Журнал «Вокруг Света» №07 за 2009 год

На корабле «Меркурий» САС срабатывала автоматически от датчиков, регистрирующих чрезмерные отклонения ракеты от заданного положения, а также в случае отказа системы электропитания. Но полностью на автоматику американцы не полагались — привести систему спасения в действие могли вручную как астронавт, так и операторы наземного центра управления полетом. В ее составе было четыре двигателя: один основной, уводивший капсулу с астронавтом от аварийной ракеты, и три вспомогательных — для отстрела и увода самой двигательной установки от корабля. Любопытно, что вектор тяги основного двигателя не проходил через центр тяжести «Меркурия». Благодаря этому даже без специальных управляющих двигателей САС уводила капсулу вперед и вбок от ракеты-носителя.

Очень рискованными были полеты космонавтов на многоместных советских «Восходах». Корабли делались на базе одноместного «Востока»: в спускаемый аппарат сажали двухтрех человек, и снабдить космонавтов катапультными креслами не было никакой возможности. Спасательных двигателей тоже не было, видимо, по причине временного характера программы, ведь во время полетов «Восходов» уже велась разработка кораблей серии «Союз». На большой высоте спасти экипаж можно было, выключив двигатели ракеты и отделив от нее корабль с последующим разделением его на отсеки. Однако случись серьезная авария на участке работы первой или второй ступени носителя, шансов на спасение у космонавтов было бы гораздо меньше. Так что «мертвая зона» у «Восходов» оказывалась значительно шире востоковской.

На кораблях следующего поколения «Союз» и «Аполлон» применялись весьма совершенные системы спасения. Так, САС «Союза» обеспечивает спасение экипажа на любом участке полета: от аварии ракеты-носителя на стартовом столе и практически до самого выхода на орбиту. Еще совершеннее и надежнее система спасения современных кораблей «Союз-ТМА». Она содержит несколько групп двигателей, и некоторые из них остаются на корабле вплоть до самого момента отделения головного обтекателя. Примерно так же будут работать САС американского «Ориона» и перспективного российского ко раб ля нового поколения.

Пленники орбиты

До сих пор мы говорили об аварийном спасении «по дороге в космос». Но о безопасности надо думать и в орбитальном полете, и при спуске на Землю. Фантасты не раз рисовали леденящую кровь картину, когда космонавты из-за аварии не могут вернуться на Землю. Бестселлером в свое время стал роман Мартина Кэйдина «В плену орбиты», главный герой которого, вымышленный пилот «Меркурия» Ричард Пруэтт, чуть было не стал заложником отказавшей тормозной двигательной установки корабля.

Чтобы космонавты не оказались «пленниками орбиты», принимаются специальные меры. Например, высота полета первых «Востоков» выбиралась так, чтобы при отказе тормозного двигателя спускаемый аппарат мог за счет сопротивления атмосферы вернуться на Землю через 10 дней. На борту при этом был соответствующий запас продуктов, воды и воздуха.

Для современных кораблей так орбиту не подберешь — они поднимаются к орбитальным станциям на 350 и более километров, а это слишком высоко для аэродинамического спуска. И здесь спасает дублирование систем. Так было в полете Николая Рукавишникова и первого болгарского космонавта Георгия Иванова . Старт корабля «Союз-33» состоялся 10 апреля 1979 года, и поначалу все шло нормально. В течение суток космонавты проверяли работу систем. Однако из-за сбоя автоматики и нештатной работы двигателя сближения стыковка со станцией «Салют-6» сорвалась. Повторные попытки успеха не принесли, зато возникли опасения и относительно возможной неисправности тормозного двигателя. Ситуация была крайне опасная. В итоге на следующий день корабль сошел с орбиты с помощью дублирующего двигателя.

Но, пожалуй, самым драматичным было возвращение со станции «Мир» корабля «Союз ТМ-5» с экипажем в составе Владимира Ляхова и первого афганского космонавта Абдула Моманда . Неприятности начались, когда на границе дня и ночи стал неуверенно работать инфракрасный датчик вертикали. Из-за этого бортовой компьютер отказался запустить двигатель на торможение. Посадка была отложена. И вдруг через семь минут двигатель неожиданно включился сам! Ляхов немедленно выключил его — иначе садиться пришлось бы уже в Китае. Однако двигатель вновь заработал «как ему вздумается», хотя тормозной импульс так и не выдал. В довершение всего компьютер, решивший, что корабль уже сошел с орбиты, запустил процесс разделения отсеков. Если бы от спускаемого аппарата успел отделиться агрегатный отсек с тормозным двигателем, космонавты, оставшись на орбите в спускаемом аппарате, были бы обречены на гибель: запаса кислорода у них было лишь на спуск и посадку. Только быстрая реакция Ляхова спасла космонавтам жизнь. Спуск был отложен на сутки. Космонавты провели их без удобств в самом буквальном смысле: бытовой отсек с ассенизационным устройством, попросту говоря туалетом, уже успел отделиться. К счастью, на следующий день все прошло как надо и космонавты благополучно приземлились.

