100 рассказов о стыковке - Владимир Сыромятников

Теперь надо вернуться назад и коротко рассказать о том, как создавался первый «Меркурий». Проект был в принципе одобрен в начале октября, через пять дней после образования НАСА. В начале ноября 1958 года по поручению администрации НАСА «Группа, озадаченная космосом» под руководством Гилрута за очень короткий срок сформулировала «Требования к предложениям» (RfP — Request for Proposal) для «частного сектора» — предприятий американской авиационной индустрии. Этот документ типа наших «исходных данных» содержал детальное изложение задачи, а главное — концепцию нового летательного аппарата для полета человека в космос, которую к этому времени сумела разработать Группа. Ровно через месяц почти 40 фирм предоставили свои организационно–технические предложения. Группе тоже хватило четырех недель, чтобы провести оценку полученных многотомных материалов. Из двух лидеров: нью–йоркской фирмы «Грумман» («Grumman Aircraft Engineering Corp.») и «Макдоннелл» («McDonnell Aircraft Corp.») из города Сант–Луис — выбрали последнюю как менее загруженную военными заказами. «Грумману» пришлось дожидаться своего «космического часа» еще несколько лет, пока эта фирма не получила заказ на лунный модуль для программы «Аполлон». Победитель конкурса фирма «Макдоннелл», строившая знаменитые на весь мир «дугласы» (ну, почти, как наши Ил-12), на том начальном этапе развития астронавтики сыграла ключевую роль в качестве основного подрядчика по программе «Меркурий». В те годы еще возглавлял фирму Джеймс Макдоннелл, который за пару лет до начала космической эры предсказывал, что Америка пошлет человека на Луну лишь к концу XX века.

Через несколько лет они же по заказу НАСА создали еще один пилотируемый корабль «Джемини», в который вложили весь свой опыт «Меркурия». Со второй попытки им действительно удалось создать первый настоящий космический корабль, который умел делать на орбите почти все и о котором подробнее — в следующем рассказе. К сожалению, после этого фирма «Макдоннелл» попала на задворки программы «Аполлон». Мне пришлось немного поработать с этой фирмой, но только гораздо позже, 40 лет спустя, когда уже не осталось никого из тех уникальных пионеров астронавтики и уж, конечно, основателя этой знаменитой фирмы. В средине 90–х фирма «Макдоннелл–Дуглас» была уже совсем не той, а еще через пару лет ее, что называется, на корню, со всеми авиационными и космическими потрохами, скупила фирма «Боинг», ставшая к тому времени супермонополией. Однако это уже другая история, хотя и не менее поучительная. Отношение американцев к опыту своих специалистов, порой совершенно уникальному, с моей точки зрения, часто было просто безжалостным, и это — поразительно. К подобным мыслям мне еще придется возвращаться не раз.

Проектирование «Меркурия» велось при чрезвычайно жестких весовых ограничениях, ведь требовалось уложиться всего в 1300 кг, что составляло меньше 30% массы «Востока». В результате аппарат фактически представлял собой небольшой модуль, в который удалось буквально втиснуть одного человека и тот минимальный комплект оборудования, который был необходим для полета в космос и возвращения на Землю. Американцы очень точно назвали его капсулой; по–нашему — это СА, лишь часть корабля, спускаемая на Землю. У капсулы «Меркурий» имелся только один навесной блок пороховых двигателей, необходимых для схода с орбиты.

С тех пор американцы стали называть своих наземных операторов на связи с астронавтами «кап–ком» (capsule?communication). С самого начала эту роль в ЦУПе стали выполнять астронавты, и это стало для них еще одной хорошей школой на Земле.

Форма капсулы, в виде усеченного конуса, выбранная далеко не случайно, тоже хорошо соответствовала этому названию. Ее замыслил тот самый Макс Фаже, который стал главным проектантом всех американских космических кораблей, включая «Спейс Шаттл». Работая в Лэнгли и экспериментируя по специальной программе НАКА с небольшими полезными нагрузками, которые запускались вертикально при помощи одноступенчатой ракеты, он обосновал оптимальную форму, которая стала классической для объектов, возвращаемых в атмосферу со сверхзвуковой скоростью. Капсула «Меркурий», выполненная в виде усеченного конуса, идеально подходила как для полета на ракете при запуске в космос, так и для входа в атмосферу и приземления при возвращении с орбиты. Ее обтекаемая форма естественно вписывалась в головную часть ракеты, а вот возвращаться из космоса и лететь в атмосфере обратной, тупой стороной вперед, казалось поначалу противоестественным. Однако сверхзвуковая аэротермодинамика, теоретическая и экспериментальная, блестяще подтвердила первичную идею. Такая форма значительно упрощала и облегчала теплозащиту капсулы, что является одной из фундаментальных проблем возвращения из любого космического полета. С широкой, тупой стороны капсулу закрывал так называемый лобовой щит, который воспринимал самые большие аэродинамические и тепловые нагрузки. Боковые поверхности капсулы нагревались гораздо меньше, что позволяло сильно экономить на теплозащите. Дополнительно такой корпус, изготовленный из термостойких титанового и никелевого сплавов, выдерживал нагрев при выведении на орбиту на ракете–носителе без дополнительной защиты. В отличие от наших «Востоков» и «Восходов», а позднее и «Союзов», американские корабли (и «Меркурии», и «Джемини», и «Аполлоны») летали на ракетах без головных обтекателей.

Хотя корпус был герметичным, астронавт находился в кабине в скафандре. В верхней части капсулы размещались парашюты, а также бак с перекисью водорода для реактивной системы управления (РСУ). Это однокомпонентное топливо оказалось более эффективным, чем сжатый «холодный» газ, использованный на нашем «Востоке». «Перекисную» систему мы применили позднее, в первых вариантах кораблей «Союз».

Еще одним, надо сказать, очень удачным свойством предложенной концепции и конфигурации стало то, что направление перегрузок, действовавших на человека, помещенного в капсулу, сохранялось на обоих активных участках полета: на ракете и при возвращении с орбиты (при полете в атмосфере и при приземлении). В связи с формой капсулы нельзя также не упомянуть еще об одном ее качестве — о так называемом аэродинамическом. Так условно именуется свойство летательных аппаратов создавать подъемную силу. Путем специальной, несимметричной балансировки — за счет смещения центра тяжести капсулы от оси симметрии — удается создать такую, хоть и небольшую, силу — «малое качество». Еще одним по–настоящему замечательным качеством стала возможность управлять спуском в атмосфере, маневрировать в полете, хотя и в небольших пределах (опять же — малое качество). При этом оказалось возможным, что, пожалуй, самое главное, уменьшать перегрузки при возвращении с орбиты, из невесомости. Блестящей следует считать концепцию управления вектором подъемной силы, то есть ее направлением, для чего достаточно поворачивать капсулу вокруг продольной оси, по крену. Для этого требовались совсем небольшие управляющие моменты, а значит, и маленькие реактивные двигатели. В таком режиме полета капсула сама становится своеобразным усилителем реактивной силы. В полной мере американцы реализовали эту идею позднее, на «Джемини» и «Аполлоне». Надо заметить, что вернуться на Землю с Луны< со второй космической скоростью без подобного управления было бы просто невозможно.