"Настоящий космолет" - так называется глава о космическом корабле "Союз" в книге Константина Петровича Феоктистова "Семь шагов в небо". Действительно, "Союз" - это уникальный космический корабль, уникальный не только своим активным долголетием, но и многообразием задач, которые ему приходилось решать. Сейчас очень много раздается голосов о том, что "Союз" устарел, что уже давно надо бы его заменить на более совершенный корабль. Что греха таить: и сам автор когда-то придерживался подобных взглядов, но в последнее время взгляды свои он несколько переменил и постарается, вместе с рассказом об истории создания корабля, донести их до читателей.
Первый проект по названием "Союз".
По поводу начала создания этого корабля существуют некоторые разночтения. Константин Феоктистов называет 1959 год началом работы на кораблем, а Борис Черток - 1961 год.
Из книги Константина Феоктистова "Семь шагов в небо":
Эта конструкция начала, создаваться летом 1959 года. В разгаре еще были работы по "Востоку", в цехах шел первый "металл" спускаемых аппаратов, на полный ход работали конструкторские отделы, готовилась техническая документация, электрики заканчивали выпуск схем... Уже в это время среди нас возникли споры: куда идти дальше? Одни считали - нужно создавать большие орбитальные корабли и станции, другие - готовить лунную экспедицию, третьи вообще замахивались на Марс.
Всем, однако, было ясно, что, прежде чем решать любую из этих задач, нужно научить орбитальные корабли встречаться и соединяться в космосе. Без этого бессмысленно даже задумывать сколь-либо сложные космические предприятия. Исходя из этого, мы сформировали группу для исследования проблемы сближения и стыковки. Она должна была выявить технические сложности этой проблемы, наметить варианты ее решения, найти организации, которые смогли бы разработать нужную аппаратуру.
Поскольку книга Бориса Чертока "Ракеты и люди" вышла уже после распада Советского Союза, то в ней он приводит факты, о которых не мог написать Феоктистов в советский период, когда вышла его книга:
История их ("Союзов" - прим. моё) создания восходит к 1961 году, когда еще только начали летать первые "Востоки". Первоначальной задачей проекта "Союз" был вовсе не полет к орбитальным станциям, а облет Луны с человеком на борту. Предшественником современного "Союза" был пилотируемый корабль 7К, являвшийся составной частью комплекса "Союз". Ракетно-космический комплекс "Союз" по проекту включал в себя разгонный
ракетный блок 9К, три космических заправщика 11К и пилотируемый
корабль 7К.
Проект облетного комплекса "Союз" ещё называли проектом "А", а корабль 7К - кораблем "Союз-А".
Но для того, чтобы сформировать этот комплекс надо было осуществить пять запусков ракеты типа Р-7: первым выводился на орбиту ракетный блок 9К, затем поочередно запускались три танкера 11К, которые доводили запас топлива в ракетном блоке 9К до 25 тонн. Последним запускался корабль 7К с двумя космонавтами. Он стыковался с ракетным блоком и после одного-двух витков вокруг Земли с помощью двигателя 9К разгонялся к Луне. После этого ракетный блок отстыковывался и дальнейший облет Луны выполнял уже только корабль 7К. Достаточно сложная схема полета (правда, получившая одобрение Королева) требовала прежде всего решения задачи автоматического сближения и стыковки в космосе. Предложение об облете Луны было узаконено постановлением Совета Министров СССР от 16 апреля 1962 года. В этом постановлении впервые появилось название программы "Союз".
Руководство работами по кораблю 7К Королев поручил Константину Феоктистову. Он отвечал за общее проектирование, компоновку, весовые расчеты, состав оборудования. Уже в середине 1962 года были подготовлены первые исходные данные на разработку технической документации и началась работа над эскизным проектом. К этому времени определились и с формой спускаемого аппарата корабля. Он должен был иметь форму автомобильной фары, что обеспечивало небольшую подъемную силу при спуске в атмосфере и, соответственно, снижение перегрузок до 3-4 g.
Другой важной задачей проектирования была отработка процесса сближения и стыковки космических аппаратов.
Из книги К. Феоктистова "Семь шагов в небо":
Итак, нужно было выбрать метод сближения, то есть те параметры относительного положения и сближения объектов, которые нужно было измерять и корректировать, и последовательность включения двигателей коррекции.
