Содержание
«Военная Литература»
Первопроходчество

«Союз»

Это началось летом 1959 года. В разгар работы над «Востоком». В цехах приступили к изготовлению первых корпусов спускаемых аппаратов и приборных отсеков, на полную мощность работали конструкторские отделы, готовилась техническая документация, электрики заканчивали выпуск схем. Это было прекрасно, но ведь надо было думать и о завтрашнем дне. Темп развития работ в космической технике тогда был настолько велик, что, если заранее не подготовиться, не выбрать следующую цель, можно вместо авангарда оказаться в арьергарде. Куда идти дальше? Шустин предлагал сразу переключаться на разработку марсианской экспедиции (вперед так вперед! — тут в части «передовитости» цели ну никак не промахнемся!). Несколько более прагматичный Молодцов предлагал пока ограничиться разработкой высадки на Луне. А Феоктистов (ну что с начальства взять) предлагал остановиться на создании орбитальных станций ( «А зачем лететь на Луну? И тем более на Марс?»).

В нашей небольшой компании корабельных проектантов шли споры. Единого мнения достичь не удавалось. Но в одном мы все-таки сходились: прежде чем решать любую из этих задач, нужно научиться сближать корабли и космические аппараты на орбите и соединять их между собой. Без этого бессмысленно даже думать о сколько-нибудь сложных космических предприятиях. Исходя из этого, я сформировал группу для исследования проблемы сближения и стыковки во главе с Шустиным. Она должна была выявить технические сложности этой проблемы, наметить варианты ее решения, найти организации, которые смогли бы разработать нужную аппаратуру. Задача была достаточно сложной. Как сближаться, понятно. Нужно уметь определять относительное положение сближающихся кораблей, его изменение и управлять этим движением. Но как измерять параметры относительного движения сближающихся аппаратов? Какое нужно создать оборудование? Как осуществлять причаливание и соединение кораблей и их коммуникаций? Эти вопросы и определяли задачи первоначального поиска.

Работы над проблемой сближения оказались вполне продуктивными, и к началу 1962 года был получен основной теоретический задел. На его базе мы приступили к проектированию. Многим у нас эта работа казалась не очень перспективной. Шустин вначале был обижен и даже оскорблен тем, что ему пришлось отойти от активной работы над «Востоком» и заняться проблемами встречи на орбите. Поначалу представлялось, что важно решить саму проблему сближения и стыковки. Быстрее это можно было сделать, используя модификацию «Востока». На этом этапе в обсуждениях приняло участие уже и начальство. Весной 1962 года Бушуев на одном из совещаний, по-видимому, посоветовавшись предварительно с Королевым, выступил с предложением создать корабль для облета Луны и на этом же корабле отработать средства сближения.

Кому и зачем нужно облетать Луну? Опять эти дурацкие приоритетные задачи!! Мы спорили, как могли. Не хотелось терять, как минимум, два-три года на новый проект, преследующий нелепую цель. За это время, как нам казалось, можно было бы вполне решить задачу встречи на «Востоках», но С.П. высказался за новую разработку, поддержал Бушуева, и решение было принято.

Конечно, определенная логика в создании нового корабля была. «Восток» проектировался как самый первый корабль и делался очень быстро. Мы создали его за три года и на далекую перспективу не рассчитывали. А главное, система спасения экипажа корабля в случае аварии носителя была неудовлетворительной. Начальство это соображение не учитывало, но мы-то его должны были учитывать. Так что новый корабль делать действительно было нужно. Решили делать его универсальным, предназначенным для решения самых различных космических задач: и орбитальные автономные полеты, и стыковка, и даже (если приспичит) облет Луны. Одновременно хотелось и уменьшить рассеивание точек посадки кораблей при возвращении с орбиты и снизить перегрузки, действующие на экипаж при спуске на Землю.

Очень скоро выяснилось, что сложность нового корабля на порядок, а то и на два выше сложности «Востока», и времени на создание и отработку уйдет намного больше. Только в 1969 году «Союз» начал летать как следует. Хотя надо было заниматься и проектом в целом, и компоновкой, весовыми расчетами, составом оборудования, но больше всего внимания пришлось уделять задаче сближения и стыковки. Трудились над ней в тесном содружестве, взаимно дополняя и критикуя друг друга, самые разные специалисты: баллистики, управленцы, логики, компоновщики. Разумеется, и мне, и как проектанту, и как бывшему баллистику, хотелось внести свой вклад в решение задачи.

Корабли на орбитах в отличие, скажем, от самолетов не могут резко менять направление и скорость своего полета — в них действуют законы движения в центральном полете тяготения. Существенны ограничения по энергетике, то есть в данном случае ограничения по топливу, расходуемому на изменения величины и направления скорости аппарата. Поэтому надо было искать способ наиболее выгодного расходования бортовых запасов топлива при сближении, а также приемлемых средств и методов управления процессом сближения. Между теоретически наилучшим и практически осуществимым решением всех вопросов могло возникнуть существенное различие. Итак, необходимо было выбрать метод сближения, то есть те параметры относительного положения и сближения двух машин, которые нужно было измерять и корректировать, последовательность правил ориентации кораблей и включения их двигателей для коррекции относительного движения. Наиболее выгодным представлялся метод «свободных траекторий».

Этот метод активно отстаивали наши проектанты: его идеолог Б.И. Столповский и Шустин. При использовании этого метода измеряются параметры относительного движения объектов, по которым, в свою очередь, вычисляется необходимое по величине и направлению изменение скорости, нужное для «попадания» (с малой относительной скоростью) аппарата ( «активного») в другой ( «пассивный»). Конечно, с одного раза попасть не удастся вследствие неточностей в измерениях, ориентации и отработке двигательного импульса. Поэтому эту операцию придется проделывать два-четыре раза. Важно, чтобы процесс сходился. В результате можно сблизиться настолько, что останется лишь произвести причаливание одного аппарата к другому. Метод этот, конечно, естественный и правильный, и именно он теперь реализуется во время сближения кораблей и аппаратов на орбитах. Но у этого метода есть одна важная особенность: необходимые вычисления в ходе сближения достаточно сложны, и без электронной вычислительной машины на борту их провести практически невозможно.

