Монтажники-высотники

Каждая орбитальная станция имеет собственную электростанцию. Это солнечные батареи, раскинутые крылья которых не раз давали журналистам повод сравнивать космический аппарат с парящей птицей. Три таких «крыла» было и у «Салюта-7». Прижатые к корпусу во время взлета на орбиту, они раскрылись после выведения в космос.

Еще тогда, когда станция находилась на заводском стапеле, было ясно, что мощности ее энергоузла не хватит для полного удовлетворения всех нужд в течение длительного полета. Однако недостаток места под головным обтекателем ракеты-носителя не позволял увеличить размеры или количество панелей солнечных батарей. Поэтому было решено сделать это позже прямо на орбите.

Еще до прибытия на станцию участников очередной пилотируемой экспедиции В. Ляхова и А. Александрова к «Салюту-7» причалил автоматический корабль «Космос-1443». В числе различных грузов на его борту находилось два контейнера со сложенными в «гармошку» приставками к батарее. Космонавты должны были установить их с двух сторон одного из солнечных «крыльев».

1 ноября 1983 г. на «Салюте-7» открылся выходной люк. Первым из него, как и полагается по правилам, выплыл бортинженер. Сначала он закрепил ноги в так называемом якоре. На этой небольшой ровной площадке есть специальные скобы, под которые космонавт подсовывает свои ботинки, и они оказываются зажатыми ограничительными упорами. Получив нужную для работы точку опоры, А. Александров принял из рук командира переносную телевизионную камеру и укрепил ее так, чтобы специалисты Центра управления видели весь ход предстоящей операции.

С этого момента бразды правления орбитальным комплексом, состоящим в то время из станции и пристыкованных к ней двух космических кораблей, взял в свои руки Центр управления полетом. Вот когда его персонал с благодарностью вспомнил многодневные утомительные тренировки. А космонавтам облегчили их труд навыки, полученные во время репетиций в самолете-лаборатории Ил-76 и неоднократного проигрывания предстоящего «выхода» в гидролаборатории.

Стоит подробнее рассказать о тренировочном бассейне Центра подготовки космонавтов им. Юрия Гагарина. Каждый, кто попадает на служебную территорию Звездного городка, обязательно замечает два стоящих неподалеку друг от друга круглых здания. В одном из них установлена мощная центрифуга, на которой космонавтов приучают переносить большие перегрузки, а во втором они проводят тренировки в невесомости. Три этажа гидролаборатории кольцом окружают резервуар диаметром 23 м и глубиной 12 м. На внутренней стене каждого этажа по всему периметру бассейна равномерно расположены крупные застекленные иллюминаторы, через которые огромную ванну заливает свет мощных прожекторов.

Открывающаяся за стеклом феерическая картина завораживает взгляд. Погруженная в нежно-голубой «гидрокосмос», серебрится в ярких лучах установленная на дне металлическая конструкция. Это макет орбитальной станции в натуральную величину. По ее корпусу медленно передвигаются одетые в белые скафандры космонавты, а рядом плавают или висят, придерживаясь за какой-нибудь выступ, аквалангисты в черных гидрокостюмах. И от каждого из них устремляются кверху жемчужные гирлянды сверкающих в свете прожекторов крупных воздушных пузырей.

Имея такие же размеры, как и у своего космического двойника, подводный «Салют» отличается полным отсутствием приборной «начинки» и большим количеством сквозных отверстий в корпусе. Это сделано для того, чтобы внутри станции были те же условия для имитации невесомости, что и вне ее.

Используемые для тренировок в бассейне скафандры тоже не совсем такие, как на орбите. Воздух для дыхания и вода для охлаждения подаются в них не из заспинного ранца, как в штатной одежде, а по шлангам, объединенным в единый жгут с проводами для радиосвязи и контроля за состоянием космонавтов. Чтобы давление в скафандрах не превысило допустимого, из них то и дело стравливается лишний воздух.

Утяжеляющие выходной скафандр балластные грузы помогают погрузившимся под воду космонавтам обрести состояние безразличного равновесия, или, как еще говорят, нулевой плавучести. При этом они как бы полностью лишаются своего веса, компенсируемого выталкивающей силой воды, и могут свободно перемещаться в любом направлении. Однако такое состояние все же отличается от подлинной невесомости, прежде всего — сопротивлением, которое оказывает движениям человека водная среда.

В бассейне, как и в свободном космическом пространстве, человек в скафандре не может без посторонней помощи ни далеко отойти от станции, ни вернуться к ней. В таких случаях погруженных в воду космонавтов буксируют аквалангисты. А вот действия внутри станции, работу на ее внешней поверхности, как и саму процедуру выхода в открытый космос, экипаж отрабатывает на макете самостоятельно. При этом за ним следят 14 наружных и 3 подводных телекамеры, все операции фиксируются на фото- и кинопленку.

Тренировки в гидроневесомости проводятся под неослабным врачебным контролем. Для этого лаборатория оборудована специальной телеметрической системой, позволяющей получать и автоматически обрабатывать на ЭВМ данные десятков медицинских датчиков.

На тренировках космонавты учатся правильно организовывать свое рабочее место, пользоваться средствами фиксации и специальным инструментом, отрабатывают меры безопасности и способы взаимной страховки. Результатом совместной работы будущих участников полета и обучающего персонала является не только выработка у экипажа необходимого опыта и умения, но и правильно составленная циклограмма, т. е. временной график предстоящего выхода. А чтобы космонавты уже на орбите могли освежить в памяти все нюансы работы в бассейне, на борту имеется ее видеозапись.

По мере эволюции пилотируемой космической техники меняются и макеты в гидролаборатории. Так, скажем, модель «Салют-7» со временем заменили макетом станции «Мир». При изготовлении макетов строго следят за соблюдением натуральных размеров и объемов, а также стараются точно копировать элементы интерьера, внутренние переходы, выходные люки, наружные элементы конструкции. Подводные «космические аппараты» монтируются в бассейне на установленной в нем дистанционно управляемой круглой платформе, которая может опускаться на любую глубину.

