„Идем к луне“

Посадочная ступень. Какая она?

Появившиеся к началу семидесятых годов автоматические станции для исследования Луны, названные позже лунными автоматами нового поколения, отличались от своих старших братьев, неутомимых тружеников предыдущего поколения, многим, в том числе и значительно большей массой доставляемого на Луну (почти две тонны вместо ста килограммов!) полезного груза.

Составным элементом станции нового поколения являются особые устройства — посадочные ступени, которых раньше не было.

Так что же такое посадочная ступень? Я был свидетелем, когда один из сотрудников то ли в шутку, то ли всерьез задал этот вопрос Николаю Петровичу Иванову, проектанту, который в свое время выпустил компоновочную схему этой ступени. В глазах Иванова я не увидел обычной мягкости и дружелюбия. Наоборот, в них был вызов: «Как это, мол, ты, проработавший на фирме столько лет, до сих пор не понимаешь, что такое посадочная ступень? Стыдно» ...Для него посадочная ступень была главной составляющей станции, а те средства, которые она доставляла на Луну, являлись как бы приложением к ней.

Думаю, что если бы такой вопрос был задан Ситкину, компоновщику лунохода, то он ответил бы примерно так:

— Посадочная ступень — это платформа, которая доставила на Луну новейшее, сложнейшее, умнейшее подвижное телеуправляемое исследовательское средство, и так далее...

Трудно осуждать этих двух проектантов, ибо посадочная ступень для первого, а луноход для второго давно уже превратились из неодушевленных предметов в почти одушевленные — так бывает, когда человек вкладывает в создаваемые им устройство, книгу, песню всего себя целиком, без остатка.

Посадочная ступень, как видно из названия, предназначена для посадки на Луну. Однако это не самоцель, хотя в одном случае она может доставить туда луноход, а в другом — космическую ракету «Луна -Земля» с возвращаемым аппаратом.

Космический полет лунных автоматов нового поколения состоит из нескольких этапов; старт станции с Земли, выход ее на орбиту искусственного спутника Земли; второй старт — теперь уже с этой орбиты, затем перелет к Луне, коррекций траектории перелета, перехода на орбиту искусственного спутника Луны, формирования предпосадочной лунной орбиты и осуществления мягкой посадки на поверхность Луны. А если к этому добавить и то, что для ракеты «Луна — Земля» посадочная ступень является еще и лунным стартовым устройством, а при доставке лунохода трапы ее обеспечивают его съезд на лунную поверхность, то недоумение Иванова, с которым он встретил этот, казалось бы, простой вопрос, может быть понято и даже оправдано.

Посадочная ступень обязана своим появлением извечному практицизму человека — иметь при себе лишь то, что необходимо, то, без чего нельзя. В космическом полете практицизм становится аксиомой, непреложным законом.

Совершив полезное и важное дело вывода станции на траекторию перелета, ракета-носитель становится ненужной, и станция, отделившись от нее, мчится по заданному ей маршруту к Луне.

Теперь условимся, что летящей станцией является луноход, этот родоначальник инопланетного транспорта. Правильно ли будет, если на нем установить, к примеру, баки для топлива, которое расходуется при коррекции и торможении, или, допустим, разместить аппаратуру, необходимую только до посадки? Ну, а тормозная двигательная установка, как вы понимаете, совершенно не нужна луноходу.

Нет, конечно же, в луноходе должна быть размещена лишь та аппаратура, которая необходима, без которой нельзя обойтись. Зачем возить по Луне то, что не принимает никакого участия в работе? .

Вы можете себе представить такую ситуацию: из разверзшегося чрева транспортного самолета выезжает на бетонную дорожку автобус, шофер закрепляет буксировочный трос, и отныне, куда ни попадет автобус — на шумные ли улицы Киева, на серпантин Военно-Грузинской дороги и т. д., он будет возить за собой «на веревочке» средство, доставившее его к месту назначения? Конечно же, нет. Даже если во время транспортировки самолет обеспечил и автобусу и шоферу комфорт и удобства. В лучшем случае, шофер, отъехав на какое-то расстояние от самолета, вспомнит о нем, посмотрит на него с благодарностью и поедет дальше.

Так обстоит дело и с посадочной ступенью. На ней находится все то, что нужно для перелета и посадки. И только.

Немало сложных вопросов пришлось разрешить конструкторам-проектантам, представителям различных «космических служб», прежде чем посадочная ступень стала такой, какая она есть — ракетным блоком, состоящим из двигательной установки, четырех амортизационно-посадочных опор, приборных отсеков с системой управления, ориентации и стабилизации, рядом других столь же необходимых приборов...

В один из ранних весенних дней, когда с особой силой ощущаешь начало чего-то нового, что вот-вот должно появиться с первыми лучами теплеющего солнца, за столом Николаева можно было услышать:

— Значит, так, нам задан тип носителя, который должен..., который в состояний разогнать и вывести на траекторию перелета к Луне с орбиты спутника Земли, — он поднял голову, — тело вполне определенной массы. Мы должны уложиться в эту массу. Давайте прикинем наши массовые, так сказать, потери...

Проектанты и несколько приглашенных из других отделов специалистов плотным кольцом окружили стол Николаева. Всегда интересно следить за его рассуждениями или быть соучастником процесса рождения идей, никогда не тривиальных, всегда смелых и, может быть, иногда, в силу этого кажущихся преждевременными.

Он взял из стопы несколько листов бумаги, положил их перед собой и, нарисовав карандашом слева земной шар, продолжал рассуждать вслух:

— Станция стартует с орбиты Земли и идет к Луне. — Через весь лист протянулась вправо слегка искривленная линия — траектория полета станции...

Я невольно оглянулся. Вот стоят те, кто находится на переднем рубеже проектирования. Здесь и опытные специалисты, которые знают друг друга не один год. Они понимают Николаева с полуслова. Здесь и молодежь — «наша большая надежда», как однажды сказал о них Георгий Николаевич Бабакин.

Как известно, — (мне кажется, что это для них в основном, и разъясняет Николаев), — разгон всегда производится с какими-то ошибками — по величине скорости, по ее направлению... Значит, траекторию придется исправлять. А поскольку ошибки, которые могут возникнуть, вещь случайная, мы вправе предположить, что они будут одного знака и что их нужно сложить...

— А может не нужно считать на максимальные, — спросил кто-то из присутствующих, начиная понимать, к чему клонит Николаев.

— Нет, нужно, — настойчиво ответил Николаев. — Проектируя новую систему, мы не можем рассчитывать только на благоприятное стечение обстоятельств. Со временем появятся и другие осложнения, о которых мы сейчас еще мало знаем. Так давайте хотя бы предусмотрим те, которые сегодня нам известны. Договорились?

Проектанты молчали. Последнее слово Николаева имело, безусловно, не только прямой смысл. А он тем временем продолжал:

— Пойдем дальше. Предположим, что по дороге к Луне нам придется провести не одну коррекцию, — на кривой, изображающей траекторию, появились жирные точки и цифра, показывающая предполагаемый расход топлива. — Теперь, чтобы выйти на орбиту спутника Луны, станцию нужно притормозить, а для этого снова потребуется топливо, — кривая «загнулась за Луну». В начале изгиба опять появилась цифра, — и на торможение тоже. Теперь коррекция орбиты. — Вокруг Луны появились круги и эллипсы — орбиты станции и опять цифры. — Ну и еще одно торможение — при посадке.

Николаев посмотрел на окруживших его конструкторов, четко вывел число, заключив его в рамку.

— Сколько всего получилось? — как обычно, без излишних эмоций, спокойно, но с каким-то оттенком требовательности спросил Александров, стоявший чуть поодаль.

В ответ Николаев безмолвно поднял лист с траекторными загогулинами:

— Смотри!

— Так ведь на посадочную ступень, знаете, остается не очень-то много. Скорее даже мало. — Это замечание, негромкое, но впечатляющее, заставило всех посмотреть на Александрова, подошедшего ближе к Николаеву. Александров держал в руке скатанный в тонкий рулон чертеж.

— Вот, пожалуйста, — он положил его на стол и развернул.

На пергамине была вычерчена, как мне показалось, странная конструкция.

— Вот я попробовал прикинуть. Это даже не вариант, — рука Александрова скользнула по чертежу, — а так, мелькнувшая мысль, в основу которой принята торовая конструкция. Вот этот нижний отсек, так сказать, первый этаж двухэтажного здания, — он показал на два тора — «бублика», размещенных один над другим, — амортизатор. Станция садится прямо на него. Кстати, он еще является и резервуаром для окислителя.

Необходимость посадки на амортизационное устройство даже в начальную пору проектирования не вызывала сомнений. Амортизатор во много раз уменьшал возникающие при соприкосновении станции с лунной поверхностью перегрузки, смягчал удар.

