Страница:
К концу 1969 года корабль можно было считать доработанным, а проблему сближения и стыковки на орбите практически решенной. По своим возможностям, насыщенности оборудованием и характеристикам корабль отвечал современным требованиям. В итоге была получена возможность использовать новый корабль, как в многодневных автономных полетах, так и, после соответствующих доработок, в качестве транспортного средства для доставки экипажей и снабжения на орбитальные станции.
В автономных полетах "Союзы" использовались несколько раз. В 1975 году - в советско-американской программе "Союз-Аполлон", которая демонстрировала возможность сотрудничества России и США (так сказать, международное цирковое представление). Практически это сотрудничество ничего не дало ни нашей стране, ни Соединенным Штатам. В 1976 году был осуществлен полет по орбите с наклонением 65 градусов для картографирования, геологических и прочих исследований.
Наибольший успех в автономных полетах выпал в 1973 го-ду Петру Климуку и Валентину Лебедеву на корабле "Союз-13", на котором была установлена астрофизическая лаборатория "Орион-2". В состав лаборатории входили телескоп с объективной призмой диаметром 240 мм, который позволял получить спектры звезд на фотопленке в ультрафиолетовом диапазоне до тринадцатой звездной величины, два спектрографа для получения спектрограмм с относительно высоким разрешением (один из них с разрешением около половины ангстрема в диапазоне 2000-3800 ангстрем) и камера для съемки Солнца в рентгеновских лучах. Были получены спектры около десяти тысяч звезд. Для нас это было некоторым достижением, хотя появлялся резонный вопрос: а зачем на аппарате с телескопами были космонавты? Ведь все эти наблюдения можно было провести в автоматическом режиме.
После первой стыковки двух пилотируемых "Союзов" космонавты Алексей Елисеев и Евгений Хрунов перешли из корабля в корабль снаружи в скафандрах. Было очевидно, что для использования корабля в качестве транспортного средства доставки экипажей на орбитальные станции такой способ перехода космонавтов из корабля в орбитальную станцию не подходит. Поэтому при создании транспортной модификации "Союза" пришлось разрабатывать новую конструкцию стыковочного узла с переходным люком в самом стыковочном узле. Всю документацию на доработку "Союза" удалось создать одновременно с документацией на станцию к весне 1970 года. Очень скоро появились чертежи, началось изготовление экспериментальных установок и самого доработанного корабля. К весне следующего года транспортный вариант корабля был готов к работе с орбитальной станцией.
В начале семидесятых годов началась работа по модернизации кораблей "Союз" и были последовательно созданы еще две модификации "Союз-Т" и "Союз-ТМ". В пилотируемых вариантах их стали использовать соответственно с 1980 и с 1987 годов. Главное, что отличает эти модификации, - наличие на борту электронной вычислительной машины. Автоматика в целом стала намного сложнее, зато задачи космонавтов несколько упростились. Во время полета в вычислительный комплекс закладываются программы предстоящих динамических операций. Во время сближения со станцией вычислительная машина обрабатывает поступающую информацию и определяет, какой импульс тяги и в каком направлении нужно выдать двигательной установке, а затем включает нужные двигатели в нужное время.
Появление на борту корабля вычислительной машины позволило отказаться от метода параллельного сближения и перейти к более экономичному (и по топливу, и по количеству включений корректирующего двигателя) методу сближения по свободным траекториям. Программы бортовой машины обеспечивают регулярный самоконтроль и способность принимать решения. Быстрота действия бортовой машины "Союза" невысока - всего несколько сотен тысяч операций в секунду (разработка шестидесятых годов). Кроме того, на этих кораблях, как и на станции, появилась объединенная двигательная установка с общими топливными баками для двигателей ориентации, причаливания и корректирующего. Топливо на корабле теперь используется более рационально и экономично.
Было решено снова вернуться к использованию на корабле солнечных батарей. На первых "Союзах", предназначавшихся и для сравнительно длительных полетов, они были, а транспортные корабли их не имели. Конструкторы создали новые, более легкие и компактные панели солнечных батарей. Установка их на "Союзе-Т" позволила увеличить время его автономного полета и возможности по изменению программы полета при различных отклонениях.
На модификации "Союз-ТМ" были установлены облегченные парашютные системы и новая двигательная установка системы аварийного спасения.
ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
Во второй половине шестидесятых годов по-прежнему не было единого мнения по выбору главного направления дальнейших разработок. Одни тянули в сторону военных космических аппаратов. Не думаю, что они так уж стремились защищать родину. Этим прагматикам было в высшей степени наплевать на то, что делать, просто они исходили из вполне обоснованного предположения, что уж "на оборону" средства дадут, да и карьеру можно сделать. Другие требовали определить главной целью высадку на Луне.
- Зачем?
- Ну! Опять Америку потрясем!
- А если они потрясут раньше?
- Ну хотя бы покажем, что и мы тоже можем! И деньги почти наверняка дадут!
Некоторые предлагали хотя бы облететь Луну (зачем? опять потрясать?). Всерьез рассматривалась задача высадки экспедиции на Марс. И КБ Челомея, и наше готовили конкурсные проекты.
Целесообразнее, конечно, было начать с орбитальных станций. Но эта задача широким массам руководства, в том числе и нашему начальнику Мишину (назначенному Главным после смерти Королева), казалась несерьезной, ненужной, мелкой работой. Они ее не поддерживали. Тем не менее проработки шли. Шла и агитация. Кто-то из наших союзников вставил в текст доклада Брежнева в конце 1969 го-да абзац на тему: "Орбитальные станции - магистральный путь космонавтики". А может быть, просто умники из ЦК на фоне успешной высадки американцев решили, что позиция лисы в винограднике нам больше подходит: "А мы и не собирались лететь на Луну!" Так или иначе, но это давало возможность для выдвижения работ по орбитальным станциям на первый план. Тут у нас был серьезный конкурент - конструкторское бюро Челомея. Серьезная организация. За ее плечами была хорошо сконструированная ракета "Протон", межконтинентальные баллистические ракеты на токсичных высококипящих компонентах, крылатые ракеты. Это КБ уже далеко продвинулось в работах по военной орбитальной станции "Алмаз", вышло на этап экспериментальной отработки элементов конструкции. Хотя было совершенно очевидно, что никакого военного значения ни пилотируемые автономные полеты кораблей, ни пилотируемые орбитальные станции иметь не могли. Челомей предлагал военную станцию, а военные с восторгом его поддерживали (впрочем, как и наше министерство, как и ЦК). Они всерьез считали, что освоение самого процесса жизни и работы на орбите, исследования и эксперименты в космических полетах, не преследующие военных целей, - это чистое очковтирательство, нахальная попытка залезть к ним в карман с целью вытянуть деньги, которые еще к ним в карман не попали, но почти наверняка рано или поздно попадут (потому что все деньги непременно должны идти на оборону!).
