1.7. Первые программы со стыковкой: «Союз» и «Джемини»

Новый космический корабль, которому присвоили условный индекс 7К, позднее получил название «Союз», ставшее известным всему миру. Наряду с ракетной «семеркой» — Р-7 — этот проект Королева оказал огромное влияние на развитие пилотируемой космонавтики, и не только советской. «Союз» пережил всех своих «современников», претерпел несколько модификаций и спустя без малого 40 лет после «зачатия» продолжает летать и остается почти вне конкуренции в программе МКС — международной космической станции, До сих пор на него оглядываются европейские специалисты, а китайские конструкторы взяли наш «Союз» за основу своего пилотируемого корабля.

В чем причины такого долголетия? Их несколько, объективных и субъективных. Первые следует искать, прежде всего, в той концепции, которую задумали и реализовали единомышленники и последователи Королева.

В середине 60-х «Союз» стал основой сразу нескольких проектов — корабля для облета Луны по программе Л1 и лунного орбитального корабля ЛОК по программе Л3 высадки человека на Луну (этим программам в пилотируемом варианте не суждено было осуществиться). Позднее на базе «Союза» реализовали первые международные программы.

Корабль получился по-настоящему многофункциональным и многоцелевым. Его спроектировали так, что он мог делать в космосе все, как классный игрок на футбольном поле. «Союз» мог свободно ориентироваться и маневрировать. Его снабдили средствами поиска другого корабля, сближения и стыковки. Он мог летать как в беспилотном, так и в пилотируемом варианте. Возвращение с орбиты стало также маневренным, более точным и комфортабельным. Конфигурация, компоновка позволяли достраивать корабль, расширять его функции почти так же, как гениальная архитектура современных персональных компьютеров. «Союз» не только стал транспортным средством для доставки космонавтов на будущие орбитальные станции. На борту первых станций использовались основные «союзовские» системы, а еще через несколько лет на его основе был создан грузовой корабль снабжения «Прогресс», благодаря которому оказались возможными длительные полеты в космос. И, наконец, принципиально повысилась безопасность полетов на «Союзах», хотя на начальном этапе за это пришлось заплатить очень высокую цену. Но это уже другая история и рассказы. В целом «Союз» побил все рекорды долголетия, космических миссий, пилотируемых и беспилотных модификаций.

Путь к нашему космическому «Союзу», к созданию этого корабля, ставшего эпохальным, оказался длинным и извилистым.

Первые полеты показали, что у одиночного корабля в космосе не так уж много возможностей. На орбите, как и на Земле, в одиночку нельзя решать большие задачи — нужны партнеры. Осознав это, в ОКБ-1 под руководством Королева приступили к разработке орбитальных комплексов со средствами сближения и стыковки. Уже на начальном этапе рассматривались конкретные применения этой техники, например, сборка на низкой орбите ступеней ракеты для запуска спутника-ретранслятора на геостационарную орбиту, сборка тяжелых орбитальных и межпланетных станций.

Впервые у нас заговорили о космических проектах со стыковкой уже в 1961 году, вскоре после полета Гагарина. В 1962 году были подготовлены предложения по созданию средств для орбитальной сборки. С этой целью предлагалось использовать модифицированный корабль «Восток» под индексом 3КЖ для создания полуавтоматического сближения и стыковки с участием космонавтов. В предложениях делалась ссылка на аналогичный проект в США: космонавтика стала оглядываться на набиравшую темпы астронавтику. Уже на этом этапе проектирования рассматривались несколько вариантов; наряду с пилотируемыми предполагалось создание беспилотных кораблей и ракетных блоков, их совместное использование для решения новых задач. По существу, проект предопределил дальнейшее развитие всей нашей пилотируемой космонавтики.

Первый проект сборки на орбите: 7К, 9К, 11К

Промежуточным этапом проекта стал документ, утвержденный Королевым в мае 1963 года. Представленный в нем орбитальный комплекс состоял из пилотируемого корабля (условный индекс 7К), космического буксира (9К) и заправщика топливом на орбите (11К). Однако вскоре после этого работа над будущим космическим кораблем «Союз» замедлилась из-за продолжавшихся разногласий в высшем руководстве. Надо отметить, что несмотря на отсутствие «генеральских» решений, благодаря настойчивости руководства ОКБ-1 работа над новыми принципиальными системами корабля не останавливалась.

Главный проектант К. П. Феоктистов

Конструктивно-функциональные модули корабля «Союз»

При создании «Союза» одним из основополагающих принципов стало модульное построение. В отличие от первых «Востоков» и «Восходов» ввели третий отсек, названный бытовым (ВО) и значительно расширявший возможности корабля в целом, перспективу его применения. Дополнительный отсек стал для космонавтов в буквальном смысле орбитальным приютом, местом, где делается все — от приема пищи до туалетных «операций». БО не только значительно улучшил бытовые условия космонавтов, но и предвосхитил многие требования будущего. Надо отметить, что его введение создало дополнительные серьезные проблемы, связанные с системой аварийного спасения. Спасать приходилось сразу два отсека — СА и БО, да еще часть головного обтекателя.

Кардинально изменили сам спускаемый аппарат, модернизировав многие его системы. За счет новой формы СА приобрел так называемое аэродинамическое качество — способность создавать подъемную силу, которая позволяла маневрировать при спуске в атмосфере. Это значительно снизило перегрузки, которые испытывали космонавты при возвращении с орбиты, и повысило точность приземления в заданном районе.

Первоначально в «Союзе» разместили лишь двух космонавтов. Внутренние габариты обтекателя ракеты-носителя оказались несколько меньше, чем хотелось бы нашим проектантам. Говорили, что лишние 200 мм можно было выкроить, но их «потеряли» при проектировании. Эти миллиметры ох как пригодились бы позднее нашим космонавтам.

Тем не менее Королев настоял на трехместном варианте корабля. До сих пор в «Союзе» продолжают летать три космонавта, одетые в скафандры, хотя в начале 60-х казалось, что и в обычной земной одежде троим там не разместиться. Когда в середине 90-х годов на «Союзе» стали летать американские астронавты, выяснилось, что средний рост космических посланцев из Нового Света больше, и с этим пришлось считаться при подборе членов экипажа. Уже в XXI веке появилась модификация корабля («Союз-ТМА»), рассчитанная на очень маленьких и очень крупных астронавтов, в том числе и женщин.

Схема срабатывания САС корабля «Союз»

Очередной космический корабль «Союз» — на старт!

Уверенность Королева в правильности конфигурации и компоновки «Союза» с дополнительным отсеком БО еще больше укрепила информация из-за океана о том, какие трудности испытывали астронавты в корабле «Джемини», особенно при многосуточных полетах. В те годы мой приятель В. Шевалев, хорошо владевший английским, работал у Королева референтом по иностранной информации. Он рассказывал мне о реакции Главного конструктора на сообщения о том, что из первого длительного полета астронавты возвратились буквально «обосранными и обсосанными». Из этого делались конструктивные выводы.

Здесь я прерву свое, в целом очень длинное, повествование о «Союзе», с тем чтобы описать американскую пилотируемую программу «Джемини», и это сделаю преднамеренно.

Принято сравнивать советский «Союз» с американским «Джемини». Действительно, между этими космическими кораблями есть много общего. Сказанное относится прежде в сего к тем условиям и предпосылкам, с которых началась работа над их проектированием. К этому времени в обеих странах создали и запустили в космос первые, сравнительно простые корабли «Восток» и «Меркурий», и в работе над ними сформировались проектные и конструкторские команды специалистов, а также сложилась основная промышленная кооперация. Вскоре после первых полетов в космос обе команды приступили к проектированию экспедиции на Луну, и их лидерам сразу стало ясно, что необходимо в первую очередь создать более совершенный, более маневренный корабль для полетов вблизи Земли. Так началась работа над нашим «Союзом» и американским «Джемини»; она проходила с оглядкой друг на друга, более того, жесткая конкуренция являлась существенным, порой доминирующим фактором в этой работе. Надо отметить, что американцам было гораздо труднее следить за нами в силу нашей секретности: они узнавали о наших достижениях уже тогда, когда они свершались. Правда, эти достижения 1964-1965 годов, когда «Джемени» начал летать в космос, были связаны с запусками двух «Восходов» (первый групповой полет и первый выход в открытый космос), а новые проекты стали пробуксовывать. Тем не менее заочное соревнование продолжалось.

РН «Союз» и «Титан-2»

После поражения в первой программе американцам очень хотелось отыграться. К сожалению, это не было чисто техническое соревнование; высшее политическое руководство обеих супердержав, стоявших на идеологически крайних позициях, использовало самую высокую, космическую арену, чтобы доказать правильность своих великих идей на Земле. Как всегда, в расстановку сил вмешивались субъективные факторы и конкретные личности. На этот раз обстановка в целом сложилась не в нашу пользу, а это выглядело парадоксально, ведь объективные условия, казалось, были для нас более благоприятны. С технической точки зрения наши исходные позиции были прекрасными: у нас была самая мощная и отработанная ракета и сложился рациональный подход к полету в космос. Высококвалифицированный, преданный делу коллектив работал под руководством настоящего лидера. В эти годы у наших руководителей и специалистов складывались стратегические планы дальнейшего освоения космоса, а отечественная плановая и централизованно управляемая экономика могла последовательно и сбалансировано реализовать эти будущие программы. Единоначалие и коллективная воля неоднократно демонстрировали, на что способна эта страна.

Фактически на этот раз далеко не все хорошие предпосылки и благоприятные возможности претворялись в жизнь (подробнее см. рассказ 1.12 «К Луне и на Луну»).

Обе космические программы были начаты примерно в одно время. К сожалению, работа над «Союзом» сильно затянулась, а окончательные решения о его создании принимались тогда, когда «Джемини» уже залетал в космосе. Чтобы показать, как реализовались наши и американские пилотируемые программы в 60-е годы, я решил привести график пилотируемых полетов, очень популярный и полезный в нашем деле документ, который составляется обычно перед началом работ. В данном приложении этот график постфактум наглядно демонстрирует разницу в оперативности американского и нашего подходов в эти годы.

График пилотируемых полетов (включая беспилотные прототипы) в космос в 60-е годы

Пуски «Востоков» и «Восходов», включая отработочные, в конце 50-х — начале 60-х, и полеты «Союзов» во второй половине 60-х растянулись соответственно на две пятилетки. В то же время полеты «Меркурия» и «Джемини», а затем первые полеты «Аполлонов» уложились в двух-, трехлетние периоды. Причем 10 пилотируемых «Джемини» слетали за 20 месяцев (!), а первые шесть «Аполлонов» — всего за 1 год!

Справедливости ради надо сказать, что ОКБ-1 и центры НАСА (в Хьюстоне, Хантсвилле и на мысе Канаверал) находились в совершенно неравных условиях. Прежде всего финансирование и материальные ресурсы, выделяемые на космонавтику и астронавтику, были неодинаковыми — не в нашу пользу. Но не только это.

Королев и его сподвижники были заняты не только в пилотируемых программах, но и еще в целом ряде беспилотных проектов: лунные автоматы, межпланетные корабли к Марсу и Венере, спутник связи «Молния», спутник-разведчик «Зенит», а также боевые ракеты, ракетные блоки и даже ракетные двигатели. Кроме того, всю детальную инженерию у американцев выполняли не силы НАСА, а многочисленные фирмы-подрядчики, в то время как у нас вся эта гигантская работа делалась силами ОКБ-1, а «железо» изготавливалось на нашем ЗЭМе, не считая, конечно, смежников. И все это в рамках нашей плановой социалистической экономики. Можно сказать, что в среднем производительность труда в космонавтике оказалась у нас тогда намного выше, чем у американцев в астронавтике, и это на фоне нашего экономического отставания. Тем не менее конечный результат в пилотируемой программе, в первую очередь — в лунной, оказался для нас плачевным.

Безусловно, Королев все это понимал, когда, расчищая дорогу пилотируемой космонавтике, он щедро раздавал все свои ракетные и космические изделия. Ему, конечно, помогали, но создать действенную кооперацию, а главное скоординировать пилотируемые программы, ни Госплан, ни, позднее, ВПК и МОМ (Министерство общего машиностроения) не смогли, поскольку оглядывались на самый верх, на политическое руководство страны.

Важным для обеих программ являлось то, что «Союз» и «Джемини» были прежде всего промежуточным шагом на пути к Луне. Надо отметить, что американцы подошли к своему проекту более утилитарно, для них «Джемини» стал и лунным стартом, и промежуточным финишем.

Корабли «Союз» и «Джемини», будучи оригинальными, получились довольно близкими по своим функциональным возможностям. Однако надо отметить, что «Союз» служил не только полигоном для испытаний, не только тренировочной базой для космонавтов и инженеров, как у американцев, но и конструктивной основой для будущих лунных кораблей Л1 и Л3; об этом будет говориться детально.

С инженерной, новаторской точки зрения «Джемини» занимает самостоятельное место, в чем-то не менее существенное, чем сам «Аполлон». Конечно, скромным «Близнецам»* трудно сравниться с настоящим американским «Суперменом». Но, во-первых, они действительно проложили дорогу к Луне; во-вторых, эту задачу решали последовательно, в кратчайшие сроки и, в отличие от «Аполлона», без потерь. Действительно, американцы выполнили свою программу очень быстро, можно сказать, на одном дыхании.

* Джемини (Gemini) — Близнецы

Что оказалось общим между этими двумя космическими программами США — «Джемини» и «Аполлон», так это то, что обе они ушли в историю, оставив только воспоминания об этих выдающихся научно-технических достижениях. Хотя в середине 60-х и позже предпринимались попытки использовать задел для будущих проектов, однако, они оказались безуспешными. С другой стороны, работа над «Союзом» растянулась на годы, она распалась на несколько длительных этапов и шла поначалу с переменным успехом. В космос летали корабли нескольких модификаций; 40 лет спустя после первых эскизов, с которых начался этот проект, они продолжают летать на околоземных орбитах. В этом смысле проект корабля «Союз» оказался более плодотворным, чем американские проекты.

Тем более интересно сравнить две оригинальные пилотируемые программы, нашу и американскую. Короче, есть что рассказать и есть что сопоставить, хотя сделать это оказалось совсем не просто.

Итак, о «Джемини».