— А в верхнем — топливо, — продолжал Александров. В дырке от «бублика», в виде автомобильного гудка — груши, обращенной раструбом вниз, был изображен двигатель. По бокам от него размещались какие-то геометрические фигуры, напоминающие параллелепипеды.

— Приборные отсеки, — пояснил Александров и с иронией добавил, — «двухблочная» конструкция ступени в общем, по-моему, неплохо смотрится, но масса у нее приличная, и на луноход остается всего ничего.

— Толковое замечание, — пробормотал Федор Ильич. На самом начальном этапе проектирования он распределил общую массу тела, выводимого носителем на траекторию перелета между посадочной ступенью и полезной нагрузкой — луноходом или возвратной ракетой с «шариком».

— Нужно сказать, — Александров был самокритичен до конца, — что у этого пока еще «не варианта» есть недостатки. Но кто его знает, может быть позже окажутся и достоинства, если продолжать думать.

— Вот именно, — Федор Ильич слушал внимательно.

— Во всяком случае посадочная ступень, видимо, не из тех «орешков», которые разгрызаются запросто.

— Что ты так волнуешься, — успокаивал Николаев совершенно спокойного Александрова, — работа еще только начинается и первый блин, как говорят... — хмыкнул он, не закончив фразу, конец которой был и так ясен.

Действительно, работа еще только начиналась. Впереди был обычный, многотрудный поиск оптимального решения. В общем, нужны были варианты...

Николаев не строил иллюзий, предстоящая жизнь не рисовалась ему в розовом свете, и Иван Михайлович, его непосредственный руководитель, был с ним полностью солидарен. Им даже не пришлось убеждать друг друга в том, что на этот раз проектирование нужно организовать как-то иначе, чем это делалось раньше.

Конечно, можно было бы поручить разработку компоновочной схемы посадочной ступени любому из «маститых» проектантов, каждый из них потянул бы. Но вероятность того, что даже этот «маститый», возможно, забредет в какой-нибудь вдруг возникший «принципиальный» тупик, нельзя было исключать. Слишком уж сложная задача ложилась на плечи одного человека. Слишком уж небольшой срок отводился на разработку.

Параллельное проектирование предусматривало одновременную работу в разных направлениях. Кстати, метод параллельного конкурсного проектирования является самым объективным и практически исключает возможность срывов, так как какая-то из «параллелей» обязательно должна была оказаться правильной. И несмотря на то, что в это время уже шли работы и над луноходом, и над комплексом по доставке образцов лунного грунта, тоже требующие участия «асов» и повседневного внимания, самым разумным был признан именно такой путь проектирования: нескольким думающим проектантам были выданы одинаковые исходные данные.

Предложения каждые два-три дня рассматривались на «всеобщем форуме», в котором принимали участие работники и других бригад. Бессменный председатель «форума» Иван Михайлович со свойственной ему рассудительностью вел собеседование, гася излишние страсти, если они вдруг вспыхивали. Доброжелательная творческая обстановка как нельзя лучше способствовала объективности и взаимной требовательности. Ведь у каждого варианта были свои достоинства и свои недостатки.

Вот уже знакомый александровский вариант «бубликов». Амортизатор, тот самый нижний «бублик», после продолжительных проработок получился достаточно легким: 1:0 в пользу этой системы. Зато топливный бак в виде бублика оказался тяжеловатым. И это понятно. Ведь тор не является лучшим по прочности геометрическим телом, чтобы его уровнять с шаром, его стенки должны быть толще. Счет становится 1:1.

В основе другого варианта были четыре сферических бака для топлива, соединенные в общую конструкцию. Эти баки оказались полегче. Чаша весов уравновесилась, пока в действие не вступил новый фактор: вытеснительное устройство — система, вытесняющая топливо из баков в двигательную установку. Проработка показала, что у «бублика» она сложнее, чем у шара.

Простота системы сфер завоевала больше сторонников. «Форум» — совещательный орган — был единогласен в своих рекомендациях. Главный конструктор был тверд в решении.

Вот теперь можно было издавать приказ о «демобилизации», ликвидировать «параллели», а личный состав этих групп переключить на выполнение других неотложных работ.

В тех посадочных ступенях, которые позднее неоднократно побывают на Луне, блок сферических баков станет основным несущим элементом ступени, к которому крепятся двигательная установка и другие агрегаты.

Результаты проработок по мере готовности передавались Иванову, который должен был детализировать конструкцию и выпустить на компоновочный чертеж.

Однажды Иванов сказал:

— Мне казалось, что цель находится на прямой и достичь ее не составит особого труда.

Но на этот раз он ошибся, хотя после выбора варианта дорога значительно «спрямилась», задача все же так просто не решалась. А все из-за того, что сферические баки, эти шары-цистерны, в которых будет топливо, ему очень хотелось использовать еще и как амортизаторы. Идея первого варианта продолжала жить.

Такое использование шаров, пожалуй, было логичным и напрашивалось само собой. Правда, сделаем скидку на время, ведь все делалось впервые, знаний и опыта еще было маловато.

А предпосылка к этому была, да еще какая: к моменту посадки станции на Луну, почти все топливо из баков будет израсходовано, а пустые или почти пустые баки при ударе о лунную поверхность должны по всем логическим соображениям сминаться, смягчая этим удар.

И все было бы хорошо и правильно, если бы не одно немаловажное обстоятельство; оказывается, баки не были пустыми в полном понимании этого слова. Сферические баки наддувались газом, — необходимое условие для вытеснения из них топлива в двигательную установку.

Шар, сфера — это прочная сама по себе конструкция. А если, он еще и наддут, значит, налицо дополнительная жесткость системы, а это отнюдь не лучшее свойство для амортизатора.

Поняв это, Иванов, на очередном сборе у компоновки сделал Федору Ильичу заявление:

— Амортизаторы из сфер приказали долго жить, — он показал пальцем на корзину, в которой, как поняли присутствующие, покоились останки этой несбывшейся мечты.

— Конечно, есть и еще варианты, — Федор Ильич как всегда щедро готов был поделиться своими замыслами.

— Разрешите, Федор Ильич, мне, — как на школьном уроке взметнулась чья-то рука вверх.

— Говори!

— По-моему, задача решается просто, — слегка волнуясь, сказал Василий Божко, пришедший после окончания института всего лишь месяцев пять назад, — нужно сделать пилоны и укрепить их под углом к основным бакам. — Он взял чистый лист бумаги и пририсовал к сферическому баку один уголок. — Вот один из них, — и показал. — Каждый пилон должен оканчиваться плоской платформой. Под ней, — на рисунке появился небольшой шар, — нужно укрепить пустую, а не поддутую сферу, — Вася посмотрел на Иванова. Иванов слушал внимательно. — Сфера, встречая преграду в виде лунной поверхности, — на рисунке, в шар, как бы стараясь проткнуть его насквозь, уперлась жирная стрела — сила противодействия, — сминается о платформу.

Василий Божко положил бумагу, карандаш и распрямил свои по-юношески узкие плечи:

— Амортизатор готов.

— Иди сюда! — подозвал Иванов Божко к своему столу. — Садись. Давай мы прикинем на цифрах, что может получиться из твоей гениальной идеи.

— Давайте! — Откликнулся Божко и на всякий случай посмотрел в сторону Николаева, уж у него-то он всегда найдет поддержку.

Но Николаев уже занялся какими-то другими делами, давая, видимо, понять Божко, что Иванову по этому вопросу «и карты в руки».

В общем, через час Божко уже сам, без помощи старших товарищей мог спорить с любым о пилонах, сферах и платформах. Даже простой прикидочный расчет показал, что для того чтобы сфера могла полностью расплющиться при ударе, платформа должна быть мощной, массивной. А чтобы удержать такую платформу, пилон нужно сделать крепким и место его крепления тоже.

А это все дополнительная масса... Да еще умноженная на четыре. Нет! Не все что кажется просто — гениально.

Вопрос об амортизаторах был далеко не последний, над которым нужно было работать и работать.

Дело в том, что уже появились документы, в которых были приведены вероятностные, среднестатистические данные о важнейших для проектантов посадочной ступени характеристиках лунных площадок, выбранных для посадки — величины камней, предполагаемая 'их концентрация, наклоны...

Конечно, достоверность ряда характеристик могла вызвать сомнения или даже возражения самых придирчивых оппонентов. Некоторые цифры, безусловно, нуждались в весомых подтверждениях. Но ведь там, куда должна была быть совершена посадка станции, еще никто не побывал и, несмотря на это, вероятность посадки должна быть высокой. Значит, должен быть и запас возможностей. В основном это касалось рельефов посадочных площадок, находящихся от Земли на расстоянии почти в четыреста тысяч километров.

На площадках условно разместили россыпи лунных камней, самые крупные из которых, казалось, отпугивали своей неприступностью; трещины, словно паутины, пересекали поверхность в самых разных направлениях. Да ведь и сами-то площадки могли находиться не только в равнинных морских районах, но и на отрогах гряды мрачных лунных гор, а, может быть, и на крутых склонах многочисленных лунных кратеров. Картина получилась не из приятных.

