Василий Лесников - Пилотируемый космический полет
С другой стороны, тормозящий эффект атмосферы на высотах ниже 150 километров не позволяет летать за счет инерции. В этих случаях нужна постоянная работа двигателей для поддержания высоты за счет увеличения скорости полета, то есть работе двигателей на разгон. Иначе космический корабль по той же параболе снова устремится к Земле.
Отсюда возникло и такое понятие как время существования космического летательного аппарата на орбите, величина которого равна временному промежутку от выведения космического аппарата на орбиту до его входа в плотные слои атмосферы в пределах 100–150 километров.
Критическим значением периода обращения космического корабля на орбите, при котором еще обеспечивается орбитальный полет, считается время 87,75 минут при высоте 170 километров. Орбита при этом круговая.
Если орбита космического корабля не круговая, а эллиптическая, то очень важным параметром, определяющим время существования, является перигей. Именно в районе этих точек корабль наиболее сильно ощущает плотность атмосферы.
При высоте перигея 100 километров корабль войдет в атмосферу через виток.
При высоте перигея 200 километров время существования корабля уже около ста дней.
При высоте перигея 500 километров время существования корабля достигает десятков лет.
Цифры параметров орбиты могут изменяться в зависимости от многих условий на конкретный момент времени. Играют роль и гравитационные силы, и магнитное поле, и влияние Солнца. Однако ученые на первых этапах пилотируемых космических полетов учитывали в основном факт аэродинамического торможения атмосферы, используя его как один из резервов безопасности полета.
Ниже приводится таблица по космическим кораблям типа «Восток» и «Восход», а также более подробные данные по полету космического корабля «Восток-3».
Из таблицы видно, что все космические корабли серии «Восток» выводились на очень низкую орбиту в перигее, обеспечивая тем самым минимально необходимое время существования на орбите. Кроме полета Юрия Гагарина, корабль которого забросили слишком высоко, так как очень старались гарантировано обеспечить ему космический полет.
Если бы Г. Титова или любого другого космонавта, стартовавшего на этих кораблях, забросили бы слишком низко, то они не смогли бы летать больше суток и не выполнили бы программу полета. Атмосфера заставила бы их корабли приземлиться раньше.
В случае же, если бы корабль при старте забросили бы слишком высоко, а тормозная двигательная установка отказала, то корабль мог бы крутиться на орбите слишком долго и имеющиеся системы жизнеобеспечения не помогли бы космонавту выжить в этом полете. Их ресурс не рассчитан на значительное увеличение продолжительности существования человека в космическом полете.
Проводя дальнейшие расчеты снижения космического корабля «Восток-3» можно узнать, когда бы он приземлился в случае отказа тормозной двигательной установки. Для этого каждый может построить график снижения и убедиться в том, что не позже чем через 10 суток корабль сел бы за счет самоторможения.
Зная, что система жизнеобеспечения «Востоков» позволяла космонавту жить на орбите до 10 суток, можно наглядно убедиться в степени безопасности полетов космонавтов на этих кораблях при условии отличной работы стартовой команды.
Система жизнеобеспечения космических кораблей США в первых полетах обеспечивала существование астронавтов на орбите до трех суток. Их корабли поднимались на орбиту не выше 160 километров, что также обеспечивало им возможность возвращения в допустимые сроки.
Да, на первых порах ученые были очень осторожны в своих решениях и пытались обеспечить максимальную безопасность космонавтов. Во всяком случае, до тех пор, пока не была полностью отработана техника стартов. Сейчас, изготовленные на заводе, космический корабль и ракета-носитель доставляются на космодром Байконур и здесь в монтажно-испытательном корпусе (МИКе) собираются в единое целое.
Длина МИКа более 100 метров, высота с пятиэтажный дом. Поэтому сборка всех основных частей комплекса корабля и ракеты осуществляется горизонтальным способом и в таком же положении на железнодорожной платформе весь комплекс в сборе доставляется на стартовую позицию, расположенную в 1,5–2 километрах.
Обычно вывоз ракеты-носителя с космическим кораблем выполняют рано утром. И будь то зимой или летом, в леденящую стужу или знойную жару, вокруг состава, забегая с разных сторон, а то и забираясь в вертолет, снимают и снимают торжественный выезд фотокорреспонденты и кинооператоры.
