Текст книги "Главный конструктор"

Автор книги: Петр Асташенков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 19 страниц)

Корабли выходят на орбиты

Ширилась и разрасталась подготовка к орбитальному полету человека. Сердцем ракетно-космической системы был, безусловно, корабль-спутник, послушный своему командиру. Немало пришлось искать и пробовать конструкторам во главе с Сергеем Павловичем, чтобы создать космический корабль-первенец. Постепенно вырисовывалась конструкция из двух частей – спускаемого, т. е. возвращающегося с орбиты в плотные слои атмосферы аппарата и приборного отсека.

Кстати, о названиях. Сейчас привычно звучат слова «космический корабль», «спускаемый аппарат», «космонавт»… А ведь тогда они только рождались. Как только не предлагали назвать корабль – и звездолетом, и космолетом, а летящего в нем человека – звездолетчиком, космолетчиком. Верх взял вкус Королева и его товарищей. И вошли в наш язык понятия, ставшие общепринятыми, – космический корабль, космонавт.

Каждое новое понятие, каждый термин обстоятельно обсуждался в коллективе КБ, всесторонне обдумывался Сергеем Павловичем. Здесь стоит упомянуть о том, как настойчиво искал Королев точное определение понятия «космический полет». «Казалось бы, все ясно, – писал он, – но на самом деле это не так – в погоне за рекордами, за первенством это понятие за рубежом произвольно толкуется и искажается».

Сергей Павлович поручил разным специалистам попробовать дать свои определения. Получил, почитал, на каждом сделал свои замечания.

Королев решает: надо самому взяться за определение космического полета. Раздумывая, он чертит земной шар, волнистой линией обозначает плотные слои атмосферы. Проводит первую траекторию: карандаш круто «поднимается в космос» и так же круто «опускается на Землю». Это так называемый баллистический подъем. «Можно считать его космическим полетом?» – раздумывает он. И отвечает: «При определенной продолжительности». А полет ракетоплана? Он провел еще одну кривую, более пологую. «По-видимому, при том же условии», – решает Королев.

Он берет ручку – на чистом листе появляется заголовок: «Что такое космический полет?» Эта статья Сергея Павловича, сохранившаяся в рукописи и нигде еще не воспроизводившаяся, начинается так: «В последнее время появляется все больше и больше проектов полета в космическое пространство различных типов ракетных летательных аппаратов как с человеком на борту, так и без человека. В связи с этим вполне естественно возникают вопросы: что же такое космический полет? Каковы его характерные особенности? Что понимается под космическим пространством, где происходит этот полет? В чем принципиальное отличие космического полета от других известных сейчас видов полета?»

Эти вопросы ставил Сергей Павлович в 1960-м. А в 1961-м начались триумфальные полеты наших космонавтов, о них речь пойдет дальше. Читателю будет небезынтересно узнать, как Сергей Павлович отвечал на свои вопросы. Мы будем цитировать ту же рукопись.

Итак, ответ Сергея Павловича на вопрос о космическом пространстве:

«Под космическим пространством понимается пространство, окружающее Землю, начиная с тех высот, где даже при очень больших скоростях движения остатки атмосферы не могут использоваться для поддержания полета. Космическое пространство безгранично, и лишь вблизи поверхности планет, обладающих атмосферой, на высотах, где влияние этой атмосферы уже становится заметным, начинается область, например, приземного пространства – для Земли, область атмосферы Марса, Венеры и т. д.»

А на каком уровне атмосфера Земли теряет власть над летящим объектом? Сергей Павлович отвечает: «Начиная с высот 150–200 километров даже для искусственных спутников Земли, движущихся с первой космической скоростью порядка 8 километров в секунду, влияние атмосферы столь незначительно, что оно не может использоваться для полета».

С космическим пространством как будто все ясно. Посмотрим, как подойдет Сергей Павлович к определению полета в нем: «Одним из признаков, определяющих космический полет, является движение летательного аппарата в пространстве выше плотных слоев атмосферы, вне заметного влияния ее. Напротив, всякий полет в плотных слоях атмосферы является приземным полетом. Космический полет переходит в приземный, например, при возвращении летательного аппарата».

