Василий Лесников - Пилотируемый космический полет
Космонавты в период полета на станции неизбежно теряли навыки по стыковке. Особенно при длительных полетах. Не исключалось, что у некоторых космонавтов в моменты перелета могла возникнуть мысль о желанном возвращении на Землю по причине возможного отказа техники. Но таких случаев не было.
Заканчивая разговор о стыковке, следует сказать, что динамические операции сближения и причаливания завершаются взаимным касанием двух космических аппаратов стыковочными узлами с последующим стягиванием. Не будем рассматривать все многообразие требований к стыковочным механизмам. Рассмотрим лишь сам механизм, обеспечивающий надежный контакт и взаимный полет двух космических аппаратов.
После длительного анализа конструкторы выбрали схему стыковочного узла, состоящую из приемного пассивного конуса и активного жесткого штыря (штанги). При этой системе на активном космическом корабле, который совершает маневры для сближения со вторым кораблем, устанавливается штанга с утолщенной головкой и раскрывающимися лепестками на головке.
На пассивном корабле устанавливается приемный конус с приемным гнездом (отверстием) в усеченной его части.
Приемный конус устанавливается на корабле жестко, а штанга может выдвигаться и втягиваться в свой корабль.
При взаимном сближении кораблей, штанга активного корабля выдвигается и входит в приемный конус пассивного корабля. Она скользит своей оконечностью по стенкам конуса и в конечном итоге попадает головкой штанги в приемное гнездо.
Головка фиксируется в приемном гнезде, лепестки раскрываются «как ерш» и обратно штанга без специальной команды выйти не может.
Активный корабль начинает втягивать в себя штангу. Корабли сближаются, и происходит стыковка по периметру приемного кольца. Соединяются гидро и электро разъемы, обеспечивая совместную работу двух космических аппаратов.
После проверки герметичности образовавшегося стыка, приемный конус и штырь уходят внутрь своих кораблей. Образуется лаз, через который космонавты переходят из корабля в корабль или станцию.
Однако такая конструкция стыковочных узлов не позволяет оказывать помощь экипажам космических кораблей, имеющих одинаковые типы стыковочных узлов — пассивные или активные. Поэтому во время стыковки советского и американского космических кораблей в 1975 году были впервые использованы андрогинные периферийные стыковочные узлы.
Такой стыковочный узел, в зависимости от задачи, которая на него возлагается, может быть как активным, так и пассивным. Он имеет подвижное стыковочное кольцо с тремя выступающими лепестками, расположенными под углом 120 градусов друг к другу. В пассивном состоянии кольцо втянуто, в активном выдвинуто вперед на шести, шарнирно закрепленных, штангах. Они же являются и своеобразным демпфером взаимных колебаний кораблей после стыковки.
Активный корабль движется для стыковки так, чтобы лепестки его стыковочного устройства вошли в промежуток между лепестками пассивного стыковочного узла. Это как пальцы одной руки входят между пальцами другой, крепко сцепляясь. Лепестки имеют трапецевидную форму и при сближении гасят определенную неточность в ориентации кораблей по крену.
Имеющиеся неточности на момент касания в углах крена или курса гасятся кольцом при касании. Демпферы в точке касания сжимаются, подворачивая кольцо навстречу пассивному кольцу, и происходит быстрое совмещение одного кольца относительно другого. Допустимые углы рассогласования осей активного и пассивного кораблей при этом значительно больше, чем во время стыковки по узлам типа штырь-конус. После такого совмещения и касания пассивного и активного колец срабатывают замки и защелки, расположенные на кольцах, происходит взаимное выравнивание кораблей и гашение возникших колебаний. Активное кольцо притягивается к своему кораблю, совмещаются гидро и электро разъемы.
Собственно процесс стыковки отрабатывается экипажем на специализированном тренажере стыковки, на контрольных приборах которого воспроизводится точный процесс сближения, причаливания и механической стыковки двух аппаратов. Этот тренажер состоит из макета космического корабля, на пультах которого космонавты видят параметры стыковки по дальности и скорости сближения, а также космический аппарат, с которым предстоит стыковка.
Вся динамика процесса стыковки отрабатывается специальной программой в вычислительном комплексе. Управляет тренировкой инструктор. Он же дает оценку действиям экипажа.
