей полет Зудова и Рождественского на «Союзе-23» осенью 1976 года. Тогда произошел перерасход топлива в системе ориентации. И хотя баки тормозного двигателя были полны и сближение шло нормально, на расстоянии нескольких сот метров пришлось его прекратить, так как топлива в системе ориентации оставалось только на спуск. Теперь решение могло бы быть иным.
Было решено снова вернуться к использованию на корабле солнечных батарей. На первых «Союзах», предназначавшихся для сравнительно длительных полетов, они были. Транспортные корабли их не имели. В последнее время были созданы новые, более легкие и компактные панели. Установка их на «Союзе Т» позволила увеличить время его автономного полета и возможности по изменению программы полета при различных отклонениях.
На новом корабле установлено новое радиотехническое оборудование. И еще одна особенность: тормозной импульс на возвращение с орбиты дается у «Союза Т» после отделения орбитального отсека от спускаемого аппарата, соединенного с приборно-агрегатным отсеком.
Это ведет к выигрышу в расходе топлива на торможение, то есть повышает транспортные возможности корабля. Новый корабль с начала 1981 года стал основным нашим пилотируемым кораблем, пришедшим на смену отслужившему свой век «Союзу».
ОТ ВИТКА ДО ПОЛУГОДА… А БОЛЕЕ?
Как представлялось развитие пилотируемых космических полетов, когда они только должны были начаться и начинались, то есть в конце 50-х — начале 60-х годов? Как последовательная цепь решений технических задач с возрастающей сложностью: полет одного космонавта, полет нескольких космонавтов, станция на 5–6 человек, станция на 50—100 человек, полет на Луну, полет к Марсу, к Венере и так далее.
Вопрос о длительности полетов обсуждался мало. Несовместимость казалась отнюдь не эшелонированной обороной противника, а неким барьером. Преодолеть его, то есть убедиться в возможности человека переносить невесомость, а далее уже все проще. Увеличение длительности пребывания в космосе уже после полета Титова казалось проблемой чисто технического развития.
Два прошедших десятилетия характеризуются неуклонным приростом максимальной продолжительности космического полета. Вот рекордные вехи:
апрель 1961 года, Гагарин («Восток») — 1 час 48 минут;
август 1961 года, Титов («Восток-2») — 25 часов;
август 1962 года, Николаев («Восток-3») — 4 дня;
июнь 1963 года, Быковский («Восток-5») — 5 дней;
август 1965 года, Купер и Конрад («Джемини-5») — 8 дней;
декабрь 1965 года, Борман и Ловелл («Джемини-7») — 14 дней;
июнь 1970 года, Николаев и Севастьянов («Союз-9-») — 18 дней;
июнь 1971 года, Добровольский, Волков и Пацаев («Союз-11» — «Салют») — 24 дня;
май—июнь 1973 года, Конрад, Вейц и Кервин («Аполлон» — «Скайлэб») — 28 дней;
июль — сентябрь 1973 года, Бин, Гэрриот и Лусма («Аполлон» — «Скайлэб») — 59 дней;
ноябрь 1973 года — февраль 1974 года, Карр, Поуги Гибсон («Аполлон» — «Скайлэб») — 84 дня;
декабрь 1977 года — март 1978 года, Романенко и Гречко («Союз-26» — «Салют-6») — 96 дней;
июнь — ноябрь 1978 года, Коваленок и Иванченков («Союз-29» — «Салют-6») — 140 дней;
февраль — август 1979 года, Ляхов и Рюмин («Союз-32» — «Салют-6» — «Союз-34») — 175 дней;
апрель — октябрь 1980 года, Попов и Рюмин («Союз-35» — «Салют-6» — «Союз-37») — 185 дней.
Как видим, прирост действительно неуклонный, но не такой уж и быстрый. В среднем менее 10 суток в год. Если посмотреть по пятилетиям, го получаются довольно любопытные цифры: в первое после 1961 года — 2,8 суток в год, второе — 0,8, третье — 13, последнее — 20 суток в год. То есть сначала было быстрое увеличение, потом период почти незначительного прироста, затем скачок и наконец очень резкий скачок.
