"Настоящий космолет" - так называется глава о космическом корабле "Союз" в книге Константина Петровича Феоктистова "Семь шагов в небо". В части первой и части второй настоящей статьи автор рассказал об истории создания и испытания кораблей серии 7К, больше известных по названиям "Союз" и "Зонд". В третьей части автор заканчивает свой небольшой исторический экскурс.
Окончательная отработка конструкции.
"Только к 1969 году "Союз" был полностью отработан" - это строка из книги Константина Феоктистова "Семь шагов в небо". В предыдущей части статьи читатель узнал, что стояло за этой короткой строкой. Начинался 1969 год, а в самом конце 1968 года американцы совершили пилотируемый облет Луны, и не просто облет, как советские корабли 7К-Л1, а с выходом на окололунную орбиту. Советскому Союзу предстояло доказать, что его новые космические корабли тоже что-то могут.
Но первоначально надо было, наконец, освоить стыковку двух космических кораблей. Именно такой полет планировался на самое начало 1969 года - полет, фактически повторяющий тот, который планировался в апреле 1967 года. Первоначально пуски двух кораблей планировались на 13 и 14 января 1969 года. Состав экипажей кораблей:
- В.А .Шаталов (дублер - Г.С. Шонин) - командир корабля "Союз-4" (7К-ОК №12) и он же командир всего экипажа;
- Б.В. Волынов (дублер А.В. Филипченко) - командир корабля "Союз-5" (7К-ОК №13);
- А.С .Елисеев (дублер - В.Н. Кубасов) - бортинженер;
- Е.В. Хрунов (дублер - В.В.Горбатко) - инженер-исследователь.
Владимир Шаталов являлся на тот момент космонавтом №13 и должен был стартовать 13 января в понедельник (по-моему, удивительное легкомыслие, учитывая все традиционные условности, которые проходят космонавты перед стартом). Не удивительно, что старт в этот день не состоялся - его перенесли на сутки из-за отказа гироскопов ракеты. Устранению дефекта очень мешала морозная (минус 24 град) погода. Большие опасения вызывало выдерживание двигателей САС ещё сутки при низкой температуре, так как сильное понижение температуры пороховых движков ведет к потере импульса. На фотографии, сделанной в день запуска - 14 января, видно, что САС укрыта специальным теплосберегающим чехлом.
Но старт "Союза-4" прошел очень четко - без единой задержки. Экипаж "Союза-5" наблюдал за стартом и радовался его успеху, так как этот успех открывал и им дорогу в космос.
К вечеру 14 января потеплело до минус 4 градусов, поэтому укрывать САС следующей ракеты не было необходимости.
За полтора часа до старта появилась реальная угроза срыва пуска - был обнаружен "плюс" на корпусе ракеты. Пришлось срочно на морозе менять один из приборов, который при замене смогли привернуть только на три болта из четырех. Но старт прошел гладко и корабль "Союз-5" также вышел на орбиту вокруг Земли.
16 января 1969 года Шаталов и Волынов успешно провели ручную жесткую (и электрическую) стыковку кораблей "Союз-4" и "Союз-5". На режиме ручной стыковки настояло руководство ВВС, настояло несмотря на отрицательный результат, полученный в предыдущем полете. На этот раз, с учетом работы над ошибками, все прошло нормально.
Как сообщило ТАСС: "На орбите искусственного спутника Земли была собрана и начала функционировать первая в мире экспериментальная космическая станция...".
Из книги генерала Каманина "Скрытый космос":
16 января.
Весь процесс сближения и стыковки проходил над территорией Советского Союза в светлой полосе. Все прошло изумительно хорошо, космонавты работали мастерски. Помогать им с Земли не пришлось, мы работали только на прием. Приятно было наблюдать по телевидению уверенное сближение "Союзов", сопровождавшееся увлекательным репортажем Шаталова. А еще через виток мы наблюдали процедуру надевания скафандров Хруновым и Елисеевым.
