Космические станции: от мечты к городам на орбите

В 1960-е годы ОКБ-52 (ЦКБМ, ныне — ВПК «НПО машиностроения», входит в Корпорацию «Тактическое ракетное вооружение») разрабатывало тесно связанные проекты — военные орбитальные пилотируемые станции «Алмаз» (ОПС), транспортные корабли снабжения (ТКС) для них и ракеты-носители «Протон-К» для вывода этих аппаратов на орбиту. Но, в 1970 году было принято решение — опередить США на орбите с их космической станцией «Скайлэб». Из ОКБ-52 в ЦКБЭМ (бывшее ОКБ-1, ныне РКК «Энергия», входит в Госкорпорацию «Роскосмос») были переданы несколько корпусов этих станций. Предполагалось быстро создать из имеющегося корпуса станции и систем корабля «Союз» долговременную орбитальную станцию (ДОС). Все силы ЦКБЭМ были брошены на новый проект известный сейчас как серия орбитальных станций «Салют».

По сравнению с кораблем «Союз» станция имела гораздо большие объем и ресурс нахождения на орбите. Она несла в себе научное оборудование, спортивные тренажеры для преодоления «эффекта Николаева» и отдельный космический туалет. Космонавты внутри станции могли работать гораздо дольше и эффективнее, чем Николаев и Севастьянов.

Станция «Салют» была отправлена из Подмосковья на космодром Байконур в феврале 1971 года, а выведена на орбиту ракетой-носителем «Протон-К» уже 19 апреля 1971 года. Станция первого поколения «полагалась» только на запасы расходных материалов (топливо, вода, воздух и провизия) и была рассчитана примерно на полгода нахождения на орбите. Вплоть до «Салюта-6» дозаправка и пополнение запасов не предполагалось. Единственный стыковочный агрегат станции предполагал возможность стыковки с кораблями «Союз» в модификации 7К-Т (совершено два полета — «Союза-10» и «Союз-11»).

Таким образом, «Салют» стала первой долговременной станцией на орбите — научной лабораторией, обсерваторией и домом для космонавтов. Космическая программа СССР реабилитировала себя после «лунной гонки» 1960-х годов.

Первый экипаж прибыл к станци на «Союзе-10», запущенном 23 апреля 1971 года с «Гагаринского старта». В основной экипаж вошли: командир Владимир Шаталов, бортинженер Алексей Елисеев и инженер-исследователь Николай Рукавишников.

«Союз-10» подошел к «Салюту», но стягивание космических аппаратов не произошло, системы ориентации восприняли возмущение из-за стыковки как отклонение от курса и начали коррекцию — штырь «Союза-10» сильно погнуло. Экипаж не смог закончить стыковку и перейти на станцию. С трудом удалось отстыковаться от станции с помощью ухищрений в системе управления стыковкой. 24 апреля 1971 года экипаж произвел первую в мире ночную посадку.

Не имея возможности исследовать стыковочный узел «Союза-10» (он сгорел в атмосфере вместе с бытовым отсеком), но лишь по отчетам экипажа и полетной телеметрии, инженеры ЦКБЭМ доработали стыковочный узел. За рекордные 8 недель претерпела изменения и система управления для следующего космического корабля «Союз-11».

Бывшие дублеры «Союза-10» стали основными — в космос должны были отправиться командир экипажа Алексей Леонов, бортинженер Валерий Кубасов и инженер-исследователь Петр Колодин. Но 4 июня 1971 решением Госкомиссии экипаж был отстранен от полета из-за обнаруженного у Кубасова затемнения в легких (как оказалось — аллергии на пыльцу степных цветов). Произошла замена — основными стали командир Георгий Добровольский, бортинженер Владислав Волков и инженер-исследователь Виктор Пацаев. Их полетное задание было рассчитано на 25—30 суток пребывания на станции.