Работы над небольшими вычислительными машинами в нашей стране уже велись. Говорили, что где-то в Ленинграде, в КБ-2 чехи Старос и Берг работают над созданием малых электронных вычислительных машин на основе неизвестно откуда взятых новых технологий. Я поехал посмотрел. Показали мне достаточно компактную машину УМ-2 (претенциозное название, но «2» — вроде бы и неплохо: все-таки уже не первая). Мне показалось, что они мало похожи на чехов, да и технологиями этими авторы не очень владели. На вопросы об объеме постоянной и оперативной памяти, о быстродействии, о частоте сбоев, о надежности четких ответов от них не получил. Чья же это технология? Не краденая ли? Похоже, что машины «сырые» и ненадежные. А нам нужна была очень надежная машина, резервированная, с автоматическим распознаванием отказов и с автоматическим переходом на резервный комплект. Ничего этого не было и в помине.

Как же быть? И вот родилась идея! Использовать метод параллельного сближения, менее экономичный, но зато более простой, против которого сначала активно возражали и мои товарищи проектанты, и управленцы. Метод этот известен из теории управления зенитных ракет. Суть метода в том, что двигатель активного объекта при своих включениях гасит, сводит к нулю угловую скорость «линии визирования», соединяющую два сближающихся объекта, и обеспечивает регулирование скорости вдоль этой линии. Замерить составляющие относительной скорости (одна перпендикулярна «линии визирования», другая — вдоль нее), как и расстояние между объектами, сравнительно нетрудно с помощью радиолокатора с гиростаблизированой антенной наведения. Удалось нам найти и организацию, где могли сделать нужную систему измерений параметров относительного движения.

Главным конструктором этой системы (ее назвали потом «Игла») был выдающийся инженер Евгений Васильевич Кандауров. Вычисления, которые нужно было осуществлять в процессе сближения при использовании этого метода, оказались достаточно просты, с ними могли справиться небольшие аналоговые счетно-решающие устройства, которые мы могли изготовить и сами. Метод параллельного сближения решено было применить, начиная с расстояния между кораблями около 20 километров, а до этого осуществлять сближение на основе наземных радиоизмерений. Радиолокатор с гиростабилизированной антенной должен был измерять угловую скорость линии визирования, дальность и радиальную скорость, а также выдавать управляющие сигналы на взаимную ориентацию сближающихся аппаратов. Сразу было решено автоматизировать весь процесс сближения и стыковки и в то же время предусмотреть возможность ручного управления процессом причаливания с расстояния менее 200–400 метров.

Далее предстояло решить задачу причаливания и создать стыковочный узел. И здесь было много вариантов, вплоть до самых фантастических. Специалисты по системам управления во главе с В.П. Легостаевым предложили, например, установить на одном из кораблей ( «пассивном») большую петлю, а на другом — крючок, который бы цеплял за петлю и затем удерживал корабль. Точность сближения, действительно, требовалась при этом существенно меньшая (это, главным образом, и нравилось самим управленцам). Но мы считали это предложение не просто технически неубедительным, неоправданным, но и несерьезным. Однако легостаевцы настаивали на своей идее. Обсуждалась она едва ли не на каждом совещании по проблеме стыковки. Вместо того чтобы заниматься делом и согласовывать схему работы и параметры системы, мы тратили время на пустые споры, уводящие в сторону. Мы называли эту петлю «удавкой» и вынуждены были доказывать очевидные вещи: ведь если принять «удавку», то нужно придумать, сделать и отработать механизм раскрытия петли, создать специальные лебедки для стягивания объектов, стабилизировать и взаимно ориентировать аппараты во время стягивания и, в конце концов, все равно сделать стыковочный узел для обеспечения жесткого соединения. К тому же реализация этой идеи сложна и с точки зрения динамики. Значительно проще и надежнее осуществлять сближение кораблей вплоть до контакта, а затем сразу провести захват и жесткое соединение с помощью стыковочного узла. Из наших оценок процесса сближения на заключительном этапе следовало, что процесс можно закончить попаданием в стыковочный узел с диаметром не более метра, что и подтвердилось впоследствии. Споры между проектантами и управленцами по этому поводу шли долго и иногда были, мягко говоря, достаточно острыми. «Да удавитесь вы сами на вашей «удавке», а мы не будем!» Выиграли это сражение мы. Но и они давиться не стали.

Еще в 1961 году у нас прорабатывался узел жесткой стыковки по схеме «штырь — конус» с винтовой системой стяжки. Конкретный вариант конструкции штыря предложил, кажется, в 1962 году ветеран нашего конструкторского бюро Александр Коновалов. Это был тогда уже немолодой, но очень изобретательный человек, хотя и не имевший инженерного диплома. После того как эту схему исследовали специалисты по динамике работы механизмов, к ее окончательной разработке приступила группа конструкторов во главе с В.С. Сыромятниковым.

Немного труднее на этот раз было с весом, хотя теперь мы исходили из существенно большей грузоподъемности ракеты-носителя — 6,5 тонн вместо 4,5 (была создана более мощная третья ступень ракеты-носителя).

Новый корабль должен был не только осуществлять сближение и стыковку, но и позволять летать двум-трем космонавтам в течение нескольких недель (пределом «Востока» было десять дней), а в условиях совместной работы со станцией (мы, естественно, намеревались со временем превратить этот корабль в транспортное средство для обслуживания орбитальных станций) — до нескольких месяцев. Существенно лучшими хотелось сделать и условия для работы экипажа, для проведения наблюдений и экспериментов, условия для жизни и отдыха, иметь на борту отдельный туалет, улучшить условия спуска и приземления.

