Научная лаборатория в космосе: как «Салют-4» стала прорывом в создании советских станций
«Салют-4» стала первой станцией, на которой смогли успешно проработать два экипажа. Ее успешный выход на орбиту и дальнейший полет не смогла затмить даже стыковка «Союза-19» и «Аполлона», осуществленная в это же самое время по советско-американской программе ЭПАС. Как зарождался проект Долговременных орбитальных станций и чем «Салют-4» отличалась от предшественниц, рассказал академик Российской академии космонавтики имени К.Э. Циолковского Игорь Маринин.
Первая Долговременная станция второго поколения — ДОС-4 — вышла на орбиту 26 декабря 1974 года. В открытой печати она стала известна как «Салют-4». На станции успели поработать две экспедиции, но чтобы этого добиться, советским конструкторам и инженерам пришлось немало потрудиться.
Зарождение проекта Долговременной орбитальной станции
В 1969 году группа конструкторов-проектантов Центрального конструкторского бюро экспериментального машиностроения (до 1966 года — ОКБ-1, после 1974 года — НПО «Энергия) втайне от главного конструктора Василия Мишина сформировала идею создания Долговременной орбитальной станции (ДОС). Целью было определить американцев, которые после полета на Луну решили заняться орбитальными полетами на станции «Скайлэб». Группу конструкторов-проектантов возглавил Герой Советского Союза, летчик-космонавт, доктор технических наук, профессор Константин Феоктистов, работавший в должности заместителя начальника 2-го комплекса.
Феоктистов писал: «5 декабря 1969 года я позвонил Д.Ф.Устинову (тогда секретарь ЦК КПСС, курирующий военно-промышленный комплекс — прим. ред.) и напросился на прием. Он предложил заехать вечером, часам к пяти… Я рассказывал, что мы предлагаем взять за основу бортовые системы “Союза” (индекс 7К-ОК), цилиндрическую часть корпуса от орбитальной станции Челомея (В.Н.Челомей — генеральный конструктор ЦКБ машиностроения, создатель Орбитальных пилотируемых станций по программе “Алмаз”), двигательную установку, солнечные батареи и стыковочный узел с доработкой прямого перехода экипажа из корабля в станцию — также от корабля “Союз” — и примерно за год создать орбитальную станцию.
Устинов усвоил основную идею: станция будет быстро создана. Тут же пригласил к себе М.В. Келдыша (президент АН СССР) и С.А. Афанасьева (министр Общего машиностроения). Обсуждение длилось довольно долго. Устинов и остальные поддержали идею. 25 декабря мы опять собрались у Устинова, но уже с участием Мишина и с подготовленными в виде отчета предложениями. Мишин был готов объединиться со своим неприятелем Челомеем и укокошить меня где-нибудь тут-же в темном углу. Но дело остановить им не удалось, и оно пошло».
9 февраля 1970 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР по разработке комплекса ДОС-7К.
Параметры ДОС первого поколения:
Масса — 18,6 т.
Длина — 13,6 м.
Максимальный диаметр — 4,15 м.
Герметичный объем – 82 м³.
Отсеки: герметичные — переходный (ПхО) и рабочий (РО), негерметичный — агрегатный (АО).
Характеристика отсеков:
ПхО — цилиндрический отсек диаметром 2,1 м. Он соединялся конической вставкой с РО. Длина со стыковочным узлом 3 м, объем 8,1 м³. В нем размещалась аппаратура системы терморегулирования, жизнеобеспечения, пульт управления телескопом «Орион» и многое другое. Сбоку имелся люк диаметром 0,8 м для выхода в открытый космос. Снаружи — две панели жестко закрепленных солнечных батарей от кораблей 7К-ОК, антенны системы сближения «Игла», баллоны со сжатым воздухом.
РО — отсек в виде двух цилиндров (диаметром 2,9 и 4,15 м, длиной 3,8 и 2,7 м), соединенных переходником длиной 1,2 м. Общая длина 7,7 м., объем 74 м³. В зоне малого диаметра — центральный пост управления, бортовая вычислительная машина, заимствованные с корабля 7К-ОК, приборы системы ориентации, иллюминаторы, стол и подогреватель пищи. В центре зоны большого диаметра конус негерметичного отсека научной аппаратуры с орбитальным солнечным телескопом, рентгеновским телескопом, инфракрасным телескопом-спектрометром, визиром с 60-кратным увеличением, фотокамерой и другими приборами. Здесь же — спальные места, тренажеры, санузел.
