100 рассказов о стыковке - Владимир Сыромятников

Раскрывающиеся элементы конструкции детально разрабатывались в общеконструкторском, тогда огромном отделе № 15. Его костяк составляли конструкторы, влившиеся в наше предприятие в составе ЦАКБ сталинского «пушкаря» В. Грабина. Эти профессионалы высокого класса быстро освоили космическую тематику. Среди конструкторов было много талантливых инженеров: помню уникальных разработчиков Е. И. Старостина и М. Д. Иванова.

Космические конструкции приходится сначала загонять под обтекатель ракеты–носителя, а уже потом, на орбите, разворачивать все, что должно выдвигаться и торчать наружу, прежде всего — панели солнечных батарей и антенны. Первая орбитальная операция, которая обычно выполняется сразу после отделения космического аппарата от последней ступени ракеты, — раскрытие таких элементов конструкции. Чтобы эта операция прошла успешно, конструкторы и испытатели проявляют немало выдумки и находчивости. Каждый раз на полигоне их тщательно проверяют, а в Центре управления полетом (ЦУПе) после пуска ждут сообщений с орбиты: «Произошло полное раскрытие элементов конструкции корабля», — и сразу — вздох облегчения.

Размах панелей, образующих «ромашку» «Молнии», равен 8 м с лишним. На Земле панели укладывали так, чтобы они облегали корпус спутника. Над панелями, тоже в сложенном состоянии, находились штанги со свернутыми параболами антенн. После выхода на орбиту срабатывали пирозамки, и «ромашка» раскрывалась под действием пружин, после чего освобождались штанги с антеннами. Это типичные космические конструкции и типичные начальные операции на орбите.

Пословица «Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается» хорошо применима к современной технике. Чтобы в космосе все сработало надежно, приходится много повозиться на Земле: сначала испытывается каждый узел, каждый механизм в отдельности, а потом вся система целиком. Непросто, однако, заставить на Земле раскрыться многометровые панели и штанги, предназначенные для работы на орбите: при испытаниях требуется воспроизвести условия коварного космоса с его невесомостью, Солнцем — с одной стороны, и черной бездной Вселенной — с другой.

Я решил рассказать об этом не для красного словца. Так получилось, что второй спутник связи «Молния» (первый в июне 1964 года не вышел на орбиту из?за аварии ракеты–носителя), запущенный три месяца спустя, был потерян из?за того, что штанги не раскрылись.

Связи не было, а ведь именно ради этого создавался весь сложнейший наземно–космический комплекс. Так первая «Молния» не «засверкала» над Землей.

Когда стали разматывать клубок возможных причин, то в конце концов разобрались и поняли, что произошло там, высоко над Землей, куда, к сожалению, уже было не дотянуться.

Схема запуска «Молнии» на эллиптическую орбиту была непривычной. Большая часть космических аппаратов выводится на орбиту на ракете–носителе, активный полет которой продолжается около десяти минут. Тепленький, не потерявший земное тепло спутник сразу отделяется, разворачивается, «расправляя плечи». В зимнее время на старте даже действует специальная установка, которая гонит нагретый воздух под обтекатель ракеты, не давая земному посланцу преждевременно охладиться перед дальней дорогой. «Молния» попадала на свою эллиптическую орбиту в два этапа: сначала три ступени ракеты выводили ее на низкую промежуточную орбиту, а затем, примерно через полчаса, на высоте около 600 км над Южным полушарием, где?то над мысом Горн запускалась четвертая ступень, которая поднимала апогей орбиты почти до 40 тыс. км, уже над нашим Северным полушарием. «Южные» условия запуска не помогали, наоборот, северная «Молния» успевала остыть, а когда ее снова увидели, то поняли, что батареи и штанги не раскрылись. И ничего уже нельзя было сделать: они открывались пружинными механизмами одноразового действия.

Так и летала эта «Молния» с полуоткрытыми солнечными батареями (СБ) и антеннами в течение нескольких месяцев, не способная выполнить основную задачу: транслировать сигналы связи. У конструкторов и испытателей ОКБ-1 наступил очередной аврал: нужно было отыскать причину, а затем устранить ее до следующего пуска. В общей сложности на это ушло почти восемь месяцев, так получилось, что сначала было не до них: проектов тогда было много.

Когда воспроизвели новые орбитальные условия в барокамере, обнаружили, что замерзли электрические кабели, обмотанные «не той» изоляцией, а силы пружин не хватило. В те годы хорошо отлаженной методики отработки механизмов раскрытия и развертывания еще не существовало.

Сотрудников нашего отдела привлекли к возникшей проблеме не только в качестве консультантов. Как часто бывало при серьезных отказах, дело не ограничилось усовершенствованием дефектного узла, шарниров штанг, отягощенных электрическими кабелями. К пружинному механизму решили добавить электропривод, который мы разработали спешно, в аварийном порядке. Идея заключалась в том, что в случае возрастания сопротивления привод не только мог повернуть застывший шарнир; существенное преимущество модифицированной конструкции состояло в возможности многократного включения. При замерзании можно было повторно включить привод, предварительно подставив замерзшую сторону Солнцу. Подобные конструкции, способные гибко выполнять свои функции, мы стремились использовать во многих проектах в последующие годы.

Опыт давался непросто, часто болезненно, но входил в нас крепко и надолго. Через много лет мне самому пришлось заниматься созданием и раскрывающихся СБ, и механизма остронаправленных антенн.

Третья «Молния», запущенная в апреле 1965 года, раскрылась нормально и успешно транслировала телепередачи с Красной площади о первомайских торжествах.

Рассказывая о первом происшествии уже на орбите, я забежал вперед. Надо вернуться к проектному этапу.

«Молния» содержала целый ряд электромеханических систем. Не могу не остановиться подробнее на оригинальной и эффективной системе силовой гиростабилизации. Концепцию гироскопического маховика предложил и спроектировал сотрудник Раушенбаха, тогда — кандидат физико–математических наук Е. Н. Токарь. Я часто сталкивался с этим очень талантливым человеком. Система гиростабилизации была, пожалуй, его самой крупной и яркой практической разработкой. Вскоре он защитил докторскую диссертацию, посвященную гироскопическим устройствам для космической техники, а позднее стал больше заниматься теорией и преподавательской деятельностью и почти отошел от практических дел. Четверть века спустя мы с главным управленцем В. Н. Бранцем, тоже активным участником создания системы управления «Молнии», работая над солнечным парусным кораблем, пытались привлечь Токаря к проектированию, но по–настоящему увлечь его не смогли. А жаль, концепция парусника базировалась на использовании гироскопических эффектов для управления ориентацией необычной тонкопленочной конструкции огромных размеров. Опыт и талант создателя гиростабилизатора «Молнии» могли бы принести огромную пользу.