100 рассказов о стыковке

В средине 60–х годов информация поступала к нам из?за океана нерегулярно. Созданная Королёвым специальная информационная группа во главе с моим тогдашним приятелем В. Шевалевым после смерти Главного стала чахнуть, а потом и вовсе прекратила существование. Централизованная же система перевода и обработки иностранной информации в нашем головном институте ЦНИИМаш находилась еще в стадии становления.

Так или иначе, мы были предоставлены сами себе. В тот августовский день все было как обычно. Н. В. Уткин — за своим кульманом, я — за столом, рядом с телефонами. За последние годы мы успели расшириться так, что его кульман стоял теперь у окна, и издалека мне не были видны детали разработки. На вопрос, как дела с нашей перспективой, Уткин ответил: «Сейчас покажу». Через некоторое время мы разглядывали черновой набросок новой концепции.

Стыковочный механизм стоял на крышке переходного тоннеля, на «активном» корабле, а крышка на втором корабле представляла собой приемный конус. Тоннель формировался двумя кольцами — шпангоутами, которые требовалось соединить замками, расположенными по периферии, а стык между кольцами уплотнялся резиновым кольцом. После соединения крышки открывались, образуя герметичный проход в виде тоннеля. Концепция выглядела логичной, эффективной и достаточно простой. Шпангоуты играли роль несущей основы будущей конструкции, которая «смотрелась, а значит должна летать», как сказал известный авиаконструктор. Немного подумав, мы решили проектировать новую конструкцию в виде двух автономных агрегатов, чтобы их можно было устанавливать на бытовой отсек «Союза», на другие корабли и модули. Такое решение тоже было важным для всей будущей стыковочной техники.

В целом мне сразу стало ясно: это то, чего нам до сих пор не хватало. Мы еще поработали над некоторыми деталями, предусмотрев на будущее смену крышек, с тем чтобы превращать активный корабль в пассивный, и наоборот. Уже тогда мне почему?то очень хотелось сделать корабли «двуполыми», хотя такая вычурность выглядела почти фантастикой. После этого я стал размышлять, как и кому «продать идею». Правда, до настоящей рыночной экономики было еще очень далеко. Только через много лет удалось по–настоящему продать многое, даже сменные крышки, но об этом речь впереди.

Об Уткине стоит рассказать подробнее. Еще до войны Николай Васильевич работал на ЗИКе (завод им. Калинина) в Подлипках. Он, тогда слесарь, внес толковое предложение относительно того, как изменить важный элемент затвора, самого хитрого узла пушки новая деталь позволяла автоматически взводить взрыватель. Его заметили и перевели в КБ. В начале войны он продолжал некоторое время трудиться на заводе. Инженерная элита, работавшая на оборону, получала бронь, защищавшую от призыва в армию. В эту категорию попадала иногда и другая элита. Уткин рассказывал, что у них появился известный гроссмейстер А. Котов, но поскольку он ничего не понимал в пушках, то держался за счет шахматной славы и умения правильно расставлять «фигуры». Приходя утром на работу, он говорил Уткину: «Полпочтения», — а его начальнику: «Два почтения».

Летом 1942 года, когда обстановка на фронте резко ухудшилась, Уткина забрали в армию. (По другой версии, молодой конструктор вовремя не оказал достаточного почтения своему начальнику.) Он попал в самое пекло, под Сталинград, и какое?то время даже командовал взводом морской пехоты. «Пленных брать не будем!» — был лозунг пехотинцев в черных бушлатах. «Не будем», — повторял Уткин. Однако вскоре начальство разглядело небоевую натуру Николая Васильевича, и его перевели во взвод артснабжения. Подвозить снаряды к его «любимым» пушкам тоже было делом опасным, связанным со смертельным риском, но судьба хранила его. Сам он, видимо, не мог убить человека. Вот, например, рассказанный им эпизод из боевой практики. Однажды, въехав на своей полуторке в только что отбитую у немцев деревню, он увидел бегущего молоденького немецкого солдатика. «Стой!» — тот не остановился, Уткин с винтовкой наперевес — за ним, немченок — в подвал. «Я успел ткнуть его штыком в зад, — закончил рассказ наш ветеран, — тот взвизгнул и исчез в подвале, а я росился бежать в другую сторону».

После войны, награжденный орденом и медалями, он победителем вернулся в родные Подлипки и стал конструировать электроприводы для ракет в ОКБ-1 у Королёва. Механизмы он чувствовал всем нутром, разработал десятки узлов, включая стыковочный механизм, который продолжает летать на кораблях «Союз» и «Прогресс».

Чего Уткин не оставил, так это потомства, до конца дней он был старым холостяком. Мы и в шутку и всерьез пытались подтолкнуть его к женитьбе, но напрасно. Правда, нельзя сказать чтобы он брезговал прекрасным полом. Обычно в пятницу под конец дня наш холостяк подходил к московскому телефону, и вся комната затихала, предвкушая вербальное удовольствие: «Тоня, это Коля из Подлипок, вы меня помните? Ну ладно… Нюра, вы меня помните, это Коля из Подлипок… Тогда я буду вас ждать на станции вечером, приеду туда на машине». Его дом находился в семи минутах ходьбы от станции Подлипки. У него был такой же «Москвич-402», как у меня, но он не любил уезжать далеко и чаще всего ездил один: «Одному хорошо, а так — разговаривать надо». Особенно не любил он выезжать из гаража в сырую погоду. «Смотри?ка, дождь собирается, пойду сегодня пешком». — «Так в машине?то теплее, сухо». — «Э, нет, мне?то ничего не будет, я просохну, а машина сгниет».

Когда 15 лет спустя мы хоронили Николая Васильевича, я сказал про него так: «Коля из Подлипок — самобытный человек и уникальный разработчик космических механизмов, конструктор, что называется, от Бога».

Заслуга Уткина в создании стыковочного устройства для орбитального комплекса «Союз—Салют» огромна, и то, что система не устарела до сих пор, — лучший памятник ему и многим нашим товарищам, ушедшим от нас и здравствующим ветеранам.

