Первая
колея
на Луне
В вестибюле Главного корпуса я неожиданно встретил плановика, курирующего наш отдел.
— Где это ты пропадаешь второй день? — спросила она меня. — Я увидела в окно, что ты идешь и вышла «встречу.
Ответив на вопрос Зинаиды Хромовой, я, в свою очередь, спросил:
— А что такое стряслось?
— Да ничего особенного не случилось, за исключением того, что вчера руководство подписало график работ по выпуску документации на луноход.
Ничего особенного не случилось!
Утвержденный график на первую в мире автоматическую подвижную лабораторию на Луне, которая будет дистанционно управляться с Земли и вести научные исследования по трассе движения, лишний раз подчеркивал реальность того, что еще какое-то время назад казалось почти невозможным, невероятным.
Ничего особенного не случилось!
Да, специфика работы «космического» КБ — сегодня мечта, а завтра — реальность — как-то здорово сказывается на нашем мировоззрении.
Мы зашли к плановикам. Присев за стол, Зинаида развернула длинную, кажущуюся бесконечной, синьку: сетевой график — сложное сплетение тонких нитей, соединяющих бессчетное множество событий, заданий, сроков, изображенных кружками, овалами, прямоугольниками, был похож на густую рыбачью сеть. Нити, словно щупальца, цепко держали каждую структурную единицу конструкторского бюро, не давая ей «выпасть» из нее.
В этом сложном сплетении было несколько «ниток», отражающих направления работы, за которые отвечал наш отдел. «Узелки», связывающие «нитки» в «жгуты» сетевого графика, были обозначены цифрами, кодами. Необходимое условие для контроля соблюдено.
— Вот что записано вам, — сказала Зина и нашла наши «нитки», — Вы должны выдать конструкторам габаритные размеры блоков, их массы, блок-схему соединений. — Она показала кружок, рядом с которым стояла дата и месяц. — Электрикам, — типы разъемов, росписи клемм, потребление. ...Теперь вот смотри, техническое задание на разработку элементов антенного тракта. Состав контрольно-измерительной аппаратуры...
— Ясно. А вот из того, что нужно нам, ничего не упущено?
— Давай еще раз проверим.
Процесс проектирования — процесс сложных взаимоотношений и порой, как это может быть ни странно, — процесс сглаживания, примирения технических разногласий. Радисты хотели бы видеть на аппарате передатчики, имеющие колоссальные мощности; электрики, наверное, не очень-то и возражали бы против этого, если бы им разрешили иметь громадные батареи для питания этих передатчиков. Ну, а конструкторы, исходя из массовых и габаритных характеристик, не дают возможность этого сделать ни первым, ни вторым. Поэтому между радистами и электриками тоже возникают разногласия. И у каждого из них — с конструкторами.
В общем, оптимальное решение находится не просто. Вот такой пример. Перед радистами стоит задача — определить тип бортовой телеметрии, которая должна стоять на станции. Что значит определить тип? И как это делается? А вот как. Нужно понять, сколько же параметров каждая служба хочет измерять. Это сначала. Потом разобраться, как это нужно делать — непрерывно, дискретно, с какой частотой опроса... По этим сведениям выбрать количество коммутаторов, их тип, представить себе, во что «выльется» блок автоматики, управляющий ими, понять, какие требуются согласующие устройства. И только после этого выдать конструкторам данные габаритных размеров и массы телеметрической системы, а электрикам соответственно — величину потребляемой ею электроэнергии. Вроде бы все. Или почти все. Но... Для того чтобы это все сделать, радисты должны предварительно сами получить и от конструкторов и электриков сведения о том, что же они хотят измерять для контроля работы своей аппаратуры.
Допустим, получили. Причем, своевременно. И вот тут обычно и возникает конфликтная ситуация. Радисты собрали сведения, грубо говоря, сложили, все что надо определить сделали и, «замыкая» круг, выдали данные. Но в ответ получают отказ, в котором слово «много» варьируется в различных синонимах.
— Постойте, — говорят радисты, — первичные сведения мы ведь получили от вас!
Никто с этим и не спорит. Действительно, все просили то, что им нужно. Но теперь и конструкторам и электрикам придется уменьшить свои запросы.
В КБ много служб... Выбор телеметрии продолжается.
— К этому сроку все отделы дают вам перечни измеряемых параметров, — показала Зина на графике.
Сроки вроде нормальные, ни одно подразделение не забыто. Должны успеть.
— А где требования к программно-временному устройству?
— Вот они, — ответила Зина.
— А по количеству радиокоманд?
— Есть.
— Требования к антеннам?
...График утвержден. Срок запуска станции определен. Теперь нельзя терять времени. Период предварительной проработки закончен. Производство ждет документацию на изготовление лунохода, смежным организациям нужны технические задания на разработку аппаратуры.
А ведь, кажется, еще совсем недавно заходил я в проектный отдел, еще до утверждения сетевого графика, и обратил внимание, что за столом друг против друга сидят Николаев и Ситкин и, самое главное, что они не спорят, как это было у них частенько.
— Значит, не рождается истина, — невольно подумал я.
Перед ними лежал лист пергамина, на котором было нарисовано какое-то геометрическое тело, напоминающее перевернутый усеченный конус, у которого «верхнее дно» было открыто... В сторону от него был отброшен круг, видимо крышка, способная прикрыть «дно» в случае необходимости.
— Что это такое? — попытался я вывести друзей-проектантов из состояния созерцания.
— А это ты, флегматично пробормотал Федор Ильич, не ответив по существу на заданный вопрос, но помолчав немного, добавил:
— Ты ведь знаешь — мы получили задание на компоновку лунохода.
Вот оно что! О луноходе я, конечно, знал, но конкретных работ нашему отделу еще никто не поручал.
— Хорошо, что ты зашел, — продолжал Николаев, — потому что я все равно собирался на этих днях кого-либо из вас пригласить. Пора вам, друзья, подключаться к этой работе. Вон Ситкин, — он кивнул, — жалуется, что у него нет данных по радиоаппаратуре, по антеннам...
— И по телевидению, — прервал Федора Ильича Ситкин. — Да, и о «науке» пора уже думать. Я не могу компоновать луноход, не зная, какие научные приборы должны быть установлены в нем.
Действительно, вопросов у них, по-видимому, накопилось много — теперь они скучать не дадут. Тем более, что перечень неясностей по тематике нашего отдела мы могли продолжить и без их помощи.
— Прекращайте артобстрел. Сейчас позову ребят, пусть тоже послушают.
Вскоре появились приглашенные. Они так же, как и я, с недоумением смотрели на «усеченный конус».
— Все собрались, Федор Ильич, вам слово.
Нельзя сказать, что Федор Ильич прекрасный оратор. Нет. Но то, о чем он нам рассказывал и то, что по ходу своего рассказа демонстрировал, волновало нас значительно сильнее, чем если бы мы слушали выступление профессионального чтеца, рассказывающего остросюжетный детектив.
Мы присутствовали при рождении научно-исследовательской лаборатории совершенно нового типа. Управление всеми ее работами будет осуществляться дистанционно, на расстоянии почти четыреста тысяч километров. Сама лаборатория подвижна, а это позволит исследовать наш извечный спутник Луну не только в точке посадки, как до него это делали уже другие лунные станции, но и обойти значительные районы лунной поверхности. Луноход станет первым аппаратом на Луне, который будет работать не только лунным днем, но и лунной ночью...
— Вы помните, — продолжал Федор Ильич, — что посадочную ступень для станции «Луна-16» мы сделали многоцелевой, унифицированной. Ведь не дело, если каждый раз, решая очередную задачу посылки на Луну какого-то специфического аппарата, мы станем заново проектировать, изготовлять и отрабатывать новую посадочную ступень... Так вот, посадочная ступень остается почти без изменений. В основном к ней пристраиваются только трапы для съезда лунохода на поверхность, ну и, конечно, узлы крепления. Арсентий Дмитриевич! — обратился Федор Ильич к Ситкину, — дай мне твой пергамин.
