Подготовка к возвращению. — Расстыковка и спуск. — Мягкая посадка. — Поисковая служба. — Нештатные посадки
Подготовка к возвращению
В название этой главы вынесена строка из песни, известной только троим космонавтам, которым посчастливилось учиться на физтехе, — Александру Александровичу Сереброву, Александру Юрьевичу Калери и автору этих строк. Это гимн аэромеха, нашего факультета, который сегодня называется уже по-другому. В нем есть такие строчки:
Возвратимся мы к Земле
На потертом корабле
И на советском фирменном сопле.
Признаюсь, что записал песню и слушал на компьютере в космосе, готовясь к возвращению.
Приготовления к спуску начинаются заранее. Во-первых, надо подготовить свой организм. За несколько недель до спуска требуется увеличить физические нагрузки. Следует точно выполнять все медицинские рекомендации, поступающие из ЦУПа, в частности, принимать водно-солевые добавки. Приходится учитывать даже, казалось бы, мелочи. Многие ли задумываются о том, что после того, как основным способом передвижения вместо ходьбы стали перелеты от места к месту, кожа на ступнях потеряла плотность и стала нежной, как у младенца? На Земле при ходьбе это будет вызывать болезненные ощущения. Полезно перед спуском потренироваться на беговой дорожке босиком.
Возвращение — всегда самая опасная часть экспедиции. Так всегда при переходе из чужой среды в свою, родную. Так — для подводников, так — для альпинистов, так — для разведчиков, так — и для космонавтов. От точного выполнения операций на спуске зависят не только жизни членов экипажа, но и сохранение и доставка на Землю результатов научных исследований и уникальных экспериментов.
За несколько дней космонавты берут в руки корабельную бортинструкцию по спуску и начинают «проигрывать» свои действия, восстанавливая в памяти навыки, полученные в ходе тренировок. Если требуется, к экипажу на связь выходит инструктор по кораблю и дает необходимые консультации.
Укладка возвращаемого груза в спускаемом аппарате — сложная задача, на которую всегда уходит времени больше запланированного, поэтому желательно начать ее пораньше. Обычно из ЦУПа приходит указание, что и куда укладывать. Но жизнь сложнее инструкций, и далеко не всегда удается строго следовать радиограмме с Земли. И тут все зависит от искусства космонавта. Реальная укладка грузов (перечень, маркировка, место размещения) отражается в описи полезных грузов и описи укладок личных вещей членов экипажа. После приземления командир передает встречающим специалистам описи, а также самые срочные грузы, например, живых перепелок, не знавших в своей короткой жизни ничего, кроме невесомости. Их сразу же забирают для продолжения эксперимента. А был случай, когда их забыли в спускаемом аппарате в заснеженной казахстанской степи и они замерзли.
Заканчивается укладка, как ни старайся, в день спуска. По расписанию обязательно будет предусмотрено время для отдыха, но в реальности значительная его часть уйдет на укладку грузов. И тем не менее надо постараться выделить хотя бы час времени, чтобы поспать.
Наступает момент прощания. Улетающий экипаж желает своим сменщикам удачи в полете, а те, в свою очередь, им — мягкой посадки. Пожали друг другу руки, обнялись. Космонавты переходят в космический корабль и закрывают люк В бытовом отсеке они надевают свои спасательные скафандры и по очереди занимают места в спускаемом аппарате: сначала бортинженер-1 — в левое кресло, затем бортинженер-2 или космонавт-исследователь — в правое, и только потом командир садится в свое центральное кресло. Космонавты затягивают ремни и стараются сделать это максимально туго. Сейчас их задача — проверить системы, доложить в ЦУП и приготовиться к расстыковке. Одновременно они поддерживают связь с экипажем станции.
Расстыковка и спуск
Расстыковку космического корабля и станции осуществляют за полтора витка до расчетного момента включения двигателя. Пружинные толкатели придают кораблю небольшую скорость (0,15 м/сек). После того как корабль отойдет от станции на несколько десятков метров, коротко включаются двигатели, увеличивая скорость разлета корабля и станции до 0,5 м/сек Через полтора витка корабль оказывается выше и позади станции, опасности столкнуться уже нет. Теперь — на спуск!
Спуск — это маневр или последовательность маневров космического корабля, в результате которых спускаемый аппарат должен достигнуть заданного района на поверхности Земли.
Как происходит спуск?
Переход космического корабля с околоземной орбиты на траекторию снижения осуществляется в несколько этапов. Сперва выбирается посадочный виток, проходящий через район посадки.
При штатном спуске посадка осуществляется в заранее выбранный район на любом из трех первых (иногда четырех) суточных витков посадки. Основным посадочным витком выбирают, как правило, первый суточный виток Для безопасного приземления космонавтов район посадки не должен включать в себя крупные населенные пункты, горные массивы, большие водоемы.