Во всем этом полете наиболее слабым его звеном я считал переход Елисеева (у него в прошлом были случаи обморочного состояния). Когда при переходе Елисеев сначала перестал двигаться, а потом и вообще безжизненно замер, у меня по спине побежали мурашки... Все облегченно вздохнули, когда через две-три минуты увидели, что Елисеев помахал рукой. Переход Хрунова и Елисеева из "Союза-5" в "Союз-4" прошел блестяще - Афанасьев, Мишин, Керимов и все, кто был на КП, восхищены мастерством космонавтов.
Кстати, переход космонавтов был совершен в новых скафандрах "Ястреб", разработанных в КБ завода №918 МАП - ныне НПП "Звезда" (с учетом недостатков, выявленных в скафандре "Беркут" Алексея Леонова). Он был изготовлен и испытан ещё в 1967 году, когда его предполагали использовать в полетах кораблей "Союз-1" и "Союз-2А". Система жизнеобеспечения (СЖО) нового скафандра находилась в металлическом контейнере (ранце), который, для облегчения прохода космонавта через узкий люк диаметром 600 мм корабля "Союз", монтировался спереди на ногах. Скафандр надевался в орбитальном отсеке "Союза" с помощью второго космонавта. Полет кораблей "Союз-4" и "Союз-5" оказался единственным случаем использования этих скафандров на практике (почему - рассказано дальше). Кстати, при выходе фалы Хрунова и Елисеева перепутались, и Хрунову пришлось даже возвращаться из космоса в орбитальный отсек и распутывать фалы.
Немного личных впечатлений: 16 января 1969 года автор этой статьи (тогда 10-летний мальчик) смотрел по телевизору этот переход космонавтов из одного корабля в другой.
В состыкованном состоянии корабли летали 4 часа 33 минуты и 49 секунд. Это был мировой рекорд по общей продолжительности полета и максимального веса (включая вес космонавтов) пристыкованных космических кораблей.
Если "Союз-4" благополучно приземлился 17 января в 40 км юго-западнее Караганды (в 48 километрах от расчётной точки приземления), то при спуске с орбиты "Союза-5" 18 января не сработал пиропатрон отделения спускаемого аппарата от приборно-агрегатного отсека, спуск пошёл по нештатной баллистической траектории с перегревом спускаемого аппарата из-за неверной ориентации во время торможения (тепловым экраном назад), нерасчётными перегрузками и закруткой.
Спускаемый аппарат отделился только при прохождении плотных слоев атмосферы (на высоте 90 километров) по причине взрыва в приборно-агрегатном отсеке из-за сильного нагрева баков с горючим. Так как спуск продолжался по нерасчетной баллистической траектории с вращением вокруг продольной оси, выпущенный парашют стало закручивать, что увеличило скорость спуска. Нерасчётно сработала и система мягкой посадки (в метре от Земли), в результате чего Волынов получил инерционные травмы (перелом корней зубов верхней челюсти). Поневоле поверишь в магию чисел - ведь "Союз-5" носил заводской номер 13. Но в основном, полет можно было считать успешным. Корабль 7К-ОК начал уверенно летать в космосе.
Через несколько лет в Москве, на ВДНХ в павильоне "Космос" установили полноразмерные макеты двух состыкованных кораблей "Союз", окрашенных, правда, в совершенно нехарактерный им белый цвет.
Окончание "лунной гонки".
Не так гладко все было с испытаниями лунных кораблей. Уже 20 января 1969 года был произведен запуск лунного облетного корабля 7К-Л1 №13 (ещё один номер 13). Пуск был аварийным. За 25 секунд до окончания работы второй ступени выключился один из четырех её двигателей. Двигатель третьей ступени включился, но был выключен системой безопасности носителя. САС отработала нормально и спускаемый аппарат приземлился в гористой местности (на высоте примерно 2,5 км) в Монголии.
А 21 февраля 1969 года состоялся первый запуск ракеты Н-1 №3Л. В составе лунного комплекса вместо ЛОК и ЛК был установлен беспилотный корабль 7К-Л1С массой 6,9 т, переоборудованный из 7К-Л1 №10, оснащённый некоторыми системами Л3 и фотоаппаратурой. В случае успешного запуска он должен был выйти на орбиту Луны, произвести её качественную фотосъёмку и доставить плёнки на Землю.
