системы управления – это особенности почти каждого достаточно серьезного космического аппарата и корабля. Зачастую именно дублирование обеспечивает успешное выполнение программы и продлевает срок активного существования аппарата на орбите.
У российских космонавтов и разработчиков космических кораблей существует принцип: «Один отказ не должен приводить к прекращению программы полета. Второй отказ не должен приводить к гибели экипажа».
Разумеется, не удается дублировать абсолютно все системы. Так, на Apollo ракетные двигатели ориентации служебного и лунного модулей были дублированы и резервированы, но маршевый двигатель был один на каждом корабле. Надежность оборудования в единичном экземпляре достигалась только наземными и летными испытаниями, контролем качества изготовления и простотой конструкции.
В некоторых случаях сами астронавты выступали в роли резервных систем. Так, они готовились проводить ориентирование по звездам и брать управление кораблем на себя при отказах автоматики. Эти тренировки пригодились при полете Apollo 13.
УЧАСТИЕ ЭКИПАЖА
Традиционно между советской/российской и американской космонавтикой существует различие в отношении человека, управляющего космическим полетом. Советские конструкторы стремились к полной автоматизации, доверяя человеку только контрольные и резервные функции. В NASA же больше доверялись экипажу, полагаясь полностью на человека на ответственных этапах полета, таких как перестыковка командного и лунного модулей на этапе полета к Луне, окололунная стыковка орбитального корабля и лунного модуля или пилотируемая посадка Space Shuttle. Считается, что это связано с происхождением разработчиков космической техники: в СССР это были ракетчики, которые привыкли полагаться на автоматизацию, а в США – авиаторы, для которых участие человека в контуре управления – это норма. Хотя не исключено и влияние политических факторов: американские налогоплательщики должны были видеть, что астронавты летают не зря и незаменимы. Так или иначе, в истории американской космонавтики не случалось серьезных происшествий, связанных с ошибкой экипажа, а в российской однажды было: в 1997 году, во время испытания системы ручного дистанционного управления кораблем, произошло столкновение грузового корабля «Прогресс-М34» и станции «Мир».
Многолетний опыт американской и советской космонавтики показал, что участие экипажа в парировании ошибок автоматики и проведении ремонтных работ на борту способствует значительному повышению надежности и длительности полетов. NASA получило этот опыт еще во времена полетов Mercury и Gemini, когда ситуацию спасала только находчивость пилотов. Тут можно вспомнить Гордона Купера, у которого в полете Mercury-Atlas 9 (1963) отказали бортовые системы, и он провел процедуру торможения и посадки при помощи напарника на Земле и наручных часов. Нил Армстронг на Gemini 8 (1966) также вручную справился с ошибкой системы ориентации. Затем была беспрецедентная спасательная операция Apollo 13 (1970). Сложную работу провели астронавты экспедиции Skylab 2 (1973) на космической станции: развернули заклинившую солнечную батарею и развернули дополнительный солнцезащитный экран, без которого станции грозил перегрев.
Более современный пример ручной работы в космосе – это ремонт космического телескопа Hubble, который проработал уже 30 лет благодаря неоднократному обслуживанию экипажами Space Shuttle. Менее известный пример космического ремонта – спутник Intelsat VI (1992): когда манипулятор шаттла не смог захватить неисправный спутник, три астронавта шаттла – Пьер Туот, Ричард Хиб и Томас Эйкерс – вышли в открытый космос и поймали спутник руками!
Советская, а позже российская космонавтика накапливала свой опыт работы человека в космосе. Так, первый выход космонавта в открытый космос в 1965 году мог закончиться трагедией, если бы не нарушение инструкции возвращения в корабль и рискованное решение Алексея Леонова снизить давление в скафандре. В 1985 году уникальную операцию спасения вышедшей из строя и потерявшей управление космической станции «Салют-7» провели космонавты Владимир Джанибеков и Виктор Савиных. В дальнейшем полученный опыт и постоянная работа экипажей позволили значительно продлить ресурс космической станции «Мир», а сегодня и МКС.
ОСОЗНАНИЕ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
Кроме финансовых, технических и профессиональных факторов успеха космической программы, важный момент, который часто недооценивают в инженерной разработке, – это психология человека. Кажется, что в космонавтике всегда нужен ответственный подход и строгое следование инструкции. Однако человеческое отношение к «железке», хоть и дорогостоящей, и к человеческой жизни всегда будет разным. Участники программы Apollo осознали всю степень ответственности за свои действия после гибели астронавтов Apollo 1, и в очередной раз это подчеркнула авария на Apollo 13.
В разработке и изготовлении космической техники принимают участие десятки и даже сотни тысяч человек. К сожалению, далеко не каждый из них может со всей ответственностью подходить к своей работе. Примерами недооценки опасности, пренебрежения технологией, простых ошибок наполнена история мировой космонавтики от самого начала и до наших дней. Так, пожара Apollo 1 не было бы, если бы не трехкратное превышение давления кислорода в космическом корабле во время испытаний и игнорирование его пожароопасности. Катастрофа шаттла Challenger и гибель семерых астронавтов также произошла при нарушении условий эксплуатации, но о проблемном участке на твердотопливном ускорителе разработчики знали и ранее. В российской практике можно вспомнить аварию ракеты «Протон-М», которая упала через минуту после старта из-за ошибочно установленных (и забитых молотком в неправильном положении) датчиков угловых скоростей.
Поэтому встречи космонавтов и астронавтов с разработчиками кораблей и ракет – это важная часть подготовки пилотируемых космических полетов. Каждый инженер или слесарь- сборщик должен видеть тех людей, чья жизнь зависит от добросовестной работы на Земле. То, что осознание ответственности и культура труда – это не пустой звук, а реальный фактор безопасности полета, может показать сравнение надежности пилотируемых и беспилотных запусков.
Важная роль личной ответственности в пилотируемой программе видна и в статистике российской космонавтики. Несмотря на высокую интенсивность запусков и непростые времена, в 1990-е и 2000-е годы российская пилотируемая космонавтика не знала серьезных сбоев в полетах на станции «Мир» и МКС. Лишь в конце 2010-х статистика омрачилась авариями при запуске грузовых кораблей «Прогресс», а потом и пилотируемого корабля «Союз МС-10». В беспилотной же космонавтике в эти годы ситуация была менее позитивной.
Сравнение статистики запусков и аварийности по непилотируемой и пилотируемой (включая грузовые «Прогрессы») программам России. По данным «Википедии»
Пилотируемых полетов по программе Apollo совершено всего 20, но даже здесь не обошлось без аварии на Apollo 13, которая показала, что высокая сложность системы не обеспечивает 100 %-ной надежности. Астронавты осознавали этот риск и понимали, что могут не вернуться, это касается и современных полетов, где также возможны технические сбои.
Почему вернувшиеся капсулы Apollo не выглядят обгоревшими?
КРАТКИЙ ОТВЕТ: В сравнении с кораблями «Союз» Apollo кажутся менее пострадавшими из-за разницы наклона боковых стенок корпуса – у «Союза» наклон намного меньше. «Союзы» с внешней стороны покрываются пластиком, который горит при низкой температуре, из-за чего аппарат и кажется сильно обгоревшим.
Одним из самых
