Советская Россия
2 декабря 1988 года

Запрограммированный космос
Несколько встреч со специалистами, готовившими уникальный полет "Бурана"

Кажется, это было совсем недавно. Одновременно вспыхнули сотни дисплеев, расположенных в разных залах Центра управления подготовкой и пуском (ЦУПП) и Центра управления полетом (ЦУП). Ожил вычислительный комплекс, "связавший" воедино тысячи механизмов, определяющих запуск ракеты-носителя "Энергия" с космическим кораблем многоразового использования "Буран". Движение цифр на экранах показывало, как идет наполнение баков "Энергии" и "Бурана" жидким кислородом и водородом, как растет давление в трубопроводах, как падает температура в отсеках. Тысячи параметров по маленьким информационным "ручейкам" стекались в одну "полноводную" реку, которую был способен поглотить лишь вычислительный комплекс, выполняющий десятки миллионов операций в секунду. В последние минуты перед стартом только ЭВМ могла управлять бесконечным множеством механизмов, приборов, датчиков, расположенных в "недрах" "Энергии" и "Бурана". И на Земле, чтобы понять происходящее, требовалась еще более мощная ЭВМ. Одни компьютеры на "Энергии" и "Буране" принимали решения, другие на Земле объясняли людям: "это сделано потому-то и потому..."

Контрольные цифры гласили - необходимый запас топлива для старта получен. ЭВМ "Энергии" и "Бурана" начинают последнюю проверку всех систем. Если какой-то датчик просигнализирует об опасности - будь то наличие в отсеке мельчайшей концентрации взрывоопасной смеси кислорода и водорода или не выполнена одна из сотен предстартовых операций, - компьютер даст "отбой", и пуска не будет. В противном случае цепь неполадок, развиваясь, может привести к взрыву... Телеметрическая информация с датчиков "Энергии", "Бурана" поступает и на Землю.

Тянутся долгие минуты. Наконец ЭВМ выдала команду на старт. Мы видим на дисплее цифры, показывающие, как раскручиваются десятки насосов, способных ежесекундно выбрасывать в камеру сгорания тонны топлива. Мы не слышим рева сверхмощных двигателей, но цифры точно показывают, какая дрожь в эти секунды пробегает по двухтысячетонной сигаре. Идет трудная борьба с земным тяготением. "Энергия" устремляется в небо...

Через десять секунд она уже на высоте 200 метров. Ее движение ускоряется. Земля остается все ниже. По-прежнему ежесекундно ракета-носитель и корабль "сигнализируют" о себе, "сбрасывая" на Землю тысячи параметров.

В Центрах управления подготовкой и пуском и управления полетом звучит голос информатора: "40 секунд, полет устойчивый..." Но вдруг словно электрический импульс пробежал по специалистам у дисплеев. Бортовая ЭВМ "Энергии" приняла решение выключить одну из двигательных установок, возникли какие-то неполадки в подаче топлива. У "Энергии" четыре боковых блока, и даже если один выйдет из строя, полет еще можно продолжить - "Буран" все-таки выйдет на космическую орбиту.

Кажется, замерло время. Семьдесят секунд полета. Бортовая ЭВМ выключает еще одну установку. Анализ, который провел вычислительный комплекс ЦУПа, показывает, что теперь "Буран" в космос уже не попадет. Что же делать? Что предпримет ЭВМ "Энергии"? Через секунду узнаем - она решила выполнить маневр возврата. Кажется невероятным, что вычислительная машина ракеты принимает решение сама, без всякой консультации с Землей, людьми. Перебрав тысячи возможных вариантов, она остановилась на оптимальном. "Энергия" меняет курс и, описав огромную кривую с выходом на высоту 100 километров, разворачивается в сторону стартовой площадки. На посадочный комплекс поступает команда подготовиться для возвращения космического корабля. Стартует самолет-наблюдатель "МИГ-25", приходят в движение машины обслуживания. "Буран" отделяется от ракеты-носителя. ЭВМ "Энергии" передает накопленную информацию его компьютеру. Он должен проложить курс до посадочной полосы, а ракете-носителю суждено погибнуть в казахстанской степи в четырехстах километрах от Байконура.

Через двадцать минут, теряя скорость, "Буран" уже заходит на полосу. Бортовые ЭВМ, мгновенно реагируя на малейшие порывы ветра, чутко управляют массивной "птичкой". Наконец она касается Земли и после короткого пробега останавливается... Сотни миллионов рублей спасены.

