«Космос-57»: репетиция первого выхода человека в открытый космос
60 лет назад, 22 февраля 1965 года, СССР был запущен космический аппарат «Космос-57» - беспилотный прототип корабля «Восход-2» для отработки технологий первого в истории выхода человека в открытое космическое пространство. Основную задачу беспилотник выполнил, хотя и был подорван при сходе с орбиты в результате неправильных команд с Земли.
Многоместный корабль
К 1963 году советское руководство начало испытывать серьёзное беспокойство из-за активности американцев в области разработки многоместных космических кораблей. Хотя ранее, ещё в 1961 году, представители Военно-воздушных сил, отвечавшие за пилотируемый космос, предлагали переделать одноместный «Восток» в многоместный, эти слова услышаны не были. Всё внимание Особого конструкторского бюро №1 (ОКБ-1) под руководством Сергея Королёва было направлено на создание многоместного многофункционального «Союза». Однако его разработка затягивалась.
Когда стало ясно, что к началу лётных испытаний американского двухместного корабля Gemini в 1964 году советский «Союз» не будет готов, было принято решение в срочном порядке создать многоместный вариант «Востока».
Новый корабль был разработан в рекордно короткие сроки — менее чем за год – причем, по крайне мере, в двух вариантах: 3КВ — для первого в мире космического полета экипажа из трех человек, и 3КД — для полета экипажа из двух человек и первого в истории выхода в открытый космос.
После успешного полёта пилотируемого трёхместного «Восхода» в октябре 1964 года Сергей Королёв поставил перед коллективом ОКБ-1 задачу срочно модифицировать корабль в вариант для безопасного выхода космонавта в открытый космос и возвращения обратно. «Восход-2» предполагалось оснастить надувной шлюзовой камерой и специальными скафандрами для работы в открытом космосе. Перед запуском пилотируемого корабля предполагалось отработать операции по выходу на беспилотном корабле-аналоге «Восхода-2».
Отработка выхода в открытый космос на Земле
Постановление ЦК КПСС и Совмина СССР за № 1028-397 от 24 декабря 1964 года так определяло график запусков кораблей 3КД («Восход-2») для осуществления выхода в открытый космос: «1. Одобрить предложение тт. <…> о проведении в январе-феврале 1965 года запуска одного [беспилотного] космического корабля «Восход-2» с манекеном для отработки систем и аппаратуры корабля и носителя, и в первом квартале 1965 года – пилотируемого корабля «Восход-2» с двумя космонавтами на борту для решения задачи выхода космонавта из корабля в космическое пространство».
ОКБ-1 изготовило два корабля типа «Восход-2» - беспилотный (обозначенный как 3КД №2) и пилотируемый (3КД №4). На первом планировалось проверить работу систем в полете и провести имитационный эксперимент по выходу человека в открытый космос.
Оба корабля оснащались надувным шлюзом «Волга», но в 3КД №2 туда заранее поместили имитатор торса (как сейчас сказали бы «робот-космонавт») в герметичной оболочке от скафандра с клапанами-регуляторами давления и штуцерами для подключения шлангов.
Второй манекен – полноростовой в скафандре – сидел в кресле спускаемого аппарата. После наддува и развертывания шлюза выходной люк дистанционно открывался, проверялось функционирование «скафандра», а затем «Волга» отстреливалась.
Участники работ по «Восходу-2» остро чувствовали «момент истины» в гонке с Gemini: «Американцы планировали выполнить свой первый выход в космос через три месяца и сообщили об этом заранее. Мы спешили и нервничали», – вспоминал Гай Северин, руководитель Завода № 918, разрабатывавшего скафандры, шлюзовую камеру и амортизационные кресла: подготовка кораблей к полету выявила неготовность этих элементов.
14 января 1965 года на техническом совещании в ОКБ-1 определялась готовность кораблей и ракет-носителей. Предлагалось запустить беспилотный 3КД №2 в конце января – начале февраля, а полёт космонавтов с выходом в открытый космос на 3КД №4 осуществить в марте.
