Верхом на ракете. Возмутительные истории астронавта шаттла
Шрифт:
Гражданских отличала своя специфика – аура юношеской наивности. Хотя разница в среднем возрасте между военными и гражданскими астронавтами была не слишком велика (примерно пять лет), разница в жизненном опыте оказалась колоссальной. Некоторые из гражданских были «постдоками» – этот термин я впервые услышал в день нашей инаугурации. Они в самом буквальном смысле были вечными студентами, продолжая свои занятия в университетах даже после получения докторской степени. Среди нас были мужчины и женщины, которые всего несколько недель назад вели наблюдения за звездами в высокогорных обсерваториях и больше всего боялись получить за научную статью оценку «пять с минусом». Целые световые годы отделяли их жизни от судеб военных членов группы. Мы были ветеранами вьетнамской войны. Одного пилота-вертолетчика, выполнявшего задание по ракетному обстрелу противника с малой высоты, покромсало в клочья и бросило на лобовое стекло «вертушки», так что все оно было залито его кровью. Наш Дэн Бранденстайн был обладателем уникального сувенира северовьетнамских времен – это был кофейный столик, изготовленный из поврежденного огнем вражеской ПВО лобового стекла его штурмовика A-6 Intruder. Мы были летчиками-испытателями и инженерами-испытателями. И наши ошибки были не из тех, что на полях отмечает карандашом профессор, – малейший
Но не только с войной и смертью не были знакомы постдоки: в отличие от военных, гражданские не знали и жизни– по крайней мере, ее изнанки. Однажды на промежуточной посадке на Филиппинах по пути во Вьетнам я заселился в гостиницу и получил вместе с пивом San Miguel потрепанную папку с фотографиями имеющихся в наличии проституток. Это входило в обслуживание номеров: заказывайте прямо сейчас! Недаром говорят, что невинность – первая жертва войны. Во вьетнамском баре рядом с тобой тут же оказывалась женщина, поглаживающая твой пах в надежде продать себя. В массажном кабинете «Хэппи-энд» у каждого из нас был любимый номер (свободные девушки для простоты опознания носили таблички с номерами на шее), и я знал многих летчиков во Вьетнаме, у которых в календаре кружочком был отмечен день прекращения отношений с проститутками. Это означало завязать с ними и выждать инкубационный период заболеваний, передающихся половым путем (или успеть вылечиться), прежде чем отбыть домой. Один из морских летчиков нашей группы рассказывал, как однажды сидел в грязном баре в Юго-Восточной Азии, а в это время голый морпех трахал на соседнем столе проститутку. Рискну предположить, что наши постдоки вряд ли имели такой опыт в студенческом клубе в Беркли. В их манерах чувствовались мягкость и невинность, наводящие на мысль, что они вели монастырскую жизнь. Мне с трудом удавалось, работая с ними, не воспринимать их как детей. Возможно, некоторые из них все еще оставались девственниками. Стив Хаули, Джордж Нельсон и Анна Фишер выглядели совсем юными. Их просто не пустили бы в бар без предъявления удостоверения личности. Джефф Хоффман являл собой идеальный пример университетского преподавателя. Он прибыл в NASA при бороде и складном велосипеде, который разрешалось провозить в бостонском метро. У него даже не было машины. Он ездил на работу на велосипеде и приносил с собой судочек с обедом. Не хватало только замшевых налокотников на пиджаке и трубки во рту, чтобы завершить образ «профессора».
Я испытывал легкую враждебность к гражданским кандидатам, и знаю, что многие военные астронавты разделяли мои чувства. В нашем понимании постдоки не заплатили необходимую цену за то, чтобы стоять на этой сцене, в отличие от нас. Для нас это было дело всей жизни. Если бы кто-нибудь сказал нам, что шансы попасть в астронавты возрастут, если пожертвовать левым яичком, мы схватили бы ржавую бритву и принялись резать. В глазах гражданских я не видел такого энтузиазма. Напротив, я представлял себе, что всего несколько месяцев назад Салли Райд и остальные постдоки, рассекая по студенческому клубу в майках с надписью «Спасите китов», случайно увидели на доске объявление об отборе астронавтов и шутки ради подали заявления. И вот теперь они оказались здесь. Это не было правильно.
