Текст книги "100 великих тайн космонавтики"

Корабль стремительно летел над Восточным Техасом на высоте 63 км в 18 раз быстрее звука. А на земле люди с ужасом наблюдали, как он разваливается на множество пылающих обломков.

Версии о причинах трагедии стали появляться уже через несколько минут после того, как стало ясно, что корабль погиб. Возможность террористического акта исключили – высота и скорость делали «челнок» недосягаемым для атаки с земли переносной ракетой класса «земля – воздух». Диверсия до запуска тоже выглядела фантазией.

Расследование причин катастрофы показало, что наиболее вероятной причиной оказался все же злосчастный удар куском пенопласта. В результате от теплоизоляционного покрытия отвалилась одна или несколько плиток в районе створки шасси. Именно это и послужило причиной, что алюминиевый корпус шаттла перегрелся из-за трения при спуске и загорелся. У алюминия низкая температура плавления – всего 660° С, а тут на него воздействовала плазма с температурой выше 1000°. Поверхность левого крыла могла начать вспучиваться, а плитки отваливаться. Пожар быстро распространился по всему кораблю. И он в итоге развалился на куски.

При этом шансов выжить в катастрофе у экипажа «Колумбии» не было: индивидуальные спасательные средства – парашюты – могли бы сработать лишь на более низкой высоте. По словам российского космонавта Бориса Морукова, имеющего опыт полетов на корабле «Атлантис» – «близнеце» погибшего шаттла «Колумбия», – при спуске «в кабине все сидят в специальных костюмах, обеспечивающих автономное существование». Однако шаттл должен был находиться в атмосфере, чтобы экипаж мог осуществить аварийное покидание корабля и приземление на парашютах, подчеркнул Моруков.

Времени на это у семи астронавтов не оказалось.

Не могли они и отсидеться в космосе до прибытия спасательной экспедиции. Во-первых, для этого эксперты НАСА должны были принять такое решение на Земле и предупредить экипаж о грозящей опасности. Во-вторых, нужно было срочно подготовить запасной корабль и отправить его в космос. Ни то ни другое в НАСА сделано не было.

Не имела возможности «Колумбия» и состыковаться с Международной космической станции. Для этого экипажу нужно было сменить орбиту и высоту полета, на что у «Колумбии» не было запасов топлива.

В общем, похоже, в НАСА понадеялись на русский авось. А он-то как раз и не вывез.

И все-таки можно ли спасти экипаж в подобной ситуации?

Системы аварийного спасения на многоразовых крылатых космических кораблях – советском «Буране» или американских шаттлах, как уже говорилось, принципиально отличаются от тех систем, что применяются при одноразовых запусках. Во-первых, сам «челнок» имеет большие габариты и массу. Он не делится подобно одноразовому капсульному кораблю на небольшие отсеки, а представляет собой единую конструкцию. Масса же шаттла – почти 120 т. Даже для простого отстрела корабля от аварийных стартовых ускорителей нужны очень большие мощности. При проектировании шаттлов и «Бурана» инженеры первоначально планировали оснастить их специальными твердотопливными двигателями спасения, но последние оказались чрезмерно тяжелы, и от этой затеи отказались.

Во-вторых, самолетная схема построения шаттла требует для безопасного полета определенного сочетания скорости и угла атаки. Обеспечить его при спасении «челнока» в начале полета крайне трудно, если вообще возможно. А иначе крылатый аппарат может попросту разрушиться от чрезмерных аэродинамических нагрузок.

Однако говорить о том, что на шаттле совсем нет системы спасения, было бы неверно. Она имеется, причем довольно сложная, но у нее есть «мертвые зоны», когда она бесполезна. Одна из таких зон для американских «челноков» – первые 2 мин. полета, пока работают стартовые твердотопливные ускорители. Их считали практически безотказными, но именно они подвели в роковом полете «Челленджера».

В случае аварии на стартовой позиции, случившейся до запуска основных двигателей, астронавты могут экстренно покинуть корабль и в кабинке-корзине, подвешенной к тросу, скатиться с башни обслуживания в защитный бункер. С той же целью на стартовом комплексе «Бурана» был предусмотрен специальный спасательный желоб.