...Но вернемся к В. Ляхову и А. Александрову, оставленным нами на переходном отсеке «Салюта-7». Преодолев на руках еще несколько метров, бортинженер оказался рядом с одной из трех панелей солнечных батарей. Первым делом космонавты остановили и зафиксировали ее в нужном положении — плоскостью вдоль продольной оси станции. Дело в том, что в полете батарея все время следит за Солнцем, ловит его лучи и, поворачиваясь, может нанести людям травму.

В нижней части панели еще на Земле были смонтированы узлы крепления, лебедка, проложен специальный трос. Получив из рук Ляхова инструменты и контейнер с дополнительной батареей, Александров сначала привязал их фалом, чтобы не улетели, а затем механически соединил «гармошку» с большой панелью. Следующий этап — электрическая стыковка основной и вспомогательной батарей с помощью кабеля. Потом бортинженер, медленно вращая ручку лебедки, развернул дополнительную панель вдоль основной, подняв ее вверх, словно флаг по флагштоку.

Первая монтажная операция в космосе длилась менее 3 часов. Всего два витка вокруг Земли. Но в них сконцентрировались долгие месяцы подготовительной работы наземных служб. Только возможных нештатных ситуаций было рассмотрено ими около двухсот. И для каждой разработаны подробные рекомендации по действиям экипажа. Все вместе эти инструкции составили солидный том. И, может быть, именно потому, что все предусмотрели заранее, космонавтам удалось обойтись без его помощи.

Через день после кратковременного отдыха Ляхов и Александров продолжили начатую работу. На противоположной стороне той же солнечной батареи они смонтировали еще одну вспомогательную панель. В результате мощность электростанции «Салюта» заметно возросла.

По возвращении в станцию космонавты рассказали Земле, как выглядит теперь их дом: «Среднюю из солнечных батарей украсили два дополнительных элемента, и она стала больше похожа не на крыло, а на парус старинного корабля».

Шло время, менялись экипажи на «Салюте-7», грузовые корабли «Прогресс» привозили на орбиту все новые приборы и установки. Потребность в энергии на станции не только не уменьшалась, но, напротив, даже росла, а солнечные батареи, старея, снижали отдачу. Предвидя это, создатели орбитального комплекса предусмотрели возможность наращивания в космосе не одного, а всех трех его «крыльев».

Через полгода эстафету В. Ляхова и А. Александрова подхватили сменившие их Л. Кизим и В. Соловьев. После того, как они навесили и привели в рабочее положение первую дополнительную панель на другой батарее, остававшийся в станции О. Атьков с помощью системы управления развернул эту батарею таким образом, чтобы она смотрела на космонавтов противоположным боком — тем, куда предстояло навешивать вторую дополнительную секцию...

На этот раз на орбиту доставили солнечные батареи с более эффективными полупроводниковыми элементами. Изготовленные из арсенида галлия, они давали с той же самой площади почти в полтора раза больше электроэнергии, чем старые, кремниевые. Кристаллы арсенида галлия уже не раз выращивались в технологических установках на советских орбитальных станциях. Теперь этому материалу предстояло пройти серьезную рабочую проверку в условиях длительного космического полета.

Кизим и Соловьев вернулись в станцию через 3 часа. Экипаж, четырежды до этого выходивший за борт «Салюта-7» для ремонта двигательной установки, поднял свои космические «паруса» вдвое быстрее, чем их предшественники. Конечно, повысить производительность труда помог опыт Ляхова и Александрова. Но, пожалуй, еще большее значение имела уверенность, приобретенная Кизимом и Соловьевым в ходе предыдущих выходов в открытый космос.

Прошел еще год с небольшим, и наступила очередь третьей солнечной батареи. Ее наращивали В. Джанибеков и В. Савиных. Для них были подготовлены и доставлены на «Салют-7» усовершенствованные скафандры с повышенной подвижностью плечевых шарниров, усиленной герметичной оболочкой и фонариками на защитной каске. Достоинства своей новой одежды космонавты отметили с первых же шагов по внешней поверхности станции: «Скафандры сделали отличные. Можно руки разводить, как тебе нравится. Ногам тепло, словно в валенках. И фонарики помогают, можно работать в тени».

К тому времени «Салют-7» находился в космосе уже более трех лет, и это, естественно, не могло не сказаться на состоянии установленных за его бортом механизмов. Сначала космонавты никак не могли вытащить шплинт на лебедке, а после того, как «книжка-раскладушка» дополнительной батареи раскрылась наполовину, заело тянущий ее трос. ««Памиры», зона кончается, — предупредил Центр управления. — Рекомендуем вам сходить в переходный отсек за инструментом. Надеемся, что к следующему сеансу все у вас получится».

Когда экипаж снова вышел на связь, все получилось. «Дернули немножко и пошло», — подчеркнуто спокойно доложил командир. «Ничего себе «немножко», — возразил ему Савиных. — Дала нам жару эта батарея, аж руки не сгибаются». Бортинженер не преувеличивал. В полетном дневнике он описал случившееся подробнее: «Вначале думали, что дело в лебедке, которую я крутил. Володя занял мое место, попробовал, но безрезультатно. В это время у нас уплыли «кочерга» и дополнительный поручень. Видимо, пока менялись местами, они расфиксировались. Ситуация сложная. Возвращаться назад нельзя — нужна наращенная батарея. Поняли, что дело не в лебедке. Володя отошел подальше к люку с наконечником троса в руке. Он его резко дергал, а я дергал ручку лебедки, пытаясь сдвинуть трос с места. После нескольких рывков трос пошел. Ура! Медленно с огромным усилием вращал лебедку, но это уже не имело никакого значения. Справились. Руки уже плохо вращались в запястье, устали... В космосе были ровно пять часов. Но вышли из скафандров сухие — система терморегулирования работала очень четко. На руках следы сдавления. Колет руки. Это продолжалось долго... Пальцы гудели два дня. Особенно мизинцы».