Самыми трудными задачами были создание и отработка средств управления процессом сближения и причаливания, механической и электрической стыковки, создание маршевых и координатных двигателей, обеспечивающих процессы сближения и стыковки, систем ориентации и управления спуском с использованием аэродинамической подъемной силы и мягкой посадки.

На «Востоке» спускаемый аппарат имел форму сферы, которая при движении в атмосфере не может иметь аэродинамической подъемной силы, и поэтому спуск его идет по довольно крутой траектории, по мере снижения все быстрее растет плотность атмосферы, и в результате при входе в плотные слои атмосферы перегрузки, действующие на космонавтов, возрастают до 8–10 единиц. Космонавты воспринимают эти перегрузки как увеличение своего веса, то есть при спуске с перегрузкой десять единиц они ощущают свой вес в десять раз большим, чем на земле. Для космонавтов, недолго пробывших на орбите, это не страшно. Но при длительных полетах ослабленному невесомостью организму космонавта, рассуждали мы, большие перегрузки наверняка противопоказаны. Если у корабля есть хотя бы небольшая подъемная сила, еще лучше — регулируемая, то корабль идет в атмосфере по более пологой траектории, тормозится медленнее, перегрузки снижаются. Кроме того, регулирование подъемной силы позволяет менять крутизну спуска, и, следовательно, можно управлять положением точки приземления, что уже позволяло осуществлять посадку в выбранном районе с точностью до нескольких десятков километров, а затем, может быть, и тысяч метров. Поэтому пришлось искать новую форму спускаемого аппарата, которая обеспечивала бы возможность не только торможения, но и создания хотя бы небольшой аэродинамической подъемной силы.

Этой проблемой еще на фоне работ над «Востоком» занялись наши оппоненты по выбору формы и расчету тепловой защиты спускаемого аппарата «Востока» — специалисты по аэродинамике и теплообмену во главе с Андреем Решетиным, очень энергичным человеком, решительным и инициативным инженером, способным искать и находить новые и в то же время достаточно прагматичные решения. Изучив возможные варианты, они пришли к заключению, что наиболее выгодно, исходя из наших возможностей по массе и по размерам, использовать способность любого несферического тела развивать подъемную силу при определенных углах атаки.

Говоря о «Востоке», я уже упоминал различные формы тел, оптимальных с точки зрения объема, веса, теплозащиты и подъемной силы. На этот раз все эти формы были исследованы заново, и выбор пал на усеченный конус с небольшим, в несколько градусов, углом раскрытия конуса, нижний и верхний обрезы которого закрыты сферическими сегментами, летящий нижним (большим) основанием вперед. Подобную форму имеет круглая автомобильная фара. Такая форма при смещении центра масс от оси симметрии позволяет при движении в атмосфере получить аэродинамическую подъемную силу, действующую в плоскости, проходящей через центр масс и ось симметрии аппарата. Спускаемые аппараты всех американских кораблей также имели форму «обратного» конуса — «Меркури» и «Джемини» с углом раскрытия около 55 градусов, а «Аполлон» — более 60 градусов. У «Союза» угол раскрытия был всего 14 градусов. У «Аполлона» аэродинамическое качество было несколько выше. Но, с другой стороны, у «Союза» получался больший объем при том же диаметре аппарата, проще решалась задача центровки и размещения оборудования, мы могли уложиться в меньшие размеры.

Итак, спуск корабля должен был быть управляемым, и разброс точек приземления мог не превышать нескольких десятков километров и в перспективе мог быть снижен до нескольких километров. Управление положением точки приземления достигалось изменением вертикальной составляющей подъемной силы спускаемого аппарата за счет поворота его вокруг продольной оси, так как при этом вместе с корпусом поворачивается и аэродинамическая подъемная сила. Перегрузки при спуске должны были составлять до 3–4 единиц (у «Востока» — 8–10). Система посадки включала парашюты и твердотопливные двигатели, которые, включаясь на высоте 1–2 метра, должны были гасить скорость примерно до 4 метров в секунду.

В «Востоке» и во всех американских космических кораблях спускаемые аппараты располагались в головной части комплекса «носитель — корабль». И это понятно. В случае аварии ракеты при такой схеме легче отделить аппарат с космонавтами и увести его от ракеты. А в «Союзе» впереди спускаемого аппарата располагается еще орбитальный осек. В свое время мы очень много думали и спорили над этим. И вот какие возникли доводы в пользу такой, в общем-то, не очень удобной, с точки зрения аварийного спасения, компоновки. Все корабли, созданные до «Союза», были рассчитаны на сравнительно кратковременные полеты, до двух недель. В этом случае космонавты, когда их два-три человека, могу потерпеть друг друга в едином помещении, однако комфорта при этом, мягко говоря, немного. Попробуйте втроем сесть в бочку диаметром два метра, большая часть объема которой занята оборудованием, и провести в ней безвылазно недельку: работать, и есть, и спать, тут же, разумеется, должен быть и туалет.

Мы решили сделать жилую часть «Союза» «двухкомнатной». Один отсек — спускаемый аппарат, в котором должны находиться космонавты на участках выведения на орбиту и спуска на Землю. Другой — орбитальный отсек для работы на орбите. Здесь же туалет. Естественно, орбитальному отсеку не нужна тепловая защита — он отделится перед входом в атмосферу вместе с приборно-агрегатным отсеком.

