Научный орбитальный комплекс

В 1958 г. в конструкторском бюро С. П. Королева начались работы над будущим первым космическим кораблем «Восток». И уже тогда участники этих работ думали: «А что же дальше? Куда идти после «Востока»? Одни считали — Луна, другие — Марс, третьи — орбитальные станции. В следующем году, когда еще только приступили к выпуску чертежей, электрических схем и в заводских цехах начали появляться первые детали корабля, споры о будущем разгорелись еще больше.

Инженеры оказались едины в одном — путь к развитию пилотируемых космических полетов лежит через решение проблемы сближения и стыковки космических аппаратов на орбитах. Была выделена группа, которой поручили исследовать этот вопрос. Им поставили задачи — выявить технические проблемы, связанные со сближением и стыковкой, наметить варианты решения, поискать организации, которые смогли бы разработать нужную аппаратуру. К началу 1962 г. усилиями этой группы создан теоретический задел, на базе которого можно было приступить к проектированию.

Задача на проектирование ставилась самими проектантами, затем неоднократно уточнялась С. П. Королевым. Решили проектировать новый корабль, на котором можно было бы отработать все проблемы сближения и стыковки. Одновременно с помощью этого корабля предполагалось увеличить продолжительность полета, улучшить условия жизни и работы экипажа, снизить перегрузки, воздействующие на человека при возвращении на Землю, расширить возможности для проведения исследований и экспериментов. Подразумевалось, что на базе этого корабля со временем можно будет создать транспортное средство для обслуживания орбитальных станций.

Работы по проектированию нового корабля (впоследствии названного «Союзом») начались в 1962 г. Этот год, по-видимому, и следует читать годом начала работ над орбитальными станциями.

Основные задачи, которые решались при разработке корабля «Союз», — это создание и отработка средств измерения параметров движения двух космических аппаратов относительно друг друга, управление процессом сближения и причаливания, механическая и электрическая стыковка двух кораблей, создание маршевых и координатных двигателей, обеспечивающих процессы сближения и причаливания. Кроме того, требовалось создать и отработать в полетах новые системы ориентации и управления, средства спуска на Землю с использованием аэродинамической подъемной силы (для снижения перегрузок при спуске и уменьшения рассеивания точки приземления корабля при возвращении на Землю), новой системы приземления с резервированием парашютной системы и т. д.

В середине 1962 г. были подготовлены первые исходные данные на разработку технической документации и начата работа над эскизным проектом. По мере разработки чертежей, электрических схем отдельных систем и корабля в целом, инструкций по испытаниям и т. п. становилось ясным, что корабль «Союз» существенно сложнее «Востока». Сотни приборов, тысячи деталей, десятки километров кабелей. Все это следовало соединить в единое работающее целое, отработать на десятках экспериментальных установок.

Если от начала проектирования корабля «Восток» (еще беспилотного) до его первого полета прошло примерно полтора года, то сроки создания нового корабля оказались существенно длиннее. Много времени отняли, например, работы над макетированием внутренней компоновки спускаемого аппарата, разработка теплозащитного покрытия, средств его нанесения и проверки работоспособности, аэродинамические и тепловые исследования, теоретические исследования устойчивости и управления спускаемого аппарата при возвращении его в атмосферу. Работы по новой системе приземления потребовали создания специальных макетов спускаемого аппарата, сбрасываемых с самолета, и большого количества натурных экспериментов. Пришлось создать новую двигательную установку, систему управляющих двигателей, новые агрегаты для систем терморегулирования, обеспечения жизнедеятельности и т. п.

Принципиальные трудности возникли не только при разработке системы определения параметров относительного движения двух космических аппаратов (при сближении), системы управления этим процессом, но и при создании средств контроля таких систем на Земле до полета. Такие средства создаются для всех бортовых систем и агрегатов, поскольку без контрольной проверки в автономной схеме и на собранном корабле ни один прибор, ни одна система не может быть допущена в полет. Сложность проверки системы измерения параметров относительного движения на Земле связана с тем, что нужно было при проверке системы имитировать движение двух кораблей относительно друг друга и проверять ее работу при различной взаимной ориентации кораблей. Причем проверять не только функционирование системы, но и точность измерений дальности, скорости, углов и т. п.