Сначала выполняется орбитальный маневр для того, чтобы перевести корабль с исходной орбиты на орбиту, пересекающую условную границу атмосферы. Этот маневр называется сход с орбиты. Для космического корабля спуск начинается с момента выдачи тормозного импульса. Торможение на орбите и должно обеспечивать переход космического корабля на траекторию спуска до границ плотной атмосферы.
Время включения двигателя и длительность его работы для необходимого торможения вычисляется заранее. Чтобы осуществить сход с орбиты, корабль нужным образом ориентируют на орбите по отношению к Земле и стабилизируют его положение (чтобы не вращался). И наконец, включается двигатель, и корабль начинает двигаться по новой траектории к плотным слоям атмосферы.
Это очень ответственный участок спуска. Если слишком круто войти в атмосферу, то можно сгореть. Если слишком полого — можно отскочить от атмосферы, как теннисный мячик отскакивает от корта, и улететь обратно в космос. При крутом спуске и перегрузки больше. Крутизна траектории спуска — не в смысле лихости, а в точном геометрическом смысле слова — определяется прежде всего начальным углом входа в атмосферу. Важна и скорость входа. Допустимые условия входа в атмосферу называются коридором входа.
Через четверть витка после отработки тормозного импульса (примерно 22 минуты) происходит разделение космического корабля на спускаемый аппарат, бытовой отсек и приборно-агрегатный отсек. После разделения приборно-агрегатный отсек двигается вверх и оказывается позади спускаемого аппарата. Бытовой отсек двигается вниз, но из-за того, что масса его невелика, он сильнее тормозится атмосферой и отстает от спускаемого аппарата. Разделение происходит на высоте примерно 130–140 километров. После разделения начинается внеатмосферный участок спуска, длится он не более 17 минут до высоты 80 километров.
Продольная перегрузка в этот момент совсем небольшая — приблизительно 0,2 единицы, но она фиксируется приборами, и экипаж видит мигание транспаранта «Перегрузка». Значит, скоро атмосфера. Экипаж может контролировать по иллюминаторам медленное вращение спускаемого аппарата. Приблизительно за минуту до входа в атмосферу вращательное движение аппарата переходит в колебательное вследствие «захвата» спускаемого аппарата верхними слоями атмосферы.
Атмосферный участок спуска начинается с момента фактического входа спускаемого аппарата в атмосферу. Как только это произойдет, начинается маневр, позволяющий затормозиться об нее. Система управления спуском разворачивает спускаемый аппарат на нужный угол крена, стабилизирует его, вычисляет и поддерживает необходимые параметры. Теперь необходимо обеспечить снижение скорости трехтонного спускаемого аппарата с 200–280 метров в секунду до заданной 6–7 метров в секунду. Спускаемый аппарат в это время летит по траектории, снижающейся под углом 60–66°. При этом возникают тяжелые температурные и перегрузочные режимы. И перегрузка, и нагрев могут оказаться опасными как для космонавтов, так и для корабля. Поэтому торможение не должно быть слишком резким — допустимым как для экипажа, так и для приборов управления, да и вся конструкция должна выдержать. По мере погружения в атмосферу поверхность спускаемого аппарата все больше и больше нагревается. Да не просто нагревается — раскаляется, он летит в плазме, в пламени, он горит, но сгореть не должен.
Насколько можно будет управлять траекторией спуска, зависит от так называемого «аэродинамического качества» — отношения величины подъемной силы к величине лобового сопротивления. Например, у самолетов и планеров благодаря форме корпуса и крыльям аэродинамическое качество весьма высокое, поэтому мы без опаски садимся в рейсовые авиалайнеры. А вот спускаемые аппараты кораблей типа «Союз» имеют сегментально-коническую форму и обладают аэродинамическим качеством около 0,3. Примерно, как у утюга. Вы, наверное, по размышлении, сможете представить себе планирующие качества утюга, и сесть в большой утюг не каждый захочет.
При нарастании перегрузок требуется подтянуть ремни, ведь сейчас перегрузка вдавливает тело космонавта в ложемент, и он как раз занимает нужное для посадки положение. Бортинженерам сделать это труднее, ибо их руки у борта корабля стеснены в движениях. На перегрузке не надо вертеть головой, иначе происходит «растекание» тканей лица, весьма дискомфортное ощущение. Удар о землю лучше воспринимать спиной, но не тазом. Поэтому правильное положение тела в ложементе жизненно важно.
Когда спускаемый аппарат долетит до высоты 12–13 километров, его скорость снизится примерно до 200–280 метров в секунду. Здесь автоматика начинает готовить ввод парашютной системы. После того как из-за деформации парашютного контейнера на самом первом «Союзе» погиб космонавт Владимир Михайлович Комаров, конструкторы сделали так чтобы давление в парашютном контейнере равнялось атмосферному — это исключает искривление его стенок.