Все эти «мертвые» цифры характеризовали рельеф далекой мишени, в которую нужно было не только попасть, но на которую нужно было бережно и осторожно посадить станцию!

Посадочная ступень ни в коем случае не должна разбиться, провалиться, опрокинуться, подскочить, словно мячик, садясь на такой негостеприимный грунт. Совместное рассмотрение всех факторов вызывало довольно неприятные эмоции. Представьте себе садящуюся на склон станцию. Да еще если ее горизонтальная скорость направлена в сторону уклона. Страшная картина — станция, пройдя сотни тысяч километров, успешно выдержав воздействие перегрузок и радиации, невесомости и вакуума, может опрокинуться, не выполнив задач, которые на нее возлагались. Но, допустим, не опрокинется, как-то устоит. И все же при этом ее подстерегает опасность — тот самый «среднестатистический» лунный камень может оказаться под станцией и, пропоров баки с горючим и окислителем, вызвать на ней пожар.

Радикальное средство от этих неприятностей было найдено сообща проектантами и прочнистами — нужно делать противокапотажное устройство. Но какое?

Николаев отвечал коротко, но не для всех ясно:

— «Ноги».

Николаев и Иванов безоговорочно поверили в них.

— Конечно, это самое перспективное устройство. Его и нужно рассмотреть. Ведь кроме всего прочего, оно повышает клиренс станции, — убеждал Иванов.

— А зачем вам так уж нужно увеличение этого просвета под станцией? — допытывались некоторые завзятые спорщики.

— Вы — несерьезные люди, — вступил в разговор Николаев. — Больший клиренс позволит нам когда-нибудь сесть и не на предписанную площадку.

Но вопросы массы еще не нашли своего окончательного решения.

— С этим мы в конце концов справимся. — Что-то у Николаева, как у хорошего хозяина, было, видимо, в запасе. — Во всяком случае «ноги» легче сфер, платформы и пилона. А если удастся их как-то совместить с амортизатором, то им цены не будет. Хотя, если у вас есть другой способ повышения устойчивости ступени, более простой и более легкий, вы нам подскажите.

Конкретных предложений не поступало.

Может быть, именно это и явилось той каплей, которая перевесила чашу сомнений: посадка будет осуществляться на противокапотажное устройство в виде «ног». — Но опять вопрос, «ноги» могут быть выдвижные и складывающиеся, они могут крепиться к ступени намертво, а могут — и шарнирно. Наконец, сколько их должно быть? Четыре? А может быть три?

Ведь и три «ноги» спасают станцию от опрокидывания при посадке на склон, правда с большим расстоянием между «ступнями», чем когда их четыре. И вот тут-то сразу оказывается и не очень ясно: что же будет тяжелее — три длинных «ноги» или четыре, которые могут быть короче.

Расчеты показали, что если и есть какая-то разница в весе, то она не настолько велика, чтобы быть решающей. Тогда в игру вступил новый (решающий) фактор — сама посадочная ступень. Она симметричная; она тяготеет к цифре «четыре» — у нее уже четыре сферических топливных бака... Значит, ей подстать и четыре «ноги», каждая из них может крепиться к «своему» баку.

Вот теперь уже можно и приступить к конкретной работе над ними. Их «ступени» еще не были «обуты»; конструкция, которая непосредственно должна была ощутить соприкосновение с загадочным грунтом, была далеко не ясной — небольшие полые шары или система, похожая на комбинацию из двух глубоких тарелок, когда одна накрывает другую. Система амортизации самих «ног» еще была в проработке, а вот чертежи на крепление «ног» к бакам были уже почти готовы.

Каждый топливный бак посадочной ступени опоясывался мощным шпангоутом, который согласно всем инженерным традициям, помогал ему справляться с силами, возникающими при ударе «ног» о грунт. Поскольку эти силы были довольно приличными, парировать их было не просто. И поэтому само крепление и шпангоут становились массивными и потому тяжелыми.

Метод работы конструктора Гаврилова основывался на фундаментальных знаниях и творческой активности. Именно сочетание этих качеств дало возможность Гаврилову нарушить каноны и доказать, что без ущерба для прочности силовой сплошной шпангоут можно заменить облегченной арочной конструкцией.

Гаврилов доказывал свою правоту:

— Проектируя сферические баки, мы в отличие, скажем, от цилиндра, имеем дело с геометрическим телом, которое характеризуется кривизной в двух направлениях. — Он рисовал шар. — А это увеличивает его поддерживающие свойства. Следовательно, шпангоут из сплошного замкнутого элемента может превратиться...

— В разомкнутый, — вставляет свое веское слово все тот же Божко, который всегда оказывался там, где он нужен, если не как советчик, то хотя бы как увлеченный слушатель.

— Точно! Может превратиться в какую-то дугообразную конструкцию без ущерба для прочности. А поскольку топливо в баке находится под давлением, можно еще и за счет этого облегчить и упростить шпангоут.

— Не понял?

— Внутреннее давление в сфере, наддув, значительно увеличивают ее жесткость. Ведь сильно надутый футбольный мяч подвергается меньшим деформациям при ударе, чем мяч, надутый слабо. Понял?

— Теперь понял.

Рассуждения Гаврилова были правильны, логичны, но убеждать можно было, лишь имея тетрадь с расчетами и, конечно, отчет по результатам экспериментальных отработок.

Теперь он не только сидел за расчетами, но и «выбивал» в мастерских сферы, так нужные для проверок, и однажды в лаборатории «сошлись» первая экспериментальная сфера со стендом, который по принципу действия очень походил на щипцы, предназначенные для колки орехов. На стеллаже ждали своей очереди еще несколько баков с разными типами шпангоутом начиная от сплошного и кончая облегченным.

Первая сфера с арочным шпангоутом неожиданней для Гаврилова «порвалась». Оказалось, что по ошибке к ней была приложена сила, значительно превышающая требуемую.

Все последующие испытания прошли нормально! Шпангоуты в виде дуги вместе со сферической поверхностью, «подкрепленной» наддувом, оказались способными противодействовать силам, возникающим при посадке станции. Шпангоуты такой формы были, конечно, легче, чем сплошные.

И пускай экономия массы, достигнутая благодаря внедрению предложения Гаврилова, полностью не сняла проблему массы с повестки дня, частично облегчив ее, она показала, что у конструкторов еще есть неиспользованные резервы по снижению массы посадочной ступени. Нужно только кропотливо, настойчиво искать...

...Иванов отдавал все время компоновке ступени. Несмотря на перегрузку, он порозовел, как-то за последнее время распрямился и, в общем, выглядел довольно бодро. Может быть потому, что на перекуры у него, заядлого курильщика, совсем не оставалось времени? Тем более, что почти одновременно со «шпангоутом Гаврилова» наконец подоспели и амортизаторы для «ног», которые, кстати, уже к этому времени получили официальное название — опоры. Да и сами опоры приобрели уже близкий к законченному вид.

Каждая опора состояла из подкоса, амортизатора и башмака — опорного диска. Амортизатор представлял собой две телескопические трубы, связанные между собой установленным внутри амортизирующим элементом разового действия.

Будущая жизнь лунных автоматов еще не раз подтвердит оптимальность этой конструкции.

Работы как-то постепенно закруглялись, технический проблем становилось все меньше и меньше.

Но «массовая проблема» еще в чем-то оставалась не решенной. Она продолжала волновать Николаева, Иванова, весь отдел... Нужно еще какое-то свежее предложение.

Александров, по сути дела первый компоновщик ступени, чувствовал как бы моральную ответственность за работу Иванова. Вечерами он подолгу сидел за чертежами: тишина помогала ему думать.

Позже он рассказывал:

— Идея разделить топливо на две части появилась как-то внезапно, неожиданно для меня самого. Ведь с аппаратурой мы проделали аналогичную операцию еще раньше. Часть приборов, которая не нужна на участке спуска на поверхность, мы поместили в отсеки. И их перед последним торможением, незадолго до посадки, решили сбрасывать. Этим мы уменьшили и массу топлива, нужную для торможения. Я подумал о том, — продолжал он, — что можно разместить топливо, которое необходимо для проведения коррекций на трассе, на торможение при выходе на орбиту Луны и на коррекции самой орбиты и еще гарантийный запас к нему, в отдельных баках и тоже сбросить. От этой мысли меня бросило в жар, хотя позже, через день, другой я уже был убежден, что все шло к такому решению и что если бы не я, то кто-то другой обязательно пришел бы к тому же. Я сразу же сел за прикидочный расчет, примерно оценил выигрыш. Конечно, получилась не прямая зависимость — «килограмм за килограмм». Нет! Ведь одни баки уменьшились, зато появились другие, новые. Со страшным нетерпением ожидал утра. Наутро Федор Ильич сказал, что предложение правильное, но что я с ним, пожалуй, затянул... Хотя, в общем, он был доволен. Когда уже точно был подсчитан выигрыш в массе и сделано официальное заявление, то это предложение не только поставило точку над «и», но и создало резерв, так нужный для последующих этапов разработки и изготовления станции.