Запуск закончился аварией первой ступени ракеты-носителя.
Из книги Бориса Чертока "Ракеты и люди":
В 12 часов 18 минут 07 секунд ракета вздрогнула и начала подъем.
Рев проникал в подземелье через многометровую толщу бетона. На
первых секундах полета последовал доклад телеметристов о
выключении двух двигателей из тридцати.
Наблюдатели, которым невзирая на строгий режим безопасности
удалось следить за полетом с поверхности, рассказывали, что факел
казался непривычно жестким, «не трепыхался», а по длине раза в три-
четыре превосходил протяженность корпуса ракеты.
Через десяток секунд грохот двигателей удалился. В зале стало
совсем тихо. Началась вторая минута полета. И вдруг – факел погас…
Это была 69-я секунда полета. Горящая ракета удалялась без
факела двигателей. Под небольшим углом к горизонту она еще
двигалась вверх, потом наклонилась и, оставляя дымный шлейф, не
разваливаясь, начала падать.
Расследование показало, что с 3-й по 10-ю секунды полёта система контроля параметрами работы двигателей КОРД ошибочно отключила 12-й и 24-й двигатели блока "А", но ракета продолжила полёт. На 6-й секунде из-за сильной вибрации оборвался трубопровод окислителя одного из двигателей. В кислородной среде начался пожар. На 68-й секунде, когда Н-1 достигла высоты 12 км, система КОРД отключила сразу все двигатели блока "А", и ракета упала в степь.
Второе испытание Н-1 №5Л с кораблём 7К-Л1С и макетом ЛК состоялось 3 июля 1969 года. Ракета оторвалась от стартового стола, но, когда поднялась выше молниеотводов, взорвался 8-й двигатель блока "А". При этом была повреждена кабельная сеть и соседние двигатели, возник пожар. Подъём резко замедлился, ракета начала наклоняться и на 23-й секунде упала на стартовый стол. При новом взрыве разрушился стартовый комплекс и все шесть подземных этажей огромного сооружения. Зато надёжно сработала система аварийного спасения корабля, и спускаемый аппарат 7К-Л1С приземлился в 2 км от горящего комплекса. Причиной аварии стало попадание постороннего предмета (предположительно - стальной диафрагмы датчика пульсаций давления) в кислородный насос 8-го двигателя за четверть секунды до подъёма, что и повлекло взрыв.
А за это время в США были совершены три успешных полета кораблей "Аполлон":
- "Аполлон-9" - испытание лунного модуля на околоземной орбите;
- "Аполлон-10" - генеральная репетиция высадки на Луну;
- "Аполлон-11" - первая высадка человека на Луну.
На этом, собственно и закончилась "лунная гонка" между СССР и США. О причинах нашего проигрыша Борис Черток написал в книге "Ракеты и люди":
Космонавтике следовало отказаться от догматизма
артиллерийской и боевой ракетной техники. Нужен был
принципиально другой подход.
Большая ракетно-космическая система должна выполнить свою
основную задачу с первой же попытки. Для этого все, что только
мыслимо испытать и отработать на земле, должно быть отработано до
первого целевого полета. Предварительные экспериментальные
полеты необходимы для отработки только тех систем и процессов,
которые принципиально не могут быть промоделированы в земных
условиях.
В практической реализации этого принципа американцы нас опередили, и это дало им возможность начиная с 1969 года захватить до поры положение ведущей державы в космонавтике.
Горькая ирония проявилась в том, что именно после окончания "лунной гонки" два последних испытательных полета лунных облетных кораблей прошли успешно. Первый запуск был произведен 8 августа 1969 года. Корабль 7К-Л1 №11, получивший название "Зонд-7" 11 августа выполнил облет Луны на расстоянии 1230 км от поверхности и несколько раз сфотографировал Землю и Луну. Полет прошел практически без замечаний, и 14 августа, выполнив успешный управляемый спуск в атмосфере Земли, спускаемый аппарат приземлился южнее города Кустанай, не долетев до расчетной точки всего около 47 км.
