Космос 1443 космический аппарат

Космос 1443 космический аппарат

Сканировал Владимир Дьяконов

НОВОЕ НА ОРБИТЕ

Комплекс «Космос-1443» — «Салют-7» — «Союз Т-9»
В НОЯБРЕ ПРОШЛОГО ГОДА ЗАВЕРШИЛСЯ 150-СУТОЧНЫЙ ПОЛЕТ СОВЕТСКИХ КОСМОНАВТОВ ВЛАДИМИРА ЛЯХОВА И АЛЕКСАНДРА АЛЕКСАНДРОВА. В СВОИХ ПИСЬМАХ ЧИТАТЕЛИ ПРОСЯТ РАССКАЗАТЬ ОБ ЭТОЙ ЭКСПЕДИЦИИ, ЕЕ РАБОТЕ, О ПЕРСПЕКТИВАХ СОЗДАНИЯ ОРБИТАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ. ЧИТАТЕЛЯМ ОТВЕЧАЕТ АКАДЕМИК ВСЕВОЛОД АВДУЕВСКИЙ.

есмотря на то, что со дня запуска первого искусственного спутника Земли прошло почти 27 лет, каждый новый космический полет остается, по сути, испытательным, экспериментальным — как в области исследования Вселенной и Земли, так и в отношении самой космической техники. В этом смысле особенно показателен полет Ляхова и Александрова.

Во-первых, выполнен большой объем научно-технических и медико-биологических исследований и экспериментов. Среди них получение образцов полупроводниковых материалов, изучение протекания физических явлений в условиях невесомости, получение особо чистых препаратов антигенов вируса гриппа, экспонирование конструкционных материалов в открытом космосе. На установке «Пион» космонавты впервые наблюдали естественное перемешивание жидкости при отсутствии тяжести, вызываемое зависимостью поверхностного натяжения от температуры (конвекция Марангони). Значительное место было отведено геофизическим исследованиям в интересах науки и народного хозяйства Советского Союза и других социалистических стран. Собран большой материал о природных ресурсах Земли, о состоянии ее атмосферы, о сезонных изменениях сельскохозяйственных угодий, о биологической продуктивности Мирового океана.

Во-вторых, Ляхов и Александров получили в свое распоряжение на орбите новый «дом», отличающийся от тех, в каких прежде работали космонавты. Когда «Союз Т-9» доставил экипаж на станцию «Салют-7», к другому ее стыковочному узлу уже давно был причален корабль-спутник «Космос-1443». Образовалась связка из трех космических аппаратов, общая масса которых 47 тонн, а длина почти 35 метров. «Жилплощадь» здесь почти вдвое больше, чем в предыдущих полетах. Новый орбитальный комплекс — это очередной этап в развитии «космической архитектуры» — создании все более сложных, разнообразных по назначению и конструкции орбитальных жилищ. Идея К. Циолковского, рожденная более 80 лет назад, в наши дни стала рабочей программой конструкторов космической техники. «Мы можем достигнуть завоевания солнечной системы очень доступной тактикой, — писал Циолковский. — Решим сначала легчайшую задачу: устроим эфирное поселение поблизости Земли в качестве ее спутника».

В апреле 1971 года на орбите начал работать экипаж первой советской станции «Салют». В последующие годы «Салюты» один за другим верно служили многим советским и международным экипажам. Опыт, накопленный нашей космонавтикой за это время, доказал, что путем стыковки отдельных космических аппаратов на орбите можно создавать комплексы практически любой сложности. На сей раз к станции уверенно пристыковали «Космос-1443», вес и габариты которого сравнимы с «Салютом», а затем и транспортный корабль с экипажем. Одной из задач полета как раз и была отработка методов управления комплексами больших габаритов и масс.

«Космосу-1443» была отведена среди прочих роль буксира, перетягивающего станцию на новую орбиту. Он располагает также совершенной системой управления. Он имеет большие запасы топлива и собственную энергетику, включающую солнечные батареи мощностью около 3 киловатт (это составленные из фотоэлементов «крылья» размахом 16 метров и общей площадью 40 квадратных метров).