— Как вы считаете, Константин Петрович, можно ли из этого сделать какие-нибудь выводы? Нет ли здесь очевидной тенденции на будущее?
— Цифры эти действительно интересные. Хотя, думаю, едва ли они могут привести к выявлению каких-то закономерностей. Всему было свое время, и прирост длительности полета связан не с какими-то объективными законами, а с принятием соответствующих решений. Как пойдет дальше, сказать трудно.
— Вот первый полет Юрия Гагарина называют шагом в неизвестное. До этого писали, что, только отправив человека космос, можно выяснить, выживет ли он в условиях невесомости. Не было ли в этом преувеличения?
— Ко времени запуска «Востока» уже многое было ясно и ни у кого не вызывало сомнений, что космонавт выживет и никаких физиологических осложнений не должно произойти. Если и боялись, то больше за психологическую устойчивость космонавта. Все-таки условия полета были совершенно необычные.
— Попросту говоря — не разволнуется ли космонавт чрезмерно в этих условиях?
— Все дело было в слабой изученности явления невесомости. Ни один человек до Гагарина не испытывал ее длительно. Даже летчики-истребители и испытатели. Все научные знания о ее последствиях сводились к результатам экспериментов с собаками на высотных ракетах и наших кораблях-спутниках. Результаты были обнадеживающими, но психологических данных, разумеется, не было.
— Но человек ведь как высокоорганизованное существо на невесомость мог прореагировать совсем неожиданно. Помнится, в литературе 50-х годов встречались описания кратковременных опытов по определению реакции летчиков на невесомость при полете на самолетах по параболе. И реакции эти были самыми различными: от ощущения радости (почти по Циолковскому — «блаженства») до признаков нарушения физиологических и психологических функций. Правда, Гагарин до полета в космос с удовольствием реагировал на невесомость: «…легкость, свобода движений, приятно. Висишь в воздухе, руки и ноги висят, голова работает четко». И Титов тогда тоже хвалил ее: «…очень приятная штука. Дышится легко… Чувствую себя очень хорошо». В полете же, судя по рассказам Юрия Алексеевича, эмоциональные нагрузки у него были столь высоки, что длительная невесомость не показалась серьезным испытанием.
— Зато ее в полной мере вкусил Герман Степанович. Самочувствие его в полете, как известно, не было безупречным — отмечались поташнивание и головокружение, особенно при резких движениях головой.
— Кстати, академик Олег Георгиевич Газенко отнес откровенный рассказ Титова об этих своих ощущениях к проявлению настоящего мужества и интеллигентности.
— Да, мы получили важную информацию, и это дало возможность уточнить программу подготовки следующих космонавтов. Впрочем, первые сутки на орбите и сейчас даются космонавтам нелегко, иногда еще хуже, чем тогда Титову. Но все уже знают: на третий-пятый день наступит адаптация и состояние придет в норму.
— В дальнейшем медики столкнулись с интересной загадкой. Было известно, что Борман и Ловелл после 14 суток в космосе чувствовали себя как будто неплохо. А между тем их корабль «Джемини» был очень маленьким и тесным, космонавты провели две недели как бы в стареньком «Запорожце». Да и дел у них там особых не было, все эксперименты завершились в первую неделю. Скучно… Николаев и Севастьянов в 1970 году были совершенно иначе подготовлены для борьбы с невесомостью в рекордном по длительности 18-суточном полете. Летали они в роскошном по сравнению с американским кораблем двухкомнатном «Союзе» и при этом были постоянно заняты исследованиями. А между тем после полета их состояние было если не угрожающим, то очень нелегким…
— Да, это было большой неожиданностью. Космонавты не могли сами выйти из корабля, практически не могли стоять, с трудом сидели. Пульс и кровяное давление у них были высокими, они постоянно ощущали повышенную тяжесть.