В тот период, когда родилось наше предложение, изучалось несколько вариантов использования корабля «Союз» для разных программ. В частности, наши проектанты работали над одним вариантом совместно с куйбышевским филиалом, который возглавлял Д. И. Козлов, королёвский ведущий «семерки». Там активно занимались «Зенитами» и другими разведывательными спутниками. Для рассматриваемого варианта предполагался новый автономный аппарат, который для повышения эффективности космических операций требовалось периодически обслуживать на орбите с помощью пилотируемого корабля «Союз». Услышав об этом от наших проектантов, я позвонил В. Н. Бобкову и договорился о встрече. Валентин Николаевич сразу оценил нашу новую стыковочную концепцию, однако, к моему удивлению, сказал, что эта система еще нужнее для другого проекта. Через некоторое время мне стало известно, что Феоктистов уже рассматривает возможность интеграции челомеевского «Алмаза» с нашим «Союзом». Эмбриональный этап проектирования станции начался. Он растянулся аж до конца 1969 года. Перестроить нашу «плановую космонавтику» было очень непросто. Слишком много разных ведомств и инстанций, а также руководителей различного ранга, оказались вовлеченными в этот процесс.

Тем временем новую, официально еще не одобренную разработку поддержали мои начальники и, конечно, Вильницкий. Вскоре более высокое руководство нашего КБ, а затем и министерства, поняв, что в любом случае новая система обязательно понадобится уже в ближайшем будущем, поддержали нашу инициативу и дали «добро». Было принято решение начать детальное конструирование заранее, а такое происходило не часто. Осенью 1968 года работа над новой конструкцией закипела.

На лекциях о методах проектирования я подробно рассказываю студентам о том, что космические и другие автономные аппараты делятся на отсеки и системы, а такое деление имеет важнейшее значение на всех этапах работ.

В формальном организационно–техническом документе, называемом схемой деления, предусмотрено двойное разбиение: на конструктивно законченные отсеки, агрегаты и узлы и на «размазанные» по отсекам системы, состоящие из датчиков, приборов и механизмов. Для выполнения определенной задачи элементы системы электрически и функционально объединены между собой. Так, «Союз» состоит из приборно–агрегатного отсека, спускаемого аппарата и бытового отсека. По ним разбросаны многочисленные системы: электропитания, жизнеобеспечения, управления движением и так далее. В разработке этих двух составляющих частей много общего, вместе с тем существенная специфика системы заключается в том, что ее элементы одновременно разобщены и связаны. Разобщенность аппаратуры, с одной стороны, функциональная направленность и связь отдельных элементов между собой — с другой, выделяют системы в особую категорию. При испытаниях систем используются специальные методы; их отработка оказывается обычно более трудоемкой, многодельной и длительной, чем статических конструкций. Кроме того, как правило, возникает необходимость привлечения организаций, обладающих специфической технологией, что, в свою очередь, требует подрядчиков, производящих так называемую элементную базу. Примером могут служить радиосистемы и оптико–электронные приборы, солнечные батареи и аккумуляторы, гироскопы и датчики. Отдельной, специфической областью является реактивная техника.

В челомеевском филиале №1 в Филях детально спроектировали отсеки станции «Алмаз», на заводе им. Хруничева их изготовили, а вот систем как раз и не хватало. Ведь для их разработки и испытаний требовалось больше времени. Многие предприятия–смежники к этому времени только приступили к работе, и, чтобы завершить начатое, нужен был не один год.

Кстати, в конце 60–х в КБ «Салют» не было и проекта стыковочного устройства. Забегая вперед, стоит сказать, что их вариант появился намного позже. Его конструировали настоящие мясищевские самолетчики, предпочитавшие, как и американцы, гидравлику и пневматику, в итоге их агрегат оказался в два с лишним раза тяжелее нашего; он чем?то напоминал самолетное шасси. Правда, они тоже нередко критиковали наш механизм, называя его часовым. В то же время надо и отдать должное филевским коллегам: они довели свою конструкцию до летной кондиции. Однако слетала она в космос только пару раз в начале 80–х на борту беспилотного корабля ТКС, пристыковав его к одному из наших «Салютов».

Осенью 1969 года ситуация с «Алмазом» подтолкнула наших руководителей к необычному организационно–техническому предложению. Объединившись, замы нашего главного (С. Охапкин, К. Бушуев, Б. Черток и другие) предприняли нестандартные шаги. С нарастающей активностью стал обсуждаться комбинированный проект обновленного транспортного корабля «Союз» (под индексом 7К–Т) со станцией «Алмаз». Получая информацию с разных сторон, секретарь ЦК Д. Устинов постепенно проникся этим предложением. Оно позволяло выйти из тупика, в который попала советская пилотируемая космонавтика, и создать орбитальную станцию в кратчайшие сроки. К тому же Устинов не любил Челомея еще со времен Хрущева, когда тот действовал через его голову. Несмотря на противодействие В. Мишина, который с самого начала выступал против этой инициативы, проект находил все больше сторонников как у нас в КБ, так и в МОМе. «Вот чем надо заниматься», — говорил тогда министр С. Афанасьев.

У нас в КБ сформировалась команда под руководством К. Феоктистова. «Забирай сто человек и уходи в Фили», — позднее говорил Мишин Константину Петровичу, энтузиасту орбитальных полетов. Сам главный по–прежнему считал основной задачей лунную программу. Решающие события развернулись тогда, когда Мишин ушел в отпуск. Сначала большое совещание у нас провел министр, а 26 декабря руководителей космонавтики собрал сам Устинов. Получив поддержку сверху, активисты проекта буквально в считанные дни подготовили первый официальный технический документ «Основные положения по долговременной орбитальной станции — ДОС», который подписали 31 декабря 1969 года.

Следующий решительные действия предпринял Ю. П. Семёнов, тогда ведущий конструктор лунного облетного корабля Л1. Пользуясь еще более высокой поддержкой, в январе 1970 года ему удалось сначала уговорить Мишина и подписать приказ об организации работ над орбитальной станцией. Сам он назначался ведущим конструктором по ДОСу и наделялся широкими, беспрецедентными полномочиями. Затем, в марте 1970 года, ему удалось уговорить, а скорее дожать (конечно, при сильнейшей поддержке сверху) Челомея, которого заставили отдать первые корпуса орбитальной станции. Один из них через год улетел в космос (тоже на челомеевской ракете «Протон»). Забегая вперед, надо сказать, что Семёнов очень эффективно распорядился предоставленными возможностями. Прежде всего он внес очень большой вклад в осуществление проекта, в решение многочисленных проблем, которые возникали на коротком, но насыщенном пути от начального этапа до полета в космос. В конце концов этот путь привел его к руководству всей нашей организацией.