Еще до прилета «Союза Т-9» космический тягач, стыковавшись со станцией «Салют-7», взял управление комплексом на себя. С помощью его двигательной установки 6 раз проводилась коррекция орбиты, было выполнено около ста динамических операций, в частности ориентация комплекса с высокой точностью относительно Земли и небесных светил. Причем такой стабилизированный полет «Космос-1443» мог поддерживать от нескольких часов до нескольких суток, и это дало космонавтам возможность заниматься научными экспериментами и наблюдениями, не прибегая к ручному управлению.

Другой задачей была проверка «Космоса-1443» в качестве транспортного корабля большой грузоподъемности. Для того, чтобы создать крупные «эфирные поселения», чтобы они могли функционировать достаточно долго и эффективно, принимать сменные экипажи, расширять и изменять программы исследований, необходим достаточно мощный грузовой корабль. Таким и является «Космос-1443». Он доставил на орбиту груз общим весом 3 тонны: контейнеры с пищей, емкости с водой и воздухом, сменные запасные блоки и агрегаты служебных систем станции, кино— и фотопленку и многие другие полезные грузы. Чтобы облегчить космонавтам разгрузку, основная часть привезенных материалов упакована в контейнеры, а для передвижения их установлены специальные тележки.

Экспедиции большой продолжительности нуждаются не только в получении, но и в отправке грузов на Землю. Это полученные в ходе экспериментов образцы, отснятая кино— и фотопленка, выполнившие программу приборы и элементы оборудования. Возвращаемый отсек большой грузоподъемности, который имелся у «Космоса-1443», доставил в заданный район Земли около 350 килограммов грузов. Теперь становится возможной транспортировка с орбиты на Землю значительных количеств материалов для промышленности, фармакологии и т. д., полученных в условиях невесомости.

Как известно, во время своего полета В. Ляхов и А. Александров дважды выходили в открытый космос и, проведя там в общей сложности 5 часов 45 минут, установили дополнительные панели солнечных батарей. Такая сложная монтажная операция ведет к далеко идущим перспективам.

Полеты экипажей орбитальных комплексов становятся все более емкими, количество экспериментов — все больше, их диапазон — все шире. Несомненно, эта тенденция сохранится и в будущем. Но для этого необходимо умножать число приборов на борту, а для них, как правило, нужна дополнительная электроэнергия. Ее дают солнечные батареи. Чтобы увеличить их эффективность, сегодня существуют два пути: повышение коэффициента полезного действия (КПД) фотоэлементов или увеличение площади самих панелей. Если повышение КПД — забота сугубо земная, то нарастить панели солнечных батарей орбитального «дома» могут только его обитатели — космонавты.

Корабль «Космос-1443» доставил на борт станции две дополнительные панели. Каждая из них была размещена в удобном переносном контейнере. Выходы космонавтов для работы в открытый космос одновременно дублировались испытателями-монтажниками в гидробассейне Звездного городка. Тщательная подготовка к проведению работ позволила провести их в полном объеме и в запланированное время.

В заключение необходимо сказать, что «Космос-1443» — это лишь один из возможных вариантов кораблей различного назначения. Сегодня наша космонавтика вплотную подошла к созданию кораблей-модулей, из которых, как из кубиков, будут на орбите собираться специализированные отсеки, секции «эфирных поселений». Корабль-обсерватория, оранжерея, плавильный цех, биологическая лаборатория и т. д. — вот лишь немногие «специальности», какие могут быть возложены на спутники нового типа.

Источник

«Алмазный» корабль

15 декабря 1976 года на околоземную орбиту были запущены два аппарата, получившие безликие номерные имена «Космос-881» и «Космос-882». Информационное агентство ТАСС скупо сообщило, что новые спутники предназначены для ведения научных исследований. В действительности этими запусками начались лётно-конструкторские испытания необычного космического корабля, аналогов которому нет до сих пор.

Небесный бот

Начальный этап в развитии космических разведывательных средств показал, что автоматические спутники-шпионы неспособны оперативно решать задачи, которые перед ними ставят военные. Поэтому возобладала концепция наблюдения за наземными объектами с борта пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций.