Конечно, двухкомнатная квартира удобнее, это понятно. Но ведь так сложнее устроить аварийное спасение. Почему бы орбитальный отсек не разместить между спускаемым аппаратом и приборно-агрегатным отсеком? Ведь если спускаемый аппарат разместить впереди, система аварийного спасения легко устанавливается прямо на спускаемый аппарат. Но в этом случае возникает необходимость сделать переходной люк-лаз в лобовом теплозащитном экране, а это приводит к всевозможным техническим и технологическим сложностям. Например, космонавтам пришлось бы лезть под кресла для перехода в орбитальный отсек. Кресла можно было бы сделать откидными. Но дело еще и в том, что именно здесь, возле лобового экрана, в целях обеспечения нужной центровки аппарата должна располагаться основная масса оборудования. И свободного объема в этом месте быть не должно, и перевернуть спускаемый аппарат нельзя — тогда стыковочное устройство будет в лобовом теплозащитном экране. И потом, если спускаемый аппарат перевернуть, космонавты на старте будут не лежать в креслах, а висеть на ремнях, и перегрузки на участке выведения на орбиту (а они достигают четырех «же») будут действовать не в самом благоприятном направлении, а в направлении спина — грудь. Сделать поворотные кресла — это усложнение чрезмерное: понадобятся специальные механизмы и, главное, потребуется дополнительное пространство. Можно было бы просто не «сажать» космонавтов в кресле вниз животом, а подвесить в специальных ложементах. Но неудобно все это, и вообще «не годится!».

Рассматривали другие варианты. И в конце концов пришли к решению: спускаемый аппарат нужно располагать теплозащитным экраном вниз и между орбитальным и приборно-агрегатным отсеками. Конечно, при этом космонавтам будет трудно визуально наблюдать за сближением и причаливанием кораблей — ведь впереди орбитальный отсек. Поэтому решили применить перископ. Обзор через него хуже, но работа с ним все же особой сложности не представляет. Решение проектных задач часто заканчивается компромиссом: хочешь иметь преимущества — плати недостатками. Без этого практически не бывает.

Для спасения космонавтов при аварии на начальном участке приняли решение отрывать в этом случае спускаемый аппарат вместе с орбитальным отсеком от остальной части корабля и ракеты с последующим их разделением. Но в этом решении имелась одна сложность: в случае аварии для увода от носителя пришлось бы тянуть корабль за орбитальный отсек, что привело бы к необходимости делать этот отсек неоправданно прочным (с точки зрения нагрузок, действующих при нормальном полете), а следовательно, тяжелее. Поэтому решили установить двигатели системы спасения на головном обтекателе, механизмы которого должны были при аварии подхватывать корабль в месте соединения орбитального отсека со спускаемым аппаратом и тянуть их оба вверх, а потом, уже после ухода от аварийного носителя, они разделялись.

Читатель вправе недоумевать: зачем так много технических подробностей? Кому это может быть интересно? Ну во-первых, простое тщеславие. Хочется проиллюстрировать «неотразимую» логику инженерной мысли. Но есть и «во-вторых»: одновременно это иллюстрация нашей полной неподготовленности к генерированию достаточно логически стройных и смелых решений. Как бы сейчас я поступил с решением только что названных чисто технических проблем? Для полета к орбитальной станции надо было лететь без орбитального отсека, спускаемый аппарат со стыковочным узлом располагать сверху. Для полета автономного — лететь с орбитальным отсеком, располагаемым под спускаемым аппаратом между ним и приборно-агрегатным отсеком. Орбитальный отсек должен быть снабжен упрощенным стыковочным узлом, который используется после выведения корабля на орбиту, когда спускаемый аппарат с помощью простейшего механизма отводится от орбитального отсека, разворачивается на 180 градусов и уже через стыковочный узел соединяется с орбитальным отсеком. После этого экипаж может работать и в спускаемом аппарате, и в орбитальном отсеке. В этом варианте можно было бы получить дополнительные лимиты массы для транспортного варианта (а он должен был рано или поздно стать основным), несколько увеличить его размер и обойти ряд других трудностей. То есть в данном случае решением проблемы был бы отказ от надуманной универсальности. Попытка найти универсальное решение — это ведь попытка убить одним выстрелом двух зайцев. Соблазнительно, конечно, но надо каждый раз смотреть, во что это обойдется. В нашей ситуации поиск универсальности явно был надуманным: мы нечетко поставили перед собой задачу. Наверное, можно было бы предложить даже и более эффектные варианты. Работа проектанта и состоит в том, чтобы найти оптимальное решение. Так что проект «Союза» на самом деле был отнюдь не совершенным (просто спорщики мы были более активные и настырные), хотя его конструкция и эксплуатируется уже более тридцати лет.

Приборно-агрегатный отсек был сделан из двух частей. Герметичной, с различной аппаратурой, и негерметичной, с двигательной установкой, предназначенной как для маневрирования на орбите, так и для торможения перед возвращением на Землю. Было решено установить два двигателя: основной и дублирующий. А для управления ориентацией и причаливанием использовать группы двигателей малой тяги со своими топливными баками и прочим оборудованием.

Очень быстро мы в наших проектных прикидках добрались до предела весовых возможностей. Так уже случалось: тому накинешь с десяток килограммов, другому чуть уступишь. Теперь уже, в отличие от «Востока», мы стремились к установке новой современной аппаратуры. И, требуя лучших характеристик, вынуждены были уступать в весе. Практически ничего легче не стало. В результате регулярно возникали проблемы. Так возник у меня конфликт с Володей Молодцовым. Ворчал он уже давно, но пришло время, и он занял категорическую позицию. «У нас ничего не получается, нет никакого резерва веса, и нам не выпутаться; это все вы (то есть я) виноваты, добренький очень, всем уступаете». И так далее, и тому подобное. А был он хороший, толковый проектант. Но меня тоже зашкалило (очень было обидно: что я, сам не понимаю положения?!). Я перевел его с работ по «Союзу» на текущие работы по «Востоку», а потом по «Восходу». Это, конечно, с моей стороны было жестоко и несправедливо. Но он был не одинок в своем скепсисе. Многие тогда считали, что «Союз» не получится.

Уже в середине 1962 года были подготовлены первые исходные данные для разработки технической документации и началась работа над эскизным проектом. Сразу возникли большие трудности. Больше всего было положено трудов на обеспечение спуска и посадки корабля. Детально исследовались аэродинамические и тепловые характеристики, характеристики устойчивости и управляемости спускаемого аппарата. Много хлопот доставило теплозащитное покрытие, оно тоже теперь было другое по составу и конструкции. А следовательно, нужны были новые технология и оснастка для нанесения тепловой защиты и проверки ее работоспособности. Пришлось заказать новую двигательную установку, систему управляющих двигателей и массу других новых агрегатов. Нелегко было добиться требуемого уровня надежности и точности от всей этой новой аппаратуры и оборудования.

