100 рассказов о стыковке - Владимир Сыромятников

Одна из основных целей участия в научных конференциях — завязывать новые знакомства. Именно так произошло на симпозиуме в Тулузе в 1992 году. Приблизительно через полгода после тулузских встреч в столовой НПО «Энергия» для иностранцев мы случайно снова встретились с М. Франчи, который являлся одним из руководителей разработки европейского манипулятора в голландской фирме Фоккер Спейс & Системз (ФСС). Этот манипулятор сначала создавался для европейского шаттла «Гермес». Когда программа начала испытывать трудности, европейцы стали искать применение своей разработке. Мы договорились о специальной встрече, которая состоялась в начале 1993 года, с этой встречи началась наша совместная работа. После начальной фазы исследования задач и возможностей европейского манипулятора на российской станции «Мир-2» мы представили наши предложения руководству. Постепенно проект ERA (European Robotic Arm), как его стали называть, становился все более реальным в отличие от многих других российско–европейских разработок, которые закрывались после предварительных этапов. Проект ERA, уже в рамках российского сегмента МКС «Альфа», поддержало руководство Европейского космического агентства (ЕКА), совет министров европейских стран, и особенно — правительство Голландии, решив финансировать более половины общих затрат. В последующие годы мне тоже пришлось затратить немало усилий, чтобы убедить руководство НПО «Энергия» и РКА не отказываться от сотрудничества с европейцами в этой перспективной области, а такой манипулятор без кооперации мы уже не в состоянии были создать. Чтобы приблизиться к западной робототехнике, требовалось поработать с европейцами.

ERA — это гораздо больше чем просто манипулятор. Это современная робототехническая система, которая построена на передовой электромеханике и микроэлектронике, интегрированная в рационально распределенную архитектуру. Основные подсистемы управления роботом размещены в самой руке, включая автономный компьютер. Каждый из семи шарниров механической руки имеет электрический привод с прецизионным датчиком угла и управляющей электроникой. Такое построение сократило электрические связи между шарнирами и компьютером, уменьшило вес и повысило надежность.

ERA относилась к третьему поколению роботов: систему оснастили искусственным зрением, которое позволяет увидеть цель, автономно сблизиться и захватить ее.

При проектировании ERA стремились к тому, чтобы система стала гибкой в управлении, с этой целью предусмотрели как автоматические режимы, так и управление вручную. Причем космонавтам дали возможность управлять манипулятором, инициируя автоматические операции или реализуя их в ручных режимах, как находясь внутри станции, так и снаружи, в открытом космосе. На начальном этапе программы, при строительстве и сборке на орбите, все работы должны выполняться почти так же, как на Земле, сочетая ручные и механизированные операции. Планируется, что ERA, как подъемный кран, будет перемещать тяжелые грузы и, как лифт, транспортировать самих космонавтов, доставляя и поддерживая их на нужном рабочем месте в условиях невесомости.

Переносной пульт управления на гибком кабеле, рассчитанный на работу в космическом скафандре, действительно позволит выполнить на орбите почти все, что может делать крановщик на Земле.

В будущем, когда космический дом будет построен, электростанция развернута на орбите, а все оборудование установлено, ERA должна обслуживать различные системы станции, помогать в исследованиях. На этом этапе космонавту не потребуется так часто выходить в открытый космос, а бортовой пульт управления разместится внутри. Дополнительно планируется отладить радиоуправление с Земли, из ЦУПа.

Работать с Европой было интересно в различных аспектах. Прежде всего, в манипуляторе использовалась передовая западная технология, последние достижения в робототехнике. Далее, было интересно прочувствовать в деле ЕКАвский подход к проектированию, менеджменту, согласованию интерфейсов и т. п. И, наконец, с общечеловеческой точки зрения, контакты моих специалистов давали им много, прежде всего в осознании сильных и слабых наших сторон. Благодаря этому проекту некоторые из них получили возможность съездить впервые в жизни за рубеж. Если бы не политика «не пущать», порой проводимая руководством, эту возможность получили бы еще больше нужных и достойных людей, которых старались оттеснить, от поездок, как бы они не заработали слишком много «гульдей» (по меткому выражению нашего проектанта Р. Беглова, называвшего так голландские гульдены, валюту Нидерландов). Контракт с фирмой «Фоккер» оказался одним из немногих, в котором оплата участников совместных работ как?то, пусть отдаленно, приближалась к цивилизованным стандартам.

Можно отметить еще один аспект. Работа с европейцами проводилась параллельно с подготовкой к стыковке Спейс Шаттла с ОС «Мир», с поставкой АПАС-89 американской фирме «Роквелл» (кстати, тоже по почти цивилизованному контракту), работавшей под контролем НАСА. В этих двух проектах наша роль была противоположной: мы являлись разработчиками системы стыковки, а «Роквелл» интегрировал нашу аппаратуру на «Орбитере». ЕКА и фирма «Фоккер» разрабатывали манипулятор ERA, а мы интегрировали эту систему на борту русского сегмента МКС «Альфа». Опыт, приобретенный в обоих проектах, дополнял друг друга и помогал эффективно продвигаться вперед. Традиционно нам не хватало сил, квалифицированных кадров, число которых, к сожалению, сокращалось: самые активные уходили в эти годы в коммерцию.

Следует также отметить, что обеспечить интеграцию системы ERA оказалось задачей очень сложной. Дело в том, что манипулятор требовалось не просто стационарно установить и обеспечить все электрические связи. По своим функциональным возможностям ERA не только европейская рука, мы вместе превратили ее в африканскую обезьяну, которая стала лазать по ветвям космической станции, перешагивать с модуля на модуль, закрепляя себя то одним, то другим концом, а вторым могла срывать «созревшие бананы». Перешагивая с места на место, надо не просто закрепиться, в каждой новой точке необходимо подключиться к бортовой сети электропитания, шине данных между компьютером, встроенным в ERA, и бортовым компьютером станции, соединить цепи видеоканала и телеметрической информации. По всему российскому сегменту требовалось расставить эти, базовые точки, по которым сможет шагать ERA. Чтобы сократить пешеходный путь, мы разработали так называемую транспортную тележку, которая двигалась вдоль основной фермы. Однако из?за технических трудностей от нее пришлось отказаться.