Голубая моя планета
Шрифт:
Третье условие заключается в том, что параметры атмосферы жилых отсеков космических кораблей должны быть одинаковыми по составу и по давлению, чтобы космонавты могли переходить из одного корабля в другой.
Все эти три условия были выполнены в экспериментальном полете «Союз»-«Аполлон». Поиск и измерение параметров относительно движения (расстояние между кораблями и радиальная скорость) определялись с помощью радиосистемы» «Аполлона», ответная часть которой - приемоответчик была установлена на корабле «Союз». Кроме того, при сближении, и причаливании использовалась оптическая система, позволявшая наблюдать корабль «Союз» как на свету, так и в темноте, для чего корабль «Союз» был оснащен импульсными
Вся измерительная; информация: поступали в бортовую вычислительную машину корабля «Аполлон», которая выдавала рекомендации необходимые для управления при сближении космических кораблей.
Переход экипажа «Союза» в корабль «Аполлон» не мог быть осуществлен без проведения специальных мероприятий. Дело в том, что во всех предыдущих полетах атмосферы жилых отсеков «Союза» и «Аполлона» были различными. В «Союзе» была практически земная атмосфера с давлением 750-860 мм рт. ст., содержанием кислорода 20-25 процентов и азота 78-73 процента.
Атмосфера же корабля «Аполлон» была чисто кислородной при давлении 260 мм рт. ст. Переход космонавтов из атмосферы «Союза» в атмосферу «Аполлона» мог бы привести к декомпрессионным расстройствам, вызываемым быстрым выделением растворенного в крови азота с образованием пузырьков этого газа, которые могут нарушать кровоснабжение различных органов, вызывать зуд, боли в суставах и мышцах и т. п.
Для обеспечения перехода экипажей «Союза» и «Аполлона» и устранения декомпрессионных расстройств после тщательных исследований было решено разработать специальный стыковочный модуль и снизить давление в жилых отсеках «Союза» до 490-550 мм рт. ст. Эти мероприятия практически исключили необходимость десатурации и обеспечили быстрый и безопасный переход экипажей из одного корабля в другой при неполностью совместимой атмосфере космических кораблей.
Специалистами обеих стран была разработана баллистическая схема полета, включавшая время запуска кораблей, формирование монтажной орбиты, сближение и стыковку, совместный полет, баллистическое обеспечение экспериментов, автономный полет и посадку.
Основные проблемы, которые возникают всякий раз при расчете баллистической схемы встречи на орбите двух космических аппаратов, обычно связаны с тем, что второй аппарат не может быть запущен в любое время. Это обусловлено рядом причин и ограничений.
Если бы запуск «Союза» и «Аполлона» был произведен одновременно каждой страной со своего космодрома, они вообще не смогли бы встретиться, поскольку плоскости их орбиты пересекались бы под большим углом.
Компланарность, то есть совмещение плоскостей орбит обоих космических аппаратов при запуске в любое время суток, может быть достигнута только при запуске с экватора на экваториальную орбиту. Во всех остальных случаях для обеспечения встречи кораблей надо либо ждать момента, когда точка старта второго корабля окажется в плоскости орбиты первого, либо проводить маневры по ликвидации некомпланарности орбит. При больших значениях углов между плоскостями орбит на такие маневры могут потребоваться большие расходы энергии, иногда сравнимые с орбитальной энергией корабля. Вот почему более предпочтителен для технической реализации первый способ. Поэтому запуск «Аполлона» следовало очень точно выдержать по времени, особенно если бы встреча происходила сразу после выведения его в окрестность «Союза».
Если бы потребовалось, чтобы в конце участка выведения расстояние между кораблями не превышало нескольких десятков километров, то допустимое отклонение времени старта составило бы всего несколько секунд. Но поскольку движение ракеты-носителя можно корректировать в процессе выведения, допустимое отклонение времени старта увеличивается до нескольких минут.
Исходя из приведенных выше
Как известно, стартовый комплекс «Союза» находится в Казахстане на космодроме Байконур, а стартовый комплекс «Аполлона» - в штате Флорида на космодроме Кеннеди. Разница по долготе между ними больше 100 градусов. Для вывода космических аппаратов на орбиты, близкие к компланарным, потребовалось разнести время старта не менее чем на 7 часов. Надо было считаться и с требованиями по освещенности для кораблей в силу их различных конструктивных особенностей. Так, при выборе времени старта «Союза» учитывалось, чтобы корабль совершил посадку в заданном районе Казахстана не менее чем за час до реального захода Солнца и чтобы перед включением тормозной двигательной установки было выполнено требование по освещенности для системы ручной ориентации.
Желательное время старта «Аполлона» определялось также в основном двумя ограничениями. Целесообразно было, чтобы его приводнение в Тихом океане близ Гавайских островов произошло не менее чем за два часа до захода Солнца и не более чем за час до рассвета. При неполадках на участке выведения приводнение корабля предусматривалось не менее чем за три часа до захода Солнца. В этом случае приводнение «Аполлона» должно было произойти в Северной Атлантике.
С учетом отмеченных ограничений рассчитали номинальное время запуска «Союза» и «Аполлона». Оказалось, что для обеспечения максимальной продолжительности полета кораблей сначала нужно было запустить «Союз», а через 7 часов 30 минут - «Аполлон». В случае если первую стартовую возможность «Аполлону» не удалось бы использовать, его последующие старты намечались через 31 час 05 минут, 54 часа 40 минут, 78 часов 15 минут и 101 час 49 минут с начала полета «Союза». Стартовое окно «Союза» составляло около 10 минут.
Протяженность стартового окна «Аполлона» обусловливалась возможностями ракеты-носителя по управлению рысканием, азимутом запуска с точки зрения безопасности в районах падения отделяющихся частей ракеты-носителя, запасом топлива корабля на ликвидацию начального фазового угла в заданное время и составляла примерно 15 минут.
При сохранении одного и того же временного графика проведения маневров для всех пяти стартовых возможностей (таково было желание американских специалистов) можно говорить о двух случаях, определяющих допустимые границы фазового угла между космическими аппаратами на момент выведения «Аполлона». В первом - «Аполлон» можно было вывести сзади «Союза». Оставаясь на более низкой орбите, чем орбита «Союза», он бы догнал его (первая и вторая стартовая возможность). Во втором случае «Аполлон» можно было вывести впереди «Союза». Находясь на более высокой орбите, чем «Союз», он отстал бы на желаемую величину фазового угла, а затем перешел бы па более низкую орбиту для проведения окончательной фазы сближения (четвертая и пятая стартовая возможность).
Для всех стартовых возможностей предусматривалось выведение «Аполлона» внутри такого диапазона фазовых углов, при котором обеспечивалась стандартная геометрия последовательности маневров.
Чтобы читателям стали ясны цели маневров «Союза» и «Аполлона» после выведения их на орбиту, совершим небольшой экскурс в теорию баллистики.
Во многих случаях сближение космических кораблей с участка выведения оказывается нецелесообразным или даже невозможным. Тогда второй корабль предварительно выводят на орбиту ожидания. Требования к точности времени старта определяются в виде допуска от номинального (окно старта) в зависимости от времени на сближение и энергетических запасов этого корабля.