В начале 60-х годов научно-исследовательские институты Министерства обороны СССР изучили вопрос и выработали основные тактико-технические требования к пилотируемому космическому разведчику. Предварительный проект требований был подготовлен в 1964 году Главным управлением космических средств (ГУКОС) совместно с Генеральным штабом Вооружённых сил. На запрос ожидаемо откликнулось Особое конструкторское бюро №1 (ОКБ-1); в Филиале №3, разместившемся в Куйбышеве (ныне — Самара), начались работы над проектом небольшой орбитальной станции 7К-Р («Союз-Р») и транспортного корабля 7К-ТК, который должен был доставлять на неё экипажи из двух человек.

В качестве альтернативы свой проект разведывательной станции под названием «Алмаз» (11Ф71) предложили сотрудники Опытно-конструкторского бюро №52 (ОКБ-52), возглавляемого Владимиром Николаевичем Челомеем. Ветеран этого предприятия Анатолий Викторович Благов вспоминал:

«Мы подошли к станции сразу после того, как поняли, что нам Луны не видать. Владимир Николаевич собрал нас и сказал: давайте займёмся станцией. Всех, кто занимался возвращаемым аппаратом для [лунного корабля] ЛК-1, бросили на станцию».

Генеральный конструктор Челомей собирался создавать ракетно-космический комплекс в составе: орбитальной пилотируемой станции (ОПС) массой 18-19 т; транспортного корабля снабжения (ТКС) в беспилотном и пилотируемом вариантах; многоразового возвращаемого аппарата (ВА); капсул для спуска на Землю носителей информации (КСИ); тяжёлой ракеты-носителя «Протон-К» (УР-500К), стартовой и технической позиций для неё; наземного пункта приёма информации и сети пунктов командно-измерительного комплекса (КИК) для управления станцией в полёте.

Проект активно развивался, но из-за политических пертурбаций его реализуемость в задуманном виде оказалась под вопросом. Тем не менее, 16 июня 1970 года вышло постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР №437-160 «О дальнейших работах по созданию комплекса “Алмаз”», которое предусматривало два этапа в продолжение намеченной программы. На первом этапе орбитальная станция должна была загружаться всеми необходимыми запасами на Земле, а доставку экипажей планировалось осуществлять на кораблях 7К-Т («Союз»). На втором этапе снабжение станции полностью перекладывалось на корабль, проектируемый в Филиале №1 ОКБ-52 (с 1966 года — Центрального конструкторского бюро машиностроения, ЦКБМ).

Тем же постановлением закреплялись требования к транспортному кораблю снабжения ТКС (11Ф72). Он должен был стыковаться с «Алмазом» в полёте, при необходимости поднимать его орбиту, доставлять экипажи, грузы, аппаратуру и средства жизнедеятельности, поддерживать длительное (до 90 суток!) управление комплексом и обеспечивать автоматический спуск с орбиты возвращаемого аппарата.

Конструкторы ТКС предполагали, что он будет выполнять все функции в автоматическом режиме вне зависимости от наличия экипажа на борту. Из-за разнонаправленности этих функций была поставлена задача разделения системы управления корабля на две автономные части: для функционально-грузового блока (ФГБ) и для возвращаемого аппарата (ВА), которые, по сути, стали отдельными «изделиями», проектируемым параллельно друг другу и получившими обозначения соответственно 11Ф77 и 11Ф74.

В стартовой конфигурации ТКС, установленный на ракете «Протон-К», выделялся наличием длинного двигателя системы аварийного спасения (САС); под ним располагался возвращаемый аппарат, ещё ниже — функционально-грузовой блок. Габариты корабля: длина в стартовом положении — 17,51 м, на орбите — 13,3 м; объём внутренних отсеков — 49,88 м³; масса при запуске — 21,62 т, на орбите — 17,57 т. Численность экипажа — не более трёх человек.

Если сравнивать ТКС с кораблём «Союз», то налицо качественный скачок в возможностях. Масса полезного груза ТКС, включая возвращаемый аппарат, достигала 12,6 т; масса грузов, доставляемых на станцию, — 5,2 т. При этом ТКС располагал достаточным запасом топлива для многократного выполнения всех космических операций, включая стыковку и коррекцию орбиты «Алмаза».