Ситкин подвинул пергамин, на котором был нарисован усеченный конус.
Пергамин... Удобная, черт возьми, штука. Это — полупрозрачная пергаментная бумага, по-моему, просто незаменима в конструкторских проработках. А если нарисовать карандашом на отдельных листах узлы, отсеки, приборы, станцию, головной обтекатель и наложить эти листы друг на друга, то можно произвести их взаимную «стыковку» и получить полное представление об объекте. А если что-то не «лезет», что-то не так, то эти элементы можно и двигать друг относительно друга, для нахождения их оптимального взаиморасположения.
Федор Ильич развернул скатанный в тонкий рулончик кусок пергамина и подложил под конус. Оказалось, что луноход стоит на посадочной ступени, правда, между ними был просвет миллиметров двести.
— Он что, на воздушной подушке будет плыть над лунной поверхностью? — Хотел я пошутить, но постеснялся.
Но как будто услышав невысказанную шутку, Федор Ильич сказал:
— Самоходное шасси уже прорабатывается. — И он назвал институт, который уже трудился над этой проблемой. — Оттуда недавно приезжали представители и рассказали, что рассматриваются два варианта — колесный и гусеничный. И у того и другого — есть свои плюсы и минусы. По их рассказам чувствуется, что они склоняются к колесу. Кто знает, может быть многовековая родословная колеса давлеет? — пошутил Федор Ильич. И сам же себе ответил, но уже серьезно. — Дело, конечно, не в родословной. Они насчитали у колес больше достоинств, чем у гусениц. А если еще каждое колесо им удастся оснастить своим двигателем, да и разворот лунохода сделать по типу гусеничного за счет разных скоростей движителей бортов, то сомнений в том, что луноход будет передвигаться на колесах, у меня лично нет.
— И у меня тоже, — кинул реплику Ситкин.
— Потому что в этом случае у колес практически не будет минусов. — Последнее слово, как обычно, оставалось за Федором Ильичом.
— А сколько всего будет колес? — спросил Синица, один из ветеранов отдела, который отличался не только необыкновенной уравновешенностью и спокойствием в любой самой трудной обстановке, но и способностью задавать вопросы на темы, далекие от своей специальности.
Ситкин встал, подошел к своему столу, взял лист пергамина и вложил его между луноходом и посадочной ступенью, начерченными на разных листах.
— А ты сам как думаешь? — спросил он и, не дожидаясь ответа, продолжал. — Два? — Не серьезно. Четыре? — Не надежно: одно заклинит — и подвижная лаборатория превращается в стационарную. Шесть? Восемь? — ставил вопросы Ситкин. — Это мы узнаем скоро. А пока нам передали эскиз. — Он сдвинул немного бумажные листы. — Вот вам и луноход в «сборе» — Луноход стоял на колесах.
— А почему это крышка лунохода вышла за обвод обтекателя, закрывающего станцию? — Синица продолжал любопытствовать.
— Крышка, она же — солнечная батарея, до сброса обтекателя со станции будет закрыта и, конечно, за обвод обтекателя не выйдет, — Федор Ильич на стопке эскизов показал как, — но после его сброса, перед тем, как станция своей продольной осью будет направлена на Солнце, крышка откроется полностью. Фотопреобразователи солнечной батареи, размещенные на внутренней стороне крышки, займут наивыгоднейшее положение по отношению к Солнцу и дадут максимальный ток.
— Есть еще вопросы? — тоном гида, которому несколько наскучили экскурсанты, спросил Федор Ильич.
Вопросы, конечно, были. Хотя бы такой принципиальный: почему именно луноход получил такую необычную форму? Усеченного конуса? А не, скажем, привычный человеческому взгляду цилиндр? Или, что кажется тоже более ответственным, форму усеченного конуса с широким нижним основанием, которая и на вид и по делу мощнее, устойчивей?
Этот вопрос занимал многих, но отгадка лежала во взаимоотношениях тепловиков и отдела Николаева. Ну, а косвенное участие принимали в этом те службы КБ, чьи приборы размещались в луноходе.
Дело в том, что луноход предназначался для работы в сложных «метеоусловиях». Действительно, как иначе назвать условия, которые ожидали его на Луне?
Четырнадцать с половиной суток на ней властвует холодная ночь, когда температура поверхности опускается до минус 150-170 градусов Цельсия. И четырнадцать с половиной суток — день, когда эта же поверхность нагревается до плюс 120-140 градусов. Значит, общий перепад температур достигает 300 градусов! Цифры объективны; они не зависят ни от конструкторов, ни от тепловиков. От них зависит другое -обеспечение работы лунохода в этих условиях. И днем и ночью. А для этого в приборном отсеке температура должна поддерживаться в относительно узких пределах.
Не нужно быть крупным специалистом, чтобы понять, что без системы терморегулирования сделать это невозможно. По этому поводу разногласия между тепловиками и проектантами и не возникали. Полное взаимопонимание. С самого начала. Когда еще луноход имел... цилиндрическую форму.
Точно. Здесь нет опечатки. На первых набросках он представлял собой обычный цилиндр, высота которого меньше диаметра основания.
— Нам от вас нужна схема системы терморегулирования, — ставил задачу тепловикам Николаев. Пока в общем, без всяких там вентиляторов и заслонок.
— Подумать над этим можно, — соглашался Аркадий Семенович, начальник бригады тепловиков.
— Да не просто подумать, — волновался Николаев. — Требуется определить принцип ее работы.
— Я и говорю. Подумаем и скажем.
— Вот смотри, — Николаев подвинул поближе эскиз лунохода, — в приборном отсеке аппаратура, работающая днем, будет выделять примерно, — он назвал количество калорий, — значительная доля которых издает на передатчик радиокомплекса, а ночью...
Ночью калорий было намного меньше.
— Насколько эти цифры соответствуют истине? — по привычке спросил Аркадий Семенович, опыт которого подсказывал, что достоверность знаний проектантов на этом этапе работ весьма низка.
— В луноходе температура должна быть не ниже нуля и не выше сорока градусов, — как будто не услышав вопроса продолжал Николаев.
Добиваться ответа на поставленный вопрос не имело смысла. Действительно, сейчас и состав аппаратуры не был еще достоверно известен, да и мощность передатчика не выбрана. Цифры, конечно, пока предварительные, «пусковые», но достаточные, чтобы приступить к поиску принципиальных решений.
Тепловики с самого начала сделали из одной проблемы две; «ночную» и «дневную». И вот именно это и ускорило поиск. «Ночь» и «день» — это границы диапазона, требуемые условия работы аппаратуры лежат между ними.
Значит, нужно «сводить концы». Пойдем по следам тепловиков.
— В чем главная задача системы терморегулирования ночью, — размышляли они. — Естественно в том, чтобы в течение длительного времени сохранить внутри лунохода тепло. Как это сделать? Предположим, что можно использовать теплоемкость лунохода, его приборов, узлов. Медленное остывание в течение всей ночи в принципе решает проблему. Но только в принципе. Этому мешает множество обстоятельств — и большие минусовые температуры корпуса, и утечка тепла из лунохода за счет его поверхности. Что-то вносит и непосредственный контакт лунохода с холодной Луной... Альтернатива подогрев. Допустим, электричеством. Нет, не то... никаких аккумуляторов не хватит на это. Тогда единственное средство — изотопный источник, который при радиоактивном распаде выделяет тепло и превращается в печь, не имеющую отходов. Он прост, надежен...
