Книги
Ошибки мировой космонавтики
Тем временем на Земле в бескрайних степях Казахстана разыгрался буран. Поднялся ветер, пошел плотный снег, и температура упала до –20 °C. Посадка проходила в ночное время и в очень сложных условиях. Каким-то невероятным образом экипаж «Союза-21» угодил в небольшое озеро. Чтобы ветер не перевернул корабль, основной парашют отстрелился, но вода попала в парашютную систему, вызвав короткое замыкание и раскрытие запасного парашюта. Второй уже не отстрелился и изменил баланс корабля, потянув его за собой. Космонавты перевернулись вверх ногами, а их единственный выход оказался под водой. Выйти было нельзя, оставалось только ждать помощи, а ее все нет и нет. Из-за холода спасатели не могли подойти с воды, а из-за бурана – с воздуха. В ледяной воде корабль потихоньку промерзал снаружи, и космонавтам внутри становилось все прохладнее. Также потихоньку заканчивался воздух, так как под водой оказался клапан для дыхания, который открывается незадолго до посадки спускаемого аппарата на поверхность Земли и позволяет космонавтам дышать поступающим снаружи воздухом. Так наши герои просидели ночь, пока ветер не стих и не прилетела помощь. Только оказалось, что вертолет не может поднять спускаемый аппарат. Ждать новый, более грузоподъемный вертолет поисковый отряд не стал, и корабль решили тащить волоком по льду. К счастью, космонавты из этой ситуации вышли «сухими». Интересно, что среди всех членов отряда космонавтов Валерий Рождественский был единственным моряком-водолазом, и на его долю выпало испытание погружением в воду.
Проблемы с положением центра масс у космических кораблей могут иметь место не только на Земле, но и в полете. Особенно в процессе входа в атмосферу. Чтобы снизить массу космических аппаратов, инженеры покрывали тяжелой тепловой защитой только один отсек – спускаемый аппарат. Остальные части корабля должны были отделяться, чтобы не мешать посадке. Однако когда этого не происходило, сразу же возникали сложности с фиксацией положения спускаемого аппарата относительно Земли. Так, ошибка в проектировании привела к подобной проблеме в полетах собак Чернушки и Звёздочки. Их корабли по сути уже были такими, как тот, на котором после испытаний должен был полететь и человек. Такой корабль состоял из спускаемого аппарата непосредственно с пассажиром и приборного отсека, где располагались двигатель, система ориентации, приборы навигации и связи. Во время посадки последний должен был отделиться. Но в полете Чернушки это было сделано не полностью. Электрические кабели между двумя частями корабля не разорвались и удерживали рядом две составляющие некогда одного целого. Приборный отсек стал своего рода тяжелым якорем, замедлявшим и утягивающим корабль с собакой в сторону от расчетной точки посадки, где Чернушку уже ждали. Из-за трения о воздух и нагрева кабели расплавились и разорвались сами, но к тому времени перелет составил 412 км. Первым корабль нашли не отряды поисковиков, а местные жители деревни Старый Токмак близ Куйбышева (ныне Самара).
Выводов сделано не было, и буквально через две недели точно такая же ситуация произошла и со Звёздочкой, только теперь перелет составил 660 км. Вместе с собакой на борту корабля был манекен. Он должен был пройти все стадии полета человека. Поэтому манекен выглядел как человек, был облачен в красный скафандр, катапультировался из корабля и совершал посадку на парашюте.
Местные жители деревни близ города Воткинска нашли манекен первыми. Он повис на ветках дерева, за которые зацепился его парашют. По словам одного из очевидцев, селяне наблюдали окровавленного неподвижного пилота космического корабля. Так появился миф о некоем погибшем космонавте, слетавшем на орбиту до Юрия Гагарина.
Сам же герой, открывший эру пилотируемого освоения Вселенной, готовился полететь через три недели. Его корабль получил новое имя «Восток», но от предыдущих кораблей с собаками он почти ничем не отличался.
