Знание-сила, 1997 № 05 (839)
Шрифт:
Но вернемся к исторической последовательности событий. В ноябре 1965 года запускаются еще два королёвских космических аппарата к Венере — «Венера-2» (пролетный) и «Венера-3» (посадочный). И я был привлечен к этому мероприятию. Наш вычислительный центр (ВЦ) преобразовался в Координационно-вычислительный центр (КВЦ) с прицелом на управление всеми отечественными космическими объектами (так оно и вышло, теперь это — знаменитый ЦУП, Центр управления полетами). А раз мы управляем полетами, надо это делать круглосуточно. Поскольку штатных сотрудников КВЦ на подобную деятельность не хватало, привлекали всех, кто был причастен к тематике. А я как раз в то время с упоением рассчитывал фантастически прекрасную траекторию полета космического аппарата по трассе «Земля — Венера — Марс — Венера — Земля» (старт еще не скоро, в далеком 1970
И вот я сижу всю ночь в роскошных апартаментах КВЦ, и на мне вся ответственность за судьбу венерианских автоматов.
На самом же деле (но я этого не мог знать) эти космические станции уже были обречены. Не знаю, как все прочие блоки, а система терморегулирования (СТР) у них была сделана не очень удачно. Она была газожидкостной, двухконтурной (а значит, достаточно сложной), но так и не смогла предотвратить перегрев самого важного блока станции — приборного отсека. Из-за этого оба космических аппарата перед самым подлетом к Венере окончательно замолкли. Очень жаль. По крайней мере, пролетная «Венера» могла бы дать ценные сведения, которые сняли бы, хоть частично, головную боль у разработчиков следующих венерианских автоматов. (Посадочная «Венера» была обречена из-за ошибок в конструкции, но это стало ясно потом.)
Помимо «Венер», Королев в начале шестидесятых сделал много пусков к Луне и Марсу. Однако большинство из этих космических аппаратов не вышли на траектории перелета, в основном из-за отказа разгонного ракетного блока и верхней ступени ракеты-носителя. Причина неудач — по-видимому, страшная перегрузка королёвского ОКБ, которое к тому времени все больше увязало в «лунных гонках» с американцами.
Стало ясно, что одно КБ даже под руководством такого гиганта, как Королев, не в силах объять необъятный космос.
И вот в середине шестидесятых, незадолго до смерти Сергея Павловича, вся тематика исследования Луны и дальнего космоса автоматами была из королёвского ОКБ-1 передана ОКБ завода имени Семена Алексеевича Лавочкина. Это, как известно, знаменитая фирма с богатыми авиационными традициями. Но последние годы лавочкинцы уже занимались несколько иной тематикой. Если не ошибаюсь, они разрабатывали проект абсолютно секретной крылатой не то орбитальной ракеты, и у них это неплохо получалось. Однако по каким-то причинам проект «не пошел», и вместо него была им спущена сверху беспилотная космонавтика. Научная.
На первых порах им пришлось довольно туго, однако дело у них пошло. Начиная с 1966 года, ездил я на завод Лавочкина регулярно и вполне законно считал разработку лавочкинских аппаратов своим кровным делом.
Руководил этими работами главный конструктор ОКБ имени Лавочкина Георгий Николаевич Бабакин. Он дал четкую установку — не копировать слепо королёвские аппараты, а вначале досконально с ними разобраться, подойти критически.
Пришлось проектировать заново. Принципиально переделаны были многие узлы и системы. Система терморегулирования стала одноконтурной, причем теплообменник располагался на корпусе параболической антенны. Но самая большая «зубная боль» для всех нас заключалась, пожалуй, не в разработке самой конструкции, а в проблеме выбора облика и идеологии, если можно так выразиться, венерианского аппарата — это как раз то, за что отвечал мой родной институт, а значит, и лично я.
Надо напомнить, какой разнобой в те времена существовал в представлениях ученых о Венере. Вкратце вот:
— давление у поверхности планеты несколько атмосфер. Но, возможно, доли атмосферы. Но, может быть, и тысяча атмосфер;
— температуры у поверхности — от минус сорока до плюс четырехсот градусов Цельсия. Но, похоже, что радиоастрономические данные неверны и там не так жарко: радиоастрономия — наука молодая, мало ли что может повлиять на их измерения!
