Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке

• Название: 100 рассказов о стыковке
• Автор: Владимир Сыромятников
• Издательство: Университетская книга Логос
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2008
• ISBN: 978-5-98704-307-7

В ваших руках, уважаемый читатель, — вторая часть книги «100 рассказов о стыковке и о других приключениях в космосе и на Земле». Первая часть этой книги, охватившая период от зарождения отечественной космонавтики до 1974 года, увидела свет в 2003 году. Автор выполнил свое обещание и довел повествование почти до наших дней, осветив во второй части, которую ему не удалось увидеть изданной, два крупных периода в развитии нашей космонавтики: с 1975 по 1992 год и с 1992 года до начала XXI века. Как непосредственный участник всех наиболее важных событий в области космонавтики, он делится своими впечатлениями и размышлениями о развитии науки и техники в нашей стране, освоении космоса, о людях, делавших историю, о непростых жизненных перипетиях, выпавших на долю автора и его коллег. Владимир Сергеевич Сыромятников (1933—2006) — член–корреспондент Российской академии наук, профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации, лауреат Ленинской премии, академик Академии космонавтики, академик Международной академии астронавтики, действительный член Американского института астронавтики и аэронавтики. Известный в мире специалист по космической технике, в области разработки и испытаний космических аппаратов, автоматических систем, космической робототехники, больших космических конструкций, основатель и руководитель отечественной школы стыковочных узлов космических аппаратов, получившей мировое признание. По мнению автора, эту книгу стоит прочитать каждому, кому интересна история космонавтики.

---

К разработке авионики и другой аппаратуры системы стыковки приступили две бригады специалистов — российская, во главе с Б. Вакулиным и американская, под руководством Л. Крюгера, доведя эту работу до конца, до полета. Стыковки «Спейс Шаттлов» с нашим орбитальным «Миром» останутся Борису настоящим памятником.

Новая задача для обеих команд осложнилась сразу несколькими обстоятельствами. Прежде всего, несмотря на то, что российская и американская космическая техника имела много общего, подход к созданию систем различался в ряде общих принципов и во многих существенных деталях. Так, наша система обычно имела несколько контуров управления: автоматический, с пульта пилота из кабины космонавтов, и дистанционный — с Земли, по командной радиолинии (КРЛ). Американцы, как правило, не использовали КРЛ для управления отдельными системами. Такое отличие диктовало, в свою очередь, различное построение системы. Наше управление традиционно базировалось на централизованной обработке и передаче команд, эту роль играла так называемая система управления бортовой автоматикой (СУБА), которая, в свою очередь, работала совместно с СЭП (системой электропитания), с КРЛ, бортовой вычислительной машиной, центральным пультом управления и контроля и другими подсистемами. В соответствии с американским подходом, для Спейс Шаттла требовалось обеспечить более автономное управление стыковкой.

Отличия не ограничивались только общими принципами и структурой. Существенное различие заключалось в том, что электрические цепи Спейс Шаттла, так же как и большинства самолетов и всех знакомых автомобилей, строились по однопроводной схеме с так называемым общим минусом, соединенным на корпус. Все наши ракетно–космические электросхемы были традиционно двухпроводными, минусовые провода, изолированные от корпуса, прокладывали по всему кораблю параллельно с плюсовыми. Мне еще придется касаться достоинств и недостатков обоих подходов. Можно сказать, нам еще повезло в том, что электрическое напряжение основного источника питания на орбите укладывалось в наш диапазон.

Эти существенные электрические детали заставили нас приспосабливаться к американскому космическому кораблю в целом. Хотя интеграция стыковочной системы на первый взгляд не требовала существенных переделок аппаратуры, разглядеть все тонкости общего построения удалось не сразу, на всех последующих этапах мы наталкивались на подводные камни и устраняли потенциальные опасности. Дополнительная сложность заключалась в том, что космическая техника традиционно использовала дублированные и троированные схемы, рассчитанные на сохранение работоспособности всех систем, каналов управления при отказе отдельных элементов, и даже узлов.

В целом система стыковки для Спейс Шаттла оказалась для нас первой по–настоящему автономной системой. У нас появился собственный бортовой пульт управления и контроля, а не часть «управляющего и сигнального поля», как это сделано, например, на корабле «Союз». Кстати, такое построение облегчило нам отработку: удалось собрать систему, привязать и испытывать ее целиком у себя в лаборатории. Об этом этапе работ рассказано дальше в этой главе.

Несмотря на большую автономию, у системы стыковки появились многочисленные связи с другой электрической и электронной аппаратурой Спейс Шаттла. Наши приборы, привода и датчики требовали электрического питания, и это нужно было спроектировать заново. Каждой системе космического аппарата необходим дистанционный контроль в полете и при испытаниях на Земле. Как у нас, так и у американцев, эту задачу в целом решает целый технический комплекс. Он состоит из бортовой, корабельной части, наземной части, разбросанной по всему миру, и систем связи.