На высоте 12,5 километра автоматика выдает команду на отстрел крышки контейнера основной парашютной системы. Ровно через четыре секунды (а за это время спускаемый аппарат снизится еще на два километра) крышка контейнера отстреливается и выходит вытяжной блок — два последовательно соединенных купола: первым в воздушный поток вводится парашют площадью 4,2 квадратных метра, примерно как большой обеденный стол, за ним совсем небольшой, 0,62 квадратных метра, то есть как сиденье стула. «Вытяжными» эти два парашюта называются потому, что вытягивают следующие за ними.
Второй вытяжной парашют вводит в действие тормозной парашют, задача которого снизить скорость спускаемого аппарата с 200–280 метров в секунду до 100 метров в секунду и передать дальнейшее торможение основному парашюту. Перегрузки при этом в штатном режиме достигают четырех единиц.
Из-за несимметричного обтекания спускаемого аппарата набегающим потоком, а также в момент отстрела крышки парашютного контейнера возникают силы, возмущающие движение. Чтобы погасить их, система управления спуском закручивает спускаемый аппарат вокруг продольной оси с угловой скоростью 13°/сек А внутри — экипаж. Через 17 секунд на высоте 8,5 километра тормозной парашют отстреливается пиропатроном и извлекает из контейнера основной парашют, который постепенно вводится в воздушный поток сначала вытягиваются стропы, затем стягивается камера с купола основного парашюта.
Основной парашют — серьезная штука. Площадь его купола из облегченной капроновой ткани белого и оранжевого цвета — тысяча квадратных метров, но наполняется парашют быстро, примерно за десять секунд (впрочем, за это время потеря высоты составит еще 500–700 метров), при этом волна перегрузки немного меньше, чем при вводе тормозного парашюта — три единицы. Чтобы предупредить возможное проваливание вершины основного парашюта, пока он не наполнился, используют полутораметровый поддерживающий парашют. В случае нештатной работы основной парашютной системы (например, не отстрелилась крышка парашютного контейнера, тормозной парашют отстрелился без введения основного купола, случились перехлесты) вертикальная скорость снижения превысит допустимое значение и автоматика по сигналу «Авария основного парашюта» через 55 секунд полностью отстрелит элементы основной парашютной системы. Скорость снижения в этот момент более 18 метров в секунду. Еще через две секунды откроется крышка запасного парашюта и выпустит его тормозной парашют.
С того момента, как мы начали рассказывать об отстреле крышки парашютного контейнера, спускаемый аппарат снизился на два с половиной километра. Земля неумолимо приближается! Интересно, что при этом снижение спускаемого аппарата происходит на несимметричной подвеске, то есть он расположен не строго вертикально, а под углом 30° к вертикальной оси парашюта. На высоте пять километров отстреливается лобовая теплозащита. Затем осуществляется автоматическая перецепка спускаемого аппарата на симметричную подвеску. Теперь он висит под парашютом «правильно», то есть вертикально. Перегрузка в момент перецепки достигает четырех единиц.
Вертолет поисково-спасательной службы (она за два десятилетия несколько раз меняла свое название, поэтому мы будем использовать простое и короткое), обнаружив под парашютом спускаемый аппарат, устанавливает с экипажем радиосвязь. Командир экипажа на этапе парашютирования ведет переговоры с поисковым вертолетом, сообщает об обстановке на борту и в момент, когда оказывается на одном уровне с вертолетом, получает сведения о высоте. Теперь он может ввести поправку в показания высотомера на рукаве своего скафандра. Точное знание высоты очень важно.
Мягкая посадка
Спуск в целом обычно занимает около трех часов, и это довольно тяжелый путь, заканчивающийся крепким ударом при приземлении, который называется мягкой посадкой.
Что означает термин «мягкая посадка»? Наверное, она мягче, лучше и безопаснее, чем жесткая посадка? Да, так оно и есть. Жесткая посадка — неудачная, с повреждениями и несчастными случаями. А мягкая посадка пусть и не будет столь уж мягкой (все-таки приземление на землю спускаемого аппарата — это падение), но мягкая посадка — это удачная посадка. Поэтому перед спуском космонавтам обязательно говорят: «Желаем вам мягкой посадки!»
Наступает черед взведения амортизаторов кресел, в которых располагаются космонавты. Кресло — это, во-первых, силовой каркас; во-вторых, индивидуальный ложемент, о котором мы уже говорили, с привязной системой; в-третьих, мощный амортизатор. Да не простой. Под космонавтом, точнее, под его ложементом, установлена… пороховая шашка! Выражение «сидеть как на пороховой бочке» для космонавта вовсе не является метафорой. Только он лежит на ней, а не сидит. Раньше мы не рассказывали об этом, потому что пороховая шашка сущая мелочь по сравнению с заправленной горючим ракетой, на которой он два часа дожидался старта! По команде от автоматики пороховая шашка поджигается пиропатроном и силой пороховых газов амортизатор взводит (поднимает) кресло. Для космонавтов это ощущается так, будто пульт управления наклонился и чуть не упал на них. На самом деле это приподнялись ложементы их кресел. До срабатывания амортизаторов осталось несколько секунд. А до этого будет введена в действие еще одна система.
