Ошибки мировой космонавтики - Яровитчук Александр Геннадьевич
Радио в космонавтике используется не только для общения, но и для управления. Инженеры занимались прежде всего системами управления для ракет. Во время тестирования ракет Р-1 в 1949 году было четыре не очень удачных старта, когда ракеты заметно промахивались мимо цели. Тут сыграла свою роль ионосфера. Ученые стали указывать именно на ионы в атмосфере и их влияние на радиокоманды. Однако выяснилось, что это была не главная причина. При вертикальных пусках, пока работал двигатель, информация с ракеты практически не поступала или шла со сбоями. Как только двигатель выключался, устанавливалась надежная связь, особенно в десятисантиметровом диапазоне. Дело было в двигателе, а вернее, в факеле горящего топлива. Температура горения была такой, что атомы газов – как атмосферы, так и топлива – разрушались на отдельные заряженные элементарные частицы. Получалась плазма, которая влияла на радиокоманды, создавала шум и как следствие снижала точность. Особенно сложно было, если радиоволны шли вслед за ракетой. Для лучшего контроля требовались рабочие радиостанции впереди или хотя бы вдоль курса полета. В итоге на каждом полигоне необходимы были три наземных пункта радиоуправления. Два из них должны были располагаться симметрично по обе стороны от места старта на расстоянии от 150 до 250 км, а третий должен был быть удален на 300–500 км. Это условие привело к тому, что космодром Байконур строился в обширных казахстанских степях со сложным и неприятным климатом. Правда, уже через пять лет инженеры приняли решение вообще отказаться от радиоуправления в первые минуты полета.
На орбите другое дело. В прошлой главе «Давление» описывался случай разгерметизации модуля «Спектр» орбитального комплекса «Мир» в результате столкновения с грузовым кораблем «Прогресс М-34». Причиной аварии стала неверная работа системы дистанционного управления. На борту грузового корабля была установлена телекамера и система управления по радиокомандам. А на борту «Мира» был смонтирован ранее привезенный пульт дистанционного управления. Система получила имя ТОРУ (телеоператорный режим управления). В качестве эксперимента космонавты Василий Циблиев и Александр Лазуткин для проверки эффективности попробовали совершить стыковку корабля «Прогресс М-33». Прилетевший ранее грузовик отстыковали от станции и отключили автоматические системы. Вот только на экране ТОРУ космонавты никакого изображения, кроме помех, не увидели. Это был полет вслепую. О стыковке речи уже не было, и теперь встал вопрос, как отвести корабль подальше, чтобы он не столкнулся со станцией. Одно неловкое движение – и могло произойти столкновение. На этот раз обошлось. «Прогресс М-33» прошел в 20 м от станции.
Вторая попытка была предпринята на следующем грузовом корабле «Прогресс М-34». На этот раз камера работала. После отстыковки автоматическая система была отключена. Чтобы не возникло помех, отключили всю систему, в том числе и датчики расстояния и скорости. Циблиев разместился за пультом и начал проводить повторную стыковку. Он аккуратно, постоянно притормаживая, старался держать стыковочный узел станции в центре экрана, но из-за инерции и причудливых законов орбитального движения это удавалось с трудом. Согласно ТОРУ, все шло неплохо, и до станции оставалось 24 метра. Тогда Лазуткин посмотрел в иллюминатор. В ожидаемом месте «Прогресса» не было, а был он уже метрах в двух от модуля «Спектр». Причем скорость его была больше, чем требуется. Лазуткин прокричал отвод. Тут в самый важный момент космонавт за пультом совершил неловкое движение, ручка управления дернулась. Корабль протаранил станцию и пробил ее корпус. После аварии на Земле все космонавты отряда попытались смоделировать ситуацию на тренажере, и был сделан вывод, что стыковку при работе ТОРУ в условиях, которые сложились при полете «Прогресс М-34», осуществить было практически нереально. Только двум самым опытным космонавтам удалось ее выполнить, и то со второй попытки. В дальнейшем от телеоператорного режима инженеры отказались вовсе.