Сама стартовая позиция не очень большая. Квадрат железобетона с отверстием в центре для хвостовой части ракеты-носителя. Мощный установщик устанавливает ракету-носитель в вертикальное положение, и как бы вставляет в пусковую систему, жестко закрепляя в верхней и нижней частях с помощью специальных ферм. Сюда же подводятся кабельная и заправочная мачты и ферма обслуживания.Несмотря на тщательную проверку всех систем и агрегатов в МИКе, на стартовой площадке все проверки повторяются вновь. Ведь положение ракетно-космического комплекса изменилось с горизонтального на вертикальный, что могло привести к каким то изменениям в работе систем. Да и сама транспортировка могла внести коррективы в состояние систем.
В конце проверок ракета-носитель заправляется топливом и сжатыми газами.
В бункере командного пункта запуска руководитель работ, оценив все доклады, дает команду готовить космонавтов к посадке в корабль. Начинается отсчет времени непосредственной подготовки к полету.
Космонавты на площадке задерживаются не долго. Доклад, последние приветствия, пожелания, и они скрываются в лифте, а через несколько минут выходят на связь с командным пунктом со своих рабочих мест.
Космонавты и ракетно-космический комплекс готовы к старту.
Во время старта, как и во время стыковки, космонавты, космонавты находятся в скафандрах вентиляционного типа, которые не претерпели особых изменений со времен старта Ю. Гагарина.
Нахождение в скафандре связано с повышением безопасности космонавтов в период работы на особо опасных участках полета.
Экипаж космического корабля «Восход» работал без скафандров.
П. Беляев и А. Леонов находились в скафандрах только потому, что планировался выход в открытый космос.
Все космонавты вплоть до полета космического корабля «Союз-11» летали без скафандров. Это позволяло иметь штатную численность экипажа в три человека. И только после гибели Г.Добровольского, В. Волкова и В. Пацаева эта установка была пересмотрена. Штат экипажа установили в два человека. Космонавты получили индивидуальные скафандры и дополнительные средства жизнеобеспечения на случай внезапной разгерметизации корабля.
Место для третьего космонавта осталось, но при старте учитывается каждый килограмм веса, а два скафандра и дополнительное оборудование как раз и поглотили все ресурсные запасы веса.
Лишь с появлением космического корабля «Союз-Т» весовые характеристики оборудования, построенного на приборах нового поколения, позволили снова занять место в кабине третьему члену экипажа.
Собственно скафандр представляет собой герметичный костюм, в котором воздух, необходимый для вентиляции и поддержания внутреннего избыточного давления на случай аварии, а также кислород для дыхания подаются из баллонов, расположенных на возвращаемом аппарате космического корабля.
При нормальном полете в загерметизированной кабине предохранительный щиток шлема или как его еще называют «забрало» поднят и под оболочкой скафандра нет избыточного давления. Продукты дыхания и воздух свободно выходят наружу. Вернее, во внутренний объем корабля. Как только происходит разгерметизация корабля, «забрало» шлема опускается, закрывая лицо. Создается избыточное давление заданной величины в скафандре.
Если космонавт опоздал опустить предохранительный щиток вручную или по какой либо причине не в состоянии сделать это самостоятельно, автоматическая система сама даст команду на опускание щитка при падении давления в кабине до определенного уровня.
В аварийно-спасательном скафандре, который используется космонавтами во время старта, нельзя покинуть корабль, так как он связан короткими шлангами с воздушными и кислородными баллонами, расположенными в корабле. Эти скафандры специально разработаны для размещения вместе с космонавтами в стартовых креслах.
Стартовые кресла в период космических полетов космических кораблей типа «Восток» являлись также средством спасения космонавтов в случае аварии ракеты-носителя на участке выведения. По команде космонавта или автоматики в аварийной ситуации отбрасывался выходной люк, и осуществлялось катапультирование космонавтов вместе с креслом. Право выбора способа приземления – в корабле или на парашюте – представлялось космонавту. Все они предпочли предварительное катапультирование и приземление на парашюте.