В работах по "Алмазу" был еще один недостаток. Плохо шли дела с бортовыми системами. Корпуса были уже изготовлены, а бортовых систем и оборудования еще не было. В этой части мы их значительно опережали, так как могли использовать для орбитальной станции почти всю бортовую аппарату, агрегаты и двигатели с корабля "Союз". Я несколько раз с Бушуевым и Чертоком обсуждал этот вопрос. Черток и его товарищи, управленцы, прибористы, были решительными сторонниками перехода в наступление. Бушуев несколько колебался: наш непосредственный начальник Мишин будет наверняка против, следовательно, мы не сможем получить поддержки нашей "фирмы", да и Челомей не тот, кто позволит себя обойти.
Челомей как инженер сформировался еще в тридцатые годы. Известен он был тогда работами в области динамики авиационных конструкций. Кажется, еще во время войны он стал главным конструктором одного из авиационных КБ. Был, безусловно, незаурядным инженером. Но у него имелся крупный недостаток - он был абсолютным диктатором в своем КБ. Королев тоже был абсолютным диктатором. Но он не диктовал нам технических решений (разве только когда они были совершенно очевидными), тем более не навязывал идей конструкции. Мне кажется, он понимал, что не может предложить стоящую идею. Ведь инженерная идея - это не просто блеснувшая в голове свежая мысль. Свежая мысль обязательно должна присутствовать, без нее не обойтись, но этого мало. Новая инженерная идея требует длительного продумывания, расчетов, внимательного изучения возможных проблем, оценок, соизмерения преимуществ и трудностей. Подготовка новых идей требует свежей головы и длительного напряженного труда. У руководителя предприятия такого времени нет, да и голова редко бывает свежей.
Складывалось впечатление, что Челомей диктовал в своем КБ не только в организационном плане, но и в выборе целей, и в конкретных технических решениях. Это приводило к тому, что хотя в деталях все было, как правило, качественно проработано, но в сердцевине, в центральной идее, неизменно обнаруживалась гнильца. Например, в хорошо сконструированной ракете "Протон" был принципиальнейший изъян - применены недопустимые, с точки зрения экологии и здоровья стартовой команды и экипажа, токсичные, по существу ядовитые, компоненты топлива. Военные это решение с энтузиазмом поддерживали: их устраивало, что при нормальной температуре компоненты топлива находились в жидком состоянии и при их хранении не возникало проблем, чего не скажешь об использовании жидкого кислорода или тем более жидкого водорода, которые кипят и испаряются даже при отрицательных температурах. Но прошли годы, и военные вдруг стали переходить в этом старом споре на нашу сторону (как и Глушко). С годами обнаружилось, что использование высококипящих токсичных компонентов для ракет приводит к появлению опасных профессиональных заболеваний среди военного обслуживающего персонала и местных жителей в районах стартов и падений первых ступеней ракет.
Или другой пример. В его проекте орбитальной станции было удивительное решение: размеры орбитальной станции и корабля снабжения были одинаковы! Как если бы размеры океанского корабля и портового катера для перевозки грузов от берега к стоящему на рейде кораблю были равны! Понятно, почему Челомей принял такое нелепое решение: другого носителя у него не было.
Или, например, сама цель военной орбитальной стации? Вести разведку? Но даже если вооружить человека на орбите супербиноклем со стократным увеличением, что он сможет заметить и понять в пробегающей мимо его глаз со скоростью восемь километров в секунду картине? Но хозяину в его владениях все дозволено, даже нелепые идеи.
По характеру подобных решений угадывалось его ощущение некоторой высокомерной вседозволенности в своем КБ: "ваше дело делать как приказано". Вообще несколько удивлял бурный рост его организации: "проглотил" КБ Мясищева, крупный авиационный завод в Москве, еще... еще... Как он этого добивался? Этих заводов ведь он "не зарабатывал". Он их получал под обещания или подо что-то другое.
Много было в тогдашней тоталитарной системе умелых, успешно плавающих. Вспоминаю один эпизод, который свидетельствует, что способы выживания были самые разные. При распределении выпускников Московского авиационного института, Московского высшего технического училища или какого-либо еще института в конце пятидесятых - начале шестидесятых годов от нас ездил в вузы Шустин, выясняя, кто из выпускников потолковее, разговаривал с ними и агитировал подающих надежды идти к нам. Однажды, вернувшись после очередной такой поездки, он рассказал смеясь: "Ничего у меня не вышло. Хотел утянуть Сергея Хрущева - он же кончает в этом году. Куда нам наивным: его уже "увел" Челомей!" И наивный Сергей Никитович Хрущев успешно начал карьеру в его КБ, а Челомей (думаю, за его спиной) получал под это имя завод за заводом, новые и новые заказы. Но как только Никиту Хрущева сняли, Челомей чуть ли не сразу уволил его сына. Рассказывали, что он утверждал, будто "Сергей связывал" его, "мешал работать". Тут же открестился! Так или иначе, Брежнев поддерживал Челомея как при Хрущеве (тогда в Политбюро он "опекал" "новую технику"), так и во время собственного царствования.
