Зато мы делали ракеты. Воспоминания и размышления космонавта-исследователя - Константин Феоктистов

Корабли на орбитах в отличие, скажем, от самолетов, не могут резко менять направление и скорость своего полета — в них действуют законы движения в центральном поле тяготения. Существенны ограничения по энергетике, в данном случае ограничения по топливу, расходуемому на изменения величины и направления скорости аппарата. Поэтому надо было искать способ наиболее экономичного, эффективного расходования бортовых запасов топлива при сближении, а также приемлемых средств и методов управления процессом сближения. Между теоретически оптимальным и практически осуществимым для нас решением всех вопросов могло возникнуть существенное различие. Итак, необходимо было выбрать метод сближения, то есть те параметры относительного положения и сближения двух машин, которые нужно было измерять и корректировать последовательность действий по ориентации кораблей и включению их двигателей для коррекции относительного движения. Наиболее приемлемым представлялся метод «свободных траекторий».

Этот метод активно отстаивали наши проектанты: его идеолог Борис Иванович Столповский и Шустин. При использовании этого метода измеряются параметры относительного движения объектов, по которым, в свою очередь, вычисляется необходимое по величине и направлению изменение скорости, нужное для «попадания» (с малой относительной скоростью) аппарата («активного») в другой («пассивный»). Конечно, с одного раза попасть не удастся вследствие неточностей в измерениях, ориентации и отработке двигательного импульса. Следовательно, эту операцию придется проделывать два — четыре раза. Важно, чтобы процесс сходился. В результате можно сблизиться настолько, что останется лишь произвести причаливание одного аппарата к другому. Метод этот естественный и правильный, и именно он теперь реализуется во время сближения кораблей и аппаратов на орбитах. Но важная особенность этого метода в том, что необходимые вычисления в ходе сближения достаточно сложны, и без электронной вычислительной машины на борту их провести практически невозможно.

Работы над небольшими вычислительными машинами в нашей стране уже велись. Говорили, что где-то в Питере (тогда еще Ленинграде), в КБ-2 чехи Старое и Берг работают над созданием малых электронных вычислительных машин на основе неизвестно откуда взятых новых технологий. Поехал посмотрел. Показали мне достаточно компактную машину УМ-2. Претенциозное название, но «2» — вроде бы и неплохо: все-таки уже не первая. Мне показалось, что авторы мало похожи на чехов, да и технологиями этими они не очень владели. На вопросы об объеме постоянной и оперативной памяти, о быстродействии, о частоте сбоев, о надежности четких ответов от них не получил. Чья же это технология? Не краденая ли? Похоже, что машины сырые и ненадежные. А нам нужна была надежная машина, резервированная, с автоматическим распознаванием отказов и с автоматическим переходом на резервный комплект. Ничего этого не было и в помине.

Как же быть? И вот родилась идея! Использовать метод параллельного сближения, менее экономичный, но зато более простой, против которого сначала активно возражали и мои товарищи проектанты, и управленцы. Метод этот известен из теории управления зенитными ракетами. Суть его в том, что двигатель активного объекта при своих включениях гасит, сводит к нулю угловую скорость линии визирования, то есть линию, соединяющую два сближающихся объекта, и обеспечивает регулирование скорости при движении вдоль этой линии. Замерить составляющие относительной скорости (одна перпендикулярна линии визирования, другая — вдоль нее), как и расстояние между объектами, сравнительно нетрудно с помощью радиолокатора с антенной наведения, стабилизируемой с помощью гироскопа. Удалось нам найти и организацию, где могли сделать нужную систему измерений параметров относительного движения.

Главным конструктором этой системы был выдающийся инженер Евгений Васильевич Кандауров. Вычисления, проводимые в процессе сближения при использовании этого метода, оказались достаточно просты, с ними должны были справиться небольшие аналоговые счетно-решающие устройства, которые мы могли изготовить сами. Метод параллельного сближения решено было применить, начиная с расстояния между кораблями около 20 километров, а до этого осуществлять сближение на основе наземных радиоизмерений. Радиолокатор со стабилизируемой с помощью гироскопов антенной должен измерять угловую скорость линии визирования, дальность и радиальную скорость, а также выдавать управляющие сигналы на взаимную ориентацию сближающихся аппаратов. Сразу было решено автоматизировать весь процесс сближения и стыковки и в то же время предусмотреть возможность ручного управления процессом причаливания с расстояний менее 200–400 метров.

Далее предстояло решить задачу причаливания и создать стыковочный узел. И здесь было много вариантов, вплоть до самых фантастических. Специалисты по системам управления во главе с В. П. Легостаевым предложили, например, установить на одном из кораблей (пассивном) большую петлю, а на другом — крючок, который бы цеплял за петлю и затем удерживал корабль. Точность сближения, действительно, требовалась при этом существенно меньшая (это и нравилось управленцам). Но мы считали это предложение не просто технически неубедительным, неоправданным, но и несерьезным. Однако легостаевцы настаивали на своей идее. Обсуждалась она едва ли не на каждом совещании по проблеме стыковки. Вместо того чтобы заниматься делом и согласовывать схему работы и параметры системы, мы тратили время на пустые споры, уводящие в сторону. Мы называли эту петлю удавкой и вынуждены были доказывать очевидные вещи: ведь если принять удавку, то нужно придумать, сделать и отработать механизм раскрытия петли, создать специальные лебедки для стягивания объектов, стабилизировать и взаимно ориентировать аппараты во время стягивания и, в конце концов, все равно сделать стыковочный узел для обеспечения жесткого соединения. К тому же реализация этой идеи сложна и с точки зрения динамики. Значительно проще и надежнее осуществлять сближение кораблей вплоть до контакта, а затем провести захват и жесткое соединение с помощью стыковочного узла. Из наших оценок процесса сближения на заключительном этапе следовало, что процесс можно закончить попаданием в стыковочный узел с диаметром не более метра, что и подтвердилось впоследствии. Споры между проектантами и управленцами по этому поводу шли долго и были достаточно острыми. «Да удавитесь вы сами на вашей удавке, а мы не будем!» Выиграли это сражение мы. Но они давиться не стали.