Можно понять Челомея, который в какой?то момент даже объединился… с Мишиным, и они пытались наложить вето на работы над ДОСами. Однако ставка была слишком высокой, как и уровень принятых решений. Остановить огромный маховик, уже набравший к тому времени большие обороты, было невозможно.

Проектные работы с самого начала находились в руках и в голове Феоктистова, его вклад в проект первого и последующих ДОСов также огромен. На основе этого проекта руководство MOM по указанию Устинова приняло решение в кратчайший срок разработать и запустить первую советскую орбитальную станцию. В соответствии с постановлением Совета Министров от 9 февраля 1970 года наше предприятие назначалось головной организацией проекта в целом, а вместе с заводом и многочисленными смежниками — ответственным за создание основных систем будущей станции. Конструктивную интеграцию возложили на филевское КБ, а изготавливал и собирал станцию завод им. Хруничева.

До полета в космос оставалось немногим более года. Практически все системы будущей орбитальной станции, получившей в самый последний момент название «Салют», создавались на базе их аналогов — систем космического корабля «Союз». Так, систему электропитания построили, взяв четыре солнечные батареи «Союза». Электроэнергия распределялась с помощью также заимствованных приборов. Радиосвязь со станцией, по всем ее многочисленным каналам (радиотелефон, телеметрия, командная радиолиния, измерение орбиты, телевидение), обеспечивалась проверенной в космосе аппаратурой и существовавшими наземными комплексами. Для управления движением использовались работавшие в космосе датчики и приборы «Союза». Одна из важнейших подсистем управления, радиоответчик — пассивная часть радиолокатора «Игла» — также перекочевала с пассивного корабля, и «Союз» теперь стал навсегда активным. Чтобы человек мог жить на орбитальной станции длительное время, необходимы системы жизнеобеспечения. На «Союзе» они имелись, однако были рассчитаны на более короткий ресурс работы, и поэтому нужно было увеличить срок их функционирования. Это тоже удалось сделать.

Агрегатный отсек корабля «Союз» с основным реактивным двигателем для корректирования орбиты и реактивной системой управления почти целиком перекочевал на первую орбитальную станцию. Если внимательно всмотреться в изображение первого «Салюта», нетрудно разглядеть этот отсек в хвостовой части станции, так же как легко узнать союзовские крылья солнечных батарей в хвосте и в передней части.

Такой подход в несколько раз сократил сроки создания систем и орбитальной станции в целом. Тем не менее работа требовала огромных усилий. Коллективы головных организаций в Подлипках и в Филях, многочисленные смежники меньше чем за год сделали то, на что в обычном режиме могло уйти несколько лет. Здесь первостепенную роль сыграл подъем, настоящий энтузиазм участников — от руководителей до рядовых исполнителей. Люди чувствовали, что программа реальна, что им по плечу сделать новый шаг в освоении космоса, наконец, выполнить то, что несколько десятилетий назад предсказал их великий соотечественник К. Э. Циолковский — калужский учитель, удивительный, не от мира сего человек, ученый, философ и фантаст, и что появился шанс хоть немного отыграться в соревновании с Америкой.

В Филях — в КБ и на заводе им. Хруничева, в Подлипках — в нашем КБ и на ЗЭМе, люди трудились в две смены: по 10—12 часов, передавая эстафету следующей команде. В декабре, когда «Салют» переехал в наш КИС (контрольно–испытательную станцию), начался последний трехмесячный штурм, во время которого впервые отлаживалось взаимодействие всех многочисленных систем.

В течение всех этих месяцев отрабатывалась не только техника ДОСов, будущих «Салютов», но и методы испытаний, а главное — складывались и закалялись, приобретая дополнительный опыт, коллективы, отделы и лаборатории, на плечах которых в последующие годы держалась советская пилотируемая космонавтика. Позднее, в 80—90–е годы эти люди внесли огромный вклад в создание орбитального комплекса «Мир», а затем и МКС — первой международной космической станции.

И все же нам, стыковщикам, досталась, как мне кажется, сама сложная задача. Предстояло сделать принципиально новый шаг в развитии техники стыковки. Требовалось создать конструкцию, которую мы никогда еще не делали. Новизна касалась многих разделов наше техники, а также организации работ на всех ее этапах. До сих пор нам не приходилось создавать целый отсек корабля, а теперь стыковочный агрегат приобрел статус самостоятельного отсека; что это такое нам еще предстояло узнать. С другой стороны, этот агрегат, содержавший набор датчиков и исполнительных механизмов, вместе с приборами управления представлял собой систему. Совокупность всех eе компонентов, соединенных между собой и с другими системами корабля, с пультами управления и контроля, а в космосе — еще и с Большой землей, должна была функционировать как единый, хорошо отлаженный механизм.

Следует отметить еще одну особенность этой большой системы. Одна ее часть вместе с активным стыковочным агрегатом устанавливалась на транспортный космический корабль, другая часть со вторым агрегатом — на орбитальную станцию. Эти две половины большой системы, на корабле и на станции, после стыковки соединялись в неразрывное целое и начинали взаимодействовать между собой механически, гидравлически и электрически. В те годы это был, по существу, первый опыт сборки действующей системы в космосе. В целом она, эта орбитальная сборка и система, получилась во многих отношениях необычной.

И все это надо было сначала спроектировать и разработать, затем изготовить и испытать и наконец установить на обновленный транспортный корабль «Союз» (7К–Т) и на новую станцию «Салют». Перед тем как лететь в космос, все вместе требовалось проверить всесторонне и во взаимодействии на земле. Большая часть этих задач решалась нами впервые. Мы работали и учились одновременно, а также учили других, включая первые экипажи орбитальной станции.

Подробнее о том, как все это происходило, включая полеты в космос, — в следующих трех рассказах.

За сравнительно короткое время нам предстояло столкнуться со многими трудностями и проблемами. В целом путь к совершенству, к системе ССВП, которая с годами стала незаменимой, оказался и длиннее, и сложнее, чем предполагалось. Но, наверно, нам этого и хотелось, когда мы вносили свое предложение. Мы были молодыми и честолюбивыми и искали приключений, мы рвались в большие дела.

