Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке

В конце лета 1965 года Королёв неожиданно для нас собрал активных участников программы на совещание, где объявил, что, наконец, утвержден план подготовки к полету корабля «Союз» со стыковкой, и попросил присутствующих высказаться о том, как ускорить работу.

Помню, первым выступил С. Г. Чижиков, начальник приборного отдела. «Садись, Семен, я твои великие проблемы давно знаю», — успел сказать Главный. К сожалению, совещание неожиданно было прервано появлением М. К. Янгеля. Главный конструктор Днепропетровского ОКБ-586, разработчик боевых МБР, показался мне тогда очень старым по сравнению с Королёвым, воодушевленным состоявшейся, наконец, поддержкой его проектов. Королёв сердечно (нам?то было известно об их соперничестве) приветствовал конкурента и увел его к себе в малый кабинет. В тот момент Янгель был ему действительно нужен, прежде всего как разработчик блока Е для нашей лунной кабины в проекте Л3. Королёву оставалось жить всего несколько месяцев, но он успел сделать еще очень много.

С самого начала работа над «Союзом» шла сразу в двух направлениях: над кораблем в целом и над отдельными его системами.

Начиная с 1962 года в ОКБ-1 детально рассматривались общие методы и техника орбитальной сборки. В марте появился документ под названием «Комплекс сборки КА на орбите спутника Земли». В предложенной схеме полета предполагалось использовать модернизированный «Восток» и осуществлять стыковку с участием космонавтов. На основе опыта подготовки и запуска «Востоков» сформулировали последовательность операций, необходимых для сближения и стыковки сразу после выхода на орбиту второго корабля. Несколько месяцев спустя баллистическую схему полета реализовали на практике: «Восток-3» с космонавтом А. Николаевым вывели на орбиту 11 августа с таким расчетом, чтобы через сутки он пролетал над местом старта. А 12 августа запустили «Восток-4» с П. Поповичем так, что расстояние между кораблями составляло всего 5—6 км. В полете не ставилась задача сближения и стыковки, поскольку необходимых для этого технических средств не существовало даже на бумаге. Естественно, орбиты «Востоков» быстро разошлись. Объявляя об очередной победе советской космонавтики, наша пресса пыталась все же представить эксперимент как первое сближение двух кораблей на орбите. Это дало повод американским профессионалам, которые к тому времени вовсю подготавливали настоящее «рандеву в космосе» в рамках программы «Джемини», критиковать Советы. Кто мог тогда упрекнуть газетчиков за метод социалистического реализма в журналистике? А критика американских профи до нас тогда практически не доходила.

Однако идея и метод сближения сразу после вывода на орбиту второго корабля остались; они были реализованы несколько лет спустя, когда беспилотные «Союзы» сблизились и состыковались на орбите. Как выяснилось позднее, в целом последовательность запуска со сближением сразу после выхода на орбиту второго корабля оказалась для пилотируемых полетов не слишком хорошей. Неудачное сближение «Союза-3» с Г. Береговым и беспилотного «Союза-2», запущенного накануне, дало большой материал для анализа. Три месяца спустя полет и стыковка пилотируемых кораблей «Союз-4» и «Союз-5» выполнялись уже по так называемой односуточной схеме: второй корабль выводился на орбиту с таким расчетом, чтобы сближение произошло через сутки после запуска. В 80–е годы при стыковке грузовых кораблей «Прогресс», а затем и пилотируемых «Союзов», стала использоваться двухсуточная схема полета.

Несмотря на колебания «генеральной линии» при проектировании нового корабля и его модификаций для лунной программы, работа над созданием принципиальных систем не прерывалась благодаря твердому руководству ОКБ-1 во главе с Королёвым. К 1964 году сформировался проект космического корабля в целом, облик которого значительно приблизился к сегодняшнему его виду, а в начале 1965 года был утвержден эскизный проект. К этому времени многие системы, включая наш стыковочный механизм, изготавливались и испытывались на нашем заводе и на других предприятиях новой отрасли — ракетно–космической.

Работы над новыми системами, обеспечивавшими маневрирование и сближение на орбите, имели принципиальное значение. Здесь центральное место занимала система ориентации и управления движением (СОУД), над которой трудился огромный отдел под руководством Раушенбаха. Его заместители: теоретик В. П. Легостаев, аппаратчик Е. А. Башкин и их сотрудники — сделали очень много, чтобы создать столь непростую систему.

Сложность реализации стыковки в космосе на практике начиналась с теории, с выбора метода сближения. Все эти методы, так или иначе, основываются на механике орбитального движения. Чтобы целенаправленно маневрировать в космосе, требуется выполнять навигационные измерения для определения параметров движения активного корабля и его цели, затем производить непростые вычисления с учетом законов небесной механики, чтобы в определенный момент включать реактивные двигатели в нужном направлении. Наряду с навигационными приборами, в принципе, нужен компьютер, для того чтобы обработать результаты измерений, для вычислений и управления. К сожалению, в 60–е годы у нас еще не было бортовых компьютеров. Наши теоретики, работавшие под руководством В. П. Легостаева, прежде всего И. П. Шмыглевский, оказались очень находчивыми, выбрав рациональный метод, соответствующий аппаратурным решениям. Тем самым удалось упростить алгоритмы вычислений и обойтись на борту аналоговым прибором, называемым БУС — блоком управления стыковкой. В целом упростилась не только техника, но и процедура пилотирования (вплоть до полной автоматизации процесса стыковки).

Теоретический подход назвали методом параллельного сближения. Он основывался на том, что направление на цель (так называемая линия визирования) поддерживалось неизменным путем гашения боковой скорости. Несмотря на то что космический корабль, казалось бы, сближался по прямой (по линии визирования), боковая скорость постепенно накапливалась, поскольку цель летела вокруг Земли по другой орбите (орбитальная механика). За счет периодического гашения боковой скорости линия визирования практически оставалось параллельной самой себе, отсюда — название метода. По мере сокращения расстояния до цели реактивные двигатели дополнительно включались так, чтобы уменьшать скорость сближения. Этот метод, во–первых, позволял обойтись лишь измерением параметров цели (дальности, относительной скорости и угловой скорости линии визирования) и, во–вторых, упростить алгоритм вычисления корректирующих импульсов, которые реализовывались реактивными двигателями корабля.