Чтобы научиться действовать безошибочно в любых условиях и вариантах стыковки, экипаж повторяет этот процесс в продолжение подготовки к полету сотни раз. Те, кто решился стартовать в космос, понимают, что работать им придется, используя только свои теоретические знания и навыки, приобретенные во время занятий и тренировок на Земле.
Правда, по принятой сейчас методике, в каждый экипаж назначается один из космонавтов, ранее уже побывавший в космосе. Он выполняет и роль своеобразного инструктора. Важен именно опыт космического полета.
Опыт многих экипажей не пропадает зря. Орбитальная станция «Мир» завершила свой полет, но появилась новая международная космическая станция. С ней работают уже экипажи из представителей различных стран.
На орбите
Ко времени полета Ю. Гагарина еще не была до конца отработана терминология в науке о космических исследованиях. Вот почему Гагарин совершил полет на «корабле-спутнике». А не на космическом корабле. И он сам, по первому сообщению ТАСС, был «пилот-космонавт». Только в последующем ему присвоили звание «Летчик-космонавт СССР».
На шести кораблях серии «Восток» космонавты совершили полеты от исторических 108 минут Ю. Гагарина до 119 часов В. Быковского.
Ю. Гагарин и Г. Титов не покидали кресел и не выполняли динамических операций по управлению кораблем. Главной их задачей было доказать, что человек может совершать космические полеты и выполнять в космосе не только умственную, но и физическую работу.
А. Николаев и П. Попович в своем групповом полете, отделившись от кресла, совершали свободный полет по кабине спускаемого аппарата, проводили медицинские исследования и некоторые эксперименты по наблюдения за поведением предметов и живых существ в длительной невесомости.
На корабле «Восток-6» в космосе впервые побывала женщина — Валентина Терешкова.
Космический корабль «Восход» по принципиальному конструктивному построению не отличался от «Востоков», но имел уже не один, а два парашюта для возвращения на Землю и вторую (резервную) тормозную двигательную установку. Кресло космонавта стало не катапультируемым. Возвращаться теперь можно было только в спускаемом аппарате. Космонавтов в корабле помещалось трое, но без скафандров.
К люку корабля «Восход-6», через который совершали катапультирование первые космонавты, была пристыкована шлюзовая камера. Из нее и вышел в открытый космос А. Леонов. Командиром экипажа в этом полете был П. Беляев, который находился в корабле и четко руководил действиями своего товарища. Он был готов в любую секунду прийти на помощь коллеге, если бы в этом возникла необходимость.
Очередной космический корабль «Союз» был уже принципиально новой разработкой, в которой конструкторы учли все недостатки и преимущества предшестующих космических кораблей. Он состоял из трех отсеков: спускаемого аппарата, орбитального обитаемого отсека (бытовой отсек) и приборно-агрегатного отсека.
В дальнейшем, сохраняя в неизменности корпус корабля, разработчики почти полностью заменили оборудование и бортовые системы. Существенно менялись при этом характеристики корабля. Он получал соответственно и новые названия: «Союз-Т», «Союз-ТМ», «Союз-ТМА».
Масса заправленного и укомплектованного корабля, в зависимости от решаемых задач, составляла от 6.38 до 685 тонн. Экипаж составлял 2–3 человека. Длина корабля 6,98 — 7,13 метра. Максимальный диаметр 2,72 метра. Размах панелей солнечных батарей 8,37 и до 10,6 метра. Свободный объем для экипажа 6,5 кубических метров.
На первых кораблях экипаж из трех человек мог уходить в космос только без скафандров. Сейчас уже трое в скафандрах спокойно размещаются в возвращаемом аппарате.
Возвращаемый (спускаемый) аппарат космического корабля «Союз» имел в отличие от «Востоков» каплевидную форму. Свободный объем для экипажа составлял 2,5 кубометра.
Корпус аппарата выполнялся из алюминиевого сплава и имел значительную защиту. Основной теплозащитный экран на участке парашютирования, после выполнения своей задачи, отстреливался. В верхней части корпуса имелся люк диаметром 0,8 метра для сообщения с орбитальным отсеком. Через этот же люк экипаж покидает спускаемый аппарат после приземления. Имеются три иллюминатора — два боковых свободных и один в центре для визира ориентатора. В корпусе размещены два контейнера — основного и запасного парашютов.