Ввод в строй дополнительных мощностей на электростанции «Салют-7» был не просто очередным шагом вперед. Это хорошо понимали все участники работы. Первые космические монтажники В. Ляхов и А. Александров видели в ней «начало этапа освоения новых конструкций», о которых еще двадцать лет назад мечтал Сергей Павлович Королев.

В телеграмме, отправленной своим заместителям в ноябре 1964 г., основоположник практической космонавтики предлагал ускорить согласование плана совместных работ по теме «Сварка в космических условиях». «Надо подумать, — торопил Главный конструктор, — как быстрее перейти от исследования простых образцов к делу, пусть небольшому на первых порах».

Практическая реализация этой программы началась через пять лет, когда на космическом корабле «Союз-6» был проведен первый в мире эксперимент по сварке в космосе. С тех пор киевский Институт электросварки им. Е. О. Патона не прекращал исследований в этом направлении. В результате украинскими учеными была создана уникальная установка для проведения на орбите сложных и разнообразных технологических операций.

Их перечень определялся практическими нуждами, которые могут возникнуть при работах в открытом космосе. Ремонтникам или монтажникам, как правило, чаще всего приходится соединять или разъединять детали конструкций, покрывать их различными защитными составами. Киевляне сделали свой инструмент универсальным, умеющим делать и то, и другое, и третье. Он мог паять, резать, вести сварку и наносить тонкие металлические покрытия.

Электрическая схема рабочего инструмента:
1 — высоковольтный трансформатор; 2 — высоковольтный эмиттер; 3 — изолятор; 4 — анод; 5 — фокусирующий электрод; 6 — сфокусированный электронный луч; 7 — высоковольтный выпрямитель; 8 — переключатель пушек; 9 — поток электронов; 10 — расплавленный металл; 11 — тугоплавкий тигель;
А — пушка для сварки, резки, пайки;
Б — пушка для нанесения покрытий.

Единым для всех этих процессов средством воздействия на материалы стал электронный луч. При сварке и резке всю его мощь концентрировали практически в точке, при пайке луч образовывал пятно диаметром 5—7 миллиметров, для испарения металлов из тигля при нанесении покрытий энергия электронного потока равномерно распределялась по относительно большой площади.

В ходе разработки рабочего образца инструмента ученым и конструкторам пришлось серьезно потрудиться. В многочисленных экспериментах решались сложные проблемы отвода от инструмента излишнего тепла, защиты оператора от капель расплавленного металла и возникающего при формировании электронного луча вредного рентгеновского излучения. Жесткие условия ставили и будущие потребители. Установка должна была довольствоваться минимумом электроэнергии, быть компактной, удобной в обращении, надежной и — при температуре луча более 1000° — абсолютно безопасной.

А — схема работы с УРИ:
1 — УРИ, 2 — якорь, 3 — выходной люк.
Б — схема подключения УРИ к системе электропитания орбитальной станции:
1 — гашетка; 2 — переключатель пушек; 3 — пульт управления УРИ; 4 — кабель инструмента; 5 — приборный отсек; 6 — кабель питания; 7 — аварийный разрывной электроразъем; 8 — бортовая розетка; 9 — переходный отсек; 10 — рабочий отсек; 11 — центральный пульт управления.

Последнее требование было особенно важным. Все помнили, как в ходе эксперимента на «Союзе-6» невидимый луч, вместо того чтобы сварить образцы, разрезал стол, на котором они крепились. Космонавты В. Кубасов и Г. Шонин пережили тогда несколько весьма неприятных минут. Ведь электронный нож мог задеть и обшивку корабля, нарушив тем самым его герметичность. Подобные ошибки при проектировании новой технологической установки были недопустимы. Вот почему на создание универсального рабочего инструмента (УРИ) большой коллектив исследователей потратил не

один год.

Сравнительно небольшой контейнер кубической формы весом 30 кг вместил в себя все основные узлы инструмента. Рядом с источником электропитания и планшетами с экспериментальными образцами материалов вкладывался ручной «пистолет» с двумя электронными пушками: одной — для сварки, резки и пайки и другой — для испарения металла с целью нанесения тонкой защитной пленки.

УРИ давно был готов, а у скептиков все чаще оставались сомнения в его безопасности для космонавтов. Академик Б. Патон вспоминал: «Оказалось, что создать уникальный, необходимый для практической космонавтики инструмент во много раз легче, чем дать ему путевку в жизнь. Необходимо было принимать решение:

или с учетом «новых» идей продолжать, не видя конца, модернизацию УРИ, или передать его для завершающих испытаний и обучения работы с ним летчикам-космонавтам. Взвесив все «за» и «против», «аттестовав инструмент как вполне надежное, безопасное в работе устройство, было принято решение передать его специалистам космической техники».

Как ни странно, в качестве первого такого специалиста выбрали женщину. С. Е. Савицкая к тому же стала первой представительницей «слабого пола», совершившей выход в открытое космическое пространство.

Перед отлетом на космодром Байконур журналисты спросили космонавта, не было ли ей страшно во время своего первого космического полета. Ответ был категоричен, даже слегка резковат: «Мы понимаем, что неожиданности в полете возможны, идем на это с открытыми глазами, но мы готовы к нештатным ситуациям, не раз «проходили» их на тренировках и должны уметь быстро и по возможности безошибочно находить выход из них. Страху здесь места нет. Иначе какой же ты профессионал-испытатель?»

В. Джанибеков и С. Савицкая перешагнули порог своего космического дома над Тихим океаном. «Салют-7» находился вне зоны радиовидимости советских наземных станций слежения, и можно было следить за событиями лишь по заранее составленному графику.

Долгожданные голоса с орбиты раздались в наушниках, когда орбитальный комплекс пролетал над дежурящим в Атлантике судном «Космонавт Владислав Волков». Такого в Центре управления еще не слышали. «А я есть и пить хочу ужасно», — сквозь смех ответила на участливый вопрос о самочувствии С. Савицкая. Неожиданное заявление сбило с серьезного тона даже обычно неулыбчивого руководителя полетом. «Рановато еще, — после некоторой паузы проговорил В. Рюмин, — ужин еще надо заработать».

