background image
четверг
k
78, 15 июля 2010 г.
КОСМОНАВТИКА
Программа полта Союза и Апол
лона была утверждена 24 мая 1972
года соглашением между СССР и США.
Основными целями программы были:
испытание элементов совместимой
системы сближения на орбите; испы
тание активно пассивных стыковочных
агрегатов; проверка техники и обору
дования для обеспечения перехода кос
монавтов из корабля в корабль; накоп
ление опыта в проведении со
вместных полтов космических
кораблей СССР и США. Програм
ма предполагала также изуче
ние возможности управления
ориентацией состыкованных ко
раблей, проверку межкорабель
ной связи и координации дей
ствий советского и американс
кого центров управления пол
том.
Стыковка в космосе является
сложной операцией полта и
включает в себя поиск, сближе
ние, прицеливание, ориентацию
и управление движением кораб
лей. Это обеспечивают специ
альные автоматические систе
мы управления. Перед соударе
нием активный корабль должен
найти пассивный аппарат и дви
гаться к нему так, чтобы при со
ударении скорость была в диапазоне
0,25 0,5 м/с. Корабль должен быть
правильно ориентирован по углу. При
этом смещение центральных осей ак
тивного и пассивного агрегатов долж
но быть минимальным, не больше до
пустимого. Поскольку при стыковке
имеет место соударение многотонных
аппаратов, агрегату стыковки необхо
димо погасить кинетическую энергию
активного корабля и возможные коле
бания, обеспечить жсткую и герме
тичную связь с пассивным аппаратом.
При этом необходимо обеспечить элек
трическое соединение множества (до
нескольких сотен) цепей систем авто
матики и связи, а в ряде случаев также
и гидравлических цепей. Корабли мо
гут расстыковываться и совершать сво
бодный полт, затем снова совершать
стыковку или спускаться с космичес
кой орбиты на Землю. Совершенно
ясно, что стыковочные устройства дол
жны обладать высокой наджностью.
В случае отказа автоматики космонавт
может осуществить стыковку, исполь
зуя ручное управление.
Стыковочные устройства разделяют
ся на активные и пассивные. Первый
вид должен обладать перечисленными
характеристиками, и он устанавлива
ется на космическом корабле, который
может перемещаться относительно
другого космического аппарата для
совершения стыковки, например, к кос
мической станции, где закрепляется
пассивный агрегат стыковки.
Советская и американская стороны
пришли к решению, что в данном слу
чае стыковочные устройства должны
быть андрогинными, то есть имеющи
ми возможность выполнять функцию
как активного, так и пассивного агрега
та. При этом каждый корабль мог со
вершать стыковку и расстыковку. В
центре должен быть люк лаз для пере
хода космонавта или астронавта после
стыковки в другой корабль. Устрой
ства, обеспечивающие амортизацию и
демпфирование, сцепку и стягивание
кораблей, должны располагаться сна
ружи люка лаза, то есть на периферии
агрегата. Отсюда и родилось название:
андрогинный, периферийный агрегат
стыковки или сокращнно АПАС.
Эту звучную аббревиатуру синтезиро
вал начальник отдела электромехани
ки, талантливый конструктор Лев Бо
рисович Вильницкий. Светлая ему па
мять.
Принцип действия агрегата, конст
рукция его устройств определялись
американской и советской сторонами
самостоятельно, исходя из имеющего
ся опыта.
Союз Аполлон
орбита сотрудничества
На этих кораблях использовались
стыковочные устройства типа штырь
конус. Стыковочная система штырь
конус состояла из активного и пас
сивного стыковочных агрегатов. Актив
ный агрегат устанавливался на кораб
ле Союз 11, а пассивный (упрощн
ный) на станции Салют. Эти уст
ройства были разработаны в Централь
ном конструкторском бюро экспери
ментального машиностроения
(ЦКБЭМ), которое в мае 1974 года по
инициативе назначенного Генерально
го конструктора академика В.П. Глуш
ко было переименовано в НПО Энер
гия (с июля 1994 года ОАО РКК
Энергия им. С.П. Королва).
Для разработки и осуществления
совместного полта было организова
но пять советско американских рабо
чих групп: управления полтом, проект
ная, по средствам сближения, по сты
ковочному устройству, обеспечения
жизнедеятельности. Советская часть
групп состояла из специалистов
ЦКБЭМ.
Общей концепцией для разработки
агрегатов стыковки было применение
кольца в качестве буфера. Кольцо дол
жно быть снабжено направляющими
лепестками для обеспечения заданно
го положения перед сцепкой стыкую
щихся кораблей. Механизм,
на котором закреплялось
кольцо, все устройства обес
печения функциональных ха
рактеристик предстояло раз
работать.
Уже на первых встречах спе
циалисты пришли к выводу,
что каждая сторона будет про
ектировать и изготавливать
стыковочные агрегаты самостоятель
но, а совместимость должна обеспечи
ваться за счт согласования минималь
ного числа взаимодействующих эле
ментов и параметров, определяющих
процесс стыковки.