Практически с самого начала работы над лунным проектом американцам стало ясно, что все принципиальные космические операции и маневры, необходимые для полета на Луну, можно и нужно отработать при полете вокруг Земли.

Фактически американский «Меркурий» представлял собой лишь капсулу (они его так и называли — capsule). Чтобы забросить в космос обезьяну, а после нее — и человека, разгоняя их сначала до суборбитальной, а затем и до орбитальной скорости, требовалась лишь небольшая капсула, которая выдерживала выведение ракеты на орбиту и которую после полета в открытом космосе можно было вернуть на Землю, сначала погасив скорость при спуске в атмосфере, а затем обеспечив приводнение на парашюте в океане. Безусловно, работа над созданием капсулы «Меркурий» и полеты в ней дали американцам очень много, эта программа превратила тех талантливых авиационных инженеров в первых космических специалистов. И все-таки они находились лишь на начальном этапе своего становления, когда пришлось решать уникальную задачу — послать человека на Луну и вернуть его благополучно обратно. Для этого требовалось сначала по-настоящему научиться летать в околоземном пространстве, для чего был нужен космический корабль, а не просто капсула. Именно с такой целью американцы задумали и выполнили свою вторую пилотируемую программу. По существу, «Джемини» и стал их первым космическим кораблем, который мог делать на орбите очень многое из того, что требовалось для полета на Луну. Именно на нем в реальном полете отрабатывались все основные, принципиально новые операции. Для самих астронавтов, которым предстояло слетать к Луне и на Луну, эти полеты стали настоящей учебной программой на орбите. Для огромного наземного персонала, включая оперативный состав управления, подготовка и сами полеты также стали уникальной школой. В целом американцы выполнили программу «Джемини» очень целеустремленно и энергично.

Космический корабль «Джемини» с кабиной астронавтов:
Функционально-технологическое деление на модули (двигательный, служебные отсеки и возвращаемая на землю капсула) обеспечивало рациональное выполнение программы полета, а также удобство изготовления и сборки. Только капсула имела герметичный корпус

Проектантами НАСА руководил Дж. Чемберлен — канадец, получивший образование в Англии, присоединившийся еще к «Группе, озадаченной космосом» после того, как канадцы свернули собственную разработку боевых самолетов. После переезда в Хьюстон он так и остался в каком-то смысле инородным телом в Центре, который возглавил Роберт Гилрут. Последний, несмотря на кажущуюся демократичность, не допускал отклонений от его собственной генеральной линии (his own base line) и не дал возможности по-настоящему развернуться таланту иноземца. У нас, с нашим единоначалием, он мог бы стать настоящим главным или генеральным конструктором. Гилрут сместил Чемберлена с должности, назначив его своим старшим консультантом по инженерным в опросам в разгар работ над проектом. Другой выдающийся инженер, внесший огромный вклад в создание «Джемини» в качестве руководителя работ на фирме в «Макдоннелл», Джон Ярдли, после окончания программы в конце концов тоже покинул фирму, оставшуюся фактически не у дел.

В полетах на «Джемини» решались три новые операционные задачи: маневрирование, включая сближение и стыковку на орбите, выход в открытый космос и длительный полет в условиях невесомости. Решение этих задач в то время все еще выглядело проблематичным, а они были критическими для осуществления лунной программы.

Маневрирование в космосе, изменение орбиты полета требовали разработки теории и новых бортовых и наземных средств. Прежде всего было необходимо создать комплекс навигационных приборов для измерений параметров орбиты и бортового компьютера для обработки результатов измерений и вычислений орбитальных параметров. По этим данным компьютер мог вычислить параметры необходимых маневров для достижения цели, для реализации которых в виде разворотов и ускорений самого корабля требовалась целая система реактивных двигателей. Только общее число этих двигателей — 36 — говорит само за себя. Для достижения Луны оказалось необходимым маневрирование на разных участках полета, включая сближение и стыковку на окололунной орбите.

Для возвращения с орбиты также впервые требовалось создать систему управляемого спуска в атмосфере, без которой вернуться с Луны со второй космической скоростью было просто невозможно.

Именно для «Джемини» космические инженеры стали впервые создавать бортовой комплекс управления движением корабля в пространстве, без которого современный полет в космос нереален. В частности, также впервые на космическом корабле появился настоящий бортовой компьютер. Получил дальнейшее развитие и наземный, также компьютеризированный, комплекс управления. Стоит еще раз отметить, что в области создания и особенно внедрения вычислительной техники американцы с самого начала ушли далеко вперед, как в космосе, так и на Земле.

После прилунения астронавтам предстояло работать на Луне. Для этого на Земле требовалось создать скафандры, другую специальную технику и научиться ею пользоваться в космосе. Внекорабельная деятельность (ВКД), особенно с учетом невесомости, требовала специфического подхода, включая психологический настрой. Только в этом случае навыки работы в безопорном пространстве, приобретенные при имитации невесомости на Земле, в полной мере можно было использовать в космосе.

Продолжительность полетов в капсулах «Меркурий» фактически исчислялась часами. Для достижения Луны необходимо провести в космосе около недели. В начале 60-х полеты такой длительности все еще выглядели проблематичными. И, конечно, требовалось создать необходимую для этого технику, прежде всего системы жизнеобеспечения и электроснабжения.

Что касается источника электроэнергии, то именно на «Джемини» американцы впервые опробовали в космосе так называемые топливные элементы (fuel cells), или, по-нашему, электрохимические генераторы электроэнергии (ЭХГ), работающие на основе реакции соединения кислорода и водорода с побочным продуктом в виде воды, тоже необходимой в космосе. Забегая вперед, надо отметить, что в космосе эта техника давалась им очень не просто; знаменитая фирма «Дженерал Электрик» («General Electric Company») продолжала отработку, когда первые корабли уже начали летать. Однако продолжительность полетов без ЭХГ даже при очень больших ограничениях не превышала 4-5 суток; как известно, на одних аккумуляторах далеко не уедешь и не улетишь. Несмотря на прессинг, ЭХГ удалось подготовить только к полету «Джемини-4». Следует заметить, что при полетах продолжительностью одна-две недели ЭХГ является действительно очень эффективным генератором, имеющим существенные преимущества перед солнечными батареями (СБ): аппаратура ЭХГ не столь громоздка и не в носит столь сильных ограничений на ориентацию корабля, как СБ. Экологически чистая «электростанция» оказалась одной из немногих систем, которую создали в начале 60-х, а использовали в последующих космических проектах, и не только на «Аполлоне», но и позднее на «Спейс Шаттле».

В целом «Джемини», этот настоящий космический корабль, получился весьма удачным, несмотря на то что его вес (3,5 т) составлял лишь 50% веса нашего «Союза». Его выводила на орбиту ракета «Титан-2» — боевая МБР, доработанная под пилотируемый полет. Американцы посчитали этот космический носитель настолько надежным, что не побоялись летать без системы аварийного спасения (САС), аналогичной примененной на «Меркурии», и ограничились лишь введением катапультируемых кресел. На «Аполлоне» они снова вернулись к САС.

История выбора катапультируемых кресел связана с попыткой создать управляемый парашют типа надувного парапланера (названного американцами по имени его изобретателя — Рогалло), с тем чтобы обеспечить посадку на сушу с возможностью маневра. Отработать многообещающую конструкцию не удалось, а кресла остались. Возможность спасения при аварии с использованием кресел считалась сомнительной, особенно при полете на ракете «Титан», а опасность катапультирования с перегрузкой до 24g оставалась реальной. Воспользоваться такой катапультой можно только в самом крайнем случае. За всю программу такая ситуация сложилась лишь однажды. При пуске «Джемини-6» произошла отсечка двигателей первой ступени, и ракета «Титан» на супертоксичном топливе, которого так опасался Королев, оказалась на краю катастрофы. Как вскоре выяснилось, ослаб электроразъем связи ракеты с «землей», к тому же не удалили защитную крышку в трубопроводе одного из двигателей ракеты. Не расстыкуйся этот разъем, катастрофа была бы неминуемой.

Экипажу корабля надо было выбирать между спасением при помощи катапультирования и надеждой, что ракета все-таки не взорвется. Несмотря на то что инструкция в такой ситуации требовала катапультироваться, ветеран Уолтер Ширра и тогда новичок Том Стаффорд, наш будущий «железный Том», выбрали надежду, и она их не подвела. При катапультировании с такой суперперегрузкой их космической карьере, возможно, пришел бы конец, и никогда бы нам не видать нашего Тома. Настоящий летчик-испытатель должен летать не только по книге. В тот раз они оказались очень удачливы и с разъемом, и с выбранным решением.

Впрочем, и «Титан», и сам корабль не подвели американцев, хотя отказов за все 12 полетов набралось довольно много. Для отработки, для того чтобы приобрести уверенность и убедить в этом других, перед началом пилотируемых полетов провели два беспилотных пуска. Надо сказать, что успешному выполнению этой космической программы способствовал и элемент удачи.

При проектировании корабль разделили на два основных модуля: командный и служебный. В последнем, разбитом на две секции, размещалась вся основная аппаратура, необходимая для орбитального полета: реактивные двигатели для маневрирования на орбите, источники электроэнергии, баки с кислородом, водородом и топливом и другие приборы управления. В отличие от «Меркурия» для управляющих двигателей перешли с «перекиси водорода» на более эффективное двухкомпонентное топливо.

Командный модуль, по форме напоминающий капсулу «Меркурия» (его иногда продолжали называть капсулой), довели, что называется, до ума, модуль стал по-настоящему управляемым при спуске с орбиты в атмосфере. Концепцию, замышленную М. Фаже и его коллегами, реализовали полностью: за счет смещения центра масс от оси симметрии и вращения капсулы по крену удалось не только снижать перегрузки при спуске, но и маневрировать при посадке. Боковые и продольные маневры обеспечивали большую точность приземления: вместо сотни — в сего несколько километров. Чтобы управлять по крену, а также демпфировать продольные колебания капсулы, в ее состав ввели блок управляющих реактивных двигателей. Они могли также использоваться как дублирующая подсистема при отказе орбитальных двигателей служебного модуля. Этот резерв действительно пригодился в одном из полетов, в трудную минуту.

Оба модуля, командный и служебный, сконструировали также очень рационально, учтя весь опыт «Меркурия». При этом особое внимание обращалось на технологичность сборки и... разборки, а это, как показала практика, было часто еще важнее. Так, служебный модуль разделили на два отсека и предусмотрели хороший доступ к приборам с возможностью их замены при подготовке корабля к полету. Этому способствовало, прежде всего, то, что проект попал в руки очень способных и активных проектантов НАСА и не менее продвинутых конструкторов фирмы «Макдоннелл», бывших самолетчиков, создавших капсулу «Меркурий». Общая компоновка «Близнецов» действительно напоминала фюзеляж самолета с двухместной кабиной. Астронавты размещались в катапультируемых креслах, а иллюминаторы смотрели вперед и вверх. В левом кресле располагался командир, который пилотировал корабль в космосе, управляя ориентацией и другими маневрами. Второй пилот, он же — бортинженер, обеспечивал навигацию, общался с компьютером, контролировал работу бортовых систем.

В целом, начало 60-х, особенно 1962-1963 годы стали для «Группы, озадаченной космосом» и многих, кто присоединился и работал вместе с ней, пожалуй, самым напряженным и плодотворным периодом в их карьере. Они продолжали готовить и запускать в космос капсулы «Меркурий», а в это время их, что называется, «без остановки производства», «эвакуировали» с обжитых мест, с берегов Атлантики, из Центра Лэнгли в субтропический Хьюстон. Пока шло строительство нового Центра пилотируемых полетов, им, работавшим на частных квартирах, пришлось проектировать одновременно и «Джемини», и «Аполлон». В это же время под руководством ведущих специалистов группы сколачивалась та промышленная кооперация, которой предстояло создать корабли для полета вокруг Земли и на Луну.

Одновременно в Миссисипи под руководством фон Брауна создавался ракетный центр и проектировались лунные носители «Сатурн», а во Флориде, на Мысе, под руководством другого немца, К. Дебуса, строился главный пусковой центр НАСА. В Хьюстоне стали создавать новый ЦУП, его закончили, отладили и ввели в эксплуатацию уже к середине 1965 года, когда начались полеты «Джемини». Причем сам ЦУП тоже сделали дублированным, в нем разместили два зала управления, а обновленное компьютерное оборудование проводило обработку телеметрической информации уже в реальном времени. В дополнение к двум главным залам под боком разместили несколько залов для групп поддержки, для специалистов по системам. И это еще не все — участие в управлении полетом стали принимать, что называется, не отрываясь от своих рабочих мест, специалисты ведущих фирм, разбросанных по в сей стране: они получили свои персональные залы, правда, не управления, а только контроля.

Надо отметить, что американцы затратили огромные усилия и средства на создание тренажеров. Для комплексной тренировки экипажей построили и оборудовали специальную кабину корабля, которая воспроизводила как его интерьер с действующим пультом и другими органами управления и контроля, так и внешнюю обстановку, то есть то, что могли видеть астронавты через иллюминаторы в космосе при выполнении заданной операции. «Внешняя обстановка» адекватно реагировала на действия астронавтов. Все эти «игрушки» надо было придумать и реализовать, а в те времена компьютерных игр не было еще и в помине. Тренажер получался, пожалуй, сложнее, чем оригинал, к тому же требовались дополнительные тренажеры для специфических операций, например для приобретения навыков стыковки.

Особенностью космических операций было то, что в их выполнении задействованы наземные средства измерения и контроля, а также персонал Центра управления полетом. Для тренировки «прикованных к Земле» астронавтов ЦУП соединяли с тренажером почти так же, как с космическим кораблем во время полета: при помощи радиосредств и сети наземных станций слежения. Таким образом, образовался целый тренировочный комплекс, который достаточно реально имитировал полет в космос; более того, гигантский тренажер позволял воспроизводить многочисленные ситуации в широком диапазоне условий и параметров, в том числе при отказах бортовой аппаратуры. В результате, для астронавтов, а порой и для наземных операторов тренировки становились более изощренным испытанием, чем сам полет.

«Джемини» и «Аджена»

И все-таки самые большие усилия, пожалуй, затратили американцы на создание и отработку технических средств, их подготовку к стыковке на орбите.