Зачем отстрелился несколько секунд назад теплозащитный экран? За ним на днище спускаемого аппарата спрятались шесть маленьких твердотопливных реактивных двигателей мягкой посадки. Сейчас скорость падения снизилась примерно до семи метров в секунду. На запасном парашюте конечная скорость спуска будет повыше — до десяти метров в секунду. И тут на высоте всего 80 сантиметров включаются двигатели мягкой посадки. Они должны уменьшить скорость приземления до двух метров в секунду. В зависимости от обстоятельств — три члена экипажа или два, спуск на основном парашюте или запасном — включаются шесть или четыре двигателя. Их реактивная сила направлена вверх и дополнительно тормозит спускаемый аппарат. Для тех, кто ищет сейчас спускаемый аппарат на вертолете, это выглядит как маленький взрыв — клубы пыли и песка, а зимой снега на мгновение скрывают спускаемый аппарат. Бывает, что от огня двигателей мягкой посадки загорается сухая трава, и тогда дым далеко стелется по степи и помогает обнаружить космонавтов.
В момент приземления под воздействием удара спускаемого аппарата о поверхность земли амортизатор начинает поглощать энергию удара. Во взведенном положении кресло космонавта опирается на металлический цилиндр, в котором друг на друге столбиком сложены восемь втулок из дюралюминия. Опираются они на прочное стальное кольцо. В момент приземления от удара о поверхность земли втулки начинают последовательно сминаться, поглощая энергию удара. Сдвиг амортизатора начинается при ударных перегрузках на кресле, равных 18–20 единицам. Ударные кратковременные перегрузки, возникающие при штатном приземлении спускаемого аппарата в направлении «голова — таз», равны 22 единицам, «грудь — спина» — 25–30 единицам. Правда, длительность таких перегрузок меньше одной секунды. Один из иностранных космонавтов, впервые приземлившись на «Союзе», спросил: «И это у вас называется мягкой посадкой?»
Перед касанием спускаемого аппарата земли космонавту необходимо принять правильную позу в ложементе: сгруппироваться и прижать голову и руки. Был случай, когда космонавт напряг мышцы спины. В результате голова несколько отклонилась от подголовника и при касании ударилась. Если рука соскочит с подлокотника, можно получить травму. Не стоит и отдавать команды, тем более разговаривать. Однажды опытный космонавт, инструктируя своего молодого коллегу, при касании прикусил язык.
Экипаж на Земле! С момента отстрела крышки парашютной системы прошла одна минута и двадцать секунд. Вы читали об этом дольше, чем спускаемый аппарат летел до Земли с высоты десять километров!
Космонавты немного пошевелят руками и шеей, чтобы убедиться, что все в порядке, откроют гермошлемы. Потом командир спрашивает:
— Ребята, посмотрите, как сели? — Ему из среднего кресла не видно через иллюминаторы.
Спускаемый аппарат может ровнехонько встать на донышко, а может и завалиться набок — всякое бывает. Он может подпрыгнуть от удара и опрокинуться. При этом космонавты могут оказаться на боку или лицом вниз, или ногами вверх. И если так, то отстегивать ремни пока не надо, иначе упадешь, пусть и с небольшой высоты — несколько сантиметров, — но больно, лицом о пульт, притянутый забытой уже земной гравитацией.
Бортинженер слегка поворачивает голову и видит непривычно ровную линию горизонта — в космосе наглядно видно, что Земля — шар, и привыкаешь к округлому горизонту. А здесь он неправдоподобно прямой: горизонтальный — если сели «на донышко», люком вверх, или наискосок сверху вниз, как стрела, вонзающаяся в землю.
Убедившись, что все в порядке, командир, нажав кнопку, отстреливает одну стренгу парашюта, чтобы спускаемый аппарат не волокло по земле (если посадка на воду, то положено отстрелить парашют полностью, чтобы он не утащил корабль под воду).
Поисковая служба
Перед спуском космического корабля Земля заранее готовится к поисково-спасательным работам, чтобы вовремя прибыть на место приземления и помочь экипажу.
Проблемами поиска и спасания космонавтов начали заниматься еще в 1960 году. Была создана специальная служба, в которой работали (и сегодня работают) люди самых разных профессий: летчики, врачи, спасатели, техники, водители, водолазы. Они проходили многочисленные тренировки и испытания, обучаясь оказывать помощь в любых условиях. Врачи прыгали с парашютом, инженеры покоряли джунгли, автомобилисты пересекали суровую Арктику.
Испытатели проверяли, как долго человек может выдержать холод или жару, голод и обезвоживание, как он реагирует на опасность, и многое другое. После этого были написаны инструкции — их космонавты изучают во время подготовки. Оказавшись в трудной ситуации, они уже знают, что делать, как выжить и добраться до того места, где им окажут помощь.
