Текст книги "Международные экипажи в космосе"

Автор книги: Станислав Никитин

Соавторы: Валентин Козырев
сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 11 страниц)

Для повышения «чистоты» эксперимента в наиболее ответственные периоды кристаллизации на орбитальном комплексе выключались все системы и агрегаты, вызывающие колебания станции, сводились к минимуму даже перемещения космонавтов. Поэтому в эти решающие для эксперимента периоды времени сила тяжести по всем трем направлениям была несущественной и составляла не более 10^-6—10^-7 g.

Образцы исследуемых материалов находились в кварцевых ампулах (в условиях вакуума), размещенных в контейнере, представляющем собой герметичный стальной цилиндр длиной 172 мм и диаметром 17 мм. После помещения контейнера в цилиндрическую полую печь установки начиналось нагревание образцов с таким расчетом, чтобы температура в контейнере росла до тех пор, пока не достигала величины выше точки плавления исследуемых материалов.

Максимальный нагрев в экспериментах «Морава» достигал 500 °C. После достижения максимальной температуры началось ее регулируемое снижение. Причем максимальная температура достигалась примерно через 24 ч после начала эксперимента, а затем в режиме охлаждения возникал процесс затвердевания. Охлаждение длилось около 20 ч со скоростью примерно 11 °C в час. Таким образом, весь рабочий цикл составлял около двух суток.

Одновременно в ЦПК им. Ю. А. Гагарина специалисты СССР и ЧССР провели наземную часть экспериментов. Она по своей сути обратна космической: если в космосе нужно было свести к минимуму силу земного тяготения, то здесь с помощью центрифуги исследовались рост и направленное затвердевание кристаллических материалов при различных перегрузках. Располагая контейнер с исходным веществом то по вектору углового ускорения, то перпендикулярно ему, специалисты сравнивали структуру и свойства материалов, полученных при различных направлениях перегрузки.

Наземный эксперимент на центрифуге был осуществлен на установке «Кристалл», работающей по методу направленной кристаллизации. Однако в отличие от установки «Сплав» процесс здесь происходит в условиях фиксированного теплового поля, а изменение зон нагрева достигается перемещением ампулы с материалом, которое осуществляется механически в соответствии с требуемой программой. Сопоставление результатов всего комплекса экспериментов «Морава» помогло определить зависимость свойств материалов от гравитационных условий их получения и выработать рекомендации по созданию перспективных технологических соединений.

Микроскопическое исследование структуры материалов, полученных одновременно в условиях космического полета и на Земле (при прочих идентичных условиях), показывает, что кристаллы, выращенные в космосе, меньше, чем аналогичные кристаллы, полученные на Земле. Причина заключается в том, что в космосе миграция ионов в расплаве происходит лишь путем диффузии: именно такое влияние оказывает невесомость на процесс зародышеобразования и роста кристаллов из жидкой фазы. Влияние же невесомости на эвтектические растворы противоположно: кристаллы обеих фаз эвтектики больше, чем полученные на Земле.

Процесс затвердевания кристаллов в космосе подвержен влиянию микрогравитации. И хотя она была мала в этом эксперименте, но все же на внешней поверхности образца можно заметить следы воздействия радиальной составляющей микрогравитации, зарегистрированной в ходе эксперимента. Оказывается, что поле тяготения порядка 10^-6 g достаточно, чтобы повлиять на конфигурацию атомов в исследованной расплавленной системе, а также на процесс затвердевания.

В экспериментах «Сирена» (СССР-ПНР) изучался процесс направленной кристаллизации в полупроводниковых материалах, получаемых из жидкой фазы в условиях невесомости. В качестве исследуемых материалов в экспериментах «Сирена» были выбраны тройные полупроводники «ртуть – кадмий – теллур» (CdHgTe), «кадмий-ртуть – селен» (CdHgSe) и «свинец – селен – теллур»;(PbSeTe).