А как же с продолжительностью полета? Всякий ли выход в космос есть полет? «Если летательный аппарат, – отвечает Сергей Павлович, – совершаем полет вокруг Земли хотя бы в течение не менее одного оборота, не падая на Землю, то такой полет является космическим.

Здесь надо отметить, что в общем случае космический полет может происходить и не обязательно вокруг Земли, но тогда протяженность полета либо его длительность должны быть соизмеримы с одним оборотом спутника. Например, теоретически возможен вертикальный космический полет».

И как вывод из всего сказанного – формулировка: «Космическим полетом называется полет летательного аппарата со скоростью движения, равной или большей первой космической, выше плотных слоев атмосферы в течение достаточно длительного времени. При этом происходит потеря состояния естественной земной весомости».

Определения вроде бы завершены, но размышления продолжаются.

С. П. Королев и И. В. Курчатов в Кремле.

Уже незадолго до старта Юрия Гагарина, 19 марта 1961 года, Королев снова возвращается к мысли о посадке. Сергей Павлович записывает: «Космический полет предусматривает посадку на Землю. Иначе это падение, выстрел и т. д.» Ниже делает уточнение: «Не всегда на Землю!»

Так тщательно отрабатывалась терминология. И разумеется, во сто крат тщательнее готовились сами полеты.

Первое, что надо было решить, – создавать ли вначале аппараты для полета человека по баллистической траектории (по этому пути пошли инженеры США) или сразу приступить к созданию пилотируемого спутника Земли.

Сергей Павлович выбрал путь создания корабля-спутника. Это он сделал по следующим соображениям. Первоочередная задача предстоящего космического полета заключалась в выявлении влияния невесомости на организм человека. По сравнению с полетами на невесомость на самолетах (0,5 минуты) ракетный полет по баллистической траектории (2–4 минуты) не может дать сколь-нибудь существенно новый результат. Слишком мало времени в этом случае аппарат находится в космосе. Минимальное же время полета по орбите спутника Земли (за один виток) в условиях невесомости составляет 80–85 минут.

И Королев предусмотрел такую схему аппаратов, которая позволила бы сначала совершать одновитковый полет человека, а в дальнейшем увеличивать его продолжительность, если первый полет не выявит каких-либо опасностей, связанных с длительным пребыванием человека в невесомости.

Доставка корабля на орбиту в то время уже не особенно беспокоила ученого: существовала реальная возможность создания ракеты, способной вывести на околоземную орбиту высотой примерно 200 километров корабль весом 4,5 тонны. Вопрос о переводе корабля на траекторию спуска также мог быть решен достаточно просто. Несколько более сложным казался выбор схемы спуска в атмосфере. Можно было выбрать схему с использованием аэродинамической подъемной силы либо баллистическую схему спуска с использованием только силы лобового сопротивления.

Для первого корабля-спутника была принята баллистическая схема спуска, позволившая просто и надежно решить задачу движения и торможения корабля в плотных слоях атмосферы.

Необходимость создания кабины для пилота и отсутствие достаточного опыта эксплуатации приборов в вакууме выдвинули требование герметичности отсеков корабля.

В ходе подготовки к полету человека в космос Сергей Павлович особое внимание уделял надежности всех систем и безопасности космонавта. Надо было обеспечить практически безотказное действие систем, агрегатов, установок, узлов в условиях космического полета. Требование надежности легко понять, если вспомнить, что каждый корабль-спутник состоит из сотен сложнейших систем, тысяч и десятков тысяч узлов и деталей. И достаточно выйти из строя незначительному элементу, как полет может оказаться неудачным.

Чтобы добиться высокой надежности, говорил Сергей Павлович, о ней надо думать начиная с момента проектирования. Поэтому заранее предусматривалась возможность проверки работы любой конструкции на земле и в полете.

А в ходе производства он строжайше следил за соблюдением технологии, за «самочувствием» всех систем, каждую из которых, прежде чем установить на корабль, многократно и в самых разнообразных условиях испытывали. А потом уже корабль и его системы испытывались на земле. И только после этого начинались запуски и полеты по орбите.

