Объем работ был огромным, только конструкторская документация составила несколько тысяч листов чертежей, схем и инструкций. Постепенно испытатели начали включать аппаратуру. Оказалось, работает! И так, шаг за шагом, пришли к тому, что все стало включаться и выключаться, когда надо.
На электрическом макете все было выверено, казалось, предельно, но все же на первом же летном испытании системы объявились три «креста». То есть в трех случаях команды сработали наоборот. Правда, в двух из них команды компенсировали друг друга, так что остался один «крест». Для первого раза это было совсем неплохо.
Почти пять лет шло проектирование, разработка, постройка и испытания систем. Все чувствовали, что корабль получился очень сложный. Не так уж много людей знали все особенности его работы. Подготовка космонавтов к его пилотированию была очень напряженной.
Первый пилотируемый полет состоялся в апреле 1967 года. Первым космонавтом-испытателем «Союза» был командир «Восхода» Владимир Комаров, и полет его, как известно, закончился трагически.
Вспоминать лишний раз об этом очень тяжело. Но надо. Наверняка каждому, кто причастен к созданию и полетам космических кораблей, это служит нелишним подтверждением необходимости постоянной и предельной тщательности в работе над техникой пилотируемых полетов. Хотя в этом случае, как и в другой трагедии — гибели экипажа корабля «Союз-11», невозможно кого-либо винить за нерадивость, беспечность или низкий профессионализм.
Полет должен был завершиться через сутки после старта. Перед возвращением было решено перейти на ручную систему ориентации. Комаров отлично сориентировал корабль, включил двигатель, все прошло штатно. Разделились отсеки, спускаемый аппарат пошел к Земле. Все было в норме. Но нервы у всех на Земле были напряжены до предела — все-таки первый «Союз» с человеком садится. Потом какое-то время в центре управления не было никакой информации — и вдруг это сообщение…
Что же произошло? Из контейнера не вышел основной парашют. Из-за этого не отделился тормозной парашют, и началось вращение аппарата. Когда же по сигналу автоматики был выпущен запасной парашют, он закрутился вокруг строп тормозного.
Почему не вышел основной парашют? Однозначно ответить на этот вопрос трудно. На испытаниях системы приземления, предшествующих полету Комарова — самолетных и беспилотных космических, — все работало нормально. Возможно, каким-то образом в контейнере образовалось разрежение и парашют был в нем зажат. Во всяком случае, при доработках контейнер расширили и усилили его стенки, доработали также систему запасного парашюта.
Мы ничего не знаем и никогда не узнаем, как провел последние секунды жизни Владимир Комаров, что он успел почувствовать и подумать. Обычно космонавт при спуске ожидает резкого рывка и замедления полета, когда раскрывается купол парашюта. Рывка этого не последовало, и падение продолжалось около минуты. Наверное, это слишком мало, чтобы успеть понять, что произошло и что тебя ждет…
Полтора года после этого шли доработки и дополнительные испытания всех систем «Союза». В октябре 1968 года вновь начались пилотируемые полеты корабля.
Первым, кто испытал доработанный корабль, был летчик-испытатель Георгий Тимофеевич Береговой. Звание Героя Советского Союза он заслужил, совершив 185 боевых вылетов на штурмовике. Войну закончил командиром эскадрильи. Он же был первым космонавтом, пришедшим в отряд с летной испытательной работы, имея к тому же звание заслуженного летчика-испытателя.
К концу 1969 года корабль можно было считать отработанным, а проблему сближения и стыковки на орбите практически решенной. По своим возможностям, насыщенности оборудованием и характеристикам корабль отвечал современным требованиям. Так, спуск корабля был управляемым, и разброс точек приземления не превышал нескольких десятков километров и мог быть в принципе снижен до нескольких километров (у «Востока» рассеяние достигало 250―300 километров). Управление положением точки приземления достигалось изменением вертикальной составляющей подъемной силы спускаемого аппарата за счет поворота его вокруг продольной оси. Перегрузки при спуске были 3―4 единицы (у «Востока» — 8―10). Система посадки включала парашют и твердотопливные двигатели, которые, включаясь на высоте 1―2 метра, гасили скорость до 2―4 метров в секунду.
Оборудование корабля обеспечивало возможность проведения полностью автономного полета без участия наземного командного комплекса. Для обеспечения сближения и стыковки с другими объектами на орбите корабль был снабжен разнообразным радиотехническим оборудованием, а также оптическим визиром-ориентатором.
Приборно-агрегатный отсек на этот раз был сделан из двух частей — герметичной, с различной аппаратурой, и негерметичной, с двигательной установкой, предназначенной как для маневрирования на орбите, так и для торможения перед возвращением на Землю. Было решено установить два двигателя — основной и дублирующий, а в системе управления ориентацией и причаливанием — группы двигателей малой тяги со своими топливными баками и прочей аппаратурой.