По мнению специалистов по стыковке, будущих стыковщиков, «Меркурий» — это программа, которая создала лишь предпосылки для перехода к полетам со стыковкой. Полеты «Аполлона» на Луну оказались возможными благодаря лишь стыковке, и только «Джемини» стала настоящей стыковочной программой. Действительно, в программе «Джемини» американцы затратили на космические рандеву и стыковку огромные усилия.

Надо сказать, что им удалось отработать эту ключевую космическую операцию и продемонстрировать свою настоящую стыковочную зрелость лишь в конце программы, только в средине 1966 года. До этого в течение нескольких месяцев им, можно сказать, устойчиво не везло. Раз за разом находились причины или препятствия, или выявлялись серьезные отказы, причем, как часто бывает, самые неожиданные, и стыковка откладывалась. Казалось, какая-то нечистая сила мешала верующим американцам обойти нас, безбожников-россиян. Я хорошо помню, как в эти месяцы мы, получая обработанную информацию из-за океана, напряженно следили за тем, как наши будущие коллеги по стыковке с большими трудностями приближались к конечной цели — встрече в космосе. Откровенно говоря, мы тогда надеялись на то, что произойдет чудо, ведь к этому времени «Союз» уже наконец-то «пошел», и мы приближались к первым полетам и к своим первым автоматическим стыковкам. Действительно, тогда американцам, казалось, фатально не везло, а нам вроде бы «пошла карта».

В качестве основного объекта для стыковки американцы выбрали «верхнюю» ракетную ступень под названием «Аджена», которая выводилась в космос ракетой «Атлас» и использовалась для вывода на орбиту секретных спутников-разведчиков. Ступень оборудовали всем комплексом средств, необходимых для выполнения этой операции, включая радиосистему с ответчиком локатора и межбортовой радиолинии — первой космической МБРЛ, а также световые индикаторы и мишени и, конечно, стыковочный механизм.

Механизм стыковки «Джемини» и «Аджены»

Установленный на корабле радиолокатор, измерявший дальность и относительную скорость с расстояний от 500 км до нескольких метров, не был рассчитан на автоматическое причаливание. Отсутствие взаимных измерений на последних метрах стало основным звеном, которое не позволяло американцам создать полностью автоматизированную систему сближения и стыковки на орбите, хотя они к этому поначалу и не стремились.

На этом этапе американцы проектировали систему сближения и стыковки, рассчитанную на участие человека в контуре управления. Такой подход принципиально отличался от нашего, который также с самого начала был рассчитан на полностью автоматическую стыковку; и об этом будет детально рассказано дальше. Эти особенности, казалось бы, частной системы наложили существенный отпечаток на развитие пилотируемых программ в обеих странах. Они очень сильно повлияли на всю дальнейшую работу на Земле и в космосе, на всех этапах и во всех ее разделах, начиная с концепции космических комплексов, кончая организацией космической лоджистики*.

Таким образом, этот раздел космической техники оказался очень важным, по существу, он определил направление развития пилотируемой космонавтики на целые десятилетия.

Основную, активную часть стыковочного механизма, выполнявшего операции по соединению корабля с ракетной ступенью, разместили на «Аджене». Носовая часть «Джемини» с направляющим штырем для выравнивания по крену, почти как у носорога, входила в приемный конус, подвешенный на нескольких гидравлических амортизаторах. После сцепки конус при помощи привода подтягивался до упора в силовой шпангоут. В состыкованном состоянии «Джемини» и «Аджена» могли выполнять совместный полет, в том числе когда включался основной двигатель ракеты. Там же, на приемном конусе, располагались элементы для выполнения расстыковки.

Управление стыковкой, а также последующими ракетными операциями осуществлялось по МБРЛ: по межбортовой радиолинии могло передаваться порядка дюжины различных команд.

Всю эту детальную информацию мы и радиосмежники стали получать уже тогда, когда в ся наша стыковочная техника для первых кораблей «Союз» была разработана и проходила испытания. В те годы каждый шел своим путем. Тем не менее мне было очень интересно узнать, как ту же задачу решают другие специалисты, работавшие над этим впервые, как и мы. Хорошо помню, что в целом мне не понравилась заморская компоновка и конструкция; она мне показалась тогда громоздкой, неуклюжей, к тому же — на гидравлике, в целом, непривлекательной. Она действительно оказалась неперспективной для дальнейшего развития. Компоновка самого «Джемини» также не очень годилась для размещения стыковочного устройства с переходным тоннелем, так как передняя часть капсулы была занята парашютным контейнером.

Приступив к полетам в космос, американцы постепенно, шаг за шагом наращивали сложность решаемых на орбите задач, начав, как и на «Меркурии», с беспилотных пусков. Такой подход диктовался не только стратегией, но и тем, что многие ключевые системы просто не были готовы, опаздывали.

Первый пилотируемый полет на «Джимини-3», продолжавшийся, как и на «Меркурии», всего три витка, практически совпал с выходом А. Леонова в открытый космос. Американцы отреагировали на это наше очередное достижение по-своему, «четырехэтажным матом» : «Черт возьми, опять эти русские (...those damned Russians! — followed by options of four-letter words...». Мы столько раз обходили их в последний момент, что можно понять эмоции честолюбивых американских мужчин. Тем более, получалось так, что они объявляли о своих планах заранее и открыто, через все средства массовой информации, а наши рекорды сваливались на них как снег на голову... да еще в Техасе.

К этому времени американцы испытывали большие трудности с комплектацией следующего корабля. Не были готовы к полету ни ЭХГ, ни локатор, ни «Аджена», поэтому ни о длительном полете, ни о стыковке не могло быть речи. Так или иначе, но основной операцией, которую выполняли Джеймс Макдивит и Эдвард Уайт на следующем «Джемини-4», стал выход в открытый космос. Зато к нему они подготовились основательно, разработав даже специальный реактивный «пистолет» для маневрирования астронавта в безопорном пространстве. Сам «Джемини» тоже нуждался в дополнительной подготовке: провели испытания крышки выходного люка в вакууме, проверили работу аппаратуры при разгерметизации кабины, и, конечно, требовалось подготовить и проверить скафандр для работы в открытом космосе.

Э. Уайт — сильный, мужественный и эмоциональный человек — выполнил и перевыполнил все, что ему запланировали руководители полетом. Последние, имея лишь одностороннюю связь с экипажем (только на прослушивание переговоров экипажа между собой), даже стали опасаться, как бы астронавт не впал в эйфорию и не забыл вернуться в корабль. Все окончилось благополучно, казалось, блестяще. Как стало ясно, и довольно скоро, это тоже напоминало наземную эйфорию.

Фактически, Уайт выполнял лишь прогулку (space walk) в открытом космосе, к тому же имея при себе тот самый «пистолет». Однако у него не было настоящей работы, которая требовала бы фиксации. Поэтому американцы решили, что ВКД (внекорабельная деятельность) — это «кусочек торта» (a piece of cake), что поначалу их сбило с толку, в результате последующие «выходы» принесли большие и неприятные неожиданности. Наоборот, они показали, что на самом деле ВКД оказалась крепким орешком. Только постепенно, шаг за шагом они осваивали эту чисто космическую операцию. В рамках программы «Джемини» астронавты несколько раз выходили в космос, причем не только «ради искусства». Было проведено несколько уникальных операций и экспериментов. Один из них был связан с закреплением специального троса на ракетной ступени «Аджена», с которой стыковались корабли; об этом — чуть позже.

Надо еще раз отметить, что кабина корабля была действительно очень тесной. Два астронавта, да еще в скафандрах, размещались в ней, как в первом «Фольксвагене», этом народном автомобиле, столь же знаменитом, сколь и миниатюрном. Забегая вперед, уместно сказать, что двухнедельный полет Ф. Бормана и Дж. Ловелла на «Джемини-7» в декабре 1965 года стал для астронавтов действительно тяжелейшим испытанием, о котором они вспоминали как о времени, проведенном вдвоем в одном туалете (в котором слив заменяли «голубые» мешки), — целых 14 дней, или 330 часов 35 минут и 31 секунду!

Отработку операций, связанных со сближением и стыковкой, выполняли в общей сложности в 9-ти пилотируемых полетах из 10-ти.

Первую попытку сближения со второй ступенью носителя «Титан» сразу же после выхода на орбиту предпринял командир «Джемини-4» Макдивитт. Попытка оказалась неудачной: астронавт, по существу, не был готов выполнить это непростое задание, он управлял всеми маневрами корабля вручную, к тому же без надлежащей тренировки, фактически он до конца не понимал, как действовать в условиях орбитальной механики.

«Спасение па водах» («Джемини» после приводнения)

К следующему полету «Джемини-5» «Аджены» все еще не было, и основной задачей стал длительный полет (8 суток). Но локатор и бортовой компьютер с программным обеспечением уже были установлены на борт. Чтобы не терять время и продвинуться в освоении орбитальной механики с применением бортового компьютера, американцы создали для своего корабля еще одну мишень под названием «стручок» (pod) с установленным на нем ответчиком локатора. Уже на орбите астронавты отпускали «стручок» в свободный полет и выполняли маневры по повторному сближению. На этот раз, в отличие от «Джемини-4», первые маневры удались. К сожалению, как часто бывает, отказала еще не летавшая система, на этот раз — ЭХГ. Хотя с этим «электрическим» отказом удалось справиться, но время было упущено, и «электричество» кончилось на «стручке» (аккумуляторы разрядились). Тогда предприняли попытки сближаться с воображаемой мишенью (phantom target); так назвали метод маневрирования с выходом в заданную точку в заданное время, а это и есть один из основных маневров, выполняемых для встречи на орбите. Орбитальный «фантом» удался. Чтобы испытать радиосредства, за неимением орбитального ответчика на мысе Канаверал установили наземный радиомаяк; и этот изощренный маневр удался: с высоты в 300 км локатор захватил и эту «подсунутую» ему с Земли цель.

Так, проявляя находчивость, американцы продвигались вперед к своей главной стыковочной цели.

В октябре 1965 года, когда готовился к полету «Джемини-6», уже выведенная на орбиту «Аджена» взорвалась. После поиска вариантов и дебатов решили провести групповой полет, пропустив вперед «Джемини-7», который «пошел на рекорд» длительности полета. Сближение двух кораблей прошло успешно, тем не менее это была «незавершенная любовь», как говорят французы, и мы по-прежнему сохранили слабую надежду не уступить первенство. Однако силы были уже неравными, наши соперники, несмотря на неудачи, шли вперед к поставленной цели. Их еще ждали отказы и трудности, но изменить общую ситуацию уже было нельзя.

Первую стыковку с «Адженой» выполнили только на «Джемини-8» Нил Армстронг с Джоном Янгом в декабре. Однако сразу после успешной стыковки «залип» клапан одного из управляющих двигателей корабля. Вся связка начала раскручиваться, и скорость достигла угрожающего со всех точек зрения значения. После экстренной расстыковки она продолжала возрастать, дойдя до одного оборота в секунду.

Уже в том, первом своем полете будущий легендарный командир «Аполлона-11», первый человек, ступивший на Луну, проявил исключительное хладнокровие, выдержку и профессионализм. Как настоящий летчик-испытатель, в трудных условиях он сумел укротить вышедший из-под контроля корабль, сначала стабилизировав его при помощи двигателей капсулы, а затем совершив посадку в незаданном районе.

Следующий полет «Джемини-9» тоже оказался неудачным в части стыковки. Сначала из-за аварии РН «Атлас» у «Аджены», а затем у наспех подготовленного другого аппарата не полностью раскрылся головной обтекатель ракеты, закрывавший стыковочный механизм. «Наш» Стаффорд, уже в качестве командира корабля, ничего не мог поделать, несмотря на отлично выполненное космическое рандеву.

Казалось, у беспилотных «Союзов», которые уже готовились к полету, появился еще один шанс. Однако полет «Джемини-10» в июле оказался вполне удачным и развеял все наши надежды.

Несмотря на сбои в выполнении программы, все эти неудачные или не совсем удачные попытки не пропали даром, они принесли с собой огромный опыт, обогатили стыковочную технику и разнообразие операций. Надо сказать, что американцы публиковали многие детальные материалы открыто, но до нас они доходили с запозданием.

Чаще всего стыковка «Джемини» планировалась на четвертом в итке после выхода на орбиту. Такой подход оставлял достаточно времени как на измерение параметров орбиты, так и на адаптацию экипажа. Однако стыковка на лунной орбите, которую надо было выполнить сразу после взлета с Луны, заставила американцев отрабатывать эту экстренную операцию. Такая операция требовала гораздо большей оперативности в космосе и на Земле всех участников: и астронавтов, и измерительных средств, и программного обеспечения.

Нет, недаром в средине 60-х Королев организовал группу по сбору и обработке иностранной информации, там было много интересного и полезного. К сожалению, в те годы я еще не знал ни слова по-английски.

Последние два полета тоже оказались успешными. Они продемонстрировали зрелость всех звеньев длинной цепи, из которых складывается космический полет по сложной программе: и сам корабль, и его экипажи, и наземный персонал управления, и глобальная система станции слежения, и многочисленные группы поддержки, и, конечно, средства спасения на водах, разбросанные между разными континентами в бескрайнем «море-окияне».

Надо отметить, что все девять астронавтов 1962 года «призыва», которые считались набором «Джемини», оказались намного ровнее, в конечном итоге, профессиональнее по сравнению с первой «великолепной семеркой». В этом наборе уже не оказалось ни бывших «курсантов», как Скотт Карпентер, ни будущих сенаторов, как Джон Гленн. За прошедшее время руководителям пилотируемой астронавтики стало многое известно дополнительно, а главное, понятно, кто им нужен в космосе. Например, они выяснили, что незадачливый Карпентер, перед тем как стать астронавтом, очень много учился, начав еще во время войны в 1943 году и продолжив во время войны в Корее. Однако ему, похоже, так ничего и не удалось толком окончить, даже школу летчиков-испытателей, где одно время он все же числился. В мирное время «вечный студент» служил на авианосце в качестве «inellegence officer», летая на тихоходном разведчике. Безупречное здоровье, постоянное стремление к новому привлекало неопытных членов конкурсной комиссии, отбиравших пилотов в первую группу. С другой стороны, для полета на «Меркурии» особые летные качества и не были нужны. Другое дело — «Джемини», а тем более — «Аполлон» : пилотирование этими кораблями требовало гораздо больше того, на что был способен даже хороший летчик.