И с Гагариным возникла похожая ситуация, даже хуже. На этот раз не отделилась не только система кабелей, но и весь приборный отсек. Корабль начал раскручиваться, возникла нерасчетная перегрузка. Космонавт с честью справлялся с трудностями. Это вполне естественно, так как для первого полета выбирали лучшего из лучших. В итоге система автоматики сработала, но не по штатной программе, а после регистрации высокой температуры от трения об атмосферу. Приборный отсек был отделен, но на 10 минут позже необходимого. Перелет получился довольно большим. Вместо района Сталинграда (сейчас Волгоград) космонавт приземлился рядом с деревней Смеловка около города Энгельс. Корабли серии «Восток» не предполагали мягкой посадки спускаемого аппарата, так что космонавт катапультировался и приземлялся уже отдельно под собственным парашютом. Юрий Алексеевич чуть не угодил в Волгу, но его опыт парашютиста помог выйти из трудного положения. Первыми Гагарина нашли местные жители Тахтаровы – бабушка Анихайят и ее шестилетняя внучка Румия. Бабушка, увидев странное пугающее существо, мало похожее на человека, подхватила внучку и стала убегать. Румия с любопытством разглядывала космонавта и вдруг заметила на шлеме Гагарина буквы: СССР. Она остановила бабушку, сказав, что это свои. Интересно, что на шлеме изначально ничего не было. За несколько минут до старта фотограф Гагарина, что вел архивную съемку, решил сделать эту гордую надпись. Неизвестно, как это ему пришло в голову, но Юрию Алексеевичу определенно эта незначительная деталь помогла. С помощью местных жителей Гагарин добрался до ближайшего сельсовета, дозвонился до командования, отчитался о полете и стал ждать эвакуации. Колхозники тем временем решили наградить космонавта за его подвиг, но единственной доступной наградой, которая оказалась под рукой, была медаль «За освоение целинных земель». Такой была первая награда у космонавта Гагарина.
Скафандр СК-1
Несмотря на три случая подряд неразделения частей корабля, в полет был отправлен четвертый аналогичный аппарат. Причем все пошло по тому же сценарию, что и первые два раза с собаками. Кабели электрических цепей удерживали два отсека вместе, раскручивая и меняя траекторию их движения. И снова – перелет. В этом корабле находился второй космонавт планеты Герман Титов, который был вынужден сесть вблизи города Красный Кут. И произошло это недалеко от железной дороги, по которой в это же время шел поезд. Если бы место посадки оказалось всего на пару метров в стороне, то могло произойти страшное. На этот раз выводы были сделаны. Конструкция, соединяющая кабели, так называемая гермоплата, была модернизирована. Кроме того, у руководителей полетами изменилось представление о месте посадки. Сначала считалось, что космонавтам лучше приземляться в населенных районах, чтобы им могли быстро оказать помощь. После этого случая место посадки выбиралось по другой логике. Нельзя допускать, чтобы космический корабль упал кому-нибудь на голову, а космонавт повис на линиях электропередач, попал под поезд или угодил еще куда-нибудь.
В следующих полетах корабля «Восток» отделение приборных отсеков от спускаемых аппаратов шло как надо, но полностью без ошибок не обходилось. Так, четвертый космонавт СССР Павел Попович своим мягким местом ощутил, что бывает, если центр тяжести расположен низко, что такое перевес, и как работает маятник.
Дело в том, что после катапультирования, когда космонавт спускался на парашюте, от кресла как раз с той стороны, где сидят, отделился носимый аварийный запас (НАЗ) и повис на длинном тросе (леере) длиной 40 м.
Носимый аварийный запас – это набор предметов для выживания в сложных условиях. В него входят компас, нож, пила, спички, а также запас продовольствия, медикаменты и устройства для подачи сигнала. Его космонавты берут в полет на всякий случай: вдруг посадка будет в труднодоступном месте и спасатели не смогут их быстро найти или эвакуировать. У Поповича сумка с НАЗом весила 40 кг, и она стала раскачивать космонавта взад-вперед. Это грозило травмами при контакте с Землей. Спасла парашютиста его великолепная подготовка и мгновенная реакция. Когда до земли оставалось 40 м, тяжелый груз уже опустился на твердую поверхность и перестал раскачивать космонавта. У Поповича появилось время поправить ситуацию. Он смог частично погасить скорость, сгруппироваться и затем, цитируем, «трахнулся, встал на голову, хряпнулся, проматерился». Серьезных травм не оказалось, было только несколько ушибов. На помощь космонавту прибыли на самолете врачи. Вот только опыта в прыжках с парашютом у них было мало. Поповичу пришлось бегать от спасателя к спасателю, и помогать им. А одному из врачей, который сильно разодрал лицо об острые камни, пришлось оказывать медицинскую помощь.
