100 рассказов о стыковке - Владимир Сыромятников

По Библии, 2000 лет назад Бог послал своего Сына спасти грешных людей на Земле. Может быть, на небесах решили помочь спасти и наш космический «Мир». Пути Господни неисповедимы.

Наряду с прямыми путями спасения «Мира» возникали и продвигались оригинальные идеи, как удержать его на орбите, используя особенности космоса — почти божественные силы. Необычные идеи привлекают и притягивают людей, богатых духовно и даже материально. Когда два человека объединяются, образуется новое сообщество, еще один мир. Если два спутника, летящих на орбите, соединить тросом, можно получить совершенно удивительные вещи. В середине 60–х, создавая под руководством Королева «искусственную тяжесть», мы не подозревали, какие неожиданные явления могли возникнуть при движении нашего «Восхода» и блока «И» вокруг Земли и относительно друг друга. Годы спустя эту красивую задачу небесной механики разработали теоретики, а затем эту теорию запустили в космос, чтобы проверить ее на практике.

В 1994 году, работая в Калифорнии над подготовкой стыковки Спейс Шаттла к «Миру», я познакомился с Дж. Кэрреллом. К этому времени его первые «тросы» уже слетали в космос, и он искал путь, как соединить этой гибкой связью космонавтику и астронавтику.

Пути Господни, действительно, неисповедимы. На земных и небесных дорогах в жизни Джо это проявлялось неоднократно. В молодые годы он занимался богоискательством. Осознав, в конце концов, что стать священником не его призвание, он пришел в астронавтику — своим путем. После первых стыковок Шаттла к «Миру» Джо приезжал в Москву, где я помогал ему состыковаться с нашими тросовиками. Тогда из этого ничего не вышло, хотя идей было хоть отбавляй.

Связанные тела летают на орбите так, что их устойчивое состояние формируется тогда, когда связь направлена в надир, то есть — к центру Земли. При этом трос натягивался тем сильнее, чем больше его длина. Сила натяжения увеличивается пропорционально кубу расстояния между ними. Если в полете перерезать трос, происходит неожиданное на первый взгляд явление: спутник, находящийся наверху, поднимается еще выше, нижний — опускается ниже. При достаточно длинной связи он может даже зацепиться за атмосферу и таким путем сойти с орбиты.

В свое время на основе этой рациональной и красивой идеи предложили топить «Прогрессы», выполнившие свою грузовую задачу. В отличие от принятого метода, в котором используется реактивный двигатель, тросовый подход позволял выполнить важную задачу без затраты топлива. Мало того, станция, оставаясь наверху, бесплатно поднималась еще выше, тоже без затраты топлива. Таким путем один грузовик мог дополнительно задрать орбиту «Мира» километров на 20 в разряженной, но все еще заметной атмосфере, компенсируя потери высоты за счет торможения.

В трудную минуту таким же путем можно пожертвовать каким?нибудь модулем, сбросив его как балласт с орбиты. Например, 20–тонный модуль мог бы поднять высоту оставшихся наверху на целых 50 километров. И так — один за другим, пока оставалось кого и что спасать.

Однако от красивой, даже блестящей, научной идеи до практики всегда очень далеко. Инженерия, призванная реализовывать теории в практику, дается с большим трудом и часто натыкаются на огромные трудности. Поэтому так сильно боятся нового те, кому приходится отвечать за все дело в целом. Однако в трудную минуту требуется рисковать.

Дж. Кэрролл, подобно другим энтузиастам натерпевшийся сполна от перестраховщиков, решил воспользоваться граничной ситуацией, сделал попытку помочь нашему «Миру», а заодно продвинуть свою тросовую технику. В критические периоды прогресс развивается порой семимильными шагами. Сделали попытку и на этот раз.

В конце 1998 года мы снова встретились, когда «альтернативный» космический фонд «Файнд» (FIND) в поисках небюрократических путей вверх, на орбиту, подтолкнул нас к этому оригинальному способу спасения «Мира».

За два дня мы составили техпредложения (ТП). Наряду с обычным, чисто механическим тросовым подходом, центральное место в этом документе занимала идея электродинамического троса (ЭДТ), при помощи которого достигались дополнительные, можно сказать, потрясающие эффекты. Дело в том, что в металлическом, а значит электропроводящем тросе, летающем в электромагнитном поле Земли, наводится электродвижущая сила (ЭДС). Еще один атрибут космоса помогает замкнуть электрическую цепь через сферу, подбирая свободно летящие ионы и электроны. Таким образом, формировалась классическая цепь в космическом исполнении.

Как и на Земле, такая электрическая схема может работать в двух режимах: генераторном и двигательном. Если просто замкнуть электрическую цепь, на проводник с током в магнитном поле будет действовать сила, тормозящая движение. Скорость полета при этом уменьшается, и вся орбитальная система начинает снижаться. Этот режим можно использовать для безрасходного схода с орбиты. Если подключить ЭД–трос к источнику электроэнергии, он заработает в двигательном режиме, в результате начнет разгоняться, а значит — двигаться вверх.

Вот такую идею и решили протолкнуть те, кому хотелось поддержать «Мир» на орбите, продлить его космическую жизнь в XXI веке.

5.8   ГИБРИДНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ

Как уже упоминалось, в 1983 г. В. П. Глушко, наш генеральный конструктор, предложил мне в порядке внепланового задания написать брошюру «Космические корабли», которая вышла в издательстве «Знание» в 1984 году. Работая над популярной брошюрой во время зимнего отпуска на берегу Черного моря, я впервые стал осмысливать разные концепции космических кораблей. Позднее, при изучении истории Спейс Шаттла, мне попались материалы по торможению в атмосфере так называемого «затупленного тела». Эта очень эффективная форма, обоснованная американскими аэродинамиками под руководством Аллена еще в 1951 году, рассматривалась применительно к ракетным боеголовкам, и лишь в конце 1950–х его использовали конструкторы первых орбитальных кораблей «Меркурий» и «Джемини», работавшие под руководством М. Фаже, главного проектанта НАСА.

После 1984 года, анализируя то, что было сделано ранее и, чувствуя какую?то неудовлетворенность, в свободное время я начал думать о том, как бы усовершенствовать защиту крыльев при возвращении с орбиты на Землю: новая идея зрела сначала смутно, затем все осознаннее, во второй половине 80–х появилась оригинальная концепция, которая позднее, собственно, и стала основой для разработки гибридного космического корабля.

В это время по инициативе К. Феоктистова и при сильной поддержке В. Глушко начали разрабатывать проект под названием «Заря» — корабль многоразового использования, который должен был приземляться, осуществляя мягкую посадку за счет реактивных двигателей. Откровенно говоря, большинство наших разработчиков неодобрительно относилось к этой идее: даже не считая нерациональности (большие затраты топлива на торможение и вес аппаратуры), опасность этой операции, с учетом ее критичности и быстротечности процесса (всего за неполный десяток секунд до свободного падения на Землю), мягко говоря, не внушали оптимизма. Однако к этому времени Глушко овладела идея, что он, сделав столько для запуска космонавтов в космос, должен теперь вернуть их обратно на своих ракетных двигателях. Я окончательно понял это только тогда, когда, докладывая ему о своем предложении, услышал следующий комментарий: «Что? Приземление на крыльях, а не на двигателях? Не пойдет!»