В процесс создания машины входят, кроме проектирования и разработок, испытания корабля и его систем. Отсеки и отдельные блоки корабля с установленным на нем оборудованием испытывались в барокамерах (тепловой режим и герметичность), при различных перепадах давлений, на вибростендах, в лабораториях прочности. На специальных наземных стендах многократно проверялись системы разделения блоков корабля, механизмы раскрытия антенн и солнечных батарей, система сброса головного обтекателя и все такое прочее. Специальные стенды были созданы для отработки и проверки функционирования системы сближения и стыковки, для отработки двигательных установок корабля. Наиболее сложные и напряженные испытания системы корабля — те, которые проходят в натуральных условиях. Так, работа системы приземления проверялась при сбросах экспериментальных макетов с самолетов, плавучесть спускаемого аппарата — в море, система аварийного спасения — на установках, имитировавших аварию ракеты на старте. Каждые из этих испытаний, как правило, приводили к необходимости уточнений в конструкции и доработкам.

Уже говорилось о сложности электрических цепей «Востока», которая предстала наглядно, когда приборы и соединяющие их кабели впервые расставили и разложили на столах. При работе над «Союзом» создателей корабля порой охватывал просто страх: сотни приборов, тысячи деталей, десятки километров проводов. И все это должно быть соединено в работающее целое. Описание только логики работы, программ автоматики составило целый том. И это притом, что эту логику старались сделать максимально простой и надежной. Кое-кто опять засомневался: удастся ли вытянуть всю эту сложную логику и автоматику? Как-то, когда я уже проходил в ЦПК подготовку к полету на «Восходе», встретил меня ведущий разработчик системы ориентации и управления движением корабля «Союз» Башкин, который с нами начинал работать еще над «Востоком». И говорит:

— Это вы вовремя удрали в ЦПК!

— ???

— Чего же непонятного? Не получится у нас «Союз» — слишком сложно!

Ничего себе — ведущий разработчик, верный союзник! А ведь один из самых грамотных, энергичных и смелых инженеров. Правда, в это время он уже был начальником одного из управленческих отделов. Как правило, это плохо, когда инженер становится начальником — привыкает слишком уж оглядываться вокруг.

Проектную логику пришлось дорабатывать несколько раз. Дело в том, что в процессе разработки авторы комплексной электрической схемы корабля и отдельных его систем далеко ушли от наших первоначальных исходных данных. И правильно сделали. Им нужно было разработать систему, определяющую порядок работы и средства защиты других бортовых систем от ошибок, неисправностей, от возможности появления противоречивых приказов, вводя схемы дублирования, троирования, «деревья» объединенных команд, блокировок, признаков, запрещающих и разрешающих конкретные операции. Объем работ был огромным, только конструкторская документация составила несколько тысяч листов чертежей, схем и инструкций. Началось изготовление экспериментальных установок. Был создан электрический макет корабля. Постепенно испытатели начали включать на нем аппаратуру. Оказалось, работает! И постепенно, шаг за шагом, пришли к тому, что все стало включаться и выключаться, когда надо.

На электрическом макете все было выверено, казалось, предельно, но все же в первом же беспилотном полете корабля осенью 1966 года объявились три «креста»! То есть в трех случаях команды срабатывали наоборот. Правда, в двух из них команды компенсировали друг друга, так что оставался один «крест». Но спустить с орбиты этот первый беспилотный «Союз» не удалось.

Почти пять лет шли проектирование, разработка, постройка и испытания систем. Все чувствовали, что корабль получился очень сложный. Не так уж много людей понимали все особенности его работы.

Первым испытателем «Союза» стал бывший командир «Восхода» Владимир Комаров, и полет его, как известно, закончился трагически. Вспоминать об этом тяжело. Наверняка каждому, кто причастен к созданию и полетам космических кораблей, это служит нелишним подтверждением необходимости постоянной, предельной внимательности и тщательности в работе над техникой. Хотя в этом случае, как и в другой трагедии, гибели экипажа корабля «Союз-11», оказалось невозможным кого-либо винить за нерадивость, беспечность или низкий профессионализм.

Полет завершался через сутки после старта. Перед возвращением было решено перейти на ручную систему ориентации. Комаров сориентировал корабль, включил двигатель, все прошло нормально. Разделились отсеки, спускаемый аппарат пошел к Земле. Все было в норме. Но здесь, на Земле, было напряжение — все-таки первый «Союз» с человеком на борту садится. В течение какого-то времени в Центре управления полетом вообще не было информации — и вдруг сообщение о катастрофе при посадке.

Что произошло? Из контейнера не вышел купол основного парашюта. Из-за этого не отделился тормозной купол основной парашютной системы (он мог отделиться только после выхода упаковки основного купола из парашютного контейнера), и началось вращение аппарата вокруг подвески тормозного купола. Когда же по команде автоматики был введен запасной парашют, он еще до наполнения воздухом закрутился вокруг строп тормозного купола и не раскрылся. Спускаемый аппарат на огромной скорости ударился об землю и разбился. Комаров погиб.

Почему не вышел большой купол основного парашюта? Ответить на этот вопрос не удалось. На испытаниях системы приземления, предшествующих полету Комарова, самолетных и в беспилотном космическом полете — все работало нормально. Возможно, каким-то образом в контейнере образовалось разрежение воздуха, и парашют оказался в нем зажат. На всякий случай при доработках после аварии контейнер расширили и усилили его стенки, доработали также запасную парашютную систему. Кроме того, ввели отстрел тормозного купола основной парашютной системы, если упаковка основного купола не выйдет из контейнера.