Эти материалы в течение многих лет тщательно изучаются в Институте физики Академии наук ПНР, сотрудники которого много сделали для выяснения физических характеристик материалов этого типа и возможностей их применения. Полупроводники, в состав которых входят названные элементы, характеризуются высокой чувствительностью и малой инерционностью. В настоящее время они считаются наилучшими детекторами инфракрасного излучения, способными работать в диапазоне длин волн около 10 мкм, т. е. в пределах так называемого «атмосферного окна». Имеет перспективы и использование этих материалов в лазерных устройствах с перестраиваемой частотой.

Однако получение однородных полупроводниковых сплавов данного типа в наземных условиях существенно затрудняется процессами конвекции, обусловленной действием силы тяжести, поскольку химические элементы – ртуть, кадмий и теллур – значительно отличаются по массе. В свою очередь, однородность и структурное совершенство полупроводниковых материалов, полученных в космосе, обусловливает их особые физические свойства и возможности применения. Если в лабораторных условиях на Земле достигается степень однородности кристаллов этого типа порядка 12 %, то полупроводники, полученные в экспериментах «Сирена» в условиях невесомости, характеризуются значительно более высокой степенью однородности – около 60 %.

Следует отметить, что эксперимент по направленной кристаллизации тройного полупроводника «ртуть – кадмий – теллур» из жидкой фазы проводился дважды, поскольку в распоряжении международного экипажа находились две ампулы с исследуемыми веществами. Первая ампула была нагрета до температуры около 900 °C, после чего она подверглась регулируемому охлаждению со скоростью 11,4 °C в час; на проведение эксперимента ушло 46 с. Затем эксперимент был повторен, но с иной программой охлаждения: вторая ампула хотя и нагревалась аналогичным образом, но охлаждалась пассивно, т. е. без автоматической регулировки температуры. В этом случае скорость снижения температуры была значительно выше – порядка 145 °C в час; эксперимент закончился через 16,5 ч.

Технологические исследования «Беролина» (СССР– ГДР) представляли собой, по сути дела, серию из шести экспериментов. Эти эксперименты были подготовлены совместно с советскими специалистами учеными Университета имени А. Гумбольдта, Институтом электроники Академии наук ГДР и специалистами завода «Шотт и Ген» в Йене.

Из шести экспериментов серии «Беролина» четыре были посвящены плавкам и последующему выращиванию полупроводниковых монокристаллов. Это одна из ключевых задач космического материаловедения. Требуемая для промышленного получения изделий современной электроники структура полупроводников может быть получена только специально разработанным способом выращивания кристаллов, а условия космоса для такого производства весьма благоприятны. Освоение процессов выращивания кристаллов и создание новых материалов с заданными свойствами – необходимые предпосылки для быстрого развития промышленности полупроводников и полупроводниковой электроники.

В качестве исходных материалов в этих экспериментах были выбраны кристаллы полупроводниковых соединений «свинец – теллур» и «висмут – сурьма». Из первого соединения изготавливаются полупроводниковые диоды для лазеров; во втором соединении оба вещества химически сходны, но даже небольшие изменения их концентрации в кристалле приводят к значительным изменениям его электрофизических свойств.

При проведении экспериментов принимались особые меры для поддержания микрогравитации на уровне не более 10^-6 g: в это время не допускалось включение двигателей, а если печи установок уже работали, то космонавты не должны были делать гимнастических упражнений, в частности пользоваться велоэргометром и бегущей дорожкой, и даже перемещения космонавтов были ограничены, поскольку любые сотрясения установки ухудшали бы рост кристаллов.

Специалисты ожидали, что в результате будут получены материалы с более равномерным составом смешиваемых компонентов и более совершенной структурой монокристаллов. И эти ожидания в целом оправдались.

Пятый эксперимент в серии «Беролина» – плавка (в течение 20 ч) и последующая кристаллизация бериллиево-фторидного оптического стекла на установке «Сплав». Специалисты стекольного завода «Шотт и Ген» (ГДР) связывали с этим экспериментом большие надежды. Дела в том, что направленными технологическими процессами можно улучшить качество высокоточных оптических приборов, и исследования полученных образцов показали большую ценность данного эксперимента. В частности, было установлено, что, в то время как на Земле наблюдающаяся аномалия в распределении пузырей при плавлении такого стекла имеет однородное распределение вследствие термической конвенции, в условиях микрогравитации пузыри располагаются вдоль оси цилиндрического образца винтообразно.