Шутки шутками, но в этом обмене репликами наглядно отразилось одно из больших неудобств работы в открытом космосе. Не только поесть или попить, человек в скафандре в течение нескольких часов не может вытереть пот с лица.

Первым покинул станцию В. Джанибеков. Высунувшись из люка, С. Савицкая подала ему установку и последовала за командиром. Закрепив УРИ на наружных поручнях станции, В. Джанибеков уступил место у сварочного поста бортинженеру. Держа в руке «пистолет», Савицкая направила луч на стальную пластинку. Понадобилось меньше минуты, чтобы в ней образовалась щель длиной около 10 см. Затем космонавт выдвинула планшет с аналогичными, но заранее разрезанными образцами и, сменив режим пушки, соединила их сварным швом. Металлические полоски на следующем планшете следовало спаять. Для этого между ними еще на Земле заложили слой припоя. Нагрев образцы электронным лучом, космонавт накрепко соединила их воедино.

С. Е. Савицкая работает на внешней поверхности «Салюта-7».

На четвертом планшете были закреплены большие алюминиевые пластины. Для напыления на них тончайшего слоя другого металла была использована вторая пушка. Ее электронный луч плавил в тигеле серебро, пары которого сверкающей пленкой осаждались на темной поверхности.

Все свои действия бортинженер сопровождала подробным комментарием:

— Начинаю работу, — докладывала Савицкая. — Включаю аппарат. Есть питание. Есть след. Шов не очень ровный получается, но красивый. Закрываю планшет. Выдвигаю второй. Включаю режим, беру инструмент. Идет сварка металла.

— Пошел шов. Он ровный, красивый. Вижу его хорошо... Сейчас попробую третий режим... Мне удобнее делать пятый образец... Выставляю его... Есть пятно красное. Утюжу вверх и вниз...

— Рекомендуем приступить к напылению, — посоветовали из Центра управления.

— Хорошо, — спокойно ответили с орбиты.

— Через минуту входите в тень, — напомнила Земля.

В следующем сеансе радиосвязи С. Савицкая доложила:

— Первый планшет напылился энергично — это было очень хорошо видно. Во время пайки образовалась блестящая капля...

Когда все намеченные операции были выполнены, их на оставшихся образцах повторил В. Джанибеков.

— Закончил пайку, — рассказывал он. — А теперь напыляю. Как кисточкой работаю. В общем, маляром заделался... Прекрасный инструмент. Думаю, у него большое будущее в космонавтике.

Черты этого будущего увидели очень скоро. Менее чем через два года на орбите с помощью УРИ сваривали уже не просто экспериментальные образцы, а детали перспективных металлических конструкций.

В настоящее время мы вплотную подошли к осуществлению десятого пункта «Плана...» К. Э. Циолковского по «завоеванию космоса». «Вокруг Земли устраиваются обширные поселения» — так сформулирован он в известной работе 1926 г. Конечно, станциям «Салют» и даже «Миру» с их пока еще немногочисленными экипажами трудно претендовать на «высокое» звание поселений. Но эти космические аппараты позволяют целенаправленно отрабатывать основные принципы создания более крупных сооружений. Именно это имел в виду академик Б. Патон, когда указывал, что успешное выполнение В. Джанибековым и С. Савицкой нового технологического эксперимента «делает реальностью создание в перспективе в космосе больших конструкций, заводов, лабораторий».

Даже самая мощная ракета-носитель сможет выводить в космос лишь малую часть проектируемых циклопических сооружений. Будь то антенны крупных летающих радиотелескопов, многокилометровые панели солнечных космических электростанций, помещения многонаселенных орбитальных комплексов или фантастические зеркала для освещения отраженным солнечным светом заполярных районов.

Гигантские конструкции будут собираться в космосе из отдельных узлов и блоков. Как пояснял К. Э. Циолковский, «все это в сложенном виде уносится ракетами в эфир и там раскладывается и соединяется». А основным элементом, объединяющим все части воедино, скорее всего будет обычная ферма.

«Башни», «мачты», «пирамиды». Впервые форменные конструкции появились в космосе на советских орбитальных станциях. Вспомним раскрывающуюся антенну космического радиотелескопа КРТ-10 и дополнительные панели солнечных батарей «Салюта-7». Однако по-настоящему использовать фермы для внеземных сооружений можно будет только после их всесторонних испытаний в условиях невесомости.

В переводе с латинского слово «ферма» означает крепкий, прочный. Высоко ценится и другое достоинство этой конструкции — ее легкость, ажурность. Нет нужды доказывать, сколь важны эти качества для космического строительства. Это хорошо понимают советские и американские специалисты. На таком облегченном фундаменте они собираются создавать будущие постоянно действующие орбитальные станции.

Первая очередь американского сооружения, сдача которого в эксплуатацию намечена на начало 90-х годов, будет иметь в своей основе решетчатую балку длиной около 120 м. На ней в виде космического «плота» установят несколько обитаемых жилых и лабораторных блоков. Сама ферма будет состоять из пятиметровых кубических секций, собранных из легких и прочных эпоксидо-графитовых трубок диаметром 5,4 см.

Скреплять трубки друг с другом космонавтам поможет канадский монтажный комплекс. Эта машина, оснащенная длинными механическими «руками»-манипуляторами, будет управляться находящимися снаружи операторами и сможет вести не только сложные операции, но и в случае необходимости перемещать космонавтов-монтажников к рабочим местам.

Помогать сборке американских станций будет канадский монтажный комплекс.

Впрочем, по этому поводу пока еще существуют заметные разногласия. Однако спор между сторонниками механизированного и ручного труда скорее всего решит экономика. Американский журнал «Коммерческий космос», например, утверждает, что саморазвертывающиеся космические конструкции намного дороже собираемых вручную.

