Повседневная жизнь российских космонавтов : читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Продольная перегрузка в этот момент совсем небольшая — приблизительно 0,2 единицы, но она фиксируется приборами, и экипаж видит мигание транспаранта «Перегрузка». Значит, скоро атмосфера. Экипаж может контролировать по иллюминаторам медленное вращение спускаемого аппарата. Приблизительно за минуту до входа в атмосферу вращательное движение аппарата переходит в колебательное вследствие «захвата» спускаемого аппарата верхними слоями атмосферы.

Атмосферный участок спуска начинается с момента фактического входа спускаемого аппарата в атмосферу. Как только это произойдет, начинается маневр, позволяющий затормозиться об нее. Система управления спуском разворачивает спускаемый аппарат на нужный угол крена, стабилизирует его, вычисляет и поддерживает необходимые параметры. Теперь необходимо обеспечить снижение скорости трехтонного спускаемого аппарата с 200–280 метров в секунду до заданной 6–7 метров в секунду. Спускаемый аппарат в это время летит по траектории, снижающейся под углом 60–66°. При этом возникают тяжелые температурные и перегрузочные режимы. И перегрузка, и нагрев могут оказаться опасными как для космонавтов, так и для корабля. Поэтому торможение не должно быть слишком резким — допустимым как для экипажа, так и для приборов управления, да и вся конструкция должна выдержать. По мере погружения в атмосферу поверхность спускаемого аппарата все больше и больше нагревается. Да не просто нагревается — раскаляется, он летит в плазме, в пламени, он горит, но сгореть не должен.

Насколько можно будет управлять траекторией спуска, зависит от так называемого «аэродинамического качества» — отношения величины подъемной силы к величине лобового сопротивления. Например, у самолетов и планеров благодаря форме корпуса и крыльям аэродинамическое качество весьма высокое, поэтому мы без опаски садимся в рейсовые авиалайнеры. А вот спускаемые аппараты кораблей типа «Союз» имеют сегментально-коническую форму и обладают аэродинамическим качеством около 0,3. Примерно, как у утюга. Вы, наверное, по размышлении, сможете представить себе планирующие качества утюга, и сесть в большой утюг не каждый захочет.

При нарастании перегрузок требуется подтянуть ремни, ведь сейчас перегрузка вдавливает тело космонавта в ложемент, и он как раз занимает нужное для посадки положение. Бортинженерам сделать это труднее, ибо их руки у борта корабля стеснены в движениях. На перегрузке не надо вертеть головой, иначе происходит «растекание» тканей лица, весьма дискомфортное ощущение. Удар о землю лучше воспринимать спиной, но не тазом. Поэтому правильное положение тела в ложементе жизненно важно.

Когда спускаемый аппарат долетит до высоты 12–13 километров, его скорость снизится примерно до 200–280 метров в секунду. Здесь автоматика начинает готовить ввод парашютной системы. После того как из-за деформации парашютного контейнера на самом первом «Союзе» погиб космонавт Владимир Михайлович Комаров, конструкторы сделали так чтобы давление в парашютном контейнере равнялось атмосферному — это исключает искривление его стенок.

На высоте 12,5 километра автоматика выдает команду на отстрел крышки контейнера основной парашютной системы. Ровно через четыре секунды (а за это время спускаемый аппарат снизится еще на два километра) крышка контейнера отстреливается и выходит вытяжной блок — два последовательно соединенных купола: первым в воздушный поток вводится парашют площадью 4,2 квадратных метра, примерно как большой обеденный стол, за ним совсем небольшой, 0,62 квадратных метра, то есть как сиденье стула. «Вытяжными» эти два парашюта называются потому, что вытягивают следующие за ними.

Второй вытяжной парашют вводит в действие тормозной парашют, задача которого снизить скорость спускаемого аппарата с 200–280 метров в секунду до 100 метров в секунду и передать дальнейшее торможение основному парашюту. Перегрузки при этом в штатном режиме достигают четырех единиц.

Из-за несимметричного обтекания спускаемого аппарата набегающим потоком, а также в момент отстрела крышки парашютного контейнера возникают силы, возмущающие движение. Чтобы погасить их, система управления спуском закручивает спускаемый аппарат вокруг продольной оси с угловой скоростью 13°/сек А внутри — экипаж. Через 17 секунд на высоте 8,5 километра тормозной парашют отстреливается пиропатроном и извлекает из контейнера основной парашют, который постепенно вводится в воздушный поток сначала вытягиваются стропы, затем стягивается камера с купола основного парашюта.