Шестой эксперимент в серии «Беролина» должен был дать информацию об условиях «космической» кристаллизации, подтвердить правильность и применимость термодинамических расчетов для получения материалов выделением их из газообразной фазы. В эксперименте, таким образом, изучались основополагающие физико-химические процессы в газообразном веществе.

В качестве исходного вещества был взят германий, превращающийся в газ под воздействием высоких температур и переносимый веществом-носителем в область низких температур. Специалисты Центрального института физики твердого тела в Дрездене (ГДР) подготовили контейнер с пятью ампулами, заполненными германием и веществом-носителем (йодом), в которых обеспечивался химический перенос при закладке контейнера в установку «Сплав» (при пяти определенных давлениях газа).

В эксперименте предполагалось проверить важную научную гипотезу. Дело в том, что в аналогичных экспериментах в наземных условиях перемещение вещества через газообразную среду осуществляется диффузионными и конвективными потоками, причем доля конвекции возрастает при повышении давления газа. Однако оба вида потоков в условиях земного тяготения разделить трудно. В космических условиях конвекция, обусловленная силой тяжести, очень мала, диффузия доминирует и ее влияние может быть хорошо изучено при получении кристаллов методом химического переноса.

Эксперимент дал фундаментальные результаты, которые подтвердили ожидания ученых. Было установлено, что в космосе массовый перенос при более высоком давлении газа (до 0,7 МПа) определяется чистой диффузией, при этом результаты эксперимента соответствуют термодинамическим расчетам.

В аналогичном наземном эксперименте вследствие конвекции при давлении выше 0,3 МПа происходит ускоренный перенос массы. Сравнением скоростей переноса впервые были сделаны однозначные выводы о доле переноса (в наземных и космических условиях), обусловленного диффузией и конвекцией. Эти выводы корректируют заключения, сделанные, в частности, по данным американских экспедиций на «Скайлэбе» и во время полета космических кораблей «Союз» и «Аполлон».

Мы довольно подробно остановились на первых трех сериях экспериментов в области космического материаловедения, чтобы читатели имели ясное представление не только о существе этих экспериментов, но и о типичном характере такого рода опытов и условиях их проведения. Теперь коротко остановимся на остальных технологических исследованиях, проведенных международными экипажами.

В серии экспериментов «Пирин» (СССР-НРБ) исследовались морфологическая устойчивость монокристаллов цинка при их росте из газовой фазы в присутствии малых количеств водорода или аргона, углы смачивания на материалах «цинк – кварц» и «селен – теллур – кварц», анализировалась диффузия и термодиффузия теллура и селена, железа и цинка. Кроме того, в серию входил эксперимент по получению пеноалюминия путем вспенивания расплава алюминия с помощью газоотделяющего вещества – гидрида титана.

Серии экспериментов «Этвеш» и «Беалуца» (СССР-ВНР) отличались друг от друга технологическими режимами (температурой нагрева, длительностью выдержки, скоростью протяжки, охлаждением – регулируемым или пассивным) или исходными веществами.

В серии «Этвеш» выращивались из расплавов-растворов монокристаллы различных полупроводниковых соединений (арсенида галлия, легированного хромом, антимонида индия и антимонида галлия). Эти материалы широко используются при создании микроэлектронных приборов, и улучшение их характеристик имеет большое значение для этой отрасли техники. По результатам экспериментов была дана качественная оценка особенностей роста кристаллов в условиях микрогравитации в отсутствие тепловой конвекции и проверена возможность получения полупроводниковых материалов с улучшенными электрофизическими и структурными параметрами. При выполнении экспериментов «Этвеш» были получены монокристаллы антимонида галлия, значительно превосходящие по своим размерам и по физическим свойствам монокристаллы, которые выращиваются в наземных условиях. В двух сериях экспериментов «Беалуца» изучалась диффузия меди в алюминий (первая серия) и технология получения сплава алюминия с 4 % меди (вторая серия). В первой серии использовалась цилиндрическая заготовка высокочистого алюминия с вкладышем в виде проволоки из меди, во второй – сплав алюминия с медью. Результаты экспериментов «Беалуца» используются для улучшения технологии непрерывной разливки стали и сплавов, разливки в формы для изготовления специальных изделий (инструментов, деталей для теплоэнергетических машин и т. п.), улучшения технологии и оборудования серийного производства.