...В кабинете Ивана Михайловича на столе белеет компоновочная схема посадочной ступени. За столом — конструкторы, двигателисты, управленцы, радисты, электрики, тепловики, прочнисты, технологи...

В кабинете тишина. Лишь спокойный, ровный голос Николая Иванова, рассказывающего об особенностях посадочной ступени, нарушает ее:

— Таким образом, можно считать, что посадочная ступень в принципе разработана. Представленная здесь компоновочная схема показывает, что задачи, которые ставились перед ступенью, несмотря на всю их сложность, выполняются. Некоторые характеристики узлов, агрегатов и приборов, разработанные нами, — он внимательно посмотрел вокруг, — записаны в этой сводке.

Он показал на таблицу, вычерченную в правой части чертежа, и добавил:

— Эти характеристики теперь уже не только ваши — они стали как бы общим достоянием. И поскольку они — как те кирпичики, из которых складывается здание, очень важно, чтобы при дальнейшей разработке они бы не изменились... Хотя это, конечно, будет далеко не просто.

Будущее неоднократно подтвердит справедливость этих слов.

Самая мягкая посадка

Резкая телефонная трель насилу прорвалась сквозь гомон голосов, уставших от спора и все-таки не добившихся полного взаимопонимания по важному на сегодняшний день вопросу — сколько же антенн нужно ставить на станцию, чтобы обеспечить связь с ней на всех этапах перелета к Луне?

Тут были свои нюансы...

Валентин Григорьевич снял трубку и, поздоровавшись, замахал рукой «Тише! Тише!»:

— Хорошо! Хорошо! Мы ждем. — Трубка мягко легла на коромысло рычага. Звонил Главный. — Валентин Григорьевич повернулся ко мне (мой стол стоял слева от него) и сказал, что от него вышел Слонимский и идет к нам. Просил пригласить управленцев и обсудить всю проблему посадки... Просил не очень запугивать трудностями, так как разговор с ними был первым.

Виктор Ефремович Слонимский — известный радист, руководитель ряда разработок. Мы знакомы с ним много лет, и отношения у нас с ним самые теплые. Коллектив, возглавляемый Слонимским, не очень большой, технически сильный и, что не менее важно для дела, дружный. Высокий теоретический уровень коллектива в сочетании с большими возможностями передового производства позволяли Слонимскому не только не замыкаться в каком-то одном, узком направлении, но и на определенных этапах трудовой жизни работать в разных направлениях современной радиотехники — «спектр радиоинтересов» Виктора Ефремовича был достаточно широк.

В течение последних лет наши пути-дороги разошлись, и вот...

— Понял? — многозначительно добавил Валентин Григорьевич, заметив мое удивление.

Чувствовалось, что и сам он воспринял звонок с удивлением.

А удивляться было чему, особенно, если знать предысторию этого неожиданного для нас визита. И хотя она, конечно, не уходила своими корнями в далекое прошлое, само возникновение ее по своей значимости, на мой взгляд, было ничуть не менее важным, нежели многие общепризнанные историко-технические события. А дело заключалось вот в чем. Отдел Николаева усиленно работал над проектом посадочной ступени, ее контуры обретали все более четкие формы, но среди нерешенных вопросов был вопрос о системе управления мягкой посадкой.

Как известно, посадка станций «Луна-9» и «Луна-13» была мягкой. Она происходила примерно так: за пятьдесят секунд до соприкосновения АЛС с лунной поверхностью на высоте около семидесяти пяти километров от нее бортовой радиовысотомер вырабатывал команду, по которой включалась тормозная двигательная установка для того, чтобы погасить скорость станции. По этой же команде амортизационная система, уложенная вокруг АЛС, надувалась сжатым газом. АЛС оказывалась как бы зажатой, спрятанной в надувной оболочке Она надежно защищала его от ударов о лунную твердь. Отделившаяся от тормозной двигательной установки на заданной высоте система доставляла АЛС на Луну и после успокоения освобождала его от своих цепких заботливых объятий.

Такой способ мягкой посадки был приемлем для доставки АЛС, но для новых аппаратов, над которыми сейчас трудились конструкторы, он явно не годился.

На этапе полного незнания несущих способностей лунного грунта создавать сложные аппараты, садящиеся на какие-то приспособления, «ноги», сферы было преждевременно. И поэтому реализация упрощенного принципа мягкой посадки для первых лунных разведчиков являлась наиболее разумной.

Сейчас же нужны были новые, отличные от старых методов решения, решения, которые должны обеспечить в первую очередь, вертикальную или с несущественным отклонением от нее посадку и, конечно, ее исключительную «мягкость...».

Представитель управленцев появился вскоре после прихода Слонимского и его заместителя Перовского и сразу же включился в разговор:

— Вы знаете, что посадка на Луну до сих пор была прямой, с траектории подлета?

Слонимский согласно кивнул головой.

— Такой метод не только ограничивает выбор возможных районов посадки, но и из-за присущих ему погрешностей не позволяет достаточно точно посадить станцию в заданном районе. Но дело не только в этом. Посадка на Луну лунохода или возвратной ракеты требует не только хорошей вертикализации спуска, но и выполнения самой посадки с очень малыми конечными скоростями. Для этого создается специальная посадочная ступень, которая кроме перелета к Луне должна обеспечить и мягкую посадку. А это, в свою очередь, будет гарантировать высокую надежность выполнения задачи. Мы считаем, что вертикальная скорость на последних нескольких десятках метров должна быть не более двух-трех метров в секунду.

— А с какой скоростью приземляется парашютист? — прервал его Перовский.

— Примерно пять-семь метров в секунду. Посадка же «девятки» и, конечно, «тринадцатой» была с большей скоростью, а раз так, то старый принцип нас устроить уже никак не может. И в основном потому, что сложность проектируемых аппаратов требует значительно меньших ударов, перегрузок, которые возникают в момент посадки.

В этих словах заключалась истина, и, как всякая истина, она в чем-то была, быть может, категорична.

Но все было именно так, как рассказал управленец. Да! Посадку новых, тяжелых, сложных станций нужно было делать по-новому. И первыми, кто понял это, были наши управленцы. Оставалось ответить всего-навсего на два элементарных вопроса: как и кто будет делать это новое?

На первый должны были ответить управленцы — специалисты по управлению движением станции и мы, радисты, если на участке снижения будут задействованы радиосредства; и двигателисты, поскольку торможение в безвоздушном лунном пространстве можно осуществить только с помощью двигательной установки; и конструкторы, без активного участия которых не может быть создан вообще ни один бортовой прибор; и электрики, которые скажут, какую часть «энергетического сердца» они смогут отдать для питания аппаратуры посадки и т. д.

К приезду Слонимского управленцы уже знали в общих чертах, что они хотят, и без технических подробностей и нюансов представляли себе, как это можно сделать. Многое еще оставалось под вопросом, но то, что в системе одна из главных ролей будет отводиться радиосистемам, стало мнением преобладающего большинства — радио прочно вошло в космический быт, хотя нужно честно сказать, что были люди, которые пытались внести в ряды приверженцев радио смятение, пытаясь доказать, что задачу можно решить иными путями. Но заставить нас усомниться в нашем кредо они не могли.

Но это будет потом, а пока... пока нужно было понять, кто что может. Нужно было найти организацию, непременно передовую, обязательно сильную, организацию-энтузиаста, которая, несмотря на имеющуюся загрузку, а может быть, и перегрузку, возьмется разработать и изготовить в определенные сроки нужную аппаратуру.

С организациями вел переговоры Главный конструктор — лишь он один мог провести скрупулезный анализ складывающихся ситуаций, сопоставить их с желаемыми, и, положив на чашу невидимых, но точных весов все «за» и «против», принять ответственное решение. Драгоценное время шло, а он еще не сделал выбор.

Часто на различных совещаниях мы, пытаясь ускорить ход событий, под теми или иными предлогами напоминали о том, что до сих пор не определен разработчик радиоаппаратуры мягкой посадки, несмотря на то, что техническое задание на эту аппаратуру давно подготовлено.

Георгий Николаевич обычно молча выслушивал стенания, не перебивая очередного оратора, и после окончания выступления переходил к очередному вопросу, не желая, видимо, терять действительно драгоценного времени на объяснение своих действий. Конечно же, ему не нужно было напоминать о необходимости безотлагательного решения.

Приезд к нам Слонимского и его заместителя молчаливого, сосредоточенного Перовского был для нас событием — их пригласил сам Главный.