По некоторым сообщениям, в спускаемом аппарате были размещены четыре черепахи, а не две, как до этого. Кроме того, в спускаемом аппарате этого корабля впервые был размещен антропоморфный манекен ФМ-2, предназначенный для радиологических исследований. Это был единственный полностью успешный полёт космического корабля 7К-Л1 с посадкой на советской территории.
Последний запуск корабля 7К-Л1 был совершен 20 октября 1970 года, когда был запущен космический корабль 7К-Л1 №14, получивший название "Зонд-8". 24 октября 1970 года он пролетел на расстоянии 1120 км от лунной поверхности и провел два сеанса фотосъемки. После завершения облета, "Зонд-8" лег на обратный курс к нашей планете. 27 октября он вошел в земную атмосферу через Северный полюс, совершил спуск по баллистической траектории и приводнился в Индийском океане. При этом был опробован вариант возвращения спускаемого аппарата корабля Л3 по "северной" трассе.
После запуска последнего 7К-Л1 ("Зонда-8") осталось ещё два собранных, но не летавших корабля (из общей численности в 15 изготовленных аппаратов).
Что касается реализации программы Н1-Л3, то 27 июня 1971 года был произведен запуск Н-1 №6Л с дублирующего стартового комплекса (основной старт был разрушен во время предыдущего запуска). В качестве полезной нагрузки использовались макеты ЛОК и ЛК. На случай аварии в программе управления был предусмотрен манёвр увода ракеты от стартового сооружения. После его выполнения возникли неучтённые газодинамические моменты в донной части ракеты. Она начала поворачиваться по крену с возрастающей скоростью. Из-за больших перегрузок, возникших при вращении, на 49-й секунде полёта начал разрушаться блок "В"; от комплекса оторвался головной блок вместе с третьей ступенью, которые упали в 7 км от старта. Первая и вторая ступени продолжили полёт. На 51-й секунде КОРД отключила все двигатели блока "А", ракета рухнула в 20 км от старта и взорвалась, образовав огромную воронку.
Четвёртое испытание Н-1 №7Л со штатными (!) ЛОК и ЛК в беспилотном варианте было проведено 23 ноября 1972 года. На 90-й секунде полёта в соответствии с программой за три секунды до отделения первой ступени двигатели начали переходить на режим конечной тяги. Были отключены шесть центральных двигателей, отработавших расчётное время. Скорость подъёма снизилась, из-за чего возник непредвиденный гидравлический удар. В результате насос окислителя 4-го двигателя блока "А" вошёл в резонанс, от которого разрушились топливные трубопроводы. Начался пожар, и на 107-й секунде ракета взорвалась.
Больше полетов комплекса Н1-Л3 не проводилось. В мае 1974 года программа была закрыта.
Групповой полет трех кораблей "Союз".
В августе 1969 года была подготовлена программа группового полета
трех кораблей "Союз". Два "Союза" должны были стыковаться, образуя
новую орбитальную станцию массой 13 тонн. Третий "Союз", маневрируя вокруг такой станции, должен был телевизионным репортажем подтвердить ее реальное существование. По одному космонавту из "Союза-7" и "Союза-8" должны были выйти в открытый космос и совершить переходы в другой корабль. Подготовка к полету, в котором участвовало сразу три корабля и семь космонавтов, проходила в очень напряженной обстановке. После нештатного разделения отсеков перед посадкой "Союза-5" ЦКБЭМ выполнило большой объем доработок всей автоматики разделения, был проведен цикл наземных испытаний доработанной системы, но не было чистового испытания в космическом полете.