По-настоящему именно великолепная «девятка» составила костяк астронавтов для полетов на кораблях «Джемини» и «Аполлон». Они все слетали на «Джемини», за исключением Э. Сии, который (вместе с Ч. Бассетом) погиб в авиакатастрофе, при посадке в тумане задев здание фирмы «Макдоннелл», в котором находился их корабль, подготовленный к полету. Астронавты продолжали постоянно летать на своем Т-38, который служил для них и учебно-тренировочным самолетом, и транспортным средством, и «игрушкой», ведь большинство из них были настоящими летчиками. Уже в 70-е годы Т. Стаффорд рассказывал мне, что перед каждым полетом в космос они стремились летать на своем Т-38 до последнего момента, и не просто летать, а выполнять фигуры высшего пилотажа, то, что у них называется воздушной акробатикой. Это, по его словам, поддерживало их физическую форму и особенно устойчивость вестибулярного аппарата.

Все остальные астронавты из той «девятки» входили в состав экипажей «Аполлонов». Сначала я собрался упомянуть только самых легендарных, самых выдающихся: Фрэнка Бормана, командира «Аполлона-8», первого облетевшего Луну; Нила Армстронга, командира «Аполлона-11», первого ступившего на Луну; Дж. Ловелла, чеха по происхождению, пилота «Аполлона-10» и командира «Аполлона-13» с несчастливым, аварийным номером (автора и героя книги и фильма с одноименным названием); Джона Янга, пилота «Аполлона-10» и командира «Аполлона-16», побывавшего на Луне, а 12 апреля 1981 года поднявшего в космос первый «Спейс Шаттл», и, конечно, Тома Стаффорда, командира «Аполлона-10» и «Аполлона-18», состыковавшегося с нашим советским «Союзом»; Эдварда Уайта, первого из астронавтов вышедшего в открытый космос, к несчастью, сгоревшего на Земле в «Аполлоне-1». Получилось, что мне, собственно, осталось назвать только двух, не менее профессионально известных: Джеймса Макдивита, командира «Аполлона-9», который возглавил самый «отработочный» и опасный полет по околоземной орбите, и Чарлза Конрада, командира «Аполлона-12», второго побывавшего на Луне.

Похоже, производить отбор в астронавты тоже надо было научиться, а это требовало и времени, и опыта. Вскоре НАСА провело третий набор из 12 астронавтов, названный аполлоновским. Комиссия стала гораздо больше обращать внимание не на формальную принадлежность к элите летчиков-испытателей и состояние здоровья, но и на интеллектуальные способности, а также мотивацию и другие психологические аспекты.

На борту «Джемини» оказались лишь пятеро из третьего набора, один из них — легендарный Э. Олдрин, а также М. Коллинз, Р. Гордон, Ю. Сернан и Д. Скотт; все они слетали на «Аполлоне», а двое последних даже побывали на Луне.

Перед тем как рассказать об Э. Олдрине, будущем партнере (и одновременно сопернике) Н. Армстронга на Луне, хочу остановиться на уникальном эксперименте, который американцы пытались провести на орбите. Получив по спецканалам информацию о том, что Советы, то есть мы, стали работать над созданием так называемой искусственной тяжести (подробнее см. рассказ 1.11), они решили в этот раз не уступать нам первенства. Чтобы не создавать сложной специальной техники, эксперименты проводились вручную, что называется «на подручных средствах». После стыковки «Джемини-11» с «Адженой» астронавт Р. Гордон вышел в открытый космос и, надо отметить, с большими трудностями закрепил специальный фал, связав корабль и ракетную ступень; после этого с помощью реактивных двигателей корабля делались попытки закрутить эту, как оказалось, совсем не простую космическую связку.

По существу, тросовые эксперименты американцам не удались; по крайней мере, они были далеки от того, как это задумывалось у нас. Да и провели бы мы его, наверно, раньше, если бы не смерть Королева.

Неудача с тросом, большие трудности при его закреплении имели и положительную сторону: они показали, что каждый выход в открытый космос требует тщательной подготовки, прежде всего специальных приспособлений для фиксации астронавтов во время операции, а также тщательных тренировок. Уже в следующем полете Э. Олдрин очень успешно выполнил ВКД в космосе. Его — отчасти саркастически, отчасти по праву — прозвали «доктор-рандеву» за его продвинутость в этом важном направлении и его манерность. Еще перед зачислением в отряд астронавтов он в знаменитом МТИ (Массачусетском технологическом институте) защитил диссертацию, посвященную теории орбитальной механики при стыковке. Олдрин не был голым теоретиком: он отлично подготовился не только к стыковке, но и к выходу, натренировавшись на Земле, прежде всего — в лаборатории гидроневесомости. Это был последний полет «Джемини-12» и последний шанс этого необычного астронавта из третьего набора слетать по тренировочной программе на орбиту перед началом полетов на Луну, который и решил его дальнейшую судьбу. Надо отметить, что тогда Олдрин, вместе с уже опытным командиром Дж. Ловеллом, попал в этот экипаж только потому, что самолетная авария унесла жизни Э. Сии и Ч. Бассета. Выдержав жесткую конкурентную борьбу, Олдрин стал членом экипажа «Аполлона-11», первого опустившегося на Луну. Во время подготовки он соперничал с самим Н. Армстронгом, кому быть командиром и кому первому ступить на Луну. Тот исторический полет «Джемини-12» поднял этого нестандартного астронавта, написавшего столь же нестандартную книгу, как он сам, на второе почетное место среди землян, ступивших на другое небесное тело. Однако, как написал их третий член экипажа М. Коллинз, дождавшийся своих «лунатиков» на окололунной орбите, Олдрин переживал свое непервое место в истории больше, чем то, что он стал вторым.

После стыковки с ракетой «Аджена» американцы не побоялись дважды забросить астронавтов на орбиту высотой до 1370 км над Землей через радиационные пояса, что также делалось с прицелом на Луну. Это была рискованная во всех отношениях операция, однако будущие полеты предстояли намного опасней.

При возвращении с орбиты, при полете в атмосфере астронавты управляли своей капсулой вручную, а специальная компьютерная программа помогала им прицеливаться в заданную точку приводнения. Прежде всего это повышало точность посадки, упрощало и сокращало время эвакуации. Ручное управление спуском инициировало соревнование между астронавтами в точности посадки, так же как впоследствии на «Аполлоне» и «Спейс Шаттле» они стали практиковать соревнование в точности стыковки.

Последний полет «Джемини-12» состоялся раньше, чем наши первые полеты «Союза». Только после этого американцы окончательно поверили в свои силы, объявив на весь мир о том, что наконец-то они вышли вперед в соревновании с Советами, однако до победы в лунной гонке было еще далеко, впереди была еще «целая война». Об этом — в «лунном» рассказе 1.12.

Все это — положительная, можно сказать, выдающаяся сторона программы «Джемини». Однако, как показало последующее развитие космической техники, далеко не все американцы сделали стратегически правильно. Это относилось, прежде всего, к долгосрочным планам освоения космоса, но не только: даже в рамках лунной программы «Аполлон» конструктивный задел использовался далеко не в полной мере.

Если начать с последнего, то надо сказать, что на «Аполлоне» многие бортовые системы делали не так, как на «Джемини». Многое из того, из чего складывалась техника космического полета, его многочисленные детали выполнялись по-новому. Далеко не все положительное, что было достигнуто в результате использования опыта, приобретенного при разработке и полетах «Меркурия», улучшалось и усовершенствовалось в «Джемини», использовалось в «Аполлоне». Это объяснялось прежде всего тем, что контракт на разработку лунного корабля выиграла другая фирма, другой гигант американской авиационной индустрии — «Норт Америкэн авиэтион» («North American Aviation»), позднее — «Норт Америкэн Роквелл» (Rokwell). При создании «Аполлона» этой фирме пришлось впервые создавать не только космическую технику, но и многое из того, что уже испытали инженеры и конструкторы фирмы «Макдоннелл». В принципе, и те и другие были творческими, талантливыми людьми, высококвалифицироваными инженерами, но требовалось время и практика, чтобы создать новую надежную технику для специфических условий космического полета. Последующие события, история создания «Аполлона», пожар при испытаниях первого корабля, еще не взлетевшего в космос, подтверждают сказанное.

Если заглянуть еще дальше, на более поздние стадии развития астронавтики, то можно увидеть и другие печальные последствия, как для собственно техники космического полета, так и для ключевых компаний американской космической индустрии, создававших эту технику на начальных этапах ее развития. Большая часть конструктивного задела и опыта фирмы «Макдоннелла» была безвозвратно утеряна, в се это исчезло, ушло вместе с тем уникальным поколением первых космических специалистов. К тому же для кого-то она стала лишь очередным этапом, а для кого-то — последним, главным достижением их творческой жизни, а там действительно было чем гордиться. Программа могла получить и дальнейшее развитие, но не получила.

С 1965 по 1969 годы американские ВВС на волне успехов пилотируемого космоса в течение четырех лет разрабатывали свою Пилотируемую орбитальную лабораторию, а также транспортный корабль, так называемый голубой «Джемини-Б». Серьезная проблема была связана с тем, как обеспечить переход экипажа из корабля в лабораторный модуль. Рассматривалось несколько вариантов (с люком в лобовом щите, через боковой надувной тоннель и через открытый космос). Программу закрыли, несмотря на фактический переход к летным испытаниям. Лаборатория была запущена на орбиту в ноябре 1966 года, а беспилотный «Джемини-Б» успешно вернулся на Землю.

Те, кто в конце 60-х формировал стратегию США в освоении космоса, были, конечно, уникальными специалистами, мечтавшими о расширении исследований и строившими большие планы: и постоянно действующую космическую станцию, и межорбитальный буксир, и базы на Луне, и корабль для полета на Марс. Все эти планы основывались на доставке на орбиту экипажей, а также модулей и ракетных блоков при помощи многоразового «Спейс Шаттла», который должен был резко сократить расходы на запуск в космос полезных грузов (ПГ). Однако многим разделам этих больших планов не суждено было сбыться в силу целого ряда причин, прежде всего политических, а стоимость доставки ПГ не только не уменьшилась, а значительно возросла. Годы спустя насавцы ссылались на то, что существенное сокращение финансирования заставляло их выбирать и выбраковывать многое из тогда задуманного. С другой стороны, экономика свободного предпринимательства и «демократического» распределения миллиардных государственных заказов порой приводила к перераспределению контрактов, подключению новых фирм и, как следствие, к распылению и утрате уникального опыта.

Мне представляется, что все-таки надо было найти возможность использовать опыт, приобретенный в неповторимые 60-е годы. Например, на основе «Джемини» силами фирмы «Макдоннелл» все же можно было создать небольшой транспортный корабль, подобный нашему «Союзу». Надо еще раз отметить, что его конфигурация и компоновка напрямую не годились для того, чтобы без существенных переделок превратить «Джемини» в настоящий транспортный корабль. Похоже, ему не хватало того самого «союзовского» БО. Надо сказать, что скомпоновать такой корабль было бы не просто, так как американцы летали на ракетах-носителях без головных обтекателей.

Возможно, «голубой» или нет (без голубых мешков, что ли, в которых астронавты хранили... собственные отходы), а такой корабль мог бы стать хорошим дополнением к многоразовому «Спейс Шаттлу», такому же большому и уникальному, как и дорогому. Похоже, руководителям американской астронавтики это стало ясно только много-много лет спустя. По крайней мере, фирма «Макдоннелл» с годами теряла свой опыт и потенциал. В конце концов то же самое произошло с техникой ракетно-космического комплекса «Сатурн-Аполлон», о котором будет рассказано дальше. В середине 90-х мы увидели совсем другие фирмы. Еще через несколько лет такие громкие названия, как «Макдоннелл-Дуглас» и «Рокуэлл» («Rokwell International Corporation»), исчезли с космического горизонта, а их заменил монопольный «Боинг». Что-то неладное стало происходить с американскими ракетно-космическими технологиями.

Американский подход к решению больших и малых задач порой был, на мой взгляд, слишком утилитарным; решив уникальные задачи, они бросали свои достижения, можно сказать, на произвол судьбы. Это приводило к растрачиванию знаний и опыта, что проявлялось на разном уровне: от отдельных индивидуумов, склонных к смене занятий и карьеры, и команд, до крупных компаний и целых агентств, включая НАСА. Фон Брауна, создателя уникальных ракет, начиная от «Фау-2», самой первой и ставшей классической, до «Сатурн-5», самой большой и статистически самой надежной, тоже вывели из активной обоймы. Воспользовавшись известным приемом, его повысили, переведя из Хантсвилла в Вашингтон, в штаб-квартиру НАСА, и сделав специальным помощником администратора. Привыкший всю жизнь активно работать, великий немец не выдержал «ссылки» под присмотр столичных чиновников; сначала он ушел из НАСА, а еще через несколько лет — из жизни. Недаром некоторые историки, проводя параллели между двумя великими ракетчиками, сравнивают его с Королевым, который к тому же сумел еще не раз первым выйти в космос.

В то же время известен опыт многолетней работы других фирм из другой области высоких технологий, например компьютерных компаний, которые от десятилетия к десятилетию наращивали свою мощь и совершенствовали продукцию. Я хорошо понимаю, что космические корабли далеко не «Пи-Си», но тем не менее...

Наш опыт РКК «Энергия» тоже очень характерен в этом плане.

Перечитав написанное, я подумал о том, сколько же ярких событий произошло во время реализации программы «Джемини». С другой стороны, это относится ко всей пилотируемой космонавтике. Истинный человеческий фактор делает полеты по-настоящему интересными. Надеюсь, рассказ о заморских космических «Близнецах» будет интересным читателю. Основой его стало то, что сама программа «Джемини» была очень короткой, но насыщенной. Мне хотелось, чтобы этот рассказ напомнил любителям космонавтики о больших достижениях наших соперников в середине 60-х годов, тем более что программа, похоже, не получила должной оценки в самой Америке.