— Так вот, в результате возникло сомнение: нет ли в районе 15–16 суток непреодолимого барьера невесомости и не опасно ли вследствие этого человеку летать в космосе дольше двух недель? Я помню горячие дискуссии медиков по этому поводу.
— Тут надо отдать медикам должное: они быстро разобрались в проблеме и поняли, что трудное состояние Николаева и Севастьянова — следствие чисто физической детренированности сердца и организма в целом в результате отсутствия привычной силы тяжести. Еще говорили о большой потере влаги организмом, выходе вместе с ней минеральных солей и ослаблении в результате этого костно-мышечной структуры.
— Разумеется, все это требовало осмысления, и на него ушло время. Когда же были выработаны рекомендации для повышения сопротивляемости организма к невесомости, произошел тот самый первый скачок в длительности полетов. На мой взгляд, закономерность вполне просматривается.
— Да нет же! Какая тут закономерность! Просто, пока не была создана станция «Салют», не на чем было совершать более длительные полеты.
— Однако станция станцией, но нужно было иметь соответствующую стратегию увеличения длительности полетов, в которой медико-биологическое обеспечение играет не последнюю роль. Нельзя же было допустить, чтобы послеполетное самочувствие экипажа «Союза-9» стало нормой.
Что же конкретно помогло так успешно выиграть сражение с вредным воздействием невесомости? Это был комплекс различных мер, среди которых главная — регулярные физические упражнения на орбите, которые, нагружая различные группы мышц и сердечно-сосудистую систему, не позволяют организму терять свой привычный тонус. С этой же целью космонавты почти постоянно носят специальные нагрузочные костюмы (снимают их только на время сна) и периодически надевают «вакуумные штаны» для повышения притока крови к нижним конечностям. Применяется также специальный электростимулятор мышечного тонуса. Кроме того, на борту выполняются рекомендации по несколько повышенному потреблению воды. Появились новшества и в методах предполетной подготовки. Так, для лучшего протекания периода адаптации космонавты перед полетом спят на наклонной — в сторону головы — плоскости, привыкая к повышенному притоку крови к голове.
— На мой взгляд, Константин Петрович, весь этот комплекс средств дал результаты просто сказочные. Сравните, с каким трудом Виталий Севастьянов двигался и улыбался после своего первого полета и как замечательно он выглядел летом 1975 года после двухмесячного полета вместе с Петром Климуком на станции «Салют-4».
— Немалую роль здесь сыграли рабочий объем и общий комфорт на борту станции. Ведь в первый раз Севастьянов летал на «Союзе».
— Несомненно. Однако мне хотелось бы напомнить здесь об одном нюансе. Ту самую разницу в самочувствии экипажей «Джемини-7» и «Союза-9» медики объясняли, в частности, именно различием в объемах кораблей. Американцы, будучи стесненными малым объемом, сидели тихо и мало двигались, а наши ребята имели возможность плавать и совершать разные эволюции в сравнительно емком пространстве «Союза». Похоже, правда, на парадокс.
— Если парадокс, то кажущийся. Действительно, к условиям невесомости организм лучше привыкает при ограниченности движений. В результате этого опыта и возникли рекомендации на период адаптации: передвижения после выхода па орбиту наращивать постепенно, не торопясь. В полной мере перемещения в пространстве станции рекомендуются космонавтам не ранее конца второй недели.
— Я понимаю, что процесс адаптации очень индивидуален и показатели его субъективны. Но многое здесь, по-моему, выглядит приблизительным, неточным.
— Думаю, близится время, когда ход адаптации, во всяком случае некоторые реакции, будут анализироваться на ЭВМ. А пока, к сожалению, мы этого не умеем, и все, что касается знаний о психологии и физиологии человека в космическом полете, не выходит за рамки чистой эмпирики. А надо бы попробовать описать человека как машину со всеми его функциональными подсистемами, элементами и связями. Конечно, медикам в этом без инженеров и кибернетиков не обойтись. Но пора, я считаю, за эту задачу взяться.