Однако безопасность человека в космическом пространстве достигалась не только надежностью техники, но и обеспечением условий для жизни человека. Сергей Павлович заметил для себя в 1960 году: «Какие трудности? Длительная жизнь в космосе и обеспечение биологических условий. Связь и помощь. Энергетика. И т. д.».

Что значит «связь и помощь»? Человеку, отправляющемуся в космос, должна быть в любой момент обеспечена возможность немедленного аварийного спуска на Землю. Такой спуск в зависимости от фазы полета Сергей Павлович предусматривал осуществлять по-разному. Положим, аварийная ситуация возникла непосредственно перед стартом или сразу же после старта, когда скорость движения ракеты еще невелика. Тут лучше всего применить специальную маломощную ракетную установку, которая выбросит катапультируемую кабину с человеком. А если корабль уже на орбите? Тогда нужно устройство, способное заставить спуститься корабль на Землю или хотя бы на небольшую высоту, где от него отделится кабина, которая затем приземлится на парашюте.

Так это рисовалось в воображении Королева, так это потом осуществлялось, испытывалось сначала на Земле, а затем и в полетах.

Поиски наилучших решений коснулись и формы спускаемого аппарата. Были предложения разные: сделать его и в виде конуса, и в виде шара. У защитников каждой точки зрения были свои аргументы.

Конструкторы собрались в кабинете начальника одного из отделов. Сергей Павлович выслушал сторонников разных предложений, с выводом не торопился. Его задумчивое лицо, бледное от яркого света плафонов, было непроницаемо. Как всегда, он не хотел навязывать без обсуждения свое решение, ждал, чтобы скрестили копья спорщики. Присутствовавшие на том совещании вспоминают, что вопрос, каким быть спусковому аппарату, решался в течение часа.

– Итак, в чем вы «расползлись»? – Сергей Павлович повторил фразу, которой начал обсуждение. Он коротко разобрал варианты и предупредил, что долго «играть» в них нельзя. Закончил словами:

– Есть предложение утвердить сферу…

И объяснил почему: сферическая форма обеспечивает динамическую устойчивость, способна противостоять тепловым нагрузкам, удобна для компоновки, имеет большое сопротивление в плотных слоях атмосферы.

Приборный отсек решено было заключить в две усеченные полуоболочки.

В спускаемый аппарат поместили все, что нужно для обеспечения жизни космонавта в полете и в момент приземления. Пульт с приборами для регулирования температуры и влажности воздуха в кабине поставили слева от кресла космонавта. Там же расположили органы управления комплексом радиотехнических средств и ориентацией корабля. Сверху спускаемый аппарат покрыли «шубой» – жаропрочным слоем, в иллюминаторы вставили жаропрочные стекла, ведь при входе в плотные слои атмосферы «шарик» разогреется до высокой температуры. В приборном отсеке сосредоточили аппаратуру, которая должна работать в полете, и тормозную установку.

А как соединить спускаемый аппарат и приборный отсек – шар и усеченный конус? И перед спуском быстро разъединить их? Решили от конуса к шару протянуть четыре лепты, стянуть их замком на вершине спускаемого аппарата. Королев и его помощники говорили об этом соединении: похоже на футбольный мяч, который обхватили четыре руки. Когда поступит команда на разделение, замок распустит ленты и их отрежут специальные пироножи. Спускаемый аппарат начнет плавный спуск, а приборный отсек сгорит в атмосфере.

Сложность оборудования корабля подтверждают цифры – одних электродвигателей потребовалось пятьдесят шесть. А кристаллических приборов в сто раз больше – свыше шести тысяч, реле и переключателей – восемьсот. Провод, соединяющий все установки корабля, протянулся бы на 15 километров!

Разработанной теории, на которую можно было опереться, еще не существовало. Тем более не было опыта разработки пилотируемых кораблей. Руководствовались показаниями запусков спутников и станций, а также научной интуицией. Сила тех, кто проектировал корабль, по их словам, состояла в том, что у них была единая цель и твердая вера в успех. И кроме того, добавляют они, «мы верили в Сергея Павловича Королева».