В полете экипаж шаттла теоретически может выпрыгнуть с парашютом. Но это возможно лишь при управляемом планировании на высоте не более 6 км и скорости не свыше 370 км/ч. При этом, чтобы не удариться о крыло, членам экипажа необходимо покидать аппарат, скользя по затейливо изогнутой телескопической штанге, выдвинутой на несколько метров через боковой люк.

Условия для спасения таким способом могут возникнуть лишь на посадке. Поэтому при выведении на орбиту задача аварийного спасения в основном возлагается на носитель и сам космический «челнок». Везде, где возможно, их системы, задействованные «на выживание», дублируются.

Так, при отказе одного из трех маршевых двигателей шаттл может выйти на низкую аварийную орбиту. При более серьезных неприятностях запускается специальная программа, и шаттл должен будет экстренно приземлиться на один из многочисленных запасных аэродромов, расположенных в Европе, Северной Америке и Азии. Более того, теоретически «челнок» может совершить посадку на любом аэродроме, где есть взлетно-посадочная полоса длиной не менее 3 км.

При создании корабля «Буран» тоже анализировалось около 500 возможных нештатных ситуаций. Подобно шаттлу, при серьезных отказах ракета-носитель «Энергия» переключалась на аварийную программу, которая в зависимости от этапа полета и тяжести ситуации выводила корабль в тот или иной район возможной посадки. На случай аварийной посадки, кроме основного аэродрома, расположенного на космодроме Байконур, предполагалось ввести в строй два запасных – в Симферополе и на Дальнем Востоке, в Хороле, близ Уссурийска.

В первых испытательных полетах и шаттлы, и «Буран» снабжались катапультными креслами. Однако при регулярных полетах такое решение оказалось неприемлемым, поскольку семь астронавтов в шаттле и до 10 космонавтов в «Буране» размещались на двух палубах и покинуть кабину в считаные мгновения для них было нереально.

Внедрение же отделяемой кабины – удовольствие, прямо сказать, весьма дорогое. Кроме того, подобное решение пытались применить на самолетах F-111, но отказались от него из-за низкой надежности. По той же причине новшество не прижилось и на бомбардировщике В-1; очень часто при спасении в отделяемой кабине экипаж получал серьезные травмы.

И все же кадры взрыва «Челленджера», запечатленные беспристрастными видеокамерами, показывают, что кабина с экипажем хоть и оторвалась от челнока, но была практически целой! Есть даже данные, что некоторые астронавты погибли не при взрыве, а при ударе о воду. Возможно, будь кабина «спасаемой», астронавты имели бы шанс выжить.

На небольших многоразовых крылатых аппаратах спасти экипаж несколько проще. Во-первых, «маленький» аппарат массой 10–20 т все же можно увести от ракеты при помощи традиционной ДУ САС. Такое решение предлагалось в российском проекте «Клипер». Немногочисленный экипаж – из 2–3 космонавтов – можно попытаться спасти с помощью катапультных кресел. Этот способ был основным в проекте французского многоразового корабля «Гермес». Наконец, можно спасти одного пилота в компактной отделяемой капсуле, как в советском проекте боевого космоплана «Спираль». Даже при аварии на орбите он мог вернуться на Землю в небольшой сфере, похожей на спускаемый аппарат «Востока».

Если катастрофа все же произошла, очень важно понять, в чем ее причина, чтобы не было ее повторения. В авиации в таких случаях большие надежды возлагают на «черные ящики» – самописцы, упрятанные в надежные футляры, способные выдержать удар о землю и сильный огонь.

И вот ныне, похоже, первые «черные ящики» добрались и до космоса. Во всяком случае, NASA совместно с некоммерческой корпорацией Aerospace доводит до ума первый в мире самописец, способный пережить катастрофу космического аппарата.

Задуматься над этой проблемой специалистов заставила катастрофа шаттла «Колумбия», произошедшая в феврале 2003 года при возвращении корабля с орбиты. Экспертам тогда удалось восстановить картину происшедшего во многом благодаря тому, что корабль был буквально напичкан датчиками.

Идеи об установке таких регистраторов в космические аппараты, естественно, возникали и раньше, однако было неясно, как защитить аппаратуру от сгорания при огромных скоростях вхождения в плотные слои атмосферы. Теперь эту проблему удалось решить благодаря новым наноматериалам повышенной прочности и жаростойкости.

