ГЛАВА 4

Орбитальные станции. Пилотируемые и грузовые космические корабли

Орбитальные станции "Салют"

     В 1969 г. ЦКБЭМ был безусловным лидером космонавтики и монополистом пилотируемых программ. В это же время над пилотируемыми программами работал и коллектив Центрального конструкторского бюро машиностроения (ЦКБМ), возглавляемый Генеральным конструктором В.Н.Челомеем, которое, в основном, ориентировалось на задачи Министерства обороны. В ЦКБМ в это время уже в течение нескольких лет разрабатывался пилотируемый орбитальный комплекс "Алмаз", аналогичный американскому проекту MOL (пилотируемая орбитальная станция военного назначения с задачами разведки и управления с орбиты наземными военными средствами).
     Комплекс "Алмаз" состоял из четырех частей: возвращаемого аппарата для экипажа, рабочего отсека, отсека с длиннофокусным фотоаппаратом "Агат" и агрегатного отсека с двигательной установкой. В работе над проектом принимал активное участие Московский филиал ЦКБМ - ЦКБМ (Ф), возглавляемый В.Н.Бугайским.
     Наибольшие трудности возникли при разработке служебных систем и целевого оборудования, а опыта создания комплекса систем для орбитальных полетов, аналогичных системам КК "Восток" и "Союз", в ЦКБМ не было. Проект явно задерживался.
     Специалисты ЦКБЭМ предложили в короткие сроки создать орбитальную станцию научного и народно-хозяйственного назначения с использованием уже имеющегося задела; части конструкции орбитального блока проекта "Алмаз" и служебных систем уже отработанного КК "Союз".
     Существо предложения заключалось в том, чтобы создать конструкцию орбитальной станции с использованием одного из отсеков орбитального блока станции "Алмаз" и установить на этой конструкции системы КК "Союз", а КК "Союз" использовать для доставки на станцию экипажа.
     Проведенный анализ показал, что системы КК "Союз" по своим характеристикам вполне подходят для обеспечения функционирования орбитальной станции.
     Это предложение было поддержано Д.Ф.Устиновым и было дано поручение подготовить материалы и проект Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР по этому вопросу.
     31 декабря 1969 г. были подготовлены "Основные положения по орбитальной станции", которая в технической документации получила название ДОС (долговременная орбитальная станция) а комплекс - ДОС-7К. В этих положениях были сформулированы основные принципы построения станции.
     В феврале 1970 г. был выпущен проект по ДОС, который был согласован с В.Н.Бугайским, в ЦКБЭМ и ЦКБМ(Ф) начались работы по новой станции.
     9 февраля 1970 г. вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР по разработке комплекса ДОС-7К.
     В декабре 1970 г. на заводе им. Хруничева (ЗИХ) был собран базовый блок станции и передан в ЦКБЭМ для проведения испытаний, после окончания которых в марте 1971 г. он был отправлен на стартовую позицию.
     19 апреля 1971 г. стартовала ракета-носитель УР-500К с первой в мире долговременной орбитальной станцией, которая получила название "Салют". Это название сохранилось для всей последующей серии орбитальных станций.
     Орбитальный блок (ОБ) станции (изделие 17К) состоял из переходного, рабочего и агрегатного отсеков и отсека научной аппаратуры.
     Переходной отсек диаметром 2,1 м имел агрегат стыковки, а на его наружной поверхности был установлен комплект солнечных батарей, заимствованных с корабля 7К-ОК.
     Рабочий отсек имел герметичную оболочку, состоящую из двух обечаек диаметром 2,9 и 4,1 м соединенных между собой коническим переходником. Герметичный корпус был заимствован с орбитального блока (ОБ) станции "Алмаз", а внутренний силовой каркас и основные конструктивные элементы были изготовлены вновь.