На спуске очень важна точность посадки. Конечно же лучше приземлиться точно в заданную точку. В математике точка — это то, что не имеет размеров. Может, в геометрии оно и так а в космонавтике, если речь о посадке, точкой считается круг радиусом один-два километра! Но из космоса это выглядит действительно точкой. Возможные ошибки при возвращении корабля с орбиты могут привести к неточному приземлению. Они могут случиться в любой момент. Если ЦУП, например, неточно рассчитал орбиту или неверно спрогнозировал состояние атмосферы в районе спуска. Или космонавт чуть-чуть ошибся, когда старался правильно ориентировать корабль перед спуском. Или самую малость, на несколько секунд, ошибся во времени включения двигателя или его работы. А ведь одна лишняя секунда работы двигателя — это промах на восемь километров! Все это приводит к тому, что место посадки может отстоять от расчетного даже на несколько сотен километров по направлению полета и ста километров в боковом направлении.
Понимая, что космонавтам придется какое-то время дожидаться помощи, а она может потребоваться немедленно, специалисты, готовившие их к полету, создали НАЗ — носимый аварийный запас, который укладывается прямо в катапультном кресле. И сейчас у экипажа обязательно он есть, его располагают в спускаемом аппарате. Он состоит из трех укладок, внешне напоминающих небольшие сумки. Здесь собраны самые необходимые вещи.
В первой укладке, которую предстоит носить космонавту-исследователю или второму бортинженеру, шесть литров воды в алюминиевом бачке и полиэтиленовая фляга с чехлом. Срок годности воды — девять месяцев, ведь корабль до полугода находится в космосе в связке с орбитальной станцией.
Во второй укладке, предназначенной для бортинженера, находятся лекарства (таблетки, йод, обеззараживающие салфетки, жидкости для уколов; стеклянные тюбики и ампулы обмотаны поролоном, чтобы не разбились). Там же девять упаковок с едой (по три на каждого из трех членов экипажа). Есть и средства, помогающие развести огонь, сухое горючее, пила, нож, иголки, а также рыболовная снасть.
В третьей укладке, командирской, — радиостанция с источниками питания и антенной (впрочем, сейчас космонавтам выдают и мобильный спутниковый телефон). Есть небольшой надувной плотик на который можно установить карманную радиостанцию в случае приводнения. Интересен охотничий комплект: помимо мачете там есть специально изготовленный для космонавтов трехствольный пистолет. Один ствол — под пули (в комплекте 20 штук), другой — под дробовой заряд (10 штук), третий — под сигнальный патрон (тоже 10 штук). Есть и такие сигнальные средства, как цветные дымы.
На случай приводнения спускаемого аппарата (например, в озеро или в море) были разработаны специальные костюмы, которые защищают от переохлаждения в воде.
И сам экипаж, и служба поиска и спасания всегда готовы к экстренным случаям. Для нахождения космонавтов и оказания им необходимой помощи в случае нештатной посадки привлекается свыше двух десятков самолетов и вертолетов, и на всякий случай — корабли. Процесс этот может быть осложнен погодными условиями, но все равно происходит достаточно быстро — работа поисково-спасательной службы хорошо налажена.
Служба поиска и оказания помощи космонавтам использует самолеты, вертолеты, автомашины (вездеходы, способные передвигаться по бездорожью), корабли, катера и другие средства передвижения. В состав оперативной группы поиска входят технические специалисты и врачи. Надо сказать, что все они отличные аквалангисты и парашютисты. Действительно, вдруг спускаемый аппарат приводнится. Или вертолет не сможет приземлиться там, где произвели посадку космонавты.
На розыск экипажа им отводится не более трех часов, а в течение суток они должны эвакуировать космонавтов и спускаемый аппарат.
За четыре часа до приземления космонавтов метеорологи сообщают службе спасания метеоусловия, чтобы те заранее могли подготовить те или иные средства передвижения. Например, в метель или туман, когда затруднены полеты, используют вездеходы. Если спускаемый аппарат приводнился, а на море сильная качка, тогда пошлют вертолет, способный зависнуть и провести эвакуацию с воздуха.
Еще до того, как космический корабль войдет в атмосферу, в район ожидаемой посадки вылетают вертолеты. Задача экипажа углядеть парашют со спускаемым аппаратом, установить радиосвязь с экипажем и передать координаты посадки спасателям на Земле. Вертолеты сопровождают спускаемый аппарат, находясь поодаль, и когда летчики увидят взметнувшееся облако пыли, которое свидетельствует, что мягкая посадка произошла, вертолеты один за другим приземляются рядом.
Выходить из СА лучше, когда специалисты группы поиска приготовили все необходимые средства. Впрочем, бывали случаи, когда экипаж обнаруживали через несколько часов — тогда они выбирались сами, хотя это вынужденные действия, после длительного пребывания в невесомости космонавт все же слаб.