Наиболее выгодным представлялся метод "свободных траекторий". При использовании этого метода измеряются параметры относительного движения объектов, по которым, в свою очередь, вычисляется необходимое по величине и направлению изменение скорости, нужное для прямого попадания одного объекта ("активного") в другой ("пассивный"). Конечно, с одного раза попасть не удастся вследствие неточностей в измерениях, ориентации и отработке двигательного импульса. Поэтому необходимо эту операцию повторить два-четыре раза. В результате можно сблизиться настолько, что останется произвести лишь причаливание одного объекта к другому. Метод этот казался чуть ли не идеальным, если бы не одно важное условие: необходимые вычисления в ходе сближения очень сложны, и без ЭВМ на борту их провести практически невозможно. Но в те годы малогабаритной, легкой и надежной ЭВМ еще не было. Пришлось применить другой метод - "параллельного сближения", известный из теории зенитных управляемых ракет. Суть метода в том, что двигатель "активного" объекта при своих включениях гасит, сводит к нулю угловую скорость "линии визирования", связывающую два объекта. Замерить составляющие относительной скорости, (одна перпендикулярна "линии визирования", другая - вдоль нее), как и расстояние между объектами, сравнительно нетрудно с помощью радиолокаторa. Вычисления при этом оказываются также достаточно просты, с ними могли справиться небольшие аналоговые счетно-решающие устройства. Метод "параллельного сближения" решено было применить, начиная с расстояния между кораблями около 20 километров, а до этого осуществлять сближение на основе наземных радиоизмерений.
Следует сказать, что американцы, имея у себя уже вполне работоспособные быстродействующие БЦВМ на кораблях "Джемини" не рискнули выполнять полностью автоматическую стыковку, а передали часть функций астронавтам. И оказались правы, совершив первую в мире стыковку космических аппаратов. А результатом советских разработок стала радиотехническая измерительная система "Игла", позволявшая проводить полностью автоматическую стыковку кораблей, но не отличавшаяся большой надежностью.
Узел жесткой стыковки прорабатывался по схеме "штырь-конус"с винтовой системой стяжки, хотя до этого предлагались и другие проекты: например, установить на одном из кораблей ("пассивном") большую петлю, а на другом крючок, который бы цеплял за петлю и подтягивал корабль.
Три новых проекта.
Проект был переусложнен, и это понимали сами разработчики из ОКБ-1. Тем временем в ОКБ-52, которым руководил Владимир Челомей, тоже подготовили проект облета Луны с помощью своего корабля ЛК-1, но по однопусковой схеме, используя ракету УР-500К ("Протон-К"). Постановление по этому варианту было подписано 3 августа 1964 года. Работа над "Союзом" в облетном варианте после выхода этого постановления теряла всякий смысл, но ОКБ-1 не хотело расстаться с монополией на создание пилотируемых космических кораблей. Выход был найден после политических перемен в стране осенью 1964 года. Предлагалось объединить усилия двух КБ для единого проекта облета Луны.
Из книги Б. Чертока "Ракеты и люди":
25 октября 1965 года выходит новое постановление, по которому
впервые ОКБ-1 и ОКБ-52 — Королев и Челомей — должны совместными усилиями решить задачу пилотируемого облета Луны на корабле 7К в 1967 году. Этим же постановлением предписывалось обеспечить высадку человека на Луну в 1968 году. Программа "Союз" с задачей облета Луны закрывалась.
Вместо пилотируемого корабля 7К по программе "Союз"
надлежало разработать два разных корабля: для полетов в околоземном
пространстве с помощью носителя Р-7 и для облета Луны с помощью
носителя УР-500К. Первому был присвоен индекс 7К-ОК, второму —
7К-Л1, или просто Л1. Оба индекса были секретными.
Таким образом, Челомею надлежало для облета Луны подготовить
носитель УР-500К, а нам - разработать новый корабль 7К-Л1 и
разгонный блок. Этот блок, получивший индекс "Д", оказался
впоследствии удивительно живучим и стал непременной частью
ракеты УР-500К при пусках всех спутников связи на геостационарную
орбиту, блоков орбитальных станций "Салют", "Мир" и новых
межпланетных автоматов.
Руководство проектными работами по новому "Союзу" Королев опять поручил Феоктистову. Главным конструктором по системам управления корабля 7К-ОК был назначен Борис Черток из ОКБ-1, а по системам управления лунного корабля 7К-Л1 - Николай Пилюгин из Научно-исследовательского института автоматики и приборостроения (НИИАП).