— Изотоп, так изотоп, — соглашался Николаев. — Наверное, это правильно. Но что скажут радисты? — Решая одну задачу, он не имел права забывать о других — изотоп создавал «фон», влияние которого обязательно нужно было проверить.
— А вот с охлаждением при работе «днем» дело обстоит сложнее, — объяснял ему Аркадий Семенович. — На аппаратуру действуют, так сказать, три «тепла»: тепловой поток Солнца, тепловой поток от поверхности Луны и тепловыделение самой аппаратуры, особенно передатчика.
— Не уговаривай!
— Мы посмотрели несколько способов охлаждения, сброса тепла наружу. Наиболее простой способ оказался и наиболее сложным.
— Это бывает, — видимо, основываясь на личном опыте, согласился Федор Ильич.
— Мы сначала думали использовать такой эффективный способ, как отвод тепла с помощью испаряемой жидкости. Но луноход должен существовать, не дни...
— Именно дни, ... но лунные.
— Вот и получилось, что на нем одной только жидкости нужно иметь цистерну.
— Остается одно средство: радиатор, тепловой излучатель.
— Мы думали о нем, но разместить обычный простой радиатор на луноходе, вероятно, невозможно.
Смысл тут вот в чем. Конечно, казалось бы, радиатор не должен «смотреть» на Солнце. Иначе он станет не излучателем, а поглотителем. Это ясно. Но если его «отвернуть» от Солнца, значит, его поверхность будет обращена в сторону поверхности Луны и поглощать идущие от нее тепловые потоки. Нет. Так не годится.
— Поэтому мы предлагаем разместить его сверху лунохода и связать с приборным отсеком...
— Не ясно: ты же, сам сказал, что...
— Сказал. Но тут есть хитрость. — Аркадий Семенович выдержал паузу. — Придется нанести на него покрытие, которое незначительно поглощает солнечную тепловую энергию, но хорошо излучает собственное тепло.
— Согласен. Правда, есть одно «но». Я читал, что при длительном пребывании в космосе характеристики покрытия все же несколько изменяются. И нельзя сказать, что к лучшему. Вот, смотри... У меня даже на этот счет есть своя теория, — Федор Ильич нарисовал пластинку и пунктиром на ее верхней части показал покрытие. Слева от нее обозначился элемент конструкции. — Если отсюда, — он показал на «элемент» под воздействием вакуума вылетают...
— На лекцию я приду позднее, — отшутился Аркадий Семенович. — А пока я согласен с тобой, что со временем поглощение солнечного тепла увеличится. А раз так, то площадь радиатора должна быть большей, чем нарисовано у тебя, — Аркадий Семенович показал на верхнее «дно» цилиндра.
— Больше. Конечно, должна быть больше. А как это сделать? Увеличить диаметр отсека? Накладно, это лишняя масса. Да и объема отсека хватает для размещения аппаратуры.
— Подумай, чертеж-то твой.
— Может так? — Николаев несколько увеличил верхнее «дно» и провел от него вниз, к меньшему «дну» образующие. Может так?
— Наверное так... Почти так...
— Что ты имеешь в виду?
— А вот что. Судя по масштабу, я думаю что и этом случае площади излучающей поверхности будет не достаточно... Или будет впритык.
— Не переживай, у нас есть внутренние, так сказать, резервы. Смотри. — Прочерк карандаша по пергамину — и от верхнего основания в стороны «разлетелись» две жирные линии. — Я увеличил радиатор, не трогая верхнего «дна».
Действительно, радиатор стал больше.
Размеры его определились несколько позднее, когда «начинка» лунохода и ее тепловыделение стали известны более точно.
Но именно тогда луноход стал таким, каким его привыкли видеть — конусом, усеченным сверху.
— Так. Значит, вопросов больше нет. — Федор Ильич посмотрел на своего помощника.
У Ситкина были свои заботы. Рисуя луноход, он естественно, имел в виду, что на нем будут установлены какие-то «глаза», которые позволят на Земле рассматривать расстилающийся перед луноходом лунный пейзаж. «Глаза» должны быть обязательно. Иначе, как же управлять машиной. Но вот проблемы; какими они должны быть, где должны размещаться, как они будут влиять на скорость движения лунохода — не давали покоя. Вопросы нанизывались один на другой. А вот с ответами пока что-то не получалось. Ясно было одно — ни один из вопросов не мог решаться изолированно; ответы на них, судя по всему, должны взаимно обуславливаться.
— Если для телевидения нужна будет специальная антенна, — Ситкин принял эстафету беседы, — назовите ее габаритные размеры. Посмотрю, можно ли ее разместить.
Было ясно, что телевизионную передачу простой, малонаправленной и, что главное, малогабаритной антенной не обеспечить, — нужна антенна, создающая острый радиолуч, в котором концентрируется излучаемая энергия. Короче говоря, нужна антенна с большим усилением сигнала. А такая антенна, как известно, должна иметь приличные размеры.
— Вопрос телевидения, — для нас сегодня главный, но и про характеристики радиокомплекса, из чего он состоит, какова его масса, какой занимает объем, не забывайте, — продолжал Ситкин.
Чтобы это все сделать, необходимы были консультации со специалистами, занимающимися системами управления, ориентации, с электриками: ведь для работы всех систем нужны радиокоманды. Нужно договариваться, где эти радиокоманды, в какой системе будут «запоминаться». Нужно понять, как закладывать в приборы те радиокоманды, которые понадобятся для работы в зонах отсутствия радиовидимости, сколько таких команд должно быть.
Нужно было получить величины перегрузок, хотя бы предварительные, которые будут действовать на радиокомплекс не только при перелете, но и при движении лунохода по лунным равнинам и отрогам. Тепловики должны подсказать нам, как будет изменяться температура не в «среднем», а на отдельных блоках, если за бортом лунохода пышащий жаром лунный день сменяется леденящей лунной ночью.
А величина фона, который создаст изотопная «печка»? Его тоже обязательно нужно узнать.
Миллион вопросов... И только разобравшись в них, можно привлекать смежную организацию, которая будет разрабатывать радиоаппаратуру, и совместно, пока хотя бы предварительно, решить, из чего состоит, какова масса, какой занимает объем этот радиокомплекс. И сразу же нужно будет выдать эти предварительные данные проектантам — ведь они компонуют луноход.
— А на какие трещины и камни рассчитывается проходимость лунохода? — Синица все должен был знать. — Без этого нельзя определить разрешающую способность телекамер.
— Будет ли у лунохода передний и задний ход? Как луноход сможет съезжать с посадочного устройства — только вперед или назад тоже?
«Атака» продолжалась.
Ребята, по-видимому, были готовы по-настоящему взяться за дело. А как иначе?
Но вскоре, когда кто-то из радистов сказал, что вряд ли на луноходе получится обычное, в житейском понимании этого слова, телевидение, заметно оживились конструкторы и заволновались.
Телевидение, вообще говоря, можно классифицировать по-разному: цветное и черно-белое, студийное и проводное... Но можно еще подразделять телевизионные системы по частоте передачи кадров. На «быстрое» телевидение, к которому мы привыкли, с частотой смены кадров 25 в секунду, и медленное, так называемое малокадровое. В последнем случае один кадр может передаваться сравнительно долго, ну, скажем, десять-двадцать секунд. При такой частоте кадров картина на экране телевизора будет несколько напоминать сменяющие друг друга кадры диафильма. Такая система основана на запоминании сигналов изображения. Это делает специальная передающая трубка — видикон, отличающаяся от всех других передающих трубок именно этой способностью. Видикон работает подобно тому, как работает обычный фотоаппарат в режиме короткого экспонирования. Считывание картинки происходит сравнительно долго. Поэтому приемная трубка системы малокадрового телевидения должна иметь большое послесвечение.
