В звёздных лабиринтах: Ориентирование по небу

В связи с этим в программу предполётной подготовки советских космонавтов были включены систематические тренировки по изучению картины звёздного неба в Звёздном зале Московского планетария. Во время таких тренировок космонавты учились отличать одну звезду от другой, а также в условиях ограниченного обзора опознавать созвездия по характерным сочетаниям составляющих их звёзд. Для приближения тренировок к условиям космического полёта летчиком-космонавтом СССР В.В. Лебедевым был разработан специальный астротренажер, который имитировал условия наблюдения картины звёздного неба из кабины космического корабля.

Космонавт-оператор, помимо знания звёздного неба, должен отчётливо понимать принципы действия различных астронавигационных приборов и уметь быстро и безошибочно ими пользоваться.

Астронавигационное оборудование современного пилотируемого космического корабля включает в себя как приборы ориентации, так и большой комплекс различных навигационных приборов. К числу первых можно отнести оптические визиры, астроориентаторы, астрогиды, электронно-оптические приборы наблюдения. К средствам навигации принадлежат ручные секстанты, астроизмерители, астровизиры. Астрогиды, например, предназначены для точного слежения за небесными светилами. Задача космонавта заключается в том, чтобы соответствующим образом настроить такой прибор и проверить «захват» заданного светила. После этого астрогид будет автоматически удерживать корабль в ориентированном положении, так как при малейшем отклонении линии визирования на заданное светило возникает электрический сигнал рассогласования, поступающий в соответствующие системы управления.

Контроль положения осей космического корабля, определённым образом ориентированного в пространстве, может осуществляться космонавтом с помощью ручного астроориентатора.

Прибор работает по принципу совмещения изображений реальных звёзд, наблюдаемых в поле зрения прибора, со специально нанесенными для данного случая «метками», которые также видны в поле зрения. Эти искусственные ориентиры выглядят как световые колечки. Их положение в поле зрения прибора определяется той пространственной ориентацией космического корабля, которую необходимо осуществить.

Работа космонавта-оператора состоит в том, что с помощью ручки управления он изменяет положение корабля в пространстве таким образом, чтобы изображения звёзд в поле зрения астроорпентатора совпали с колечками «меток». После этого космонавт, продолжая управлять кораблём, удерживает оба изображения совмещёнными в течение заданного времени.

Именно таким путем осуществлялась ориентация космической станции «Салют-4» во время упомянутых выше наблюдений с помощью рентгеновского телескопа.

Как выяснилось, пользуясь подобным способом, можно вручную обеспечивать стабилизацию космического корабля в заданном положении с точностью, достаточной для астрономических наблюдений.

Наряду с этими сравнительно простыми средствами ориентирования и навигации на космических кораблях применяются и более сложные автоматические устройства. Ввиду важности обеспечения точной заданной ориентации корабля в соответствии с программой полёта эти системы не столько дублируют, сколько дополняют друг друга. К числу таких комплексных систем принадлежит астроинерциальная система навигации космического корабля, включающая в себя гиростабилизированную платформу, систему астрокоррекции и вычислительное устройство, снабжённое оптическим визиром, направленным на заданное светило. В электронной памяти вычислительной машины имеется несколько десятков навигационных звёзд.

Но и здесь со стороны космонавта необходим контроль за действием системы. В качестве основных ориентиров берутся обычно наиболее яркие звёзды: Сириус, Канопус, Вега. Но разница в их блеске незначительна. И если создавались устройства на автоматических межпланетных станциях, способные, например, отличить блеск Канопуса от блеска Сириуса и Веги, то с течением времени, когда ослабевала чувствительность светопринимающих элементов, точность такого наведения резко снижалась. Автомат с одинаковым успехом мог удерживать станцию ориентированной на любую яркую звезду. Поэтому в новых системах предусматривается различать не только блеск, но и спектральные характеристики звезды. Однако ошибки не исключены и в этом случае, так как все наиболее яркие звёзды (за исключением Бетельгейзе, Альдебарана, Антареса, Капеллы и Арктура) принадлежат к числу голубовато-белых. Очевидно, в основе наиболее надёжных методов опознавания «опорных» звёзд должно лежать их взаимное расположение на небе. Для этой цели можно использовать не одну, а несколько следящих систем, как было, например, осуществлено на одной из орбитальных астрономических обсерваторий. Можно сочетать оба метода вместе, но это потребует громоздких систем, надёжность которых обратно пропорциональна их сложности. Поэтому важное место в космической навигации принадлежит, безусловно, человеку-оператору.

Глава VI СРЕДИ ГОР И КРАТЕРОВ