Руководитель космических полетов космонавт Валерий Рюмин выключил свой дисплей, поднялся из кресла. Тренировка была окончена. Сотни специалистов и операторов покидали свои рабочие места. Предстоял небольшой перерыв. И потом вновь старт, моделирование различных "нештатных ситуаций"... В это верилось с трудом, но весь полет "Энергии" и "Бурана" был игрой воображения мощных ЭВМ. Одни компьютеры моделировали поведение всех узлов ракетно-космического комплекса, изменение параметров полета, другие следили за передачей информации, имитируя ее движение от ракеты до космических спутников связи и наземных станций слежения, а третьи, исходя из этого, управляли полетом такого "гипотетического объекта"... Впрочем, почему "гипотетического"? Самого что ни на есть реального, 15 ноября 1988 года действительно совершившего орбитальный прыжок. Теперь это можно сказать открыто: к этой победе тысячи советских ученых и конструкторов шли более десяти лет. Около года шли такие комплексные тренировки.

К полету "Бурана" было приковано внимание всего мира, внимательно следили за ним и в США. И не только потому, что у американские кораблей "Спейс Шаттл" появился конкурент. Старт "Энергии", беспилотный полет советского корабля многоразового использования означали прорыв СССР к самым передовым технологиям, и в первую очередь в области вычислительной техники. Здесь надо пояснить подробнее. В свое время в качестве одной из главных причин, почему СССР не сможет конкурировать с США в создании системы "звездных войн", американские военные специалисты называли "отсутствие у Советов необходимых компьютеров и программистов экстра-класса". Ведь "звездные войны" - это комплекс специальных наземных пунктов и орбитальных станций, связанных единым управлением. Компьютеры должны следить за тысячами объектов на территории СССР, в случае старта советских баллистических ракет точно рассчитывать их траектории и если будет выдана специальная команда, уничтожать на всех этапах полета. По мнению экспертов, Советский Союз был не в состоянии создать такую сложную компьютерную систему. И хотя М.С.Горбачев неоднократно подчеркивал, что СССР против системы "звездных войн" по принципиальным соображениям, так как их создание торпедирует договоренность об ограничении ядерных вооружений, кое-кто видел в этой позиции признание нашей слабости. Но обеспечение автоматического полета "Бурана" и работа с многими объектами на Земле и в космосе - задачи близкого порядка. Значит, в Советском Союзе есть электронщики, программисты экстра-класса.

Рассказывает руководитель баллистической службы ЦУПа В.Н.Почукаев:
- "Энергия" и -"Буран" принадлежат к классу космических систем будущего. Судите .сами. Как сейчас мы управляем "Союзом ТМ"? С бортовой ЭВМ на Землю поступает информация. Мы в ЦУПе рассчитываем траекторию, параметры полета и отправляем эти данные назад, в космос. Образно говоря, ЦУП ставит вешки для "Союза ТМ" на космической дороге - здесь "замедли" движение, здесь "поверни". С "Энергией" и "Бураном" все не так. Их бортовые ЭВМ решают сами.

Или, скажем, во время старта "Союза ТМ" точно известно, что если все проходит нормально, то через 300 секунд корабль будет на высоте 150 километров. А при полете "Энергии" мы заранее не знаем, сколько она будет лететь до этой высоты. Ракета сама определяет оптимальную траекторию и время движения, ее цель - достигнуть орбиты 150 километров. А как это сделать, право выбора за ней.

- Что значит ЭВМ решает сама? - вступает в разговор руководитель ЦУПа В.И.Лобачев. - Все ее действия запрограммированы людьми. Для этого потребовалось получить огромный объем дополнительной информации, провести тысячи экспериментальных испытаний. "Энергия" и "Буран", их отдельные узлы проверялись на специальных стендах, продувались в аэродинамических трубах. Были разработаны специальные методы математического моделирования. Все это позволило специалистам четко представлять, какое решение необходимо принять, если, например, откажет двигатель или при посадке будет большая скорость ветра. И только после такой проверки эти данные перенесли в память ЭВМ сотни лучших программистов.

О сложности проблемы говорит хотя бы такой факт. Как известно, при возвращении из космоса "Буран" от теплового разрушения в плотных слоях атмосферы предохраняет 38 тысяч огнеупорных плиток. Так вот, каждую плитку от момента изготовления до момента старта сопровождает специальный компьютерный паспорт, то есть в любой момент в ЭВМ есть вся информация о теплозащитном покрытии.

- Какие принципиальные отличия системы "Энергия" - "Буран" от "Спейс Шаттла"?

- Уже с начала проектирования советские конструкторы приняли иную схему многоразовой системы и порядок ее летных испытаний. Американская компоновка многоразовой системы не позволяет применить иного полезного груза, чем орбитальный корабль. Эта схема менее универсальна и более прагматична - с максимальной многоразовостью основных элементов системы и пилотируемыми полетами с первого запуска.

Наша схема представляет собой двухступенчатую ракету-носитель "Энергия" с размещенным на ней многоразовым кораблем "Буран". Такая компоновка позволяет использовать любые другие тяжелые полезные грузы, кроме орбитального корабля, и, кроме того, проводить автономную летную отработку ракеты-носителя, что и было успешно осуществлено при первом запуске "Энергии" 15 мая 1987 года.