В экспериментах «Халонг» (СССР-СРВ) выращивались полупроводниковые кристаллы трехкомпонентной системы «висмут – сурьма – теллур», а также кристаллы фосфида галлия в условиях микрогравитации. Были получены более совершенные, чем на Земле, твердые растворы трехкомпонентной системы.

Три технологических эксперимента выполнил советско-кубинский экипаж: «Карибе», «Сахар», «Зона». И если эксперимент «Карибе» являлся составной частью традиционных работ по космическому материаловедению в рамках программы «Интеркосмос», то эксперименты «Сахар» и «Зона» были новым направлением исследований в этой области для ученых социалистических стран.

Эксперимент «Карибе» был посвящен выращиванию кристаллов германия, легированного индием, а также получению эпитаксиальных пленок из арсенида галлия, легированного алюминием. Цель эксперимента – поиск оптимальных условий получения этих материалов.

В экспериментах «Сахар» и «Зона» исследовалась кинетика роста монокристаллов сахара и моделировался процесс зонной плавки сахарозы при наличии градиента температуры в монокристаллах. Они имеют громадное практическое значение для кубинской промышленности, поскольку могут способствовать решению одной из центральных народнохозяйственных задач республики – обеспечению полной и эффективной переработки сахарного тростника.

Три технологических эксперимента (два – под названием «Алтай», третий – «Эрдэнэт») провели члены советско-монгольского экипажа. В первом эксперименте «Алтай» исследовались процессы диффузии и массопереноса в расплаве металлов (на примере свинца и олова) и влияния на эти процессы конвективных потоков, возникающих в градиентном температурном поле. Во втором эксперименте «Алтай» выращивались монокристаллы пятиокиси ванадия в условиях микрогравитации. Кристаллическая пятиокись ванадия относится к активным полупроводникам и используется для изготовления термисторов, а также является хорошим катализатором при получении многих органических соединений. Структура, электрические и оптические свойства кристаллов, получаемых в наземных условиях, изучены довольно подробно. Ставя этот эксперимент, ученые полагали, что кристаллы пятиокиси ванадия, выращенные в условиях микрогравитации и отсутствия конвекции, будут обладать более совершенной структурой.

В эксперименте «Эрдэнэт» с помощью специального устройства изучались процессы диффузии и перераспределения примесей при растворении в воде и последующей кристаллизации сернокислой соли меди.

Остроумная Идея была положена в основу эксперимента «Нановесы» (СССР-СРР), в котором изучалось воздействие космической среды на материалы, находящиеся в открытом космосе. Для исследований была выбрана тонкая пленка двуокиси кремния. Этот материал широко применяется в космосе, в частности, защитные слои двуокиси кремния покрывают поверхности активных оптических элементов, например элементов солнечных батарей. Слой двуокиси кремния отличается особой химической прочностью и стойкостью к воздействию факторов космической среды (излучений, вакуума и т. д.). Его преимущество состоит также в том, что он прозрачен в очень широком спектральном диапазоне.

Один из основных процессов, воздействующих на материалы в открытом космосе, – так называемое «сухое» испарение, или сублимация. При сублимации масса исследуемого материала постепенно уменьшается. Измерить это уменьшение массы и должны были космонавты в ходе эксперимента «Нановесы». Как известно, измерение массы в условиях невесомости представляет определенные трудности, особенно если ее изменение, как в данном случае, очень незначительно. Поэтому был выбран остроумный косвенный способ измерения.

