Тим Пик - 186 суток на орбите (спросите у космонавта)

Грубо говоря, при аварийном прерывании полета в течение первых 283 секунд вы приземлитесь в степях на востоке Казахстана; при прерывании полета с 283-й по 492-ю секунду – в гористой местности на юго-востоке России, недалеко от границы с Монголией. При прерывании полета в следующие 14 секунд спускаемый аппарат окажется на самом севере Китая. И наконец, при отмене полета с 506-й до 528-й секунды (время выхода на орбиту) вам грозит промочить ноги в Японском море.

Понятно, что это охватывает обширную территорию, поэтому логистика поисково-спасательных операций организована феноменально. Российское федеральное агентство воздушного транспорта отвечает за поиск и спасение воздушных и космических объектов. На схеме (с. 70) показан масштаб подготовки к запуску «Союза»: в нем задействованы 12 вертолетов и 6 самолетов, которые могут взлететь с 12 аэродромов; охват территории – более 5000 км. Также подготовлено морское судно для эвакуации космического корабля из акватории Японского моря.

В: Сколько времени требуется, чтобы попасть на МКС?

О:Раньше на то, чтобы добраться до станции, требовалось около двух дней (то есть корабль должен был 34 раза облететь Землю). Это значит, что экипажу приходилось открывать люк в жилой модуль, где можно поспать, поесть и сходить в туалет. На борту «Союза» достаточно питьевой воды и сухих пайков, но не так много развлечений. К счастью, великолепные виды из космоса скрашивают ожидание главного события. Ладно, это шутка, но длинное сближение не очень-то удобно, потому что время неэффективно используется, причем не только космонавтами, но и сотрудниками Центра управления полетами (ЦУП), и поэтому в августе 2012 года был разработан четырехрядный профиль сближения с использованием грузового корабля «Прогресс». Для такого сближения требуются очень точно рассчитанные запуск и траектория выхода на орбиту. Новая ракета-носитель «Союз-ФГ» и КК «Союз ТМА-М» такую точность обеспечивают. Этому во многом способствовало применении модернизированных двигателей первой и второй ступеней с новыми форсуночными головками, которые предназначены для ввода топлива в огневое пространство ракетного двигателя.

При длительном сближении ЦУП наблюдал за траекторией ракеты, чтобы проверить орбитальные параметры, а затем поступали команды с учетом исправления возможных ошибок, допущенных во время запуска. При новом подходе считается, что если при выходе на орбиту и происходят незначительные отклонения, то они могут быть исправлены позже, в ходе сближения со станцией. Быстрое сжигание топлива позволяет «Союзу» прибыть на МКС всего через шесть часов после запуска. Сближение и стыковка обычно занимают еще 30 минут, после чего надо провести несколько проверок, прежде чем открыть люк на космическую станцию. В общей сложности экипаж перебирается на борт МКС через восемь-девять часов после запуска. Мне посчастливилось попасть на «короткое» (4 орбиты) сближение, но двухдневное сближение все еще используется, если тестируется новая версия программного обеспечения для ракеты или космического корабля и, конечно, как резервный вариант на тот случай, если что-то пойдет не так во время быстрого сближения.

Быстрое сближение снижает усталость экипажа. Стартовый день бывает довольно утомительным – экипаж просыпается примерно за девять часов до запуска, стыковка происходит через 15 часов (если считать от подъема), а затем необходимо потратить еще несколько часов на решение определенных задач. Я прекрасно помню, что спал ну просто очень хорошо, когда наконец удалился в свой отсек на борту МКС.

В: Как происходит сближение с МКС?

О:Наш корабль был запущен на очень низкую (около 230 км) орбиту, отдаленно напоминающую эллипс. Двести тридцать километров – это настолько низко, что там все еще есть небольшое атмосферное сопротивление, и без каких-либо дополнительных маневров мы бы совершили 20 оборотов, а потом снова вошли в атмосферу Земли. Поэтому сначала нам пришлось «нормализовать» орбиту (сделать ее более крутой) и подняться на высоту примерно 340 км. При нашем «коротком» (четырехорбитальном) сближении это было выполнено путем запрограммированного включения двух двигателей с использованием так называемого перехода Гомана – речь идет о наиболее экономичном способе перехода с одной круговой орбиты на другую.

Если не углубляться в орбитальную механику, можно сказать так: при запуске двигателя на земной орбите космический корабль не полетит быстрее, а будет уходить все дальше в космос, теряя при этом скорость. Вы достигнете самой высокой части эллиптической орбиты с противоположной стороны от точки, где запускали двигатель. Потом, ускоряясь, вы вернетесь к отправной точке. Трюк заключается в том, чтобы запустить двигатель во второй раз, когда КК доберется до самой высокой точки орбиты, и – вуаля – вы перей дете на другую орбиту. Эта более высокая орбита называется орбитой фазирования. ЦУП, просчитывая данные орбиты фазирования, отправляет нам корректировки на бортовой навигационный компьютер. Дальнейшее включение двух двигателей необходимо для внесения корректировок – это позволяет кораблю подняться на высоту порядка 370 км.

Включения двигателей были не очень продолжительными (считаные секунды), и мы почувствовали незначительное ускорение. Звучал приглушенный грохот, и нас просто слегка вжимало в кресла.

Последовательное включение трех двигателей позволило нам подняться с орбиты фазирования до высоты МКС (около 400 км). Серия краткосрочных включений позволила нам развернуть корабль и последовать в противоположном направлении. Этот маневр называется «параболическое торможение», и в результате мы приблизились к МКС на расстояние 150 метров. После этого наш «Союз» просто двигался, пока мы не поравнялись с местом стыковки.

Одно из самых ярких впечатлений в ходе сближения – постепенное превращение космической станции из маленькой светящейся точки в космосе в выплывающую из темноты огромную конструкцию, во много раз больше нашего крошечного «Союза». Я не смог сдержать улыбки, вспомнив сцену из фильма про Джеймса Бонда «Лунный гонщик», где примерно так и появляется космическая станция.

На последнем этапе сближения происходит встраивание зонда КК в соответствующий порт МКС, затем «Союз» притягивается к станции и происходит стыковка. Когда зонд входит в стыковочный конус, двигатели КК дают небольшой импульс для обеспечения надежного захвата. После этого зонд убирается, и «Союз» встает на прикол у своего нового дома на ближайшие шесть месяцев.