В конце 1968 года наш проект находился еще в самом начале. Впереди была еще одна «война». До первого полета оставалось два с половиной года.

1.20. Снова ПРО

Американцы, люди деловые и рациональные, очень любят сокращения, особенно в технике и прежде всего в космической. Одно из них — RD&D (Research, Design & Development), по–нашему ПРО (поиск — разработка — отработка). За свою инженерную карьеру мне пришлось много раз заниматься этим самым ПРО, в разных проектах, на всех этапах: от идей до летных испытаний. С конца 1968 до весны 1971 года ПРО системы стыковки для первой орбитальной станции «Салют» явилось, пожалуй, наиболее значительным этапом, можно сказать, событием для моего становления как конструктора, специалиста по орбитальной стыковке. Благодаря этому ПРО техника и технология стыковки поднялись на новый уровень, а мы сами стали лидерами в этой области. Когда число стыковок в космосе при помощи ССВП за 25 лет полетов приблизилось к 200, скупой на похвалы В. П. Легостаев, к тому времени вице–президент нашей корпорации, сказал: «Вам надо поставить памятник при жизни за вашу систему».

Как всегда, путь от идеи, от концепции до полностью отработанной, отлаженной системы был длинным и трудным и на Земле, и в космосе.

В лекциях по проектированию я также рассказываю своим студентам о том, что любая работа начинается с технического задания — ТЗ. Составление ТЗ — один из самых важных этапов проекта. Задание должно быть ясным и полным, а для этого надо хорошо понимать, что хочешь иметь в конце, во многих деталях и подробностях. В конце 1968 года, еще не представляя конечный результат, нам удалось, можно сказать, почти интуитивно, сформулировать ТЗ для будущей системы стыковки.

Еще раз следует остановиться на ряде важных особенностей нашего проекта.

Во–первых, как упоминалось, стыковочные агрегаты вместе со средствами управления требовалось разместить и на корабле, и на станции, и только в космосе они соединялись между собой. К тому же корабль и станция создавались на разных предприятиях разными коллективами конструкторов, у нас в Подлипках и в Филях, поэтому сначала нужно было состыковаться на Земле. Таким образом, впервые пришлось обеспечивать, как сейчас говорят, космический интерфейс. Кстати, этот опыт очень пригодился в международном масштабе, когда началась программа «Союз» — «Аполлон»,

Во–вторых, сложность заключалась в том, что впервые в космосе требовалось герметично соединить корабль со станцией, а у нас вообще не было опыта по созданию герметичных конструкций.

В–третьих, к этому герметичному космическому стыку предъявлялось несколько специфических, можно сказать, уникальных требований. После выполнения автоматического соединения он должен оставаться прочным и жестким под действием многотонных внутренних и внешних нагрузок. Надежность и безопасность стыка также должна соответствовать самым высоким космическим стандартам. Причем эти требования относились как к способности сохранять соединение, так и к возможности разъединяться, отстыковывать корабль от станции, в том числе экстренно, в любой момент.

В–четвертых, стыковочный механизм, в отличие от уже созданных нами конструкций, требовалось сделать достаточно компактным, портативным, чтобы его можно было установить на крышке переходного люка.

В–пятых, вся эта новая техника нуждалась в новых методах проверок и испытаний, и их требовалось разработать.

И, наконец, последнее, но немаловажное, в–шестых: новые методы наземных испытаний требовали многочисленного наземного оборудования, которое тоже надо было создать.

Если не считать стыковочного механизма, при выполнении задачи в целом у нас практически не было прототипов, на которые можно было опереться. По сути дела, пришлось начинать с чистого листа. Забегая вперед, надо сказать, что в целом мы справились с поставленной задачей. Этому способствовал ряд правильных основополагающих решений.

Мы начали с того, что использовали тот же самый рациональный подход, который применили шесть лет назад к стыковочному механизму, а его спроектировали в виде единого конструктивно и технологически законченного узла. И тогда, на заре техники соединения космических кораблей на орбите, и теперь этот метод оказался действительно эффективным и избавил нас от многих осложнений на всех последующих этапах, а также во всех наших последующих стыковочных проектах, включая международные программы.

В целом стыковочное устройство состоит из двух агрегатов: активного и пассивного, каждый выполнен и виде конструктивно законченного узла. В соответствии с той самой схемой деления — одного из основополагающих конструкторских документов — активный стыковочный агрегат со штырем приравняли к самостоятельному отсеку космического корабля; второй пассивный агрегат с конусом стал почти отсеком орбитальной станции.

В корабле «Союз» три основных отсека: спускаемый аппарат (А), приборно–агрегатный отсек (Б) и бытовой отсек (В). В схеме деления стыковочный агрегат получил статус самостоятельного отсека под индексом Г. Вместе с управленцами мы стали также создавать систему стыковки. Она состоит из нескольких контуров управления, включающих датчики, преобразователи информации, коммутационные приборы, механизмы с исполнительными приводами и пульты управления. Эти элементы расположены в разных местах и связаны между собой электрическими кабелями. Кроме того, система стыковки связана с другими системами корабля, которые обеспечивают электропитание, радиокоманды и телеметрический контроль, обмен другой информацией. В целом это непростая совокупность электронных и электротехнических компонентов, работающая в трех режимах: автоматическом, по радиокомандам с Земли, и ручном — по командам, выдаваемым космонавтами с пульта управления корабля.

Основой системы стыковки является все же стыковочный агрегат, там расположены все ее датчики и все исполнительные механизмы с электроприводами.

В свою очередь активный стыковочный агрегат состоит из двух главных частей. На корпусе со стыковочным шпангоутом смонтирован комплект замков, жестко соединяющих его с ответным агрегатом. Вторая часть — это стыковочный механизм, выполняющий основные функции по соединению кораблей от первого касания до соприкосновения шпангоутов. Кроме двух основных частей, в состав агрегата вошли крышка переходного люка, комплект электро- и гидроразъемов и других элементов.

Таким образом, в отличие от середины 60–х годов, когда мы создавали только стыковочный механизм для первых «Союзов», теперь нам предстояло разрабатывать целый агрегат. Его приравняли к отсеку космического корабля не просто формально, не только на бумаге. Сборку агрегата поручили цеху главной сборки, где изготавливались остальные отсеки корабля «Союз»; там появился наш сборочный участок.