28 января в термобарокамере ТБК-60 прошли испытания шлюз «Волга» и аппаратура регистрации состояния космонавта «Вега», 29 января два испытателя в скафандрах при имитации высоты в 15 км должны были пройти через шлюзовую камеру. Один не смог закрепить люк корабля из-за конструктивных недостатков. Также выявилась ненадёжность работы «Веги».
Люк быстро доработали, а с регистратором возились долго: он фиксировал физиологические функции человека в спокойном состоянии, но в условиях выхода в космос мог отказать.
В начале февраля испытания в ТБК-60 продолжались, на этот раз эксперимент прошел успешно. 6 февраля на заседании Госкомиссии по подготовке полётов было решено выполнить пуск с манекеном 14-16 февраля, а с экипажем — 25-27 февраля.
Назначенные сроки прошли, а подготовка к запуску 3КД № 2 ещё не закончилась. 16 февраля Сергей Королёв обсуждал с Алексеем Богомоловым, разработчиком радиокомандной аппаратуры, отказы этой системы. Новых решений предложить не удалось, причины ряда отказов остались неясны, а вероятность новых оценивалась как высокая.
В ТБК-60 проявился дефект герметичности люка «Волги» после раскрытия и наддува шлюза: при отсутствии перепада давления размыкались сигнальные контакты, что могло вызвать сбой программы закрытия люка. Представители завода № 918 сообщили об этом, Королёв созвал совещание специалистов, которые предложили подать дополнительную команду на закрытие люка с Дальневосточного наземного измерительного пункта (НИП).
Обнаружилась также невозможность выхода командира в шлюзовую камеру для оказания помощи в случае возникновения нештатной ситуации с выходящим космонавтом: давление в спускаемом аппарате падало медленнее, чем рассчитывали, и в какой-то момент остаточный воздух мешал открыть люк в разгерметизированный шлюз.
Николай Каманин, отвечавший в ВВС за подготовку летчиков-космонавтов, предлагал уже первый полет сделать пилотируемым: «Вместо манекена на первом корабле «Восход-2» должен быть космонавт. Но политика требует эффектных полётов, каждый из которых должен быть крупным шагом вперёд. Это мнение ошибочно – для подготовки больших достижений нужны пилотируемые полёты для решения частных задач, проверки оборудования и тренировки космонавтов».
В своих дневниковых записях генерал отмечал, что «все советские пилотируемые корабли выполнили полёты без замечаний, в отличие от автоматических аппаратов с высокой аварийностью». По его мнению, это связано с разделением задач: спутниками и межпланетными станциями занимаются ракетные войска стратегического назначения (РВСН), а пилотируемыми кораблями – ВВС. Он считал, что РВСН слишком концентрируются на космонавтике, и предлагал объединить космическую программу под эгидой ВВС.
Успешный эксперимент и взрыв корабля
Неисправности устранялись буквально на ходу. 17 февраля завершились комплексные проверки 3КД №2, после чего стыковку корабля с носителем и вывоз на старт запланировали на 20 февраля, пуск – на 21 или 22 февраля.
20 февраля ракету на старт не вывезли (стыковка заняла больше времени), установка в стартовое устройство состоялась 21 февраля, а пуск назначили на 22 февраля 1965 года. Погода на космодроме была холодной (до -22 °С), но ясной, а в месте посадки, в районе Кустаная, снегопады и метель могли затруднить поисково-спасательную операцию. Пуск решили не переносить.
22 февраля в 10:40:48 по Москве ракета-носитель с кораблём 3КД №2 стартовала без замечаний. На 154-й секунде телекамера корабля зафиксировала сброс головного обтекателя и показала земную поверхность под ракетой. Через 524 секунды после старта корабль отделился от последней ступени и вышел на орбиту с наклонением 64,8°, перигеем 174,9 км и апогеем 510,5 км, получив после выведения открытое имя «Космос-57». Основная задача запуска в СМИ не объявлялась.