Тонкая пленка двуокиси кремния была нанесена на поверхность кварцевого резонатора, включенного в специальную измерительную электрическую схему. Частота резонансных колебаний зависит от толщины пленки, и таким образом, измеряя частоту колебаний, можно определить изменение толщины пленки и соответственно ее массы в ходе эксперимента.

С целью разработки технологии получения в космических условиях монокристаллов заданного профиля с помощью капиллярных сил был выполнен эксперимент «Капилляр». Изучение влияния сил поверхностного натяжения на равномерность распределения примесей по всей длине расплава в плоскости капилляра проводилось впервые в истории космического материаловедения.

Методика получения монокристаллов заданного профиля с использованием сил поверхностного натяжения заключается в следующем. В капсулу с исходным материалом вставляется матрица с продольным капиллярным разрезом (сечение 1–2 мм). Расплавленный материал проникает в капиллярную полость и под действием сил поверхностного натяжения поднимается по капилляру. В земных условиях достигнутая высота подъема обратно пропорциональна ускорению силы тяжести. Если высота самого капилляра над расплавом выбирается меньше, чем высота, на которую может под действием сил поверхностного натяжения подняться расплавленный материал, то он заполняет капилляр целиком и небольшое избыточное его количество распространяется по верхней поверхности матрицы. Далее при помощи затравки вызывается кристаллизация расплавленного материала в плоскости капилляра, и в итоге получается монокристалл, профиль которого воспроизводит внутреннюю поверхность матрицы.

Качество получаемых при этом кристаллов и производительность метода зависят от достигнутой высоты подъема материала в капилляре и от однородности «питания» через капилляр.

При выращивании кристаллов с примесями (например, в случае полупроводников) очень важно, чтобы примесь была равномерно распределена по всему кристаллу. Установлено, что на равномерность распределения примесей влияет гравитация. При использовании вышеописанного метода даже в земных условиях наблюдается некоторое улучшение распространения примесей в кристалле вследствие капиллярного эффекта. В условиях же значительного уменьшения гравитационного ускорения (остаточная гравитация на борту станции «Салют-6» составляет одну миллионную от гравитации на поверхности Земли) специалисты ожидали значительного увеличения высоты подъема расплава в капилляре и существенного улучшения распределения примесей, а также повышения однородности питания через капилляр, что позволит получить кристаллы с однородными свойствами. Как показал этот эксперимент, ожидания в целом оправдались. В эксперименте «Капилляр» эффект изучался на примере чистого германия и германия, легированного галлием, в молибденовой матрице.,

Давая общую оценку научной работе, проделанной международными экипажами в космосе, можно со всей очевидностью утверждать, что ее итоги позволили нам продвинуться вперед в понимании условий существования человека в космическом пространстве, глубже проникнуть в существо протекающих в космосе процессов, наметить новые рубежи, к которым в ближайшие годы будет устремлена экспериментальная научная мысль.

В заключение отметим, что данная глава, будучи самой большой в книге, тем не менее не вместила полного и подробного рассказа о всех научных экспериментах. Но надеемся, что любознательный читатель получил хотя бы общее представление о научной деятельности международных экипажей на орбите и заинтересовался ею настолько, что обратился к списку дополнительной литературы в конце книги.

Глава 4

ПРОЕКТ «СОЮЗ» – «АПОЛЛОН»

