Прошло уже более пятидесяти лет после того, как закончились полеты кораблей "Аполлон" на Луну и с тех пор пилотируемые полеты осуществляются только по орбите вокруг Земли, и в основном на таком типе космических аппаратов, как орбитальные станции. А космические корабли в последнее время используются (за небольшим исключением) только, как транспортное средство для доставки космонавтов на орбитальную станцию и для возвращения их на Землю.
Так что же такое орбитальная станция? Энциклопедия "Космонавтика" (издание 1985 года) дает такой ответ на этот вопрос:
Орбитальная станция (О.с.) - космический аппарат (КА), длительное время функционирующий на околоземной, окололунной или околопланетной орбите. О.с. может быть пилотируемой (с экипажем космонавтов) или работать в автоматическом режиме. Назначение О.с,: решение научных и прикладных задач - исследование околоземного (околопланетного) пространства и Земли (планеты) с орбиты.
Возможность и целесообразность создания О.с. научно обоснованы в нач. 20 в. в трудах К.Э. Циолковского, Ю.В. Кондратюка, Г. Оберта, Г. Пирке, Г. Нордунга и др. Создание О.с. и обеспечение их длительного функционирования на орбите связано с решением ряда сложных научно-технич. и медико-биол. задач.
Что сказать на это: орбитальные станции на околоземной орбите давно и эффективно служат человечеству, орбитальная станция на окололунной орбите - дело недалекого будущего (во всяком случае автор очень надеется на это), а о станциях на околопланетных орбитах можно пока прочитать только в научно-фантастических романах. В настоящее время на околоземной орбите работают две орбитальные станции: Международная космическая станция (МКС), созданная Россией, США, Канадой, Европейскими странами и Японией, и китайская орбитальная станция "Тяньгун".
Целью же статьи, представленной на суд читателей, является рассказ о двух первых орбитальных станциях: советской орбитальной станции "Салют" и американской орбитальной станции "Скайлэб" (в переводе с англ. "Небесная лаборатория").
Конечно, формально можно считать первой в истории так называемую "экспериментальную космическую станцию" (как назвали её в сообщении ТАСС от 16 января 1969 года) - два состыкованных корабля "Союз", которые четыре с половиной часа пребывали в таком состоянии (какое уж тут "длительное функционирование на орбите"), но при этом не имели общего рабочего объема и даже переход космонавтов из одного корабля в другой осуществлялся через открытый космос. С точки зрения автора два состыкованных корабля не являются полноценной орбитальной станцией (это касается и стыковки кораблей "Союз" и "Аполлон" в 1975 году).
Сначала автор хочет рассказать о советских работах в этой области, а потом уже перейти к американским разработкам, хотя на этапе конструирования и изготовления эти работы шли хронологически одновременно. Но на этапе перехода к космическим полетам на станциях, Советский Союз опередил на два года Соединенные Штаты Америки. Итак, начинаем разговор о первых советских орбитальных станциях.
Орбитальная станция ДОС-7К. От замысла до изготовления.
Рождением проекта советской орбитальной станции мы обязаны нашей неудаче в "лунной гонке" с американцами. После первой успешной высадки американцев на Луну работы по советской лунной программе ещё шли некоторое время по инерции, но многим руководителям ЦКБЭМ (бывшее ОКБ-1 С. Королева) уже стало понятно, что эта работа перспектив не имеет. Надо было предложить нечто, компенсирующее наши неудачи с лунными полетами.
Ещё при жизни Королева в ОКБ-1 начала разрабатываться идея многоцелевой космической базы-станции (МКБС). МКБС должна была служить космическим портом, в который заходили бы другие космические аппараты, главным образом разведчики, для сдачи своих фотоматериалов, перезарядки, заправки топливом, профилактики и ремонта. Такое сервисное обслуживание должно было проводиться на МКБС хорошо подготовленным экипажем. Наличие на околоземной орбите подобной базы-станции позволило бы продлить работоспособность космических аппаратов, которые при автономной работе после израсходования своих запасов или при отказах вынуждены были спускаться на Землю или их приходилось топить в океане.