Несмотря на все трудности, техническая документация на беспилотные корабли и на соответствующие экспериментальные установки была в основном разработана летом 1959 года (чертежи корпуса отсеков корабля были выпущены раньше – весной и в начале лета), и к осени 1959 года уже началась сборка экспериментальных отдельных механизмов, агрегатов, двигательной установки, конструкции и оборудования корабля, тепловой защиты. Велись работы, связанные с самолетными испытаниями системы приземления, отработкой бортовых приборов и систем на комплексном электрическом стенде и т. п.

Средства приземления решили испытать, сбрасывая с самолета макеты будущего спускаемого аппарата. Руководил этими испытаниями Флеров, бывший механик первых планеров и самолета С. П. Королева. Сергей Павлович напутствовал его: «Помни одно: самое главное, чтобы никаких несчастий с людьми. Безопасность летчиков – главное». Старый товарищ не подвел – испытания прошли без сучка и задоринки.

Основной объем экспериментальных работ был выполнен в конце 1959 – первой половине 1960 года.

Чтобы обеспечить надежное определение пространственного положения и скорости, ориентирование корабля по Солнцу в полете и осуществление посадки, были разработаны хитроумные системы. И одна из этих систем, чего и опасался Сергей Павлович, «подставила ножку» при первом же испытании корабля-спутника.

…Состоялся этот пробный пуск 15 мая 1960 года. Кабину пока вместо человека заняли мыши, мухи-дрозофилы, водоросли… Они и летавшая до них Лайка были как бы живыми индикаторами, помогали судить о том, как действует на все живое космос.

Эксперимент начался и шел нормально, по радио поступала информация. Она подтверждала: корабль-спутник на расчетной орбите, в кабине поддерживаются жизненные условия. На 64-м витке, ночью 19 мая, завершилась программа исследований. Была подана команда на включение двигательной тормозной установки и отделение спускаемого аппарата от приборного отсека. Тут и началось непредвиденное. Кабина, правда, отделилась, но… вместо того чтобы начать спуск, поднялась на еще более высокую орбиту. И все из-за того, что система ориентации не обеспечила точного направления тормозного импульса. Всем, бывшим на КП, невольно вспомнились слова Сергея Павловича об особой ответственности этой операции.

Профессор К. Давыдов вспоминает о том, как воспринял Королев события той ночи, когда корабль вместо возвращения «домой» перешел на другую орбиту. Они ехали с работы вместе на машине. Не доезжая квартала до дому, Сергей Павлович предложил пройтись пешком. Было раннее московское утро. Сергей Павлович возбужденно, с каким-то восторженным удивлением вспоминал подробности ночной работы. Давыдов с недоумением и некоторым раздражением слушал его, так как сам воспринял итоги работы как явно неудачные. Ведь они не достигли того, к чему стремились, не смогли вернуть на Землю корабль. А Сергей Павлович увлеченно рассуждал: это первый опыт маневрирования в космосе, это первый переход с одной орбиты на другую. Заметив удрученный вид Давыдова, он со свойственным ему оптимизмом утешил его: «А спускаться на Землю корабли будут, куда надо и когда надо. Обязательно!»

Нельзя сказать, конечно, что неудача совсем не затронула его сердце. Ведь приближался полет в космос человека.

Вполне естественно, что перед следующим пуском Сергей Павлович особо следил за системой ориентации и посадки. Кабину на этот раз заняли собаки Белка и Стрелка. В специальных космических «платьицах» в ночь на 19 августа 1960 года они заняли свои «рабочие» места у автоматических кормушек. Вместе с ними было сорок мышей, две крысы, насекомые, растения. В процессе подготовки к старту возникали непредвиденные осложнения: то оказалось, что анализатор космических частиц заранее нельзя ставить в кабину, а надо ухитриться поместить его туда за считанные минуты до старта; то в самый последний момент оставалась незастегнутой одна из перегородок в кабине. Все эти мелочи потом тщательно анализировались, чтобы впредь они не создавали помех.

Но вот все трудности позади: второй корабль-спутник взлетел и 17 раз обернулся вокруг Земли. Наступил решающий момент.

– Давайте команду на спуск, – говорит Сергей Павлович с нотками напряжения в голосе.