Подчеркну, что создание герметичных стыковочных агрегатов с переходным тоннелем стало для нас новой и самой сложной конструкторской задачей, и мы не имели в те годы аналогов. Концепцию шпангоута с комплектом замков, которые обеспечивали соединение космического корабля с будущей орбитальной станцией, его надежность и безопасность в целом, удалось найти и обосновать довольно быстро. Набросав несколько вариантов, выбрали, как показала вся будущая практика, действительно очень удачную конструкцию, именно то, что требовалось. В ней сложилось всe: и силовая схема тяжело нагруженной конструкции, и подход к обеспечению несущей способности и герметичности, и принцип нераскрытия стыка, и удачный механизм стягивания с активными и пассивными крюками, и обеспечение высокой надежности и безопасности как при стыковке, так и при расстыковке, и даже универсальность, которую позднее назвали андрогинностью. В конце концов эта многофункциональная конструкция стала классической, в разных модификациях ее применили во многих стыковочных устройствах, в том числе в агрегатах для проекта «Союз» — «Аполлон», причем как в советском, так и в американском варианте. Еще двадцать лет спустя наши крюки стали стыковать американский «Спейс Шаттл». В XXI веке эти крюки стали соединять модули и корабли МКС — международной космической станции.

Иными словами, можно сказать, что мы предвосхитили перспективные требования многих космических проектов.

Вся работа над новым проектом, ответственное задание, о котором я мог только мечтать, стало идеальным полем для моих творческих способностей, которые благодаря приобретенному к этому времени опыту приблизились к периоду зрелости. Должен, однако, отметить, что моя деятельность не стала творчеством изобретателя–одиночки: мы работали по–настоящему коллективно, как классная футбольная команда, постигавшая вершины мастерства. Даже наши изобретения мы оформляли коллективно, не забывая, конечно, начальство, чтобы не мешало.

Одной из причин, которая пару лет спустя привлекла внимание к нашей конструкции американцев — разработчиков первого международного проекта со стыковкой оказалась так называемая андрогинность стыковочных шпангоутов вместе с системой замков, спроектированных в конце 1968 года. Тогда мы еще не знали этого термина, означающего двуполость, похоже, сказался недостаток воспитания в вопросах секса, во всяком случае, мы познакомились с новой для нас терминологией только благодаря стыковке и будущим американским партнерам. Идея создать два стыковочных шпангоута, которые были бы совершенно одинаковыми и, несмотря на это, могли соединяться, спариваться между собой, также относилась к числу фундаментальных достижений того времени.

В то время я не раз вспоминал нашего Главного конструктора, нашего Короля: он не только хотел, чтобы мы создали стыковочное устройство с герметичным переходом, но и предвосхитил андрогинность.

В технике известны примеры соединения идентичных конструкций: фланцы пожарных шлангов, автосцепка на железной дороге. Однако в данном случае стояла более сложная задача: требовалось соединить два одинаковых, идентичных шпангоута непростой конфигурации, содержащих большое количество различных элементов. Мы решили не только данную конкретную задачу при конструировании шпангоутов, андрогинно расположив на них все, что требовалось: замки, разъемы и другие элементы. Мне удалось сформулировать общий принцип, в соответствии с которым любая конструкция могла бы отвечать требованию андрогинности. Универсальное правило получило название принципа обратной симметрии; обратной, потому что все соединяемые при стыковке элементы располагались попарно симметрично относительно общей оси: штырь — гнездо, вилка — розетка, выступ — впадина.

Для нового транспортного корабля «Союз» и будущей станции «Салют» стыковочные агрегаты по–прежнему имели штырь и конус, так сказать, ярко выраженную половую окраску, и мы продолжали называть их ласково: «папа—мама». Пока андрогинными были лишь новые стыковочные шпангоуты. Однако, как упоминалось, путем смены крышек со стыковочным механизмом можно было достигнуть полной андрогинности.

Здесь надо отметить, что не вычурность, не техническая экзотика главным образом толкали меня к новой конфигурации. Основная цель, которую в то время преследовали мы при создании андрогинных шпангоутов, заключалась в повышении надежности и несущей способности стыка между кораблем и будущей станцией. На оба агрегата, активный (со штырем) и пассивный (с конусом), установили идентичные комплекты замков, которые работали независимо друг от друга. В результате механизм оказался полностью дублированным: случись что?то с одним из агрегатов, можно включить комплект замков на другом. Если стянуть стык с обеих сторон, используя сразу оба комплекта, его несущая способность повысится, допустимые значения внешних нагрузок возрастут даже не в два, а во много раз (такова механика нагружения в целом).

Следующая задача, которую требовалось решить на этом этапе, заключалась в конструировании самих замков и механической связи между ними и приводом. В этой части у нас тоже не оказалось прототипов; до сих пор не понимаю почему, но в то время у нас отсутствовала информация даже о замках «Аполлона». Позднее, когда она появилась, стало ясно, что они сделали свои замки совсем не так. Рассмотрев несколько вариантов, мы остановились на замках с активными крюками, снабженными эксцентриковым механизмом, и с пассивными крюками со специальными тарированными пружинами. Эксцентрики соединялись между собой и с приводом с помощью замкнутой тросовой связи. Последнее, что должен обеспечивать этот механизм, причем тоже с высокой надежностью, — это расстыковка. В дополнение к открытию замков с помощью привода добавили аварийную расстыковку путем отстрела: так называемые пироболты хорошо вписались в общую конструкцию. Надо сказать, что и эта часть проекта оказалась очень удачной, она пополнила нашу будущую стыковочную классику.

Помню, как несколько лет спустя, в разгар сотрудничества с американцами, конструктор НАСА Б. Криси, о котором мне еще предстоит рассказать, под руководством К. Джонсона, разработчика космических кораблей, начиная с «Меркурия», показывал мне набросок своей концепции замков стыка. Они стали разрабатывать ее уже после того, как стыковочный агрегат «Аполлона» с нашими замками испытывался с ответным агрегатом «Союза». Возможно, моя критическая оценка повлияла, потому что эта работа не получила продолжения.