Космические «черные ящики», получившие название REBR (Reentry Breakup Recorder), вполне возможно, будут установлены на пилотируемых космических кораблях CEV (Crew Exploration Vehicle), которые в 2014 году должны сменить нынешние шаттлы. А до тех пор REBR будут испытываться на беспилотных спутниках.

Сейчас эти приборы представляют собой обтекаемые куполообразные модули диаметром чуть меньше 30 см и весом около 1 кг, которые крепятся в кабине и крыльях. Как только температура по соседству с прибором превышает критическую, срабатывает механизм отстрела «ящика». Далее, во время падения на Землю, прибор передает в эфир всю накопленную информацию, устраняя таким образом даже необходимость отыскивать его в неизвестной местности.

…Ранним утром 12 июля 2002 года из акватории Баренцева моря с борта атомной подводной лодки «Рязань», находившейся в подводном положении, был произведен запуск ракеты-носителя «Волна», созданной на базе баллистической ракеты РСМ-50. Ракета должна была вывести на траекторию полета космический аппарат «Демонстратор-2», разработанный специалистами Научно-исследовательского центра имени Г.Н. Бабакина.

По данным телеметрии, сообщил в тот же день помощник Главкома ВМФ РФ, руководитель пресс-центра Военно-морских сил Игорь Дыгало, полет прошел нормально. Но чуть позже выяснилось, что это не совсем так…

По расчетам, аппарат должен был приземлиться на полигоне Кура на Камчатке, но в заданный район так и не вышел. Почти три недели объединенная комиссия, в которую вошли представители НИЦ имени Бабакина, Российского авиационно-космического агентства, НПО имени Лавочкина. Государственного ракетного центра «Конструкторское бюро имени академика В.П. Макеева», изучала данные телеметрии, а поисковые вертолеты прочесывали район предполагаемого падения аппарата. Тщетно… «Демонстратор-2» исчез так же, как и его предшественник «Демонстратор-1» в 2001 году.

Так закончился июльский этап испытаний новейшей технологии возвращения из космоса с помощью надувных тормозных устройств – IRDI (Inflatable Reentry and Descent Technology). В чем тут дело? Почему так получается? Что это за система такая?.. Давайте попробуем разобраться.

Даже альпинисты знают, что подняться на вершину – лишь часть дела. Причем самая простая. Куда сложнее – благополучно спуститься. Еще труднее вернуться из заоблачных космических вершин.

^{Ракета-носитель «Волна»}

Традиционно для спуска с орбиты применялись и применяются баллистические капсулы «Радуга», «Бор-5» и др. Однако у них есть недостатки. Главное то, что капсулы эти имеют маленький объем грузового отсека и испытывают при спуске значительные перегрузки, что не всегда обеспечивает сохранность содержимого контейнера.

Есть и проблемы с мягкой посадкой. Еще С.П. Королев призывал не летать больше «на тряпках», однако и по сей день ничего лучше парашютной системы приземления (или приводнения) так и не разработано.

В свое время большие надежды возлагались на «челноки» – космические корабли многоразового использования. Однако они не оправдались. Дело в том, что запуск одного шаттла – удовольствие, стоящее примерно 500 миллионов долларов. Это приводит к тому, что доставка одного килограмма груза на орбиту обходится примерно в 2–3 раза дороже, чем с помощью одноразовых ракет-носителей.

В общем, не случайно специалисты всех стран мира ищут надежные и дешевые способы спуска людей и грузов с орбиты. Среди прочего, еще в середине 80-х годов ХХ века специалисты Научно-исследовательского центра имени Г.Н. Бабакина предложили решить проблему входа в атмосферу с помощью так называемых надувных конструкций.

Одна из последних модификаций такой конструкции – аппарат «Демонстратор-2». По словам директора проекта «Надувные тормозные системы» Сергея Алексашкина, в сложенном виде аппарат помещается в защитную капсулу и весит около 145 кг.

После того как ракета выводит его на заданную траекторию, капсула с «Демонстратором» отделяется и сбрасывает защитный кожух. На этом этапе происходит так называемая закрутка устройства вокруг продольной оси со скоростью 70 град./с, что позволяет «Демонстратору» войти в атмосферу под нужным углом. Затем надувное тормозное устройство отделяется от капсулы и начинает собственно процесс торможения.