— Сейчас, при быстром увеличении продолжительности орбитальных полетов, складывается впечатление, что это действительно дело лишь техники в прямом и переносном смысле. И вроде бы не видно принципиального предела. Между тем академик Газенко в интервью, которое он мне дал летом 1977 года, с уверенностью говорил о полугодовом и с осторожностью о годовом рубежах как вероятных пределах, а через два с половиной года все так же осторожно называл годовой рубеж, а больший предел пообещать не решился.
— Это понятно. Для особого оптимизма оснований по-прежнему немного. Экстраполировать здесь пока невозможно — недостаточно данных. Кстати, результаты некоторых биологических экспериментов на борту «Салюта» по развитию живых организмов в невесомости настораживают. Вполне возможно, рубеж все-таки существует. Но, повторяю, статистики пока маловато.
Вопрос о длительности полетов обсуждался мало. Несовместимость казалась отнюдь не эшелонированной обороной противника, а неким барьером. Преодолеть его, то есть убедиться в возможности человека переносить невесомость, а далее уже все проще. Увеличение длительности пребывания в космосе уже после полета Титова казалось проблемой чисто технического развития.
Два прошедших десятилетия характеризуются неуклонным приростом максимальной продолжительности космического полета. Вот рекордные вехи:
апрель 1961 года, Гагарин («Восток») — 1 час 48 минут;
август 1961 года, Титов («Восток-2») — 25 часов;
август 1962 года, Николаев («Восток-3») — 4 дня;
июнь 1963 года, Быковский («Восток-5») — 5 дней;
август 1965 года, Купер и Конрад («Джемини-5») — 8 дней;
декабрь 1965 года, Борман и Ловелл («Джемини-7») — 14 дней;
июнь 1970 года, Николаев и Севастьянов («Союз-9-») — 18 дней;
июнь 1971 года, Добровольский, Волков и Пацаев («Союз-11» — «Салют») — 24 дня;
май—июнь 1973 года, Конрад, Вейц и Кервин («Аполлон» — «Скайлэб») — 28 дней;
июль — сентябрь 1973 года, Бин, Гэрриот и Лусма («Аполлон» — «Скайлэб») — 59 дней;
ноябрь 1973 года — февраль 1974 года, Карр, Поуги Гибсон («Аполлон» — «Скайлэб») — 84 дня;
декабрь 1977 года — март 1978 года, Романенко и Гречко («Союз-26» — «Салют-6») — 96 дней;
июнь — ноябрь 1978 года, Коваленок и Иванченков («Союз-29» — «Салют-6») — 140 дней;
февраль — август 1979 года, Ляхов и Рюмин («Союз-32» — «Салют-6» — «Союз-34») — 175 дней;
апрель — октябрь 1980 года, Попов и Рюмин («Союз-35» — «Салют-6» — «Союз-37») — 185 дней.
Как видим, прирост действительно неуклонный, но не такой уж и быстрый. В среднем менее 10 суток в год. Если посмотреть по пятилетиям, го получаются довольно любопытные цифры: в первое после 1961 года — 2,8 суток в год, второе — 0,8, третье — 13, последнее — 20 суток в год. То есть сначала было быстрое увеличение, потом период почти незначительного прироста, затем скачок и наконец очень резкий скачок.
— Как вы считаете, Константин Петрович, можно ли из этого сделать какие-нибудь выводы? Нет ли здесь очевидной тенденции на будущее?
— Цифры эти действительно интересные. Хотя, думаю, едва ли они могут привести к выявлению каких-то закономерностей. Всему было свое время, и прирост длительности полета связан не с какими-то объективными законами, а с принятием соответствующих решений. Как пойдет дальше, сказать трудно.
— Вот первый полет Юрия Гагарина называют шагом в неизвестное. До этого писали, что, только отправив человека космос, можно выяснить, выживет ли он в условиях невесомости. Не было ли в этом преувеличения?