Опасения Бушуева по поводу орбитальных станций были небезосновательны. Но в начале декабря 1969 года, когда Мишин был где-то на юге в отпуске, а Челомей то ли отдыхал, то ли лечился в Барвихе, я, посоветовавшись с Чертоком, 5 декабря 1969 года позвонил Устинову и напросился на прием. Он предложил заехать вечером, часам к пяти.
Поначалу при разговоре присутствовали только Б.А. Строгонов (начальник сектора оборонного отдела ЦК, который курировал ракетные и космические дела) и Илларионов (помощник Устинова). Я рассказал, что мы предлагаем взять за основу бортовые системы "Союза", цилиндрическую часть корпуса от орбитальной станции Челомея, двигательную установку, солнечные батареи и стыковочный узел (с доработкой в части прямого перехода экипажа из корабля на станцию) также от корабля "Союз" и в короткие сроки, примерно за год, создать орбитальную станцию.
Устинов усвоил основную идею: и станция будет быстро создана, и Челомей получит по мозгам! Последнее мне стало понятно потом. Устинову очень не нравилось в Челомее то, что он "выходил" на более высокое начальство "мимо" него. А кому это может нравиться? Устинов тут же пригласил к себе Келдыша, Смирнова и С.А. Афанасьева, в ту пору министра общего машиностроения. Хотя был уже вечер, они явились неожиданно быстро, минут через двадцать - тридцать. Обсуждение длилось довольно долго. Устинов и остальные решительно поддержали идею и предложили мне подготовить официальные, изложенные на бумаге основные положения по созданию орбитальной станции. Наутро я рассказал о своем демарше Бушуеву. Ему это не понравилось. Но было уже поздно. В темпе мы начали подготовку технического отчета с предложениями по созданию первой долговременной орбитальной станции - ДОС. Кажется, до этого времени парочку состыкованных кораблей помпезно объявляли орбитальной станцией, поэтому настоящую орбитальную станцию пришлось "подать" по-новому: антуражу в нашем виртуальном государстве придавалось весьма важное значение, и нельзя было уйти от этой национальной особенности.
Примерно 25 декабря мы опять собрались у Устинова, но уже с участием Мишина и с подготовленными в виде отчета предложениями. Мишин готов был объединиться со своим неприятелем Челомеем и укокошить меня где-нибудь тут же, в темном углу. Но дело остановить им не удалось, оно пошло. Работы над конструкторской документацией (корпус, установка приборов, механизмы, отработка) поручили филевскому филиалу КБ Челомея, работавшему тогда под руководством Виктора Бугайского. Этот филиал впоследствии стал независимой организацией - КБ "Салют". Коллектив конструкторов филиала, можно сказать, с воодушевлением воспринял наше предложение удрать от Челомея. После первого разговора с Устиновым о ДОС я съездил в филевское КБ и, к удивлению, обнаружил целую компанию союзников: по-видимому, ребята из ЦК уже успели поработать. Возможно, филевцев и агитировать было не нужно: для них Челомей являлся захватчиком, превратившим знаменитое авиационное КБ в филиал какой-то хилой "фирмы".
Филевское КБ и завод Хруничева приняли активное участие в разработке документации и создании ДОС, а впоследствии и станции "Мир", по нашим проектным исходным данным и электрическим схемам, и внесли выдающийся вклад в нашу общую работу. Естественное желание конструкторов - заняться чистой работой и желание Бугайского - сбежать от своего любимого начальника помогали в общем-то дружной работе. Опять проект и рабочая документация делались с очень малым сдвигом, относительно друг друга. Проект в целом, электрические схемы, разработка и поставка всего бортового оборудования были за нами и нашей кооперацией по "Союзу", рабочую документацию на машину и на многочисленные экспериментальные установки делало КБ Бугайского. Формально оно продолжало числиться филиалом КБ Челомея, и это сильно осложняло их жизнь и нашу тоже, но тут уж и Челомей ничего не мог поделать - ему это просто не позволяли, и он не без оснований рассматривал подключение его филиала к нашим работам как пиратский набег на его остров с нашей стороны. Конечно, элемент пиратства тут был. Но совесть наша была, как мы считали, чиста: по тогдашним законам соцсистемы все принадлежало государству, а следовательно, и нам. Мы же действовали в интересах дела. Да и сам элемент пиратства как таковой нам, конечно, нравился: даже С.П. едва ли удался бы такой лихой набег при полном отсутствии материального подкрепления. Но вслух подобными ощущениями мы ни с кем не делились.
Уже предварительные проработки показали, что есть возможность создать (в соответствии с мощностью и размерами ракеты-носителя "Протон") долговременную орбитальную станцию с максимальным диаметром около 4 метров и массой около 19 тонн. Исходя из условия, что на станции должен работать экипаж из двух-трех человек в течение нескольких месяцев, на научное оборудование оставалось около полутора тонн массы, что было для первого раза совсем неплохо. Решили двигаться к полноценной станции через ряд этапов. И на первом этапе сделать орбитальную станцию-лабораторию для проверки основных принципов создания и функционирования орбитальных станций, чтобы в ходе полетов космонавтов и проведения ими научных и технических экспериментов исследовать возможности длительной работы человека на орбите в условиях невесомости и ограниченного объема.
Станция "Салют" и должна была стать такой лабораторией. Ей предстояло функционировать не только с космонавтами на борту, но и в качестве автоматического орбитального аппарата (в периоды между экспедициями космонавтов на станцию). В пилотируемом режиме она превращалась в комплекс, состоящий из двух блоков - орбитального (собственно станция) и транспортного (корабль) с постоянно открытыми между ними люками, размещенными в стыковочных узлах. Так что космонавты могли работать и отдыхать во всем объеме комплекса, который составлял около 100 кубических метров. Длина всего комплекса была более 23 метров, из них около 14 метров - орбитальный блок. Общая масса составляла около 25 тонн.