Цели и задачи проекта

«Успех космической эпопеи» – такую характеристику получил совместный полет двух космических кораблей: советского «Союз-19» и американского «Аполлон» в июле 1975 г. Две ведущие космические державы впервые объединили свои усилия для проведения очень важного эксперимента на околоземной орбите. Конечно, этому способствовали два обстоятельства: наличие в СССР и США космических кораблей и улучшение к тому времени международных отношений благодаря неустанной заботе нашей партии о судьбах мира. В мае 1972 г. было заключено «Соглашение между Союзом Советских Социалистических Республик и Соединенными Штатами Америки о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях», в котором, в частности, записано: «Стороны договорились о проведении работ по созданию совместимых средств сближения и стыковки советских и американских пилотируемых космических кораблей и станций с целью повышения безопасности полетов человека в космосе и обеспечения возможности осуществления в дальнейшем совместных научных экспериментов. Первый экспериментальный полет для испытания таких средств, предусматривающий стыковку советского космического корабля типа «Союз» и американского космического корабля типа «Аполлон» с взаимным переходом космонавтов намечено провести в течение 1975 года. Осуществление этих работ будет проводиться на основе принципов и процедуры, которые будут разработаны в соответствии с «Итоговым документом встречи представителей Академии наук СССР и Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) по вопросу создания совместимых средств сближения и стыковки пилотируемых космических кораблей и станций СССР и США от 6 апреля 1972 г.».

Первое совещание специалистов двух стран по этой проблеме состоялось в Москве в конце октября 1970 г., хотя вопросы безопасности полетов и проблема оказания помощи в космосе были постоянно в поле зрения ученых и инженеров, создающих космические корабли и станции. Советскую делегацию возглавлял академик Б. Н. Петров, американскую – директор Центра пилотируемых полетов в Хьюстоне доктор Р. Гилрут.

В связи с тем, что каждая страна разрабатывала системы сближения и стыковки применительно к собственным национальным программам, на этой встрече выяснилось, что корабли «Союз» и «Аполлон» не удовлетворяют ни одному из условий совместимости. Были образованы смешанные рабочие группы из специалистов СССР и США для согласования технических требований по обеспечению совместимости средств сближения и стыковки. На последующих встречах специалистов в Москве и Хьюстоне эти технические требования были тщательно изучены. В апреле 1972 г. во время встречи делегаций под руководством исполняющего обязанности Президента Академии наук СССР академика В. А. Котельникова и исполняющего обязанности директора НАСА США доктора Дж. Лоу был согласован упоминаемый в межправительственном соглашении «Итоговый документ».

Одобряя этот документ, стороны тщательно проанализировали работу специалистов, проделанную за 18 месяцев, и подтвердили, таким образом, что имеется техническая возможность осуществить экспериментальный полет космических кораблей «Союз» и «Аполлон». Были рассмотрены также цели совместного полета, обсуждены основные принципы и процедуры при реализации этого проекта, согласованы вопросы испытаний совместимого оборудования и вопросы подготовки экипажей и персонала центров управления полетом.

Так было положено начало программе ЭПАС – экспериментальному полету «Аполлон» – «Союз». Основной задачей ЭПАС являлась проверка технических требований и принятых решений по совместимости средств сближения и стыковки будущих пилотируемых космических кораблей, включая:

испытание элементов совместимой системы сближения на орбите;

испытание андрогинных стыковочных агрегатов;

проверку техники взаимного перехода космонавтов и астронавтов из корабля в корабль;

выполнение определенных совместных действий советского и американского экипажей в состыкованном положении кораблей;

выполнение научных экспериментов;

накопление опыта в проведении совместных полетов космических кораблей СССР и США, включая, в случае необходимости, оказание помощи в аварийных ситуациях.

Осуществить ее было нелегким делом, так как СССР и США, имея свои собственные космические программы, решали их разными техническими средствами, которые, как говорят специалисты, оказались несовместимы. Что это такое? Ответ на этот вопрос дает технический директор ЭПАС от советской стороны член-корреспондент АН СССР К. Д. Бушуев: «Совместимость – это способность кораблей и станций, их бортовых систем и оборудования, а также средств, обеспечивающих их полет, взаимодействовать, выполняя те или иные задачи». Специалисты считают, что для выполнения сближения и стыковки пилотируемых космических кораблей требуются следующие основные условия:

1) совместимость стыковочных устройств;

2) совместимость средств взаимного поиска и сближений кораблей;

3) совместимость систем жизнеобеспечения и оборудования для перехода;

4) совместимость средств связи и управления полетом;

5) организационная и методологическая совместимость.

Более подробное рассмотрение этих условий позволит понять, что для осуществления совместного полета необходим был труд многих тысяч людей, потребовалась огромная работа целых коллективов.