Основной частью функционально-грузового блока был цилиндрический отсек диаметром 2,9 м; сзади он расширялся двумя коническими проставками до максимального диаметра 4,1 м. В хвостовой части ТКС располагался активный стыковочный агрегат. Специально для нового корабля впервые в мире был создан узел с «гибкой штангой» — с шарниром в корневой части, которая позволяла осуществлять стыковку с большой угловой ошибкой и предотвращала расхождение объектов при ударе. Топливо (3,82 т азотного тетраоксида и несимметричного диметилгидразина) размещалось в восьми цилиндрических баках на внешней поверхности; здесь же были установлены основные агрегаты двигательной установки, двигатели ориентации и стабилизации, антенны и датчики, радиаторы системы терморегулирования и панели солнечных батарей.

Система управления кораблём включала цифровой контур, что по тем временам считалось смелым решением. Впрочем, конструкторы не рискнули сразу переходить на «цифру», оставив аналоговые приборы, поэтому система получилась «цифро-аналоговой» с различными режимами работы по ответственным операциям (например, по спасению экипажа). Для выполнения поиска станции и сближения с ней корабль оснащался системой «Игла-1Р».

Полёт космонавтов на ТКС должен был выглядеть следующим образом. Старт осуществляется ракетой-носителем «Протон-К» с космодрома Байконур; при этом экипаж находится внутри возвращаемого аппарата, который в случае нештатной ситуации будет уведён от ракеты системой аварийного спасения. После выхода на орбиту экипаж открывает люк в днище ВА и переходит внутрь функционально-грузового блока. По сторонам «зоны малого диаметра» ФГБ размещены укладки с грузами для работы на станции; в «зоне большого диаметра» — спускаемые капсулы носителей информации. Чтобы облегчить деятельность внутри ФГБ, по всей длине внутреннего отсека установлены направляющие, по которым космонавты с помощью захватов-транспортёров должны передавать укладки на станцию.

При сближении с «Алмазом» экипаж в скафандрах «Сокол-Т» располагается в креслах на посту управления в хвостовой части ФГБ, рядом со стыковочным узлом, и наблюдает процесс через иллюминаторы — проектанты обошлись без сложного набора перископов и телекамер, установленных на «Союзе». После стыковки экипаж выравнивает давление между жилыми объёмами, открывает люк и переходит в станцию.

Завершив экспедицию, космонавты могли покинуть «Алмаз» в возвращаемом аппарате, который представлял собой особый космический корабль. Он создавался с учётом задела по собственным лунным пилотируемым кораблям, которые проектировали в ОКБ-52 на основе научно-технической информации о кораблях «Джемини» (Gemini) и «Аполлон» (Apollo). По этой причине внешне ВА напоминает капсулу «Джемини», хотя по размерам сопоставим с командным модулем «Аполлона».

Основной отсек возвращаемого аппарата с кабиной экипажа имел форму усечённого конуса с полусферическим днищем в широком основании. На днище был закреплён навесной отсек системы жизнеобеспечения, а в верхней части кабины устанавливался носовой отсек с реактивной системой управления спуском и парашютами. Он, в свою очередь, оканчивался твердотопливной тормозной двигательной установкой, обеспечивающей сход с орбиты.

Ориентация ВА на орбите и при спуске поддерживалась реактивной системой управления, которая отделялась перед введением парашютов. Космонавты располагались в креслах внутри герметичной кабины, перед пультами системы отображения информации. При этом кресла «Казбек» устанавливались не веером, как в «Союзе», а параллельно. Центральное кресло откидывалось, давая экипажу доступ к переходному люку. Амортизатор, взводимый специальным пиропатроном перед посадкой, поднимал головную часть кресла на высоту примерно 25 см от первоначального положения, а при посадке гасил энергию удара. Испытания показали, что предложенная схема позволяет значительно уменьшить уровень ударных перегрузок. Доступ экипажа в корабль на старте, а также его выход после посадки на Землю осуществлялся через люк на боковой поверхности аппарата; на экстренный случай был предусмотрен запасной люк в верхней части.