После раскрытия антенн началось развертывание «Волги». Сразу после выведения с НИП-4 (Енисейск) подали команду на расчековку замков и наддув шлюза. Все операции прошли в штатном режиме. На первом витке измерительные пункты в Симферополе и Москве начали получать телевизионный сигнал с корабля. Каманин отметил, что изображение на экране было чётким, видно примерно 2/3 передней части шлюза.
Все свидетели выражали восторг, об успешном эксперименте доложили генсеку Леониду Брежневу. Картинка шлюза, полученная на втором витке, была восторженно принята в Москве. Однако Королёв, один из главных виновников торжества, обратился к военным с требованием немедленно засекретить изображение.
Присутствующие на командном пункте по-разному оценивали это решение: Николай Каманин его хвалил, а Борис Черток считал, что Королёв излишне нагнетает напряжённость. Телевизионное изображение с «Восхода-2» передавалась только над территорией СССР, на приёмные пункты в Москве, на Байконуре и в Симферополе. Радиоканал не соответствовал вещательным стандартам, поэтому никто из «посторонних» не мог наблюдать «секретные» кадры.
Казалось, всё шло как надо: люк воздушного шлюза успешно открылся и закрылся, и на борту корабля без сбоев произвели поднятие давления… Но внезапно, на третьем витке, «Космос-57» прекратил подавать признаки жизни: связь, телеметрия и телевизионные сигналы отсутствовали, метки на радарах противоракетной обороны, соответствующей расчётной орбите, не было.
На четвёртом витке 3КД №2 по прежнему не обнаруживался. Черток предположил, что его внезапное исчезновение связано с аварийным подрывом. Королёв выразил своё недовольство. Москва требовала скорейших объяснений. Под руководство генерала Керима Керимова была срочно создана аварийная комиссия.
Из докладов выяснилось, что начался цикл спуска, сработал тормозной двигатель, но корабль не сошел с орбиты, а только изменил её, и через 29 минут после остановки двигателя был подорван.
Следовало как можно быстрее установить причину аварии. Если виновата неисправность на борту, то пилотируемый запуск откладывался, и нужно было искать причину в системах корабля. Если же виновата «Земля», и претензий к «Восходу» не было, можно было запускать 3КД №4 с людьми.
Разбор полета
Причины аварии установили 25 февраля: оказалось, что команду на закрытие люка шлюза, поданную одновременно с двух наземных пунктов, автоматика управления корабля интерпретировала неправильно, восприняв ее как начало цикла спуска.
Сработала тормозная двигательная установка, но корабль садился не там, где надо, и произошел аварийный подрыв объекта (АПО).
«Аварийная комиссия установила, что причиной срабатывания АПО стало наложение двух команд № 42, выданных камчатскими пунктами НИП-6 и НИП-7 на корабль 3КД №2. Бортовой дешифратор принял их за команду № 5 – “спуск”", – вспоминал Борис Черток.
В документальном фильме «Первый выход человека в открытый космос», снятом в 1965 году по заказу ОКБ-1 киностудией «Моснаучфильм», авария описана подробно. В апреле 2019 года Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва выложила фильм в интернет.
Согласно фильму, корабль приближался к НИП-6 на Камчатке. На командном пункте ждали сообщений о его появлении. Работала станция орбитальных измерений «Кама», осуществляющая автоматическое сопровождение аппарата по углам и дальностям. Орбитальная информация передавалась в вычислительный центр через автоматизированную станцию «Темп-1». НИП-6 (Елизово) выдал команду на открытие клапана перепуска воздуха, но НИП-7 (Ключи) выдал те же сигналы на корабль. Это привело к формированию команды на спуск и включение основного тормозного двигателя, которое вызвало большой возмущающий момент, не уравновешенный соплами управления.
Телекамера зафиксировала быструю смену света и тени, корабль раскрутился, команда на разделение не прошла, что привело к срабатыванию системы аварийного подрыва.