Расположив стыковочный механизм на крышке переходного тоннеля и решив задачу перехода космонавтов, мы создали себе другую проблему: стыковочный механизм требовалось существенно модифицировать так, чтобы он не мешал открытию переходного люка. Вообще?то подобная задача была нам уже хорошо знакома. Создав несколько модификаций таких механизмов, мы стали профессионалами в этой технике стыковки, знали, что нужно изменить для выполнения новых требований — сделать конструкцию лучше, меньше и легче, в целом — оптимальнее. Переделать стыковочный механизм было очень полезно еще с одной точки зрения: принципиальная схема нашего первого механизма меня уже не удовлетворяла, на фоне приобретенных знаний и опыта она казалась громоздкой и старомодной. Мой первый научный вклад очень пригодился на этом этапе. Тем не менее в работе над новым стыковочным механизмом возникали осложнения, как это обычно бывает на практике. Забегая вперед, надо сказать, что и эту задачу удалось решить совсем не плохо, если не считать, конечно, отказа при самой первой стыковке. Однако неудача в космосе пошла этому механизму явно на пользу: несколько усиленный после поломки, он отлетал безотказно 30 лет и в начале XXI века продолжает стыковать космические корабли и модули на орбите.

В 1969 году за короткий срок мы сначала сконструировали, а в течение года отработали стыковочный механизм для нового проекта. Его конструкция существенно отличалась от той, что использовалась на первых «Союзах».

Все функциональные элементы механизма взаимосвязаны, они выполняют следующие одна за другой операции на разных этапах стыковки. Самым коротким, но самым напряженным является динамический этап, который начинается с первого касания. Амортизаторы должны смягчить удар, поглотить кинетическую энергию, сдемпфировать относительные колебания. После этого механизм начинает выравнивание и стягивание. Элементы амортизаторов и стягивающего привада связаны между собой, образуя так называемую амортизационно–приводную систему, а проще — кинематику. Первые разработки для «Союза», для лунных кораблей Л1 и особенно для ЛЗ, а также теория амортизаторов создали хорошую базу для нового проекта. Более совершенную кинематику совмещенного типа, разработанную для проекта ЛЗ, применили в новой конструкции. Именно она внесла основной вклад в уменьшение габаритов.

Когда весной 1969 года были готовы чертежи механизма, начался еще один напряженный «стыковочный» период, который снова оказался связанным с выездной деятельностью.

Ситуация с изготовлением новой техники в стране существенно изменилась по сравнению с серединой 60–х годов. Настало время, которое лучше всего характеризует популярная в те времена притча о двух директорах: советском и американском. Оба были направлены в порядке обмена опытом в чужую страну. Вернувшись, они похвалялись достигнутыми результатами. «Я получил столько заказов и заключил такое количество контрактов, сколько мне никогда не снилось», — хвастался американский директор. «Мне удалось отказаться от такого количества заданий, что первый раз за много лет я вздохнул свободно, и даже появилась надежда выйти в передовики», — не скрывал своего удовлетворения советский директор.

Такая обстановка сложилось прежде всего из?за непомерного увеличения военных и престижных заказов, а также последовательного претворения в жизнь социалистического принципа планирования и стимулирования.

Нас уже никто не приглашал в Казань. МОП, к которому относились оба оптико–механических завода — в Азове и Казани — из двух зол выбрало меньшее: казанский ОМЗ выполнял их ведомственные заказы. Космический патриотизм директора азовского ОМЗ Васильева сохранил нам верного смежника. Когда Николай Георгиевич уже не работал, его ученики и последователи продолжали его дело под руководством Александра Ивановича Накашидзе, украинца с грузинской фамилией. Ежегодно более десятка стыковочных механизмов для «Союза» и «Прогресса» изготавливал завод, пока суперновая экономика не добила эту кооперацию.

И снова Азов. В середине 1969 года завод приступил к производству нового стыковочного механизма. Восстановили сборочный и испытательный участки, начали изготавливать детали. Однако времени оставалось в обрез. Если в середине 60–х изготовление и отработка первого механизма заняли около трех лет, то на этот раз в нашем распоряжении не было и года.

В конце 1969 года, когда подготовка к принятию решения о будущей станции «Салют» приблизилась к решающей фазе, два министерства — MOM и МОП — организовали выездную сессию в Азове. Нашу команду усилили космонавтом Павлом Поповичем, который совершил свой первый групповой полет в 1962 году. Его «Восток-4» пролетел в нескольких километрах от «Востока-3». Тогда корабли не имели возможности ни сблизиться друг с другом, ни состыковаться. В 1973 году, «Союз-14», на котором находился Попович, соединился с орбитальной станцией «Салют-3» («Алмаз») с помощью того стыковочного механизма, для которого в ту памятную поездку 1969 года мы вместе обеспечивали производственный фундамент, каждый — по–своему. Поездка оказалась примечательной во многих отношениях.

На этот раз ЦК партии поддерживал нас лишь «дальним артиллерийским огнем», дав указание Ростовскому обкому открыть «зеленую улицу». Во время поездки все было сделано незамедлительно, начиная с приема делегации. Появление космонавтов почти магически действовало на людей, особенно в провинции. Как многие другие космонавты, Попович умел говорить и привлекать внимание к себе и, как следствие, к космической технике. В Азове он рассказывал, как, пролетая над ростовской землей, посылал приветствия трудящимся плодородного южного края. На следующий день после митинга, на котором нашего героя чуть не помяли, нам показали объяснительную записку, написанную, похоже, всерьез одной молодой работницей по требованию органов, отвечавших за порядок. Девушка докладывала, что она действительно дотронулась два раза до настоящего космонавта, в чем нисколько не раскаивается и готова нести ответственность по всей строгости закона.

Эх, жаль, в те времена не было ксероксов, так что не удалось сохранить столь памятный сувенир для космического архива.

Несмотря на всю занятость в агитационно–массовых мероприятиях, космонавт принял участие в устроенной в его честь рыбалке. Попович вернулся в гостиницу «Солнечная» очень поздно с перевязанной рукой; как нам удалось выяснить, на этот раз до него сумел «дотронуться» большой сом. Однако в отличие от девушки ему не удалось уйти на дно: рыбу вытащили и приобщили к космическим трофеям, а шрамы, как известно, украшают настоящих мужчин, делая из них героев.

Мы уезжали, довольные достигнутыми результатами. Погода выдалась нелетной, и все авиарейсы, включая наш специальный, отменили, поэтому пришлось возвращаться поездом.