6 июня 1971 года ракета-носитель «Союз» стартовала с «Гагаринского старта» на космодроме Байконур. Космонавты проверили усовершенствованные бортовые системы космического корабля в различных условиях полета. В отличие от «Союза-10», стыковка со станцией «Салют-1» прошла в штатном режиме — 7 июня 1971 года экипаж начал расконсервацию «Салюта». К сожалению, один из главных инструментов, большой солнечный телескоп, не работал, потому что его крышка за бортом станции не была сброшена во время выведения. Экипаж во время работы на станции выполнил практически всю намеченную программу научных исследований и стал готовиться к возвращению домой. Возвращение экипажа корабля «Союз-11» было запланировано на 30 июня, при этом, старт корабля «Союз-12» — уже на 20 июля. На борту было достаточно расходных материалов, топлива, воды и провианта, чтобы станция продолжала работать в пилотируемом режиме вплоть до 20 августа.

Корабль «Союз-11» отстыковался от «Салюта» 29 июня 1971 года в 23:17 по московскому времени, приземление произошло 30 июня в 02:16:52. Сработали двигатели мягкой посадки — полет завершился в заданном районе. Поисковая группа обнаружила экипаж без признаков жизни — позже выяснилось, что космонавты погибли из-за разгерметизации спускаемого аппарата на большой высоте. Перед входом в атмосферу при сбросе бытового отсека у спускаемого аппарата открылся клапан выравнивания давления, который не должен был открываться вплоть до достижения высоты 4 км.

Гибель Добровольского, Пацаева и Волкова привела к всестороннему расследованию причин трагедии. По результатам работы комиссии корабль был серьезно доработан — последовал длительный перерыв в советских пилотируемых полетах. Запланированный для «Салюта» следующий пилотируемый корабль «Союз-12» был запущен только 27 сентября 1973 года. Главные нововведения коснулись:

• клапана выравнивания давления — теперь его расположили таким образом, чтобы до него можно было дотянуться из кресла в пристегнутом состоянии;
• космонавты стали летать в аварийно-спасательных скафандрах «Сокол-К»;
• вместо кресла третьего космонавта слева были установлены устройства хранения и подачи кислорода для аварийного наддува спускаемого аппарата.

Хоть первый полет к самой первой в мире орбитальной станции и окончился трагедией, но он одновременно был и триумфом. Экипаж «Союза-11», работая на станции «Салют», развил идею полета Германа Титова на «Востоке-2» — «можно свободно работать и жить в космосе».

Глава 4: ограненные «Алмазы» Холодной войны

Полет «Союза-12» был испытательным — космонавты Василий Лазарев и Олег Макаров отправились в космос на корабле «Союз» в модификации 7К-Т. Начиная с этого полета (и поныне) все космонавты надевают скафандры во время выведения корабля на орбиту, во время стыковок и расстыковок корабля, а также во время возвращения на Землю.

Полет «Союза-12» дал и начало интересной традиции — фильм «Белое солнце пустыни» стал талисманом для всех космонавтов. А все потому, что этот экипаж посмотрел фильм перед запуском, и все прошло благополучно. Так как космонавтика и авиация неразрывно связаны с верой в приметы, то с тех пор все космонавты в обязательном порядке пересматривают кино перед стартом. Что интересно, просмотр фильма имеет и сугубо прикладное значение, вот как емко описал эту традицию летчик-космонавт Олег Котов:

«Просмотр «Белого солнца пустыни» стал для нас традицией в результате подготовок предыдущих экипажей по съемкам. Этот фильм используется в качестве пособия для обучения космонавтов киносъемкам. Как строить план, как работать с камерой, как выставлять сцены. Белое солнце пустыни — эталон операторской работы… …космонавты знают этот фильм более чем наизусть».

«Союз-13» отправился в космос тоже без стыковки с орбитальной станцией. На корабль установили астрофизическую обсерваторию «Орион-2». Основная цель эксперимента, который проводили космонавты Петр Климук и Валентин Лебедев — получение фотографическим путем ультрафиолетовых спектрограмм участков звездного неба в диапазоне длин волн 2000-3000 А. Именно благодаря этому полету впервые были получены спектрограммы слабых звезд до 13-й звездной величины.

Полеты «Союза-12» и «Союза-13» были автономными в сентябре и декабре 1973 года еще и по той причине, что целых три орбитальных станции потерпели аварию. Например, запуск ДОС-2 в 1972 году провалился из-за аварии ракеты-носителя «Протон-К», станция даже не получила порядкового номера и названия.