В рабочем положении «Демонстратор» напоминает перевернутый зонт, состоящий из двух каскадов, которые при вхождении в плотные слои атмосферы наполняются газообразным азотом.

При вхождении в плотные слои атмосферы перед лобовым участком устройства образуется ударная волна, набегающий поток воздуха нагревается до нескольких тысяч градусов. Ученые специально снабдили аппарат жестким теплозащитным покрытием, которое закрывает металлический лобовой экран. Остальные части тормозного устройства сохраняются благодаря гибкой тепловой защите, состоящей из термостойкого покрытия и теплоизолирующего слоя.

Таким образом, удается поддерживать температуру внутри самого аппарата на уровне 25–30 ^оС. Служебная и научная аппаратура, расположенная в приборном контейнере и предназначенная для исследований и для управления полетом, остается неповрежденной.

Второй надувной каскад наполняется азотом при входе в более низкие слои атмосферы, на высоте 15 км, и обеспечивает снижение скорости к моменту посадки до 15–17 м/с.

Так, побеждая атмосферные силы и используя энергию сопротивления атмосферы, «космический парашют» приземляется в обозначенном месте. Для обнаружения аппарата после его приземления используются радиомаяки, сигнал которых можно поймать, например, с помощью оборудования, установленного на борту поисковых вертолетов.

Одним из достоинств новой технологии является ее относительная дешевизна. Для доставки надувного тормозного устройства на космическую станцию планируется использовать транспортно-грузовой корабль «Прогресс». Он придаст надувному тормозному устройству импульс торможения, затем в определенный момент отстыкуется и будет «затоплен». Производство «Прогрессов» является серийным процессом, что снижает издержки. Кроме того, у «Демонстратора» лучшее соотношение веса полезной нагрузки и веса аппарата. Сегодня на используемых средствах оно составляет 1:4, на «Демостраторе» его можно довести до 1: 1. Размеры надувного тормозного устройства подходят для размещения его на борту космических станций и транспортных кораблей. Диаметр устройства в сложенном виде равен 1 м.

Аппарат с надувным тормозным устройством помимо того, что сможет решить проблему доставки грузов на землю с Международной космической станции, может использоваться и для исследования других планет. Кстати, эта идея фигурировала и в рамках программы «Марс-96», где надувному тормозному устройству отводилась задача доставки научной аппаратуры на поверхность красной планеты. К тому же решится вопрос с возвращением на Землю выработавших свой технический ресурс орбитальных спутников, что даст возможность использовать их вторично после переоборудования или капитального ремонта.

Так все выглядит в идеале. Однако неудачные испытания создали разработчикам серьезные проблемы. Запуск 12 июля был, по сути дела, третьей попыткой отправить в суборбитальный полет спускаемый аппарат с надувным тормозным устройством.

До этого был в целом удавшийся запуск 2000 года. В целом потому что аппарат справился со своей задачей и приземлился на территории Казахстана. Однако его поиски велись в течение недели из-за погодных условий: нелетная погода, к тому же аппарат занесло снежным бураном. Так что судить о том, насколько уцелела нагрузка, оказалось сложным.

Следующий запуск – в 2001 году – оказался неудачным, так как капсула не отделилась от ракеты-носителя и улетела в район падения ступеней ракеты.

По всей вероятности, неудачной надо признать и третью попытку. Окончательного ответа на вопрос: куда делся аппарат? – так и не получили.

Рабочих версий две. Первая – после старта с подлодки могла измениться траектория полета «Демонстратора», и он приземлился вдали от заданной точки. Все-таки военные ракеты к испытаниям мирной техники адаптированы не так уж хорошо.

Однако моряки стоят на своем и утверждают, что ракета вышла в заданный район Камчатки. Тогда приходится брать во внимание вторую версию – аппарат не выдержал сопротивления атмосферы и сгорел.

В общем, так или иначе, на ветер выброшены немалые деньги – стоимость одного пуска оценивается в 10–15 миллионов долларов.

В настоящее время наземные испытания и экспериментальные полеты «Демонстратора» в основном финансирует компания «Астриум». И глава российского представительства компании Хельмут Хофман смотрит на дальнейшее сотрудничество со специалистами НПО им. Лавочкина с известной долей скептицизма. Наши же инженеры полагают, что даже после третьей неудачи сворачивать проект вряд ли стоит. По их мнению, у этой программы огромное будущее. Инвесторов же в крайнем случае можно будет поискать других. Например, к проекту проявляет повышенный интерес Японское космическое агентство.