Готовиться к строительству перспективной орбитальной станции в США начали еще в 1985 г. Именно тогда экипаж многоразового корабля «Атлантис» захватил с собой целую сотню выкрашенных в золотистый цвет алюминиевых трубок длиной от 90 см до 3,6 м для проведения в невесомости экспериментов по их сборке. «Если эти эксперименты пройдут успешно, — говорил директор НАСА Д. Беггс, — появится уверенность в том, что технические решения, предусматривающие монтаж станции из отдельных элементов, реализуемы».

Впервые оказавшихся на орбите Д. Росса и Ш. Спринга так захватил вид, открывшийся им после выхода из шлюзовой камеры, что они на время забыли о предстоящей работе. Только после напоминания космонавты приступили к сборке первой экспериментальной конструкции — так называемой «башни». Монтаж ее велся на специальном стапеле, состоявшем из центральной вертикальной мачты и трех раздвижных направляющих реек. Закрепив ноги в фиксаторах и подготовив стапель к работе. Росс и Спринг начали соединять стержни с помощью имевшихся на их концах пружинных защелок. Собрав очередную секцию, они сдвигали ее по стапелю вверх и приступали к следующей. На подготовку первой секции у космонавтов ушло 2,5 мин. С остальными девятью управлялись быстрее. После сборки очередной секции вся готовая часть фермы сдвигалась на шаг вверх до тех пор, пока высота башни не достигла отметки в 13,7 м. Дальше работали в обратном порядке. Сложив и закрепив в грузовом отсеке элементы разобранной башни, космонавты начали монтаж второй конструкции — «перевернутой пирамиды». В отличие от первой, она состояла всего из шести трубчатых стержней длиной 3,6 м и массой около 30 кг. Вместо отведенных на сборку 30 мин Росс и Спринг затратили всего 11. Космонавты несколько раз собирали и разбирали пирамиду, опробовав при этом оба способа монтажа — с креплением ног и в свободном полете со страховочными» фалами.

Заканчивая работу, один из ее участников закрепился на конце дистанционного манипулятора и попробовал передвигать освобожденную пирамиду в различных направлениях. В этом эксперименте удалось оценить возможности будущих космических монтажников по перемещению вручную массивных узлов и деталей.

На следующий день Д. Росс и Ш. Спринг снова оказались в открытом наружу грузовом отсеке, где продолжили начатые накануне эксперименты. Многократно повторенные операции сборки-разборки и перемещения «башни» и «пирамиды» завершились имитацией их ремонта с заменой отдельных элементов обеих конструкций. Вслед за этим космонавты проложили внутри башни трос, имитирующий электрический кабель. При этом в качестве опоры они использовали установленную на конце манипулятора небольшую площадку. Как отмечали потом Росс и Спринг, работа в фиксированном положении оказалась эффективнее, чем на подвижном рабочем месте и тем более в свободном полете.

По сложившейся в НАСА традиции, манипулятором управляла из кабины женщина-космонавт. На этот раз ею стала Мэри Клив. Для сокращения времени монтажных работ ведомая ею механическая «рука», попеременно несущая то Росса, то Спринга, двигалась с удвоенной против обыкновенного скоростью.

За всем происходившим в грузовом отсеке «Атлантиса» следили четыре телевизионные камеры. Получаемое ими изображение записывалось на видеоленту и впоследствии обрабатывалось с помощью ЭВМ. Это позволило провести детальный анализ движений космонавтов, заложив таким образом основу для разработки в будущем оптимальных режимов сборочных операций. По мнению придумавших «пирамиду» специалистов Массачуссетского технологического института, успех проведенных экипажем корабля экспериментов «со всей очевидностью показал, что люди могут стать в космосе настоящими строителями».

Впрочем, сами космонавты оценили свои достижения скромнее, назвав их «только первым шагом». Второй сделали через полгода их советские коллеги на орбитальной станции «Салют-7». В то время на ней снова работали рекордсмены открытого космоса Л. Кизим и В. Соловьев. Большой опыт этих старожилов орбиты удачно сочетался с давними космическими традициями киевского Института электросварки им. Е. О. Патона. На этот раз украинские ученые создали для своих друзей оригинальное «устройство развертывания и сворачивания фермы», сокращенно У PC.

Фермосборочный агрегат представлял собой довольно большой 150-килограммовый цилиндрический контейнер, куда укладывалась раздвижная шарнирно-решетчатая конструкция из алюминия и титана. Ее можно было выдвинуть из «бочки» вручную, в полуавтоматическом режиме и вовсе без участия человека с помощью электродвигателя.

Выйдя из станции, Л. Кизим и В. Соловьев сначала освободили площадку на «носу» «Салюта-7», сняв оттуда опытные образцы различных материалов, долгое время подвергавшихся воздействию вакуума, солнечных и космических излучений. На подготовленное таким образом место космонавты установили монтажную платформу и уже на нее водрузили УРС. Успели они в этом выходе опробовать и механизм выдвижения фермы. Основные же испытания планировалось провести в открытом космосе через два дня.

Ферма на «Салюте-7»

31 мая 1986 г. космонавты в восьмой раз покинули герметичные отсеки. К этому моменту за их плечами оставалось в общей сложности уже более суток нелегкой работы за бортом. Теперь предстояло добавить к ним еще несколько часов. «Двери» станции распахнулись, когда она пролетала над Южной Америкой. А в зону связи «Салют-7» вошел уже украшенный стройной 12-метровой мачтой.

На ее вершине светился маленький оранжевый маячок, «позирующий» установленной у основания фермы телевизионной камере. С ее помощью специалисты Института электросварки наблюдали за колебаниями ажурного сооружения. Более мелкие, незаметные глазу подрагивания мачты регистрировались датчиком малых перемещений, разработанным во Всесоюзном научно-исследовательском институте геофизики. Получаемые при этом данные измерений изгибов и других нарушений формы нужны были ученым для построения математической модели поведения будущих форменных конструкций в условиях невесомости.