Нас провожал сам второй секретарь Ростовского обкома, отвечавший за промышленность и транспорт. В привокзальном ресторане оперативно организовали импровизированный банкет с обильной выпивкой и богатой закуской. Начались тосты за советскую космонавтику и героев–космонавтов. Из окна было видно, как к перрону подошел скорый поезд № 13 «Тбилиси — Москва»; стоянка 15 минут: успеем. Однако тосты затянулись. Начальник вокзала получил указание от секретаря задержать поезд. Нам, неопытным, стало как?то не по себе. Наконец вместе с багажом космонавта, его многочисленными коробками мы погрузились в вагон СВ, где шум еще долго не утихал. В вагоне — работники аппарата ЦК. Один из них, заместитель министра какого?то рядового министерства, получил чувствительный удар в грудь и только после этого признал превосходство члена нашей делегации из МОМа, который представился как сотрудник охраны космонавта. Утром, когда мы подъезжали к Москве, этот зам выглядел по настоящему побитым: у него пропали документы и деньги. А ты не пей, если не умеешь или если закуска плохая!

Космонавта встречала настоящая охрана, которая бодро разгрузила коробки, заполнившие всю машину. Нам пришлось добираться на метро.

На космонавта очень обиделся наш заядлый рыбак В. Калашников.

Вскоре я опять уехал в Азов. Наступил кульминационный период. Снова мы перешли «на матрацы», на авральный режим. Наконец первый механизм собрали, и начались испытания. Все работало удовлетворительно, за исключением главного элемента кинематической схемы — шарико–винтового преобразователя, известного у нас как ШВП.

Еще когда компоновали конструкцию в целом, пришлось, как упоминалось, существенно переделать стыковочный механизм, чтобы уменьшить его длину. Установить на крышку тоннеля старый механизм было просто невозможно из?за габаритов. С этого и начались проблемы с ШВП.

Чтобы уменьшить длину штыря, мы избавились от второго дополнительного винта, перейдя на совмещенную кинематику типа ЛЗ. Единственный винт выполнял сразу две функции: служил штоком амортизатора и штангой привода. В данном случае длина штока оказалась существенно больше, чем в первом механизме и чем в совсем коротком механизме ЛЗ. При боковых ударах длинный винт изгибался, нарушая работу 1ПВП. Этот прецизионный элемент преобразует поступательное движение винта во вращательное движение гайки (при амортизации), заставляя работать элементы, поглощающие энергию. При изгибе преобразователь отказывался работать, заклинивался, потому что боковая нагрузка перекашивала винт относительно гайки.

Лето — не весна, погода, как правило, ясная. Возвращаясь самолетом из Ростова в Москву, я анализировал причины затирания гайки при боковых ударах. То, что виной всему изгиб винта, было ясно с самого начала, но тут уж ничего не поделаешь. Нужно было найти какую?то небольшую деталь, способную скомпенсировать деформацию. Должна выручить «плавающая» гайка! Но как связать ее с жесткой обоймой редуктора? От руки на коленке стал рисовать эскизы, вроде что?то стало получаться.

На следующее утро я попросил Уткина прочертить узел в реальном масштабе. Николай Васильевич работал, как всегда, молча. Через несколько часов я увидел, что мою идею удалось упростить и вписать дополнительные детали в ограниченные габариты, встроив их в зазор между вращающимися деталями. На следующем этапе женские руки срочно подготовили исправленные чертежи модифицированных деталей, и — снова в Азов, снова самолет Москва — Ростов.

В те месяцы приходилось мотаться, почти метаться между Азовом и Подлипками. На ЗЭМе неожиданно осложнилась ситуация с замками стыка. При испытаниях летной партии почему?то стал возрастать момент трения при стягивании. «Потеряли технологию», — ругал сборщиков цеха № 52 главный инженер В. Д. Вачнадзе. Однако вскоре выяснилось, что виновата все?таки конструкция, вылезли тонкости тяжело нагруженных роликовых подшипников. В каждой ошибке производства ищи дефект конструкции — это золотое правило подтвердилось в очередной раз. Пришлось принимать экстренные лечебные меры. Правда, радикально исправить дефект удалось только через пару лет, но это были уже другие стыковочные агрегаты для следующих «Салютов».

После получения ученой степени продолжительность моего ежегодного отпуска увеличилась до шести недель, но в тот период мне было не до отдыха. Чтобы устроить жену с маленьким сыном в санаторий в разгар лета и работ, я полетел в Азов через… Одессу, выписав туда «творческую» командировку. Так в первый и пока в последний раз мне удалось побывать в этом необычном приморском городе в течение лишь 36 часов.

Космическая техника — это не только то, что запускается на орбиту. Чтобы ее довести, что называется, до ума, необходимо спроектировать и изготовить различное испытательное оборудование: многочисленные приспособления, пульты и стенды, предназначенные для проверки корабля, всех его систем и узлов. Оно остается на Земле, это хорошо известно. Когда создается принципиально новая система, ее отработка и испытания также требуют нового подхода и нового испытательного оборудования. Все это нам пришлось пережить, построить и переделать в течение 1970 года. Особые хлопоты вызвали у нас испытания в термобарокамере. Для проверки в вакууме при повышенных, и особенно низких, температурах, создали специальные стенды: в Азове — для испытаний стыковочного механизма, и в Подлипках — для космических проверок активного и пассивного стыковочных агрегатов.

Зимой мы снова собрали нашу основную ЭУ — динамическую экспериментальную установку с макетами кораблей, подвешенными на 40–метровых тросах в высотке цеха № 39. На этот раз ее размеры возросли. Наша «забеременевшая слониха» потяжелела, ей пришлось играть на Земле роль будущей орбитальной станции, которая весила целых 20 т. Все, включая винт с ШВП, казалось, работало нормально. Программу отработки мы тоже завершили намного быстрее, чем пять лет назад, в том же в целом очень хлопотном 1970 году. Опыт есть опыт. Однако мы еще не знали всего, что нас ожидало в космосе через каких?то полгода.

Когда уже в конце зимы 1971 года я в очередной раз вернулся из Азова, ко мне прибежал А. Никифоров и рассказал, что возникли подозрения в правильности включения реактивных двигателей корабля «Союз» при стыковке. В тот период эти вопросы не входили в область моей прямой ответственности. Времени уже не оставалось, и я отмахнулся от подозрительной информации: смотрите сами. Как выяснилось позже — зря.