Ведь, кроме всего прочего, для «парашюта будущего» может найтись и еще одно применение. Космонавт-испытатель Герой России Магомед Толбоев, тот самый, что некогда сопровождал вернувшийся из космоса «Буран» и должен был стать одним из первых его пилотов, во всеуслышание заявил о своем намерении прыгнуть из космоса.

Вместо парашюта отважный испытатель намерен воспользоваться модификацией «Демонстратора». В сложенном виде эта система умещается в чехле размерами с обыкновенный рюкзак, а в раскрытом напоминает волан для игры в бадминтон, только существенно большего размера.

Человек или иной груз находятся внутри «волана», на его дне, представляющем собой нечто вроде прочного надувного многослойного матраса. Во время падения достаточно, как при прыжке с парашютом, дернуть за кольцо, и через секунду автоматически надуваются конус «волана» и подушка на его дне, а человек оказывается внутри лежащим на спине.

Поскольку форма и аэродинамика конуса тщательно рассчитаны, а сделан «волан» из прочного материла с теплозащитной пленкой, то вероятность благополучного спуска весьма велика.

Магомед Толбоев верит в успех своего предприятия, хотя человеку в скафандре и придется влететь в верхние слои атмосферы со скоростью порядка 8 км/с.

«Прежде, конечно, нужно будет провести серию испытаний с манекеном, – говорит испытатель. – На первом этапе манекен с датчиками сбросят с аэростата на высоте 1 км. Второй спуск будет произведен со стратостата, с высоты уже 40 км». И наконец, после изучения опыта первых спусков Толбоев готов и сам совершить подобный прыжок из космоса.

В будущем подобные системы, полагают эксперты, могут быть использованы как для мягкой посадки автоматических зондов на другие планеты, имеющие атмосферу, так и для аварийного спасения экипажей космических кораблей и орбитальных станций.

Прошло уж полвека с полета Ю.А. Гагарина, а все еще не перевелись скептики, которые утверждают, что он вовсе не был первым космонавтом нашей планеты. До него, дескать, летал некто подполковник В. Зайцев. Но он погиб при приземлении. Тогда был срочно подобран симпатичный парень, которому и поручили играть роль первого космонавта…

Другой вариант того же слуха: «Восток» поднялся в космос, имея на борту сына известного авиаконструктора, не менее известного летчика-испытателя Владимира Ильюшина. Однако спуск оказался аварийным, и после приземления Ильюшин, дескать, выглядел столь плохо, что его никоим образом нельзя было демонстрировать публике. Наоборот, его требовалось надолго, лучше всего навсегда, убрать с глаз публики. И в том же году В. Ильюшин попадает в тяжелую автомобильную аварию.

На роль же космонавта номер 1 срочно подбирается симпатичный парень с жизнерадостной улыбкой и прекрасными анкетными данными. А чтобы тайна невзначай не всплыла впоследствии, Гагарину вскоре тоже была устроена автомобильная авария. А когда она не увенчалась успехом – космонавт отделался лишь шрамом на лбу, во время одной из тренировок не вернулся на аэродром надежнейший самолет МиГ-15 УТИ…

^{«Иван Иваныч» после приземления}

Так вкратце выглядит история первого полета в интерпретации некоторых западных журналистов. Однако далеко не все подхватили эту «утку». Все космические слухи, мелькавшие в западной печати, начиная с середины 60-х годов ХХ века, взял на себя труд систематизировать американский эксперт по вопросам космической техники Джеймс Оберг. Он написал книгу «Скрытые советские аварии», в которой, в частности, указано, что в 1957 году при старте с космодрома Капустин Яр погиб космонавт Лодовский. В том же году при аналогичных обстоятельствах ушел из жизни Шиборин. Спустя два года смерть настигла Митькова. В мае 1960 года погиб еще один космонавт, фамилия которого, согласно некоторым данным, Зайцев. А в сентябре 1960 года не вернулся из космоса еще один человек – Петр Долгов.

Далее, в феврале 1961 года западные радиолюбители поймали телеметрические радиосигналы биения человеческого сердца; передача эта вскоре прекратилась. По одним сообщениям, в это время вокруг Земли кружили два советских космонавта, по другим данным, их было трое – Белоконев, Качур и Грачев.

