На первом этапе создания космических кораблей практически невозможно было представить весь комплекс многообразных, часто противоречивых, задач, которые необходимо было решить. Но об этом нам легче говорить сейчас, через десятки лет после полета Ю. Гагарина. А тогда главным было вывести человека в космическое пространство. Вывести при известной мощности ракеты, при наиболее выгодных конструктивных решениях по форме спускаемого аппарата, при наличии огромного аэродинамического нагрева при спуске, а, следовательно, и ограниченном количестве иллюминаторов, которые потенциально представляли собой самое уязвимое место, через которое огонь мог бы проникнуть в космический корабль.
Так родился «Восток» с двумя иллюминаторами и оптическим визиром «Взор».
Космонавт не видел глазами куда он летит при обычной штатной ориентации. Визир смотрел вниз, иллюминаторы в бок. А впереди неизвестность. Попадись на пути корабля неизвестный спутник или метеорит, космонавт ничего не смог бы сделать для предотвращения нежелательной встречи. Космонавт просто не обнаружил бы препятствие по трассе полета.
Основные принципы управления, заложенные на «Востоках», легли и в основу разработки «Восходов» и «Союзов». Даже необходимость выполнения стыковки не изменила ситуацию кардинально. Оптическая ось визира для стыковки оказалась направленной по полету корабля и только. Контроль полета только по телеэкрану, который стал основным прибором, по которому экипаж оценивает качество процесса стыковки с другим объектом.
Если же космонавт сомневается в показаниях приборов и хочет собственным глазом, как в автомобиле, посмотреть на сложившуюся ситуацию на дороге, он должен развернуть космический корабль на 90 градусов по курсу и оценить ситуацию через свободный иллюминатор. Долго любоваться объектом стыковки, при таком положении корабля, нельзя. Если космонавт хочет одновременно управлять процессом перемещения в космосе, он должен при этом постоянно помнить, что в данном положении ручки управления двигателями поменяли знак своего управляющего действия, то есть сдвинулись на тот же угол разворота корабля в 90 градусов. Хочешь двигаться ближе к объекту, выдавай управляющий импульс основному корректирующему двигателю вправо, а не вперед. И так далее. Это, конечно, трудно. И потому космонавты прибегают к подобному методу контроля обстановки только в очень сложных ситуациях. Например, при стыковке с неориентированным объектом. Раз, другой для такого визуального контроля еще можно было развернуться, но не больше. Топливо надо экономить.
Кроме того, стыковочный узел расположен впереди космического корабля и потому боком пристыковаться к другому кораблю или станции никак нельзя. На конечном участке стыковки нужно обязательно идти вперед стыковочным узлом.
Конструкторы, хотя и доверили летчикам управление космическим кораблем, на деле больше доверяли технике, автоматике. Именно на нее они делали ставку при разработке космического корабля, так как она позволяла осуществить двойное и даже тройное дублирование систем. К тому же, первые системы отрабатывались, как правило, сначала в автоматическом режиме, а уж потом разработчики начинали думать о ручном контуре управления. Уходить от удачно отработанной схемы трудно. Проще и основной режим стыковки доверить автоматике.
То, что космонавты при этом не получают достаточно прочных навыков по управлению космическим кораблем в реальных условиях, уже не является для конструкторов столь существенным фактором.
Отработка методики и схемы стыковки проходила сложно. Она началась еще во время группового полета космических кораблей «Восток-3» и «Восток-4», когда они сближались на расстояние до 5 километров и космонавты проводили первые попытки взаимного обнаружения космических кораблей, учились управлять ориентацией кораблей в пространстве.
Полеты автоматических космических кораблей «Полет» и пилотируемых кораблей «Восход» продолжили программу исследований. Космонавты уже не только разворачивали свой корабль вокруг трех осей ориентации, но и совершали небольшие маневры, изменяя высоту полета и плоскость орбиты. Автоматические корабли делали эти маневры еще больших пределах.
Перед новым космическим кораблем «Союз» стояли еще более сложные задачи. Ему предстояло стать настоящим транспортным кораблем, доставляющим на орбиту экипажи и самые разнообразные грузы. А какая же доставка может обойтись без стыковки на орбите с объектом назначения.