Советские граждане ничего не знали о происшествии с «Космосом-57», однако за границей внимательно следили за всем, что происходит в советской космонавтике. Уже летом 1966 года в журнале американского разведывательного сообщества Studies in Intelligence появилась статья Ф. Уитмира и Э. Коррелла «Авария «Космоса-57» (The Failure of Cosmos 57), где подробно анализировалась телеметрическая информация. Авторы делали вывод, что «Космос-57» был автоматическим прототипом корабля для проверки работы шлюза. Американские специалисты, идентифицировав телеметрию с «Космоса-57» и «Восхода-2», включая команды НИПов и их исполнение кораблём, отмечали: «Коды команд и индикаторы действий для других операций корабля могут быть определены из более раннего опыта».
Получив первую телеметрию через 17 минут после выхода «Космоса-57» на орбиту, когда шлюз уже был развёрнут, они заметили, что НИП повторял команду открытия клапана стравливания давления в шлюзе каждые четыре секунды, несмотря на одинаковые показатели условий давления в шлюзе и кабине. Затем они заметили, что эту же команду повторил второй передатчик. Декодер корабля принял две идентичные команды за сигнал на включение двигателя для схода с орбиты.
Американские авторы предполагают, что «наземные диспетчеры на Камчатке, возможно, не поняли, что произошло, и не послали запрет [включения двигателя], когда корабль вышел из зоны их действия».
Когда американские радиолокаторы снова обнаружили советский корабль, воздушный шлюз всё ещё был прикреплён к спускаемому аппарату и находился под давлением, но «давление [в баках] тормозной двигательной установки почти исчезло», что говорило о том, что двигатель сработал. Корабль вращался со скоростью 78 об/мин, команда на сход с орбиты прошла, но входа в атмосферу не было. При этом с советских НИПов продолжали поступать команды. Когда корабль проходил над восточной частью Средиземного моря и Турцией, сработала система самоподрыва.
Эхо взрыва на орбите
Потеря исправного корабля досадна, однако 3КД № 2 свою главную задачу выполнил: надувной шлюз "Волга" развернулся нормально. Не удалось отработать лишь отстрел шлюза и возможность посадки с кольцевым шпангоутом, возвышающимся над поверхностью «шарика» на 27 мм после отстрела шлюза.
В художественном фильме «Время первых» 2017 года взрыв «Космоса-57» приводит к панике среди разработчиков корабля. Однако на самом деле никакой паники не было: 26 февраля 1965 года заседание Госкомиссии, огласившее результаты расследования, прошло спокойно и быстро.
Решение о причинах аварии уложилось в пару строчек: следует защитить радиолинию особо важных команд и провести дополнительную серию горизонтальных отстрелов шлюза на заводе № 918.
Группа военных во главе с Каманиным предложила оснастить автоматический спутник-фоторазведчик «Зенит» имитатором «Волги» с системой аварийного отстрела, чтобы закрыть вопрос работы системы отделения и посадки спускаемого аппарата с выступающим шпангоутом шлюза. Всю шлюзовую камеру было решено не ставить, но выступающий шпангоут – имитировать. Предложение поддержали Северин и Богомолов; в ОКБ-1 считали такой полёт излишним, но военные настояли.
В результате 7 марта в космос ушёл «Зенит-4» («Космос-59»), дооснащённый кольцом, имитирующим шпангоут шлюза «Восхода-2». Выполнив основную миссию по получению фоторазведывательной информации, спутник вернулся на Землю через восемь дней. Вечером 15 марта его доставили на космодром, где с нетерпением ждали специалисты.
Кольцо, торчащее из обшивки спускаемого аппарата и имитирующее шпангоут шлюза, обгорело при входе в атмосферу, но не повлияло на посадку корабля и работу теплозащиты.
Правда, из-за кольца «Зенит-4» вращался со скоростью 40–100° в секунду. Такое вращение вреда космонавтам бы не принесло, хотя и удовольствия не доставляло.
Полётом «Космоса-59» завершилась репетиция первого в истории выхода человека в открытый космос.. Впереди был исторический полёт «Восхода-2» с космонавтами на борту.
Самое популярное