И вот Слонимский и Перовский у нас в комнате. Слонимский слушает выступающих, перебивает их, постепенно берет бразды беседы в свои руки (в этой комнате он по должностному положению — самый главный), называет параметры, которые, по-видимому, он «еще не может гарантировать», обеспечит аппаратура, «правда с большим трудом», да и помощь потребуется от нашего производства — корпуса приборов они уже никак не смогут изготовить в такие сроки. Ему явно не хочется давать авансы.

— Ну, а высоту над Луной, с которой будут начинаться измерения, поднять немного можно будет, но это вам обойдется...

Слонимский называет «цену» в ваттах и килограммах, которую мы должны будем «уплатить».

Разговор идет серьезный, деловой.

Период поиска закончился. Организация, которая будет разрабатывать радиоаппаратуру мягкой посадки, есть. И, по-моему, будущий руководитель разработки уже приступил к исполнению своих обязанностей.

Дело в том, что та кажущаяся, относительная легкость, с которой Слонимский и Перовский, вошли в курс дела, объяснялась просто — в течение последних лет они вплотную и, нужно сказать, плодотворно (вот еще одна немаловажная причина, по которой их привлек Главный) занимались вопросами, которые волновали нас.

— Конечно же, — в заключение совещания сказал Слонимский, — задача, которую вы поставили перед нами, очень интересна и трудна, но, — он на секунду задумался, — решить ее можно. Правда, неясности, которых немало, не будут способствовать ускорению дела... Взять хотя бы радиоотражения от Луны. Данных о них почти нет. Значит, нам нужно будет макет прибора установить на самолет и испытать его в полете над различными по отражению поверхностями Земли — над водой, над горами, над песком..., над районами, близкими по структуре к Луне. Нужно быть готовым ко всяким неожиданностям. Это все наложит, конечно, отпечаток на работу. Так что дайте нам чуть-чуть все-таки собраться с мыслями..., хотя, — помолчав добавил он — в принципе все остается так, как я сказал — разрабатывать прибор будем.

Подтверждение Слонимским того, что создание прибора, на применение которого рассчитывали управленцы, технически реально и, что не менее важно, выполнимо в заданные сроки, было важным событием не только сегодняшнего дня.

...Разговор со Слонимским завершал один из ответственных этапов работы. В условии задачи спрашивается, зачем нужно на станцию ставить дополнительную аппаратуру, если имеется информация о параметрах ее движения, даже непосредственно перед самой посадкой.

Эта информация «добывается» на Земле системой внешнетраекторных измерений при помощи бортовой радиолинии. Эта система измерений работает по принципу радиолокационной станции, правда, не в пассивном режиме за счет отражения посланного сигнала летящим объектом. В данном случае измерения проводятся в активном режиме — отслеживается сигнал, излучаемый бортовым передатчиком.

Так вот, сначала нужно было понять, годится такая система для новых задач или нет. Предстояло тщательно проанализировать и выявить возможные ошибки, которые при этом возникали, вскрыть их причины, рассмотреть последствия и подытожить. Все это руководство поручило выполнить двум опытнейшим управленцам — Григорию Евгеньевичу и Раисе Ильиничне.

Им сказали:

— Если окажется, что штатной аппаратурой не обойтись, то разработайте и предложите иной метод получения информации, необходимой для осуществления мягкой посадки.

Григорий Евгеньевич, человек сдержанный, типичнейший аналитик, подходил для этой работы как никто другой.

Раиса Ильинична, обладая такими важными для инженера качествами, как вдумчивость и настойчивость в сочетании с теоретическим багажом знаний, вместе с Григорием Евгеньевичем приступила к поиску. Им было под силу правильно, в техническом отношении, направить усилия работы лаборатории на решение такого сложного вопроса, как выбор и обоснование возможных методов и способов мягкой посадки.

Особенность работы и, конечно же, ее сложность состояли в том, что вопросы, которые подлежали рассмотрению, выходили далеко за рамки чисто управленческих.

— Какая точность измерения скорости станции? — начинался очередной вопрос в очередном подразделении. — А чем она определяется? Ясно! А это ошибка среднеквадратичная или максимальная? Ясно! А сколько надо делать замеров? Понятно. Нарисуйте блок-схему измерений. Спасибо. А если здесь уменьшить постоянную времени? — Григорий Евгеньевич показывал на фильтр, стоящий на выходе блока. — Мне кажется что какой-то выигрыш в точности мы получим. Не так ли?

Осмыслив результаты расчетов, проведенных в лаборатории, Григорий Евгеньевич через некоторое время появлялся у двигателистов:

— Есть настоятельная необходимость в том, чтобы тяга двигателя, работающего на участке посадки, изменялась в широком диапазоне.

— Это еще зачем?

— А вот зачем. Траектория спуска, как любая траектория, имеет начало и конец.

— Да! Вы сделали серьезную заявку на открытие.

Григорий Евгеньевич продолжал:

— По расчетам получается, что на конечном участке тяга должна быть равна весу станции на Луне...

— А он ведь в шесть раз меньше, чем на Земле, — оживился собеседник.

— Точно! Значит, один предел тяги вроде ясен. Теперь о ее верхнем пределе. Это такая величина тяги двигателя, которая обеспечивает минимальные затраты топлива на торможение и снижение станции на высоту...

— Понял. Давай в ее величине разберемся более подробно, — собеседник достал из ящика письменного стола логарифмическую линейку и принялся за какие-то нужные ему подсчеты.

Да, Григорий Евгеньевич не давал скучать никому из тех, кто прямо или косвенно мог оказаться ему полезным.

А трудностей было предостаточно. Конкретный пример — система внешнетраекторных измерений, которая как казалось, должна была сообщать все сведения о движении станции. И один из основных вопросов тут в недостаточности знания текущей высоты станции над лунной поверхностью, а таких слагающих много.

— Внешнетраекторные измерения привязываются к центру масс Луны...

Эстафета подхватывалась:

— А неточность знания расстояния от центра до точки посадки...

— Несмотря на наличие снимков и карт, рельеф поверхности известен недостаточно точно...

— На точность влияет знание общего уклона на участке посадки. А система внешнетраекторных измерений не сможет его выявить.

— Управлять с Земли таким быстротекущим процессом, как посадка, когда запаздывание информации со станции составляет порядка 1,5 секунды, а на выработку нужной команды, ее распространение и исполнение нужно еще какое-то время, практически, невозможно.

Стало ясно, что в составе бортовой аппаратуры должен быть прибор, который будет непрерывно измерять высоту станции над лунной поверхностью и сам, без помощи человека, выдавать ее значение в систему управления.

Так, на борту станции появился радиовысотомер.

Показания радиовысотомера уже могли использоваться для создания замкнутого контура системы управления. Все отклонения, как предвиденные, так и непредвиденные, по высоте вдоль трассы спуска в этом случае надежно парировались — траектория становилась почти независимой от начальных ошибок внешнетраекторных измерений, а рельеф отслеживался ею...

Некоторым уже начало казаться, что пункт мягкой посадки в плановых документах можно округлять, и хотя бы частично переключаться на другие не менее важные дела. Но анализ показал, что спешить с этим еще рановато — один высотомер все-таки с задачей мягкой посадки явно не справлялся.

После второго торможения спуск станции выглядит так. Станция «падает» и, падая, набирает скорость, усугубляя свое и без того нелегкое положение. Назревает аварийная ситуация.

— Включайте же скорее двигатель! — Слышится взволнованный нетерпеливый голос.

Действительно, только это единственное радикальное средство может спасти станцию. Однако выбрать момент, в который это нужно сделать, далеко не простое дело. Хотя кажется, чего же проще, чем включить двигатель пораньше.

— Нет! — Отвечают управленцы. — Раньше плохо.

— Почему?

— Очень просто. Спуск станет экономически невыгодным, — лаконично, как само собой разумеющееся отвечают управленцы.

— Непонятно.

— Да потому, что если станция начнет торможение раньше, то время работы двигателя при этом соответственно увеличится, значит, расход горючего станет больше, значит, запасы его на борту должны быть большими, значит, масса... Продолжать?

— Тогда давайте включать позже.

— Не пойдет. Если «позже», то падающая станция наберет большую скорость, и тогда у двигателя не хватит тяги, чтобы затормозить ее, и станция (затяжная пауза должна, видимо, усилить эмоциональное впечатление)... и станция разобьется. Нет! Двигатель нужно включать при вполне определенных условиях, скажем, при каком-то наперед заданном соотношении между высотой и скоростью станции.

Любому человеку приходится сталкиваться со многими вещами, которые крепко-накрепко вошли в его быт, в его сознание. Среди вещей, окружающих человека, важное место занимает портрет. Портрет может быть групповым, а может быть и индивидуальным. Портрет может быть приятным воспоминанием или безусловной необходимостью. Разные бывают портреты.

Управленцы создавали особые портреты — «фазовые».