Радиоволны помогают в отслеживании космических кораблей. Технология радиолокации позволяет измерять расстояние до объекта по отраженной от объекта радиоволне. Так, например, произошло во время первого полета на Луну автоматической станции. У «Луны-1» возникли проблемы с радиослежением – взошло Солнце. Наше светило излучает не только свет, но и радиоволны, которые стали отражаться от ионосферы планеты во время восхода. Они явились причиной появления шума, и найти в нем отраженный от маленького шарика сигнал не удавалось. К слову сказать, подобный эффект был известен и раньше. Во времена Второй мировой войны, чтобы скрыться от радаров, авианалеты осуществлялись во время восхода солнца. На следующих миссиях для радиопередатчиков добавили дополнительный канал связи на частоте с низким коэффициентом отражения.
При старте американского корабля «Меркурий-Атлас-9» у радистов на Земле возникли проблемы с локатором. Его антенна показывала неверный угол поворота относительно горизонта. Угол направленности был очень большим. Без этого параметра невозможно было определить высоту корабля. Пока радар настраивали, заглох дизельный двигатель, отводящий колонну, на которой работает персонал для подготовки ракеты-носителя к старту. Когда инженеры проводили починку в радиолокаторе, вышел из строя преобразователь данных. Усилитель мощности в нем не работал из-за отказов тефлоновых колец, поэтому слабые колебания и изменения частоты и фазы радиоволны было не различить. Починить устройство так и не удалось, и инженеры решили воспользоваться запасным усилителем. Старт откладывался несколько раз, и в ожидании астронавт Гордон Купер решил вздремнуть в корабле и заснул очень крепко. Полтора часа сотрудники космодрома мучились и в итоге решили перенести старт на сутки, а астронавт тем временем продолжал спать. Его никто не разбудил. Шесть часов Купер провел в сладкой дреме внутри ракеты-носителя. После этого он проснулся и как ни в чем не бывало спокойно пошел на рыбалку. Выдержке астронавта можно только позавидовать. На следующий день старт был осуществлен.
Радиоволны использовались и для стыковки космических аппаратов. Узконаправленная параболическая антенна-тарелка позволяет сконцентрировать радиоволну и заставить ее двигаться в виде луча по прямой линии. На одном корабле такая антенна испускает сигнал, на другом – принимает. Если луч от первого аппарата не направлен во второй, значит, корабли не на одной линии, а это в свою очередь означает, что автоматической системе нужно выдать команду на изменение траектории. Так называемый радиозахват позволяет без участия человека проводить маневры сближения и стыковки. В миссию кораблей «Союз-7» и «Союз-8» входила стыковка, но когда космические аппараты сблизились, радиозахвата не произошло. На борту находились космонавты, и они могли взять управление в свои руки, но оказалось, что для ручного процесса не хватает нескольких индикаторов. Не зная точных значений скорости и расстояния, экипажи не могли выполнять маневры.
Другой случай произошел во время полета «Союза Т-8». В его ходе не до конца раскрылась антенна. В неверном положении она привела бы не к стыковке со станцией, а к столкновению с ней. Причем в ручном режиме тоже ничего сделать было нельзя, так как та же антенна выполняла функцию радара и отвечала за определение расстояния и угол отклонения. Владимир Титов, Геннадий Стрекалов и Александр Серебров вернулись на Землю ни с чем.
Виктор Афанасьев и Муса Манаров выходили в открытый космос с борта станции «Мир» и немного погнули антенну. Только этого никто не заметил. Теперь радиолуч был направлен не туда, куда надо, а вся система давала ложные команды на сближение. Первая после выхода в открытый космос стыковка должна была произойти с грузовым кораблем «Прогресс М-7». Но когда пришло время, корабль стал вилять. Первая мысль инженеров – неправильно распределили массу корабля. Были сделаны корректировки, но и вторая попытка сорвалась, причем «Прогресс» чуть не врезался в станцию. На контрольных видеокадрах обнаружилось, что проблема не в корабле, а в антенне. Затем выяснилось, что параболическая тарелка, которая направляет сигнал, вообще отлетела. Космонавты произвели ремонт, и некоторое время проблем со стыковкой не было.