Информация от установленной на вершине мачты аппаратуры впервые передавалась в станцию по оптической линии связи. Для этого электрические сигналы преобразовывались в последовательность лазерных вспышек, свет которых передавался по волоконному световоду к прозрачному иллюминатору станции и регистрировался внутри нее специальным приемником. Такой «беспроводный» способ позволял в будущем монтировать за бортом самую разнообразную научную аппаратуру, что раньше затруднялось необходимостью проводить в герметичные отсеки дополнительные кабели.

...Еще накануне космонавтов поразила подвижность выдвинутой фермы. «Ходуном ходит вся», — рассказывал В. Соловьев. Заметно раскачивался ее верхний конец и сегодня. Однако это не испугало командира, решившего подвергнуть мачту незапланированному испытанию. Перебирая руками по «ступенькам» устремленной в космос «лестницы», покачиваясь всем телом, Л. Кизим медленно взбирался все выше и выше.

— Видно меня? — обратился космонавт к руководителю полета.

— Видно, — ответили с Земли. — Вот если бы ты был на фоне космоса, было бы еще лучше. Пока видим тебя на фоне моря — тоже красиво! Вот сейчас выплывешь: голова — на фоне космоса, ноги — на Земле!

— Мы посмотрели тут, — включился в разговор В. Соловьев, — она не такая уж и хилая. Если сварить места соединений, можно такие солнечные батареи городить — на многие километры.

Однако в космонавтике все должно делаться последовательно и постепенно. Как и хотелось бортинженеру, космонавты опробовали пайку и сварку, но не на самой ферме, а на ее трубчатых элементах, заготовленных на планшетах УРИ — того самого универсального электронно-лучевого инструмента, которым пользовались до этого С. Савицкая и В. Джанибеков.

Кизим и Соловьев завершили эксперимент, начатый на «Салюте-7» в 1985 г. Тогда Джанибеков и Савиных, если помните, укрепили на панели солнечной батареи опытный образец с новыми, полупроводниковыми элементами. Теперь, через 10 месяцев, следующий экипаж снял его и подготовил к возвращению на Землю.

С «Мира» на «Квант». В отличие от «Салютов», советскую орбитальную станцию следующего поколения назвали базовым блоком. Имелось в виду, что со временем «Мир» станет тем центром — управляющим, командным, жилым, — который объединит вокруг себя специализированные модули в крупный орбитальный комплекс — прообраз «эфирного поселения» К. Э. Циолковского. С этой целью переходной отсек станции оснастили четырьмя дополнительными стыковочными узлами. Однако первый из модулей — астрофизическую обсерваторию «Квант» — направили не к нам, а к традиционному кормовому «причалу».

Встреча этих аппаратов состоялась не сразу. Первая попытка сближения с «Миром» оказалась неудачной. Но когда стыковка все-таки удалась, что-то помешало модулю вплотную сблизиться с базовым блоком...

На центральном экране большого зала Центра управления, как всегда, высветили перечень последовательных операций, из которых состоит процесс стыковки:

касание, механический захват, стягивание, закрытие стыка, герметизация. Выполнение каждого этапа отмечалось загоранием зеленого огонька. В тот день они зажглись только у обозначений первых двух операций. Стягивание аппаратов началось, но закончить его почему-то не удавалось.

Всего 4 см разделяло обрезы стыковочных люков «Мира» и «Кванта». Но этот едва заметный зазор сводил на нет все усилия баллистиков, управленцев, конструкторов, производственников. И все это после оставленных позади тысяч километров, которые сначала разделяли аппараты. Работавшие на станции Ю. Романенко и А. Лавейкин хорошо видели модуль в иллюминатор, но что мешает закончить стыковку, разглядеть не могли.

Возле срочно доставленного в Центр управления макета стыковочного узла постоянно толпился народ. Под подозрение попадала каждая выступающая деталь — электрические и гидравлические разъемы, крюки для сцепки, трубки для соединения воздушных магистралей. Особенно разгорелись споры после неожиданного сообщения А. Лавейкина:

— Вижу в иллюминатор какую-то проволочку или тросик, идет прямо в стыковочный узел.

— Проволока? — удивленно откликнулся В. Рюмин. — Вот «обрадовали».

Между тем с каждым часом становилось яснее — разрешить разногласия могут только космонавты. Лишь они имели возможность подойти непосредственно к месту стыковки, определить истинную причину неудачи и при возможности устранить ее. В конце концов с предложением о выходе в открытый космос согласились и конструкторы, и экипаж, и руководство полетом.

Схема работы космонавтов Ю. В. Романенко и А. И. Лавейкина 12 апреля 1986 г.

Впервые День космонавтики отмечался на орбите столь необычно. Вместо традиционных переговоров с родными и друзьями, просмотра праздничного выпуска космического тележурнала «Человек. Земля. Вселенная» Ю. Романенко и А. Лавейкин готовились к трудной работе. «После входа в скафандр минут десять отдохните, — подсказывал опытный В. Соловьев. — Ведь после этого обычно весь мокрый». «Да, есть немного», — подтвердил тяжело дышавший Романенко.

В. Рюмин уточнил задание: «Выходите, ставите поручни, проходите вдоль всей станции до агрегатного отсека, осматриваете стыковочный узел, но ничего не трогаете, пока не доложите. Один из вас занимает положение у поручней, второй — на большом диаметре агрегатного отсека. И все время вы должны видеть друг друга». Последнее указание диктовалось соображениями безопасности.

На Земле же наблюдать за действиями космонавтов не могли. Установка телекамер отвлекла бы экипаж от выполнения главной задачи, отняла бы у них дорогое время. Однако Центр управления следил за работой космонавтов не только по их докладам. Ситуация на орбите тут же имитировалась в гидролаборатории Звездного городка. Происходящее в бассейне все видели на телеэкранах. Если бы не летящие вверх воздушные пузыри от скафандров, эту картину невозможно было бы отличить от совершающегося в космосе.