     Агрегатный отсек диаметром 2,1 м был предназначен для размещения корректирующей двигательной установки, заимствованной с корабля 7К-ОК. Снаружи располагалась система двухкомпонентных двигателей ориентации, разработанная вновь, а на его наружной поверхности был установлен второй комплект солнечных батарей, также заимствованных с корабля 7К-ОК.
     Отсек научной аппаратуры был также разработан специально для ДОС и был установлен на рабочем отсеке.
     Системы ориентации и управления движением (гироскопические приборы, интегратор, вычислительное устройство, датчики угловых скоростей, система ручной ориентации, инфракрасная вертикаль, датчики ионного потока, визир пилота) и энергопитания (солнечные батареи, буферная химическая батарея, система регулирования заряда), радиосвязи "Заря", телеизмерений РТС-9 и радиоконтроля орбиты "Рубин", командная радиолиния ДРС, центральный пульт пилота, система сближения "Игла" и регенераторы кислорода были заимствованы с КК 7К-ОК.
     Система управления бортовым комплексом была частично заимствована с КК 7К-ОК, но в связи со значительным количеством новых систем, в частности научной аппаратуры, была во многом доработана с введением новых приборов.
     Система терморегулирования была разработана вновь с использованием арматуры КК 7К-ОК, причем одним из нововведений было термостатирование корпуса с помощью труб с теплоносителем, что обеспечивало герметичность уплотнений при длительном полете.
     Научное оборудование станции массой 1,5 т составляли солнечный телескоп, рентгеновский телескоп (РТ-4), инфракрасный телескоп спектрометр (ИТСК), визир с 60-кратным увеличением (ОД-4) и другая аппаратура.
     Особенностями создания станции были ее разработка и подготовка к запуску в течение одного года, работа над ней одновременно на двух предприятиях - НПО "Энергия" (ЦКБЭМ) и КБ "Салют" (филиал ЦКБМ) и ее изготовление на двух заводах - ЗИХ и ЗЭМ.
     Проект и практически все основные системы станции разрабатывались в ЦКБЭМ, а конструкторские чертежи - в КБ "Салют". Основные системы изготавливались на ЗЭМ, а герметичные корпуса, силовой интерьер, основные элементы конструкции - на ЗИХ, где проводилась и общая сборка станции. Комплексные испытания станции после сборки проводились в ЦКБЭМ.
     При этом сложилась любопытная ситуация: Главный конструктор и руководитель ЦКБЭМ В.П.Мишин и Генеральный конструктор и руководитель ЦКБМ В.Н.Челомей были откровенными противником создания станции. И хотя остановить работы по ее созданию они не могли, их отношение к ним создавало дополнительные трудности. В.П.Мишин и В.Н.Челомей в 1972 г. даже направили в ЦК КПСС письмо с предложением о прекращении работ по станции "Салют".
     Важным фактором в организации работ по созданию станции было то, что большую активность в них проявил Министр общего машиностроения С.А.Афанасьев.
     В работах по станции принимали участие многие организации различных министерств и ведомств, в том числе, ВНИИ-380 Министерства радиопромышленности, НИИ-695 и заводы N 124 и 918 Министерства авиационной промышленности, ЦКБ-589 Министерства оборонной промышленности, ОКБ МЭИ, ИМБП Министерства здравоохранения, ВНИИТ Министерства электротехнической промышленности, ВНИИЭМ Минэлектротехпрома, НИИХИММАШ, 50 ЦНИИКС МО.
     Для отработки технических решений по станции был создан ряд экспериментальных установок и макетов: установка для отработки сброса головного обтекателя, "тепловой" макет для отработки системы терморегулирования и систем обеспечения жизнедеятельности, установки для отработки двигательных систем и др.
     Для оснащения станции требовалось научное оборудование, которое могло быть создано в приемлемые сроки. В его создании участвовали : ФИАН (рентгеновский телескоп РТ-2), Крымская астрофизическая обсерватория (солнечный телескоп ОСТ-1), Бюраканская астрофизическая обсерватория (ультрафиолетовый телескоп "Орион") и др., а разработчики научных приборов (А.В.Брунс, Г.А.Гурзадян, Л.А.Ванштейн, А.М.Гальпер и др.) стали непосредственными участниками работ по станции.