— Ко времени запуска «Востока» уже многое было ясно и ни у кого не вызывало сомнений, что космонавт выживет и никаких физиологических осложнений не должно произойти. Если и боялись, то больше за психологическую устойчивость космонавта. Все-таки условия полета были совершенно необычные.
— Попросту говоря — не разволнуется ли космонавт чрезмерно в этих условиях?
— Все дело было в слабой изученности явления невесомости. Ни один человек до Гагарина не испытывал ее длительно. Даже летчики-истребители и испытатели. Все научные знания о ее последствиях сводились к результатам экспериментов с собаками на высотных ракетах и наших кораблях-спутниках. Результаты были обнадеживающими, но психологических данных, разумеется, не было.
— Но человек ведь как высокоорганизованное существо на невесомость мог прореагировать совсем неожиданно. Помнится, в литературе 50-х годов встречались описания кратковременных опытов по определению реакции летчиков на невесомость при полете на самолетах по параболе. И реакции эти были самыми различными: от ощущения радости (почти по Циолковскому — «блаженства») до признаков нарушения физиологических и психологических функций. Правда, Гагарин до полета в космос с удовольствием реагировал на невесомость: «…легкость, свобода движений, приятно. Висишь в воздухе, руки и ноги висят, голова работает четко». И Титов тогда тоже хвалил ее: «…очень приятная штука. Дышится легко… Чувствую себя очень хорошо». В полете же, судя по рассказам Юрия Алексеевича, эмоциональные нагрузки у него были столь высоки, что длительная невесомость не показалась серьезным испытанием.
— Зато ее в полной мере вкусил Герман Степанович. Самочувствие его в полете, как известно, не было безупречным — отмечались поташнивание и головокружение, особенно при резких движениях головой.
— Кстати, академик Олег Георгиевич Газенко отнес откровенный рассказ Титова об этих своих ощущениях к проявлению настоящего мужества и интеллигентности.
— Да, мы получили важную информацию, и это дало возможность уточнить программу подготовки следующих космонавтов. Впрочем, первые сутки на орбите и сейчас даются космонавтам нелегко, иногда еще хуже, чем тогда Титову. Но все уже знают: на третий-пятый день наступит адаптация и состояние придет в норму.
— В дальнейшем медики столкнулись с интересной загадкой. Было известно, что Борман и Ловелл после 14 суток в космосе чувствовали себя как будто неплохо. А между тем их корабль «Джемини» был очень маленьким и тесным, космонавты провели две недели как бы в стареньком «Запорожце». Да и дел у них там особых не было, все эксперименты завершились в первую неделю. Скучно… Николаев и Севастьянов в 1970 году были совершенно иначе подготовлены для борьбы с невесомостью в рекордном по длительности 18-суточном полете. Летали они в роскошном по сравнению с американским кораблем двухкомнатном «Союзе» и при этом были постоянно заняты исследованиями. А между тем после полета их состояние было если не угрожающим, то очень нелегким…
— Да, это было большой неожиданностью. Космонавты не могли сами выйти из корабля, практически не могли стоять, с трудом сидели. Пульс и кровяное давление у них были высокими, они постоянно ощущали повышенную тяжесть.
— Так вот, в результате возникло сомнение: нет ли в районе 15–16 суток непреодолимого барьера невесомости и не опасно ли вследствие этого человеку летать в космосе дольше двух недель? Я помню горячие дискуссии медиков по этому поводу.
— Тут надо отдать медикам должное: они быстро разобрались в проблеме и поняли, что трудное состояние Николаева и Севастьянова — следствие чисто физической детренированности сердца и организма в целом в результате отсутствия привычной силы тяжести. Еще говорили о большой потере влаги организмом, выходе вместе с ней минеральных солей и ослаблении в результате этого костно-мышечной структуры.
— Разумеется, все это требовало осмысления, и на него ушло время. Когда же были выработаны рекомендации для повышения сопротивляемости организма к невесомости, произошел тот самый первый скачок в длительности полетов. На мой взгляд, закономерность вполне просматривается.