В. Комаров, К. Феоктистов и Б. Егоров

В октябре 1964 года после первого беспилотного полета «Джемини» как наш ответ космическому «чемберлену» был запущен корабль «Восход» с тремя космонавтами на борту: В. Комаровым, К. Феоктистовым и Б. Егоровым. Их полет совпал со смещением со всех постов Хрущева. Космонавты отправились на орбиту еще при его правлении, а через день, вернувшись на Землю, докладывали уже новому Генеральному секретарю Брежневу. Очередного успеха достигли в марте 1965 года, подготовив выход А. Леонова из «Восхода-2» в открытый космос. Работа еще над двумя «Восходами», над их модификациями, которые планировалось запустить в 1966 году, конечно, отвлекали внимание от «Союза» и лунной программы. С другой стороны, они добавили опыта в разработки кораблей, в проектирование и осуществление космических операций. Гораздо сильнее затормозились работы по «Союзу» из-за нескончаемых интриг в руководстве космическими программами. Королев продолжал настойчиво добиваться утверждения своих проектов «наверху».

«Восход-2» в открытом космосе

После смены лидера стало постепенно меняться управление космическими программами. Осенью 1964 года проекты Челомея попали, наконец, в немилость. Однако потребовался почти год для подготовки и принятия кардинальных решений. Только в августе 1965 года удалось увязать пилотируемые проекты и скоординированную программу.

В конце лета 1965 года Королев неожиданно для нас собрал активных участников программы на совещание, где объявил, что, наконец, утвержден план подготовки к полету корабля «Союз» со стыковкой, и попросил присутствующих высказаться о том, как ускорить работу.

Помню, первым выступил С.Г. Чижиков, начальник приборного отдела. «Садись, Семен, я твои великие проблемы давно знаю», — успел сказать Главный. К сожалению, совещание неожиданно было прервано появлением М.К. Янгеля. Главный конструктор Днепропетровского ОКБ-586, разработчик боевых МБР, показался мне тогда очень старым по сравнению с Королевым, воодушевленным состоявшейся, наконец, поддержкой его проектов. Королев сердечно (нам-то было известно об их соперничестве) приветствовал конкурента и увел его к себе в малый кабинет. В тот момент Янгель был ему действительно нужен, прежде всего как разработчик блока Е для нашей лунной кабины в проекте Л3. Королеву оставалось жить всего несколько месяцев, но он успел сделать еще очень много.

Алексей Леонов был хорош с самого начала. Американе, держитесь!

С самого начала работа над «Союзом» шла сразу в двух направлениях: над кораблем в целом и над отдельными его системами.

Начиная с 1962 года в ОКБ-1 детально рассматривались общие методы и техника орбитальной сборки. В марте появился документ под названием «Комплекс сборки КА на орбите спутника Земли». В предложенной схеме полета предполагалось использовать модернизированный «Восток» и осуществлять стыковку с участием космонавтов. На основе опыта подготовки и запуска «Востоков» сформулировали последовательность операций, необходимых для сближения и стыковки сразу после выхода на орбиту второго корабля. Несколько месяцев спустя баллистическую схему полета реализовали на практике: «Восток-3» с космонавтом А. Николаевым вывели на орбиту 11 августа с таким расчетом, чтобы через сутки он пролетал над местом старта. А 12 августа запустили «Восток-4» с П. Поповичем так, что расстояние между кораблями составляло всего 5-6 км. В полете не ставилась задача сближения и стыковки, поскольку необходимых для этого технических средств не существовало даже на бумаге. Естественно, орбиты «Востоков» быстро разошлись. Объявляя об очередной победе советской космонавтики, наша пресса пыталась все же представить эксперимент как первое сближение двух кораблей на орбите. Это дало повод американским профессионалам, которые к тому времени вовсю подготавливали настоящее «рандеву в космосе» в рамках программы «Джемини», критиковать Советы. Кто мог тогда упрекнуть газетчиков за метод социалистического реализма в журналистике? А критика американских профи до нас тогда практически не доходила.

Однако идея и метод сближения сразу после вывода на орбиту второго корабля остались; они были реализованы несколько лет спустя, когда беспилотные «Союзы» сблизились и состыковались на орбите. Как выяснилось позднее, в целом последовательность запуска со сближением сразу после выхода на орбиту второго корабля оказалась для пилотируемых полетов не слишком хорошей. Неудачное сближение «Союза-3» с Г. Береговым и беспилотного «Союза-2», запущенного накануне, дало большой материал для анализа. Три месяца спустя полет и стыковка пилотируемых кораблей «Союз-4» и «Союз-5» выполнялись уже по так называемой односуточной схеме: второй корабль выводился на орбиту с таким расчетом, чтобы сближение произошло через сутки после запуска. В 80-е годы при стыковке грузовых кораблей «Прогресс», а затем и пилотируемых «Союзов», стала использоваться двухсуточная схема полета.

Несмотря на колебания «генеральной линии» при проектировании нового корабля и его модификаций для лунной программы, работа над созданием принципиальных систем не прерывалась благодаря твердому руководству ОКБ-1 во главе с Королевым. К 1964 году сформировался проект космического корабля в целом, облик которого значительно приблизился к сегодняшнему его виду, а в начале 1965 года был утвержден эскизный проект. К этому времени многие системы, включая наш стыковочный механизм, изготавливались и испытывались на нашем заводе и на других предприятиях новой отрасли — ракетно-космической.

Работы над новыми системами, обеспечивавшими маневрирование и сближение на орбите, имели принципиальное значение. Здесь центральное место занимала система ориентации и управления движением (СОУД), над которой трудился огромный отдел под руководством Раушенбаха. Его заместители: теоретик В.П. Легостаев, аппаратчик Е.А. Башкин и их сотрудники — сделали очень много, чтобы создать столь непростую систему.

Сложность реализации стыковки в космосе на практике начиналась с теории, с выбора метода сближения. Все эти методы, так или иначе, основываются на механике орбитального движения. Чтобы целенаправленно маневрировать в космосе, требуется выполнять навигационные измерения для определения параметров движения активного корабля и его цели, затем производить непростые вычисления с учетом законов небесной механики, чтобы в определенный момент включать реактивные двигатели в нужном направлении. Наряду с навигационными приборами, в принципе, нужен компьютер, для того чтобы обработать результаты измерений, для вычислений и управления. К сожалению, в 60-е годы у нас еще не было бортовых компьютеров. Наши теоретики, работавшие под руководством В.П. Легостаева, прежде всего И.П. Шмыглевский, оказались очень находчивыми, выбрав рациональный метод, соответствующий аппаратурным решениям. Тем самым удалось упростить алгоритмы вычислений и обойтись на борту аналоговым прибором, называемым БУС — блоком управления стыковкой. В целом упростилась не только техника, но и процедура пилотирования (вплоть до полной автоматизации процесса стыковки).

Легендарный начальник отдела систем управления ориентацией и движением космических кораблей Б.В. Раушенбах и его ближайшие соратники В.П. Легостаев и Е.А. Башкин

Мы использовали аналоговую технику, стыкуя пилотируемые и беспилотные корабли «Союз», а позднее и грузовики «Прогресс» и орбитальные станции «Салют», аж до самого конца 70-х, пока в космосе не залетал первый компьютеризированный «Союз-Т». Бортовой компьютер позволил не только усовершенствовать и расширить навигационные измерения, но и вычислять в реальном в ремени оптимальные траектории сближения, существенно экономя топливо и повышая надежность операции. Тем не менее на конечном участке сближения (ближе 400 м) управление переключалось в режим параллельного сближения.

Часть приборов и подсистем изготавливались на смежных предприятиях. Среди них надо выделить бортовой радиолокатор с образным названием «Игла» — уникальную систему, не имевшую аналогов в прошлом и пока не воспроизведенную нигде в мире. Разработчики «Иглы» из НИИ точных приборов во главе с ее ветеранами почти 20 лет спустя усовершенствовали этот вариант радиолокатора, который под новым названием «Курс» продолжает сближать и стыковать «Союзы» и «Прогрессы», а также модули орбитальных станций.

«Игла», которая создавалась под руководством талантливого инженера и ученого Е.В. Кандаурова, обеспечивала автоматический поиск на орбите космического аппарата — цели, а затем с расстояния от 25 км до собственно механического касания космических аппаратов определяла направление на цель, дальность и относительную скорость сближения, которые как раз и были необходимы для реализации на орбите метода параллельного сближения. Именно эта система позволила советским космическим специалистам открыть целую эпоху в космонавтике: провести первую автоматическую стыковку на орбите, автоматически соединить беспилотные и пилотируемые корабли «Союз», создать грузовые корабли снабжения «Прогресс», а позднее собирать в космосе орбитальные комплексы.

Владислав Владимирович Сусленников

Мой старинный товарищ В.В. Сусленников, Владик, начинавший молодым специалистом у Кандаурова и ставший главным конструктором системы «Курс», до последнего времени руководил этим важным направлением на всех этапах: в КБ и в лабораториях, на полигоне Байконур и в Центре управления полетом.

Еще раз подчеркну: новый корабль проектировали, следуя одному из ключевых принципов советской пилотируемой космонавтики. Все основные системы могли управляться в трех режимах: автоматически, дистанционно (по командной радиолинии) и с бортового пульта корабля. Эта принципиальная техническая линия, по-прежнему вызывавшая нарекания и критику, проводилась Королевым и его соратниками последовательно и настойчиво. В условиях сжатых сроков и недостаточной экспериментальной базы для наземных испытаний она себя оправдывала. На последующих этапах это давало большую гибкость, а еще позднее обеспечило создание целых орбитальных комплексов.

Начиная с 1962 года ряд отделов ОКБ-1 — проектный, общеконструкторский и наш отдел электромеханики — приступили к разработке различных вариантов стыковочных узлов.

Первый вариант получил название плоского, поскольку его основой стали два плоских кольца, или «блина» : подвижного — на одном корабле и неподвижного — на другом. При стыковке кольца соприкасались и совмещались за счет поворота подвижного кольца, при этом инициировались несколько «бегающих» крюков, которые содержали спусковой механизм и направлялись в «углы» неподвижного кольца, производя сцепку и выравнивание. Несколько приводов использовались для того, чтобы взводить этот механизм перед стыковкой, а также фиксировать подвижное кольцо для жесткого соединения и раскрывать крюки при расстыковке.

Хотя работа над первым вариантом продвинулась довольно далеко, она не удовлетворила никого: ни проектантов, ни конструкторов, ни самого Королева. Пришлось продолжить проектирование, искать более простые решения. В конце концов появилась концепция, получившая название «штырь-конус». На активном космическом аппарате устанавливался штырь, который при стыковке в ходил в приемный конус, закрепленный на другом — пассивном — аппарате. Такой принцип стыковки «смотрелся», выглядел более естественным, можно сказать, очевидным, подсказанным природой. Недаром в разговорах и даже в технической литературе его иногда называли «папа — мама» по-русски, и, как мы узнали позднее, «male-and-female» — «самец и самка» — по-английски. Аналогия и связанная с ней терминология сопровождали технику стыковки на всех последующих этапах ее создания и применения, при испытаниях стыковочных устройств сначала на Земле, а затем и на космических орбитах. Однако в то время я еще не знал ни слова по-английски, ни других заморских терминов. До самой космической стыковки тоже было еще далеко. Мы делали только первые шаги. По мере развития работ стала складываться настоящая профессиональная терминология.

Стыковочное устройство состоит из двух агрегатов, установленных на стыкуемых космических аппаратах. На одном из них, называемом активным, расположен стыковочный механизм со штырем; он выполняет все активные операции по стыковке и последующей расстыковке. На пассивном агрегате расположен приемный конус с гнездом, в который при стыковке попадает головка штыря, осуществляя, таким образом, начальную механическую сцепку. Стыковочный механизм содержит амортизаторы, поглощающие энергию соударения космических аппаратов. После сцепки производится выравнивание агрегатов до стягивания и совмещения стыков. При стягивании электроразъемы, расположенные на стыке, соединяются между собой, производя так называемую электрическую стыковку. После завершения совместного полета космические аппараты расстыковываются, головка механизма и гнездо расцепляются.

Важнейшей, самой сложной частью устройства является стыковочный механизм. Он выполняет большую часть операций по стыковке и расстыковке космических аппаратов.

К весне 1963 года было спроектировано несколько вариантов стыковочного механизма. Моя конструкторская группа разработала вариант, который был оригинальным и перспективным. А вот вариант С. Денисова — талантливого конструктора, который сам чертил «за щитком», то есть за кульманом, и внес большой вклад в общее дело, не имел такого законченного вида и состоял из нескольких автономных узлов. Предполагалось, что они будут проектироваться разными подразделениями КБ, а затем изготавливаться в разных цехах завода. Два основных варианта обсуждались на нескольких совещаниях. Этот решающий момент для выбора пути развития техники стыковки в ОКБ-1 на долгие годы в большой мере предопределил и мою инженерную карьеру.

Я хорошо запомнил последнее совещание у С.О. Охапкина (заместителя Королева по конструкции и прочности), на котором мы с Вильницким представляли и защищали наш вариант конструкции. Вникнув в ее детали и вытекавшую из них организацию работ в КБ, последующего изготовления и испытаний на заводе, несмотря на возражения «близких» ему конструкторов, Охапкин принял решение, смысл которого выразил Э. Корженевский, — он сказал, обращаясь к Вильницкому: «Это все твое, Лева, забирай».

Такое решение, санкционированное Королевым, оказало большое влияние на этот и другие проекты. С этой фразы началась наша настоящая работа над стыковочным механизмом — центральным звеном в технике стыковки, а мы, его создатели, стали центральным подразделением ОКБ-1 в данной области. Наше становление произошло далеко не сразу. Узлы, отсеки, в целом, которые соединяли корабли при стыковке, оставались в общеконструкторском отделе, приборы управления и автоматика закреплялись за соседним отделом В.П. Кузьмина, а объединяли и интегрировали проект проектанты, отвечавшие также за динамику стыковки. Настоящими хозяевами этой техники мы становились постепенно, в общей сложности только первый проект растянулся на несколько лет. Чтобы собрать всех стыковщиков в коллектив единомышленников, потребовалось более десяти лет. Но первый решающий шаг был сделан именно тогда, весной 1963 года. Еще раз должен сказать, что этот шаг определил организацию работ по стыковке и во многом мою инженерную судьбу.