Пока фотографы продолжали слепить вспышками женщин и представителей меньшинств, я посматривал на Джуди Резник и Рей Седдон. Трудно было из них двоих отдать кому-то предпочтение и титул «первой красотки в космосе». Джуди была красавицей с волосами цвета воронова крыла, а Рей – сногсшибательной блондинкой из Теннесси. Глядя на них, ни один мужчина из нашей группы не задумывался о темах их докторских работ.
Глава 6
Система Space Shuttle
Купаясь в лучах славы на той церемонии, мы были прискорбно невежественны в отношении машины, на которой нам предстояло летать. Мы знали, что шаттл будет не таким, как предыдущие пилотируемые ракеты [30] NASA, но не имели представления, чем именно он отличается и как это повлияет на риски для нашей жизни.
До создания системы Space Shuttle каждый астронавт стартовал в космос в капсуле на одноразовой ракете. Единственное, что возвращалось на Землю из полета, – это капсулы с астронавтами. И даже их больше не использовали, раздавая музеям по всей Америке. Хотя со временем размеры капсул выросли, позволяя вмещать трех человек [31] , и ракеты, которые их несли, стали больше и мощнее, основной принцип – «кильки в банке», запускаемые одноразовой ракетой, – оставался неизменным с тех пор, когда Алан Шепард произнес свое знаменитое «Зажгите эту свечу!» перед первым полетом по программе «Меркурий-Редстоун».
30
Строго говоря, их даже нельзя так называть: до появления шаттла граница между беспилотной ракетой-носителем и установленным на ней пилотируемым кораблем была очевидна.
31
Корабль «Меркурий» как в суборбитальном, так и в орбитальном варианте вмещал одного человека и был настолько мал, что говорили, что астронавт не садится в него, а надевает его на себя. На «Джемини» летало по двое астронавтов, а «Аполлон» имел уже достаточно просторный отсек экипажа на трех человек.
Нам же предстояло летать на крылатом носителе, представлявшем собой наполовину космический корабль, наполовину – самолет. Он запускался в космос вертикально, как и ракеты прошлых лет, но это крылатое судно было способно войти в атмосферу на скорости в 25 раз выше скорости звука и совершить планирующую посадку, как обычный аэроплан. Тысячи плиток на кремниевой основе, приклеенные к донной части корабля, и листы углепластикового материала, прикрепленные болтами к передней кромке крыла и на носу, должны были защищать его от нагрева до 1700 °C во время возращения с орбиты. Считалось, что после недели или двух на межполетное обслуживание и установки в грузовом отсеке нового полезного груза массой до 29 500 килограммов корабль будет готов к отправлению в следующий полет.
В кормовой части орбитальной ступени системы Space Shuttle, то есть крылатого корабля, предполагалось три жидкостных двигателя с суммарной тягой около 680 тонн [32] .
32
Номинальная тяга одного двигателя составляла 375 000 фунтов, то есть 170 тонн силы. Ракетчики по сей день предпочитают эти несистемные единицы «правильным» ньютонам и килоньютонам.
При всей своей мощи три маршевых двигателя шаттла (Space Shuttle Main Engine, SSME) не имели достаточной силы, чтобы самостоятельно поднять машину на орбиту. Требовалась дополнительная стартовая тяга [33] . NASA сначала хотело, чтобы ее давали жидкостные ускорители многократного использования, однако спуск такого изделия в соленую океанскую воду создавал серьезные проблемы с точки зрения многоразового использования. Представьте себе, что вы заехали на автомобиле прямо в море, затем вытянули машину на берег и теперь надеетесь, что при повороте ключа она заведется вновь. Флаг вам в руки, что называется. Поэтому перед инженерами встала задача разработки системы, в которой жидкостные ускорители возвращаются на сушу. Вскоре стало ясно, что невозможно с помощью парашютов посадить на Землю столь массивные объекты со сложным оборудованием, не повредив его и не создав при этом угрозы населенным пунктам. В результате инженеры рассмотрели планирующую посадку на полосу аэродрома, и в один из первых проектных вариантов космического челнока была заложена именно такая концепция. Согласно ей два крылатых аппарата, оба с экипажами, соединенные донными частями, подобно спаривающимся дельфинам, стартуют как единое целое. Один из них представляет собой комбинацию жидкостного ускорителя с огромным топливным баком, а второй, меньший по размеру, и есть собственно орбитальный аппарат. Проделав с последним часть пути до космоса, ускоритель отделяется, и два астронавта уводят его на посадку в Космическом центре имени Кеннеди [34] . Другие астронавты на борту орбитального корабля продолжают полет в космос, используя собственный запас топлива для окончательного набора орбитальной скорости.