Весь опыт космических полетов говорит о том, что мы не привыкли идти вперед черепашьими шагами. В каждом космическом полете ставились принципиальные и важные задачи, значительно продвигавшие при удаче, науку вперед. И огромная роль в таком движении принадлежала С. П. Королеву.
Разработка «Союзов» началась при Королеве, но на самом важном этапе его подготовки к полету Сергей Павлович уже не мог присутствовать. Он умер за год до полета В. Комарова на первом космическом корабле «Союз». Этому полету предшествовали два беспилотных, но оказалось, что недоработки еще были и довольно большие.
По разработанной программе после выхода на орбиту космического корабля «Союз-1» с В. Комаровым должен был стартовать космический корабль «Союз-2» с экипажем: В. Шаталов, Е. Хрунов, А. Елисеев. После стыковки двух кораблей Хрунов и Елисеев должны были перейти в корабль Комарова и с ним же возвратиться на Землю. Но у космического корабля «Союз-1» не раскрылись солнечные панели, а энергетические возможности корабля в такой ситуации невелики. Корабль потерял ориентацию и вошел в режим постоянной закрутки. Ни о какой стыковке даже речи не могло быть. Старт второго корабля отменили.
Первый пилотируемый полет космического корабля «Союз-1» закончился трагически. Из-за нераскрытия основного парашюта по полной программе, возвращаемый аппарат на нерасчетной скорости врезался в землю. Космонавт В. Комаров погиб.
Сложившаяся ситуация заставила ученых и конструкторов пересмотреть дальнейшую программу пилотируемых космических полетов. Были пересмотрены и отработаны схема и методика предстоящих стыковок космических кораблей. Одновременно, было решено перед пилотируемым космическим полетом на стыковку осуществить две дополнительных автоматических стыковок.
По схеме, разработанной специалистами, активный управляемый корабль должен был совершать все маневры подхода и причаливания. Он же стартует первым.
После измерения орбитальных параметров, в момент прохода первого корабля над Байконуром, должен стартовать второй корабль, догоняя первый уже на первом витке. Момент сближения находился на внешней стороне орбиты, то есть вне видимости навигационных постов измерения, которые находились на территории СССР. Это было неудобно для всех. Зато уже в конце первого витка, когда корабли входили в зону видимости наших пунктов наблюдения, сразу становилось ясно — прошла стыковка или нет.
Первую стыковку осуществили беспилотные спутники Земли серии «Космос» под номерами 186 и 188. Они представляли собой точные копии кораблей «Союз» с системой автоматической стыковки 28 октября 1967 года. После трех часов нахождения в состыкованном положении и проверки всех систем корабли расстыковались, и возвратились на Землю.
Вторую автоматическую стыковку по такой же программе осуществили в апреле 1968 года корабли «Космос-212» и «Космос-213».
Четыре дополнительных полета космических кораблей с двумя стыковками было вполне достаточно для принятия решения на очередной космический полет. Программу полета на этот раз упростили. Космонавту Г. Береговому поставили лишь задачу состыковаться с беспилотным космическим кораблем.
Выбор космонавта был не случайным. После гибели В. Комарова требовалось преодолеть психологический барьер недоверия к технике, а для этого нужен был опытный летчик-испытатель. Более опытного испытателя, чем Г. Береговой в отряде не было. Участник Великой Отечественной войны, Герой Советского Союза, заслуженный летчик-испытатель. Он стартовал на космическом корабле «Союз-3» точно в момент прохождения над космодромом корабля «Союз-2», и догнал последний уже на первом витке. Расстояние между кораблями составляло всего несколько десятков метров.
Однако первые полеты космонавтов показали, что нельзя механически переносить законы работы автоматической аппаратуры на возможности и навыки человека. Оказалось, что опыт работы космонавтов по выполнению сложных психофизиологических и физических действий еще мал. Специалисты не обратили внимания на слова летавших космонавтов о том, что наиболее трудно работать именно в первые часы нахождения в невесомости. Именно в этот период у космонавтов теряется координация движений, существует даже какая-то заторможенность между желанием выполнить действие и самим действием. А счет во время сближения космических аппаратов идет на секунды и управляющие движения требуют ювелирной точности.