Д.А.Князев

Можно назвать несколько организационно-технических принципов, которые определили наш успех в ближайшем и отдаленном будущем. С самого начала стыковочный механизм спроектировали в виде законченного узла. Такой подход упростил детальное конструирование, а особенно — изготовление и испытания. Через несколько лет такой же подход мы применили к проектированию всего стыковочного агрегата, который в ключал дополнительные механизмы для соединения корабля и орбитальной станции и позволял космонавтам пользоваться переходным тоннелем. С годами происходило постепенное аккумулирование опыта, который использовался для последующих проектов. Также постепенно формировались и совершенствовались методы наземных испытаний, подготовки и осуществления полета. На основе всех этих работ складывались коллектив инженеров и ученых разных специальностей, а также производственные и испытательные бригады, объединенные и руководимые общим лидером и считавшие эту технику основным делом своей деятельности в течение многих лет, практически — всей творческой жизни.

Все это удалось реализовать постепенно благодаря правильному руководству и долгой, упорной работе тех талантливых и преданных делу людей, с которыми читатель сможет познакомиться на страницах этой книги.

Осенью 1964 года меня назначили начальником конструкторского сектора; наряду со стыковкой мне пришлось заниматься созданием целого ряда других агрегатов и узлов. К отделу, который по-прежнему возглавлял Вильницкий, присоединили подразделения, занимавшиеся реактивной системой управления (РСУ). Работами руководил Д.А. Князев, пришедший в ОКБ-1 в месте с Раушенбахом. В объединенном отделе Князев стал заместителем Вильницкого. Этот огромный отдел насчитывал более 200 инженеров и техников; диапазон и объем его деятельности был почти необъятным. Для первых «Союзов» создавалась РСУ на однокомпонентном топливе (перекись водорода). Параллельно разрабатывались более перспективные варианты, в том числе двухкомпонентные системы, получившие применение для последующих модификаций корабля («Союз-Т» и «Союз-ТМ»). Однокомпонентная «перекисная» РСУ до сих пор продолжает служить космонавтам, снижая перегрузки при и спуске с орбиты — самые трудные, действующие сразу после невесомости.

Дмитрий Андреевич Князев, способный и активный человек, отличался большим честолюбием и, я бы сказал, некоторым авантюризмом. Его жизнь оборвалась летом 1970 года в авиакатастрофе и, похоже, по его вине.

Позднее нашему отделу поручили создать электрохимический источник тока — так называемый топливный элемент, который к этому времени уже освоили американцы. Несмотря на неоднократные попытки, эту сложную систему так и не смогли довести до полета в космосе.

В середине 60-х система РСУ в целом, ее агрегаты и элементы конструировались и изготовлялись на нашем предприятии в Подлипках. Сложностей и неразберихи было очень много, в то же время работа шла активно, и проект в целом продвигался довольно быстро.

По горло занятый своим делом — электромеханикой, я все же находил время для общения с коллегами из этого большого отдела № 333.

Наверно, с той поры и осталась у меня тяга к системе РСУ, а новые «реактивные» идеи нет-нет да и снова рождаются в моей уже седой голове.

О полетах «Союзов» — дальше, в других рассказах.

1.8 Стыковка: поиск, разработка, отработка — ПРО

Выиграв вместе с Вильницким своеобразный конкурс, мы приступили к разработке первого стыковочного механизма. Нас, приступивших к этому проекту, можно сравнить с моряками, уходившими в открытое неизведанное море. Даже мой старший и опытный товарищ не мог тогда предвидеть и предсказать не только всех трудностей и препятствий, но и крупных свершений, которые ждали нас на этом пути. Мне тогда исполнилось всего тридцать, я был честолюбив и смел. Браться за новое дело, не до конца понимая всех опасностей и последствий, — это действительно привилегия молодых.

Этот проект стал моей первой большой самостоятельной разработкой, начиная от первичной идеи, прошедшей через все этапы конструирования и отработки и, в конце концов, реализовавшейся на практике, на космической орбите. В результате этот проект заложил начальные основы отечественной техники стыковки, а мы, его авторы и исполнители, стали первыми специалистами в этой области.

Первый шаг в неизведанное всегда самый трудный: нет прототипов, на которые можно взглянуть, не у кого спросить, негде прочесть, не с кем посоветоваться.

В соответствии с принятой концепцией активный космический корабль, оснащенный стыковочным механизмом, должен соединиться с пассивным, на который устанавливался приемный конус. В космосе два корабля, летающие совершенно свободно и имеющие размеры и массу тяжелых автобусов, должны сначала сцепиться, очень точно и жестко соединиться между собой, продолжить совместный полет, а затем снова разъединиться и разойтись. Ряд особенностей усложняли и без того непростую задачу. Все операции должны выполняться автоматически вдали от специалистов, оставшихся на Земле. Все должно быть выполнено во враждебных условиях космоса, с первой попытки, без возможности вмешаться и что-то исправить.

Стыковочное устройство для первых космических кораблей «Союз» На активном агрегате установлен стыковочный механизм (СТМ) «штырь»; на пассивном — приемный конус с ответным гнездом под головку штыря. Профилированием паза обеспечивают выравнивание по крену в процессе стягивания. С помощью этого устройства были трижды успешно состыкованы беспилотные корабли «Космос-186» и «Космос-188», «Космос-212» и «Космос-213», а также пилотируемые корабли «Союз-4» и «Союз-5»

Ожегшись на проекте плоского стыковочного устройства, содержавшего несколько электрических приводов, наши проектанты в качестве руководящей идеи приняли одноприводную концепцию. Почему-то тогда считалось, что привод — самое ненадежное звено любого механизма, и поэтому в стыковочном механизме должен остаться только один привод. В конце концов мы честно выполнили поставленную задачу, хотя это усложняло и без того непростую принципиальную схему механизма. Забегая вперед, скажу, что спустя пять лет мы не побоялись ввести в новый механизм еще один привод, и это сразу упростило конструкцию в целом.

Второе обстоятельство, осложнившее работу, исходило от меня. Я предложил отказаться от традиционных гидравлических амортизаторов, которые применялись для выполнения аналогичных функций в других областях техники, и с самого начала использовал чистую электромеханику. Наша электромеханическая концепция опиралась на два конструктивных компонента: электромагнитные тормоза, или ЭМТ, как их стали вскоре называть, и шарико-винтовые преобразователи двустороннего действия (ШВП).

Стыковочный механизм — СтМ

ШВП уникальны тем, что позволяют преобразовывать не только вращательное движение в поступательное как обычная пара винт-гайка (при втягивании и выдвижении штыря) с помощью привода, но и поступательное движение во вращательное — при амортизации соударения космических кораблей в начале стыковки. Нам удалось найти удачный прототип и довести его до ума, создав хорошую, технологичную конструкцию; мы даже получили на нее патент.

Первая версия ЭМТ представляла собой электродвигатель с постоянными магнитами и короткозамкнутым ротором. Именно ЭМТ, создающие торможение, пропорциональное скорости вращения ротора, заменили гидравлические амортизаторы. Их недостаток по сравнению с гидравликой состоит лишь в повышенной инерционности. Такие тормоза начал изготавливать наш основной смежник — завод «Машиноаппарат». Позднее по нашим техническим заданиям тормоза постепенно совершенствовались, их эффективность постоянно увеличивалась, а инерционность уменьшалась.

Первый почти киловаттный ЭМТ-1

Детали шарико-винтового преобразователя (ШВП)

Шарико-винтовые преобразователи и тормоза прошли красной нитью через все наши разработки стыковочных механизмов, стали их постоянной, устойчивой элементной базой. В конце 60-х их применили для стыковочного устройства орбитальной станции «Салют». Десять лет спустя мы использовали эти элементы для нового механизма стыковки «Союза» и американского «Аполлона». Через 30 лет наши шариковые винты и тормоза стали летать на американских «Спейс Шаттлах».

Тогда, в 1963 году, чисто электромеханическая идея, выглядевшая изящной, получила поддержку моего руководства. Механизм «смотрелся», а если конструкция смотрится, она должна летать, как говорил один известный авиаконструктор. Концепция механизма в целом тоже была логичной, что позволяло создать компактную, законченную конструкцию. Именно начальная разработка сыграла важнейшую роль в решении Королева и Охапкина поручить нашему отделу эту тему.

Я хорошо запомнил осень 1963 года, когда мы на пару с Н.В. Уткиным решали новую непростую конструкторскую задачу. Уткину — уже около пятидесяти, он самородок, часто находит нестандартные решения, работает молча, ведет себя ненавязчиво, то медлит, как будто примеряясь, потом чертит очень быстро. В комнате тесно (у нас почему-то всегда было тесно), его кульман стоит так, что лист ватмана с очередным вариантом механизма виден с моего рабочего места; глаза молодые — можно не вставать, разговаривая по телефону. Это обычное занятие начальника: надо отвечать на вопросы других отделов, а чаще — технологов и мастеров производственных участков завода. «Николай Васильевич, давай поменяем эту тягу с цангой местами, может, тогда получится?» — он соглашается, но не всегда.

После того как через пару месяцев механизм сложился, он попал в руки наших женщин. Наверное, только они могли довести доработку до детального уровня с такой тщательностью. Сначала новый механизм еще раз перечертила В.Ф. Кульчак, в неся необходимые корректировки. Таких конструкторов, как она, я смог бы пересчитать по пальцам за всю свою инженерную жизнь. К тому же Валентина Филипповна принадлежала к поколению детей войны и отличалась редким сочетанием очень высокого интеллекта и феноменальной работоспособности. Ее интересы были необычайно широки: от тенниса и туризма до фотографии и кино. В век великого итальянского кино, пользуясь примитивной кинотехникой того времени, она с коллегами снимала любительские фильмы, называя себя «киббаттини», а мы не могли поверить, что это в переводе означало «сапожники».

Следующий этап — деление на отдельные узлы (по-нашему — специфицируемые единицы). Каждый узел — это еще одна сложная разработка и еще одна пара женских рук. Только после этого конструкторы приступали к деталировке, то есть к выпуску рабочих чертежей на все детали. А дальше — электрические схемы, испытательная документация и еще, и еще, и за всем этим стоят люди, молодые и не очень.

Когда механизм полностью раздеталировали, нам пришлось пережить еще одну волну изменений. Теоретически взвесив каждую деталь по ее чертежу, мы обнаружили, что масса механизма в целом перевалила за 90 кг. Это никак не устраивало главного проектанта «Союза» К.П. Феоктистова. Авторитет конструктора-космонавта был очень высок, и нам ничего не оставалось, как начать кампанию по облегчению. Приходилось пересматривать каждый чертеж, материал каждой детали. Именно тогда появилась популярная резолюция, которую я писал на чертежах: «Изменить с Темновым» (как с главным прочнистом). Деваться было некуда, женщины подчинились. Проведя чистку, мы почти уложились в отведенный лимит — 50 кг, хотя аппетит Феоктистова казался безграничным. Позднее, во время испытаний, хлопот прибавилось: часть облегченных деталей не выдерживали нагрузок, что заставило вернуть несколько килограммов. Зато вся кампания стала хорошей школой. Хотя споры с Феоктистовым при работе над другими проектами продолжались, я авторитетно утверждал, что никто легче нас механизмы не делает.

Много раз, глядя на чертеж в разрезе стыковочного механизма для первых кораблей «Союз» (этот чертеж вошел в книгу по технике стыковки, увидевшую свет 20 лет спустя), я не переставал удивляться, как он выполнял все заданные функции. Однако он работал на Земле и в космосе, став первым и, пожалуй, самым сложным стыковочным механизмом «штырь-конус» из тех, что нам пришлось создавать.

Несколькими месяцами раньше, в июле 1963 года, произошло событие, которое сыграло большую роль в нашей профессиональной жизни, и не только в ней. На долгие годы оно определило расстановку сил, «географию» стыковочных механизмов. Наша небольшая «разведгруппа» во главе с Калашниковым выехала в город Азов Ростовской области. Это был период, когда Хрущев реорганизовал управление промышленностью, введя совнархозы. Многие заводы, лишившись заказов из центра, искали работу. Среди таких предприятий оказался Азовский оптико-механический завод — АОМЗ. Его нашел И.Б. Хазанов, тогда начальник приборного производства нашего завода, цеха которого задыхались от избытка заданий, связанных с изготовлением многочисленных королёвских изделий: ракет и космических кораблей, спутников и межпланетных станций.

Азовский завод нам понравился, его возглавлял находившийся на подъеме Н.Г. Васильев, который вскоре стал энтузиастом космической техники, в первую очередь — техники стыковки. В большой мере благодаря его руководству, поддержке и настойчивости удалось создать хорошую базу для изготовления и испытаний стыковочных механизмов и обеспечить выполнение многих космических программ. На АОМЗе наряду с сильными производственниками, среди которых должен отметить еще одного энтузиаста — А.М. Белова, работали талантливые конструкторы. Они тоже в несли огромный вклад в освоение стыковочного механизма, а О.И. Федоряк стал нашим «главным конструктором южного филиала», заслуга его и его товарищей действительно велика.

Все это произошло позже, а тогда, в разгар лета 1963 года, мы были только разведчиками. В Азове, небольшом южном городе, куда мы попали в самый сезон, магазины и базары ломились от изобилия овощей и фруктов, мяса и рыбы, молока и меда. Но картина цветущего края вскоре резко изменилась, буквально у нас на глазах. Даже зная историю советской деревни, я до конца не могу понять, как можно было так быстро дойти до такого разорения. Уже осенью следующего года в центральном ресторане города подавали только два блюда: поросенок холодный и поросенок горячий. Не могу забыть и огромный плакат у въезда в станицу Кулешовка, что рядом с Азовом. Аршинными буквами на нем было выведено: «ХОЧЕШЬ ХОРОШО ПИТАТЬСЯ — ИМЕЙ КОРОВУ». Это было уже в конце 60-х, спустя несколько лет после кремлевского указа отнять всех частных коров. И хотя Хрущев был далеко не дурак, в те годы родился анекдот: «Кто опаснее дурака?» — «Дурак с инициативой».

Тогда же стал популярным еще один анекдот из цикла «армянское радио» : «Что было раньше: яйцо или курица?» — «Раньше — было все».