Настоящий аврал по разработке и изготовлению "Союзов"
развернулся во второй половине 1965 года. После "Восхода-2" в
программе пилотируемых пусков возник (как пишет Борис Черток в своих воспоминаниях) "идеологический вакуум" - прекращение полетов кораблей типа "Восход" (несмотря на возражения военных), неопределенность с дальнейшей космической программой и резкий рывок американцев с программой "Джемини". Следует сказать, что кроме облетного лунного корабля 7К-Л1 проектировался и лунный орбитальный корабль ЛОК (тоже на основе корабля 7К) для полетов на Луну в составе комплекса Н1-Л3.
Серьезной ошибкой Королева на этом этапе работ был отказ от изготовления "технологического макета" корабля 7К-ОК - точного наземного аналога летного корабля. Королев это аргументировал плотным графиком создания трех летных экземпляров корабля: двух в декабре 1965 года и одного в январе 1966. Была разработана очень амбициозная программа первых пилотируемых полетов этих кораблей, предусматривающая запуск двух пилотируемых кораблей, их стыковку на орбите, переход двух космонавтов из одного корабля в другой через открытый космос и возврат на Землю с другой комплектацией экипажей.
На изготовление первого корабля 7К-ОК ушло три года, в 1966 году его долго проверяли на комплексном стенде (из-за отказа от "технологического макета корабля" на летном экземпляре были выявлены многочисленные системные дефекты, свойственные всей конструкции), корабль 7К-Л1 немного отставал и должен был быть готов в конце 1966 года, а на корабль 7К-ЛОК в это время ещё не были готовы даже рабочие чертежи. В это же время американцы успешно заканчивали свою программу "Джемини" и в следующем 1967 году должны были начать полеты по программе "Аполлон". Поэтому было принято решение ускорить работы по программе корабля 7К-ОК и провести в 1966 году летные испытания включающие в себя автоматическую стыковку двух беспилотных кораблей. На основе корабля 7К-ОК в дальнейшем должен был быть построен ЛОК комплекса Н1-Л3, а комплекс 7К-Л1 рассматривался в "королёвском" КБ, как уступка космическим амбициям с целью обогнать американцев в пилотируемом облете Луны. Кстати и само ОКБ-1 в 1966 году было переименовано в ЦКБЭМ - Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения. К ноябрю 1966 года первые два корабля (7К-ОК №1 и 7К-ОК №2) прошли все испытания. А с сентября по декабрь 1966 года на космодром были отправлены уже четыре корабля 7К-ОК. Госкомиссией было принято решение о старте двух кораблей в беспилотном варианте, запустив второй корабль через сутки после первого. Полет следующей пары кораблей уже предполагался пилотируемым. Наступал 1967 год - год пятидесятилетия Великой Октябрьской Социалистической революции, юбилей которой конечно должен был быть отмечен великими свершениями во всех областях экономики, науки и культуры. Космос здесь также не был исключением.
Первые запуски.
Первым 28 ноября 1966 года был запущен космический корабль 7К-ОК №2 (по заводской документации всем "активным" кораблям присваивались четные номера) который в сообщении ТАСС был назван "Космос-133". На борту находился манекен. Предполагалось протестировать стыковку с кораблем 7К-ОК № 1 ("пассивным"), который должен был быть запущен на сутки позже. Однако второй старт был отменен, так как телеметрия показала, что выведенный на орбиту корабль за один виток, из-за нерасчетной работы по каналу вращения двигателей причаливания и ориентации, израсходовал все предназначенное для этого топливо. Таким образом стыковка со вторым кораблем стала невозможной. Сложность ситуации усугублялась тем, что израсходованное топливо было необходимо и для тормозного двигателя корабля. На все это наложилась и совершенная при сборке ошибка в фазировке команд на управляющие рулевые сопла. То есть, ошибки оказались в обоих, дублирующих друг друга системах. Как писал Борис Черток в книге "Ракеты и люди":
Мы выпустили в космос корабль, на котором оказалось фатальное совпадение двух глупейших, но наиболее часто встречающихся ошибок полярности или знака: "плюс" на "минус", "по" и "против" часовой стрелки.
Из-за низкой орбиты корабль мог совершить не более 39 витков, поэтому срочно сажать его было необходимо. Когда корабль пошел на спуск, то он вскоре был потерян земными службами - из-за подозрения в том, что аппарат приземлится за пределами СССР, была запущена система автоматического подрыва, которая и уничтожила корабль 30 ноября 1966 года. Так закончился первый полет корабля серии "Союз".