Согласно эскизному проекту МКБС состоял из двух больших основных модулей массой от 80 до 88 тон каждый, запускаемых на орбиту ракетой Н-1. Электропитание осуществлялось ядерной установкой мощностью 200 кВт; еще 14 кВт резервной мощности давали солнечные батареи площадью 140 кв. м. Два малых служебных модуля, вынесенные на кронштейнах, с помощью своих двигателей обеспечивали вращение станции вдоль продольной оси. Основной экипаж состоял из шести космонавтов (при максимуме - в десять) и сменялся бы раз в два или три месяца. МКБС собирались оснастить различными видами противоракетного и противокосмического оружия, в том числе и лучевого.
Масштабный проект, но... для его реализации требовалась ракета Н-1, а вот с ней дело обстояло совсем нехорошо. И в то же время имелась уже испытанная ракета "Протон-К" (УР-500К, 8К82К) которая могла вывести на низкую опорную орбиту порядка 19-20 тонн полезной нагрузки. Поэтому были идеи построить орбитальную станцию на основе топливного бака ракеты Р-7 и систем корабля "Союз" и выводимую на орбиту ракетой "Протон-К".
Но ещё с 1967 года, в ЦКБМ (бывшее ОКБ-52) под руководством Владимира Челомея разрабатывалась военная орбитальная станция "Алмаз". В 1968 году в Реутове, где находилось КБ уже появились макеты орбитального комплекса "Алмаз", а на территории завода им. М.В. Хруничева полным ходом шло изготовление корпусов станции.
Орбитальный комплекс "Алмаз" разрабатывался по техническому заданию
Министерства обороны. Он состоял из орбитальной пилотируемой
станции (ОПС), возвращаемого аппарата (ВА) для спуска с орбиты на Землю
экипажа и большегрузного транспортного корабля снабжения (ТКС).
Из книги Бориса Чертока "Ракеты и люди" том 4:
По проекту предполагалось, что ОПС "Алмаз" будет более
совершенным космическим разведчиком, чем "Зениты" –
автоматические беспилотные аппараты-фоторазведчики. Большой
фотоаппарат "Алмаза" расходовал пленку на фотографирование
наземных объектов только по воле космонавтов. Космонавты могли
разглядывать Землю в видимом или инфракрасном спектре через
мощный "космический бинокль". Увидев нечто подозрительное, они
давали команду на серию снимков. Фотопленка проявлялась на борту
под контролем экипажа. Достойные внимания военной разведки
фрагменты, изображения передавались на Землю по телевизионному
каналу.
Разработка и изготовление всех составляющих сложного комплекса управления "Алмазом", его целевой фототелевизионной и радиотехнической аппаратуры требовали значительно большего цикла, чем предполагал Челомей. В течение 1969 года корпуса станции были изготовлены, а начинять их пока было нечем. Напротив, в ЦКБЭМ имелся уже испытанный корабль "Союз" с отработанной системой стыковки, а также возможность использовать для орбитальной станции почти всю бортовую аппаратуру, агрегаты и двигатели этого корабля. Казалось бы, необходимость объединения усилий двух КБ для достижения общей цели была очевидной, но... необходимо ещё было учитывать амбиции руководителей.
Из книги Бориса Чертока "Ракеты и люди" том 4:
Я высказал Бушуеву, Охапкину и Трегубу мысль о возможности
объединения наших усилий с Челомеем. Но они только посмеялись
надо мной, сказав, что Челомей и Мишин друг с другом никогда не
договорятся. Цыбин отнесся к моей идее более серьезно: "Был бы жив
„отец родной“, он бы эти противоречия разрешил сам минут за
двадцать или поручил бы разобраться Лаврентию Павловичу.
Лаврентий Берия в подобных случаях не вникал в противоречия между
главными конструкторами. Если бы Сталин поручил ему разобраться, тот вызвал бы обоих и сказал: „Если два коммуниста не могут договориться друг с другом, значит, один из них враг. У меня нет времени выяснять, кто из вас враг. Даю вам двадцать минут. Решайте сами“. Уверяю тебя, – продолжал Цыбин, – что после этого мы с Челомеем работали бы как лучшие друзья.