11 октября 1969 года стартовал корабль "Союз-6" (7К-ОК №14) с космонавтами Шониным и Кубасовым на борту. Взлет "Союза-6" прошел отлично, но после отделения корабля от третьей ступени ракеты не прошла команда на наддув системы двигателей причаливания и ориентации (ДПО). Отказ ДПО грозил срывом выполнения полной программы полета за счет резкого ограничения возможностей для маневрирования на орбите. Первые попытки экипажа включить наддув ДПО с пульта корабля не увенчались успехом. Команда на наддув прошла лишь на третьем витке полета, после того как Шонин включил пиротехнический клапан.
12 октября был произведен запуск корабля "Союз-7" (7К-ОК №15) с космонавтами Филипченко, Волковым и Горбатко. Экипаж "Союза-7" быстро освоился с условиями космического полета и уже на первом витке хорошо провел телерепортаж с борта корабля.
13 октября должен был состояться запуск третьего корабля "Союз-8" (7К-ОК №16) с космонавтами Шаталовым и Елисеевым. В 13.05 Шаталов и Елисеев доложили о готовности к полету и поднялись на лифте к самому верху ракеты. Вскоре пришло сообщение от Шаталова - он обнаружил трещину на одной из трех спиц штурвала люка-лаза. Попытались заменить штурвал, однако из этого ничего не вышло. Возникла реальная угроза срыва пуска (поломка штурвала могла привести к разгерметизации корабля при спуске), но Мишин пошел на риск и дал разрешение продолжать подготовку к полету. Старт "Союза-8" прошел без замечаний. Второй за 1969 год космический полет Шаталова и Елисеева начался успешно.
По программе полета 14 октября должны были состояться стыковка "Союза-7" с "Союзом-8" и подход к ним "Союза-6" на дистанцию около 50 метров. Коррекции орбит прошли хорошо, и корабли начали сближаться (перед началом сближения расстояние между "Союзом-7" и "Союзом-8" составляло примерно 250 километров). В конце процесса сближения расстояние между ними не превышало уже одного километра, но радиозахвата не произошло - не сработала автоматическая система "Игла". Экипажи двух "Союзов" могли бы продолжить процесс сближения вручную, но на такой вариант у них не было разрешения от технического руководителя полетом. После краткого анализа сложившейся ситуации Мишин все же дал согласие на ручное сближение и стыковку при условии, что корабли будут находиться на удалении не более 1500 метров один от другого, но было уже поздно: к этому моменту "Союз-7" и "Союз-8" разошлись примерно на 3000 метров, и Шаталов не отважился нарушить мишинский запрет. Отказ "Иглы" крайне затруднил выполнение ручной стыковки - у экипажей не было точных данных по скорости сближения, взаимному положению кораблей и расстоянию между ними. Однако, все три "Союза" ушли на "глухие" витки в нормальном состоянии и с запасами топлива, вполне достаточными для повторных попыток сближения и стыковки. На следующий день, 15 октября, корабли сошлись на расстояние 1700 метров и экипажи начали маневрирование для сближения и причаливания. Шаталов четыре раза включал двигатели, но из-за отсутствия точных данных по скорости сближения и взаимному положению кораблей причаливание не состоялось, и "Союзы" разошлись на безопасное расстояние. В моменты наибольшего сближения бортинженеры кораблей визуально наблюдали друг друга, но, не имея достоверной информации о процессе маневрирования, они не могли точно определить величину и направление импульсов, потребных для осуществления стыковки. В эти минуты космонавты обоих экипажей испытывали сильное нервное напряжение - пульс у них перевалил за сотню.
Из книги генерала Каманина "Скрытый космос":
Неудавшиеся попытки осуществления стыковки вручную (без участия "Иглы") открыли нам глаза на крупные недостатки в системах управления полетом, используемых на "Союзах". В этих системах все рассчитано на безупречную работу автоматики, а когда она отказывает, космонавты остаются без надежных средств управления. Шаталов и Елисеев лучше кого-либо другого подготовлены для стыковки в космосе, и если они, видя "Союз-7", не смогли к нему причалить, то это лишний раз подтверждает невозможность ручного сближения без минимально необходимого для этой цели оборудования кораблей. Неудачный опыт стыковки вручную напугал многих ответственных руководителей. Нам уже звонили из Москвы и дали ясно понять, что сейчас главное - не стыковка без "Иглы", а успешная посадка всех трех "Союзов".
