"Гражданская авиация", вероятно №4, 1989 г. с. 23, 26.
Читатели, вероятно, помнят, что 15 мая 1987 года в Советском Союзе был произведен первый пуск универсальной тяжелой ракеты-носителя "Энергия" с макетно-технологическим грузом. Ее размеры, масса, мощность двигателя, необходимость обеспечения высокой точности выведения и эксплуатационной надежности предъявили неимоверно высокие требования к процессу ее предстартовой подготовки и пуску.
И вот ровно через полтора года, что называется, "день в день" - 15 ноября 1988 года осуществлен второй пуск "Энергии". Только теперь она уже несла на себе не макетно-технологический груз, а реальный орбитальный корабль многоразового использования под названием "Буран". Как оценить временную дистанцию длиною в полтора года - много это или мало! Для тех, кто просто ждал очередного пуска, конечно же, много. Но для специалистов, всех тех, кто напряженно трудился, дистанция эта промелькнула, словно один миг.
Важной особенностью технологического графика подготовки пуска универсальной ракетно-космической транспортной системы "Энергия" является наличие большого числа протекающих одновременно процессов, а также необходимость их строгой синхронизации по времени. Только высокая степень автоматизации всего процесса предстартовой подготовки и пуска дала возможность обеспечить это условие. Причем, если в первый период подготовки и на этапе заправки лидирующую роль в синхронизации играет автоматизированная система управления стартовым комплексом, которая имеет некоторую возможность изменять шкалу времени, то с момента начала подготовки к пуску бортовых систем контроля и управления эта роль переходит к наземной и бортовой аппаратуре системы управления запуском двигателей и полетом. Она включается за несколько десятков минут до пуска и работает по жесткому временному графику. Сбой в работе любой системы на этом последнем этапе приводит к изменению времени пуска или к его отмене. Из этого обстоятельства вытекают особо жесткие требования к надежности систем подготовки.
Отмена пуска "Энергии" 29 октября 1988 года наглядно подтвердила это. Автоматизированная система предстартовой подготовки своевременно и четко зафиксировала задержку в процессе отделения от ракеты переходной плиты с приборами азимутального наведения гироплатформ системы управления полетом, а затем выдала команду на автоматическое прекращение подготовки (АПП). Прямо скажем, выданное по громкоговорящей связи сообщение - "АПП!" как бы пригвоздило к земле всех, кто находился в бункере управления. Ведь до "контакта подъема", который уже свидетельствует о начале полета, оставалась всего... пятьдесят одна секунда.
В такой ситуации технически можно было принять только одно единственное решение - слив компонентов топлива и приведение всех систем "Энергии" и "Бурана" в исходное состояние. Что, собственно, и было сделано.
Подготовка пуска требует синхронной работы не только систем стартового комплекса, но и других наземных комплексов космодрома.
Первое, что необходимо от них для начала подготовки пуска. - это обеспечить старт, посадочный комлекс "Бурана" и работу всех других служб, обеспечивающих пуск электроэнергией от двух, дублирующих друг друга и в то же время независимых источников. Сложность задачи заключалась в необычно большой их энергоемкости. К слову сказать, она равна электропотреблению достаточно большого города.
Одновременно вступает в действие и метеорологическая служба, которая обеспечивает постоянный прогноз погоды на день пуска, а в день старта дает метеосводку и прогноз каждый час, как в точке старта, на посадочном комплексе "Бурана", так и по всему активному участку траектории полета.
Проводя первый пуск любой ракеты и особенно такой, как "Энергия", всегда желательно иметь благоприятные метеоусловия. К большому сожалению, 15 ноября метеорологическая обстановка сложилась неблагоприятной. За час до старта даже было получено штормовое предупреждение. Замер фактической скорости ветра показал, что он на пределе допустимого. И все же решение на пуск было принято.
Перед началом процесса предстартовой подготовки - заправкой руководитель пуска получил доклады о готовности к приему и обработке телеметрической информации измерительных пунктов космодрома и вдоль всей трассы полета, а также других служб, обеспечивающих пуск.
Затем начался непосредственный процесс предстартовой подготовки на стартовом комплексе. С этого времени все остальные комплексы и службы работали синхронно по единому временному графику, который полностью определяется процессами хода подготовки пуска "Энергии" и "Бурана" на старте.
Стартовый комплекс представляет собой ряд сооружений, рассредоточенных на большой площади, что обусловлено требованиями их взаимной безопасности на случай возможных нештатных ситуаций как внутри самих сооружений, так и вне их при аварии ракеты на старте. Пусковое устройство, на котором стоит "Энергия" и с которого она стартует, представляет собой железобетонную конструкцию с расположенными в ней механизмами удержания ракеты-носителя и устройств подвода пневмо-гидравлических и электрических связей. Под ней находится заглубленый лоток с тремя газоходами для отвода газовых струй двигательных установок при запуске ракеты.