Среди конструкторов ходили разговоры о нарушении технологии полимеризации теплозащитного покрытия, во время которой люк парашютного контейнера должен был быть закрыт. Нарушение якобы заключалось в том, что люк не был закрыт, и это привело к тому, что внутренние стенки оказались покрыты налетом смолы и стали шероховатыми, что резко увеличило силу трения упаковки основного купола о стенки контейнера при его вытаскивании. Но в заводских документах это нарушение не было отражено, и ни технический контроль, ни военная приемка этого не зафиксировали. Так что это не подтвержденный факт, а всего лишь версия, выдвинутая, кстати, уже после окончания расследования.

Когда весной 1967 года мы обсуждали вопрос о переходе к пилотируемым полетам на «Союзах», а участвовали в этом обсуждении человек десять-двенадцать, все, кроме одного, в конце концов проголосовали «за». Этот один, И.С. Прудников, убедительных доводов «против» привести не мог, но он исходил из того, что надо провести еще один беспилотный пуск «Союза». Чтобы этот последний пуск был без замечаний. Если бы мы провели еще один пуск, то, может быть, удалось (конечно, скорее всего, нет) выявить дефект, приведший впоследствии к гибели Комарова. Куда мы спешили? Запуск планировался на последнюю декаду апреля, и вполне возможно, у нас были какие-то обязательства сделать это к 1 мая. Это решение — на нашей совести.

Мы не знаем и никогда не узнаем, как провел последние секунды жизни Владимир Комаров, что он успел почувствовать и о чем подумать. Обычно космонавт при спуске ожидает резкого рывка, когда раскрывается основной купол парашюта. Рывка этого не последовало, и падение продолжалось еще около минуты. Наверное, этого слишком мало, чтобы успеть понять, что произошло и что тебя ждет.

В течение полутора лет после этого шли доработки и дополнительные испытания всех систем «Союза». В октябре 1968 года вновь начались пилотируемые полеты корабля. В день похорон Комарова, весной 1967 года, я говорил с Л.В. Смирновым (тогдашним председателем военно-промышленной комиссии), Келдышем и Мишиным и предложил себя в качестве следующего пилота «Союза» в полете, который предусматривал стыковку с беспилотным кораблем. Предложение было принято, и с начала лета я переселился в Центр подготовки космонавтов и начал готовиться к полету. Одновременно готовился к полету и Георгий Береговой. Подготовка шла вполне успешно, и в упражнениях на стыковочном тренажере у меня результаты были получше.

Но было два «но». Одно обычное. Как-то приехал в ЦПК Каманин и провел откровенный разговор со мной на тему о том, что ВВС лягут костьми, но так или иначе не пустят меня в этот полет, будут стараться и их врачи (и они, надо сказать, старались и сильно портили мне кровь), и само командование. Если я соглашусь не участвовать в этом полете, то он мне гарантирует участие в следующем, в качестве бортинженера. «Если вы согласитесь, то у вас будут такие же воспоминания о подготовке к полету на «Союзе», какие у вас были при подготовке к полету на «Восходе», если нет, пеняйте на себя». Я, конечно, отказался принять это наглое предложение.

Второе «но» было связано с тем, что этот полет, по нашему плану, должен был состояться после полета и стыковки двух беспилотных «Союзов» в начале осени 1967 года. Полет и стыковка прошли благополучно, но второй из этой пары кораблей при спуске был потерян, и приняли решение еще раз разобраться и повторить полет двух беспилотных «Союзов» весной 1968 года, что автоматически переводило пилотируемый полет на осень 1968 года.

И ВВС не дремали. После гибели Гагарина в тренировочном полете на самолете в марте 1968 года ВВС (первое «но») обратили внимание «высшего» руководства на то, что из девяти летавших космонавтов двоих уже нет в живых и что стоит ли рисковать жизнью одного из семерых, оставшихся в живых, в испытательном полете с неизвестными результатами.

Недавно я прочитал воспоминания Каманина, где он открыто признается, что регулярно выступал с заявлениями: Феоктистов — больной человек. Я об этом ничего не знал, тем более что к обсуждению меня не привлекали. Все было решено за моей спиной. Думаю, что и Мишин с удовольствием меня сдал. А может быть, и с неудовольствием — его бы надо спросить, вдруг я зря на него нападаю: по словам Каманина, и Мишин, и Келдыш, и Смирнов были на моей стороне. Так что я оказался перед фактом уже принятого решения, и летом 1968 года мне пришлось вернуться к своей проектной работе не солоно хлебавши.

Пытаясь сохранить за собой монополию поставки экипажей космических кораблей, ВВС и Каманин как их лидер в этом бессмысленном деле завели себя в тупиковую ситуацию. Излагая свою позицию во время всякого рода встреч, в выступлениях по радио и телевидению, они утверждали, что летчики, причем по преимуществу летчики-истребители, по своим физическим качествам, по своей готовности к неожиданным ситуациям, психологическим и физическим перегрузкам, являются именно теми людьми, которые должны летать в космос. Это утверждали не только Каманин, но и летавшие в космос летчики, в частности, Гагарин. И сами в это верили. По существу, эта позиция ВВС была заявлена при опубликовании указа о введении звания «летчик-космонавт», присваиваемого космонавту за выполнение космического полета. Текст указа был подготовлен ВВС за нашей спиной. И конечно, первым летавшим космонавтам не хотелось кривить душой при ответах на вопросы корреспондентов об их полетах на самолетах, естественным образом возникавшие после изложения этой позиции. И они хотели иметь возможность летать на самолетах как пилоты, а не как пассажиры, чтобы наглядно демонстрировать, что они не просто космонавты, а летчики-космонавты. Но сразу после отбора в отряд космонавтов им уже не разрешали самостоятельные полеты. Начальство, естественно, заботилось об их жизни — и о жизни тех, кто еще не летал, и тем более о жизни тех, кто уже стал известен всему миру. Чтобы летать на самолетах, Титову пришлось практически уйти из отряда космонавтов.