На этом печальном сельскохозяйственном фоне альянс с Азовским ОМЗ оказался плодотворным, особенно в плане инженерно-конструкторской поддержки. Бригада во главе с Федоряком прибыла в Подлипки и приняла участие в выпуске рабочих чертежей и другой технической документации на стыковочный механизм. Это сократило сроки начального этапа и помогло азовчанам быстрее включиться в дело.

Работ в ОКБ-1 по электромеханике прибывало, число конструкторов увеличивалось, моя группа превращалась в более крупное подразделение — конструкторский сектор. Калашников уже ревновал меня к первым успехам и был недоволен, как ему казалось, слишком большой самостоятельностью.

К весне 1964 года мы завершили выпуск технической документации, и АОЗМ начал изготавливать детали и узлы стыковочного механизма. Одновременно по нашему техническому заданию азовчане приступили к проектированию испытательного оборудования. Сначала дело двигалось довольно медленно, и руководство организовало выездную сессию с целью разобраться на месте и принять меры по форсированию работ. Приезд руководителей, включая министерских чиновников, ускорил дела в Азове, но замедлил организацию конструкторского сектора: Калашникову не понравилось мое не очень почтительное отношение к представителю министерства, поэтому он задержал приказ о моем назначении; его подписали только в конце года.

СтМ на горизонтальном стенде

Осенью первый стыковочный механизм был готов, и испытательная бригада выехала в Азов, чтобы начать испытания. Помню, с каким нетерпением я ждал встречи со своим первенцем, ведь в него было вложено столько выдумки, находчивости и труда. Как будет он выполнять все предусмотренные функции, будет ли вообще работать оригинальный, не имевший аналогов электромеханический амортизатор?

Стоял теплый южный октябрь. Я со своими верными соратниками — О.М. Розенбергом, А.Ф. Мишиным и Е.Г. Бобровым — провел две очень нелегкие, но плодотворные и приятные недели. Мы были молодыми, и нас интересовало все. Испытания подтвердили правильность как общей концепции, так и отдельных узлов. И все же это была первая «проба пера», первый наш стыковочный механизм, поэтому замечаний набралось довольно много. Мы уехали в Москву с объемистым протоколом, который содержал длинный перечень изменений, подлежавших введению. Тот первый стыковочный механизм, доработанный по нашим замечаниям, в начале 1965 года тоже прислали в Москву для его первой примерки на «Союзе» и на экспериментальных макетах корабля.

Начинался новый этап.

В течение почти двух лет, в 1964-1965 годы, пока продолжались разногласия в высшем и высоком руководстве, специалисты продолжали напряженно работать над новыми системами корабля «Союз», стараясь не потерять время. В частности, за это время в ОКБ-1 завершили проектирование, изготовление и монтаж полномасштабного динамического стенда для отработки стыковки кораблей «Союз».

Стенд на 40-метровых тросах

Система сближения управляет относительным движением космических кораблей так, чтобы они, сходясь, поддерживали соосное положение стыковочных агрегатов с нужной скоростью. В силу целого ряда причин случайного характера возникают отклонения: боковые смещения и угловые перекосы. Эти параметры, а также все шесть компонентов относительной скорости в момент первого механического касания называются начальными условиями стыковки. Они являются одними из важнейших при проектировании стыковочного устройства.

Конфигурация и размеры приемного конуса и стыковочного механизма выбираются так, чтобы во всем ожидаемом диапазоне начальных условий происходила сцепка: совершив несколько колебаний один относительно другого, корабли успокаиваются. Почти так же, как аэродинамические формы самолетов, форма приемного конуса и устремленный внутрь него штырь стыковочного механизма определяют динамический переходный процесс на границе двух фаз полета: раздельного, механически несвязанного движения и стыковки от первого контакта до полностью состыкованного состояния. При проектировании анализируется кинематика движения штыря в приемном конусе, затем выполняется динамический расчет амортизаторов и математическое моделирование процесса стыковки в целом. Все это завершает экспериментальная динамическая проверка стыковочного механизма. Основная трудность заключается в том, как на Земле воспроизвести движение массивных, крупногабаритных кораблей в космосе, в невесомости. Немало ученых и инженеров поломали голову над решением этой проблемы, создавая динамические стенды, основанные на разных принципах.

При подготовке к первой стыковке кораблей «Союз» было решено построить полномасштабные макеты кораблей и подвесить их так, чтобы они парили в воздухе над землей. Лучшее, что удалось достичь, это подвесить оба макета на тросах, расположив точки подвеса в центре тяжести обоих макетов. Как говорят теоретики классической механики, свободное твердое тело в пространстве имеет шесть степеней свободы. Так реально движется космический аппарат на орбите. В условиях «весомости» подвешенные макеты имели лишь пять степеней свободы. Имитация космического движения на таком стенде была неполной, но на первых порах нас она удовлетворяла. Оставалась еще одна проблема: как сократить влияние маятникового эффекта, то есть скомпенсировать силы, возвращающие макеты в положение равновесия. С этой целью постарались удлинить трос, расположив подвес как можно выше. На нашем ЗЭМе нашлось уникальное сооружение, построенное еще в НИИ-88 до 1956 года. «Высотка» предназначалась для сборки королёвских ракет в вертикальном положении. Поэтому высота потолка — высота подкрановых путей, как говорят инженеры, — поднялась до 40 м. Необходимость вертикальной сборки ракет отпала, а высота цеха № 39 осталась; о ней вспомнили, когда дело дошло до орбитальной, высотной сборки.

Космический корабль «Союз» весит на Земле около 7 т. При отработке стыковки макет корабля на 40-метровом тросе отклоняли от равновесного положения всего на 1 м; при этом возникала горизонтальная маятниковая сила почти в 200 кг. В настоящей космической невесомости такой силы, естественно, нет. Пришлось добавить что-то еще земное, чтобы приблизиться к космосу, к невесомым условиям. К счастью, мне в голову пришла идея применить несложный механизм — неустойчивый обратный маятник, образно названный «гусь». Он помог на Земле приблизиться к условиям космической невесомости.

Неустойчивый «гусь» позволил решить еще одну проблему. Дело в том, что при стыковке в космосе используется реактивная тяга ракетных управляющих двигателей активного корабля, включаемых по первому касанию и выключаемых после сцепки. Двигатели подталкивают корабль так, чтобы стыковочный механизм быстрее вошел в приемный конус. Аналогичное же действие требовалось воспроизвести на Земле. Силу «гуся» ослабляли, а нескомпенсированная маятниковая сила имитировала реактивную тягу. Все сложилось почти так же, как на орбите.

Номинально идеологом стыковки был отдел П.П. Ермолаева, сотрудники которого в несли большой вклад в решение задачи разделения ступеней «семерки» и других ракет. Кроме того, его специалисты занимались проблемами, связанными с отделением других частей ракет и космических аппаратов, всего, что отбрасывалось в полете, начиная с головного обтекателя, защищающего космические аппараты от аэродинамического потока в атмосфере, и кончая разделением отсеков корабля перед в ходом в атмосферу для приземления. У Ермолаева этими работами руководили А. Никифоров и Э. Беликов; в те годы они отвечали также за технические требования к системе стыковки и за комплексный стенд, за ЭУ — экспериментальную установку, за отработку стыковки в целом. Сотрудникам Ермолаева приходилось решать множество разнообразных и сложных инженерных проблем, используя различные аналитические и экспериментальные методы, для того чтобы важные операции выполнялись правильно и надежно. Это не мешало Вильницкому в нашей конкурентной борьбе с ними в области стыковки называть их «отделом отбросов» : они «разбрасывали» ракету по частям, мы собирали корабли вместе. Можно сказать, было время разбрасывать камни, приближалось время собирать их.

Наше время пришло не сразу. Мы делали механизм — квинтэссенцию космической стыковки, и это уравновешивало наши шансы. Работа поставила нас на ключевое место, давало право расширить свое влияние. Мы были молоды и честолюбивы, полны решимости отстаивать свои интересы, завоевывать новые рубежи. К тому же это диктовалось интересами общего дела. Стоит отметить, что объединить всех стыковщиков мне удалось только много лет спустя, и то постепенно.

Важным делом было, в частности, создание высотного стенда. Тот самый «гусь», пружинный компенсатор, стал нашим дополнительным вкладом. Отработка стыковки привлекла большое внимание. Цех № 39 был в те годы режимным: всех туда не пускали. Тем не менее поглядеть, как собираются стыковаться там, в «космосе», приходило много людей: специалистов, инженеров, руководителей разного ранга. Стыковка стала популярным зрелищем, чем-то вроде эротического шоу с космическим уклоном. «Держи жеребца», — говорил Р.М. Шишонков, здоровый рыжий мастер цеха № 39, настраивая положение штыря стыковочного механизма на входе в приемный конус пассивного корабля почти так же, как это должно произойти на космической орбите.

«Нет, что-то вы тут химичите, — пытался поправить нас большой министерский начальник, — почти заводите штырь в конус, еще бы ему не состыковаться. Вы сначала отведите его подальше, хотя бы вон до той стенки». Мы вежливо объясняли, что это другая фаза стыковки, называемая сближением, и что она обеспечивается другой системой. Космическое «рандеву» отрабатывалось в другом месте, другими специалистами.

Я не мог удержаться и не рассказать об этих технических и нетехнических подробностях и деталях нашей новой необычной работы тех лет. «Дело молодое», — сказало бы булгаковское «собачье сердце», да простит мне эти сравнения строгий читатель.

Как упоминалось, в 1964-1965 годы работа над «Союзом» шла довольно медленно. Прошел еще один год. Мы, конечно, сделали очень много: прежде всего устранили в се слабые места и другие недостатки конструкции стыковочного механизма; значительно продвинулась технология изготовления; инженерный и мастеровой персонал накопил опыт и существенно повысил квалификацию.

Ноябрь 1965 года: дело пошло быстрее, мы в том же составе снова в Азове. Еще один цикл испытаний усовершенствованного, «возмужавшего» за прошедший год стыковочного механизма. Замечания пока были, но уже не так много; мы тоже стали более зрелыми за это время. Путь к изготовлению летной партии был подготовлен. Окрыленные, мы возвращались в Москву. Вскоре вслед за нами приехал обновленный стыковочный механизм. Он сменил тот самый экспериментальный прототип на испытательном стенде на тросах, с тем, чтобы завершить отработку.

Наступил новый 1966 год, впереди открывался решающий этап. В начале января, еще не зная, что нас ждет впереди, мы снова отправились в Азов на испытания первого летного механизма. Это был тяжелый период работы над многими системами корабля «Союз», а судьба жестоко обошлась с нашим лидером, с нашим Королем.

Я хорошо запомнил это хмурое субботнее утро. Мы находились на сборочно-испытательном участке цеха № 4А. Зазвонил телефон, позвали Вильницкого: кто-то из заводоуправления сообщил страшную весть — умер Королев. Лев Борисович ушел звонить в Москву, а я продолжал сидеть как прикованный. Невольно вспоминалась последняя встреча с Королевым поздней осенью прошлого года. Тогда Главный похвалил нас и сказал хорошие слова в мой адрес. И все это оборвалось, мгновенно и невозвратимо.

Вильницкий улетел в Москву на похороны. Мы вместе с первым летным стыковочным механизмом вернулись в Подлипки только в феврале. Целый месяц пришлось провести «на матрацах». За свою инженерную карьеру мне несколько раз пришлось пережить такие периоды. Почти как во время войны, для самых важных рабочих и инженеров рядом с производственным помещением, в соседней комнате на полу расстилали матрацы, на которых можно было поспать, наскоро выпив стакан чаю и закусив бутербродом. Это позволяло экономить время и организовать круглосуточную работу. Впервые мне пришлось испытать такой режим в Азове, в начале 1966 года.

Самым главным стало, конечно, то, что задача по изготовлению первого летного стыковочного механизма была выполнена. Мы также могли гордиться тем, что работали под непосредственным руководством Центрального комитета партии; его воплощал инструктор ЦК П. Субычев, жесткий и напористый партийный чиновник. Он неусыпно и неустанно следил за азовчанами, производственниками и инженерами, и за нами — москвичами, разработчиками новой космической техники. Нам повезло, уже не было Берии, и его люди не вмешивались в технические проблемы. Новое время позволяло даже шутить, пользуясь другим шедевром из цикла «армянского радио» : «Какая разница между ЧК и ЦК?» — «В ЧК — чикают, а в ЦК — цыкают». На нас только цыкали. Тем не менее надо признать, что партия умела организовать авральную работу.

Весной и летом мы завершили чистовую комплексную отработку стыковки и к осени были готовы к полету. Первый пуск беспилотного «Союза» под названием «Космос-133» состоялся в ноябре 1966 года.

1.9 Трение в космосе

Написав этот рассказ, я заглянул в «Энциклопедию космонавтики» — хорошее профессиональное издание, вышедшее в 1985 году. Прочитал статью «Трение в космосе» и удивился: казалось, она написана на заре космической эры, когда наши знания об этой особенности космической техники были совсем скудными, а страх перед опасностью холодной сварки в глубоком вакууме преобладал над знаниями и эмоциями.

Мне пришлось стоять у истоков этой проблемы, принимать активное участие в исследованиях, выборе путей и средств ее преодоления, снять ее остроту, внедрив в практику рекомендации по конструированию механизмов для работы в открытом космосе, и доказать их эффективность. Это совпало с периодом наибольшей активности научно-технического сообщества космических специалистов, ученых и инженеров в этой области.

Мое знакомство с проблемой трения началось в 1958 году. В отделе научно-технической информации (ОНТИ) появилась переводная статья американских ученых, где указывалось, что в глубоком вакууме открытые поверхности тел будут «обезгаживаться», а смазка и другие покрытия испаряться. На основе этих правдоподобных рассуждений делался вывод о том, что коэффициент трения между поверхностями может значительно возрастать, в результате чего возможно даже их холодное сваривание. Статья, содержавшая много другой полезной для космических инженеров информации, меня очень заинтересовала; используя этот материал, я подготовил и сделал специальный доклад.

В первые годы при конструировании приводов и механизмов для работы в открытом космосе специальные меры практически не принимались. Никаких отказов этих механизмов в полете тоже не обнаруживалось. Два обстоятельства, как мне кажется, сыграли здесь решающую роль: хорошая школа ракетной техники, которую прошли наши конструкторы, и небольшая продолжительность работы в открытом космосе — короткий ресурс, как мы это называли.

