Впервые. Записки ведущего конструктора
Шрифт:
Оторваться от Земли… Исстари человек мечтал об этом, наблюдая полет птиц. Конечно, не о космосе думал он в такие минуты, о нем он ничего не знал. Просто летать, летать, как птица. Легенды, мифы, фантастика… Писали, мечтали, думали… На смену желаниям летать «аки птицы» пришли желания полететь на Луну.
Не говоря здесь о сочинениях Плутарха и Лукиана, в которых описываются лунные путешествия, упомянем об Иоганне Кеплере. Его имя более знакомо нам как имя знаменитого астронома, открывшего законы движения планет Солнечной системы. Мало кому известна его повесть «Сон», написанная в 1609 году. Его «космонавт» попадает на Луну, правда, с помощью демонических сил. Но автору удалось в какой-то мере предвидеть сложности космического полета из-за
Извечно стремление человека к познанию неизведанного. И в космос его тянул, по всей вероятности, инстинкт исследования нового. Сам человек должен был составить и необходимую часть нового исследовательского комплекса — космического. Ведь ни один прибор, ни один автомат нельзя наделить теми качествами, которыми обладает живой человеческий мозг. Человек способен приспосабливаться к наисложнейшим условиям. При этом он может использовать весь свой богатейший жизненный опыт и знания, может совершать ошибки, но может их и исправлять. А автомат?..
О предстоящем выходе человека в космическое пространство писали, об этом говорили не фантасты и историки, роющиеся в пожелтевших страницах, а ученые, усвоившие весь научный опыт XX века. Кто-то считал это задачей текущего дня, кто-то полагал, что полет человека в космос возможен через несколько лет.
— Зайдите немедленно ко мне! — эти слова Главного по диспетчерскому циркуляру многих сорвали с рабочих мест.
В кабинете собрались руководители конструкторского бюро и завода, секретарь парткома, председатель завкома, секретарь комитета комсомола. Сергей Павлович был в черном костюме, с Золотой Звездой Героя Социалистического Труда. Значит, приехал с совещания «в верхах».
— Здравствуйте, товарищи! Так экстренно собрал я вас вот по какому вопросу. Я только что вернулся из Центрального Комитета партии. Там очень интересуются ходом создания космического аппарата для полета человека. Все мы должны ясно себе представлять, какое доверие нам оказывается. Прошу моих заместителей, всех руководителей отделов и завода, а также общественных организаций самым тщательным образом продумать, как нам организовать работу…
Решавшаяся в нашем конструкторском бюро задача была чрезвычайно сложна своей новизной и необычайностью. И опять советоваться было не с кем — подобного никто и нигде не делал. Проектировался космический корабль-спутник для полета человека.
Попытаться описать более или менее подробно процесс рождения космического корабля: расчеты, проектирование, конструирование, изготовление, испытания — в небольшой книжке — безнадежное дело. Пожалуй, трудно даже перечислить названия всех тех специальностей, представители которых сообща создавали космический корабль — от ученого-теоретика до слесаря-монтажника.
Теперь о космических кораблях с человеком на борту написано много разных книг, курсы их проектирования читаются студентам в институтах. Здесь же — только короткий рассказ, фрагменты создания первых кораблей-спутников, то, что осталось в памяти из тех лет.
В 1960 году была создана ракета-носитель, способная вывести на орбиту аппарат весом более 4 тонн. Эти 4 тысячи килограммов стали для проектантов первыми «исходными данными». Расчеты показали, что космический корабль, предназначенный для полета человека и возвращения его на Землю, может «уложиться» в такой вес.
Летать можно по-разному. Можно взлететь вертикально на ракете, как не раз летали животные. И тоже будет космос, и тоже будут условия невесомости, правда, на очень короткое время. Может быть, остановиться на баллистическом полете по траектории обычного ракетного снаряда, рассчитанном минут на пятнадцать — двадцать? Сторонники таких полетов были, и их оказалось немало.
