Прикосновение космоса

Мы на орбите, за окном у нас сейчас день, а на Земле, в Москве глубокая ночь: стартовали-то мы по московскому времени в 21 час 19 минут, то есть около полуночи по-байконурски. Но отдыхать рано, работать нам еще 9 часов. Ведь мы не просто экипаж космического корабля «Союз-36», находящегося в автономном полете по собственной программе. Мы — экспедиция посещения, и выход «Союза» на орбиту лишь прелюдия к его стыковке с орбитальной станцией «Салют-6». Все фазы выведения на орбиту скрупулезно рассчитаны специалистами-баллистиками. Траекторию строят так, чтобы «Союз» после проведения ряда маневров вышел на такую орбиту, которая сама через какое-то время после старта приводит корабль к точке встречи с «Салютом».

Как ни совершенны расчеты баллистиков, истинная траектория космического аппарата всегда несколько отличается от вычисленной. Поэтому дела и заботы этой группы специалистов вовсе не заканчиваются перед стартом. По данным наземных наблюдений, они определяют реальную траекторию нашего полета, соотносят ее с орбитой «Салюта» и намечают, нам операции по корректировке. В те первые часы после старта нашему «Союзу» предстояло совершить некоторые маневры. Точность этой «пилотажной» работы и определяла, сможем ли мы сблизиться с «Салютом», а значит, и успех всего полета.

Есть внешне немало общего в маневрах космического корабля и самолета. Оба — летательные аппараты, оба изменяют свое положение в пространстве относительно трех осей, а не двух, как, скажем, автомобиль. На этом сходство, однако, кончается: и принцип преодоления силы земного притяжения, и сам характер маневров в атмосфере и в космосе разные. Сопротивление воздушной среды движению тела — вот в чем «секрет» аэродинамической подъемной силы самолета. Иное дело — космический корабль, движущийся по инерции в условиях почти абсолютного вакуума. Ему не на что опереться в этой среде, безразличной к скорости, положению, траектории аппарата. Изменить скорость полета он может только с помощью двигателя, естественно, ракетного, так как ему неоткуда взять извне окислитель для горючего. Накрениться, стать «задом наперед», сделать «бочку» или любой иной маневр космический корабль способен лишь с помощью опять-таки ракетных двигателей.

И еще одно существеннейшее отличие космического маневра от «авиационного». Корабль может проделывать какие угодно развороты, но это никак не повлияет на положение его центра масс, на собственно траекторию полета. Чтобы изменить ее, перейти с одной орбиты на другую, должен сработать мощный, так называемый маршевый двигатель, выдать определенный импульс тяги строго заданного направления. Естественно, вектор этого импульса может быть направлен в любую сторону — назад относительно траектории, вперед, в другом, промежуточном направлении. Это вызовет соответственно ускорение корабля и переход на более высокую орбиту, торможение с последующим снижением орбиты, наконец, переход на орбиту, плоскость которой занимает иное положение относительно Земли.

Так как маршевый двигатель установлен стационарно и вектор тяги проходит практически через центр масс корабля, аппарат перед коррекцией траектории надо развернуть так, чтобы импульс тяги он получил в нужном направлении.

Из-за неточной ориентации прототипа «Востока», на котором совершил первый в мире орбитальный полет Юрий Гагарин, корабль однажды «не затормозился», а, напротив, получил ускоряющий импульс и перешел на другую, более высокую орбиту. Настоящий исследователь, способный открыть даже в явной неудаче нечто новое, перспективное, Сергей Павлович Королев по-своему расценил этот случай: значит, есть возможность заставить корабль маневрировать на орбите.

Для разворотов, ориентации корабля служат малые ракетные двигатели, их тяга создает момент относительно центра масс. В общем, если продолжить аналогию с авиацией, движение самолета слитно, то есть изменение направления полета и положения машины относительно траектории происходит одновременно, а у космического аппарата сначала следуют повороты, а уже только потом — перемена траектории.

Пилот самолета может чувствовать сопротивление ручки: чем больше отклонил, тем больше нагрузка на нее, создаваемая аэродинамическими силами. Ручки управления космическим кораблем никаких усилий не передают, потому что нет и самих усилий. Космонавт действует так: отклонил ручку — идет разворот, установил ручку в нулевое положение — разворот прекращается. Так корабль и вращается относительно всех трех осей, пока ручка управления отклонена в ту или иную сторону.

Есть несколько режимов ориентации корабля. Один — так называемый непрерывный. Двигатели начинают работать непрерывно, пока корабль не наберет заданную угловую скорость. От степени отклонения ручки и зависит скорость вращения, угловая скорость корабля.

Другой режим — импульсный. При отклонении ручки в крайнее положение двигатели выдают определенное приращение угловой скорости, проще говоря, каждое отклонение ручки задает определенную продолжительность работы двигателя.