«Союз»: как создавался космический корабль

Сейчас «Союз» является самым надежным и безопасным кораблем.
«Союз»: как создавался космический корабль

Корабль «Союз», который изначально создавался для лунной программы, не возил людей к Луне. Первые полёты тоже не шли идеально — миссии срывались, происходили аварии, даже гибли люди. Но появлялись новые модификации, корабль становился все лучше, и сейчас он является самым надёжным и безопасным пилотируемым кораблём.

Есть такие люди, книги, фильмы, которые мотивируют. Часто встречается сюжет, когда у героя поначалу что-то не получается, но он потом достигает большого успеха позже или в другой области. История техники тоже может мотивировать. Корабль «Союз», который изначально создавался для лунной программы, не возил людей к Луне. Первые полеты тоже не шли идеально — миссии срывались, происходили аварии, даже гибли люди. Но появлялись новые модификации, корабль становился все лучше, и сейчас он является самым надежным и безопасным пилотируемым кораблем и уже скоро побьет рекорд Спейс Шаттла в 135 полетов и станет еще и больше всего летавшим кораблем. И не факт, что в будущем найдутся корабли, которые смогут обогнать его по длительности программы — первый беспилотный полет «Союза» состоялся без малого 50 лет назад.

Имена и индексы

Началом работ над тем, из чего вырос корабль «Союз», называют 1962 год. Новый корабль разрабатывался для облета Луны. Но индексы и названия корабля в разных источниках разные — «Север», 5К, программа «А», 7К.

Несмотря на различие индексов и названий, на рисунках уже вполне узнаваемы «фара» спускаемого аппарата «Союза» и цилиндрический приборно-агрегатный отсек с системой терморегуляции. Необычная форма спускаемого аппарата была нужна для Луны. Если «шарик» «Востоков», на которых летали первые космонавты, тормозил в атмосфере при спуске с околоземной с орбиты с перегрузкой ~9 «же», то при возвращении с Луны баллистический спуск привел бы к перегрузке больше 12 «же». К тому же, неуправляемый спуск требовал очень маленького коридора входа — на несколько километров выше, и корабль бы отскочил от атмосферы, на несколько километров ниже — и корабль сгорает с перегрузкой больше 20 «же». И, наконец, район посадки получался очень большим, что затрудняло и удорожало поиски. А «фара» создавала подъемную силу, позволяя управлять процессом торможения, увеличивая допустимую ошибку перегрузки в коридоре входа в атмосферу, снижая перегрузки и уменьшая район поиска.

Спешка

Если на 1962 год СССР лидировал в космической гонке, то к 1965 году уже США стали вырываться вперед. В конце 1965 года «Джемини-6А» сблизился с «Джемини-7», и, хоть формально стыковка не состоялась, было очевидно, что американцы вплотную приблизились к этой задаче. А новый советский корабль, умеющий маневрировать и стыковаться и получивший в итоге индекс 7К-ОК, все еще не был готов. В начале 1966 года внезапно умер С.П. Королев, а заменившему его Василию Мишину не хватало чего-то, чтобы жестко держать программу на рельсах. Началась спешка. В первом беспилотном пуске «Космос-133» практически сразу потратил топливо на двигатели ориентации.

Штатное торможение не получилось, в ЦУПе сумели затормозить корабль последовательностью коротких импульсов, но бдительная система подрыва посчитала, что корабль может промахнуться мимо территории СССР, и уничтожила его. Следующий беспилотный «Союз» даже не получил названия — из-за отсутствия зажигания в одной из камер сгорания ракета не стартовала, а система аварийного спасения, для которой забыли учесть вращение Земли, «спасла» исправный корабль. Следующий беспилотный «Союз» — «Космос-140» не смог полноценно выполнить программу испытаний, растратил топливо, а при посадке в его днище прогорела дыра, и корабль утонул в Аральском море.

Казалось бы, надо устранять замечания, запуская беспилотные корабли. Но следующий пуск был запланирован пилотируемым, причем по очень амбициозной программе. В первом же пуске планировалась стыковка двух пилотируемых кораблей с переходом космонавтов между ними через открытый космос. 23 апреля 1967 года стартовал «Союз-1» с Владимиром Комаровым... Нераскрывшаяся солнечная панель поставила крест на программе полета, Комаров с большим трудом, вручную, сориентировал корабль на торможение, но все это было впустую. При посадке отказала парашютная система, и Владимир Комаров погиб. 18 месяцев ушло на исправление ошибок, и шесть беспилотных кораблей были использованы на испытательных полетах.

7К-ОК

В октябре 1968 года в космос отправился «Союз-3» с космонавтом Георгием Береговым. Амбициозная до авантюрности ручная стыковка на ночной стороне не получилась. Проявилась слабость нового корабля — двигатели причаливания и ориентации (ДПО), работающие на перекиси водорода, имели очень маленький запас топлива. Резерва на ошибки людей и техники не было.

Первым пилотируемым успехом «Союза» стал полет «Союза-4» и «Союза-5». Впервые состыковались два пилотируемых корабля (американцы использовали специальную беспилотную мишень), что позволило советским СМИ заявить о создании первой космической станции. Случайность, но будущие успехи «Союза» будут связаны именно с ними. А еще в том полете корабль показал себя с лучшей стороны. Авария на «Союз-5», из-за которой он вошел в атмосферу задом наперед, не привела к гибели космонавта. Запасов прочности хватило, чтобы выдержать время, пока приборно-агрегатный отсек, который не отделился штатно, отгорел и отвалился под напором атмосферы. А затем спускаемый аппарат развернулся в правильное положение по принципу «ваньки-встаньки».