     Старт долговременной орбитальной станции был проведен 19 апреля 1971 г. Основным недостатком при ее выведении было неоткрытие крышки отсека научного оборудования, что ограничило выполнение целевых задач станции.
     Первая экспедиция на станцию (космонавты В.А.Шаталов, А.С.Елисеев и Н.Н.Рукавишников) на КК "Союз-10" стартовала с космодрома Байконур 23 апреля 1971 г. Соединение КК "Союз-10" со станцией прошло нормально, но из-за неполадок в стыковочном механизме штатной стыковки не произошло и экипажу пришлось вернуться на Землю.
     Следующими на орбиту должны были лететь космонавты А.А.Леонов, В.Н.Кубасов и П.И.Колодин, но один из них перед стартом получил замечание по медицинским показателям, и экипаж был снят с полета. Государственная комиссия утвердила следующий экипаж, который также проходил подготовку к полету: Г.Т.Добровольский, В.Н.Волков и В.И.Пацаев.
     Вторая экспедиция стартовала на орбиту 6 июня 1971 года на КК "Союзз-11". Стыковка и переход экипажа на станцию прошли нормально. Экипаж работал на орбите около 23 сут. Это было в то время рекордным для работы человека в условиях космического полета.
     Экипаж выполнил программу научных, технических и медицинских экспериментов. КК "Союз-11" с экипажем был отстыкован от станции и совершил посадку на Землю 30 июня 1971 года. Однако, в процессе спуска, на высоте около 200 км произошла разгерметизация спускаемого аппарата, и космонавты погибли.
     Анализ аварии показал, что ее причиной стало нештатное открытие пироклапанов так называемых "дыхательных отверстий", в результате чего и произошла разгерметизация спускаемого аппарата.
     Одним из мероприятий по исключению повторения такой ситуации для экипажа явилось введение для космонавтов скафандров на КК "Союз", в которых они и сегодня работают на участках выведения и спуска.
     В связи с аварией полеты экипажей на станцию не проводились и станция работала на орбите в беспилотном режиме.
     26 июня 1972 г. по команде с Земли на станции был включен двигатель на торможение, станция вошла в плотные слои атмосферы над акваторией Тихого океана и прекратила свое существование.
     Следующая станция "Салют" стартовая 29 июля 1972 года. Однако, из-за аварии ракеты-носителя УР-500К станция разрушилась на стартовой позиции.
     Некоторые технические решения по станции накладывали определенные ограничения на увеличение эффективности ее использования и не удовлетворяли разработчиков станции. Одним из недостатков такого рода была жесткая установка солнечных батарей на ее корпусе.
     Для ориентации солнечных батарей на Солнце необходим был соответствующий разворот всей станции с последующей ее "закруткой" для сохранения максимального освещения солнечных батарей, причем "закрутку" нужно было периодически повторять из-за нестабильности самого вращения, что требовало значительных расходов топлива. Такой режим ограничивал проведение научных исследований и сокращал общее время работы станции на орбите.
     Для увеличения эффективности функционирования станции требовались солнечные батареи с их автономной ориентацией на Солнце.
     В 1970 г. был выпущен проект новой станции второго поколения и в декабре 1973 г. орбитальный блок был отправлен на стартовую позицию.
     Основным изменением на новых станциях было введение трех одноосноориентируемых солнечных батарей, которые устанавливались на рабочем отсеке и закрывались при выведении на орбиту ИСЗ головным обтекателем, для компенсации увеличения массы, требуемой для введения таких солнечных батарей, было уменьшено количество баков двигательной установки, а для снижения потребности в топливе на коррекцию движения станции была увеличена до 350 км высота орбиты.