Первое условие – совместимость стыковочных агрегатов, т. е. всех устройств, которые непосредственно сопрягаются при стыковке.

Космические корабли являются либо активными (которые совершают все маневры по сближению аппаратов), либо пассивными (которые поддерживают лишь необходимую для стыковки ориентацию).

В связи с этим они имеют совершенно различные стыковочные агрегаты: на активном корабле – стыковочный штырь, а на пассивном – приемный конус для захвата штыря. Поэтому состыковаться может только активный корабль с пассивным, когда по инерции или под действием двигателей малой тяги активный корабль продолжает сближение с пассивным кораблем. При этом штырь, попадая в приемный конус, обеспечивает сцепку кораблей. С помощью электропривода активный корабль начинает втягивать штангу, что и обеспечивает стягивание кораблей. Расположенные на плоскости стыка замки срабатывают, и создается жесткое и герметическое соединение кораблей.

Принцип действия стыковочного агрегата для ЭПАС существенно отличается от тех, которые применялись в СССР и США, – специалисты разработали принципиально повое универсальное активно-пассивное стыковочное устройство (или андрогинный стыковочный агрегат). Основными отличительными чертами новой системы стыковки являются: андрогинность – способность выполнять как активные, так и пассивные функции при соединении кораблей; периферийность – расположение механизмов, выполняющих основные функции по совмещению стыковочных шпангоутов, на периферии устройства таким образом, что его центральная часть остается свободной для образования прохода из корабля в корабль (люк диаметром 0,8 м).

В процессе стыковки устройство обеспечивает амортизацию соударения кораблей, выправляет линейные и угловые неточности причаливания, производит первичную сцепку, выравнивание, стягивание и жесткое соединение кораблей с созданием герметичного стыка.

В процессе расстыковки устройство обеспечивает разрыв всех механических связей и расхождение кораблей за счет работы толкателей.

Управление стыковочным устройством осуществляется с пульта космонавтов, на котором размещены органы управления и куда выдается информация о работе основных механизмов,

Реально используемые в полете «Союза» и «Аполлона» стыковочные устройства не были полностью идентичны. В соответствии с договоренностью каждая сторона разработала свое собственное устройство. Например, они отличались по конструктивному исполнению систем, поглощающих энергию соударения кораблей и осуществляющих их стягивание. В отличие от электропривода в «Союзе» на корабле «Аполлон» для этих целей использовалась гидравлическая система. Совместимость же устройств в целом достигалась за счет стандартизации минимального числа элементов, которые непосредственно соединяются или взаимодействуют во время стыковки.

Второе условие — совместимость средств взаимного поиска и сближения кораблей. Для определения относительного положения и параметров взаимного движения кораблей на «Союзе» и «Аполлоне» имеются свои радиосистемы. Характеристики этих радиосистем существенно различаются по виду модуляции, по частоте, мощности радиопередатчиков и диаграммам направленности антенн.

Совместное изучение проблемы совместимости систем сближения показало, что создать в сжатые сроки международную радиосистему, обеспечивающую определение относительного положения и параметров взаимного движения космических кораблей, невозможно. Поэтому было предложено измерять дальность между кораблями с помощью радиотелефонной связи. Для этой цели на корабле «Союз» устанавливался американский УКВ – приемопередатчик, который обеспечивал радиотелефонную связь и, кроме того, служил приемоответчиком, т. е. осуществлял прием и ретрансляцию сигналов определения дальности, излучаемых У KB-аппаратурой корабля «Аполлон». Дальность между кораблями определяется путем сравнения фаз сигналов, переданных с корабля «Аполлон» и ретранслированных «Союзом».

Процесс определения дальности осуществляется автоматически и не прерывает радиотелефонной связи между кораблями.

С помощью этого приемоответчика на этапе дальнего наведения корабль «Аполлон» (активный) получал информацию о расстоянии между кораблями.

Основной же информацией для наведения корабля «Аполлон» с расстояния в несколько сотен километров являлись данные оптической системы, визирующей видимый маяк «Союза».