Для проведения экспериментов, наблюдений, кино- и фотосъемки в различные отсеки станции врезали 27 иллюминаторов: тут уж мы постарались. Как и на всех предыдущих кораблях, внутри станции решили поддерживать атмосферу, близкую по составу и давлению к нормальной земной атмосфере. Известно, что почти на всех первых американских космических кораблях, начиная с "Меркури", применялась чисто кислородная атмосфера с давлением 0,4 атмосферы. Почему не земная? Сначала у нас объясняли такой выбор американцев тем, что их ракеты-носители тогда обладали сравнительно небольшой грузоподъемностью, что требовало от создателей кораблей строжайшей экономии веса, и они экономили на весе конструкции и оборудования. Но, скорее всего, их выбор определялся тем, что при подготовке к выходу космонавтов из корабля наружу не надо было тратить времени на адаптацию человека к пониженному давлению в скафандрах. Снижать давление в шлюзе перед выходом приходится очень медленно, чтобы избежать так называемой кессонной болезни. Дело в том, что при снижении давления происходит выделение азота из крови, ранее растворенного в ней, так как при снижении давления количество газа, которое может быть растворено в жидкости, уменьшается. Однако кислород, как известно, среда пожароопасная. Авиационные инженеры знают, что даже намека на искру при соприкосновении чистого кислорода с маслом достаточно для того, чтобы возник пожар. Американцы столкнулись с этим недостатком кислородной атмосферы своих кораблей.
В январе 1967 года при очередных наземных проверках корабля "Аполлон" на стартовом устройстве возник пожар от случайного короткого замыкания. Пламя бушевало в кабине всего несколько секунд, но три космонавта Гриссом, Уайт и Чаффи погибли, не успев открыть люк корабля. И все же тогда американцы отступить уже не могли, и, проведя тщательный анализ и доработку всех систем с точки зрения пожарной безопасности, летали на своих "Аполлонах" на Луну с той же кислородной атмосферой.
Но вернемся к "Салюту". Компоновка кораблей в значительной степени определялась функциональными соображениями и резкими ограничениями размеров и массы. Здесь же поле для маневра было значительно больше. Шли разговоры об обеспечении максимально возможного комфорта для экипажа, чтобы внутреннее помещение было достаточно просторное, а места для работы, отдыха и сна удобными. Тем не менее об особом комфорте на ста кубических метрах речь идти не могла. К тому же свободного пространства было намного меньше. Общий свободный объем можно представить в виде куба со стороной около четырех с половиной метров. Причем в этом "помещении" два человека должны были жить и работать месяцами. В этом же объеме требовалось еще разместить тонны оборудования, приборов, пультов, запасов пищи, воды, питания, а также туалет. Кроме того, нельзя забывать об обеспечении возможности ремонта и замены аппаратуры в полете силами экипажа. Необходимо было не только снабдить экипаж инструментом и приспособлениями, но и обеспечить доступ к местам возможных неисправностей и к расходуемым материалам. Придумали себе и проблему соблюдения привычной для человека ориентации внутри станции: ощущения "верх низ", "право - лево". Договорились, что внутри станции "низ" там, где оказывается Земля при правильной ориентации станции в орбитальной системе координат. Всерьез обсуждали и заказывали своим доморощенным художникам-любителям виды внутреннего интерьера, где пол, потолок, правая и левая стены были выкрашены в разные цвета (модная тогда идея разноцветных стен и потолка в квартире).
Продолжительность пилотируемого полета на станции определяется запасами и возможностью длительного хранения расходуемых материалов: кислорода (в том или ином виде), воды, пищи, запасов белья, различных бытовых принадлежностей. Кроме того, к расходуемым материалам относятся запасы топлива, необходимого для управления ориентацией станции, для коррекции орбиты при встречах с кораблем, а также для борьбы с ее торможением за счет сопротивления остатков атмосферы на высоте полета станции. Атмосфера хотя на больших высотах и сильно разрежена, при космических скоростях заметно сказывается.
На высотах 200-250 километров станция будет сильно тормозиться, и для поддержания высоты орбиты потребуются частые включения двигателей. Соответственно возрастет расход топлива. Ракеты показали, что при высоте орбиты 300 километров на поддержание высоты орбиты "Салюта" нужно будет около трех тон топлива в год, при высоте 350 километров порядка одной тонны, а при 400 километрах - около 200 килограммов в год. Учитывая это, высоту орбиты при длительном полете выгоднее иметь больше. Однако при увеличении высоты орбиты придется тратить больше топлива на выведение каждого корабля на более высокую орбиту, а начиная с высоты 450-500 километров заметно возрастают дозы радиации, которые при длительном пребывании экипажа на станции могут оказаться выше допустимых. Таким образом, высота 350-400 километров оказалась оптимальной, вполне приемлемой с точки зрения радиационной безопасности, удобств наблюдения Земли и обслуживания транспортными кораблями, а также по количеству требуемого для поддержания высоты орбиты расхода топлива.
Что касается расхода топлива на ориентацию и коррекцию орбиты, а также расхода материалов, связанных с пребыванием на станции экипажа, то они не могут быть ниже определенных, достаточно высоких норм, определяемых уровнем систем ориентации и систем, обеспечивающих жизнедеятельность организма человека. Так, для обеспечения потребностей одного человека требовалось тогда в среднем до 10 килограммов материалов и оборудования в сутки. Таким образом, запас для двух человек на два года вместе с топливом составляет около 20 тонн. То есть больше, чем масса всего орбитального блока. Поэтому нам пришлось ограничить общее время полета экипажей тремя месяцами. Имелось в виду, что будет осуществлено несколько экспедиций на станцию.
Было решено, что необходимо установить нужное оборудование и во время полета первой станции провести определенный объем исследований и экспериментов: спектрографирование звезд, туманностей и ореола Земли в ультрафиолетовом диапазоне излучения; регистрацию первичного космического фона гамма-квантов и электронов, потоков нейтронов, многозарядной составляющей космических лучей; регистрацию микрометеорных частиц в околоземном пространстве на высоте полета станции; фотографирование поверхности Земли; медико-биологические исследования. Таким образом, можно будет объявить, что выполнена "большая программа научных исследований". Но мы понимали, что гордиться будет особенно нечем. И программа хилая, и инструменты, мягко говоря, так себе. Это был тревожный звонок - имелось немало оснований ожидать, что работа окажется неэффективной. Но было и оправдание перед собой - мы же только начинаем.