Оставшийся на старте корабль под номером 1, было решено запустить позднее в одиночный беспилотный полет. Это должно было произойти 14 декабря 1966 года, однако за несколько секунд до старта запуск был отменен (не сработала одна из "зажигалок" двигателей первой ступени), к ракете была отправлена смотровая группа и тут, самопроизвольно включилась система аварийного спасения, что привело к взрыву ракеты и гибели одного офицера из стартового расчета (он укрылся вблизи ракеты за бетонным сооружением, выдержавшим взрыв, и задохнулся от дыма). При этом спускаемый аппарат корабля благополучно спустился на парашюте недалеко от площадки 31 космодрома (именно на ней и проходили все первые старты).
Вот как это описывает в своих дневниках "Скрытый космос" Николай Каманин":
После команды "Зажигание" включились и заработали двигатели только второй ступени, двигатели первой ступени не работали, и поэтому ракета не поднялась ни на метр. После отбоя цикла запуска и команды "Воду на старт!" положение на старте в течение 35-40 минут не казалось угрожающим: не было ни дыма, ни пламени, поднимались только клубы водяного пара, перемешанные с парами кислорода. По-видимому, Мишин и Кириллов решили, что опасность пожара и взрыва ракеты уже позади, и дали команду на подъем ферм обслуживания, так как без них ракета
могла завалиться от довольно сильных порывов ветра. При сближении ферм с ракетой произошло срабатывание САС, причиной которого могло быть небольшое накренение ракеты. В результате воздействия порохового заряда САС на ракету начался пожар третьей ступени, а затем он распространился на вторую и первую ступени.
Старт 31-й площадки был надолго выведен из строя. Госкомиссия, собравшаяся на космодроме 16 декабря, приняла решение о срочной подготовке первой
площадки (находящейся тогда на реконструкции) к дальнейшим пускам.
В конце не самого удачного для нашей космонавтики 1966 года было собрано совещание по программе пилотируемого облета Луны " в честь 50-летия Октябрьской революции". Выступивший на нем Василий Мишин (руководитель ЦКБЭМ после смерти Королева) предложил для пилотируемого полета "подсадочный" двухпусковой вариант. Суть его заключалась в том, что вначале на околоземную орбиту на УР-500К выводится корабль 7К-Л1 без экипажа. Затем на ракете 11А511 ("Союз") стартует 7К-ОК с двумя космонавтами. Если на двух кораблях все в порядке, они стыкуются, космонавты через открытый космос из 7К-ОК переходят в 7К-Л1, стартуют к Луне и, облетев ее, возвращаются на Землю. Однако, этот план был отправлен на доработку, как слишком сложный. На тот момент ещё не было ни одного запуска ракеты УР-500К (были четыре успешных запуска УР-500) и ни одного успешного полета корабля 7К-ОК.
7 февраля 1967 года успешно стартовал корабль 7К-ОК №3. После старта ему было присвоено название "Космос-140". На четвертом витке не прошла команда на закрутку вокруг "солнечной оси", также отказала звездная ориентация. В итоге солнечные батареи не смогли подзаряжать аккумуляторы корабля, и поэтому было принято решение о срочной посадке. При спуске на Землю корабль не долетел до расчетной точки приземления 500 км и приземлился (или приводнился) на лед Аральского моря, пробил лед и вскоре затонул. Только через четверо суток удалось поднять "Космос-140" со дна Аральского моря. Оказалось, что во время посадки дно корабля прогорело из-за нарушений теплозащиты при установке технологической заглушки. Так закончились беспилотные испытания корабля 7К-ОК.
Между тем, 10 марта 1967 года удалось запустить в сторону Луны первый упрощенный корабль 7К-Л1 № 2П ("Космос-146"). Программа полета не предусматривала облета Луны и возвращения на Землю. Ставилась задача опробовать разгон до второй космической скорости, используя ракету-носитель УР-500К и разгонный блок "Д". Этот эксперимент прошел успешно.
Но по основной программе корабля 7К-ОК было больше провалов, чем успехов. Здравый смысл требовал повторения беспилотных испытаний, но на календаре был юбилейный 1967 год, и здравый смысл был подавлен стремлением по идеологическим соображениям получить выдающиеся результаты и доказать надежность нашей техники (в то время, как у идеологического противника астронавты сгорают заживо ещё на Земле).
Продолжение следует.
