Скафандр СК-1 предназначался только для экстренного спасения – точнее, для поддержания жизни космонавта – в случае разгерметизации корабля. В теории СК-1 позволял некоторое время провести и в открытом космосе, но экспериментально это никто не проверял. Для такой важной задачи (то есть для опережения американцев на ещё одном этапе космической гонки) разрабатывалось новое поколение скафандров – «Беркут».
Впрочем, обо всём по порядку.
Новый корабль
Валентина Терешкова стала последним советским космонавтом, летавшим на одноместном корабле типа «Восток». По сути, «Восток» выполнил свою задачу: одиночные испытательные полёты позволили собрать огромное количество информации о поведении и самочувствии человека в космосе, о его нуждах и проблемах, о работе аппаратуры на орбите, о радиационном фоне и солнечном ветре – в общем, обо всём. Всё тогда казалось новым, неизведанным, удивительным.
Следующим шагом должны были стать полёты двух и более космонавтов одновременно в целях проведения более сложных совместных экспериментов. Поэтому советские космические корабли второго поколения, «Восход», были многоместными.
Тут стоит заметить, что спускаемый аппарат «Восхода» технически очень мало отличался от спускаемого аппарата «Востока». Для экономии пространства – на место одного космонавта нужно было посадить нескольких! – от катапультируемого кресла отказались, и аппарат приземлялся с помощью парашютной системы и дополнительного тормозного двигателя (такую практику – посадки «всей капсулой» – к тому времени уже внедрили американцы). Соответственно, внутри появилось место для двух космонавтов в скафандрах или трёх – без скафандров. Как говорится, дёшево и сердито. Трёхместная модификация называлась 3КВ, двухместная – 3КД. Требование запустить трёх космонавтов одновременно выдвинул сам Хрущёв: вряд ли Королёв принял бы столь опасное и непродуманное решение без безапелляционного указания сверху.
А «Восход» и в самом деле был исключительно опасным кораблём. Мало того что в трёхместной версии не подразумевалась возможность надеть скафандры. Отсутствие катапульт означало, что в случае аварии при запуске космонавты при любом раскладе погибнут. Чтобы все трое поместились в корабль, их пришлось развернуть относительно приборной панели на 90°, так что все надписи космонавты видели боком, что затрудняло управление.
В принципе, к тому времени уже активно шла работа над следующим поколением кораблей – продуманным и гораздо более совершенным «Союзом». Но до его первых испытаний оставалось не меньше года, а космическая гонка не допускала промедлений. Поэтому «Восток», модифицированный в «Восход», на некоторое время стал флагманским кораблём советской космонавтики.
13 апреля 1964 года вышло постановление о разработке многоместного корабля, а уже 6 октября состоялся первый беспилотный запуск «Восхода» с тремя манекенами на борту (сегодня этот спутник известен как «Космос-47»). Полёт прошёл абсолютно штатно, без единого нарушения, и потому второй запуск решили сделать пилотируемым. Это был тот самый полёт трёхместной модификации ЗКВ, и с ним связаны два необычных факта. Во-первых, «Восход-1» запустили 13 октября – спустя всего шесть дней после первого и единственного успешного испытания. Во-вторых, на борту, помимо военных лётчиков-космонавтов Комарова и Егорова, находился первый в истории СССР гражданский космонавт – уже встречавшийся нам инженер-конструктор Константин Феоктистов, который, собственно, принимал участие в разработке корабля. Он, так сказать, проверял собственное детище на собственной же шкуре.
Полёт, несмотря на описанные выше факторы риска, прошёл спокойно. Первый многоместный корабль СССР запустил раньше американцев – и тем самым выиграл ещё один заезд космической гонки. Сразу после этого началась подготовка следующей победы – первого выхода человека в открытый космос.
Шлюз и скафандр
Советским инженерам приходилось торопиться: на подходе был американский многоместный корабль Gemini, который дал бы преимущество заокеанским конкурентам. Как показало время, торопились не зря: уже в июне 1965 года астронавт Эд Уайт вышел в открытый космос во время второго полёта Gemini – но стал лишь вторым.
С одной стороны, в «Восход-2» не обязательно было утрамбовывать трёх космонавтов, что несколько облегчало процесс модификации. С другой стороны, стояла задача пристроить к кораблю шлюз для выхода в открытый космос, а также разработать подходящий для этих целей скафандр.
Работа над шлюзом легла на плечи очень необычного человека – Гая Ильича Северина. Северин начинал как профессиональный спортсмен-горнолыжник и в 1940-е годы дважды становился чемпионом СССР, был членом сборной. Одновременно с тем он учился в МАИ и после окончания института ушёл из профессионального спорта, чтобы стать инженером. В 1964 году, буквально за пару месяцев до того, как началась подготовка к выходу в открытый космос, 38-летний Северин, уже зарекомендовавший себя работой над креслами-катапультами для «Востоков», получил должность главного конструктора завода № 918, ныне известного как НПП «Звезда». Именно на этом заводе разрабатывали первые скафандры СК-1.