За несколько секунд до запуска двигателей в проемы пусковой установки подаются потоки воды, чтобы уменьшить акустические нагрузки, вызванные работающими двигательными установками. На начальном участке полета водяные струи подаются вверх, с целью снизить эти нагрузки.
Сложные технические проблемы пришлось решать при создании систем заправки, особенно жидким переохлажденным водородом, что делалось впервые. Хранилища криогенных компонентов топлива - жидкого водорода и кислорода - представляют собой шаровые емкости с экранно-вакуумной изоляцией. Учитывая их особую взрывоопасность, емкости вынесли на значительное расстояние от стартового устройства, где стоит ракета. Менее опасные компоненты и сжатые газы расположены ближе. В процессе заправки "Энергии" и "Бурана" необходимо было управлять более четырьмя тысячами исполнительных органов, обеспечивая заправку всех десяти баков ракеты-носителя и одного бака "Бурана". При этом требовалось иметь информацию о средней температуре переохлажденного жидкого водорода с высочайшей точностью, а также о том, чтобы отклонение уровня компонента в каждом баке не превышало десяти миллиметров.
Пневмо-гидравлические и электрические связи наземных систем с ракетой-носителем осуществлялись через ее торец и боковую поверхность посредством заправочно-дренажной мачты, имеющей подвижные площадки. По этим площадкам проложены коммуникации для заправки и дренажа, а также электрические кабели связи "земля-борт". В соответствии с технологическим графиком эти площадки поочередно отводятся, а последняя, где проложена магистраль дренажа водорода, отводится только после запуска двигателя и начала движения ракеты. Ее масса более двадцати тонн. Требуемое время на отвод - несколько секунд. Сложность заключается в том, что такую огромную массу в эти же несколько секунд необходимо затормозить и плавно остановить.
С чем связана необходимость такой сложной технологии отвода последней площадки! Она определяется тем, что заправляемый в бак жидкий водород "парит" и эти пары ни в коем случае не должны смешиваться с атмосферным воздухом. В противном случае неминуемо произойдет взрыв. Магистраль отвода этих паров от ракеты как раз и проложена по указанной площадке. Поэтому, пока ракета не начала подъем, отводить ее никак нельзя. Большинство связей "Бурана" с наземными системами осуществлялось через торец его хвостовой части и разрывалось движением корабля.
Система автоматизированного управления стартовым комплексом построена по иерархическому принципу и имеет три уровня с общим числом выдаваемых команд и принимаемых сигналов - более ста тысяч.
Следующей важной проблемой, которую надо было решить особенно для первых пусков, явилось получение в реальном масштабе времени информации о параметрах пневмо-гидравлической и других схем ракеты. Для этого использовались три системы второго уровня. Первая основана на принципе дистанционного измерения, что позволило технологам-разработчикам непрерывно следить за ходом изменения параметров в процессе подготовки с документированием наиболее важных участков. В двух других системах заложен принцип телеизмерении с документированием процесса подготовки и последующей обработкой информации в реальном масштабе времени для вывода ее на дисплеи.
Особый класс составляют системы управления, измерения и контроля таких технологических процессов, как хранилища компонентов топлива и газов. Они обеспечивают их хранение, а в процессе заправки управляют подачей на вход ракеты-носителя. От автоматизированной системы управления стартовым комплексом они отличаются тем, что функции управления и контроля в них объединены в одной системе на базе специально разработанного микропроцессора. Алгоритм их работы программируется традиционными для вычислительных машин методами, а затем эти программы заносятся в постоянные запоминающие устройства. Обеспечена возможность изменять программы запоминающих устройств непосредственно на космодроме, что создает основу для оперативного внесения необходимых изменений, возникающих в процессе отработки предстартовой подготовки.
Немаловажное внимание при подготовке пуска было уделено вопросам безопасности. Значимость этих мероприятий для ракеты-носителя "Энергия" и всего стартового комплекса определялась тем обстоятельством, что в качестве компонентов топлива использовался жидкий кислород и жидкий водород - два компонента, которые с точки зрения безопасности несовместимы. Поэтому на ракете и стартовом комплексе были приняты конструктивные, технологические и организационные меры, исключающие их смесеобразование.
В отсеках ракеты-носителя "Энергия", где могли появиться пары водорода и кислорода, установлены малоинерционные газоанализаторы, способные выдавать необходимые сигналы, если концентрация паров превышает установленные нормы. По этим сигналам в отсек, откуда они поступили, подается газообразный азот, причем расход подаваемого газа изменяется (увеличивается, а затем уменьшается) в зависимости от уровня сигнала газоанализатора. Аналогичные меры были приняты и в отсеках орбитального корабля "Буран".
Большую помощь в информационном обеспечении руководителей подготовки пуска оказала система технологического телевидения. Она обеспечивает дистанционный визуальный осмотр практически любого внешнего узла ракеты и элементов наземного оборудования.
Такая же система осуществляла визуальный контроль за отводом наземного оборудования от ракеты непосредственно перед пуском и в момент его, а также контролировала запуск двигательных установок и начальный участок полета "Энергии" и "Бурана".