Подходы к проектированию теплозащиты ВА ТКС принципиально отличались от тех, что применялись в спускаемых аппаратах космических кораблей того времени. Конструкторы выбрали вариант, позволяющий многократно использовать ВА: теплозащита состояла из слоёв кремнеземной ткани, пропитанных фенолформальдегидной смолой. При спуске в атмосфере под действием тепловых нагрузок смола испаряется, а продукты её пиролиза образовывают аблирующий слой («газовую подушку»), защищающую экран от обгорания и деформации.

Интересно, что ВА позволял совершить не одну, а две попытки «захода на посадку». Управление дальностью спуска осуществлялось путём изменения положения аппарата в набегающем воздушном потоке с помощью реактивных двигателей, причём перегрузки не должны были превышать 3 g. На последнем этапе полёта при высоте 10 км отделялся носовой отсек и последовательно вводились в действие вытяжной, тормозной и основной трёхкупольный парашюты, выдвигались антенны, включались системы радиопеленга и светового маяка. Перед приземлением по сигналу высотомера «Кактус» запускался твердотопливный двигатель мягкой посадки, смонтированный в верхней части кабины экипажа — его сопла были направлены вдоль образующей конуса. Была возможна и посадка на воду — аппарат сохранял устойчивое положение лобовым экраном вниз.

Испытания на орбите

На заводе им. М.В. Хруничева заложили шестнадцать возвращаемых аппаратов и шесть функционально-грузовых блоков. Кроме того, были изготовлены «специальные изделия» для проведения многочисленных испытаний, а также тренажёры ТДК-Ф74 (ВА) и ТДК-Ф77 (ФГБ) для отработки действий экипажей.

В 1975 году начались лётно-конструкторские испытания. Челомей торопился с отработкой, прежде всего, возвращаемого аппарата, справедливо считая его наиболее ответственным элементом всего комплекса. На 51-й площадке космодрома Байконур прошло пять испытаний системы аварийного спасения. Специалисты монтировали имитатор верхней части функционально-грузового блока, на котором устанавливался возвращаемый аппарат, снабжённый штатными узлами разделения, пирозамками, пироножами и пружинными толкателями. Все они срабатывали после выдачи команды «Авария», а затем одновременно производился запуск двух двигательных установок — основной и аварийной. В этих экспериментах трижды использовался возвращаемый аппарат, проходивший в документах под обозначением «изделие 005», и дважды — «изделие 007». Последнее отличалось комплектацией: в частности, наличием штатного люка, позволившего провести замеры акустических нагрузок в отсеке экипажа. Все пуски были признаны успешными.

В 1974 году начались работы по системе 82ЛБ72 — специальному аппарату, который по своим обводам и центровке полностью соответствовал кораблю под обтекателем (странное обозначение расшифровывалось следующим образом: на 82-м носителе, то есть «Протоне», установлен лётный блок, имитирующий 72-е изделие, то есть ТКС). Он представлял собой состоящий из двух частей корпус 82ЛВИ (лётно-весовое изделие для 82-го носителя), в верхней части и внутри которого располагались штатные проставки со средствами разделения. На последние крепились два возвращаемых аппарата. В корпусе под верхним ВА были предусмотрены «карманы» для заполнения балластом — песком и чугунной дробью.

Согласно программе испытаний, после выхода на орбиту системе 82ЛБ72 шла команда, по которой корпус 82ЛВИ «рвался» поперёк. Ещё через две секунды поступал сигнал на отделение возвращаемых аппаратов. Гироскопы аппаратов «запоминали» их положение на орбите и строили ориентацию на торможение. За пятнадцать минут до спуска включались тормозные двигатели, производился сброс навесных агрегатов, вход в атмосферу, управляемое снижение и парашютная посадка.

Первый запуск, получивший обозначение ЛВИ-1 (лётно-весовое изделие №1), состоялся 15 декабря 1976 года. После выхода на орбиту и разделения два возвращаемых аппарата (верхний — №009А и нижний — №009) получили официальные названия «Космос-881» и «Космос-882». Выполнив одновитковый полёт, они совершили баллистический спуск в атмосфере с перегрузкой около 8 g и мягкую посадку.

Источник