Но Сергей Павлович с присущей ему настойчивостью вместе со своими единомышленниками всю свою энергию употребил на то, чтобы доказать, что только орбитальный полет человека будет действительно космическим полетом и что для этого у советской космонавтики есть все возможности.Для начала проектанты располагали немногим. Правда, им было дано время, но не годы! У них было большое желание сделать проект как можно лучше. Им могла быть обещана в преподнесена куча неприятностей за то, что предложенное ими окажется неоптимальным или оптимальным, но невыполнимым «по таким-то и таким-то соображениям», или… Да мало ли этих «или».
В проектном отделе на кульманах можно было увидеть несколько разных вариантов будущей конструкции. Да, пока несколько. Что в основном отличало новый проект от всех предыдущих проектов космических аппаратов? Прежде всего то, что аппарат предназначался для полета человека, поэтому он и стал называться кораблем. А раз так, то или весь корабль, или его часть должны были возвратиться из космоса на Землю. Если это часть, то в ней должна быть кабина для космонавта.
Предварительные прикидки со всей очевидностью показали, что спускать с орбиты на Землю весь корабль нецелесообразно. Та его часть, которая должна была возвратиться на Землю, получила достаточно прозаическое, но функционально точное название — спускаемый аппарат. Спуск — это ответственнейший этап полета, его финал, его завершение. Только две цифры для того, чтобы чуть представить себе сложность проблемы. Скорость корабля на орбите — около 8 тысяч метров в секунду. С какой вертикальной скоростью надо подойти к Земле, чтобы сесть благополучно? Никак не больше 8–10 метров в секунду. Итак, задача: уменьшить скорость с 8 тысяч метров в секунду до 8 метров в секунду — в тысячу раз!
Как тормозить, чем тормозить? Можно двигателем. Но выгодно ли? Вряд ли — потребуется очень много топлива. Можно использовать земную атмосферу, аэродинамические силы лобового сопротивления. Но при этом неизбежны перегрузка и сильнейший разогрев поверхности за счет трения о набегающий воздух. А торможение должно быть плавным, постепенным. Каждый хорошо знает, сколь неприятно резкое торможение в автомобиле, автобусе, троллейбусе. И это при скорости около 20 метров в секунду. Каково же будет человеку в спускаемом аппарате? Затормозив, автомобиль проходит каких-нибудь 10–15 метров, а космическому кораблю нужно на торможение около 10 тысяч километров.
Немалую роль играла и форма спускаемого аппарата: разные по форме тела испытывают и разное воздействие среды, в которой они перемещаются. При движении в атмосфере аппарат должен сохранять определенное положение. Значит, надо иметь какие-то средства, чтобы это положение поддерживать: стабилизаторы, рули или другие органы управления.
Но есть форма, равно переносящая воздействие атмосферы при любом положении, — шар. Его движение в атмосфере хорошо изучено, он не обладает так называемым аэродинамическим качеством, то есть не может создавать подъемной силы, он движется по законам баллистики, падает на Землю по вполне определенному пути, может не иметь органов управления и т. д. Именно это предложение проектантов и было принято Сергеем Павловичем: форма спускаемого аппарата — шар, спуск — по баллистической кривой.
Способ прохождения через атмосферу был выбран. Но как быть с посадкой? Конечно, «падая с неба», аппарат не может подойти к Земле сам со скоростью 8 метров в секунду. Спуск в атмосфере проще и надежнее проводить на парашюте километров с восьми от Земли.
Итак, спускаемый аппарат — шар. Хорошо бы поместить в нем все необходимое, тогда бы корабль состоял из одного шара, и все. Но анализ показывал, что это нерационально. Большая часть систем корабля закончит свою работу еще на орбите. Все эти системы лучше сгруппировать вместе в одном отсеке и перед спуском с орбиты отбросить его. Так в компоновке появился приборный отсек — вторая часть корабля.