Бывает, что космонавты «промахиваются мимо атмосферы»? Да, но они всё равно успешно приземляются. Давайте попробуем объяснить, что это значит.
Совсем недавно экипаж «Союза МС-26» благополучно вернулся домой! В степи под городом Жезказган приземлились Алексей Овчинин, Иван Вагнер и Дональд Петтит. Поисково-спасательные службы встретили их точно там, где и планировалось. А ведь это не так просто, как может показаться!
Можно ли «промахнуться» мимо атмосферы?
На самом деле, конечно, нельзя. Атмосфера Земли не имеет чётких границ — она просто становится всё более разреженной с высотой. Для космических кораблей мы условно определяем «точку входа» — момент, когда плотность воздуха достаточна, чтобы аэродинамические силы начали существенно влиять на полёт
У нас это момент, когда скорость спускаемого снижается совсем немного, примерно на 20 метров в секунду – от 7.9 км/с, первой космической, до 7.88 км/с.
Внеатмосферный промах – это разница между расчётным временем и точкой входа в атмосферу и фактическим. То есть корабль входит в плотные слои атмосферы чуть раньше или позже расчетного времени.
КАЖДАЯ СЕКУНДА отклонения от расчётного времени входа — это примерно 8 км смещения! Это там, наверху, а на Земле – все 100 км.
Из-за чего происходят отклонения?
В космосе идеальных условий и траекторий почти не бывает:
· двигатели могут отработать чуть сильнее или слабее расчетного;
· атмосфера может "вспухать" или "проваливаться" в зависимости от солнечной активности, тормозя аппарат сильнее или слабее.
Как мы решаем эту проблему?
Вариант №1: Автоматика всё исправит.
Если отклонение небольшое (до 30 секунд или ~240 км), бортовой компьютер сам всё исправит.
Благодаря форме (да-да, той самой форме фары) спускаемый аппарат может создавать аэродинамическую подъёмную силу — как самолётное крыло.
Меняя угол крена (наклон при вращении), система управления меняет направление этой силы:
⬆ Угол 0° — нулевая подъёмная сила, максимальное смещение (активно летим вбок 🔜);
↗ Крен вправо или влево ~45° — маневрируем (на высоте порядка 40-50 км меняем угол, чтобы компенсировать смещение);
➡ Угол крена 90° – максимальная подъёмная сила, смещения нет;
⃝ Закрутка со скоростью 13° в секунду — «сваливаемся» в баллистический спуск (самый короткий, но с большими перегрузками).
Вариант №2: «рулим» вручную.
При больших отклонениях командир переходит на ручное управление. На специальном дисплее он видит график зависимости потерянной скорости от времени. Его задача — выдавать команды на двигатели крена так, чтобы фактическая кривая совпадала с расчётной. Если график идёт выше — нужно увеличить угол крена, если ниже — уменьшить.
К счастью, в нашем случае всё прошло штатно! Система управления спуском сработала безупречно, и экипаж «Союза МС-26» оказался именно там, где его ждали. С возвращением на Землю!