Запуск первой военной станции «Алмаз» (в СМИ фигурировала как «Салют-2») 3 апреля 1973 года прошел штатно, но через две недели произошла разгерметизация станции, а 25 апреля 1973 года с нее перестала поступать телеметрия. «Алмаз», пробыв на орбите всего 54 дня, сгорел в атмосфере 28 мая 1973 года, а тугоплавкие обломки упали в Тихий океан.

Станция ДОС-3 успешно вышла на орбиту 11 мая 1973 года, но из-за неполадок в аппаратуре выработала все доступное топливо для ориентации — стыковка с ней стала невозможной. 22 мая 1973 года, проработав на орбите всего 11 дней, станция неуправляемо вошла в атмосферу над Южной Америкой и сгорела. Станция получила название «Космос-557».

ЦКБМ продолжило работы по ОПС «Алмаз» — и 26 июня 1974 года на орбиту отправилась вторая военная станция. Для СМИ ее назвали «Салют-3». По сравнению с «Салютом», «Алмаз» имел несколько больший срок активного существования и заодно был оснащен экспериментальной автоматической пушкой 11В92-П. Ее создали по спецзаказу в КБ Нудельмана на основе авиационной пушки Р-23 для «недопущения посещения» станции космическими аппаратами-инспекторами, которые (как считалось) в то время разрабатывались и, возможно, применялись американцами.

3 июля 1974 года на станцию отправился первый экипаж на «Союзе-14» — командир Павел Попович из первого отряда и бортинженер Юрий Артюхин. В программу работы космонавтов на станции «Алмаз» входило:

• проведение научно-технических и медико-биологических экспериментов;
• испытание улучшенной конструкции станции, ее бортовых систем и аппаратуры;
• исследование геолого-морфологических объектов земной поверхности, атмосферных образований и явлений;
• медико-биологические исследования по изучению влияния факторов космического полета на организм человека и определение рациональных режимов работы экипажа на борту станции и много других экспериментов;
• фотографирование территории вероятного противника.

Станция состояла из шлюзовой камеры, рабочего отсека большого диаметра и жилого отсека малого диаметра, давая общий объем 90 кубических метров. Станция имела более совершенные системы электроснабжения, коррекции орбиты и ориентации. В целом, станция имела примерно все те же параметры, что и «Салют». Единственное большое отличие заключалось в компоновке оборудования внутри станции — под другие задачи. В общей сложности, на «Алмазе» стояли 14 фотокамер для ДЗЗ. Дабы экипаж не скучал в свободное время, на станции был набор магнитных шахмат для игры в невесомости, небольшая библиотека бумажных книг и магнитофон с набором кассет. На станцию установили другую беговую дорожку, а космонавтам в обязательном порядке было предписано носить нагрузочный костюм «Пингвин», который позволял держать мышцы в тонусе. Кстати, костюм применяется и поныне, в особенности в длительных экспедициях. Более того, он применяется даже в земной медицине — помогает после болезней заново учиться ходить взрослым и детям. На станции «Алмаз» была впервые испытана система сбора и рециркуляции воды.

Попович и Артюхин успешно выполнили всю программу. Часть отснятых фотоснимков они забрали с собой в спускаемый аппарат «Союза», часть поместили в специальную небольшую возвращаемую капсулу, а часть передали на Землю по фототелеграфу. После расстыковки со станцией экипаж «Союза-14» благополучно вернулся домой 19 июля 1974 года.

К этому времени, в 1973-1974 годах США уже успели запустить и вернуть на Землю три экипажа для своей станции «Скайлэб» — первенство СССР было частичным. СССР запустил первую станцию, но потерял первый экипаж, США смогли первыми вернуть экипаж со станции на Землю, но, в итоге, потеряли станцию.

Следующий корабль, «Союз-15» (экипаж — Геннадий Сарафанов и Лев Демин) из-за неправильной работы системы «Игла» не смог причалить к станции. Эти проблемы еще несколько лет будут преследовать эту систему поиска, сближения и стыковки — и вопрос будет закрыт окончательно только с переходом на «Курс».

После неудачной стыковки «Союза-15» было решено, что система «Игла» нуждается в существенной доработке. Из-за количества времени, необходимого для внесения изменений в конструкцию и ограниченного времени, которое «Алмаз» мог оставаться на орбите до входа в атмосферу, следующий запланированный полет на станцию был отменен.

Главы 1,2