1.21. Апрель 1971 года: «Салют» — «Союз-10»

Есть что?то общее между полетом на ракете в космос и азартной игрой. Делайте ставки, господа! Ключ на старт! Пошел отсчет, автоматический отсчет: 9, 8, 7 — его уже нельзя остановить, б, 5, 4 — невозможно повернуть назад, 3, 2, 1 — пуск. Поехали! Если ты космонавт или конструктор, теперь можно надеяться только на удачу. Ты уже сделал выбор, сделал все, что умел. Остальное от тебя почти не зависит. Можешь рассчитывать лишь на то, что приготовила тебе судьба. Полет — это риск: космонавт рискует своей жизнью, в лучшем случае — успехом, конструктор — карьерой, судьбой своего дела, благополучием.

Летчики и космонавты, конструкторы самолетов и ракет — игроки. Что?то всегда поставлено на карту. Кто не рискует, тот не выигрывает.

Создатели космонавтики и сами космонавты — народ суеверный, верящий в приметы. После того как накопилась апрельская статистика (в этом месяце в 1967 году погиб В. Комаров, а в 1970 едва избежал катастрофы американский лунный корабль «Аполлон-13», в 1971 году мы не смогли состыковать «Союз» с первым «Салютом», еще через четыре года чуть не обернулся трагедией полет О. Макарова и В. Лазарева, в 1987 году в течение двух недель нам никак не удавалось состыковать модуль «Кристалл» со станцией «Мир»), стали говорить о каком?то табу Гагарина: дескать, самый первый, самый рискованный полет 12 апреля 1961 года был единственным самым удачным апрельским полетом. Есть еще одно табу: при старте ракеты космонавтам разрешается говорить любые слова, кроме гагаринского «поехали».

Во всем этом много мистики, и все?таки здесь что?то есть, может, нечто сезонное, астрологическое, как в знаках зодиака.

Итак, 19 апреля вышла на орбиту первая советская орбитальная станция «Салют», еще через четыре дня в космосе — «Союз-10». «Все системы корабля и станции функционировали нормально, самочувствие космонавтов В. Шаталова, А. Елисеева и Н. Рукавишникова — хорошее», — так ТАСС докладывало стране о начале новой программы, о следующем шаге в космос, о новом успехе советской космонавтики. Оставались последние критические операции: сближение и стыковка. 24 апреля непростой этап сближения тоже прошел нормально. С расстояния 180 м командир корабля Шаталов, который три года назад успешно выполнил причаливание, состыковав свой «Союз-5» с «Союзом-4», взял управление на себя и снова успешно: штырь вошел в приемный конус, произошла сцепка. Казалось, самое трудное, самое опасное — позади. И тут произошло то, чего никто не ожидал.

За прошедшие со времени первой автоматической стыковки три с половиной года техника и организация управления полетом практически не продвинулась; ЦУП по–прежнему находился в Евпатории, оперативность обработки информации оставалась слабой, связь с Москвой — только по телефону. Нам сообщили: стыковочный механизм остановился, не дотянув до полного стягивания около ста миллиметров. Заместитель главного конструктора С. О. Охапкин посадил меня в свою «Волгу» и отвез в ЦНИИМаш, где в то время начались работы по сооружению нового ЦУПа. Выехав туда под вечер на машине руководства, я под утро обнаружил, что находился на чужой территории без пропуска и без своих. Все же тогда никто меня не арестовал. Расследование аварии началось.

В нашем цехе № 39 в экстренном порядке уже восстанавливали динамическую установку. Тучи над нами быстро сгущались. Космическая программа, на которую делало ставку высшее руководство страны, терпела аварию на глазах у всего мира.

Ситуация на орбите усугублялась негибкостью управления системой стыковки: не было возможности ни повторно включить привод для продолжения стягивания, ни выдвинуть штангу вперед. Еще одно обстоятельство представлялось почти загадочным: почему довольно гибкий рычажный механизм — а именно на него пало подозрение — сразу застопорил стягивание корабля и станции, а не стал плавно, постепенно деформироваться? Откровенно говоря, я уже начал бояться не за стыковку, которая оказалась практически невозможной. Было страшно, что корабль не сможет отстыковаться от станции. Эта операция становилась тем более важной, поскольку речь шла о безопасности экипажа, его возвращении на Землю. Что если не раскроются защелки на головке штанги или не сработает дублирующий механизм в гнезде приемного конуса станции? Ведь все эти элементы находились под действием силы, созданной приводом стягивания. В таком случае последнее средство заключалось в том, чтобы отстрелить стыковочный механизм, подорвав четыре пироболта, это был наш последний резерв. Но тогда стыковочный механизм как жало осы остался бы в конусе и следующая стыковка оказалась бы невозможной.

Кто знал тогда, что лучше?

Из Евпатории пришло сообщение, что команда на расстыковку не прошла, защелки не открылись. Самые худшие опасения подтверждались.

Космонавты «попрыгали» в своем корабле, пытаясь раскачать застрявший механизм: надо же было что?то делать. Цель находилась так близко, буквально за соседней дверью, которую невозможно было открыть. Подергавшись так в космосе и на Земле в течение суток, еще раз выдали команду на расстыковку. На этот раз корабль отцепился и отошел от станции, а еще через четыре часа ранним утром 25 апреля благополучно приземлился.

По правилам игры с народом того времени, средства массовой информации объявили, что запланированная программа выполнена. Мы же продолжали расследование.

С самого первого дня вокруг нас появилось большое начальство: сам Устинов, заведующий оборонным отделом ЦК И. Д. Сербии, председатель ВПК Л. В. Смирнов, наш министр С. А. Афанасьев, чужой генеральный В. Н. Челомей. Не могу сказать, какие эмоции вызвала у Челомея наша неудача, ведь мы увели его станцию. Как большой специалист по теории колебаний он разглядел тогда у нас «эффект хлыста»; никакого хлыста там конечно не было, все было и проще… и сложнее. Тогда еще молодой, почти «зеленый» конструктор Евгений Бобров долго не мог забыть, как его спас от кары Смирнова, разгневанного репликой («Лучшая проверка в космосе!»), В. Д. Вачнадзе, главный инженер нашего завода.