В начале апреля 1961 года трижды облетел нашу планету Владимир Ильюшин, но при возвращении был сильно ранен. В середине мая 1961 года итальянские радиолюбители поймали слабый радиозов о помощи, который давали два советских космонавта. 14 октября 1961 года они же услышали сигналы SOS, доносившиеся из глубин космоса. По некоторым данным, тогда погиб Белоконев, которого, получается, не было на борту орбитального корабля, потерпевшего аварию в феврале 1961 года. И наконец, в ноябре 1963 года трагически закончилась попытка запустить вторую космонавтку…

Согласитесь, от такой статистики волосы встают дыбом. Откуда она взялась? Есть ли в ней хоть доля правды?.. Давайте попробуем разобраться.

Начнем с того, что сам Оберг, работавший некоторое время в НАСА и занимавшийся военными ракетными разработками, считает подобные сведения совершенно неправдоподобными. Его поддерживает и уже упоминавшийся чешский журналист К.Пацнер. За четверть века тесного общения с советскими космонавтами ему пришлось слышать немало историй «не для печати», в том числе и до сих пор неопубликованные подробности о гибели экипажей «Союза-1» и «Союза-11», многих авариях на космодромах, имевших дело в действительности, трудностях лунной программы СССР… Однако ни при каких обстоятельствах, подчеркивает он, в том числе и во время бесед далеко за полночь, за столом, на котором стояли бутылки не только с минеральной водой, никто и словом не обмолвился о подобных трагедиях.

Но ведь дыма-то без огня не бывает?.. Верно, не бывает. И некоторые источники этого «дыма» мы с вами сейчас попробуем обнаружить.

По чисто техническим причинам до 1960 года катастрофы с космическими кораблями были попросту невозможны – ни у нас, ни у американцев, ни у немцев в то время не было ракет, способных поднять человека на орбиту. Были лишь разработки, проекты подобных полетов.

Специалисты по обе стороны океана пристально следили за успехами и провалами друг друга. После того как американцы были ошеломлены запуском первого советского спутника, за нами было организовано столь пристальное наблюдение, что о многих наших запусках президент США Джон Кеннеди узнавал раньше, чем о том сообщало ТАСС. При этом довольно скоро выяснилось, что Телеграфное агентство Советского Союза выдавало «на-гора» далеко не все и порой стремилось выдать желаемое за действительное.

В самом деле гагаринский «Восток» был не первым, а третьим в серии. Во всяком случае, на заводе он так и значился – объект ЗКА № 3. Этой серии предшествовали беспилотные корабли, имевшие индекс IК, как сообщил в печати бывший работник КБ С.П.Королева Леонард Никишин. Именно на таком корабле совершили полет благополучно вернувшиеся Белка и Стрелка. Но на таком же корабле погибли Пчелка и Мушка, на его аналоге не вышли на орбиту, а потому остались «безвестными героями» Дамка и Красавка; ТАСС об их полете не сообщило.

Подготовка к старту в космос человека завершилась успешными полетами первого и второго номеров из серии ЗКА. Но и тут был ряд моментов, которые стали известны относительно недавно.

Так, с одним из «Иванов Иванычей», побывавшим в космосе ранее Гагарина, мне довелось познакомиться в музее космодрома Байконур. Почему его имя-отчество взято в кавычки? Да потому, что так, по неизвестно кем заведенной традиции, в авиации и космонавтике издавна зовут манекенов, используемых при испытаниях новых парашютов, катапультных кресел, спускаемых аппаратов в и тому подобной техники.

Корабли ЗКА № 1 и № 2 были настоящие, но место космонавта в них занимали манекены. В ногах у каждого кресла помещалось также по собачке – в первом Чернушка, во втором – Звездочка.

Во время пробных запусков проверялась, помимо прочего, двухсторонняя связь, телеметрия. Для этого по команде с Земли на борту запускались магнитофонные записи хора имени Пятницкого, давались шумы работающего человеческого сердца. Последняя запись, возможно, и послужила затем основой слуха о том, что русские, дескать, запустили космонавта еще до Гагарина, но, поскольку с ним было далеко не все благополучно, сохранили запуск в тайне.