В автономных полетах "Союзы" использовались несколько раз. В 1975 году - в советско-американской программе "Союз-Аполлон", которая демонстрировала возможность сотрудничества России и США (так сказать, международное цирковое представление). Практически это сотрудничество ничего не дало ни нашей стране, ни Соединенным Штатам. В 1976 году был осуществлен полет по орбите с наклонением 65 градусов для картографирования, геологических и прочих исследований.
Наибольший успех в автономных полетах выпал в 1973 го-ду Петру Климуку и Валентину Лебедеву на корабле "Союз-13", на котором была установлена астрофизическая лаборатория "Орион-2". В состав лаборатории входили телескоп с объективной призмой диаметром 240 мм, который позволял получить спектры звезд на фотопленке в ультрафиолетовом диапазоне до тринадцатой звездной величины, два спектрографа для получения спектрограмм с относительно высоким разрешением (один из них с разрешением около половины ангстрема в диапазоне 2000-3800 ангстрем) и камера для съемки Солнца в рентгеновских лучах. Были получены спектры около десяти тысяч звезд. Для нас это было некоторым достижением, хотя появлялся резонный вопрос: а зачем на аппарате с телескопами были космонавты? Ведь все эти наблюдения можно было провести в автоматическом режиме.
После первой стыковки двух пилотируемых "Союзов" космонавты Алексей Елисеев и Евгений Хрунов перешли из корабля в корабль снаружи в скафандрах. Было очевидно, что для использования корабля в качестве транспортного средства доставки экипажей на орбитальные станции такой способ перехода космонавтов из корабля в орбитальную станцию не подходит. Поэтому при создании транспортной модификации "Союза" пришлось разрабатывать новую конструкцию стыковочного узла с переходным люком в самом стыковочном узле. Всю документацию на доработку "Союза" удалось создать одновременно с документацией на станцию к весне 1970 года. Очень скоро появились чертежи, началось изготовление экспериментальных установок и самого доработанного корабля. К весне следующего года транспортный вариант корабля был готов к работе с орбитальной станцией.
В начале семидесятых годов началась работа по модернизации кораблей "Союз" и были последовательно созданы еще две модификации "Союз-Т" и "Союз-ТМ". В пилотируемых вариантах их стали использовать соответственно с 1980 и с 1987 годов. Главное, что отличает эти модификации, - наличие на борту электронной вычислительной машины. Автоматика в целом стала намного сложнее, зато задачи космонавтов несколько упростились. Во время полета в вычислительный комплекс закладываются программы предстоящих динамических операций. Во время сближения со станцией вычислительная машина обрабатывает поступающую информацию и определяет, какой импульс тяги и в каком направлении нужно выдать двигательной установке, а затем включает нужные двигатели в нужное время.
Появление на борту корабля вычислительной машины позволило отказаться от метода параллельного сближения и перейти к более экономичному (и по топливу, и по количеству включений корректирующего двигателя) методу сближения по свободным траекториям. Программы бортовой машины обеспечивают регулярный самоконтроль и способность принимать решения. Быстрота действия бортовой машины "Союза" невысока - всего несколько сотен тысяч операций в секунду (разработка шестидесятых годов). Кроме того, на этих кораблях, как и на станции, появилась объединенная двигательная установка с общими топливными баками для двигателей ориентации, причаливания и корректирующего. Топливо на корабле теперь используется более рационально и экономично.
Было решено снова вернуться к использованию на корабле солнечных батарей. На первых "Союзах", предназначавшихся и для сравнительно длительных полетов, они были, а транспортные корабли их не имели. Конструкторы создали новые, более легкие и компактные панели солнечных батарей. Установка их на "Союзе-Т" позволила увеличить время его автономного полета и возможности по изменению программы полета при различных отклонениях.
На модификации "Союз-ТМ" были установлены облегченные парашютные системы и новая двигательная установка системы аварийного спасения.
ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
Во второй половине шестидесятых годов по-прежнему не было единого мнения по выбору главного направления дальнейших разработок. Одни тянули в сторону военных космических аппаратов. Не думаю, что они так уж стремились защищать родину. Этим прагматикам было в высшей степени наплевать на то, что делать, просто они исходили из вполне обоснованного предположения, что уж "на оборону" средства дадут, да и карьеру можно сделать. Другие требовали определить главной целью высадку на Луне.
- Зачем?
- Ну! Опять Америку потрясем!
- А если они потрясут раньше?
- Ну хотя бы покажем, что и мы тоже можем! И деньги почти наверняка дадут!
Некоторые предлагали хотя бы облететь Луну (зачем? опять потрясать?). Всерьез рассматривалась задача высадки экспедиции на Марс. И КБ Челомея, и наше готовили конкурсные проекты.
Целесообразнее, конечно, было начать с орбитальных станций. Но эта задача широким массам руководства, в том числе и нашему начальнику Мишину (назначенному Главным после смерти Королева), казалась несерьезной, ненужной, мелкой работой. Они ее не поддерживали. Тем не менее проработки шли. Шла и агитация. Кто-то из наших союзников вставил в текст доклада Брежнева в конце 1969 го-да абзац на тему: "Орбитальные станции - магистральный путь космонавтики". А может быть, просто умники из ЦК на фоне успешной высадки американцев решили, что позиция лисы в винограднике нам больше подходит: "А мы и не собирались лететь на Луну!" Так или иначе, но это давало возможность для выдвижения работ по орбитальным станциям на первый план. Тут у нас был серьезный конкурент - конструкторское бюро Челомея. Серьезная организация. За ее плечами была хорошо сконструированная ракета "Протон", межконтинентальные баллистические ракеты на токсичных высококипящих компонентах, крылатые ракеты. Это КБ уже далеко продвинулось в работах по военной орбитальной станции "Алмаз", вышло на этап экспериментальной отработки элементов конструкции. Хотя было совершенно очевидно, что никакого военного значения ни пилотируемые автономные полеты кораблей, ни пилотируемые орбитальные станции иметь не могли. Челомей предлагал военную станцию, а военные с восторгом его поддерживали (впрочем, как и наше министерство, как и ЦК). Они всерьез считали, что освоение самого процесса жизни и работы на орбите, исследования и эксперименты в космических полетах, не преследующие военных целей, - это чистое очковтирательство, нахальная попытка залезть к ним в карман с целью вытянуть деньги, которые еще к ним в карман не попали, но почти наверняка рано или поздно попадут (потому что все деньги непременно должны идти на оборону!).