Различий между обычным портретом и «фазовым» достаточно, но принципиальная разница состоит, по-моему, в том, что на «фазовом портрете» можно увидеть то, что не увидишь ни на каком другом — будущее, а не прошлое. «Фазовый портрет» в нашем случае — это график, по оси абсцисс которого отложена скорость спуска, а по оси ординат — высота. Рассчитанная в сложных задачах и нанесенная на график кривая отображает соотношение между скоростью станции и высотой ее над поверхностью Луны в каждый момент времени. Траектория снижения станции должна строиться так, чтобы каждому значению высоты соответствовала максимально возможная скорость спуска станции, которую она с учетом всех имеющихся в системе ошибок успевает выбрать еще до соприкосновения с лунной поверхностью.

А ведь измерение высоты — это еще не все.

Моделирование процесса посадки показало, что если мы хотим, чтобы станция опустилась на Луну действительно мягко и не опрокинулась при посадке, станция должна обязательно измерять три составляющих вектора скорости; конечно, вертикальную и две горизонтальные — продольную и боковую. Знание этих величин позволит системе управления принять своевременные меры, и она будет управлять станцией так, чтобы свести значения их к нулю, или почти к нулю.

Так, управленцы еще до визита Слонимского пришли к необходимости измерять скорость станции относительно лунной поверхности. Прибор, который с успехом мог это делать, должен был работать на эффекте Доплера.

Среди физиков XIX века есть много славных достойных имен ученых-первооткрывателей, основоположников. С позиции сегодняшнего дня зачастую становится просто непостижимым, как эти люди в столь отдаленные от нас времена, не имея современных, оснащенных согласно рекомендациям оргтехники лабораторий, совершали гениальные научные открытия. Они до сих пор поражают нас своей прозорливостью и предвидением. Их было много, но в первой шеренге по праву находится австрийский физик и астроном Доплер, который еще в 1842 году предсказал эффект, впоследствии названный его именем. Эффект заключается в том, что движение источника колебаний относительно приемника вызывает изменение частоты этих колебаний в месте приема.

Если подняться на железнодорожную платформу и понаблюдать за электричкой, которая проносится мимо, гудком сирены возвещая свое появление, то несмотря на то, что машинист не меняет тон сирены, вам покажется, что он изменяется от высокого (При приближении электрички) до низкого (при ее удалении). Вы — приемник колебаний — станете непосредственным участником эффекта Доплера.

Во времена Доплера радио не было даже и в задумках. Но, наверное, в радиотехнике, как ни в какой другой науке, эффект Доплера не используется так широко. И, может быть, поэтому и в силу каких-то других причин, многие радисты, вспоминая ученого, уважительно говорят о нем «товарищ Доплер», об эффекте — «эффект товарища Доплера», а о приборе, работающем на этом принципе — просто «Доплера».

Особенность нашего «Доплера» состояла в том, что он находился как бы на стыке радиотехники и управления. Ведь по принципу действия — это радиоприбор, а по назначению — элемент системы управления. Поэтому над прибором у нас на фирме работали и радисты, и управленцы. И всем им хватало дел.

Григорий Евгеньевич с головой ушел в «Доплер». Он не должен был разработать схему прибора, определить, скажем, количество транзисторов, резисторов, конденсаторов и трансформаторов, связать их в единую схему — это дело Слонимского. Он же должен был представить себе прибор, в основе которого заложен эффект Доплера в виде четырехполюсника, с одной стороны вход, с другой — выход, а в середине — математическое выражение его возможностей. В первую очередь требовалось понять, что же «Доплер» должен иметь на своем «выходе», какие сигналы он должен выдать в систему управления и что, в свою очередь, будет поступать на его вход. Хотя бы в первом приближении.

Несмотря на то, что Григорий Евгеньевич является, если можно так выразиться, управленцем с радиотехническим уклоном, без настоящих радистов с этой работой ему справиться было трудновато хотя бы потому, что моделирование процесса посадки и выяснение всех обстоятельств, связанных с этим, отнимало у него все время. И поэтому Алексей Кесеев, молодой талантливый радист, в основном пропадал у управленцев. Он совершал рейсы между Григорием Евгеньевичем и своим непосредственным начальником — Синицей.

Синица — многоопытный радист, руководитель группы; в его служебной «орбите» множество вопросов, начиная от телевидения и радиолиний до «Доплера» и посадочного радиовысотомера. Именно он должен был на этом начальном этапе подготовить техническое задание, по которому Слонимский будет разрабатывать свой прибор.

И поэтому не только у управленцев были вопросы к радистам, но и у радистов к ним их было немало.

А если вопросы становились совсем сложными, то к решению подключались сотрудники отдела Слонимского — эти «классики-первоисточники», вырабатывающие теоретические и практические решения по «Доплеру».

Режим работы Алексея способствовал такому гармоническому всестороннему техническому развитию молодого специалиста, о котором можно было только мечтать. Он был нужен управленцам:

— Леша, ты уже разобрался с отражениями радиосигналов от лунной поверхности? Ведь при изменении пространственного положения станции, а вместе с ней и антенн прибора, характеристики отражения будут тоже меняться. Ты сможешь рассказать, как?

Вокруг стола, за который, как почетного гостя, усадили Лешу, наступила тишина, нарушенная вскоре молодым звонким голосом.

— Алексей, ты объяснил управленцам, что, если они хотят измерять составляющие вектора скорости, то прибор должен быть многолучевым?

Дело в том, что доплеровский измеритель можно строить по-разному. Ну допустим, на каком-то летательном аппарате устанавливают передатчик, излучающий с помощью одной антенны (однолучевая система) радиосигналы определенной частоты в направлении земной поверхности под известным углом к оси объекта. Отраженный от Земли радиосигнал, который принимается бортовым приемником согласно эффекту Доплера, отличается по частоте от излученного. Разность этих сигналов, выделенная в бортовом смесительном устройстве, и будет прямо пропорциональна скорости объекта, в данном случае, его путевой скорости.

В общем, однолучевой измеритель дает ограниченную информацию, которой явно недостаточно.

Для решения задачи «самой мягкой посадки» «Доплер» должен быть усложнен, количество антенн увеличено. Следовательно, нужен многолучевой прибор.

Так, осваивались подступы к многолучевой доплеровской системе, которая в будущем будет измерять все нужные составляющие вектора скорости.

Практически отработка началась значительно позже, когда в организации Слонимского был изготовлен первый экспериментальный образец, который с большими предосторожностями был доставлен к нам в КБ для моделирования движения станции на участке спуска.

Я помню, как участники эксперимента, выстроились у входа в корпус в нетерпеливом ожидании первого «Доплера».

Начался новый этап работы, который длился день, неделю, месяц...

Особенность этой работы состояла в сочетании широких возможностей, которые сулит математическое моделирование и реальная аппаратура с ее характерными погрешностями. Такая многоплановость материальной базы определила представительный состав исполнителей, одним из которых стал и Леша Кесеев.

Когда он однажды вошел в лабораторию, то был просто поражен бросающейся в глаза «разномастностью» приборов, расставленных в какой-то непонятной последовательности на стеллажах. Казалось, что здесь организовано нечто вроде выставки, но вот тематическая ее направленность не сразу становилась понятной. Толстые жгуты соединяли приборы друг с другом, со светло-серыми «ящичками», смонтированными в стойки, очень напоминающими вокзальные автоматические камеры хранения. Наши были поменьше.

— Усилители постоянного тока, — кивнул в сторону моделирующей модели («ящичков») начальник группы Бортников, — Может интересуетесь большим усилением? — спросил он шутливо Лешу. — Пожалуйста, каждый коробочек, — он показал на усилители, вмонтированные в «ящички», — десять миллионов. Подойдет?

В комнате было жарко. Даже очень. Грелись «миллионы», работали приборы и поначалу не верилось, что здесь можно еще и шутить.

— Вас не удивляют наши конструкторы? Они выпускают чертежи на станцию, — продолжал Бортников, — не зная, что станция уже существует. И не просто существует, но в данный момент совершает посадку на Луну.

На экране многолучевого осциллографа беспокойно заметались светлые линии.

— Все... Нет станции... Разбилась...

Он с наигранной удрученностью расстегнул воротник сорочки и опустился, имитируя усталость, на стул. — Нет, без помощи товарища Доплера ничего не получится.

— Давайте мы его попросим. Может выручит.

Но на первых порах и этот «товарищ» не выручал. Подбор экспериментальным путем характеристик цепочки управления станцией «Доплера» — логического блока — органов регулирования величиной тяги двигателя и переходных коэффициентов между ними оказался делом затяжным и нелегким.

Сколько сочетаний цифр перебирают ежедневно посетители игорных домов Монте-Карло в погоне за призрачным выигрышем на «зеленом сукне»?

— Неплохо бы, — как-то сказал управленец Суржиков, — зачислить этих посетителей к нам в штат для перебора и наших возможных вариантов.