Основной парашют — серьезная штука. Площадь его купола из облегченной капроновой ткани белого и оранжевого цвета — тысяча квадратных метров, но наполняется парашют быстро, примерно за десять секунд (впрочем, за это время потеря высоты составит еще 500–700 метров), при этом волна перегрузки немного меньше, чем при вводе тормозного парашюта — три единицы. Чтобы предупредить возможное проваливание вершины основного парашюта, пока он не наполнился, используют полутораметровый поддерживающий парашют. В случае нештатной работы основной парашютной системы (например, не отстрелилась крышка парашютного контейнера, тормозной парашют отстрелился без введения основного купола, случились перехлесты) вертикальная скорость снижения превысит допустимое значение и автоматика по сигналу «Авария основного парашюта» через 55 секунд полностью отстрелит элементы основной парашютной системы. Скорость снижения в этот момент более 18 метров в секунду. Еще через две секунды откроется крышка запасного парашюта и выпустит его тормозной парашют.

С того момента, как мы начали рассказывать об отстреле крышки парашютного контейнера, спускаемый аппарат снизился на два с половиной километра. Земля неумолимо приближается! Интересно, что при этом снижение спускаемого аппарата происходит на несимметричной подвеске, то есть он расположен не строго вертикально, а под углом 30° к вертикальной оси парашюта. На высоте пять километров отстреливается лобовая теплозащита. Затем осуществляется автоматическая перецепка спускаемого аппарата на симметричную подвеску. Теперь он висит под парашютом «правильно», то есть вертикально. Перегрузка в момент перецепки достигает четырех единиц.

Вертолет поисково-спасательной службы (она за два десятилетия несколько раз меняла свое название, поэтому мы будем использовать простое и короткое), обнаружив под парашютом спускаемый аппарат, устанавливает с экипажем радиосвязь. Командир экипажа на этапе парашютирования ведет переговоры с поисковым вертолетом, сообщает об обстановке на борту и в момент, когда оказывается на одном уровне с вертолетом, получает сведения о высоте. Теперь он может ввести поправку в показания высотомера на рукаве своего скафандра. Точное знание высоты очень важно.

Мягкая посадка

Спуск в целом обычно занимает около трех часов, и это довольно тяжелый путь, заканчивающийся крепким ударом при приземлении, который называется мягкой посадкой.

Что означает термин «мягкая посадка»? Наверное, она мягче, лучше и безопаснее, чем жесткая посадка? Да, так оно и есть. Жесткая посадка — неудачная, с повреждениями и несчастными случаями. А мягкая посадка пусть и не будет столь уж мягкой (все-таки приземление на землю спускаемого аппарата — это падение), но мягкая посадка — это удачная посадка. Поэтому перед спуском космонавтам обязательно говорят: «Желаем вам мягкой посадки!»

Наступает черед взведения амортизаторов кресел, в которых располагаются космонавты. Кресло — это, во-первых, силовой каркас; во-вторых, индивидуальный ложемент, о котором мы уже говорили, с привязной системой; в-третьих, мощный амортизатор. Да не простой. Под космонавтом, точнее, под его ложементом, установлена… пороховая шашка! Выражение «сидеть как на пороховой бочке» для космонавта вовсе не является метафорой. Только он лежит на ней, а не сидит. Раньше мы не рассказывали об этом, потому что пороховая шашка сущая мелочь по сравнению с заправленной горючим ракетой, на которой он два часа дожидался старта! По команде от автоматики пороховая шашка поджигается пиропатроном и силой пороховых газов амортизатор взводит (поднимает) кресло. Для космонавтов это ощущается так, будто пульт управления наклонился и чуть не упал на них. На самом деле это приподнялись ложементы их кресел. До срабатывания амортизаторов осталось несколько секунд. А до этого будет введена в действие еще одна система.

Зачем отстрелился несколько секунд назад теплозащитный экран? За ним на днище спускаемого аппарата спрятались шесть маленьких твердотопливных реактивных двигателей мягкой посадки. Сейчас скорость падения снизилась примерно до семи метров в секунду. На запасном парашюте конечная скорость спуска будет повыше — до десяти метров в секунду. И тут на высоте всего 80 сантиметров включаются двигатели мягкой посадки. Они должны уменьшить скорость приземления до двух метров в секунду. В зависимости от обстоятельств — три члена экипажа или два, спуск на основном парашюте или запасном — включаются шесть или четыре двигателя. Их реактивная сила направлена вверх и дополнительно тормозит спускаемый аппарат. Для тех, кто ищет сейчас спускаемый аппарат на вертолете, это выглядит как маленький взрыв — клубы пыли и песка, а зимой снега на мгновение скрывают спускаемый аппарат. Бывает, что от огня двигателей мягкой посадки загорается сухая трава, и тогда дым далеко стелется по степи и помогает обнаружить космонавтов.