Согласитесь вы по такой телевизионной системе смотреть какую-нибудь динамичную передачу, например, хоккейный матч? Конечно, нет. Ну, а если иначе вообще нельзя? Если придется довольствоваться сухие газетным отчетом о матче вместо того, чтобы хоть как-то, пусть не все до тонкостей, но увидеть самому?.. Двух мнений быть не может. Все практически зависит от сюжета передачи и прежде всего от скорости его изменения.
Когда наши телевизионщики вместе со своими коллегами из смежного НИИ все досконально подсчитали, то оказалось, что для передачи нормального (25 кадров в секунду) телевидения нужна антенна с очень узкой диаграммой излучения.
Другой путь — установка бортового передатчика большой мощности — был однозначно признан нецелесообразным. Такой передатчик потреблял много энергии, выделял много тепла. Да и масса его была приличной.
Один из наших радистов, очень знающий специалист и одновременно человек с большим чувством юмора, так резюмировал полученные результаты:
— При использовании такой антенны мы, по-видимому, сможем передать изображение местности раскинувшейся перед луноходом не во время его движения, а лишь на стоянке. Предварительно, конечно, затратив какое-то время на то, чтобы выставить луноход, направив антенну в сторону Земли.
Представитель управленцев попытался серьезно (так наверняка показалось бы непосвященному слушателю) оценить предложение радиста. Как всегда бесстрастно, он сказал:
— Ты не прав. Если сделать быстродействующий привод для наведения антенны на Землю и удержания ее в этом направлении, то передачу можно вести на ходу.
Какие выводы напрашивались? Пока один — антенна ни в коем случае не должна жестко крепиться к луноходу, ее необходимо с ним «развязать». С помощью привода. Но какого?
Управленец называл цифры, характеризующие скорость «отработки» привода при езде по крайне пересеченной местности, усеянной камнями и валунами, по лунным дорогам, изборожденным трещинами.
Привод получался сложным, если учитывать высокие ходовые качества лунохода, его способность преодолевать различные препятствия — ведь привод должен был отслеживать эти препятствия не только с большой скоростью, но и с высокой точностью, определяемой в первую очередь шириной диаграммы направленности антенны. А она, как вы помните, должна иметь малый телесный угол.
Чего не назвал управленец, так это массу такого привода. И не потому, что он его себе не представлял. Такие системы были его специальностью (несколько лет тому назад он защитил на эту тему кандидатскую диссертацию). И, наверное, потому что он понимал все проблемы, которые возникают при проектировании и отработке таких систем, стал нашим союзником, повсюду говорил об их сложности, о том, как трудно при таком решении обеспечить высокую надежность. Иметь такого союзника было совсем неплохо. Особенно, если ему поручена разработка логики работы лунохода.
А трудность в создании такой быстродействующей системы наведения антенны состояла еще и в том, что масса ее получалась весьма значительной.
Ситуация складывалась непростая.
С одной стороны, — сложный, нереальный пока привод, а с другой — слепой аппарат. Но разве можно представить себе телеуправляемый аппарат на Луне без «глаз»? Ведь в отличие от других космических аппаратов здесь телевидение должно быть не только исследовательским средством, но и важнейшим элементом системы дистанционного управления.
Вот тут-то «на горизонте» и возникла система малокадрового телевидения, которая словно беспристрастный, квалифицированный арбитр разрешала возникшие затруднения с приводом, со «зрением» лунохода, вообще.
И все потому, что, как говорят радисты, для передачи такого телевидения потенциал системы должен быть меньше, чем для нормального 25-кадрового. Это означает, что мощность передатчика может быть меньше, что диаграмма излучения антенны может быть шире, чем для обычного телевидения, причем значительно. А раз так, то и вся система наведения антенны становится значительно проще, значительно надежнее, а масса ее значительно меньше. Теперь крены лунохода и изменения его тангажа за счет неровностей рельефа могут допускаться намного больше — Земля надежно «упрятана» в диаграмме направленности антенны. А если даже она и «вывалится» из нее, оператор остронаправленной антенны сможет по радиоканалу без труда навести ее снова — ведь луноход не гоночная машина. Луноход — это труженик-исследователь. Следовательно система малокадрового телевидения при передаче одного кадра предположим за 5, 10 или даже за 20 секунд вполне приемлема и в то же время не загружает радиоканал избыточной информацией.
Не все, конечно, сразу правильно восприняли результаты расчетов и моделирования. И прежде всего потому, что они в чем-то расходились с устоявшимися понятиями.
— Ну, как можно водить автомобиль, если дорогу, по которой едешь, видишь только раз в несколько секунд? — систематически, в разных вариациях и в различных ситуациях спрашивал всех Петр Борисович, конструктор и страстный автолюбитель, и недоумевающе разводил руками.
Стоит ли удивляться, что смириться с тем, что на луноходе будет малокадровое телевидение, он не мог. Он, видимо, просто не представлял себе, что какое-то устройство, имеющее колеса, может ездить со скоростью значительно меньшей, чем сто километров в час.
Кроме того, непривычная малокадровая система порождала все новые и новые вопросы. Сколько строк будет в кадре? Какова зона обзора телекамеры? А ответить мы пока могли далеко не на все.
Работы еще только-только разворачивались. Синица с товарищами с утра до позднего вечера пропадал или у разработчиков, договариваясь о характеристиках телевизионной системы или у Арсентия Дмитриевича, размещающего телекамеры на луноходе.
На каждом шагу возникали новые проблемы. И нельзя было, как при решении какой-то трудной задачи, помещенной в учебнике по математике, найти в конце ответ и сверить свое решение. Все делалось впервые.
Сколько на луноходе должно быть телекамер?
— Допустим одна, — рассуждал Арсентий Дмитриевич. — Угол ее зрения около 50 градусов — (Радисты ему сообщили данные). — Этого вполне достаточно для будущего «водителя», — который займет свое место у телеэкрана в составе экипажа. Но если одна камера выйдет из строя, — продолжал Ситкин свои рассуждения вслух, — то луноход превратится в луностоп. Нет, конечно, нужно принимать предложение телевизионщиков — ставить две телекамеры.
Так они и были установлены на «Луноходе-1» рядом.
А на какой высоте они должны размещаться?
Федор Ильич, Арсентий Дмитриевич и телевизионщики имели на этот счет свое мнение, основанное на анализе разрешающей способности телекамер, скорости лунохода, заданных препятствиях и скорости передачи. Камеры были размещены на одном уровне. Они зорко смотрели вперед. И никакие препятствия не могли от них укрыться (конечно, по нашим тогдашним представлениям).
Со временем опыт работы с «Луноходом-1» вооружит разработчиков новыми знаниями и на «Луноходе-2» будет увеличена средняя скорость передвижения. Для этого потребуется увеличение дальности обзора и одну из телекамер придется поднять вверх. Но это уже будет значительно позднее, а пока... Пока вроде все было хорошо. Если, конечно, не считать того, что даже две телекамеры не могли полностью решить всех проблем.
При двух телекамерах «водитель» не видит передние колеса и трапы, и то, что делается по сторонам, практически он тоже не может увидеть. Ну, а обстановка позади лунохода вообще остается неизвестной.
Можно в таких условиях работать с луноходом? Видимо, нет. Разберем все по порядку. Луноход доставлен на Луну. Он должен съехать на ее поверхность. В какую сторону съезжать — вперед или назад? Где меньше камней и менее крутые склоны? Однозначного ответа и даже какого-то вероятного ответа пока нет. Значит, прилунившись, луноход как человек, попавший в незнакомые условия, должен «осмотреться».
— Ясно? — спокойно спрашивал Ситкин, пытаясь при этом сам найти ответы на волнующие его вопросы.