Предложение Суржикова не получило нужной поддержки, хотя, действительно, число сочетаний различных возможных параметров системы, влияющих на «мягкость» посадки было больше, чем достаточно и требовало применения особого принципа для их оценки. Кстати, этот принцип так и называется «Принцип Монте-Карло».

Сложность и трудоемкость моделирования заключалась еще и в том, что применяемая реальная аппаратура была новой, практически, не опробованной, не отработанной; это были первые образцы... Моделирование сочеталось с ее освоением и иногда с доводкой.

Когда проводили первый «запуск», раздавшийся треск прозвучал взрывом в сосредоточенной тишине внимания и напряжения. «Нарушитель» тишины был обнаружен сразу — срезалась шпонка, соединяющая дроссель регулятора тяги с приводом системы управления, оказалось, что рассчитанная только на статическую нагрузку, она не выдержала динамических усилий, возникающих при колебательном процессе — этой непременной особенности любой системы регулирования.

Это лишь один из примеров пользы работы с реальной аппаратурой.

В лаборатории моделирования уже решены десятки вариантов спуска станции — на широких бумажных лентах осциллографа рассказывалось о поведении многих параметров станции — скоростей, пространственных координат, тяге двигателя, перегрузках... В общем, уже можно было говорить о выборе того режима, который должен быть. Многое уже прояснилось, но это еще ведь только моделирование.

Для того чтобы «Доплеру» можно было доверить руководство реальной операцией посадки, многого еще не хватало. И в частности, пока еще не выявлены все его слабые стороны.

Для того чтобы не случилось беды, каждый вновь разработанный прибор проходит целый ряд сложнейших испытаний в наземных условиях.

«Близнецы» «Доплера» несмотря на свою «молодость» уже многое успели повидать, испытать и пережить. Их нещадно морозили в камерах холода, для них создавали невыносимую жару в камерах тепла, центрифуга кружила их «электронные головы», а на вибростендах их проверяли на способность работать в условиях жесточайших вибраций. Словом, было почти все, что их ожидало в будущем, хотя условия наземных испытаний в какой-то степени были даже более тяжелыми.

И только тогда, когда «Доплер» всему выучился, одного из его родных братьев вывезли на летное поле аэродрома и закрепили на специально отведенном месте снаружи фюзеляжа самолета для последних проверок. В кабине самолета, освобожденной от кресел с откидывающимися спинками, установили измерительную аппаратуру. Маршруты полетов прокладывались и над горами, и сухим песчаником; они выполнялись в горизонтальном полете, при различных кренах самолета. Определялась точность измерений, работа вычислителя, характеристики выходных команд...

В конце концов все это было проверено. Все, казалось, доведено, однако... На Земле можно многое испытать, подсчитать, проверить. А вот в случае с «Доплером» апробированная методика явно оказывалась недостаточной. Прибор обладал исключительно высокой чувствительностью.

При такой высокой чувствительности вибрации конструкции станции имеют первостепенное значение. Дело в том, что в районе размещения прибора на станции находятся кронштейны, с помощью которых крепится часть блоков, в том числе и он сам, различные трубки и патрубки, жгуты проводов, высокочастотные фидеры... Все это попадает в поле зрения антенной системы, — кто ближе, кто дальше. Вот из-за высокой чувствительности измерителя все эти элементы и могут служить источником помех. Каким образом?

А если они при работе двигателя на посадке начинают вибрировать, да еще на своей резонансной частоте, да если частоты находятся в полосе пропускания приемника прибора, то естественно, что он примет их, а не отраженные от лунной поверхности сигналы, которые с большой степенью вероятности по своей величине будут слабее.

При испытаниях на самолете прибор тоже вибрирует, но на нем, к сожалению, сами вибрации не те, что на станции, да и вся «вибрационная» обстановка, конечно, другая, не соответствующая реальной...

И вот однажды раздался телефонный звонок;

— Зайди ко мне! У меня Слонимский.

— Сейчас буду, — ответил я Главному конструктору и уже отработанным «шагом-бегом» направился в корпус, где находился его кабинет.

По обе стороны стола сидели представители смежной организации и наши конструктуры. На доске были нарисованы несколько, может быть, грубовато эскиз размещения «Доплера» на станции и диаграммы излучения его антенн.

Бабакин прохаживался по кабинету, видимо, что-то обдумывая.

— Ну, суть дела тебе объяснять не надо — сказал он. — Сейчас речь идет о том, как воспроизвести на Земле реальные вибрации и проверить их влияние на работу прибора.

— Ясно! — Мне не оставалось ничего другого ответить.

— Где сейчас антенный макет станции?

— Макет на вышке. По плану на нем отрабатывается антенна радиокомплекса, работающая на участке посадки.

— А у вас вибростенд чем занят? — был задан вопрос Петревичу, в подчинении которого находились люди, не только определяющие «вибрационную» обстановку на станции, но и способствующие тому, чтобы все бортовое оборудование работало в этих условиях как надо.

— Проверкой узлов крепления двигательной арматуры.

— Скажите, Виктор Ефремович, когда бы вы смогли доставить нам действующий «Доплер», контрольную аппаратуру, ну и, конечно, направить людей для работы? — Главный взял лист бумаги и начал что-то писать. Совещание началось.

— Через три дня все будет у вас, — подвел итог Виктор Ефремович.

— Предлагается следующий порядок работы, — Георгий Николаевич встал и глядя на исчерканный лист бумаги, лежащий перед ним, продолжал. — На антенный макет, который сейчас находится на вышке, мы установим прибор, который вы, Виктор Ефремович, дадите через три дня. Для того чтобы избежать влияния вышки, макет мы установим вверх ногами, или, извините, вверх посадочными опорами. При этом антенны будут смотреть в небо, — Главный улыбнулся. — Ну, а Петревич со своими товарищами обеспечит получение на макете реальных вибраций с помощью поднятой на вышку вибрационной установки; проверку узлов крепления пока приостановите — время еще есть, — он повернулся к Петревичу. — Срок на все — девятнадцатое.

— А сегодня уже второе, — подумал вслух Петревич.

— Я исходил из того, что пока аппаратура от Виктора Ефремовича не пришла, нужно поднять на вышку и установить вибростенд, макет станции перевернуть. На это — день. Два дня на налаживание вибростенда, отработку режимов возбуждения. В течение следующих двух дней отработка методики эксперимента, пробные включения аппаратуры и проверка объективности контроля выходных сигналов «Доплера». И пять дней на окончательную проверку. Придется потарапливаться, — добавил он, видимо, чувствуя чей-то пессимизм.

В «Программе», которую мы подписали, чуть позднее об этих работах было записано так:

«...установить дополнительные датчики для замера вибраций на левую ближнюю к прибору опору, на двигательную установку, на корпус вблизи сопла.

Измерить помехи при возбуждении вибраций на левой задней опоре при различных перегрузках.

Измерить помехи при возбуждениях правой ближней опоры, крышки двигательной установки, крышек разъемов...».

— Как будем выходить из положения, если обнаружится влияние станции? — задумчиво спросил Слонимский.

— Как? — удивленно переспросил Бабакин, — конечно же сообща. На это — еще неделя. Ведь многое придется повторить — нужно будет убедиться, что принятые меры действенны.

Через несколько дней мы собрались около вышки, которая напоминала высокое ажурное сооружение, несколько суживающееся кверху. Вышка была выполнена из дерева без единого гвоздя и почти без металлических элементов для того, чтобы металл не влиял на характеристики исследуемых на вышке антенн.

Точно по графику с помощью специальных приспособлений на вышку был поднят вибростенд, позволяющий вызвать вибрации станции с различными частотами и амплитудами, а макет посадочной ступени будущей станции «Луна-16» — точная копия реальной — установлен вверх «лапами».

Производя пробный запуск агрегата, один из испытателей подобрал такие режимы вибрации станций, которые, судя по показаниям многочисленных датчиков, полностью соответствовали заданным.

И вот тут-то началось. Контрольная аппаратура, по которой можно было судить о работе «Доплера», показывала, что при определенных вибрациях посадочной ступени на его выходе появляется ложный сигнал — сигнал, которого ни в коем случае не должно быть.

Действительно, антенные лучи еще не только не «упирались» в лунную поверхность, но даже не «смотрели» в сторону Земли, а прибор срабатывал.

В реальных условиях такое срабатывание разрушило бы, конечно, весь процесс спуска, контур управления рассыпался, как карточный домик, и станция нашла бы свой бесславный конец в вечной тишине лунных просторов.

Неправильный сигнал в технике может привести к катастрофе. И поэтому в технике должно быть абсолютно все правильно. Но для этого нужно найти причины появления ложных сигналов, место их возникновения и принять такие меры, которые помогут избавиться от них. Савельев ловко орудовал со своим стендом, находя на макете точки приложения вибраций, обеспечивающие нужное возбуждение. Держа в руках переходной возбуждающий узел, Савельев здорово походил на зубного врача, осторожно ищущего у больного болевую точку. Привычка Сережи носить на работе в любых условиях белый халат усиливала это сходство.