Поэтому дело приняло вид заговора: в начале декабря 1969 года, когда Мишин (руководитель ЦКБЭМ) был в отпуске, а Челомей (руководитель ЦКБМ) лечился в санатории в Барвихе, Константин Феоктистов, посоветовавшись с Борисом Чертоком, 5 декабря позвонил секретарю ЦК КПСС Дмитрию Устинову и напросился на прием. Феоктистов рассказал, что ЦКБЭМ может взять за основу бортовые системы "Союза", цилиндрическую часть корпуса от орбитальной станции Челомея, двигательную установку, солнечные батареи и стыковочный узел (с доработкой в части прямого перехода экипажа из корабля на станцию) также от корабля "Союз" и в короткие сроки, примерно за год, создать орбитальную станцию. Устинов, который по каким-то своим причинам недолюбливал Челомея, согласился поддержать этот план. Когда о нем узнали Мишин и Челомей, было уже поздно - дело пошло. В январе 1970 года начались предварительные проработки проекта станции, получившей название "комплекс ДОС-7К". 9 февраля 1970 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР №105-41 по разработке ДОС-7К, а в марте состоялась первая рабочая встреча специалистов двух бюро — ЦКБЭМ и ЦКБМ. Ведущим конструктором был назначен Юрий Семёнов. Работы над конструкторской документацией (корпус, установка приборов, механизмы, кабели, отработка) поручили филевскому филиалу КБ Челомея, работавшему тогда под руководством Виктора Бугайского (теперь это КБ "Салют").
Из книги Константина Феоктистова "Зато мы делали ракеты":
...Челомей не мог противостоять - ему бы просто не позволили, и он не без оснований рассматривал подключение его филиала к нашим работам как
пиратский набег. Конечно, элемент пиратства тут был. Но совесть
наша была чиста: по законам соцсистемы все принадлежало государству, а следовательно, и нам. Мы же действовали в интересах дела. Да и сам элемент пиратства как таковой мне нравился: даже С.П. едва ли удался бы такой лихой набег при полном отсутствии материального подкрепления и при активном противодействии нашего собственного начальства. Но вслух подобными мыслями ни с кем не делился.
К полноценной орбитальной станции решили двигаться через ряд этапов, и на первом этапе просто закрепить первенство в этой области, то есть сделать орбитальную станцию-лабораторию для проверки основных принципов её создания и длительного функционирования, чтобы в ходе полетов космонавтов и проведения ими научных и технических экспериментов исследовать возможности длительной работы человека на орбите в условиях невесомости и ограниченного объема.
Уже предварительные проработки конструкции станции показали, что есть возможность создать (в соответствии с мощностью и размерами ракеты-носителя "Протон- К") орбитальную станцию с максимальным диаметром около четырех метров и массой около 19 тонн. На оборудование для исследований и экспериментов для экипажа из трех человек оставалось около полутора тонн массы. Станции предстояло функционировать не только с космонавтами на борту, но и в качестве автоматического орбитального аппарата в периоды между экспедициями космонавтов на станцию. По итогам проведенной работы длина всего комплекса получилась более 23 метров, из них около 14 метров - орбитальный блок. Общая масса составляла около 25 тонн.
Однако, не все разделяли оптимизм конструкторов по поводу станции ДОС-7К. Генерал Каманин, несмотря на то, что готовил экипажи для этой станции, сам резко критиковал её и ратовал за скорейшую постройку орбитальной станции "Алмаз".
Из книги Николая Каманина "Скрытый космос" книга 4 (записи за 1971 год):
9 января.
"Алмаз" Челомея на порядок лучше мишинской ДОС-7К - это
ясно всем, кто способен объективно сравнить эти две космические
станции. Но отношение к "Алмазу" и его автору - В.Н.Челомею - со
стороны Д.Ф.Устинова по меньшей мере ошибочное. Устинов дал
зеленую улицу ДОС-7К и зажег красный свет перед "Алмазом". По
этому поводу Владимир Николаевич высказался так: "Для того, чтобы
"Алмаз" взлетел вовремя, нам нужно хотя бы 10 процентов того
внимания, которое Устинов уделяет ДОС-7К".