— Дальше. Я поехал в заданном направлении («я» и «луноход» в устах Ситкина уже давно стало синонимами) и въехал в кратер. Как выбраться из него, в какую сторону? Опять нужно осмотреться. Ясно?
— Ясно. Ну, а если увеличить количество телекамер?
— Сколько?
— Ну, 360 градусов разделить на 50. Значит, получается чуть больше семи. А если с учетом дублирования,... — назвав цифру по собственной инициативе, собеседник замолкает.
— А для чего существуют панорамные телевизионные камеры? — спросил однажды разработчик этих камер Станислав Иванов. Глядя на него, молодого, улыбчивого, невольно забываешь, что он доктор технических наук. После каждой встречи с ним не перестаешь удивляться его разносторонней эрудиции и готовности решить любую сложную проблему без «местничества» и, может быть, даже в ущерб каким-то своим интересам. Во имя общего дела.
Я был на его защите и помню, как это все происходило. Панорамные камеры на автоматических станциях «Луна-9» и «Луна-13» в разработке которых принимал участие Иванов, отлично сняли лунные панорамы. И когда Иванов представил на защиту свою кандидатскую диссертацию, на ученом совете, в состав которого входили маститые, седовласые ученые, произошло то, что бывает не часто. По глубине проработки, по практическим результатам кандидатская диссертация Станислава была единогласно признана докторской.
Заслуга Иванова состоит в том, что он на новой основе возродил, дал «вторую жизнь» забытым принципам телевидения. Ведь довольно часто в наше время находятся люди, считающие, что в век сверхзвуковых самолетов, автомобилей, развивающих скорость сто-сто пятьдесят километров в час, тихоходный транспорт уже не нужен. Наверное, это не правильно. Иванов доказал, что в век электронного, цветного, стереоскопического телевидения «доисторическая» система механической развертки изображения в некоторых случаях еще может быть незаменимой.
Панорамные камеры осматривают окружающее пространство с помощью зеркала, которое совершает вращательное и колебательное движение. Световой поток от предмета попадает на зеркало, которое его отклоняет и направляет в объектив. Диафрагма, размещенная в его фокусе, вырезает часть светового потока, определяя разрешающую способность системы и четкость изображения. Затем световая энергия в фотоэлектронном умножителе преобразуется в электрический сигнал. Панорамная телевизионная система работает во время остановок лунохода и передает изображение неподвижных объектов, окружающей местности, Солнца, Земли... Эта система с большим углом зрения: у камер вертикального обзора это телесный угол сечением 360 градусов на 30 градусов; у камер бокового обзора — 180 градусов на 30 градусов. Четкость изображения такой системы раз в 10 выше, чем четкость изображения на экране обычного телевизора, к которому привыкли. А это, в свою очередь, позволяет применять такие камеры не только для навигационных целей, но и для научных изысканий. С их помощью проводятся морфологические и топографические исследования лунной поверхности.
Арсентий Дмитриевич разместил на луноходе и эту систему. Две камеры вертикального обзора и две камеры бокового обзора в сочетании с передними телекамерами полностью решили задачу осмотра лунной поверхности. Луноход научили видеть. Одна из многих задач, связанных с созданием станции, была решена.
Одно из «событий» сетевого графика можно было отмечать — «Выполнено».
В море Дождей
Георгий Николаевич Бабакин сидел за своим большим, покрытым темно-зеленым сукном письменным столом. Он говорил с кем-то по телефону, плечом прижав трубку к уху. Разговор был, видимо, не очень важный — односложные вялые ответы Бабакина «да», «нет», «возможно», говорили об этом.
Разговаривая, Бабакин просматривал бумаги, лежащие перед ним, решив совместить сразу два дела. Вдруг возникший за его спиной непонятный шорох отвлек его от этих занятий. Он обернулся на шум — взгляд его остановился на открытой двери, ведущей в комнату отдыха, находящуюся позади кабинета. Георгий Николаевич с надеждой посмотрел на образовавшийся проем — ну, хоть бы кто-нибудь вошел и отвлек его от этой нудной, бесполезной и, кажется, бесконечной беседы...
На ковровой дорожке, ведущей от этой двери к другой, в приемную, показалось небольшое странное сооружение, очень уж напоминающее детскую игрушку-грузовичок не грузовичок, тележку не тележку... Хотя почему не тележку? Конечно, тележку-платформу на четырех колесиках. Чем не тележка? На куполе, накрывавшем платформу, краснели буквы «СССР».
Тележка двигалась медленно, уверенно. Из щели, образованной приоткрытой дверью, змеился, соединенный с нею, черный кабель. Тележка ехала по прямой, неотвратимо приближаясь к краю письменного стола.
— Ну, все понял, — радостно воскликнул в трубку Бабакин, — ты извини, пожалуйста, тут ко мне пришли по срочному делу, так что договорим позже. — Он положил трубку на рычаг, встал из-за стола, перешагнул через провод, подошел к двери и рывком широко распахнул ее.
— Что, Георгий Николаевич, испугался? — Семен Крупнов, начальник электротехнического отдела, явно был доволен произведенным эффектом.
— Просто сил моих нет, как испугался, — подыгрывая ему ответил Бабакин. — Давайте, заходите, — он отошел от двери, давая возможность гостям пройти в кабинет.
Тележка, наконец, остановилась, уткнувшись в стену.
— Не сломалась? — обеспокоенно спросил Бабакин, присев рядом с тележкой на корточки.
— Не должна, — уверенно ответил Крупнов и, слегка приподняв, развернул тележку. Она снова поехала.
— А понял... — Бабакин удовлетворенно хмыкнул. Перед тележкой на кронштейне был укреплен бампер. Бабакин внимательно осмотрел его. Бампер был с «хитринкой» — конструкция позволяла ему занимать в пространстве несколько положений. В зависимости от типа препятствий, возникающих перед ним. Сейчас, к примеру, при упоре в преграду, бампер слегка подался назад и замкнул контакты останова.
— Сигнализатор препятствий. — С удовольствием показал на него Крупнов.
— Ладно. С упором ясно... Да остановите же ее, — попросил Бабакин. — Давайте разберемся.
Тележка, управляемая кем-то невидимым, остановилась.
— А вот, если случится так, — Георгий Николаевич поднял ее без видимых усилий и поставил на длинный «совещательный» стол. — Трогай, — скомандовал он.
Тележка покатилась по поверхности стола, к краю, к неминуемой своей гибели. «Обрыв» высотой более метра неотвратимо приближался, еще несколько миллиметров и ... И вдруг тележка, как вкопанная, замерла. Опасность была ликвидирована во время — бампер поддерживаемый при движении небольшим колесом провалился в открывшийся внезапно перед тележкой провал. И снова замкнулись контакты останова...
— Ну, молодцы, — Бабакин явно был доволен. — Значит так, резюмировал он, — наш заводской детский сад обеспечить хорошими игрушками мы сможем, тут и вопросов нет. А вот, что конкретно это дает нам, людям вышедшим уже давно из детского возраста? Где Синев и Дубравин? — вдруг встревожился он.
— В вашей комнате отдыха, колдуют за пультом управления... — Крупнов замялся, — лунохода... луноходика, — поправился он.
— Давай их сюда, будем разбираться.
А разбираться, действительно, уже было пора. Принцип вождения будущего лунохода, доморощенная модель которого, изготовленная электриками нашего КБ, успешно бегала по кабинету, был еще во многом неясен. А вот средства «видения» уже были учтены при компоновке лунохода, и их конкретные характеристики подвергались всестороннему осмысливанию. В общем, вопрос «можно ли управлять подвижным аппаратом, если местность, лежащую перед ним, водитель будет видеть не непрерывно, как это обычно бывает в нашей земной жизни, а дискретно» ждал еще своего разрешения. По мнению наших электриков, которым на этом первом этапе поручили заняться вопросами вождения, эта модель, далекий прообраз будущего лунохода, должна была помочь нащупать правильные ответы на многие, еще не ясные, вопросы.