Может быть, именно это способствовало тому, что мы смотрели на него не только с уважением, но и с некоторым страхом. Хотя нужно заметить, что для этого были и другие причины — хотя бы потому, что объем наших предстоящих поисков определялся во многом результатом его экспериментов.

Первые же включения показали, что если по-настоящему не принимать мер по исключению этого влияния, то, наверное, всю нижнюю половину ступени нужно укрыть каким-то радиопоглощающим материалом. Но ведь этот материал — не только лишняя масса; он может затруднить и даже нарушить работу ряда подвижных систем — посадочных опор, антенных штанг...

Начальник вышки Коля Мошкарев — человек большой творческой активности, со своими ребятами за это время просто измучился, на правах хозяев помогая буквально всем: и даже вибраторщикам, у которых от долгой, непрерывной работы начали ломаться переходники-возбудители — их срочно нужно было делать заново, да так, чтобы из-за них не сорвать утвержденный график, а конструкторы все тащат и тащат «покрытия» из радиопоглощающих материалов — их нужно закреплять на «подозрительных» элементах антенного макета. Доплеристы в общем-то чужие люди на фирме... Кто, как не он, раздобудет еще один источник питания, о котором забыли раньше, да еще обязательно со стабилизированным напряжением...

На вышке все чаще стали появляться люди, которые хоть чем-то могли помочь общему делу, оказаться полезными в кропотливых и упорных розысках.

Именно в эти дни у нас стал бывать Леонид Борисович, известный антенщик. Теоретик и практик, разработчик ряда типов антенн и создатель сложных антенных устройств, он пользуется заслуженным авторитетом и уважением среди специалистов различных направлений. Антенны измерителя, кстати, разрабатывались тоже под его руководством.

Пушистые кроны деревьев, разросшийся кустарник, словно сказочные зеленые стены обрамляли дорогу, ведущую к стенду. Огромные металлические отражатели издали напоминали палатки, вроде бы расположенные хаотично, а в действительности в строгом и нужном порядке, обеспечивающем исключение вредных радиоотражений от Земли.

Я относительно давно не видел Леонида Борисовича и сразу же обратил внимание, что он несколько осунулся и даже улыбка, которая, как обычно, озаряла его лицо, не может скрыть усталость, а может быть и озабоченность — теперь он тоже отвечал за окончание работы на вышке в срок.

Нетерпеливые звонки Главного конструктора по телефону, который Мошкарев, воспользовавшийся подходящей ситуацией, достал для вышки и его настойчивое требование позвонить сразу же, как приедет Леонид Борисович, ясно показывали, какая роль ему отводилась.

А для этого у Главного были веские основания, — наверно, уже два десятка лет тому назад состоялась их первая встреча.

— Леонид Борисович на вышке, — с удовольствием доложил я.

— Дай ему трубку.

— Здравствуйте, здравствуйте... Да, только что приехал, — улыбаясь проговорил Леонид Борисович. Конечно, конечно... Нет, пока не наладим я буду приезжать ежедневно... Обязательно заеду к вам, но только, когда закончим. Хорошо, обязательно посмотрю, — громко заверил он собеседника и положил трубку. — Бабакин просит внимательно посмотреть антенну. По вашим докладам он пришел к мысли, что нужно не только локализовать отражения, но и попытаться исключить первопричину, которая может быть, кстати, и в антенне... Да, он не изменился, — задумчиво сказал Леонид Борисович, — мыслей и идей хоть отбавляй.

В общем, родилась еще одна программа действий, дополнительная, не предусмотренная утвержденным документом, которую нужно было выполнить опять же к намеченному сроку, ибо весь последующий цикл работ с прибором выходил тогда на критический путь сетевого графика, — очень уж много нужно было сделать после нас, после окончания наших экспериментов — выпустить рабочие чертежи, изготовить нужные элементы, ввести в документацию еще и новый объем проверок и еще и еще...

Мерный рокот вибростенда с непривычки не давал сосредоточиться, отвлекал, приходилось повышать голос, чтобы быть услышанным и понятым. Но это сначала. Адаптация произошла быстрее, чем это могло показаться, и дискуссии на вышке проходили с неменьшим неистовством, чем на земле. Мошкареву пришлось выставить на верхней «палубе» вышки специальный пост, в обязанности которого входило наблюдение за дискутирующими, чтобы в пылу ожесточенной полемики никто бы не выпал за «борт палубы», огражденной тонкими деревянными планками.

— Это какой-то кошмар — все влияет, — сам с собой вслух, хмурясь разговаривал Перовский, — и левая опора, и правая...

Женя Приставкин стоял перед Перовским и показывал листки, испещренные цифрами.

— Наверное, ты измеряешь не точно. — Перовский нажал на тумблер, находящийся на поверочном пульте и перевел его в положение «Вкл.» — А калибровку ты делал?

При неправильной калибровке чувствительность приборов повышалась.

Результаты измерений повторяли данные, полученные Приставкиным — радоваться было нечему.

— А если нам попытаться сузить диаграмму излучения передающей антенны? — Леонид Борисович склонился над пультом. — Если у нас это получится, тогда площадь, которую облучает антенна, станет меньше, соответственно меньшая часть конструкции посадочной системы будет облучаться и уже не все элементы примут участие в формировании отраженного ложного сигнала.

— Менять антенны на уже готовых станциях мы не можем — нет времени, — Перовский неделю тому назад завизировал график поставки летных приборов.

— Я тоже думаю, чтобы обойтись без этого и ограничиться лишь незначительными доработками. У меня есть предложение.

Мы затихли. Женя Приставкин подошел к нам.

— Попробуем на антенну поставить бленду.

Еще не зная, что это, Мошкарев громко вздохнул — опять что-то нужно доставать.

— Многие из вас занимаются фотографией. — Женя утвердительно за всех кивнул. — Так вот! Для того чтобы при съемке в объектив не попали боковые лучи солнечного света, на его тубус надевается бленда...

— Вот вы о чем, — еще, видимо, не очень понимай к чему клонит Леонид Борисович, разочарованно произнес Приставкин.

— Именно об этом. Солнечная бленда — это металлический цилиндр или конус. Вот давайте по такому же принципу попробуем сделать антенную бленду. Только с другой, обратной задачей — отсечь какие-то боковые излучения.

Да! Это логическое развитие предложения Главного, — подумалось мне.

Бленда, невысокий цилиндрический раструб, окаймляющий передающую антенну, отсекла часть диаграммы антенны и уменьшила влияние вибрирующей станции. Теперь для получения полного и нужного эффекта радиопоглощающим покрытием нужно было прикрыть лишь незначительную часть конструкции, что устраивало абсолютно всех.

Отраженные сигналы были ликвидированы.

— Протокол проверок оформим завтра? — спросил Мошкарев, которому не терпелось отпустить по домам свою подуставшую за это время «команду».

— Протокол, конечно, нужно делать в течение нескольких дней, а вот сегодня давайте составим и подпишем экспресс-отчет. Ведь сегодня еще девятнадцатое, правда, уже двадцать один тридцать, но все же девятнадцатое, — послышался из дальнего угла вышки чей-то голос.

Прошло время... И станция «Луна-16» — первая из нового поколения лунных автоматов — подлетела к Луне, вышла на ее орбиту, провела маневры, обеспечившие ее посадку в заданный район — море Изобилия.

Проведена ориентация станции, обеспечившая ей требуемое для торможения положение. Навесные отсеки с бортовой аппаратурой, не нужной для работы на Луне, и баки с остатками топлива сброшены.

Наступает ответственнейший этап полета — торможение. Оно осуществляется в два этапа. Сначала, когда высота станции над лунной поверхностью составляла 15 километров, а сама она была удалена от расчетной точки посадки на расстояние около 250 километров, на заданное время была включена двигательная установка. Скорость станции уменьшилась, начался ее сход с орбиты и снижение.

Второй этап — этап управляемого торможения — начался на высоте около 600 метров, когда основной двигатель включился по сигналу радиовысотомера еще раз. В дальнейшем для поддержания требуемого соотношения параметров движения режим его тяги изменялся на основании информации о скорости и высоте полета станции над Луной от «Доплера» и радиовысотомера.

На высоте около 20 метров по команде от системы управления основной двигатель был выключен. Дальнейшее торможение станции осуществлялось двигателями малой тяги. В двух метрах от поверхности Луны они были выключены, и станция «Луна-16» совершила «самую мягкую посадку» — ее горизонтальная скорость практически была равна нулю, а вертикальная — не превышала 2,5 метров в секунду.

...Потом посадку на Луну совершила «Луна-17», за ней — «Луна-20», «Луна-21», «Луна-24».