АО — отсек в форме цилиндра диаметром 4,15 м, длиной 1,4 м, соединенный коническим переходником с цилиндром диаметром 2,1 м и длиной 1,8 м. Эта часть почти целиком заимствована от 7К-ОК. В нем расположена двигательная установка КТДУ-66 (создана на базе КТДУ-35 корабля 7К-ОК) и баки с топливом. В АО 16 основных и 16 резервных двигателей ориентации. Снаружи, на малом диаметре —солнечные батареи, такие же, как и на ПхО. Общая площадь солнечных батарей, вырабатывающих 2 КВт. Электроэнергии, составляла 42 м².
Запуск первой орбитальной станции «Салют» (ДОС-1)
19 апреля 1971 года первая станция ДОС-1 успешно вышла на орбиту. Изначально ее планировали назвать «Заря», и это слово было написано на борту станции, но перед запуском решили переименовать в «Салют». Американцы свою станцию «Скайлэб» запустили только через два года.
Казалось, основные проблемы позади. Станция функционирует (правда, не открылась крышка отсека научной аппаратуры), и можно приступать к эксплуатации. Но…
Первая из запланированных трех экспедиций стартовала на корабле «Союз-10» уже через четыре дня — 23 апреля 1971 года. Спустя сутки корабль пристыковался к «Салюту», но экипаж (Владимир Шаталов, Алексей Елисеев и Николай Рукавишников) не смог перейти на ее борт из-за поломки стыковочного узла. При расстыковке тоже возникли проблемы. Рукавишникову пришлось вмешаться в электрическую схему управления механизмом стыковочного узла. 25 апреля экипаж вернулся на Землю.
Эту неудачу ТАСС интерпретировал следующим образом: «В процессе совместного полета проводились научно-технические эксперименты и работы по стыковке и расстыковке космического корабля с орбитальной станцией “Салют”. При этом проверялись принципы сближения и причаливания корабля к автоматической станции, отрабатывались новые стыковочные узлы, а также комплекс радиотехнической аппаратуры. В ходе полета проводились ориентация, стабилизация и управление движением. По данным телеметрии и докладам космонавтов, бортовые системы корабля “Союз-10” и станции “Салют” функционируют нормально».
Второй экипаж на «Союзе-11» стартовал 6 июня 1971 года, успешно состыковался, перешел на станцию и приступил к работе. Но в полете возникло множество технических и психологических проблем, вынудивших сократить полет на сутки. 29 июня Владислав Волков, Георгий Добровольский и Виктор Пацаев погибли из-за разгерметизации спускаемого аппарата при возвращении на Землю.
Потребовалась срочная доработка «Союза», и ДОС-1 больше не использовался.
Через год был готов к полету ДОС-2 — второй экземпляр точно такой же станции. 29 июня 1972 года при попытке вывести на орбиту точную копию «Салюта» — станцию ДОС-2 — на 182 секунде полета произошло отключение двигателя 2-й ступени ракеты-носителя «Протон К», и станция погибла. Об этом ТАСС вообще не сообщил. На этом ДОС первого поколения закончились.
Долговременные орбитальные станции второго поколения
Отличия от ДОС первого поколения
Одновременно с изготовлением станций ДОС-1 и ДОС-2 первого поколения в головном конструкторском бюро ЦКБЭМ шла разработка, а на заводе экспериментального машиностроения началась сборка двух усовершенствованных станций ДОС второго поколения. При той же стартовой массе в 18,6 т эти станции были на порядок более совершенными.
Главным недостатком ДОС-1 были жестко закрепленные солнечные батареи. Чтобы получить достаточное количество электроэнергии, необходимо было их ориентировать на солнце, а для этого приходилось, поворачивая всю станцию. А такая ориентация не позволяла исследовать небо телескопами. Приходилось поворачивать всю станцию в другом направлении, что вело к большим расходам топлива.
На новых ДОС установили три солнечные батареи общей площадью 60 м², причем они могли ориентироваться на Солнце самостоятельно, что позволило удвоить суммарную мощность энергообеспечения станции (4 кВт вместо 2 кВт) и использовать научную аппаратуру более рационально. Кроме того, на ДОС второго поколения установили экономичную систему ориентации «Каскад» и новую систему навигации «Дельта». В систему терморегулирования впервые ввели контур с тепловыми трубами. Доработали и двигательную установку. Для дополнительного обеспечения экипажа питьевой водой установили систему регенерации воды из конденсата СРВ-К.
Отличался и состав научной аппаратуры. Вместо телескопа «Орион» специалисты установили спектрометр КДС-3, рентгеновский телескоп РТ-4, рентгеновский спектрометр «Филин-2», комплект солнечных спектрометров КСС-2 и много другой новейшей аппаратуры общей массой около 2 т.