Вечером того же дня управляемый Шониным и Кубасовым "Союз-6" подходил к "Союзу-7" на 800 метров. Шонин отлично выполнил все полетное задание, за что ему передали по радио благодарность, а Кубасов провел первую сварку в космосе. "Союз-6" совершил посадку 16 октября в 180 км к северо-западу от Караганды. Вскоре после посадки от поисковой группы поступило сообщение, что спускаемый аппарат находится в вертикальном положении и один из членов экипажа уже вышел из корабля.
После посадки "Союза-6" были предприняты еще две попытки вручную состыковать "Союз-7" и "Союз-8", но и на этот раз они оказались бесплодными, главным образом из-за больших ошибок баллистиков при расчете коррекции орбит.
Перед посадкой "Союза-7" (17 октября) на пульте управления высветился сигнал "АСП" (автоматическая система посадки). В штатной ситуации этот сигнал должен высвечиваться только в двух случаях - либо после разделения отсеков корабля, либо после нажатия двух специальных кнопок на пульте. Но команда на разделение не подавалась, а экипаж программу автоматической посадки не включал. Это означало, что сигнал АСП появился от какой-то электрической наводки. Так как причина этой наводки была неизвестна, то существовала серьезная опасность преждевременного срабатывания автоматики спуска и посадки. После долгих дебатов, изучения электросхем и подробного разбора логики работы АСП специалисты пришли к единодушному выводу, что высвечивание сигнала не представляет опасности - автоматика посадки не сработает до разделения отсеков корабля. Это заключение специалистов немедленно передали экипажу "Союза-7". Полет "Союза-7" завершился благополучным приземлением в заданном районе. Во время спуска Филипченко поддерживал надежную радиосвязь с КП, используя щелевую антенну. Через две минуты после посадки рядом с кораблем сел поисковый вертолет.
Вечером того же дня впервые в советской практике провели сеанс связи с "Союзом-8" через ретрансляционный спутник "Молния". Этот эксперимент был очень важен: он должен был "излечить от глухоты" наши космические корабли на шести-семи витках полета, не проходящих над территорией Советского Союза.
В день посадки "Союза-8", 18 октября 1969 года, генералу Каманину исполнился 61 год. Шаталов и Елисеев поздравили его с "выходом на 62-й виток" и передали добрые пожелания. Поблагодарив космонавтов, он спросил: "Как штурвал?" Ответил бортинженер Елисеев: "Люк лаза закрыли. Стравили давление в бытовом отсеке. Герметичность спускаемого аппарата надежная". Этот четкий доклад полностью снял все опасения по поводу возможной разгерметизации корабля при спуске. По выданной на борт "Союза-8" команде его ТДУ должна была включиться в 11 часов 29 минут 29 секунд и отработать ровно 145 секунд. Двигатель тормозной установки включился точно в назначенное время, но выключился почти на минуту раньше положенного срока, что означало значительный перелет корабля по отношению к намеченной точке. Информация о раннем выключении двигателя, к счастью, оказалась ошибочной. Вскоре появилась радиосвязь по УКВ-каналу с Шаталовым, и он доложил, что двигатель недоработал всего четыре секунды. Вскоре поступило заключительное донесение от службы поиска: "Вертолет приземлился около "Союза-8". Космонавты вышли из корабля и машут руками".
Основной вывод по докладам космонавтов на Госкомиссии: полет трех "Союзов" дал много ценных материалов по ручному управлению и автономной навигации, подтверждающих необходимость более активного участия космонавтов в выполнении программ полетов на пилотируемых космических кораблях.
Закончился так богатый на космические события 1969 год полетом к Луне корабля "Аполлон-12".
Последним кораблем 7К-ОК, запущенным в космос был корабль "Союз-9" (7К-ОК №17), на котором был совершен рекордный по длительности (17,8 суток) полет. После него в космос полетел уже корабль другой модификации. Но об этом в следующей части рассказа о корабле "Союз".