20 января.
В данное время Мишин болен, но его подрывная деятельность не
прекращается: ее продолжают вести его заместители и помощники.
Позавчера, например, состоялось совещание главных конструкторов по
строительству большой орбитальной станции с экипажем из 9-12
человек. Это совещание (его проводил Охапкин) можно расценивать не
иначе как новый поход против Челомея. После того, как Мишину
разрешили строить не десять, а только четыре станции ДОС-7К, он
выдвигает новое предложение, которое (как и провалившийся план
строительства десяти ДОС-7К) он может реализовать лишь на
производственной базе Челомея, закрепив за собой филиал Бугайского
в Филях. Если бы это предприятие вернуть Челомею, то он мог бы
создать большую орбитальную станцию раньше Мишина.
Монополистские устремления Мишина, направленные на то, чтобы
захватить все себе и "сбить с ног" конкурентов (Челомея, Козлова и
других), сильно вредят делу, но высокое начальство смотрит на них
сквозь пальцы и даже поощряет мишинский разбой.
После правительственного решения в ЦКБЭМ были переданы из ЦКБМ четыре готовых корпуса. Их использовали для создания первой лётной станции (заводской №121) и экспериментальных макетов.
ДОС-7К отличалась от "Алмаза" переходным отсеком в передней части зоны малого диаметра, к которому производилась стыковка кораблей 7КТ-ОК "Союз". Кроме того, на станции были установлены приборно-агрегатный отсек и солнечные батареи корабля "Союз". Орбитальный блок состоял из двух герметичных отсеков (переходного и рабочего) и одного негерметичного (агрегатного отсека). Переходный отсек был выполнен по форме цилиндра диаметром 2 м и длиной 3 м. В передней его части располагался стыковочный агрегат, предназначенный для причаливания транспортных кораблей и жесткой их стыковки с орбитальным блоком. С противоположной стороны отсека имелся люк для перехода в рабочий отсек. В переходном отсеке была размещена часть научной и фотографической аппаратуры.
Рабочий отсек состоял из двух цилиндрических зон, соединенных конической частью. Диаметр зоны малого цилиндра 2,9 м, длина 3,8 м, диаметр зоны большого цилиндра 4,15 м, длина 4,1 м. Соединяющая цилиндры коническая часть имела в длину 1,2 м.
Внутри рабочего отсека, вдоль всей его длины по левому и правому бортам, были расположены рамы с аппаратурой и оборудованием. Таким образом обеспечивался доступ практически к любому блоку.
В зоне малого диаметра был расположен столик для приема пищи. На столике был закреплен сменный бачок с питьевой водой, а вблизи были расположены подогреватели пищи. Сам запас пищи был размещен в холодильниках, установленных симметрично по правому и левому бортам в середине зоны большого диаметра. Там же по правому и левому борту зоны большого диаметра располагались спальные места. Туалет был оборудован на заднем днище, отделен от остальной части отсека и оборудован принудительной вентиляцией.
Средства ручного управления и контроля основных систем и научной аппаратуры станции были размещены на семи постах.
Пост №1 - центральный пост управления станцией, на котором было сосредоточено управление основными бортовыми системами и частично - научной аппаратурой. Он был расположен в нижней части зоны малого диаметра и был оборудован двумя креслами. Там были размещены пульты командира и бортинженера станции, ручка управления ориентацией станции, оптические визиры системы ориентации и иллюминаторы.
Пост №2 (астропост) был расположен в рабочем отсеке (в зоне малого диаметра). Он предназначался для отработки ручной астроориентации и астронавигации. На посту имелись пульт, ручка управления ориентацией станции, средства фиксации космонавта в рабочем положении и иллюминатор.
Пост №3 - был предназначен для управления научной аппаратурой, расположенной в средней части отсека зоны большого диаметра.