В цикл создания новой техники входят, кроме проектирования и разработок, испытания корабля и его систем. Блоки корабля с установленным на нем оборудованием испытывались в барокамерах — тепловой режим и герметичность, при перепадах давлений, на вибростендах, в лабораториях прочности. На специальных наземных стендах многократно проверялись системы разделения блоков корабля, механизмы раскрытия антенн и солнечных батарей, система сброса головного обтекателя и другое. Специальные стенды были созданы для отработки и проверки функционирования системы сближения и стыковки.
Наиболее сложные и волнующие испытания систем корабля те, которые проходят в натурных условиях. Так, работа системы приземления проверялась при сбросах экспериментальных макетов с самолета, плавучесть спускаемого аппарата — на водных акваториях, система аварийного спасения — на специальных установках. Каждое из этих испытаний приводило к необходимости уточнений в конструкции и доработкам.
В итоге всей этой огромной работы была получена возможность использовать новый корабль как в автономных многодневных полетах, так и в качестве транспортного средства для снабжения орбитальных станций.
Первая орбитальная лаборатория
Проектные работы над станцией были начаты еще в конце 1969 года. В 1970 году началось изготовление первого летного образца, а также наземные испытания отдельных систем. Важные данные для этой работы были получены в результате рекордного тогда по длительности полета — в течение 18 суток — Андрияна Николаева и Виталия Севастьянова на «Союзе-9» в июне 1970 года.
Предварительные проработки показали, что имеется возможность создать (в соответствии с мощностью и размерами располагаемой ракеты-носителя) долговременную орбитальную станцию с максимальным диаметром 4,15 метра, массой около 19 тонн. При этом, исходя из условия, что на станции должен работать экипаж из двух-трех человек в течение нескольких месяцев, на научное оборудование оставалось около полутора тонн массы, что было, конечно, замечательно.
Однако реализовать эти возможности было непросто. Путь к этому лежал через ряд этапов. На первом этапе было решено создать орбитальную лабораторию для проверки основных принципов создания и функционирования станций, чтобы в ходе полетов космонавтов и проведения ими научных и технических экспериментов исследовать возможности длительной работы человека на орбите в условиях замкнутого и ограниченного объема.
После первой стыковки двух «Союзов» космонавты Е. В. Хрунов и А. С. Елисеев перешли из корабля в корабль через открытый космос в скафандрах. Очевидно, для работы корабля в совместном полете со станцией такой способ не подходил. Поэтому при создании модификации «Союза» как транспортного корабля конструкторами была решена задача перехода непосредственно через стыковочный узел, для чего пришлось разработать новую конструкцию узла. Он был совмещен с крышкой люка-лаза.
Всю документацию на доработки «Союза» удалось создать одновременно с документацией на станцию — к весне 1970 года. Очень скоро появились чертежи на корпус станции, и к весне следующего года станция, названная «Салютом», была готова.
Запуск ее состоялся 19 апреля 1971 года с помощью мощной ракеты-носителя «Протон». Пробыла первая станция на орбите 175 дней. При этом с ней были осуществлены две стыковки — кораблей «Союза-10» и «Союза-11». В обоих случаях сближение шло автоматически, а причаливание с расстояния менее 200 метров вручную. Экипаж первого корабля — В. А. Шаталов, А. С. Елисеев и Н. Н. Рукавишников — осуществил проверку всех систем транспортного корабля, а второго — Г. Т. Добровольский, В. Н. Волков и В. И. Пацаев — успешно состыковался со станцией и проработал на ее борту рекордное тогда время, более 23 суток, проведя большое количество научных исследований и экспериментов.
Этот экипаж трагически погиб при возвращении со станции. Специальные исследования показали, что произошел отказ в одной из вспомогательных систем спускаемого аппарата — преждевременное вскрытие клапана, связывающего герметичный отсек спускаемого аппарата с наружной средой (обычно он срабатывает уже в плотных слоях атмосферы, на высоте около 5 километров). Потом, после полета, клапан этот был проверен бесчисленное количество раз и ни разу не отказал. Так же безотказно до того случая и впоследствии работали многие десятки подобных клапанов на других кораблях и аппаратах, но в этом случае открытие его произошло намного раньше положенного времени, задолго до раскрытия парашюта. В результате произошла мгновенная разгерметизация корабля. Космонавты погибли от взрывной декомпрессии.
Хотя в общем-то безотказная система была вновь тщательно доработана и надежность ее стала близка к абсолютной, было решено с тех пор, что космонавты должны надевать скафандры при всех операциях, связанных с выведением, посадкой, стыковкой и расстыковкой кораблей.