О событии, привлекшем внимание к данной проблеме, уже упоминалось. Отказ датчика ИКВ (инфракрасной вертикали) в мае 1960 года «загнал» первый беспилотный прототип корабля «Восток» на высокую орбиту, вместо того чтобы спустить его на Землю. Нас, наряду с учеными Академии наук, привлекли в качестве консультантов. Вскоре стало ясно, в чем причина отказа на орбите: эксперименты в барокамере показали, что узел вращения сканирующего зеркала этого датчика, выполненный на основе самодельного «насыпного» шарико-подшипника, работал на пределе. Более жесткие условия открытого космоса «добили» злополучный узел.

Анатолий Аркадьевич Благонравов

Конструкторы ОКБ «Геофизика» оперативно усовершенствовали свой узел вращения, заодно загерметизировав весь прибор. Следующий полет прошел без замечаний. Однако волна, поднявшаяся в результате аварии, прокатилась по многим научным и промышленным предприятиям и еще долго будоражила коллективы. Может быть, значимость случившегося отказа была преувеличена, но тем не менее следует признать, что внимание, уделенное проблеме, наверняка спасло от новых аварий и катастроф. Как говорится, береженого Бог бережет!

Чтобы разобраться в реальном положении вещей, потребовались большие усилия, годы исследований и экспериментов, на Земле и в космосе. Тогда, в начале 60-х, многое оставалось неясным и, следовательно, опасным.

Среди академических институтов научными исследованиями в области машиностроения занимался Институт машиноведения (ИМАШ). Директором ИМАШа был академик А.А. Благонравов, известный своими решениями проблем, связанных с артиллерией. Другой известный академик — А.Ю. Ишлинский, в молодости исследовавший трение качения, — возглавил специальный межведомственный совет по трению и износу. И надо сказать, что Королев любил и уважал академиков, он нуждался в их поддержке в научном и политическом плане еще в начале 50-х годов, проводя исследования при запусках в космос геофизических ракет (эти ракеты называли академическими). Сергей Павлович сблизился со многими академиками. При подготовке к запуску спутника, а позднее — и первого человека а космос он все больше опирался на М.В. Келдыша, которого провозгласил главным теоретиком космонавтики.

Королев не только сам инициировал многие направления исследований, связанных с космосом, но и поддерживал инициативу других. Поддержал он и науку о космическом трении. К сожалению, его планы организовать в ОКБ-1 специальную лабораторию для систематической разработки узлов трения не осуществились. Подобные лаборатории были созданы на других предприятиях космической отрасли: в КБ Лавочкина, во ВНИИ электромеханики. В то время я фактически оказался посланцем Королева в Академию наук, став связующим звеном между ОКБ-1 и ИМАШем, а точнее — лабораторией трения и износа этого института.

Игорь Викторович Крагельский среди своих многочисленных учеников

В начале 60-х лаборатория находилась на подъеме. Ею руководил профессор И.В. Крагельский, известный ученый в области трения у нас в стране и за рубежом. Взявшись за новую актуальную проблему, он справедливо рассчитывал на то, чтобы продвинуть свою науку на более высокую ступень и, естественно, продвинуться самому. Для этого сложились хорошие предпосылки. Действительно, вакуум обнажал трущиеся поверхности, лишал их защитных слоев и смазок. В таких условиях должна проявляться так называемая адгезионная составляющая трения, приверженцем которой являлся Крагельский. Он был настоящий ученый, стремившийся познать глубину непростых, часто противоречивых процессов при трении, но для полного успеха чего-то ему не хватало: то ли личных качеств, то ли удачи. Преждевременная смерть Королева подорвала внимание к проблеме со стороны ОКБ-1.

В 1962 году после окончания мехмата МГУ меня приняли в заочную аспирантуру ИМАШа практически без экзаменов: лаборатория нуждалась в аспиранте, который без отрыва разрабатывал бы космические механизмы с узлами трения, предназначенными для работы в глубоком вакууме. Мне, в свою очередь, требовалась научная база, льстила связь с настоящей наукой, нравилась сама лаборатория. Моими покровителями стали старшие научные сотрудники, кандидаты наук, интеллигентные и любезные дамы Галина Иосифовна Трояновская и Вера Эдмундовна Ванштейн. Лаборатория пополнялась способной и честолюбивой молодежью; здесь я познакомился с Евгением Анатольевичем Духовским — впоследствии соратником и моим близким товарищем. В лаборатории начинали работать будущие известные ученые Аскольд Александрович Силин, Юрий Николаевич Дроздов. В целом наука о трении, как и многие другие научные направления, находилась на крутом подъеме в большой степени благодаря космонавтике.

Вскоре я сдал экзамен по специальности — теории трения и износа. Детальное изучение много дало мне в понимании предмета, но вместе с тем приобретенные знания убедили, что фундаментальные физико-химические дисциплины — не моя епархия. По инженерной подготовке, по характеру своей основной деятельности и наклонностям я был инженером, прежде всего — конструктором механизмов; интересовали меня те аспекты проблемы, которые относились к аппарату и механизму в целом. Копать вглубь, переходить на молекулярный уровень — не было у меня к этому ни склонности, ни желания, ни достаточно глубоких знаний. Свои усилия я сосредоточил на подготовке экспериментов в космосе. Такие эксперименты представляли большой интерес с точки зрения как фундаментальной, так и прикладной науки. Они давали возможность повторить в космосе опыты, которые широко проводились на Земле в вакуумных камерах: ведь воспроизводимость результатов — один из краеугольных камней науки. С другой стороны, такой эксперимент, особенно длительная работа механизма на орбите, мог проверить конструкцию, которую можно дальше применять на практике.

Поощряемые учеными и поддерживаемые техническим руководством, мы сконструировали несколько приборов, с помощью которых «пары трения» испытывались в вакуумных камерах и которые можно было посылать на орбиту. Для исполнения нашей голубой мечты — забросить научного разведчика в межпланетное пространство — имелась принципиальная возможность. В это время в ОКБ-1 разрабатывались межпланетные автоматические станции, предназначенные для полета к Марсу и Венере. Нам удалось разместить на борту испытательный прибор с полудюжиной различных «пар трения». В общей сложности мы подготовили несколько таких приборов. К сожалению, этот период совпал с рядом неудач, которые преследовали запуски межпланетных станций. В дальний космос успешно слетал лишь один наш электромеханический разведчик.

Крагельский не ограничивался прикладными вопросами. В его лаборатории развернулись исследования фундаментальных вопросов трения в глубоком вакууме. На основе теории создавались антифрикционные материалы, рассчитанные на работу в космосе. Хорошую поддержку ему оказала специальная лаборатория ВНИИ электромеханики, где на основе фторопласта и металлокерамики создали материалы для подшипников скольжения со звучными названиями АМАН и ВАМК. В ОКБ-1, в нашем и других отделах, это направление поддержки не получило. Руководители среднего звена, заместители Главного конструктора и начальники комплексов, в большинстве своем Прагматики, скептически относились к разработкам академических институтов. Помню, как на ученом совете в ОКБ-1 после доклада Крагельского ему задавали ехидные вопросы по поводу материалов с восточными названиями.

Для космических аппаратов, рассчитанных на длительный полет, — межпланетных станций, спутников связи, — требовалось создавать механизмы с большим ресурсом работы. Эксперименты показывали, что слабым звеном были приводные электродвигатели, которые традиционно представляли собой щеточные двигатели постоянного тока. Выбор диктовался тем, что основным источником электроэнергии служили аккумуляторы. Такие двигатели перекочевали на борт космических аппаратов. Ракета активно работает лишь несколько минут, первые космические корабли летали несколько суток. Полет на Марс предполагал несколько месяцев непрерывной работы, а спутники связи — несколько лет. Бесщеточные двигатели появились только несколько лет спустя.

Мои сестры: старшая Наталья (здесь она сфотографирована у входа в дендрарий курортного Сочи — необычная студенческая практика вывела ее, в конце концов, в зеленую архитектуру) и младшая Маргарита, родившаяся сразу после войны

Лучшие щеточные коллекторы исчерпывали себя после нескольких сот часов. Наш верный смежник — завод «Машиноаппарат», основной поставщик электродвигателей, работавший под руководством Г.Ф. Каткова, — выжимал из этой конструкции все, что мог. Проблему обострил космический вакуум. Щетки электрического коллектора, почти как живые организмы, нуждались в кислороде, без которого они быстро изнашивались. Вместе с конструкторами «Машиноаппарата» — моим старым приятелем С.М. Герецовым и ныне покойным Б.С. Гусятниковым — мы разработали оригинальный электродвигатель, внутри которого создавался благоприятный микроклимат. Эту идею подсказала мне старшая сестра Наталья, как нормальный член нашей семьи окончившая Лестех и ставшая специалистом по озеленению. В то время она занималась вопросами улучшения микроклимата жилых кварталов южных городов за счет подбора зеленых насаждений. На банкете по случаю защиты ее кандидатской диссертации я пытался перебросить мосты между очень далекими научными сферами, проводя параллели между выжженными солнцем пустынями и почти пустым космосом; из этого следовал глобальный вывод о необходимости специальных оазисов. Тост получился очень научным. Он имел успех в этот вечер и — неожиданно — далеко идущие последствия. Вскоре был создан живительный «оазис» под колпаком электродвигателя Д52-Д, а испытания в барокамерах показали, что ресурс работы щеток без износа увеличился в несколько десятков раз. Оставалось провести заключительный эксперимент в космосе.

В разгар разработок электромеханики для связного спутника «Молния» у меня сформировалась конструктивная идея специального эксперимента. Испытательный прибор приводился во вращение электродвигателем Д52-Д с микроклиматом, нагрузку для которого создавал бесконтактный магнитный тормоз, соединенный с ним посредством шестеренчатой передачи. Самой хитроумной частью прибора был измеритель: с помощью двух синхронных генераторов вырабатывался электрический сигнал, который растет по мере износа шестерен. Прибор так и назывался — измеритель износа шестерен — ИИШ-1. Он стал первым и последним в этой серии, однако прибавил очень много для нашего познания условий полета в дальнем космосе.

Измеритель износа шестерен ИИШ-1

Проектанты спутника связи, мои приятели Вячеслав Николаевич Дудников и Владимир Георгиевич Осипов, помогли мне установить на борт наш ИИШ, так сказать, почти тайно внедрить разведчика Вселенной в технику космической связи. Научному разведчику присвоили кличку Ишак. Попасть на борт «Молнии» действительно было непросто. Требовалось не только подыскать ему подходящее место и подвести к нему электропитание, любому разведчику нужна связь, индивидуальный телеметрический канал, причем не простой, не «да-нетный», а аналоговый, то есть измерительный, самый дорогой на борту. Чтобы «трогать» и останавливать нашего Ишака, необходима также специальная радиокоманда, которых, как всегда, не хватало; прибор подвесили к какой-то другой системе, заручившись согласием его хозяев.

Следующее препятствие пришлось преодолевать на заводе, где каким-то путем пронюхали, что Ишак — дармоед: он не выполнял никакой полезной работы, а лишь расходовал около 8 Вт и без того дорогой космической электроэнергии. Поэтому цеховики не спешили с изготовлением. Пришлось приложить максимум энергии и всю дипломатическую изобретательность, чтобы прибор увидел свет. И все-таки на первые спутники ИИШ-1 не попал, а слетал в космос только в 1966 году.

Всего на орбите побывало два прибора. Их полет — почти детективная космическая история, известная немногим. Первая разведывательная миссия стала лишь частичным успехом. Прибор проработал около 70 ч и остановился. Это никак не сходилось с результатами наземных испытаний. Гарантированный ресурс электродвигателя с микроклиматом оценивался в 500 ч; телеметрия обнаруживала заметный, но все же умеренный износ шестерен. Случилось что-то, чего не было на Земле. Неужели космический вакуум отличался от того, который создавался в наших барокамерах?

Я предложил изящное решение возникшей проблемы, разгадав причину, приведшую к отказу в космосе. Измерительные генераторы содержали магниты, которые, по моей гипотезе, притягивали стальную пыль — продукт износа шестерен. К несчастью, их путь лежал через шарикоподшипники, где эти частицы застревали, смешиваясь со смазкой. Консистентная смазка загустевала, постепенно увеличивая трение, пока подшипники не заклинивались совсем. В барокамерах в условиях земной тяжести этот эффект почти не проявлялся. Невесомость усугубляла засорение подшипников.

Такова была гипотеза. Провести дополнительные эксперименты на Земле мешали два обстоятельства: во-первых, создать невесомость невозможно, во-вторых, до пуска следующего спутника было совсем мало времени. К тому же оставался всего один прибор и один экспериментальный спутник связи, изготовленный на нашем заводе, то есть один шанс слетать в космос. Приходилось рисковать!

Логика решения была сравнительно простой: если гипотеза верна, надо установить ловитель продуктов износа — более сильные магниты. Вновь выручил старый, добрый «Машиноаппарат», быстро подыскав нужные магниты. Их расположили поближе к шестерням, и в самый последний момент успели на отходивший космический «поезд» — четырехступенчатую ракету со спутником связи «Молния» на ее вершине, которая ушла на высокую эллиптическую орбиту.

Результаты испытаний в космосе превзошли все ожидания: наш подкрепившийся Ишак отышачил 700 с лишним часов, побив мировой рекорд своего предшественника в 10 раз! Этот рекорд остается до сих пор непревзойденным.

Королева уже не было в живых. Я рассказал о результатах эксперимента Чертоку. Он порадовался за нас и за космическую электромеханику в целом. Мне выплатили изобретательский гонорар, целых 700 рублей. Главный вывод заключался в том, что в космосе можно летать, работать, двигаться, были бы только квалификация и находчивость.

К этому времени я окончил аспирантуру, и мои связи с Институтом машиноведения ослабли. Крагельский тоже потерял ко мне интерес. Его больше волновало внедрение антифрикционных материалов, созданных для работы в вакууме на основе его адгезионной теории трения. Наши пути разошлись.

Должен сказать, что знания и опыт, приобретенные в те годы в Институте машиноведения под руководством Крагельского и Ишлинского, оказали большое влияние на мою научную и практическую работу в последующие годы.