На месте посадки оперативная группа открывает люк спускаемого аппарата, помогает космонавтам выбраться из него и передает их в руки медиков, а затем готовит спускаемый аппарат и возвращенный с орбиты груз к перевозке в Россию, в Ракетно-космическую корпорацию «Энергия». Вслед за экипажем сразу эвакуируются срочные грузы, которые привезены с орбиты (в основном это результаты экспериментов).
Космонавты покидают спускаемый аппарат. Если они тренировались в невесомости, тогда их мышцы не ослабли, тогда можно идти самим. Можно, но не нужно. В невесомости позвонки человека немного расходятся. Космонавт даже может «вырасти» на пару сантиметров. Это создает некоторые проблемы еще при посадке в ложемент, и теперь, на земле, при попытке идти самостоятельно — позвонки могут немного сместиться и болезненные ощущения в спине окажутся весьма неприятными. Требуется бережное обращение со своей спиной, не следует форсить и показывать всем, как ты здорово держишься на ногах. Вот почему космонавтов усаживают в кресла и на них переносят в палатку. Им рекомендуется лежать и делать поменьше резких движений.
В палатке космонавтам помогают снять скафандры и белье, оно просто мокрое — на спуске было жарко! Доктор измеряет кровяное давление и пульс — в норме! Космонавты лежат на раскладушках, и врачи первыми просят у них автографы.
Приземления космонавтов ждут с нетерпением. Их ждут родственники и друзья. Работники ЦУПа переживают, так как в течение долгих месяцев каждый день трудились и поддерживали экипаж, который стал для них родным. Ученые ждут «посылку» с результатами экспериментов, а врачи готовятся к тому, чтобы снова взяться за «ремонт» здоровья космонавтов. Все они до доклада о благополучном возвращении переживают за космонавтов. Спуск на Землю — опасный и непростой участок полета. Нештатные, аварийные ситуации могут случиться в любой момент.
Нештатные посадки
В земном мире большинство людей готовы принимать решения только в стандартных (или, скажем так, пройденных как учебные либо подтвержденных личным опытом) ситуациях. У космонавтов такие нештатные ситуации называются расчетными. Они уже когда-то случились, проанализированы специалистами, найдены правильные способы выхода из них, написаны инструкции, которые так и называются — «Нештатные ситуации». Но жизнь и на Земле подкидывает нам задачки, с которыми до того не сталкивался никто. Есть такие и у космонавтов, они называются нерасчетными нештатными ситуациями. Есть профессии, где нерасчетные нештатные ситуации возникают значительно чаще, чем у других — разведчики, летчики-испытатели, космонавты… У них в таких случаях возникает дилемма: строгое соблюдение инструкции (что является важным признаком профессионализма) или поиск оригинального, самого точного в возникшей ситуации действия. На этот в высшей степени творческий акт отведены секунды, а нередко — доли секунды.
Космонавт Борис Валентинович Волынов приготовился к посадке. Он накрепко затянул привязные ремни, проверил работу бортовых систем, потом выполнил ориентацию своего космического корабля «Союз-5» и включил двигатель. Спускаемый аппарат корабля полетел к Земле. Но отделения приборно-агрегатного отсека из-за какого-то сбоя в системах не произошло. Он летел за спускаемым аппаратом, как прицеп за машиной, и мешал сделать еще один нужный разворот, чтобы набегающий атмосферный поток, буквально раскаляющий корабль на такой высокой скорости, попадал бы на специальную теплозащиту.
Волынов мгновенно оценил опасность ситуации, но изменить ее не мог. Он летел спиной вперед. Перегрузка быстро нарастала и вместо того, чтобы вжимать его в кресло, наоборот, выталкивала из него. Хорошо еще, что он сильно затянул себя привязными ремнями, и сейчас они держали его.
Запахло гарью. Космонавт понял: горит резиновая прокладка люка, который и не должен был принимать на себя такие тепловые нагрузки. Но спускаемый аппарат летел задом наперед! Когда прокладка сгорит, раскаленные газы ворвутся в кабину корабля и сожгут всё. Вместе с ним. Жить космонавту оставалось несколько секунд.
Говорят, что в такие моменты человек вспоминает всю свою жизнь. Может быть, и так. Но космонавт Волынов — профессионал. Он фиксировал происходящее, наговаривая свой отчет на магнитофонную ленту. Не исключено, что крепкий металлический корпус бортового магнитофона выдержит напор огня и донесет до конструкторов на Земле, что же случилось на борту космического корабля.
Но корабль, на котором возвращался на Землю космонавт, был сделан очень надежно. Люк держался… На высоте 85 километров приборный отсек наконец оторвался. Космонавта завертело вместе со спускаемым аппаратом, и физически — крайне высокие перегрузки — это было невыносимо. Но космонавт выдержал, он ведь прошел хорошую подготовку. Главное, он понял: жив!..