По сути, на Северина, который только-только осваивался на новой высокой должности, обрушились две задачи такой стратегической важности, что провал хотя бы одной из них означал конец карьеры. Главная проблема со шлюзом упиралась в то, что его было невозможно ни встроить внутрь – из-за отсутствия места, ни разместить снаружи – это помешало бы взлёту и потребовало полной переработки внешней формы корабля, включая новый обтекатель, и тогда американцы явно справились бы быстрее. Северин предложил сделать мягкий, надувной шлюз.
Идея была с энтузиазмом принята Королёвым, и в сжатые сроки шлюз разработали. Функционировал он относительно просто: уже на первом витке, сразу после выхода на орбиту, один космонавт должен был готовиться к выходу, а второй надувал шлюз. К моменту окончания подготовки шлюз уже находился в рабочем состоянии. Таким образом, он не занимал место внутри корабля, умещаясь в зазор между его стенкой и обтекателем, и не нарушал аэродинамику во время старта.
Меньше чем через 9 месяцев после начала работ, 22 февраля 1965 года, был произведён испытательный запуск беспилотного «Восхода-2» (он же «Космос-57»), в первую очередь для того, чтобы проверить шлюз. Сам шлюз надулся отлично, и это было зафиксировано телевизионными камерами, установленными на корабле. Трансляцию практически сразу же показали Брежневу, а инженеры воодушевились. Только вот на третьем витке возникла проблема: корабль начал незапланированное снижение и, чтобы он не попал на чужую территорию, его подорвала система самоуничтожения. Как оказалось, виноват был именно шлюз: системы корабля неверно распознали одну из команд управления шлюзом, поскольку её одновременно передавали два наземных командных пункта – НИП-6 и НИП-7, и их сигналы пересеклись. Корабль воспринял две одновременные команды № 42 как указание к снижению (то есть как команду № 5), а система самоуничтожения, распознав, что корабль приземлится на чужой территории, ликвидировала его. Ошибку исправили, и второй испытательный пуск 7 марта прошёл успешно.
Всё это время завод № 918 работал над скафандром. Конструкторам пришлось непросто, поскольку различные технические требования противоречили друг другу. С одной стороны, от скафандра требовалось, чтобы он обеспечивал защиту космонавта, поддерживая внутри высокое давление. С другой стороны, его надлежало сделать мягким и компактным: он должен был обеспечить космонавту свободу движений в вакууме и при этом как-то умещаться в крайне тесную капсулу «Восхода».
Конструкторам удалось найти компромиссное решение, и в результате получился «Беркут» – первый и единственный универсальный скафандр, предназначенный и для выхода в открытый космос, и для экстренного спасения космонавта. Он имел двойную герметичную оболочку и специальную экранно-вакуумную термоизоляцию, почти полностью исключающую теплообмен между человеком и окружающей средой. Отчасти из-за спешки, отчасти из соображений экономии места регенерационную установку решили не делать: выдыхаемый космонавтом воздух уходил прямо в космическое пространство. Это сильно ограничивало время нахождения за бортом корабля (не более 30 минут), но в тот момент и не предполагалось, что космонавт будет делать снаружи что-то сложное: стояла задача просто зафиксировать факт выхода и опередить США.
Поэтому на деле «Беркут» использовался на практике один-единственный раз – в том самом памятном полёте 18 марта 1965 года.
Внутри и снаружи
Оба члена экипажа «Восхода-2», Павел Беляев и Алексей Леонов, состояли в первом отряде космонавтов и тренировались вместе с Гагариным, Титовым и прочими. Всё это была одна команда профессионалов, и в действительности первым человеком, вышедшим в открытый космос, мог стать любой из них. Повезло (или не повезло, если иметь в виду опасность) Алексею Леонову.
Ему было 30 лет, и ему, как и Беляеву, предстояло лететь в космос впервые. Готовили Леонова основательно, насколько это представлялось возможным в столь сжатые сроки. Он 12 раз поднимался в воздух на летающей лаборатории Ту-104ЛЛ, отрабатывая выход из шлюза и возвращение в условиях искусственной невесомости. Тут, к слову, обнаружился ряд проблем. Отталкиваясь от корабля, космонавт придавал своему телу вращение – в этом убедились экспериментально. И если фал, прикреплённый к скафандру, был слишком длинным, то к моменту его полного натяжения человек успевал развернуться на 180° и оказывался спиной к кораблю. В результате ему было крайне трудно изменить положение и войти в шлюз. С учётом ограниченного времени такая задержка могла стать смертельной. Так что в итоге фал сократили до 5,35 метра. Такое удаление позволяло красиво снять Леонова на камеру, установленную на корабле, но при этом его не успевало развернуть. Кроме полётов на Ту-104ЛЛ, Леонов совершал имитационные выходы на модели «Восхода».