Выходной люк космонавты открыли, когда Земля закрывала от них Солнце и станция находилась в темноте космической ночи. Обозначающий «Мир» световой «зайчик» медленно полз по занявшей экран Центра управления карте мира, приближаясь к обозначающему границу дня и ночи значку «тень». «Вот и рассвет начинается», — сообщил Романенко.

О том, что происходило на орбите, рассказывал А. Лавейкин: «В ночь на 12 апреля в 23 часа 40 минут мы открыли люк, а через час находились уже на срезе агрегатного отсека. Достаточно было беглого взгляда, чтобы отвергнуть версию о том, что в стыковочный узел попал тросик. Сообщили об этом в ЦУП. В ответ В. Рюмин передал, что в зоне наземной приемной станции под Евпаторией будет выдана команда на выдвижение штанги. Он попросил нас быть внимательными...»

Обратите внимание: на преодоление считанных метров космонавтам понадобился целый час. Казалось бы, даже на руках такое расстояние можно было пройти быстрее. Но в космосе спешка не только вредна, но и опасна. На пути Романенко и Лавейкина встретилось немало препятствий. Дорогу им преграждали солнечные батареи, антенны, другие выступающие элементы конструкции. И о каждую из них можно было зацепиться, порвать скафандр. Вот почему на тренировках и во время работы в свободном космическом пространстве ее участников всегда просят не торопиться, делать все спокойно и осмотрительно. «Кажущаяся медлительность движений космонавтов во время выходов, — пишет В. Савиных, — по существу, является результатом сознательно выработанного стиля поведения в открытом космосе».

В полете орбитальный комплекс «Мир»—«Квант».

Штанга, о которой говорил В. Рюмин, находилась в передней части модуля «Квант». Она вошла в приемный конус стыковочного узла «Мира» и соединила вместе два аппарата. Вращая гайку штанги, вывинчивая или ввинчивая ее, можно было раздвинуть или подтянуть их друг к другу. Отход станции от модуля начался по команде Центра управления, когда орбитальный комплекс находился в тени Земли.

А. Лавейкин продолжает: «Штанга выдвинулась на 150 миллиметров. При свете фонарика я заметил какой-то посторонний предмет, похожий на мешок. Попросил выдвинуть штангу побольше. После этого просунулся в конус стыковочного узла станции и попробовал вынуть этот предмет, но не тут-то было. Он так «прилип», что без подручного инструмента не обойтись. Пришлось рвать его и по кускам выбрасывать подальше от стыковочного узла».

— Руками поосторожней, перчатки не порвите, — предупреждала Земля.

— Ну, слава богу, — вырвалось у руководителя полета в ответ на сообщение космонавтов об окончании операции.

А через виток началось стягивание станции и модуля. На экране Центра управления по очереди загорались зеленые глазки. Наконец, вспыхнул последний — «Герметизация». Первый этап строительства орбитального комплекса «Мир» завершился.

Конструкторы оснастили модуль «Квант» оригинальной системой ориентации, управляющей положением в пространстве всего орбитального комплекса. Шесть массивных «волчков» гиродинов, подвешенных в магнитном поле и раскручиваемых с помощью электрической энергии, служили как бы точками опоры, вокруг которых поворачивался космический «поезд», составленный из собственно станции, модуля и пилотируемого корабля.

Гиродины, в значительной степени заменившие реактивные двигатели ориентации, не нуждались в топливе. Вместо него они использовали электроэнергию. Из-за этих мощных «волчков» на борту пришлось ввести ограничения на время работы нескольких энергоемких установок — печи «Корунд», «пекущей» в невесомости полупроводники, электронного напылителя тонких пленок «Янтарь», чехословацкого «Кристаллизатора», системы «Электрон», добывающей кислород из конденсируемой атмосферной влаги.

Разрешить на станции «энергетический кризис» должна была третья солнечная батарея, к установке которой готовились Ю. Романенко и А. Лавейкин. Работа предстояла большая. Нужно было собрать на палубе «Мира» сложную конструкцию, состоящую из шести крупных блоков.

Все вместе они не умещались в переходном отсеке, который здесь, как и на «Салютах», использовался в качестве шлюзовой камеры. Выход подсказали бывалые космонавты. Они предложили расширить шлюз за счет «пристройки» — примыкающего к станции бытового отсека корабля «Союз ТМ-2». Но и этого объема хватило лишь для половины выносимого груза. Поэтому монтаж новой солнечной батареи пришлось выполнясь в два приема в ходе двух выходов в открытый космос.

12 июня 1987 г. Ю. Романенко и А. Лавейкин вынесли из станции нижнюю несущую балку и два пакета солнечных батарей, сложенных наподобие детской книжки-раскладушки. Балка представляла собой решетчатую мачту, каждое звено которой раздвигалось как пантограф электровоза. По бокам сложенной балки космонавты навесили оба пакета. Для ускорения дела космические монтажники проявили инициативу, нарушив строгие инструкции. Они обошлись без «якорей» для фиксации ног и проделали всю операцию, свободно летая вокруг возводимой конструкции.

Через три дня выходной люк «Мира» снова открылся. И на строительной площадке более трех часов две парящие фигуры в белых скафандрах возводили второй этаж палубной надстройки. Удерживаемые только страховочными фалами, они, как пловцы-подводники, легко скользили в безвоздушном пространстве, то ныряя вниз, то высоко возносясь над палубой космического фрегата.

Еще одну несущую балку установили на первую, удвоив таким образом ее длину, а затем навесили сверху еще две таких же, как раньше, «гармошки» солнечных батарей.

— Вы уже становитесь настоящими строителями, — заметил руководитель полета.

— Да, строим лестницу до звезд, — пошутил в ответ Ю. Романенко. И успокоил своего товарища, которому не терпелось «поднять паруса»:

— Сейчас, сейчас... Подожди минутку... Чуть-чуть передохну...

И вот, наконец, мачта встала во весь свой 10-метровый рост, широко раскинув в стороны «реи» со свисающими с них блестящими полотнищами. Площадь всей батареи — более 20 м². Будь в космосе ветер, и вправду — парус!