Космонавт Волынов возвратился на Землю благодаря надежной конструкции космического корабля, созданного советскими инженерами, и благодаря высокому профессионализму, полученному в Центре подготовки космонавтов в Звездном городке.
5 апреля 1975 года был произведен старт космического корабля «Союз-18», где командиром был Василий Григорьевич Лазарев, а бортинженером — Олег Григорьевич Макаров. Продолжительность полета составила всего 21 минуту 27 секунд, он оказался суборбитальным из-за аварии ракеты-носителя «Союз». В связи с этим посадка была нештатной, но космонавты были спасены благодаря работе системы аварийного спасения. Правда, при спуске космонавты испытали значительные перегрузки из-за проблем ориентации спускаемого аппарата. Капсула с космонавтами совершила посадку в горах Алтая, на склоне горы Теремок-3 на правом берегу реки Уба. Эвакуировать космонавтов смогли только на следующий день.
При возвращении на Землю экипажа космического корабля «Союз ТМ-5» в составе командира Владимира Афанасьевича Ляхова и афганского космонавта-исследователя Абдул Ахмад Моманда создалась нештатная ситуация, которая могла бы привести к трагическим последствиям.
В соответствии с циклограммой спуска командир экипажа В. А. Ляхов вручную отстрелил бытовой отсек еще до выдачи тормозного импульса, что позволяло значительно сэкономить топливо. Вскоре после этого и возникла нештатная ситуация, которая быстро переросла в аварийную.
Ориентация корабля проводилась на терминаторе — границе дня и ночи. Из-за этого датчик инфракрасной вертикали работал неуверенно, что было воспринято бортовым компьютером как его отказ. Загорелась аварийная индикация «Невыполнение ориентации», снялся признак «Готовность системы ориентации» корабля — одно из условий запуска двигателя, и тот в расчетное время не включился.
Бортовой компьютер перешел в режим «ожидания», а Ляхов быстро анализировал создавшуюся ситуацию. Вдруг через семь минут ориентация восстановилась, и компьютер неожиданно выдал команду на запуск двигателя. Ляхов посмотрел на «Глобус» (в корабле имеется такой прибор, по которому в любой момент космонавты могут определить, куда приземлится спускаемый аппарат, если спуск начнется в текущий момент), где район посадки был обозначен если не в Китае, то уж точно в Тихом океане! Поэтому командир экипажа через три секунды вынужден был выключить двигатель. Спуск был перенесен на следующий (резервный) виток.
Во время сеанса связи на борт корабля по командной радиолинии в компьютер была заложена новая циклограмма спуска, рассчитанная на то, что двигатель вовсе не включился, поэтому управляющая информация не содержала данные по величине тормозного импульса. На самом же деле двигатель включился, но отработал по старой программе всего шесть секунд. Ни экипаж, ни операторы ЦУПа этой ошибки не заметили. Таким образом, новая циклограмма спуска оказалась причиной новой нештатной ситуации. Двигатель включился, но, отработав лишь шесть секунд, вместо положенных для создания полноценного тормозного импульса 230 секунд, снова выключился. Тогда командир экипажа вручную включил двигатель, но через 14 секунд он выключился снова. Ляхов снова включил двигатель, пытаясь «дожать» тормозной импульс. Однако, когда двигатель отработал 33 секунды, нарушился режим стабилизации и командир вынужден был прекратить торможение, выключив двигатель. Корабль никак не удавалось свести с орбиты! Но и это было еще не все.
Во время чехарды с двигателем включились термодатчики на разделение спускаемого аппарата и приборно-агрегатного отсека. Именно по их командам спускаемый аппарат отделяется с помощью пиропатронов от приборно-агрегатного отсека. А после последнего выключения двигателя запустился еще и счетчик программно-временного устройства разделения отсеков, которое должно было произойти через 20 минут. Командир вручную отключил термодатчик, но счетчик продолжал отсчитывать минуты, и вот-вот должно было произойти разделение спускаемого аппарата и приборно-агрегатного отсека с двигателем. А так как двигатель не доработал до нужного торможения корабля, то спускаемому аппарату с экипажем предстояло остаться на орбите.
Начался сеанс связи с ЦУПом, но времени для анализа создавшейся ситуации было очень мало. После того как засветился транспарант «Программа разделения включена» и «Термодатчик подключен», командир, не дожидаясь разрешения ЦУПа, выдал команду «ОДР» (отбой динамических режимов) на запрет выполнения всех динамических режимов, в том числе программы разделения отсеков корабля.