Работая с этой моделью, электрики предполагали оценить и влияние на управление лунохода временной задержки соответствующей времени, которое требуется радиоволне, чтобы пройти двойное расстояние от Земли до Луны. Создавая тележку, электрики поставили перед собой еще одну важную цель — уже сейчас, на первоначальном этапе, хотя бы грубо, приближенно, — представить себе будущий орган управления первенца инопланетного транспорта. Тут мнения специалистов расходились и однозначного ответа на этот вопрос не было.
Сегодня, когда луноходы наездили по Луне десятки километров, многое прояснилось. Сейчас принято, как должное, как постулат, что в качестве органа управления водитель оснащен рукояткой, рычагом, чье пространственное положение определяет направление перемещения лунохода. Установил, скажем, водитель рукоятку, к примеру, «от себя», — луноход поехал вперед, взял ее «на себя» — назад. А тогда... Тогда принцип управления выбирался постепенно, с трудом он появлялся и уточнялся в результате длительного осмысливания задач, возлагаемых на луноход, после всесторонних обсуждений, подкреплялся практикой.
— Обычное рулевое управление, ну, скажем, автомобильное в данном случае совершенно непригодно. — Безаппеляционность утверждения противника этого способа нуждалась все же в доказательстве. — Потому что для старт-стопного «поехал — остановился» движения возможности такой системы просто избыточны. И потому система будет излишне сложной и ненадежной. Это ведь всем понятно! — в сердцах восклицал спорщик. — Вот, если бы мы двигались непрерывно... — задумывался он. — Нет, дискретная задача требует и дискретного исполнения!
— Никто и не спорит, — оппонент был спокоен. — Я тоже не сторонник рулевого управления, поскольку оно требует еще и педалей, например...
— Это уже хорошо, что мы оба против... А что в замен? Может есть смысл приспособить кнопки?
— Вот уж, нет — единомышленники оказывались по разные стороны «баррикады». — Кнопочное управление явно неприемлемо. — И в ответ на немой вопрос собеседника, разъяснял свою позицию:
— Просто потому, что кнопок нужно очень много. Смотри! Луноход должен двигаться вперед, назад, вправо, влево, да еще предусматриваются две скорости движения, да дозированные повороты, да...
Действительно, «играя» на таком многокнопочном баяне в условиях больших психологических нагрузок можно было взять и фальшивую ноту!
— А ручки, какие-то рычаги?... Как думаешь?
— Два рычага, по-моему, совершенно неприемлемы. Подумай, у водителя все время будут заняты обе руки... Да и только двумя рычагами вряд ли обойдешься.
Споры... Споры...
Первые свои «шаги» тележка совершала под воздействием команд, выдаваемых с пульта, на котором были и ручка и кнопки. Работали они параллельно. И все потому, что последнее слово в таком сложном выборе оставалось за «практикой». Только опыт мог стать беспристрастным арбитром. Позднее, когда со временем пришел и опыт, пусть еще самый начальный, но опыт, когда программа работ с луноходом на деле подтвердила возможность вождения его по дискретной картинке местности, электрики создали новый пульт управления. Так называемый малый пульт. На его передней панели уже располагались только кнопки. А затем на реальном пульте водителя, с которого управлялись и «Луноход-1» и «Луноход-2», в качестве задатчика команд снова была задействована рукоятка. И все-таки на пульте были еще и кнопки. Так что же, вернулись к тому с чего начинали? Нет, не вернулись. Шел поиск. Трудный, длительный. За это время органы управления претерпели принципиальные изменения. Теперь уже основным, а не параллельным как было раньше, элементом воздействия на луноход стала рукоятка.
Окончательно органы управления выглядели так. Направление движения лунохода определялось соответствующим наклоном рукоятки, который имел два фиксированных положения: большая и малая скорость перемещения. Поворот лунохода во время движения достигался смещением рукоятки влево или вправо из того фиксированного положения, в котором она находилась. Изменение положения рукоятки было подготовкой к выдаче команды на исполнение. А сама команда уходила на борт лишь при нажатии кнопки, находящейся в торце ручки. Для останова лунохода ручку нужно было вернуть из любого положения в нейтральное.
Ну, а кнопки... На пульте их осталось всего две. И служили они только для разворота лунохода на месте. Нажата одна — луноход повернулся на малый угол, шесть градусов. Нажата другая — угол поворота увеличился, стал двадцать градусов.
Так и получилось, что в основном луноход управлялся одной рукояткой. Именно это решение во многом упростило условия необычной и трудной работы водителя.
Вот собственно и вся эволюция органа управления. Простая. Логичная. В начале которой — та, «тележечная», ручка управления и параллельно с ней много-много кнопок. Но все это будет, естественно, значительно позднее.
А пока...
... — Ну, а дальше что собираетесь делать? — Стихийно возникшее совещание нужно было направить в привычное организационное русло. — Кто доложит? — Бабакин осмотрел присутствующих.
— Разрешите мне, Георгий Николаевич. — Борис Дубравин, в лаборатории которого сделали модель, подошел к нему. — Дальше у нас планы такие: на эти кронштейны, — он показал на два металлических уголка, возвышающихся над тележкой — мы поставим два фотоаппарата. — Бабакин внимательно слушал его, заинтересовался, — вероятно, «Чайки». Каждый из них, так хотелось бы, поочередно, с заданной дискретностью, как это принято для лунохода будет фотографировать местность, лежащую перед тележкой. Во время движения, на ходу...
— А что с полем зрения? — перебил его Бабакин.
— Я об этом хотел сейчас сам сказать, — продолжал Дубровин, — Поля зрения у «Чайки» и телекамер лунохода примерно одинаковы. И это еще один довод за их применение. Так вот. Мы поездим, сделаем какое-го количество снимков по дороге, проявим пленку, а затем... — он подыскивал слова, стараясь четко и коротко разъяснить суперзадачу, — затем посадим за пульт кандидата в водители, скажем, Олега, — он показал на Синева, — и будем ему на экране демонстрировать снятый двумя аппаратами фильм. Пусть он смотрит на снятый пейзаж и попытается управлять моделью. А мы оценим его работу. В общем, на базе тележки сделаем тренажер. И будем учиться водить луноходы.
— Учиться? — переспросил Бабакин, мысленно оценивая суть предложения. — Ну, что же давайте учиться. И про меня не забудьте, особенно, если что-то незаладится в вашем хозяйстве и вдруг вам потребуется квалифицированная помощь, — улыбаясь сказал он.
— Спасибо, Георгий Николаевич, не будем Вас отвлекать от дел, разберемся сами.
Началась учеба. По «лунодрому», небольшой, неубранной от строительного мусора площадке, с утра до вечера, повинуясь воле человека, в разных направлениях, передвигалась тележка. Рядом с ней с небольшим пультом в руках, соразмеряя свой шаг со скоростью ее передвижения, выхаживал Синев.
— Левая камера! — командовал он сам себе и в звонкоголосице живущего шумной трудовой жизнью завода, скорее угадывал, чем слышал, слабый щелчок затвора. — Правая!...
Пройденные метры пути складывались в будущий новаторский фильм. Казалось, начало так нужного тренажеру, через который в недалеком будущем должны будут «пройти» наземщики, люди, которых Юрий Алексеевич Гагарин образно назвал «сидячие космонавты», положено. И положено не плохо. Но...
— Такой фильм, конечно, интересен просто сам по себе. Познавателен, если хотите. Тут и спору нет. Но вот для обучения водителя лунохода он, по нашему общему мнению, — управленец Исаев под одобрительное кивание своего товарища Робертова говорил Бабакину, — мало что даст.