С первой женщиной-космонавтом Валентиной Терешковой было что-то похожее. Она упала на спину и лицом ударилась о шлем. Валентина Владимировна отделалась сломанным носом и синяком под глазом.
Впоследствии появился новый корабль «Союз». Он состоял из трех частей – приборно-агрегатного отсека, спускаемого аппарата и бытового отсека. Причем спускаемый аппарат находился посередине. Если приборно-агрегатный отсек не отделится, то из-за перераспределения масс корабль перевернется. Люк спускаемого аппарата, имеющий небольшую теплозащиту, будет направлен к Земле и подвергнется огромным температурным нагрузкам.
Именно так, к сожалению, и произошло во время посадки спускаемого аппарата корабля «Союз-5». Космонавт Борис Волынов вспоминал, что тесное пространство спускаемого аппарата начало наполняться гарью. Это плавилось резиновое уплотнение люка. Еще немного, и в щели от прогоревшей прокладки проникла бы раскаленная плазма, которая в секунду выжгла бы все содержимое спускаемого аппарата. В последний момент приборный отсек отделился. Уже после посадки космонавт отметил, что резина вся превратилось в золу, и даже сталь, из которой был сделан обод люка, вспенилась. Но это была не единственная беда в полете. Оказалось, что вслед за изменением центра тяжести менялось и положение спускаемого аппарата. Он кувыркался, пока новый центр тяжести не оказался снизу, а потом начал крутиться вокруг своей оси. Когда раскрылся парашют, от вращения начали скручиваться стропы. Теперь купол парашюта не так хорошо тормозил, и космонавт с огромной силой ударился о землю, что привело к серьезным травмам.
Еще одна проблема с неучтенным перераспределением масс произошла в нашумевшей миссии «Апполон-13» с астронавтами Ловеллом, Хейзом и Маттингли. Подробности той эпопеи, с чего она началась, в чем ее причины – в главе «Давление». Здесь мы поговорим о последствиях. Корабль американских астронавтов состоит из двух частей: командного и лунного модулей. Последний нужен, чтобы сесть на Луну и взлететь с нее. В то время, пока лунный модуль находится на поверхности естественного спутника Земли, командный ждет его на окололунной орбите. Все остальные операции, не касающиеся непосредственно работы на поверхности Луны, должен выполнять командный модуль. Но как раз он и вышел из строя. Теперь у астронавтов были только ресурсы лунного модуля, то есть в разы меньше энергии, тепла, топлива и т. д. Для экономии, естественно, астронавты посадку на Луну не проводили и лунный корабль не отделяли. Когда же наступило время совершить маневры, сразу посыпались ошибки. Астронавты не тренировались управлять лунным кораблем с тяжеленным грузом, который смещал весь корабль и не давал быстро сориентироваться. Центр масс смещался еще и за счет тех приборов, которые должны были остаться на Луне, а также за счет отсутствующих проб лунного грунта, которые тоже были учтены инженерами в балансе корабля. Однако конструкторы не учли варианта, когда этих грузов не будет. Чтобы сбалансировать связку модулей и облегчить себе жизнь, астронавты перенесли все, что могли, в лунный модуль, но все равно потратили слишком много топлива. Руководители полета провели симуляцию и рассчитали, что энергии астронавтам не хватит. Совсем чуть-чуть, но все же не хватит. Экономить приходилось на всем, астронавты не пили воду, мерзли, почти не спали, и все равно энергии не хватало. На Земле инженеры смогли придумать, как выкачать из командного модуля немного ресурсов. Это дало астронавтам шанс вернуться, и они им воспользовались.
Глава 4
Не вакуум
День первый. К земле приближается гигантский астероид. Группа отважных бурильщиков отправилась к нему для установки ядерного заряда.
День второй. К земле приближается гигантский астероид с ядерным зарядом.
У многих людей есть представление, что в космосе вакуум, а это значит, что уже за пределами плотных слоев атмосферы (выше 100 км) начинается бездонная пустота. На самом деле это не совсем так. Орбита Земли наполнена неоднородным веществом: заряженными частицами солнечного ветра и галактической радиацией, астероидами, микрометеоритами, космической пылью. После начала эры космонавтики появилось еще и множество рукотворных объектов, которые, если они не выполняют какие-нибудь задачи и исследования, называются космическим мусором. Да, вещества на околоземной орбите очень мало, и его концентрация в огромном пространстве очень низкая, но и его тоже надо учитывать.