До отбора в отряд космонавтов эти летчики были, как правило, отнюдь не лучшими. Не потому, что были неспособными, а потому, что армия вынуждена экономить моторесурс самолетов, и налет (то есть количество часов, проведенных в воздухе в самостоятельном полете за штурвалом) у них был очень небольшой. Тогдашний начальник ЦПК врач Карпов, не учитывавший их желания летать на самолетах, космонавтов не устраивал. А желание летать рождала в них та же позиция ВВС, которую они сами и пропагандировали. Карпов был заменен (к тому же он всерьез не воспринимал Каманина) на генерала Кузнецова, но полеты космонавтам по-прежнему не разрешали.

В конце концов, было решено создать при ЦПК учебный отряд для восстановления навыков полетов на хотя бы учебно-тренировочных самолетах. Подготовку в этом отряде в 1968 году проходил и Гагарин. В день гибели Гагарин должен был лететь на двухместном самолете МИГ-15 УТ в роли ученика, сдающего выпускной экзамен, вместе с инструктором Сергеевым. При положительных результатах экзамена следующий полет он мог бы совершить уже самостоятельно, без инструктора.

В полете курсант сидит впереди инструктора, но конструкция кабины такова, что в случае необходимости сначала должен катапультироваться сидящий сзади (то есть в данном случае инструктор) и только потом сидящий впереди. Если первым катапультировался сидящий впереди курсант, то инструктор уже не мог спастись. То есть в учебно-тренировочном самолете уже был заложен опасный логический замок. Судя по всему, он и сработал.

Комиссия установила, что перед столкновением с землей самолет круто пикировал. Почему он сорвался с нормального режима полета — можно только гадать. Но ведь они совершали полет на относительно большой высоте (4 километра), и у них было время принять решение о катапультировании: первым должен был катапультироваться Сергеев, а уже после него Гагарин. Но можно понять и Сергеева, которому, надо полагать, не раз напоминали о том, что он отвечает за жизнь своего курсанта. Можно понять и Гагарина: как он мог катапультироваться до Сергеева, ведь тем самым он обрек бы его на гибель.

Первым, кто испытал доработанный пилотируемый корабль, стал Береговой. В полете он допустил грубейшую ошибку при сближении с беспилотным кораблем. Увидев беспилотный корабль, он не обратил внимания на то, что тот, хотя и повернут к нему носом, но перевернут «вверх ногами». Дело в том, что и в процессе ручного управления причаливанием взаимная ориентация продольных осей корабля друг на друга осуществлялась автоматически с помощью антенн, расположенных не на оси корабля, а сбоку, примерно на расстоянии 1,2 метра от продольной оси. Соответственно, на одном корабле эта антенна находилась справа от плоскости симметрии, а на другом слева. Поэтому, прежде чем начинать действия по сближению кораблей, надо было понять, где «верх», а где «низ» у корабля, с которым сближаешься, выровнять крен, с тем чтобы в процессе сближения «верх» одного корабля смотрел на «верх» другого, а «низ» смотрел на «низ» и, соответственно, оси антенн ориентации смотрели друг на друга. Береговой, судя по всему, не понял существа дела. Он выровнял крен с точностью до наоборот. То есть он наблюдал беспилотный корабль, надвигавшийся на него «вверх ногами», но не понимал этого.

Сближение происходило в темноте. Для того чтобы можно было отличить, где «верх», а где «низ» на корабле, к которому подходишь, на корпусе аппарата в плоскости симметрии были расположены четыре огня: два светящих непрерывно (верхних) и два мигающих (нижних). «Верх» и «низ», конечно, условные: «верх» — там, где голова пилота, сидящего в кресле, а «низ» — там, где его ноги. Для правильной ориентации по крену совсем не нужно было следить за четырьмя огнями сразу. Достаточно видеть только крайние (то есть самые верхние и самые нижние). После выравнивания по крену внутренние огни автоматически должны были занять правильное положение. Но поскольку Береговой ориентировал корабль «вверх ногами», то антенна ориентации на его корабле оказалась расположена справа от него, а антенна ориентации беспилотного корабля — слева (а она должна была быть, при правильной ориентации, тоже справа!).

Автоматическая взаимная ориентация кораблей по этим антеннам приводила к тому, что на большом расстоянии отклонение по рысканию было незаметно, но по мере уменьшения расстояния между кораблями обнаруживалось, что линия ориентации не параллельна продольным осям кораблей, а все более и более перекашивается, и пилот наблюдает, как нос беспилотного корабля по мере приближения к нему отворачивается в сторону!

Тогда, в полете, Береговой так и не понял этого. Отходил и вновь предпринимал попытку сближения, и опять, по мере сближения, корабль отворачивался от него. Ко времени входа обоих кораблей в зону связи он истратил все топливо, выделенное на сближение (причем выделенное с большим запасом). Пришлось на Земле принять решение об отказе от попыток к стыковке.

Эта очередная неудача с «Союзом» очень, конечно, расстраивала. Обидно было, что она произошла по такой глупой причине, как неспособность летчика-испытателя различить обозначенные огнями «верх» и «низ» у встречного корабля. Еще более обидно было, что такая ситуация произошла из-за амбиций ВВС: они настаивали на том, чтобы управление сближением было у пилота. Как они ни были неграмотны, все же понимали, что на больших расстояниях пилоты не смогут заменить счетно-решающие устройства, но тем не менее порулить хотелось, и мы имели глупость разрешить космонавту ручное управление процессом причаливания с расстояния двухсот метров до стыковки. Ручное управление причаливанием для нас было резервным вариантом на случай выхода из строя какого-нибудь звена в цепочке управления.