Американская сторона представила
конструкцию агрегата с кольцом, за
креплнным на подвижных штангах уп
равляемой гидравлической системы.
При этом кольцо было снабжено че
тырьмя направляющими лепестками и
опиралось соответственно на четыре
пары штанг. Разработку конструкции
производила американская фирма Ро
куэлл.
Советская сторона (ЦКБЭМ) пред
ставила конструкцию электромехани
ческого агрегата, то есть в ней исполь
зовались электроприводы постоянно
го тока, пружинные механизмы, маг
нитоэлектрические демпферы и элект
ромагнитные фиксаторы. Все
связи строились с использова
нием оригинальных зубчатых
передач. Кольцо содержало три
направляющих лепестка и опи
ралось на три пары подвижных
штанг. Применение трх пар
штанг упрощало конструкцию и
кинематическую схему агрега
та. При этом кольцо имело шесть
степеней свободы.
После детального обсужде
ния американская сторона при
няла советскую конструкцию
кольца, но оставила в свом аг
регате управляемую гидравли
ческую систему для обеспече
ния амортизации, демпфирова
ния, выдвижения кольца и обес
печения стягивания после сцеп
ки. Таким образом, принципы
действия агрегатов стыковки
были различны: американский агрегат
был гидравлическим, а советский
электромеханическим.
Были разработаны и изготовлены
масштабные модели обоих агрегатов.
Совместно с американцами в декабре
1972 года были проведены испытания
моделей в лабораториях Института кос
мических исследований (ИКИ) в Моск
ве, так как из за режимности ЦКБЭМ и
завода мы не могли это сделать на
нашем предприятии. Испытания моде
лей были успешными, а главное
полезными, так как специалисты обеих
сторон приобрели дополнительный
практический опыт и уверенность в пра
вильности выбранных решений.
Заканчивался 1974 год. Агрегаты для
совместного полта были изготовле
ны. В ноябре американцы привезли в
ИКИ два стыковочных агрегата для
корабля Аполлон и ЗИП. Мы изгото
вили три лтных АПАСа два для
кораблей Союз и ЗИП. Были прове
дены совместные испытания, выпол
нено 12 активно пассивных стыковок.
Испытания посчитали успешными.
СССР для совместного полта гото
вил два штатных Союза. Это позво
ляло повысить наджность выполне
ния намеченного полта. Американцы
использовали один корабль Апол
лон, оставшийся после завершения
лунной программы.
Давление в кабине командного мо
дуля Аполлона поддерживается на
уровне 258 15 мм ртутного столба
стопроцентного кислорода. Атмосфе
ра в отсеках Союза обычный зем
ной воздух с номинальным давлением
750 мм ртутного столба. Непосред
ственный переход из корабля в корабль
по этой причине невоз
можен. Для решения
этой проблемы фирмой
Рокуэлл был специ
ально разработан и за
креплн на Аполлоне с
помощью стыковочного
агрегата от лунного мо
дуля переходный отсек
шлюз. На переднем тор
це переходного отсека ус
танавливался американ
ский АПАС. Снаружи пе
реходного отсека разме
щались баллоны с кисло
родом и азотом для со
здания внутри отсека ат
мосферы, подобной ат
мосфере Союза при переходах эки
пажей. Переходный отсек стали имено
вать стыковочным модулем.
Совместный полт начался запуском
15 июля 1975 года в 15 часов 20 минут
по московскому времени с космодрома
Байконур корабля Союз 19. Через 7
часов 30 минут с космодрома на мысе
Канаверал запущен Аполлон. 16 июля
космонавты и астронавты выполняли
манвры, чтобы Аполлон лг на пра
вильный курс в погоне за ушедшим впе
рд Союзом. Алексей Леонов вывел
корабль на круговую орбиту высотой
227 км и правильно сориентировал его
для стыковки. В первой стыковке актив
ным был корабль Аполлон.
17 июля в 19 часов 12 минут была
совершена стыковка Союза и Апол
лона. По американскому сценарию,
после открытия люков, ко
мандиры кораблей Томас
Стаффорд и Алексей Лео
нов должны обменяться дру
жеским рукопожатием, ко
торое должно было транс
лировать американское те
левидение. Но Леонов, об
радованный событием, схва
тил руку Стаффорда и вта
щил его в свой корабль. За ним после
довали Слейтон и Бранд. Наш экипаж
принимал гостей из Америки. Не обо
шлось и без шутки. За дружеским сто
лом Леонов громко объявил: Сейчас
будем выпивать! и вытащил тубу,
на которой крупно было написано
ВОДКА. Одни растерялись, другие
аплодировали. Но в тубе оказался
прекрасный украинский борщ!