На 18-м витке на борт корабля поступила команда о приземлении. На Земле ждут: произойдет ли торможение? Радиосигналы с корабля пропали, – значит, он сошел с орбиты. Сергей Павлович связывается со средствами пеленгования отделившегося от приборного отсека спускаемого аппарата. Вскоре его губы трогает улыбка: «Спускаемый аппарат запеленгован».

Потом стало известно, что кабина прошла 11 тысяч километров от начала спуска до высоты 7 километров, а с этой высоты спускалась на парашютах. При этом собаки катапультировались и спустились в контейнере на своем парашюте. Кабина и контейнер, целые и невредимые, приземлились в районе Орска, в точке, отстоящей от расчетной всего на 10 километров.

– В очень хорошем месте контейнер приземлился, – рассказывал потом Сергей Павлович корреспондентам. – На ровном лугу, рядом с пашней. Работавшие в поле колхозники заметили необычный аппарат, окружили его. Кто-то даже постучал в стенку: не будет ли голоса? Но тут над головами людей появился самолет и сбросил на парашютах трех специалистов. Они открыли люк – и оттуда на удивление колхозникам выскочили обыкновенные собачонки…

Так впервые в мире было осуществлено благополучное возвращение из космоса корабля-спутника с живыми существами. Кто-то шутя сказал: «А все-таки бог есть!» Сергей Павлович, подхватил шутку, ответил: «Если и есть, то он за коммунистов».

Очень интересовала Сергея Павловича радиационная опасность на орбите. Мощность дозы радиации, полученной собаками, была невелика. При спокойном Солнце, сделал он вывод, полет людей в околоземном пространстве не опасен.

1 декабря 1960 года состоялся запуск третьего корабля-спутника на орбиту вокруг Земли. На борту корабля – собаки Пчелка и Мушка. Полет начался и проходил успешно, но на Землю животные не вернулись: траектория снижения отклонилась от расчетной, и корабль-спутник прекратил свое существование при входе в плотные слои атмосферы. А уж совсем близок был старт человека на орбиту. Можно понять, как тяжело переживал случившееся Королев. Космонавты решили повидаться с Сергеем Павловичем. Встретились. Поговорили. Сослались на случаи из авиации, где и на освоенных самолетах бывают происшествия. Ну а что касается четвероногих разведчиц, шутили космонавты, то дворняжка – она и в космосе дворняжка. С человеком бы такого не произошло.

– Откажут автоматы, – говорил Юрий Гагарин, – возьмемся за ручное управление.

Сергей Павлович был тронут их словами, заметно повеселел.

Но, несмотря на неудачу, этот полет сделал свой вклад в науку.

На вечере чествования М. К. Тихонравова (в центре). С. П. Королев – второй слева. 1960 год.

2 декабря произошла вспышка на Солнце. Приборы корабля засекли двенадцатиминутное возрастание интенсивности космических лучей. Эти данные были посланы на Землю и внимательно изучены нашими учеными вместе с Королевым.

– При отсутствии мощных вспышек – летать безопасно, – подтвердил свой вывод Сергей Павлович.

Итак, год 1960-й – год подготовки к штурму человеком космоса – был для Сергея Павловича особенно напряженным. Шесть раз в этом году по 10–12 дней он был в командировках. 12 дней в августе он провел на космодроме, когда запускался корабль-спутник с Белкой и Стрелкой. Полмесяца его пребывания на космодроме потребовалось для пуска корабля-спутника с Мушкой и Пчелкой.

И все же еще более напряженным для Сергея Павловича был следующий, 1961 год. 139 дней – более трети года – он был вне дома. Восемь продолжительных командировок он провел на космодроме.

12 февраля Сергей Павлович запускал с космодрома межпланетную станцию на Венеру. С космодрома он немедленно перелетел на наблюдательный пункт. Через полмесяца был снова на космодроме (с 3 по 11 марта); готовил запуск пятого корабля-спутника. 9 марта 1961 года отправились в космос собака Чернушка, морские свинки, мыши, лягушки. Успешно прошел полет, удачной была посадка после одного оборота вокруг Земли.

Спустя две недели еще один оборот совершила собака Звездочка. Посадка произошла в заданном районе.

– Подготовку можно считать законченной, – резюмировал Сергей Павлович итоги двух полетов, проходивших строго по программе будущего полета человека в космос.