«Восход-2» стартовал 18 марта 1965 года в 10 утра. Всё прошло без проблем, на первом витке Беляев развернул шлюз, Леонов забрался в него и провёл там почти час в ожидании второго витка и штатного выхода, а затем успешно покинул корабль. И с этого момента началась череда неприятностей, которые преследовали космонавта вплоть до возвращения на борт. Проблемы не были обусловлены инженерными ошибками или неточностью расчётов. Надо понимать, что эту невероятно сложную систему строили впервые в истории, основываясь сугубо на знаниях, полученных умозрительным способом, без всякой опытной подосновы. И каждая неприятность, происходившая в космосе, была не злом, а наоборот: основываясь на полученном опыте, инженеры впоследствии дорабатывали конструкции и совершенствовали системы.
Леонов провёл в открытом космосе 12 минут и 9 секунд. Он рассказывал, что его поразила невероятная тишина и ощущение бескрайней пустоты. Пять раз он отпускал фал на полную длину и снова подтягивал себя к кораблю. Но звёздную романтику космоса несколько омрачили непредвиденные проблемы. Во-первых, у Леонова резко подскочило давление, началась лёгкая тахикардия, температура тела поднялась до 38 градусов, космонавт сильно вспотел – это было не очень приятно, хотя и терпимо. Две телекамеры, установленные на борту корабля, зафиксировали выход Леонова в открытый космос, равно как и его собственная кинокамера С-97, вмонтированная в скафандр. А вот сделать снимок корабля со стороны не получилось – у космонавта был миниатюрный фотоаппарат «Аякс», который управлялся тросиком, но из-за деформации скафандра Леонов не смог до него дотянуться (или сам тросик заблокировало по той же причине – разные источники дают разную информацию).
Но больше всего неприятностей возникло при возвращении. В вакууме скафандр раздулся, и, для того чтобы войти в шлюз с внутренним диаметром всего в метр, Леонову пришлось стравить более трети газовой смеси, что было довольно рискованно: давление внутри скафандра падало слишком быстро, и, если бы в крови космонавта оставалось достаточно растворённого азота, он начал бы выделяться в форме пузырьков, вспенивая кровь (то есть возникла бы декомпрессионная болезнь). Спасало ситуацию то, что внутри скафандра Леонов уже больше часа дышал чистым кислородом и к моменту возвращения на борт азота в его крови почти не было.
Второй проблемой стало то, что Леонов вплыл обратно в шлюз головой вперёд. Кто-то пишет, что космонавт запаниковал, другие утверждают, что это было вынужденное решение, поскольку из-за раздутого скафандра войти по инструкции, ногами вперёд, не получалось. Но в сам корабль входить головой вперёд было нельзя – крышка люка открывалась внутрь, занимая треть объёма, и у Леонова не получилось бы развернуться, чтобы закрыть её за собой. Поэтому ему пришлось разворачиваться прямо в шлюзе, при метровом диаметре которого и длине в 2,5 метра это было очень непростой операцией. Кроме того, шлем Леонов открыл ещё до того, как шлюз достаточно заполнился воздухом, его лицо заливал пот, он ничего не видел.
Проблемы были и потом. Из-за тепловых деформаций после отстрела шлюзовой камеры нарушилась герметичность корабля, для компенсации система жизнеобеспечения начала подавать дополнительный кислород, и космонавты некоторое время – до тех пор пока утечка не устранилась сама собой – находились под угрозой пожара от малейшей искры. Кроме того, из-за проблем с автоматикой приземление Беляев проводил в ручном режиме, и в итоге «Восход» сел в глухой тайге в 180 километрах северо-западнее Перми – спасение космонавтов тоже стало нетривиальной операцией.
Всё эти перипетии дали инженерам значительное количество ценной информации. Но если подумать, то Леонов рисковал каждую секунду. Он мог потерять сознание в вакууме, мог не поместиться в шлюз, разгерметизация угрожала пожаром, а нештатная посадка – аварией.
Но наши космонавты справились, пусть и на пределе сил. Американец Эдвард Уайт вышел в открытый космос несколькими месяцами позже, 3 июня 1965 года. В вакууме он провёл 20 минут, и в той миссии тоже не обошлось без проблем. В частности, Уайт залюбовался красотами космоса (и, видимо, при этом хорошо себя чувствовал), из-за чего задержался на пять минут сверх положенного времени, и командир корабля Макдивитт уговаривал его вернуться. А когда Уайт уже был на борту, внутренний люк корабля наглухо заело при закрывании – астронавты провозились с ним несколько минут и потом побоялись открывать второй раз (инструкция предписывала сделать это, чтобы выбросить отработавшее оборудование).
Интересно сравнить визуальные материалы Леонова и Уайта. Наши космонавты не делали фотографий – только телесъёмку, и потому качество кадров с Леоновым очень низкое. Макдивитт же снимал Уайта многократно на зеркальный фотоаппарат – и получились настоящие шедевры, впоследствии напечатанные на передовицах всех газет мира. Зато Леонов – великолепный, кстати, художник – нарисовал ряд эффектных полотен, изображающих то, что он видел в открытом космосе.
Это был удачный для нас, хоть и опасный этап космической гонки. Человек не просто полетел в космос, но и дотронулся до него.