     Кроме того, на станции впервые были установлены экономичная система ориентации "Каскад" и экспериментальная система навигации "Дельта", в систему терморегулирования впервые был введен экспериментальный контур с тепловыми трубами, что оказалось очень перспективным для дальнейших поколений орбитальных станций, а также начата работа по обеспечению замкнутого цикла обеспечения экипажа водой, для чего была установлена система регенерации воды из конденсата (СРВ-К). Примерно половина выделяемой экипажем воды попадает в атмосферу через кожу, а с помощью СРВ-К эта вода собирается, очищается и становится пригодной для питья.
     Гарантированный ресурс работы станции на орбите был продлен до 180 сут. (на первой станции "Салют" - 90 сут.). Сегодня эта цифра кажется достаточно скромной, но тогда за этим увеличением стояла весьма серьезная работа по всем системам.
     Было установлено новое научное оборудование: рентгеновский телескоп-спектрометр, зеркальный рентгеновский телескоп РТ-4, инфракрасный телескоп-спектрометр ИТС-К и другие научные приборы.
     Первая из станций второго поколения - ДОС N3 ("Космос-557") была выведена на орбиту 11 мая 1973 г.
     Для коррекции ее орбиты была включена система ориентации, однако, из-за отказа датчиков ионного потока системы управления движением станции на участке вне зоны радиовидимости произошла полная выработка топлива корректирующей двигательной установки, что исключило ее нормальное функционирование на орбите.
     Это было большим ударом по программе. Одним из следствий аварии было снятие руководителя полетом станции Я.И.Трегуба. Следует отметить, что такое решение по пилотируемым программам было принято впервые, несмотря на то, что раньше были более тяжелые аварии (гибель В.М.Комарова, гибель Г.Т.Добровольского, В.Н.Волкова и В.И.Пацаева.)
     Станция прекратила свое существование в мае 1973 г.
     В 1973-1974 гг. проводились автономные полеты КК "Союз" для отработки изменений, проведенных в связи с аварией КК "Союз-11": с 27 по 29 сентября 1973 г. на КК "Союз-12" на орбите работали космонавты В.Г.Лазарев и О.Г.Макаров, а с 18 по 26 декабря на КК "Союз-13" - космонавты П.И.Климук и В.В.Лебедев.
     26 июня 1974 г. на орбиту была выведена станция "Алмаз" разработки ЦКБМ, получившая название "Салют-3"
     Для нее были заимствованы концепция станций ДОС, где вместо тяжелого корабля снабжения (ТКС) использовались транспортные КК "Союз" разработки ЦКБЭМ, а также системы жизнеобеспечения, радиосвязи и др.).
     3 июля 1974 г. на станцию "Салют-3" на КК "Союз-14" прилетели космонавты П.Р.Попович и Ю.П.Афанасьев.
     Следующей долговременной орбитальной станцией стала станция "Салют-4" (ДОС N4) которая была выведена на орбиту 26 декабря 1974 г.
     Первая экспедиция на станцию на КК "Союз-17" (космонавты А.А.Губарев и Г.М.Гречко) работала на орбите с 11 января по 9 февраля 1975 г.
     Следующая экспедиция (космонавты В.Г.Лазарев и О.Г.Макаров) не состоялась из-за аварии ракеты-носителя на участке выведения. Спускаемый аппарат КК "Союз" вместе с космонавтами по аварийной программе был отделен от ракеты-носителя и опустился на Землю в горах Алтая.
     Вторая экспедиция на станцию на КК "Союз-18" (космонавты П.И.Климук и В.И.Севостьянов) работала на орбите с 24 мая 1975 по 26 июля 1975 г. в течение 63 сут. Это было рекордное время пребывания человека в условиях космического полета.
     Для отработки длительного полета космических кораблей к станции "Салют-4" был пристыкован КК "Союз-20" без экипажа, который летал на орбите вместе со станцией в течение 3 мес (с 17 ноября 1975 г. по 16 февраля 1976 г.)
     3 февраля 1977 г. по команде с Земли станция "Салют-4" прекратила свое существование над акваторией Тихого океана.

Далее...