19 июля была проведена расстыков
ка кораблей, после чего, через два вит
Вспомним, что СССР уже имел опыт стыковки кос
мических кораблей. Первая автоматическая стыков
ка произведена 30 сентября 1967 года беспилотными
аналогами корабля Союз спутниками Космос
186 и Космос 188. Но в первой стыковке не был
образован жсткий стык привод стыковочного ме
ханизма не дотянул несколько сантиметров до полно
го стягивания. Электрические соединители не состы
ковались. Причины были выяснены и недостатки уст
ранены. Вторая автоматическая стыковка спутников
Космос 212 и Космос 213 была произведена 15
апреля 1968 года без замечаний. В январе 1969 года
командир В.А. Шаталов состыковал свой Союз 4 с
космическим кораблм Союз 5 с экипажем в соста
ве: Б.В. Волынов, А.С. Елисеев, Е.В. Хрунов.
19 июля 1971 года была запущена первая в мире
орбитальная станция Салют. Космический корабль
Союз 11 8 июня 1971 года состыковался со станци
ей и доставил на не первый экипаж в составе:
Г.Т. Добровольский, В.Н. Волков и В.И. Пацаев.
ка Союза, совершена повторная сты
ковка кораблей. В этой стыковке ак
тивным был Союз. Аполлоном уп
равлял не командир, а пилот Слейтон
он допустил нерасчтные секунды
работы двигателей Аполлона. В ре
зультате амортизаторы нашего АПАСа
были нагружены почти до предела. Тем
не менее стыковка прошла
успешно. Через два витка
корабли окончательно
расстыковались. Общее
время полта в состыко
ванном состоянии 46
часов 36 минут.
При совместном пол
те были проведены не
сколько научных и техни
ческих экспериментов: ис
кусственное солнечное
затмение изучение сол
нечной короны при зат
мении Солнца Аполло
ном; ультрафиолетовое
поглощение измерение
концентрации атомарного
азота и кислорода в космосе; зонооб
разующие грибки изучение влияния
невесомости, перегрузок и космичес
кого излучения на основные биологи
ческие ритмы; микробный обмен
исследование обмена микроорганиз
мами между членами экипажей в усло
виях космического полта; изучение
влияния невесомости на некоторые
кристаллохимические и металлурги
ческие процессы в материалах.
После расстыковки корабли летали
уже на разных орбитах, вс более уда
ляясь друг от друга. Как и было запла
нировано, посадка Союза произо
шла 20 июля в 13 часов 50 минут по
московскому времени. Приземление
прошло штатно, с мягкой посадкой.
Впервые была телевизионная трансля
ция с места посадки.
Корабль Аполлон ещ более трх
суток летал в космосе. Но посадка
(приводнение в Атлантическом океа
не) была омрачена драматическими
событиями. Из за ошибки Бранда ав
томатическая программа выпуска па
рашютной системы не запустилась.
Потребовались резервные команды
экипажа, чтобы произошл отстрел
крышки для выпуска парашютов. Па
рашюты раскрылись на высоте 2,5 км
вместо высоты около 10 км. Также
случилось непредвиденное: неожидан
но кабина корабля стала наполняться
токсичными газами смертельно
опасными для человека! Это были про
дукты неполного сгорания азотных ком
понентов от нештатно работающих ре
активных двигателей Аполлона. Газы
засасывались через дыхательный кла
пан, который к этому времени открыл
ся. К счастью, астронавты довольно
быстро почувствовали опасность и
выключили двигатели. Стаффорд су
мел отстегнуться от кресла и достал
кислородные маски. Это спасло эки
паж от отравления. Далее вс было
нормально.
Специалисты НАСА изучили харак
теристики нашего АПАСа и приняли
решение установить его на многоразо
вые корабли системы Спейс шаттл
для полтов на российскую космичес
кую станцию Мир и Международную
космическую станцию (МКС). Агрега
ты изготовил и поставил американцам
ЗЭМ РКК Энергия им. С.П. Королва.
Но об этом особый рассказ.
Рудольф ТЮКАВИН,
кандидат технических наук,
ветеран РКК Энергия
им. С.П. Королва
Ракета носитель корабля Аполлон типа Сатурн 1Б
двухступенчатая, с тягой первой ступени около 800 тонн.
Ракета носитель корабля Союз имеет три ступени. При
старте ракеты двигатели первой и второй ступени запуска
ются одновременно и развивают тягу около 500 тонн. Тре
тья ступень запускается в конце работы двигателя второй
ступени. Эта ракета, разработанная С.П. Королвым, не
имеет себе равных по эксплуатационной наджности.
Экипаж корабля
Аполлон: Томас Стаф
форд командир; До
нальд Слейтон пилот;
Вэнс Бранд пилот сты
ковочного модуля.
Экипаж корабля
Союз 19: Алексей Ле
онов командир; Вале
рий Кубасов бортин
женер.
Второй экипаж (дуб
лирующий): Анатолий
Филипченко коман
дир; Николай Рукавиш
ников бортинженер.
15 июля 1975 года начался совместный советско американский полт
космических кораблей Союз и Аполлон, а 17 июля была совершена
их стыковка и встреча экипажей.