Надо сказать, что космический корабль Спейс Шаттл не является в этом смысле исключением, электропитание — это те же два провода, заканчивающиеся простой розеткой. Распределение электричества между потребителями выливается в непростую подсистему, включающую подвод «питания» к каждому жизненно важному элементу отдельными приводами, имеющими свою индивидуальную защиту. Такие цепи обычно дублированы с таким расчетом, чтобы при отказе любого элемента все важные функции выполнялись. Более того, отработка сигналов от датчиков, генерирование и передача команд, так называемая авионика системы, построена по трехканальному принципу, она, как говорят, — троирована. Каждый такой канал имеет свой питающий провод, самостоятельную шину. Канальность системы, точнее, ее трехканальность, — важная особенность электрической архитектуры. Эта особенность — не только внутренняя морфология, она проявляется в методике управления и в самих органах, которыми управляет астронавт в космосе или оператор при испытаниях на Земле. На пульте, не только по управляющим тумблерам с нанесенными на них обозначениями каналов А, В и С, но и по трехрядным группам световодов и светящихся транспарантов, можно разглядеть конфигурацию, построение системы стыковки: трехканальные командные цепи и сдвоенная цепь управления дублированными приводами. Лицевая, как ее обычно называют, панель пульта — это, можно сказать, лицо всей системы, отражающее всю ее архитектуру.

Электрическая архитектура, структура системы, в свою очередь, диктовали методы наземных испытаний. Они составлены так, чтобы проверить не только работоспособность в целом. Предусмотрена раздельная проверка каждого из 3–х управляющих каналов и каждого из дублирующих приводов и механизмов.

Так же как на российских кораблях, контроль работы всей аппаратуры и состояния корабля производится при помощи целого информационного комплекса, включающего датчики, средства преобразования и обработки информации. На Спейс Шаттле используется современная аналогово–цифровая система, которая дает информацию астронавтам на экране бортового монитора, расположенного сбоку, рядом с остальными органами управления и контроля. На Землю по радиоканалу связи она передается в Хьюстон на разветвленные наземные средства, предстает перед наземными операторами на том же птичьем языке, понятном лишь подготовленным операторам. Такой подход способствует лучшему взаимопониманию между Землей и космосом.

Очень похожую систему мы проектировали около десяти лет назад для советского «Бурана». Космонавты так и не увидели на орбите зашифрованной нами информации, зато опыт, полученный при отечественной разработке, пригодился нам при работе над системой для Спейс Шаттла. Наши телеметристы, во главе с А. Пуляткиным, разработали и согласовали все внутренние и внешние интерфейсы: со специалистами фирмы «Роквелл» — с одной стороны, и со своими смежниками, радиоэлектронщиками из Института «Радиоприбор», нашего традиционного смежника, с другой.

Для электронных мозгов нашей системы нашли подходящее место в «подполье», под полом внутри внешнего шлюза, в верхней части которого расположили АПАС-89. Не ахти какое почетное место выбрали, возможно, потому, что уровень нашей электротехники оказался, я бы сказал, почти доисторическим, в ней использовались электромагнитные реле. Зато этот уровень электротехники соответствовал задаче, которую она решала, а это, наверное, было самым главным. Надо отметить, что наших американских коллег это не удивило. Они сами нередко использовали подобную элементную базу, если она позволяла упрощать разработку и экономить время. Микроэлектроника — более тонкая во многих отношениях — обычно доставляет больше хлопот и требует продолжительного времени на отладку и испытания.

После самого АПАСа, пульта управления стыковкой, авионики, важнейшую роль, как всегда, играли электрические кабели. Их набралось в общей сложности около сотни. Кабели в системах космических кораблей и станций, как правило, играли очень важную роль. Так было всегда. В совместном проекте их разработка, изготовление и увязка заняли массу сил и времени у нас, у американских коллег, у конструкторов и производственников разного направления. Как известно, кабели на концах имеют электрические разъемы–соединители, при помощи которых он присоединяется к приборам и другим элементам системы. В этой части пришлось также решать проблему совместимости. Сложность заключалась в том, что около половины кабелей требовалось сделать так, чтобы на одном их конце были разъемы российского типа, а на другом — американского. Их так и назвали: российско–американские кабели. Технология, процедура изготовления этих кабелей стала по–настоящему интернациональной. Технологическая цепочка начиналась на нашем заводе, в Подлипках. Затем, кабельные полуфабрикаты переправлялись через океан. Там, в Лос–Анджелесе, уже по американской технологии, они превращались в готовую продукцию.

Соединив все приборы, АПАС и пульт управления в единое целое, кабельные связи превращали эти разрозненные элементы в действующую систему, готовую к стыковке на орбите.