Прошел год. На орбитальном комплексе сменились хозяева. Двум из них — В. Титову и М. Манарову, побившим впоследствии мировой рекорд продолжительности пребывания на орбите, тоже пришлось совершить незапланированные выходы в открытый космос.

На этот раз потребовалось заменить блок детекторов рентгеновского телескопа на пристыкованном к «Миру» астрофизическом модуле «Квант». Нет, это не было обычным ремонтом. Блок не вышел из строя, просто закончился расчетный годичный срок его службы и, как и должно было быть, у детектора снизилась чувствительность.

Создавшие телескоп ученые из голландского Института космических исследований в Утрехте срочно построили новый, более совершенный блок и предложили поставить его вместо прежнего.

Хотелось восстановить работоспособность этого инструмента. К этому времени орбитальная астрофизическая обсерватория произвела уже столько уникальных наблюдений неба в рентгеновском диапазоне, что прекращать их, даже частично, было бы непростительно.

Случилось так, что «Кванту» необыкновенно повезло. Во время его полета произошло редчайшее событие — вспышка Сверхновой звезды в Большом Магеллановом Облаке. А через год после начала ее наблюдений в созвездии Лисичка появилась новая рентгеновская звезда, по мнению ученых, верный кандидат в таинственные черные дыры. К счастью, телескоп с ухудшившимся «зрением» был не единственным на «Кванте» прибором, способным «видеть» рентгеновское излучение небесных источников. И космонавты продолжали их наблюдать. Однако поступающая при этом информация была уже не столь полной, как раньше.

30 июня В. Титов и М. Манаров попытались произвести замену блока. Однако они не смогли полностью выполнить поставленную перед ними задачу. Казалось бы, космонавты сделали все — пронесли с одного конца орбитального комплекса на другой на расстояние около 20 м необходимое оборудование и инструменты; доставили сюда же массивный (весом более 60 кг) новый блок детекторов; находясь в очень неудобном положении, почти без опоры, вскрыли закрывающую модуль и телескоп многослойную теплоизоляцию; разъединили электрические коммуникации... Оставалось совсем немного — раскрыть бандажное кольцо, крепящее к телескопу блок, и заменить его на новый.

И тут космонавтов ждала неудача. Сломался ключ, предназначенный для открывания стягивающего кольцо замка. К тому же подошло к концу время, отведенное на работу в открытом космосе. Космонавтам пришлось, не закончив дело, вернуться на станцию.

Многим казалось, что уже через несколько дней Титову и Манарову удастся завершить начатую операцию. Однако зарубежные специалисты не зря сравнивали ее с уникальной по сложности эпопеей спасения спутника СММ. Спокойный анализ сложившейся ситуации показал, что спешить с новым выходом в открытый космос экипажу «Мира» не стоит. Во-первых, нужно было как следует оценить происшедшее, а во-вторых, необходимо было разработать, изготовить и испытать в невесомости новые инструменты.

Вместо одного ключа был создан набор из семи приспособлений. С их помощью в гидробассейне, на механическом имитаторе невесомости и в специальном самолете-лаборатории испытатели разрушили около 10 колец, в точности повторяющих бандаж орбитального телескопа. Одновременно с инструментами на станцию доставили и макет той части телескопа, с которой предстояло работать. Космонавты получили возможность вволю потренироваться как в обычных рабочих костюмах, так и в скафандрах.

Кстати, скафандры на этот раз использовались другие. Внешне почти не отличающиеся от прежних, они были существенно модернизированы. На них можно было легко заменять рукава и штанины. Это было очень удобно, так как мягкие оболочки рук и ног представляют собой наиболее уязвимые части скафандра и быстрее других выходят из строя.

Но, главное, новый скафандр позволял надевшему его человеку совершенно не зависеть от систем орбитального комплекса. Ведь до сих пор космонавты обязательно тянули за собой электрический фал, по которому в станцию передавалась информация о работе узлов скафандра и о самочувствии вышедших наружу членов экипажа. Теперь эти данные могли обрабатываться размещенным в заспинном ранце специальным блоком и передаваться на Землю с помощью собственной радиостанции. Автономность новых скафандров открывала многообещающие перспективы.

Работы с рентгеновским телескопом экипаж продолжил 20 октября. К выходу космонавты начали готовиться с раннего утра. К 8 часам В. Титов и М. Манароп перешли из рабочего помещения в переходной отсек станции и приступили к надеванию скафандров. Третий член экипажа врач В. Поляков в это время занял свое место в спускаемом аппарате корабля «Союз ТМ». Такое размещение было принято на случай экстренного покидания станции.

Через час орбитальный комплекс вошел в зону радиовидимости расположенных на территории нашей страны наземных станций слежения. «Приступаем к сбросу давления из отсеков», — доложили с орбиты. Это означало, что космонавты начали разгерметизацию переходного отсека, служившего им шлюзовой камерой. В 9.46 экипаж приступил к открытию выходного люка.

Через 13 мин М. Манаров и его командир сделали первые шаги за порог космического дома. Из корабля за ними внимательно следил В. Поляков, подсказывающий своим товарищам намеченную последовательность их действий.

Командир и бортинженер действовали строго по графику. И когда комплекс вновь появился над Атлантикой, В. Титов сообщил: «Замок открыли, снимаем кольцо. Оно, по-видимому, частично приварилось». Несмотря на трудности, космонавты, как и планировалось, затратили на демонтаж блока детекторов менее 10 минут. Нелегко далась и установка нового блока.

Выполнив основную задачу, космонавты приступили к следующим пунктам программы: почистили специальным приспособлением загрязнившиеся иллюминаторы «Кванта», смонтировали на внешней поверхности орбитального комплекса «якорь» для крепления ног участников предстоящей советско-французской экспедиции, а также установили новую радиоантенну. С этого дня многотысячный отряд радиолюбителей планеты получил дополнительный стимул для занятий этим видом технического спорта, а космонавты — лишнюю возможность связываться с Землей в случае необходимости.

Далее...