Режимы автоматического управления были уже дважды проверены в беспилотных полетах и завершились нормальной стыковкой. Нельзя было в первом пилотируемом полете идти на резервный вариант управления причаливанием. Резервный вариант управления причаливанием можно было бы проверить и позже. Но ВВС приставали ко всем, к кому только было можно и нельзя, с требованием: дайте порулить. Легко, опять же, просматривалось желание найти еще один довод в пользу сохранения монополии на подготовку космонавтов. Если бы мы не поддались этому нажиму, то сближение и стыковка закончились бы успешно: ведь автоматика благополучно сблизила корабли с 20 километров до двухсот метров. Когда еще во время полета я объяснил в Центре управления (тогда он был в Евпатории), что из того, что сообщил по радио Береговой, следует, что он просто не разобрался в том, где «верх», а где «низ», и шел на стыковку, так сказать, «вверх ногами», представители ВВС бурно возмущались: «Вы что? Вы нас за идиотов держите?» Идиоты не идиоты, а факты есть факты. Когда Береговой вернулся, он понял, в чем дело, и признал, что именно так и было. Я далек от того, чтобы обвинять в чем бы то ни было Берегового: сразу после выведения на орбиту ему надо было выполнять сложную ответственную операцию, ничего не пропуская из видимого, действовать трезво и расчетливо. Это мы не должны были уступать амбициям ВВС.

Через некоторое время после этого полета тогдашний начальник ЦПК Кузнецов был уволен, а на его место назначен Береговой. Сначала это вызвало некоторое недоумение, но потом стало понятно — обычный алгоритм: назначая человека на влиятельную командную должность, его начальство заботилось о том, чтобы он оставался таким же послушным в будущем, как и в первый день работы на новой должности. В этом смысле назначение начальником скомпрометированного в профессиональном деле человека очень удобно для его начальства. Этот алгоритм использовался и в ВВС. Бедный Береговой: всю дальнейшую жизнь его держали «на крючке».

К концу 1969 года корабль можно было считать доработанным, а проблему сближения и стыковки на орбите практически решенной. По своим возможностям, насыщенности оборудованием и характеристикам корабль отвечал современным требованиям. В итоге была получена возможность использовать новый корабль, как в многодневных автономных полетах, так и, после соответствующих доработок, в качестве транспортного средства для доставки экипажей и снабжения на орбитальные станции.

В автономных полетах «Союзы» использовались несколько раз. В 1975 году — в советско-американской программе «Союз-Аполлон», которая демонстрировала возможность сотрудничества России и США (так сказать, международное цирковое представление). Практически это сотрудничество ничего не дало ни нашей стране, ни Соединенным Штатам. В 1976 году был осуществлен полет по орбите с наклонением 65 градусов для картографирования, геологических и прочих исследований.

Наибольший успех в автономных полетах выпал в 1973 году Петру Климуку и Валентину Лебедеву на корабле «Союз-13», на котором была установлена астрофизическая лаборатория «Орион-2». В состав лаборатории входили телескоп с объективной призмой диаметром 240 мм, который позволял получить спектры звезд на фотопленке в ультрафиолетовом диапазоне до тринадцатой звездной величины, два спектрографа для получения спектрограмм с относительно высоким разрешением (один из них с разрешением около половины ангстрема в диапазоне 2000–3800 ангстрем) и камера для съемки Солнца в рентгеновских лучах. Были получены спектры около десяти тысяч звезд. Для нас это было некоторым достижением, хотя появлялся резонный вопрос: а зачем на аппарате с телескопами были космонавты? Ведь все эти наблюдения можно было провести в автоматическом режиме.

После первой стыковки двух пилотируемых «Союзов» космонавты Алексей Елисеев и Евгений Хрунов перешли из корабля в корабль снаружи в скафандрах. Было очевидно, что для использования корабля в качестве транспортного средства доставки экипажей на орбитальные станции такой способ перехода космонавтов из корабля в орбитальную станцию не подходит. Поэтому при создании транспортной модификации «Союза» пришлось разрабатывать новую конструкцию стыковочного узла с переходным люком в самом стыковочном узле. Всю документацию на доработку «Союза» удалось создать одновременно с документацией на станцию к весне 1970 года. Очень скоро появились чертежи, началось изготовление экспериментальных установок и самого доработанного корабля. К весне следующего года транспортный вариант корабля был готов к работе с орбитальной станцией.

В начале семидесятых годов началась работа по модернизации кораблей «Союз» и были последовательно созданы еще две модификации «Союз-Т» и «Союз-ТМ». В пилотируемых вариантах их стали использовать соответственно с 1980 и с 1987 годов. Главное, что отличает эти модификации, — наличие на борту электронной вычислительной машины. Автоматика в целом стала намного сложнее, зато задачи космонавтов несколько упростились. Во время полета в вычислительный комплекс закладываются программы предстоящих динамических операций. Во время сближения со станцией вычислительная машина обрабатывает поступающую информацию и определяет, какой импульс тяги и в каком направлении нужно выдать двигательной установке, а затем включает нужные двигатели в нужное время.

Появление на борту корабля вычислительной машины позволило отказаться от метода параллельного сближения и перейти к более экономичному (и по топливу, и по количеству включений корректирующего двигателя) методу сближения по свободным траекториям. Программы бортовой машины обеспечивают регулярный самоконтроль и способность принимать решения. Быстрота действия бортовой машины «Союза» невысока — всего несколько сотен тысяч операций в секунду (разработка шестидесятых годов). Кроме того, на этих кораблях, как и на станции, появилась объединенная двигательная установка с общими топливными баками для двигателей ориентации, причаливания и корректирующего. Топливо на корабле теперь используется более рационально и экономично.

Было решено снова вернуться к использованию на корабле солнечных батарей. На первых «Союзах», предназначавшихся и для сравнительно длительных полетов, они были, а транспортные корабли их не имели. Конструкторы создали новые, более легкие и компактные панели солнечных батарей. Установка их на «Союзе-Т» позволила увеличить время его автономного полета и возможности по изменению программы полета при различных отклонениях.

На модификации «Союз-ТМ» были установлены облегченные парашютные системы и новая двигательная установка системы аварийного спасения.

Дальше