— Да нет же! Какая тут закономерность! Просто, пока не была создана станция «Салют», не на чем было совершать более длительные полеты.
— Однако станция станцией, но нужно было иметь соответствующую стратегию увеличения длительности полетов, в которой медико-биологическое обеспечение играет не последнюю роль. Нельзя же было допустить, чтобы послеполетное самочувствие экипажа «Союза-9» стало нормой.
Что же конкретно помогло так успешно выиграть сражение с вредным воздействием невесомости? Это был комплекс различных мер, среди которых главная — регулярные физические упражнения на орбите, которые, нагружая различные группы мышц и сердечно-сосудистую систему, не позволяют организму терять свой привычный тонус. С этой же целью космонавты почти постоянно носят специальные нагрузочные костюмы (снимают их только на время сна) и периодически надевают «вакуумные штаны» для повышения притока крови к нижним конечностям. Применяется также специальный электростимулятор мышечного тонуса. Кроме того, на борту выполняются рекомендации по несколько повышенному потреблению воды. Появились новшества и в методах предполетной подготовки. Так, для лучшего протекания периода адаптации космонавты перед полетом спят на наклонной — в сторону головы — плоскости, привыкая к повышенному притоку крови к голове.
— На мой взгляд, Константин Петрович, весь этот комплекс средств дал результаты просто сказочные. Сравните, с каким трудом Виталий Севастьянов двигался и улыбался после своего первого полета и как замечательно он выглядел летом 1975 года после двухмесячного полета вместе с Петром Климуком на станции «Салют-4».
— Немалую роль здесь сыграли рабочий объем и общий комфорт на борту станции. Ведь в первый раз Севастьянов летал на «Союзе».
— Несомненно. Однако мне хотелось бы напомнить здесь об одном нюансе. Ту самую разницу в самочувствии экипажей «Джемини-7» и «Союза-9» медики объясняли, в частности, именно различием в объемах кораблей. Американцы, будучи стесненными малым объемом, сидели тихо и мало двигались, а наши ребята имели возможность плавать и совершать разные эволюции в сравнительно емком пространстве «Союза». Похоже, правда, на парадокс.
— Если парадокс, то кажущийся. Действительно, к условиям невесомости организм лучше привыкает при ограниченности движений. В результате этого опыта и возникли рекомендации на период адаптации: передвижения после выхода па орбиту наращивать постепенно, не торопясь. В полной мере перемещения в пространстве станции рекомендуются космонавтам не ранее конца второй недели.
— Я понимаю, что процесс адаптации очень индивидуален и показатели его субъективны. Но многое здесь, по-моему, выглядит приблизительным, неточным.
— Думаю, близится время, когда ход адаптации, во всяком случае некоторые реакции, будут анализироваться на ЭВМ. А пока, к сожалению, мы этого не умеем, и все, что касается знаний о психологии и физиологии человека в космическом полете, не выходит за рамки чистой эмпирики. А надо бы попробовать описать человека как машину со всеми его функциональными подсистемами, элементами и связями. Конечно, медикам в этом без инженеров и кибернетиков не обойтись. Но пора, я считаю, за эту задачу взяться.
— Сейчас, при быстром увеличении продолжительности орбитальных полетов, складывается впечатление, что это действительно дело лишь техники в прямом и переносном смысле. И вроде бы не видно принципиального предела. Между тем академик Газенко в интервью, которое он мне дал летом 1977 года, с уверенностью говорил о полугодовом и с осторожностью о годовом рубежах как вероятных пределах, а через два с половиной года все так же осторожно называл годовой рубеж, а больший предел пообещать не решился.
— Это понятно. Для особого оптимизма оснований по-прежнему немного. Экстраполировать здесь пока невозможно — недостаточно данных. Кстати, результаты некоторых биологических экспериментов на борту «Салюта» по развитию живых организмов в невесомости настораживают. Вполне возможно, рубеж все-таки существует. Но, повторяю, статистики пока маловато.