33
Не вдаваясь в теорию многоступенчатых систем, отметим, что проблема не в тяге двигателей, а в формуле Циолковского, связывающей стартовую и конечную массу ракеты для заданной конечной скорости при доступном удельном импульсе двигателя. Создание одноступенчатого носителя на химическом топливе без сбрасываемых в процессе выведения частей физически вполне реально, но весьма сложно технически и катастрофически невыгодно экономически, так как доля массы полезного груза в стартовой массе ракеты будет удручающе низкой. До сих пор ни одна попытка создания такой системы не была доведена до конца.
34
Kennedy Space Center (KSC) – подразделение NASA, базирующееся на мысе Канаверал и острове Мерритт; место сборки носителей и старта всех американских пилотируемых космических кораблей.
Однако разработка и изготовление такого пилотируемого жидкостного самолета-ускорителя были бы очень дороги, а бюджет NASA в то время урезали. Агентство победило в соревновании за полет на Луну, и конгресс теперь был готов найти другое применение миллиардам долларов, которые тратились на NASA в 1960-е годы. В этой новой бюджетной реальности NASA стало искать более дешевые проекты первой ступени и остановилось на двух одинаковых твердотопливных ускорителях (Solid Rocket Booster, SRB) многоразового использования. По существу, это были просто стальные трубы, заполненные топливом из перхлората аммония и алюминиевого порошка. Эти ингредиенты соединялись с химическим «связующим», перемешивались подобно цементу в большой бетономешалке и заливались в ракетные «трубы», как тесто в форму для выпечки хлеба. После вулканизации в печи топливо затвердевало до консистенции твердой резины, откуда и название – твердотопливный ракетный ускоритель {4} .
4
Строго говоря, автор описывает формирование топливного заряда в цилиндрическом сегменте твердотопливного ракетного двигателя SRM (Solid Rocket Motor), который включает четыре таких сегмента и сопловой блок в нижней части. Ускоритель SRB – это двигатель SRM с некоторыми дополнительными системами, наиболее существенной из которых является система управления вектором тяги с собственной силовой установкой и приводами качания сопла двигателя.
Очень простые по своей сути, SRB, соответственно, дешевы. К тому же, поскольку после выгорания топлива ускорители превращались в полые трубы, они могли опускаться на парашютах в соленую морскую воду и использоваться повторно. Одна беда: твердотопливные ускорители значительно опаснее жидкостных ракетных двигателей. Последними можно управлять во время работы. Датчики могут отслеживать температуру и давление, и, если обнаруживается проблема, компьютер даст команду перекрыть клапаны, после чего поток компонентов прекратится и двигатель закончит работу, как если бы мы выключили газ в газовой плите. После этого можно перенаправить неиспользованные компоненты топлива в оставшиеся двигатели и продолжать полет. Именно такой сценарий в пилотируемых программах был реализован дважды. При запуске «Аполлона-13» в центральном двигателе второй ступени возникла проблема, и он был выключен. Четыре остальных двигателя проработали дольше запланированного, и носитель выполнил свою задачу. А в одном из стартов шаттла перед «Челленджером» центральный двигатель отключился за три минуты до расчетного момента. Полет продолжался на двух оставшихся двигателях, которые сжигали топливо, предназначавшееся для отказавшего двигателя [35] .
35
Речь идет о запуске «Челленджера» с полетным заданием 51-F и лабораторией «Спейслэб-2» 29 июля 1985 г. Этот же корабль погиб шестью месяцами позже, при запуске 28 января 1986 г.