Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №07 за 2009 год

Надежность средств, при помощи которых человек способен достичь космоса, далека от идеальной. Ракета — сложная конструкция, на 90% и более состоящая из взрывоопасного топлива. Огненный шар вспыхнувшего на старте носителя, такого как «Протон» или «Сатурн-5», — явление, внешне сходное с подрывом тактического ядерного боеприпаса и гибельное для всего живого в радиусе нескольких сотен метров от эпицентра. Но даже в нормальном полете огромные нагрузки от тяги двигателей и аэродинамических сил стремятся растрясти, смять, сломать ракету и корабль. В любой момент может случиться отказ. Поэтому с самого начала освоения космоса особое внимание разработчики уделяли системе аварийного спасения (САС) космонавтов, которая должна безупречно работать именно в тех ситуациях, когда отказывает остальное оборудование.

Если полет проходит в штатном режиме, работают все системы комплекса, кроме этой. Но случись серьезный отказ или, того хуже, авария ракеты, САС — единственный шанс сохранить жизнь экипажа. Для многих, кто интересуется космонавтикой, эта аббревиатура ассоциируется с башенкой замысловатой формы, расположенной на самой вершине ракеты-носителя. «Башенка» — это двигательная установка системы аварийного спасения (ДУ САС). Но она являет собой лишь верхушку айсберга, состоящего из множества технических приспособлений, которые позволяют специалистам на Земле держать руку на пульсе ради решения лишь одной задачи — во что бы то ни стало спасти экипаж.

Спасение на старте

Заправка ракеты «Союз» компонентами топлива — довольно опасная операция. По этому космонавты занимают места в корабле, только когда она завершена — за два часа до намеченного старта. После этого с ракетой обычно не производится никаких активных действий — не подаются электрические команды, не приводятся в действие клапаны и другие механизмы. Это практически исключает возможность взрыва. В случае же других нештатных ситуаций — отказа бортовых систем, резкого ухудшения погодных условий — экипаж не трудно эвакуировать со старта, и даже спешка при этом обычно не нужна.

Куда труднее спасти космонавтов на последних этапах предстартовой подготовки, когда персонал уже покинул башню обслуживания и ракета начинает активно готовиться к запуску. Поэтому ровно за 15 минут до намеченного старта приводится в готовность двигательная установка САС. С этого момента и до подъема в верхние слои атмосферы она способна в любой момент оторвать корабль с экипажем от аварийной ракеты, увести его в сторону и обеспечить мягкую посадку.

26 сентября 1983 года к орбитальной станции «Салют-7» должен был стартовать очередной «Союз». Космонавты Владимир Титов и Геннадий Стрекалов заняли свои места, шли последние приготовления к пуску. Из бункера управления не сразу заметили, как за 108 секунд до расчетного времени старта в топливной системе первой ступени ракеты возник пожар. Более того, некоторые участники запуска поначалу приняли дым за обычную картину выхода двигателей на режим, хотя команда «зажигание» по громкой связи не объявлялась. Только через шесть секунд после визуального обнаружения пламени руководитель пуска генерал Алексей Шумилин и технический руководитель подготовки ракеты-носителя Александр Солдатенков почти одновременно подали команду на включение САС. Четыре секунды команду передавали операторы, еще чуть больше секунды работала автоматика. Взревели мощные двигатели «башенки» и выдернули «Союз» из огненного шара — за секунду до этого пламя уже полностью охватило ракету-носитель. Полет занял пять с половиной минут, после чего спускаемый аппарат приземлился в четырех километрах от горящего старта. Это был единственный случай в истории космонавтики, когда для спасения экипажа пришлось задействовать ДУ САС, и она достойно справилась со своей задачей.

Система спасения должна функционировать в любых условиях, вплоть до неуправляемого хаотичного падения ракеты. Для этого сначала основные двигатели САС отрывают спасаемую часть от ракеты и быстро уводят ее в сторону, а затем включаются управляющие двигатели, которые формируют нужную траекторию спуска. Скоротечность многих аварийных ситуаций требует от САС высокого быстродействия. По этому все ее двигатели — твердотопливные. По сравнению с жидкостными они проще, надежнее и быстрее набирают максимальную тягу. Но и переборщить с мощностью двигателей нельзя. Перегрузку в 20 единиц, действующую в направлении «от груди к спине», человек способен выносить всего лишь около секунды. Этого времени не хватит, чтобы увести спасаемую часть корабля на безопасное расстояние от ракеты. Приходится ограничивать тягу спасательных двигателей так, чтобы перегрузка не превышала 10—15 единиц, зато такое ускорение можно поддерживать дольше.

Первая забота

7 ноября 1963 года остров Уоллопс в американском штате Вирджиния озарился вспышкой света, сопровождавшейся чудовищным, хоть и недолгим грохотом. Опережая клубы дыма, вверх рванулся небольшой предмет в форме конуса и в считанные секунды поднялся на высоту более километра. Нет, это был не НЛО! Так проходили первые испытания САС нового космического корабля «Аполлон», который должен был доставить первых американцев на Луну . Ни ракеты-носителя «Сатурн-5», ни даже самого корабля целиком еще не существовало, а испытания САС уже провели!

Эта система настолько важна, что именно с ее создания и испытаний начинается разработка пилотируемой системы. Ракета может быть еще только в чертежах, а корабль в макете, но система спасения обязана быть готова к испытаниям. В первых (самых важных) тестах проверяется отделение корабля от ракеты, стоящей на старте. Обычно при испытаниях используется макет корабля с парашютной системой, и единственной работоспособной частью является ДУ САС с нужными подсистемами. Так начиналась разработка не только «Аполлонов». Эту процедуру прошли «Меркурии», «Союзы», транспортный корабль снабжения (ТКС) для станции «Алмаз», китайский «Шэньчжоу»... А сейчас разрабатывается новейший американский лунный «Орион».

Иногда для испытания систем спасения создают специальные ракеты. Американцы для отработки САС корабля «Меркурий» сделали ракету «Литтл Джо 1», а для «Аполлона» — «Литтл Джо 2». На них проверялась работоспособность системы при максимальных скоростных напорах и в неуправляемом падении. Советские разработчики подходили к делу с еще большим размахом. Проводились экспериментальные пуски полностью снаряженных штатных ракет «Протон», которые несли «спарки» — по два возвращаемых аппарата корабля ТКС, верхний из которых был оснащен САС. Все это нужно для того, чтобы обеспечить высочайшую надежность системы в пилотируемом полете. «Протон» подвел создателей ТКС лишь один раз, и тогда САС спасла верхний возвращаемый аппарат «спарки».