Бабакин внимательно слушал.
— Мы убеждены, — продолжал Исаев, — что каждый конкретный водитель будет принимать свое, в общем, отличное от того, кто снимал фильм и водил тележку, решение. У каждого свой путь... И каждый будет ехать по «своей» дороге. И, наверное, не всегда той. на которой снимали фильм. Дело это весьма субъективное. Одному человеку достаточно посмотреть только вперед, а другой может быть захочет осмотреться по сторонам и оценить общую обстановку. Благо телевизионная система лунохода это позволяет. Один захочет объехать камень или кратер слева, а другой — справа. Нет, надо дать водителю возможность самому осмотреться, почувствовать местность и сделать выбор самому, не передоверяя это никому другому. Процесс вождения лунохода, — Исаев говорил скорее для себя, — в совершенно непредсказуемых условиях чрезвычайно сложен...
— Агитируешь?
— Конечно. — Исаев был совершенно серьезен.
— Ну, что же, если все так, как ты говоришь, а говоришь ты вроде все правильно, пусть твоя лаборатория и займется всеми этими делами. — Важное решение, принятое Бабаниным, основывалось, естественно, не на известном апробированном принципе «инициатива наказуема». Конечно, нет. Дело в том, что лаборатория Исаева уже длительный период решала ряд «луноходных» задач — разрабатывала техническое задание на привод, разрабатывала идеологию управления антенной, искала пути определения координат, находящегося на Луне лунохода... В общем, основа для принятия такого решения была.
Теперь работы с тележкой были окончательно превращены и уже никому больше не довелось сидеть перед экраном и «вести» по хаосу заводского «лунодрома» прообраз того, что через несколько лет на всех языках мира назовут доселе неизвестным русским словом «луноход».
Так что ж, с позиций сегодняшнего дня, тележка оказалась только игрушкой в руках серьезных, взрослых людей? Конечно же, нет. Несмотря ни на что, она сделала свое полезное дело. Главная ее заслуга состоит в том, что она заставила специалистов думать, искать. Она стала, это несомненно, важным этапом на сложном пути поиска и выбора оптимального метода не только испытаний, но и принципа управления.
Работы с моделью и натолкнули на мысль, что в основе управления луноходом должен быть не просто человек, водитель. Здесь все значительно сложнее. Самый настоящий сложный контур дистанционного управления. С текущим анализом состояния систем аппарата, меняющихся ситуаций, сопоставлений. И только, как следствие этого, с выработкой решения. Человек, к примеру, водитель с его индивидуальной психикой, свойственной лишь ему реакцией, способностью к анализу и другими особенностями — важнейший, но не единственный элемент контура.
Время подтвердило правоту такого подхода. Теоретические исследования, проведенные управленцами, показали, что для управления луноходом одного человека-водителя просто недостаточно. Большой объем получаемой информации, необходимость быстрой переработки ее, экстремальность возникающих ситуаций, все это потребовало резкого увеличения «штатов».
Управлять луноходом должна группа специалистов — таков важнейший итог осмысления предстоящей грандиозной, новаторской задачи. Именно тогда и появилось впервые понятие «экипаж». Казалось, что нового в таком определении? А новое состояло в том, что старое, общепринятое, устоявшееся, наконец, энциклопедическое понятие, понимающее под словом экипаж — личный состав команды корабля, самолета, танка, нас совершенно не устраивало. Если бы экипаж размещался на самом луноходе, то и спору бы не было. А тут? Впервые объект управления и экипаж разделяет огромное расстояние — почти четыреста тысяч километров! В этом — главное. И именно это и сказалось и на Составе экипажа и на функциях каждого его члена. И на особенностях их работы.
Вот, к примеру, вопрос прокладки трассы на Луне. Штурман, находящийся в составе экипажа на движущемся объекте, сам пользуется компасом, секстаном, другими приборами для определения «своих» координат, наносит их на карту, сам производит нужные вычисления, вырабатывает требуемый курс... А тут... На самом луноходе, естественно, нет штурмана, а на Луне кстати очень слабое магнитное поле и компас, в нашем земном понимании просто работать не будет. Как же «определиться» на местности, как «привязать» луноход к странам света? Сложная это задача, и основана она на изучении телевизионных панорам, в первую очередь. Только с их помощью по теням можно определить положение Солнца над горизонтом, а потом и страны света. А в дополнение к панорамам еще и полученные по телеметрии данные бортового курсового гироскопа, гировертикали, датчиков пройденного пути... Ну, а затем ведь нужно двигаться — в этом-то одна из главных задач. А куда? На пути аппарата — кратеры, валуны, наконец, трещины, не «увиденные» раньше и которые нужно благополучно объехать, чтобы вновь выйти на нужный маршрут... А карт-то нет. Во всяком случае таких подробных! Так вот трудный и непрерывный процесс счисления пути, прокладки трассы движения в заданном направлении по косвенным измерениям был поручен штурману, который и вошел в состав экипажа. Вот и первый его член.
Луноход — сложный, комплексный, насыщенный электронными приборами и механизмами аппарат, и контроль состояния всех его служебных, бортовых систем, естественно, далеко не простое дело. Получение информации с аппарата осуществляется, как известно, с помощью телеметрии. Среди сотен измеряемых параметров есть десятки таких, без знания которых управление луноходом просто невозможно.
Оценку состояния систем осуществляет бортинженер. Значит, в экипаже теперь уже стало два человека. И все? Нет, третьим его полноправным членом стал оператор остронаправленной антенны. Как появился он? Моделирование процесса перемещения лунохода показало, что даже при выбранной (для обеспечения нужных условий связи его с Землей) ширине диаграммы направленности антенны, с учетом его ходовых возможностей, все-таки не исключены случаи, когда при значительных кренах и тангажах, антенна может «потерять» Землю. И связь с ней на какое-то время может попасть. Так вот, оператор остронаправленной антенны, отслеживая эволюции лунохода, изменяя ее пространственное положение антенны направляет ее на Землю, устанавливая тем самым бесперебойную связь с наземным командным пунктом.
В состав экипажа вошли еще два человека: водитель, управляющий луноходом на основании опознания возникающих перед аппаратом препятствий и определения расстояния до них, и командир, который осуществляет руководство экипажем по мере реализации программы работы и принимает в ответственные моменты необходимое решение.
Каждому члену экипажа с избытком хватало дел. Это, в частности, подтвердили первые же работы с макетом лунохода на лунодроме.
— Какой макет, какой лунодром? — Вы вправе спросить автора. — Не забыл ли он о том, что уже распрощался и с макетом, и с лунодромом? Всего несколько страниц назад. Вопрос законный. Нет, здесь нет ошибки, конечно. Так как для обучения экипажа был создан и лунодром и макет лунохода. Макет, а не его игрушечная модель. Это уже был полномасштабный луноход, с настоящим шасси, с настоящими телевизионными системами... Правда связь с этим макетом осуществлялась не по радио, как это должно было быть в реальных условиях, а по проводам. Зато с введенной временной задержкой, соответствующей времени распространения радиоволн на длинном пути, соединяющим Землю с ее естественным спутником...
А лунодром... Новый лунодром — это уже не какая-то маленькая площадка, затесавшаяся в углу заводского двора, за цехом, похожая по размерам на «песочницу» детской площадки... Настоящий лунодром теперь занимал площадь в несколько сот квадратных метров. Создать его было нелегко.
Теперь это был как бы «кусочек» Луны, перенесенный на Землю. Благодаря совместным усилиям астрономов, геохимиков, физиков, геологов, конструкторов удалось создать весьма точную копию некоторых участков лунной поверхности.