Благодаря усовершенствованиям ресурс полета станций ДОС второго поколения в пилотируемом режиме составил 180 человеко-суток. Благодаря этому стало возможным провести три месячные экспедиции экипажами в составе двух космонавтов.
Неудачный запуск первой станции второго поколения ДОС-3
В декабре 1972 года в ЦКБЭМ завершились испытания ДОС-3 — первой станции второго поколения, и ее отправили на Байконур. Для трех экспедиций на эту станцию были подготовлены четыре экипажа: Алексей Леонов и Валерий Кубасов; Василий Лазарев и Олег Макаров; Алексей Губарев и Георгий Гречко; Петр Климук и Виталий Севастьянов.
В апреле 1973 года госкомиссия назначила дату запуска ДОС-3 на 8 мая. Но дальше пошли проблемы. 8 мая пуск не состоялся, так как после объявления «готовность 20 минут» была обнаружена течь окислителя в ракетном блоке «Г» первой ступени ракеты-носителя «Протон К». Василий Павлович Мишин потребовал заменить ракету, что повлекло бы задержку пуска на 1–2 месяца.
Владимир Николаевич Челомей сопротивлялся, заявляя, что его люди отремонтируют ракету прямо на стартовом столе. Госкомиссия приняла сторону Челомея. Ремонт был закончен за несколько часов, и пуск назначили на 11 мая.
11 мая 1973 года в 3:20:00 ДМВ со стартового комплекса площадки №81 космодрома Байконур стартовала ракета «Протон К», которая успешно вывела на расчетную околоземную орбиту новейшую станцию ДОС-3. Но тут неприятности продолжились. На первом витке станция должна была сориентироваться, используя ионный датчик, и выполнить маневр подъема орбиты. Но что-то пошло не так…
Согласно информации с ионного датчика, система ориентации и стабилизации стала включать двигатели, чтобы сориентировать станцию перед маневром. По некоторым данным, выхлопы двигателей стали затенять ионный датчик и он стал давать неверную информацию. В результате вместо стабилизации ДОС-3 начал раскачиваться. В евпаторийском Центре дальней космической связи не сразу это поняли, а когда расшифровали телеметрию, ДОС-3 ушел из зоны радиовидимости. Передать спасительную команду «отключить борт», не успели. Через виток, когда станция вошла в зону радиовидимости, было уже поздно. Станция выработала все топливо и стала неуправляемой.
Чтобы скрыть этот провал, молчащий спутник назвали «Космосом-557», а экспедиции на нее пришлось отменить. Уже 22 мая станция самопроизвольно сошла с орбиты.
Константин Петрович Феоктистов считал виновником потери новейшей станции Мишина и его заместителя по испытаниям Якова Исаевича Трегуба, которые вместо кратковременного испытания системы ориентации на основе данных ионного датчика включили эту систему в постоянный автоматический режим работы. «Грубая, чуть ли не нарочно введенная ошибка в программу полета, устранить которую я требовал до старта, и растерянность в процессе управления полетом привели к потере станции: без топлива нет ориентации, нет электропитания, станция умирает», — писал Феоктистов.
Запуск орбитальной станции «Салют-4» (ДОС-4)
Вслед за станцией ДОС-3 в ЦКБМ создавался второй экземпляр точно такой же станции с индексом ДОС-4. 26 июня 1974 года на Байконуре началась предстартовая подготовка ДОС-4. На устранение обнаруживаемых неисправностей ушло несколько месяцев. Только 26 декабря 1974 года в 7:15 ДМВ с той же 81 площадки космодрома Байконур стартовала ракета «Протон К», которая вывела на орбиту станцию ДОС-4, получившую официальное название «Салют-4».
Орбитальным пилотируемым станциям (ОПС), создаваемым в ЦКБМ под руководством Челомея в интересах Минобороны, с целью конспирации присваивали название «Салют». ДОС и ОПС запускались в следующей последовательности:
19 апреля 1971 года — ДОС-1 («Заря», «Салют»);
29 июля 1972 года — ДОС-2, потеряна из-за аварии ракеты «Протон К»;
3 апреля 1973 года — ОПС-1 («Алмаз-1», «Салют-2»), потеряна из-за разгерметизации;
11 мая 1973 года — ДОС-3 («Космос-557»), потеряна из-за сбоя системы ориентации;
25 июня 1974 года — ОПС-2 («Алмаз-2», «Салют-3»);
26 декабря 1974 года — ДОС-4 («Салют-4»).