Мертвые зоны шаттлов

САС на многоразовых крылатых космических кораблях — советском «Буране» или американских шаттлах, принципиально отличаются от вышеописанных систем. Во-первых, сам многоразовый челнок имеет большие габариты и массу. Он не делится подобно одноразовому капсульному кораблю на небольшие отсеки, а представляет собой единую конструкцию. Например, масса шаттла — почти 120 тонн. Даже для простого отстрела корабля от аварийной ракеты нужны очень мощные двигатели. При проектировании шаттлов и «Бурана» инженеры первоначально планировали оснастить их специальными твердотопливными двигателями спасения, но последние оказались чрезмерно тяжелы, и от этой затеи отказались.

Кабинка для экстренной эвакуации астронавтов и обслуживающего персонала со стартового комплекса шаттлов. Фото: NASA

Во-вторых, самолетная схема требует для безопасного полета определенного сочетания скорости и угла атаки. Обеспечить его при спасении челнока в начале полета крайне трудно, если вообще возможно. А при нештатном отделении крылатый аппарат может попросту разрушиться от огромных аэродинамических нагрузок.

Однако говорить о том, что на шаттле нет САС, неверно. Она имеется, причем довольно сложная, но у нее есть «мертвые зоны», в которых она бессильна. Одна из «мертвых зон» для американских челноков — первые две минуты полета, пока работают стартовые твердотопливные ускорители. Их считали практически безотказными, но именно они подвели в роковом полете «Челленджера» 26 января 1986 года.

В случае аварии на стартовой позиции, случившейся до запуска основных двигателей, астронавты могут экстренно покинуть корабль и в кабинке-корзине, подвешенной к тросу, скатиться с башни обслуживания в защитный бункер. С той же целью на стартовом комплексе «Бурана» был предусмотрен специальный спасательный желоб.

В полете экипаж шаттла теоретически может выпрыгнуть с парашютами. Но это возможно лишь при управляемом планировании на высоте не более шести километров и скорости не свыше 370 км/ч. При этом, чтобы не удариться о крыло, членам экипажа необходимо покидать аппарат с помощью затейливо изогнутой телескопической направляющей, выдвинутой на несколько метров через боковой люк.

Условия для спасения таким способом могут возникнуть лишь на обратном пути к Земле. Поэтому при выведении на орбиту задача аварийного спасения в основном возлагается на носитель и сам космический челнок. Везде, где возможно, их подсистемы, задействованные «на выживание», дублируются, подчас неоднократно. Даже при отказе одного из трех маршевых двигателей шаттл может выйти на низкую аварийную орбиту.

При более серьезных неприятностях по командам экипажа или из центра управления полетом запускается специальная программа, формирующая аварийную траекторию, которая приводит шаттл на один из многочисленных (более десятка) запасных аэродромов, расположенных в Европе, Северной Америке и Азии . Теоретически челнок может совершить посадку на любую подходящую взлетно-посадочную полосу длиной не менее трех километров.

Нерешенные проблемы

При создании советского челнока — корабля «Буран» — анализировалось не менее 500 возможных нештатных ситуаций. Подобно шаттлу при серьезных отказах ракета переключалась на аварийную программу, которая в зависимости от этапа полета и тяжести ситуации выводила корабль в тот или иной район возможной посадки. Начиная с определенной высоты «Буран» мог выйти на орбиту даже при отказе одного из двигателей ракетыносителя «Энергия». На случай аварийной посадки, кроме основного аэродрома, расположенного на космодроме Байконур, предполагалось ввести в строй два запасных — в Симферополе и на Дальнем Востоке в Хороле, близ Уссурийска. Интересно, что при посадке в Хороле «Буран», а с ним и самолеты сопровождения часть маневров выполняли бы в воздушном пространстве Китая.