— основные компоненты атмосферы — азот и кислород (достоверно к тому времени так и не обнаруженные). А может быть, совсем не так — углекислый газ, уверенно отождествляемый спектральными методами;
— поверхность Венеры твердая, но не исключено, что там сплошной океан или болота;
— в атмосфере дуют сильные ветры, достигающие ста метров в секунду. Но, может быть, наблюдаемое с Земли движение деталей атмосферы — не перенос масс, а некие
— на Венере возможна жизнь. Поэтому спускаемый аппарат необходимо стерилизовать, дабы не занести на Венеру земную заразу, губительную для местной жизни.
На этом фоне хорошо смотрится крылатая фраза, пущенная в обиход тогдашним ученым секретарем МНТС по КИ[4 Междуведомственный научно-технический совет по космическим исследованиям. Им руководил в те годы Мстислав Всеволодович Келдыш, после его смерти — Борис Николаевич Петров.] Михаилом Маровым: «Исходные данные должны быть либо правильными, либо официальными!»
Но даже самые официальные исходные данные открывали в случае «В-67» (такое обозначение получила пара венерианских объектов, запускаемых в 1967 году) поистине необозримые просторы для творческой фантазии проектантов.
Например, представьте себе радиолинию «борт спускаемого аппарата — Земля». Какую выбрать антенну? У антенны чем уже диаграмма направленности, тем лучше. Но кто рискнет ограничить эту самую диаграмму, когда, во-первьгх, неизвестно, в какую точку диска Венеры угодит СА (если строго в подземную, то антенна может «светить» прямо вверх, «остронаправленно») и как порывы венерианского ветра будут раскачивать СА, висящий на парашюте. Значит, во избежание риска нужна, с точки зрения конструкторов, полунаправленная антенна, чье излучение равномерно «размазывается» в пределах полусферы, ось симметрии которой смотрит на Землю. А при такой антенне пропускная способность радиотракта — всего одна «двойка» (двоичная единица информации) в секунду, то есть на передачу любого цифрового параметра требуется не менее пяти секунд. Более строго: количество двоек на одно измерение зависит от точности и диапазона измерений. Пять секунд — это пять «двоек», то есть тридцать два числа — от 0 до 31 (32=25). Поэтому теоретически пятью «двойками» можно передавать измерения 25 с точностью 1/32 (примерно 3%) от их диапазона. И если надо измерять температуру атмосферы Венеры, полагая, что за время спуска она будет изменяться от минус пятидесяти до плюс пятисот девяноста градусов Цельсия, в этом случае передаваемые двоичные числа от 0 до 31 должны охватывать весь диапазон температур, составляющий 590—(—50)=640 градусов Цельсия. Ясно, что точность передаваемых измерений будет 640/32=20 градусов Цельсия. Вас устроила бы такая точность? Наверное, нет. При шести двоичных единицах — десять градусов, при семи — пять. Тоже не очень. Короче говоря, возникает острейшая проблема выбора между желаемым и возможным.
А ведь надо передавать не только научную, но и так называемую служебную информацию — данные о состоянии бортовых систем, о срабатывании тех или иных механизмов и так далее. Это абсолютно необходимо, если исследования Венеры потом будут продолжены. Не дай Бог, что-то откажет — как понять причину аварии и не допустить ее на следующих аппаратах, не имея служебной информации?
Дальше. Ученым, к примеру, необходимо измерять какой-то атмосферный параметр через каждые пятьсот метров высоты. А скорость спуска зависит от площади купола парашюта, а выбор этой самой площади зависит опять-таки от параметров атмосферы: чем она плотнее, тем меньше скорость, тем, значит, меньшая площадь парашюта потребна. Замкнутый круг. Если принять, что атмосфера плотная и мощная, нужно снабдить С А парашютом малой площади, а если она окажется тощенькой, что тогда? В этом случае СА на повышенных скоростях проскочит всю атмосферу, врежется в поверхность и разобьется. В таком варианте при ограниченной пропускной способности радиолинии на парашютном участке будет получена весьма скудная информация. Не ради же этого гнать дорогостоящие аппараты к Венере!
Поэтому вожделения ученых (чем больше измерений, тем лучше) приходилось соразмерять с техническими возможностями, которыми располагают проектанты. А у тех не менее железная логика: чем мощнее корпус и теплозащита СА, чем больше служебной информации, тем лучше.
В общем, требовался компромисс, некое оптимальное решение, которое приходилось принимать в условиях дефицита достоверной информации, дефицита располагаемой массы, дефицита бортовой энергетики и пропускной способности радиоканала. Вот такого рода вопросы, в трогательном единении с проектантами ОКБ имени Лавочкина и с постоянной оглядкой на МНТС по КИ, приходилось решать мне и моим коллегам из института.