Экспедиции на орбитальную станцию «Салют-4»
За прошедшее с момента потери ДОС-3 время в экипажах, готовившихся к полетам на станции типа ДОС, произошли изменения. Первый экипаж — Леонов и Кубасов — перевели на программу «Союз-Аполлон». Экипаж Лазарев — Макаров выполнил испытательный полет на «Союзе-12», а Губарев и Гречко были их дублерами.
В результате к трем экспедициям на ДОС-4 10 декабря 1973 года начали подготовку следующие экипажи:
1-й: Губарев и Гречко;
2-й: Лазарев и Макаров;
3-й: Климук и Севастьянов;
4-й: Коваленок и Пономарев.
Первая экспедиция
11 января 1975 года с площадки №1 Байконура ракета-носитель «Союз» вывела на орбиту космический корабль «Союз-17» (7К-Т №38) с первой экспедицией на станцию «Салют-4». В ее состав вошли Губарев и Гречко.
Через сутки они успешно состыковались со станцией и перешли на ее борт. За 28 суток полета на новой станции космонавты выполнили обширную научную программу и 9 февраля 1975 года успешно вернулись на Землю.
Казалось, полоса неудач, преследовавшая программу создания станций ДОС с 1971 года, наконец осталась в истории.
Вторая экспедиция
К выполнению 30-суточной программы 2-й экспедиции были подготовлены три экипажа:
1-й: Лазарев и Макаров;
2-й: Климук и Севастьянов;
3-й: Коваленок и Пономарев.
5 апреля 1975 года с площадки №1 Байконура стартовала ракета-носитель «Союз» с космическим кораблем 7К-Т №37, на борту которого находились Лазарев и Макаров. Из-за аварии при разделении второй и третьей ступеней корабль на орбиту не вышел.
Система аварийного спасения отделила от головного блока спускаемый аппарат с космонавтами, который по инерции достиг высоты 192 км, совершил баллистический спуск и приземлился в горах Алтая недалеко от государственной границы.
При этом космонавты, пережив перегрузки в 21,3 g, не пострадали.
24 мая 1975 года с площадки №1 Байконура на орбиту вышел космический корабль «Союз-18» (7К-Т №40) с Климуком и Севастьяновым на борту. Через сутки они успешно состыковались с «Салютом-4», перешли на его борт и начали работу по программе 28-суточного полета. Полет проходил успешно, но…
Виталий Севастьянов рассказывал автору: «На 14 день пришла шифровка: полет продлевается на 35 суток. “Как на 35 суток?! — вскричал Петр Климук, считавший, что половина полета уже позади. — Виталий, запроси еще раз”. Запросил. Пришла такая же по содержанию шифровка, только в конце было добавлено — посадка 26 июля».
Такое решение было принято из-за того, что все три корабля для трех экспедиций на ДОС-4 были использованы, а ресурс станции позволял выполнить еще один месячный полет. Поэтому Климуку и Севастьянову пришлось работать по программе 2-й и 3-й экспедиций. Ими было выполнено огромное количество плановых и внеплановых работ.
Их 63-х суточный полет успешно завершился 26 июля 1975 года, а станция «Салют-4» продолжила полет.
Испытание перспективной системы на станции «Салют-4»
В НПО «Энергия» уже несколько лет разрабатывались станций ДОС 3-го поколения, основное отличие которых от ДОС 2-го поколения — наличие двух стыковочных узлов, дающих возможность организовывать экспедиции посещения, дооснащать станцию в ходе полета и дозаправлять топливом с помощью грузовых беспилотных кораблей «Прогресс». Они должны были выполнять сближение и стыковку полностью в автоматическом режиме и с помощью своих двигателей поднимать орбиту станции.
В рамках реализации этого проекта 11 ноября 1975 года с Байконура вывели на орбиту космический корабль «Союз-20» без экипажа. Он успешно состыковался со станцией «Салют-4», после чего начались ресурсные испытания обоих космических объектов.
«Союз-20» совершил посадку на Землю 16 февраля 1976 года в 02:24:00 по Москве, подтвердив возможность трехмесячного полета «Союза» в составе станции.
«Салют-4» еще год выполняла полет в автоматическом режиме, и 3 февраля 1977 года по командам из Центра управления полетом сошла с орбиты.
Общая продолжительность полета ДОС «Салют-4» составила 770 суток.
Ранее Игорь Маринин рассказывал о первой экспедиции на орбитальную станцию «Салют-6». Как она проходила — в нашем материале.