Пост №4 - также служил для управления научной аппаратурой и, кроме того, использовался для медицинских исследований. Оборудование поста располагалось внизу, в конической части рабочего отсека.
Пост №5 - предназначался для управления звездным телескопом "Орион". Его пульты управления, иллюминатор, прицел и ручка наведения звездного телескопа располагались в переходном отсеке.
Пост №6 (астропост) - по своему назначению и составу оборудования был аналогичен посту №2, но имел кресло и был расположен в нише, которая при необходимости с помощью шторки превращалась в "темную комнату". Был расположен по левую сторону в зоне малого диаметра.
Пост №7 - располагался также в нише, симметрично посту №6 и служил для управления научной аппаратурой.
Орбитальную станцию собирались построить в течение года, поэтому работы велись круглосуточно и без выходных. В 1970 году приступили к изготовлению первого летного образца, а также наземным испытаниям отдельных систем.
Одновременно со строительством орбитальной станции проходили тренировки трех экипажей для работы на её борту.
Командиры экипажей в процессе подготовки отрабатывали технику пилотирования транспортного корабля и станции во время маневров и других динамических операций, координировали действия всего экипажа и принимали решения о действиях в непредвиденных ситуациях.
Бортинженеры готовились контролировать состояние бортовых систем, обеспечение их правильной эксплуатации и обслуживания, помогали командирам во время тренировок по проведению маневров и динамических операций, подготовляли рекомендации для принятия решений в непредвиденных ситуациях.
Инженеры-испытатели занимались отработкой приборов и бортовых систем, испытываемых в полете и готовили научную аппаратуру для проведения экспериментов.
В первый экипаж входили Шаталов, Елисеев и Рукавишников, во второй - Леонов, Кубасов и Колодин и в третий - Добровольский, Волков и Пацаев. Существовал ещё резервный экипаж в составе Губарева, Севастьянова и Воронова.
Командиром первого экипажа первоначально был Шонин, но за срыв тренировок по причине беспробудного пьянства он был отстранен генералом Каманиным от подготовки к полету. В один из экипажей (пусть даже не на первую станцию, а на следующую за ней) очень хотел попасть Феоктистов, но давняя неприязнь к нему военных закрыла ему путь в космос.
В марте 1971 года начались комплексные тренировки на тренажерах космического корабля и орбитальной станции. Однако не был ещё решен один из главных вопросов - о длительности экспедиции. Мишин требовал увеличения длительности полета до 30 суток, а Каманин возражал против такого резкого увеличения длительности полета (особенно после неоднозначных результатов полета корабля "Союз-9") и предлагал ограничиться 20-22 сутками. Кроме того выяснилось, что космонавты на тренировках халатно относятся к занятиям на физкультурных тренажерах (особенно на КТФ - "бегущей дорожке"), считая их пустой тратой времени.
Из книги Николая Каманина "Скрытый космос" книга 4 (записи за 1971 год):
13 апреля.
Вопрос о тренировках на КТФ разрешился без особого нажима с
моей стороны. Космонавты осознали необходимость занятий на нем и
ежедневно тренируются. Правда, на тренажере многое еще не
доделано, нет, в частности, индикатора количества движений, без
которого в полете будет трудно нормировать персональные нагрузки
для каждого из членов экипажа.
У руководства космической отрасли было большое искушение запустить орбитальную станцию к моменту открытия XXIV съезда КПСС (проходил в Москве с 30 марта по 9 апреля 1971 года), но сроки готовности станции и кораблей как всегда сдвинулись вправо, кроме того всем ещё была памятна трагедия 1967 года. Поэтому от "подарка к съезду" любой ценой отказались. 9 апреля 1971 года на второй площадке космодрома в новом здании МИКа было проведено заседание Государственной комиссии. По докладам главных конструкторов, разработчиков систем и представителей полигона о готовности ракет, станции и двух транспортных кораблей (7КТ-ОК №31 и №32) приняли решение: готовить пуск станции ДОС-7К №1 на 19 апреля 1971 года.
Продолжение следует.