В момент приземления под воздействием удара спускаемого аппарата о поверхность земли амортизатор начинает поглощать энергию удара. Во взведенном положении кресло космонавта опирается на металлический цилиндр, в котором друг на друге столбиком сложены восемь втулок из дюралюминия. Опираются они на прочное стальное кольцо. В момент приземления от удара о поверхность земли втулки начинают последовательно сминаться, поглощая энергию удара. Сдвиг амортизатора начинается при ударных перегрузках на кресле, равных 18–20 единицам. Ударные кратковременные перегрузки, возникающие при штатном приземлении спускаемого аппарата в направлении «голова — таз», равны 22 единицам, «грудь — спина» — 25–30 единицам. Правда, длительность таких перегрузок меньше одной секунды. Один из иностранных космонавтов, впервые приземлившись на «Союзе», спросил: «И это у вас называется мягкой посадкой?»

Перед касанием спускаемого аппарата земли космонавту необходимо принять правильную позу в ложементе: сгруппироваться и прижать голову и руки. Был случай, когда космонавт напряг мышцы спины. В результате голова несколько отклонилась от подголовника и при касании ударилась. Если рука соскочит с подлокотника, можно получить травму. Не стоит и отдавать команды, тем более разговаривать. Однажды опытный космонавт, инструктируя своего молодого коллегу, при касании прикусил язык.

Экипаж на Земле! С момента отстрела крышки парашютной системы прошла одна минута и двадцать секунд. Вы читали об этом дольше, чем спускаемый аппарат летел до Земли с высоты десять километров!

Космонавты немного пошевелят руками и шеей, чтобы убедиться, что все в порядке, откроют гермошлемы. Потом командир спрашивает:

— Ребята, посмотрите, как сели? — Ему из среднего кресла не видно через иллюминаторы.

Спускаемый аппарат может ровнехонько встать на донышко, а может и завалиться набок — всякое бывает. Он может подпрыгнуть от удара и опрокинуться. При этом космонавты могут оказаться на боку или лицом вниз, или ногами вверх. И если так, то отстегивать ремни пока не надо, иначе упадешь, пусть и с небольшой высоты — несколько сантиметров, — но больно, лицом о пульт, притянутый забытой уже земной гравитацией.

Бортинженер слегка поворачивает голову и видит непривычно ровную линию горизонта — в космосе наглядно видно, что Земля — шар, и привыкаешь к округлому горизонту. А здесь он неправдоподобно прямой: горизонтальный — если сели «на донышко», люком вверх, или наискосок сверху вниз, как стрела, вонзающаяся в землю.

Убедившись, что все в порядке, командир, нажав кнопку, отстреливает одну стренгу парашюта, чтобы спускаемый аппарат не волокло по земле (если посадка на воду, то положено отстрелить парашют полностью, чтобы он не утащил корабль под воду).

Поисковая служба

Перед спуском космического корабля Земля заранее готовится к поисково-спасательным работам, чтобы вовремя прибыть на место приземления и помочь экипажу.

Проблемами поиска и спасания космонавтов начали заниматься еще в 1960 году. Была создана специальная служба, в которой работали (и сегодня работают) люди самых разных профессий: летчики, врачи, спасатели, техники, водители, водолазы. Они проходили многочисленные тренировки и испытания, обучаясь оказывать помощь в любых условиях. Врачи прыгали с парашютом, инженеры покоряли джунгли, автомобилисты пересекали суровую Арктику.

Испытатели проверяли, как долго человек может выдержать холод или жару, голод и обезвоживание, как он реагирует на опасность, и многое другое. После этого были написаны инструкции — их космонавты изучают во время подготовки. Оказавшись в трудной ситуации, они уже знают, что делать, как выжить и добраться до того места, где им окажут помощь.

На спуске очень важна точность посадки. Конечно же лучше приземлиться точно в заданную точку. В математике точка — это то, что не имеет размеров. Может, в геометрии оно и так а в космонавтике, если речь о посадке, точкой считается круг радиусом один-два километра! Но из космоса это выглядит действительно точкой. Возможные ошибки при возвращении корабля с орбиты могут привести к неточному приземлению. Они могут случиться в любой момент. Если ЦУП, например, неточно рассчитал орбиту или неверно спрогнозировал состояние атмосферы в районе спуска. Или космонавт чуть-чуть ошибся, когда старался правильно ориентировать корабль перед спуском. Или самую малость, на несколько секунд, ошибся во времени включения двигателя или его работы. А ведь одна лишняя секунда работы двигателя — это промах на восемь километров! Все это приводит к тому, что место посадки может отстоять от расчетного даже на несколько сотен километров по направлению полета и ста километров в боковом направлении.