В работах по "Алмазу" был еще один недостаток. Плохо шли дела с бортовыми системами. Корпуса были уже изготовлены, а бортовых систем и оборудования еще не было. В этой части мы их значительно опережали, так как могли использовать для орбитальной станции почти всю бортовую аппарату, агрегаты и двигатели с корабля "Союз". Я несколько раз с Бушуевым и Чертоком обсуждал этот вопрос. Черток и его товарищи, управленцы, прибористы, были решительными сторонниками перехода в наступление. Бушуев несколько колебался: наш непосредственный начальник Мишин будет наверняка против, следовательно, мы не сможем получить поддержки нашей "фирмы", да и Челомей не тот, кто позволит себя обойти.
Челомей как инженер сформировался еще в тридцатые годы. Известен он был тогда работами в области динамики авиационных конструкций. Кажется, еще во время войны он стал главным конструктором одного из авиационных КБ. Был, безусловно, незаурядным инженером. Но у него имелся крупный недостаток - он был абсолютным диктатором в своем КБ. Королев тоже был абсолютным диктатором. Но он не диктовал нам технических решений (разве только когда они были совершенно очевидными), тем более не навязывал идей конструкции. Мне кажется, он понимал, что не может предложить стоящую идею. Ведь инженерная идея - это не просто блеснувшая в голове свежая мысль. Свежая мысль обязательно должна присутствовать, без нее не обойтись, но этого мало. Новая инженерная идея требует длительного продумывания, расчетов, внимательного изучения возможных проблем, оценок, соизмерения преимуществ и трудностей. Подготовка новых идей требует свежей головы и длительного напряженного труда. У руководителя предприятия такого времени нет, да и голова редко бывает свежей.
Складывалось впечатление, что Челомей диктовал в своем КБ не только в организационном плане, но и в выборе целей, и в конкретных технических решениях. Это приводило к тому, что хотя в деталях все было, как правило, качественно проработано, но в сердцевине, в центральной идее, неизменно обнаруживалась гнильца. Например, в хорошо сконструированной ракете "Протон" был принципиальнейший изъян - применены недопустимые, с точки зрения экологии и здоровья стартовой команды и экипажа, токсичные, по существу ядовитые, компоненты топлива. Военные это решение с энтузиазмом поддерживали: их устраивало, что при нормальной температуре компоненты топлива находились в жидком состоянии и при их хранении не возникало проблем, чего не скажешь об использовании жидкого кислорода или тем более жидкого водорода, которые кипят и испаряются даже при отрицательных температурах. Но прошли годы, и военные вдруг стали переходить в этом старом споре на нашу сторону (как и Глушко). С годами обнаружилось, что использование высококипящих токсичных компонентов для ракет приводит к появлению опасных профессиональных заболеваний среди военного обслуживающего персонала и местных жителей в районах стартов и падений первых ступеней ракет.
Или другой пример. В его проекте орбитальной станции было удивительное решение: размеры орбитальной станции и корабля снабжения были одинаковы! Как если бы размеры океанского корабля и портового катера для перевозки грузов от берега к стоящему на рейде кораблю были равны! Понятно, почему Челомей принял такое нелепое решение: другого носителя у него не было.
Или, например, сама цель военной орбитальной стации? Вести разведку? Но даже если вооружить человека на орбите супербиноклем со стократным увеличением, что он сможет заметить и понять в пробегающей мимо его глаз со скоростью восемь километров в секунду картине? Но хозяину в его владениях все дозволено, даже нелепые идеи.
По характеру подобных решений угадывалось его ощущение некоторой высокомерной вседозволенности в своем КБ: "ваше дело делать как приказано". Вообще несколько удивлял бурный рост его организации: "проглотил" КБ Мясищева, крупный авиационный завод в Москве, еще... еще... Как он этого добивался? Этих заводов ведь он "не зарабатывал". Он их получал под обещания или подо что-то другое.
Много было в тогдашней тоталитарной системе умелых, успешно плавающих. Вспоминаю один эпизод, который свидетельствует, что способы выживания были самые разные. При распределении выпускников Московского авиационного института, Московского высшего технического училища или какого-либо еще института в конце пятидесятых - начале шестидесятых годов от нас ездил в вузы Шустин, выясняя, кто из выпускников потолковее, разговаривал с ними и агитировал подающих надежды идти к нам. Однажды, вернувшись после очередной такой поездки, он рассказал смеясь: "Ничего у меня не вышло. Хотел утянуть Сергея Хрущева - он же кончает в этом году. Куда нам наивным: его уже "увел" Челомей!" И наивный Сергей Никитович Хрущев успешно начал карьеру в его КБ, а Челомей (думаю, за его спиной) получал под это имя завод за заводом, новые и новые заказы. Но как только Никиту Хрущева сняли, Челомей чуть ли не сразу уволил его сына. Рассказывали, что он утверждал, будто "Сергей связывал" его, "мешал работать". Тут же открестился! Так или иначе, Брежнев поддерживал Челомея как при Хрущеве (тогда в Политбюро он "опекал" "новую технику"), так и во время собственного царствования.
Опасения Бушуева по поводу орбитальных станций были небезосновательны. Но в начале декабря 1969 года, когда Мишин был где-то на юге в отпуске, а Челомей то ли отдыхал, то ли лечился в Барвихе, я, посоветовавшись с Чертоком, 5 декабря 1969 года позвонил Устинову и напросился на прием. Он предложил заехать вечером, часам к пяти.