Впоследствии в отряде космонавтов эту команду так и будут называть — «командой Ляхова», в память об этом полете. До отстрела приборно-агрегатного отсека с двигателем оставалось около минуты! Если бы это произошло, то спускаемый аппарат с экипажем остался бы на орбите и космонавты были бы обречены на неминуемую гибель от удушья. Запас кислорода в СА был только на время его входа в атмосферу и торможение до приземления. К счастью, В. А Ляхову, проявившему незаурядное самообладание и высокий профессионализм, удалось вовремя предотвратить разделение спускаемого аппарата и приборно-агрегатного отсека.
Члены экипажа провели на орбите дополнительные сутки в спускаемом аппарате без бытового отсека (а значит, без пищи, воды и, главное, туалета), облаченные в скафандры, поскольку тесное пространство спускаемого аппарата не позволяло их снять и потом надеть, но с приборно-агрегатным отсеком.
А причина возникшей нештатной ситуации была в следующем. Когда предыдущий экипаж, на корабле которого В. А. Ляхов и А. А. Моманд возвращались на Землю, шел на стыковку со станцией «Мир», в компьютер была введена «установка» на последнее включение двигателя длительностью шесть секунд. Эта же установка (вместо 230 секунд) осталась, когда «Союз ТМ-5» пошел на спуск Вот наглядный пример жизненно важной зависимости от действий других!
Далее. Из-за отказа системы ориентации не сложилась ее автоматическая готовность перед торможением, в результате чего двигатель и не включился в заданное время. Но после некоторого перерыва система восстановилась и двигатель готов был отработать в нужном режиме, но посадка при этом должна была произойти вне штатного полигона. И только после выдачи «команды Ляхова» снялись 230-секундная и 6-секундная программы, а последующие операции на разделение спускаемого отсека и приборно-агрегатного отсека остались без изменения. Лишь на следующий день, 7 сентября 1988 года, экипаж с третьей попытки наконец-то благополучно возвратился на Землю.
В последующем вернулись к старой схеме разделения отсеков — уже после выдачи и отработки тормозного импульса.
Ситуация с нештатной посадкой в тайге возникла 19 марта 1965 года, после знаменитого полета Алексея Архиповича Леонова и Павла Ивановича Беляева на космическом корабле «Восход-2», когда Алексей Леонов первым в мире вышел в открытый космос. Расчетным полигоном посадки был район средней Волги, близ Саратова. Но при спуске отказала автоматическая система ориентации. Павел Беляев вручную сориентировал корабль и включил тормозной двигатель. В результате посадка была совершена в 180 километрах севернее Перми, в глухой тайге. Две ночи космонавтам пришлось ночевать в лесу при сильном морозе. И только на третий день к месту приземления космонавтов приехали спасатели на лыжах, которым пришлось вырубать деревья для приземления вертолета. Именно после этого случая и были введены тренировки космонавтов «на выживание».
Первое приводнение спускаемого аппарата произошло 16 октября 1976 года во время полета корабля «Союз-23», командиром которого был Вячеслав Дмитриевич Зудов, а бортинженером — Валерий Ильич Рождественский. Причем это произошло поздним вечером, в темноте, в снежном буране. Спускаемый аппарат приземлился на озеро Тенгиз в двух километрах от берега. Температура за бортом -20°. Экипаж отстрелил основной парашют. Но соленая вода замкнула контактное реле, командующее запасной парашютной системой, и выбросила его. Парашютная ткань пропиталась водой и пошла ко дну, перевернув спускаемый аппарат. Экипаж оказался в перевернутом (вниз головой) положении. Это не позволило ему покинуть аппарат, но, может быть, и спасло космонавтов. Антенны системы связи также оказались под водой.
Скафандры космонавтам удалось снять, они надели шерстяные костюмы и шапочки, но изнутри было очень холодно, все покрыто инеем. Через девять часов плавания стал ощущаться недостаток кислорода. Вентиляционный клапан залила вода, которая замерзла. На резиновой лодке через несколько часов приплыл командир одного из вертолетов — Чернявский. Лодка не вместила бы трех человек. Но добирался до спускаемого аппарата он не зря: несколько часов скалывал он лед с клапана, через который экипажу поступал воздух. При этом он сам замерз. Только ближе к утру смогли поднять на вертолете сначала обмороженного Чернявского, а затем волоком, по воде тросом подтащили спускаемый аппарат к берегу. Потом космонавты шутили, ведь Рождественский — единственный в отряде космонавтов водолаз. Куда же еще мог приземлиться их аппарат?
Интересно отметить, что спускаемые аппараты американских космических кораблей, которые летали до «Шаттла», были рассчитаны на приводнение, а для наших космонавтов такая посадка оказалась нештатной, но, к счастью, закончилась успешно.
14 августа 1997 года при посадке «Союза ТМ-25» с экипажем в составе: командир Василий Васильевич Циблиев и бортинженер Александр Иванович Лазуткин — преждевременно, на высоте 5,8 километра произошло включение двигателей мягкой посадки. По этой причине приземление спускаемого аппарата было жестким (скорость встречи с землей составила 7,5 метра в секунду), но экипаж, к счастью, не пострадал.