Сохранились уникальные съемки интерьера и внешнего вида кораблей.

В исходном варианте 7К-ОК «Союзы» летали до индекса 9.

7К-Л1

Менее удачно шли дела у лунного варианта. С 1967 по 1970 год было произведено 14 пусков. Сначала корабль запускали на высокоэллиптическую орбиту, проверяя возможность вернуться с Луны в принципе, затем, с «Зонда-5», 7К-Л1 стали облетать Луну. На «Зонде-5» к Луне успешно слетали и вернулись живыми черепахи, дрозофилы и хрущаки. В последующих кораблях случались аварии, которые бы угрожали жизни космонавтам, если бы они находились на борту. Да и смысл в лунной гонке после победы американцев исчезал. Программу закрыли. Что любопытно, в качестве ракеты-носителя должен был использоваться «Протон», и сохранились необычно выглядящие фотографии «Протона» с системой спасения для пилотируемых полетов.

7К-Т

После успеха американцев с Луной СССР решил ответить асимметрично, сфокусировавшись на орбитальных станциях. Для этого разработали «транспортную» модификацию 7К-Т, которая отличалась от базовой, главным образом, наличием стыковочного устройства с люком, чтобы космонавтам не пришлось переходить в орбитальную станцию через открытый космос. «Союз-10» сумел состыковаться, но люк открыть не получилось. Первым экипажем первой долговременной орбитальной станции стали Добровольский, Волков, Пацаев на «Союз-11». Но при возвращении из-за самопроизвольного открытия в космосе дыхательного клапана космонавты без скафандров погибли. Программа полетов была остановлена на 27 месяцев, а «Союз» 7К-Т стал заметно другим аппаратом. Прежде всего, космонавты стали летать в скафандрах.

Дополнительный вес и аварийный запас кислорода привел к тому, что корабль из трехместного стал двухместным. Из-за других доработок корабль еще потяжелел, поэтому солнечные батареи сняли, а на двое суток полета к станции хватало аккумуляторов.

Корабли этой модификации летали аж до 1986 года. Одним из таких кораблей был «Союз-35», для которого есть 360° панорама. Очень интересно смотреть на старые приборы.

7К-ТМ

Политическое решение о совместном полете СССР-США «Союз-Аполлон» стало задачей государственной важности в СССР. И если США использовали штатный «Аполлон», то в СССР была создана целая специальная модификация «Союза». На корабль вернули солнечные батареи, ресурс автономного полета был увеличен с 3 до 7 дней, для стыковки разработали новый стыковочный агрегат АПАС. Кроме «Космосов», которыми обозначали беспилотные испытательные полеты, модификацию 7К-ТМ проверили в пилотируемом полете «Союз-16». А после успешного полета «Союза-19» с «Аполлоном» запасной корабль догрузили научной аппаратурой и отправили в автономный полет как «Союз-22».

7К-С, 7К-СТ

Для «Союза» параллельно разрабатывались военные модификации. В именно военном виде они так и не слетали, но серьезные улучшения, которые для них разрабатывались, привели к появлению новой модификации корабля — 7К-С и 7К-СТ, которые официально обозначались как «Союз-Т». На корабле появилась бортовая цифровая вычислительная машина «Аргон-16», солнечные батареи вернули, а экипаж сумели увеличить до трех человек.

«Союзы» с индексом -Т летали к «Салютам» −6 и −7 в начале 80-х.

ТМ

Для новой многомодульной станции «Мир» сделали новую модификацию «Союза». Наконец-то корабль лишился большого своего недостатка — двигателей причаливания и ориентации на перекиси водорода. В новой двигательной установке ДПО и маршевый двигатель работали на гептиле/амиле из одних и тех же баков. Благодаря этому смогли убрать резервный двигатель — в случае отказа основного маршевого двигателя корабль мог вернуться на Землю, тормозя на ДПО. А топлива хватало на то, чтобы исправить ошибку людей или техники. Новая система сближения и стыковки «Курс» избавила орбитальную станцию от необходимости поворачиваться при сближении корабля. Кроме этого снизили массу парашютов, усовершенствовали двигатели мягкой посадки и систему спасения.

Союзы ТМ летали с середины 80-х по 2002 год.

ТМА

Привыкшие к простору шаттлов американцы сильно удивлялись ограничениям на рост наших космонавтов. Лишить большую часть американского отряда астронавтов возможности полететь на МКС было как-то неправильно, поэтому пришлось разрабатывать новую модификацию корабля. В новый «Антропометрический» «Союз» смогли поместиться гораздо более крупные астронавты. Другие доработки были небольшими.

Корабли этой модификации летали с 2002 по 2010 годы.

ТМА-М

К 2010 году стало ясно, что настала пора обновить электронную начинку. Бортовой компьютер массой в центнер — это как-то уже слишком. Сказано — сделано, в модификации ТМА-М массу компьютера и еще нескольких приборов уменьшили вдвое. Энергопотребление также снизилось.

МС

Ну и, наконец, последняя по времени, и похоже, финальная модификация МС. Новая связь без единого разрыва глухих витков, еще более надежные двигатели причаливания и ориентации, модная светодиодная фара, улучшенная противометеоритная защита, увеличенные солнечные панели, дополнительные батареи.

Дополнительная информация

История полетов кораблей «Союз» по модификациям до 2002 года. Более подробно про конструкцию корабля «Союз» в сравнении с «Аполлоном».

Небольшое объявление: С 14 по 17 июля в московском музее космонавтики будет проходить фестиваль «Море ясности». Там будут космонавты, представители отрасли и популяризаторы. Для иногородних обещали трансляцию по интернету. Приходите.

Источник: livejournal.com

Комментарии
Комментарии