Из соображений безопасности экипажей первые полеты нашего орбитального корабля с самого начала были определены как беспилотные, что традиционно для советской космонавтики.

В.Н.Почукаев:
- Я хотел бы добавить. Первая ступень "Энергии" - четыре боковых силовых блока - практически независимые ракеты. Их можно запускать индивидуально, как небольшие носители. На мой взгляд, это технологично и ведет к снижению затрат на космические полеты. Тем более эти боковые системы в ближайшем будущем будут сохраняться, опускаясь после отстрела на парашютах.

- Затронута важная тема экономики освоения космоса. Насколько рентабельно создание таких сложных систем, как "Энергия" и "Буран"?

В.И.Лобачев:
- Сегодня запуск одноразовых кораблей, например, "Союза ТМ", обходится дешевле. Но "Буран" только появился на свет. Он находится в стадии летно-конструкторских испытаний. Из опыта авиапромышленности известно, что первые опытные образцы самолетов стоят в 10-20 раз дороже, чем последующие, серийные. Это имеет отношение и к "Бурану". Ведь та же система управления, а это сотни тысяч управляющих программ, уже разработана. И для дальнейших полетов потребуется лишь ее коррекция. За "Буран" говорят и его широкие возможности. Он способен "снимать" с орбиты различные объекты и в полной сохранности доставлять на Землю. А ведь до сих пор у нас не существовало способа спасения какого-либо дорогостоящего космического спутника, если он вышел из строя. Но если всерьез говорить о рентабельности, то создание "Энергии" - "Бурана" - это освоение технологий, которые будут определять лицо научно-технического прогресса в ближайшие 20-30 лет. Скажем, для космического лайнера было разработано 30 новых материалов, среди которых есть уникальные термостойкие, из кварцевых волокон, углеродистых соединений или полученные сверхпрочные сплавы - бериллиевые, боралюминевые, ниобиевые.

Принципиальное значение имеет и создание пакетов программ для управления такими сложными объектами. Программы, думаю, найдут широкое применение в самых разных областях, например, в авиации для выполнения автоматических посадок самолетов. Главное - ускорить внедрение этих передовых информационных технологий. Пока, к сожалению, нельзя сказать, что опыт космической индустрии находит быструю реализацию в других отраслях. Здесь нам надо поучиться у американцев.

В.Н.Почукаев:
- Замечу, что наши специалисты охотно откликаются на различные предложения. К нам сейчас, например, обратилась Госавтоинспекция. Им необходимо помочь создать полностью автоматизированную систему управления автомобильным движением в Москве. Все светофоры должны работать в ритме, оптимальном для пропускной способности дороги. Тысячи светофоров, десятки тысяч датчиков под дорожным покрытием, сотни тысяч автомобилей. И хотя эта задача непростая, модели, отработанные на "Бурана", позволяют ее довольно быстро решить.

Мы могли бы помочь метеорологам. Известно, что точное предсказание погоды сэкономит миллиарды рублей. А чтобы предсказывать погоду, необходимы точные метеорологические измерения на всей территории страны. Как их сейчас получают? Стоит где-нибудь метеостанция (например, на Кольском полуострове), и люди несколько раз в день снимают показания приборов (скорость ветра, температуру и т. д.) и передают их в метеоцентр. Ясно, что таких станций много не создашь. Условия работы тяжелые (ведь они должны быть расположены и во льдах, и в тундре, и в пустынях, и в тайге), да и дорого их содержание. Существует возможность создать автоматизированную метеостанцию, без всяких людей. Она будет через спутники связи постоянно передавать информацию в центр.

Одним словом, полет "Бурана" - это пролог к новому витку научно-технической революции.

- Старт "Энергии" был весьма ответственным мероприятием. Сильно ли волновались специалисты, отвечавшие за управление - важный участок программы?

- Здесь уже говорилось, что к этому полету мы шли больше десяти лет. Последние полгода тысячи людей работали без выходных дней. Специалисты ЦУПа были не исключением. Пожалуй, апогей массового стресса пришелся на момент, когда 29 октября был отменен запуск "Энергии". Поэтому понятны напряжения подготовки и старта 15 ноября. В первом испытательном полете "Бурана" не обошлось без волнения и замечаний к работе отдельных бортовых систем корабля, но ни одно из них не было принципиальным, не влияло на выполнение задач полета в целом.

"Буран" приземлился в полутора метрах от расчетной оси, и лишь 5 плиток теплозащиты из 38 тысяч "отлетели" во время спуска. Единственно что вызывает сожаление, что многим пока так и не удалось отдохнуть. После возвращения "Бурана" на связь с ЦУПом вышла межпланетная станция "Фобос" (она уже приближается к Марсу), ежесекундно из космоса поступали данные о работе всех систем орбитального комплекса "Мир" - "Квант", в поле зрения Центра управления были и десятки других космических объектов.

Александр Немов.

Web-master: їВадим Лукашевич 1998-2005
E-mail: buran@buran.ru