Южное солнце, контрастные тени, «научно-обоснованное» нагромождение камней и кратеров, бездорожье — вот почти полный комплект «лунных» удовольствий, которыми лунодром обеспечивал экипаж во время тренировок.
Вот на этом «лунном» полигоне теперь и решался один из важнейших практических вопросов предстоящей не имеющей в мировой космической практике экспедиции — приобретение экипажем навыков вождения лунохода и, в первую очередь, умения по плоской картинке оценивать объемные характеристики поверхности. В частности, расстояния до предметов, появляющихся на пути движения лунохода, расстояний между предметами. Без этого, как выяснилось, нельзя было и думать о безаварийном лунном путешествии, в котором нет привычных, как на Земле, ориентиров, позволяющих водителю хотя бы примерно оценивать обстановку. О том, что дискретность передачи «картинки» с лунохода не восполняет и не облегчает решение этих задач, наверное, говорить не нужно?
Программа работ на лунодроме предусматривала в основном постепенное «усвоение» дальности. Для этого сначала луноход водили по размеченным на местности маршрутам, имея возможность сравнивать текущие измерения с реальными разметками и тем самым постигать свои ошибки. Позднее, когда пришло мастерство, экипаж уже сам выбирал оптимальный маршрут движения.
Один из водителей лунохода как-то очень здорово сказал: «Управление на расстоянии требует определенных навыков. Надо уметь «жить в будущем». «Попробуйте, — разъяснил он свою мысль, — провести такой несложный эксперимент. Идите по улице и смотрите под ноги. Затем на несколько секунд закройте глаза, но не останавливайтесь. И тут вы сразу убедитесь, что так идти очень трудно. Умение, «жить в будущем» появилось у нас лишь после длительных тренировок на земном лунодроме...».
Они сделали свое полезное дело. Со временем экипаж научился весьма точно определять расстояния на «лунной» поверхности, глубину лежащих впереди кратеров, ширину трещин, высоту камней... Привыкли и к временным задержкам.
Так пришло совершенство в управлении луноходом.
... Пройдет время, «Луноход-1» выполнит и перевыполнит не одну разработанную для него программу работ. Потом на космическую вахту встанет «Луноход-2». К навыкам, приобретенным на лунодроме, экипаж прибавит опыт, полученный в реальных условиях. И все-таки каждый рабочий день лунохода станет трудовым подвигом людей, которым было доверено управлять им.
Вот только один эпизод. Один из многих «лунных» рабочих дней первого лунохода.
Перед луноходом расстилается относительно ровная вдоль и поперек поверхность. Она даже ровнее, чем большинство участков изъезженного на Земле лунодрома. Кажется, можно двигаться по ней без конца — на север, к горным образованиям, которыми так интересуются селенолеги... И луноход движется по направлению к горам, оставляя следы своих колес на поверхности нашего спутника.
Пройдено сто метров, двести, четыреста, пятьсот... Местность, по-прежнему ровная, несколько убегает вниз. Это — дно большого старого кратера. Все вроде было хорошо. Но вдруг аппарат наклоняется вперед все больше и больше. Его дифферент резко увеличивается; сначала 10, затем 15, 20 градусов. Стрелка на пульте, показывающая угол наклона, продолжает свой свидетельствующий о нарастающей опасности путь по шкале индикатора. Команда «Стоп!»... Водитель вытер пот с лица, перевел дыхание — теперь луноход должен остановиться. Но что это? Стрелка индикатора дифферента не останавливается, она постепенно приближается к цифре «30». Что же происходит? Колеса аппарата вроде намертво схвачены тормозами, а он, несмотря на это продолжает медленно сползать под откос по рыхлому сыпучему склону второго кратера, нашедшего себе место внутри того, большего кратера, по которому так бойко был и пройдены почти шесть сотен метров. Вот они неожиданные лунные прелести!
В Центре управления стало тихо... Что делать? Смириться с судьбой и ожидать? Или спешно вмешаться? Стрелка индикатора как будто остановилась: неужели прекратилось скольжение? Но ведь дифферент аппарата достигает почти тридцати градусов! А это совсем близко к предельным значениям. Куда и как двигаться дальше? Вперед, назад? Решено, как делали это не раз в трудных ситуациях раньше — допытаться двигаться назад и по своей же колее выбраться из злополучного, коварного кратера.
Подана команда «назад». Все восемь колес приведены в действие. Но движения нет: колеса буксуют в рыхлом грунте. А дифферент? Стрелка снова дрогнула и еще чуть-чуть подвинулась в опасную сторону. Больше тридцати? Испарина покрыла лоб водителя, замер командир экипажа... Что это? Конец?
— Выдать команду «Стоп»!
— Есть выдать команду «Стоп!»
Передвинута рукоятка на пульте управления. И сразу новая команда:
— Включить бортовые телефотометры!
Решение правильное; нужно осмотреться, внимательно изучить местность, обстановку. Из окошка регистрирующего прибора поползла широкая термографическая лента лунной панорамы — серьезных камней поблизости нет. Так ли? Ведь большой угол наклона лунохода вперед не позволяет полностью оценить обстановку.
Краткий бурный оперативный совет. Решено воспользоваться маневром, который уже в подобных случаях, правда, не в столь сложных, выручал: нужно повернуть луноход боком к склону. Иными словами, нужно попытаться «разменять» дифферент на крен. Подана команда поворота на месте: стрелка индикатора дифферента резко изменяет свое положение и оказывается где-то около нуля. Ситуация стала легче. Но зато на индикаторе крена стрелка прыгает почти до двадцати градусов... Теперь луноход стал под углом к склону. Как лыжник, умный и опытный, который экономит силы и не хочет зря рисковать, который не хочет взбираться вверх по крутому опасному склону «в лоб», луноход «изготовился» к медленному, спокойному подъему...
Что будет дальше? Не заскользит ли он по склону?... Нет, теперь стрелка как будто неподвижна. Облегченный вздох и новая команда:
— Первая вперед!
И кренясь на борт, по осыпающемуся под колесами грунту «Луноход-1» выходит из злополучного кратера! На самом начальном этапе работы с макетом на лунодроме выяснились многие трудности этой необычной работы. Так один из лунных водителей позднее вспоминал:
— Было очень нелегко. Первые недели после тренировок у меня рубашка на спине была совершенно мокрая...
Это был только еще макет!
Накопленный опыт вождения лунохода в реальных условиях раскрыл еще одну сторону процесса управления — время работы экипажа ограничили всего двумя часами. Потому что после этого времени трудоспособность всех членов экипажа резко снижалась, а реакция, так нужная в условиях передвижения по неизвестной местности, замедлялась. Эти чисто физиологические особенности потребовали введения в расчет пункта управления луноходом... врачей, которые в процессе управления вели медицинский контроль за состоянием членов экипажа и, в первую очередь, конечно, водителя, который отныне правил луноходом под «недремлющим оком» стражей здоровья.
Один из них, кандидат медицинских наук Ю. Петров так рассказывал об особенностях работы лунного экипажа:
— Прежде всего надо учесть, что операторы работают в сложных, необычных условиях. Второе — огромная моральная ответственность операторов, в чьих руках находится судьба огромного труда большого коллектива конструкторов и ученых. Ведь достаточно допустить одну грубую ошибку в технике управления луноходом, чтобы программа грандиозного эксперимента осталась невыполненной... В наиболее ответственные моменты управления — во время спуска лунохода по трапам с посадочной ступенью и вначале вождения по телевидению — выявлено резкое эмоциональное напряжение операторов, сопровождавшееся увеличением частоты сердечных сокращений до 130-135 ударов в минуту с задержкой дыхания на 15-20 секунд... Такая степень эмоционального напряжения бывает у летчиков, когда они ведут на посадку пассажирский лайнер в сложных метеорологических условиях.
Да, это очень трудно — водить луноходы!