Поначалу при разговоре присутствовали только Б.А. Строгонов (начальник сектора оборонного отдела ЦК, который курировал ракетные и космические дела) и Илларионов (помощник Устинова). Я рассказал, что мы предлагаем взять за основу бортовые системы "Союза", цилиндрическую часть корпуса от орбитальной станции Челомея, двигательную установку, солнечные батареи и стыковочный узел (с доработкой в части прямого перехода экипажа из корабля на станцию) также от корабля "Союз" и в короткие сроки, примерно за год, создать орбитальную станцию.
Устинов усвоил основную идею: и станция будет быстро создана, и Челомей получит по мозгам! Последнее мне стало понятно потом. Устинову очень не нравилось в Челомее то, что он "выходил" на более высокое начальство "мимо" него. А кому это может нравиться? Устинов тут же пригласил к себе Келдыша, Смирнова и С.А. Афанасьева, в ту пору министра общего машиностроения. Хотя был уже вечер, они явились неожиданно быстро, минут через двадцать - тридцать. Обсуждение длилось довольно долго. Устинов и остальные решительно поддержали идею и предложили мне подготовить официальные, изложенные на бумаге основные положения по созданию орбитальной станции. Наутро я рассказал о своем демарше Бушуеву. Ему это не понравилось. Но было уже поздно. В темпе мы начали подготовку технического отчета с предложениями по созданию первой долговременной орбитальной станции - ДОС. Кажется, до этого времени парочку состыкованных кораблей помпезно объявляли орбитальной станцией, поэтому настоящую орбитальную станцию пришлось "подать" по-новому: антуражу в нашем виртуальном государстве придавалось весьма важное значение, и нельзя было уйти от этой национальной особенности.
Примерно 25 декабря мы опять собрались у Устинова, но уже с участием Мишина и с подготовленными в виде отчета предложениями. Мишин готов был объединиться со своим неприятелем Челомеем и укокошить меня где-нибудь тут же, в темном углу. Но дело остановить им не удалось, оно пошло. Работы над конструкторской документацией (корпус, установка приборов, механизмы, отработка) поручили филевскому филиалу КБ Челомея, работавшему тогда под руководством Виктора Бугайского. Этот филиал впоследствии стал независимой организацией - КБ "Салют". Коллектив конструкторов филиала, можно сказать, с воодушевлением воспринял наше предложение удрать от Челомея. После первого разговора с Устиновым о ДОС я съездил в филевское КБ и, к удивлению, обнаружил целую компанию союзников: по-видимому, ребята из ЦК уже успели поработать. Возможно, филевцев и агитировать было не нужно: для них Челомей являлся захватчиком, превратившим знаменитое авиационное КБ в филиал какой-то хилой "фирмы".
Филевское КБ и завод Хруничева приняли активное участие в разработке документации и создании ДОС, а впоследствии и станции "Мир", по нашим проектным исходным данным и электрическим схемам, и внесли выдающийся вклад в нашу общую работу. Естественное желание конструкторов - заняться чистой работой и желание Бугайского - сбежать от своего любимого начальника помогали в общем-то дружной работе. Опять проект и рабочая документация делались с очень малым сдвигом, относительно друг друга. Проект в целом, электрические схемы, разработка и поставка всего бортового оборудования были за нами и нашей кооперацией по "Союзу", рабочую документацию на машину и на многочисленные экспериментальные установки делало КБ Бугайского. Формально оно продолжало числиться филиалом КБ Челомея, и это сильно осложняло их жизнь и нашу тоже, но тут уж и Челомей ничего не мог поделать - ему это просто не позволяли, и он не без оснований рассматривал подключение его филиала к нашим работам как пиратский набег на его остров с нашей стороны. Конечно, элемент пиратства тут был. Но совесть наша была, как мы считали, чиста: по тогдашним законам соцсистемы все принадлежало государству, а следовательно, и нам. Мы же действовали в интересах дела. Да и сам элемент пиратства как таковой нам, конечно, нравился: даже С.П. едва ли удался бы такой лихой набег при полном отсутствии материального подкрепления. Но вслух подобными ощущениями мы ни с кем не делились.
Уже предварительные проработки показали, что есть возможность создать (в соответствии с мощностью и размерами ракеты-носителя "Протон") долговременную орбитальную станцию с максимальным диаметром около 4 метров и массой около 19 тонн. Исходя из условия, что на станции должен работать экипаж из двух-трех человек в течение нескольких месяцев, на научное оборудование оставалось около полутора тонн массы, что было для первого раза совсем неплохо. Решили двигаться к полноценной станции через ряд этапов. И на первом этапе сделать орбитальную станцию-лабораторию для проверки основных принципов создания и функционирования орбитальных станций, чтобы в ходе полетов космонавтов и проведения ими научных и технических экспериментов исследовать возможности длительной работы человека на орбите в условиях невесомости и ограниченного объема.
Станция "Салют" и должна была стать такой лабораторией. Ей предстояло функционировать не только с космонавтами на борту, но и в качестве автоматического орбитального аппарата (в периоды между экспедициями космонавтов на станцию). В пилотируемом режиме она превращалась в комплекс, состоящий из двух блоков - орбитального (собственно станция) и транспортного (корабль) с постоянно открытыми между ними люками, размещенными в стыковочных узлах. Так что космонавты могли работать и отдыхать во всем объеме комплекса, который составлял около 100 кубических метров. Длина всего комплекса была более 23 метров, из них около 14 метров - орбитальный блок. Общая масса составляла около 25 тонн.
Для проведения экспериментов, наблюдений, кино- и фотосъемки в различные отсеки станции врезали 27 иллюминаторов: тут уж мы постарались. Как и на всех предыдущих кораблях, внутри станции решили поддерживать атмосферу, близкую по составу и давлению к нормальной земной атмосфере. Известно, что почти на всех первых американских космических кораблях, начиная с "Меркури", применялась чисто кислородная атмосфера с давлением 0,4 атмосферы. Почему не земная? Сначала у нас объясняли такой выбор американцев тем, что их ракеты-носители тогда обладали сравнительно небольшой грузоподъемностью, что требовало от создателей кораблей строжайшей экономии веса, и они экономили на весе конструкции и оборудования. Но, скорее всего, их выбор определялся тем, что при подготовке к выходу космонавтов из корабля наружу не надо было тратить времени на адаптацию человека к пониженному давлению в скафандрах. Снижать давление в шлюзе перед выходом приходится очень медленно, чтобы избежать так называемой кессонной болезни. Дело в том, что при снижении давления происходит выделение азота из крови, ранее растворенного в ней, так как при снижении давления количество газа, которое может быть растворено в жидкости, уменьшается. Однако кислород, как известно, среда пожароопасная. Авиационные инженеры знают, что даже намека на искру при соприкосновении чистого кислорода с маслом достаточно для того, чтобы возник пожар. Американцы столкнулись с этим недостатком кислородной атмосферы своих кораблей.
В январе 1967 года при очередных наземных проверках корабля "Аполлон" на стартовом устройстве возник пожар от случайного короткого замыкания. Пламя бушевало в кабине всего несколько секунд, но три космонавта Гриссом, Уайт и Чаффи погибли, не успев открыть люк корабля. И все же тогда американцы отступить уже не могли, и, проведя тщательный анализ и доработку всех систем с точки зрения пожарной безопасности, летали на своих "Аполлонах" на Луну с той же кислородной атмосферой.
Но вернемся к "Салюту". Компоновка кораблей в значительной степени определялась функциональными соображениями и резкими ограничениями размеров и массы. Здесь же поле для маневра было значительно больше. Шли разговоры об обеспечении максимально возможного комфорта для экипажа, чтобы внутреннее помещение было достаточно просторное, а места для работы, отдыха и сна удобными. Тем не менее об особом комфорте на ста кубических метрах речь идти не могла. К тому же свободного пространства было намного меньше. Общий свободный объем можно представить в виде куба со стороной около четырех с половиной метров. Причем в этом "помещении" два человека должны были жить и работать месяцами. В этом же объеме требовалось еще разместить тонны оборудования, приборов, пультов, запасов пищи, воды, питания, а также туалет. Кроме того, нельзя забывать об обеспечении возможности ремонта и замены аппаратуры в полете силами экипажа. Необходимо было не только снабдить экипаж инструментом и приспособлениями, но и обеспечить доступ к местам возможных неисправностей и к расходуемым материалам. Придумали себе и проблему соблюдения привычной для человека ориентации внутри станции: ощущения "верх низ", "право - лево". Договорились, что внутри станции "низ" там, где оказывается Земля при правильной ориентации станции в орбитальной системе координат. Всерьез обсуждали и заказывали своим доморощенным художникам-любителям виды внутреннего интерьера, где пол, потолок, правая и левая стены были выкрашены в разные цвета (модная тогда идея разноцветных стен и потолка в квартире).
Продолжительность пилотируемого полета на станции определяется запасами и возможностью длительного хранения расходуемых материалов: кислорода (в том или ином виде), воды, пищи, запасов белья, различных бытовых принадлежностей. Кроме того, к расходуемым материалам относятся запасы топлива, необходимого для управления ориентацией станции, для коррекции орбиты при встречах с кораблем, а также для борьбы с ее торможением за счет сопротивления остатков атмосферы на высоте полета станции. Атмосфера хотя на больших высотах и сильно разрежена, при космических скоростях заметно сказывается.
На высотах 200-250 километров станция будет сильно тормозиться, и для поддержания высоты орбиты потребуются частые включения двигателей. Соответственно возрастет расход топлива. Ракеты показали, что при высоте орбиты 300 километров на поддержание высоты орбиты "Салюта" нужно будет около трех тон топлива в год, при высоте 350 километров порядка одной тонны, а при 400 километрах - около 200 килограммов в год. Учитывая это, высоту орбиты при длительном полете выгоднее иметь больше. Однако при увеличении высоты орбиты придется тратить больше топлива на выведение каждого корабля на более высокую орбиту, а начиная с высоты 450-500 километров заметно возрастают дозы радиации, которые при длительном пребывании экипажа на станции могут оказаться выше допустимых. Таким образом, высота 350-400 километров оказалась оптимальной, вполне приемлемой с точки зрения радиационной безопасности, удобств наблюдения Земли и обслуживания транспортными кораблями, а также по количеству требуемого для поддержания высоты орбиты расхода топлива.
Что касается расхода топлива на ориентацию и коррекцию орбиты, а также расхода материалов, связанных с пребыванием на станции экипажа, то они не могут быть ниже определенных, достаточно высоких норм, определяемых уровнем систем ориентации и систем, обеспечивающих жизнедеятельность организма человека. Так, для обеспечения потребностей одного человека требовалось тогда в среднем до 10 килограммов материалов и оборудования в сутки. Таким образом, запас для двух человек на два года вместе с топливом составляет около 20 тонн. То есть больше, чем масса всего орбитального блока. Поэтому нам пришлось ограничить общее время полета экипажей тремя месяцами. Имелось в виду, что будет осуществлено несколько экспедиций на станцию.
Было решено, что необходимо установить нужное оборудование и во время полета первой станции провести определенный объем исследований и экспериментов: спектрографирование звезд, туманностей и ореола Земли в ультрафиолетовом диапазоне излучения; регистрацию первичного космического фона гамма-квантов и электронов, потоков нейтронов, многозарядной составляющей космических лучей; регистрацию микрометеорных частиц в околоземном пространстве на высоте полета станции; фотографирование поверхности Земли; медико-биологические исследования. Таким образом, можно будет объявить, что выполнена "большая программа научных исследований". Но мы понимали, что гордиться будет особенно нечем. И программа хилая, и инструменты, мягко говоря, так себе. Это был тревожный звонок - имелось немало оснований ожидать, что работа окажется неэффективной. Но было и оправдание перед собой - мы же только начинаем.