Пуск ракеты-носителя «Союз-У» с космическим кораблём «Союз-18». Фото из книги «Мировая пилотируемая космонавтика. История. Техника. Люди» (2005)
Материал взят с сайта Варспот
5 апреля 1975 года, на космодроме Байконур был запущен пилотируемый космический корабль «Союз-18», который должен был доставить экспедицию на орбитальную станцию «Салют-4». Однако при разделении второй и третьей ступеней ракеты произошёл сбой. Корабль отделился от носителя и совершил аварийную посадку. В результате экипаж «Союза-18» совершил первый в истории отечественной космонавтики суборбитальный полёт.
Система аварийного спасения
Идея отделения головного блока ракеты-носителя для спасения оборудования или эвакуации пилота появилась на заре практического ракетостроения, однако была реализована только после войны. В 1945 году инженеры Михаил Клавдиевич Тихонравов и Николай Гаврилович Чернышёв предложили переделать трофейную немецкую ракету А-4 (V-2) в пилотируемый вариант под названием ВР-190 («Победа»). Её собирались снабдить герметичной двухместной кабиной, отделяемой на вершине баллистической траектории подрывом соединительных пироболтов и спускающейся вниз на парашюте; в момент приземления под кабиной должен был срабатывать двигатель мягкой посадки.
Проект «ВР-190» не был реализован, однако идея пригодилась, когда на полигоне Капустин Яр начались испытательные пуски баллистических ракет Р-1 (8А11), построенных по образцу А-4. Главный конструктор Сергей Павлович Королёв высказал свои соображения в апреле 1947 года на первом пленарном заседании учёного совета Государственного научно-исследовательского института реактивного вооружения (НИИ-88, НИИ №88 Министерства вооружения СССР), а в мае сформулировал техническое предложение по доработке Р-1 в вариант Р-1А с отделяемым головным блоком. На реализацию идеи ушёл целый год, и первый испытательный старт Р-1А состоялся 7 мая 1949 года. В дальнейшем ракету и её поздние модификации использовали для запусков на космическую высоту блоков физических приборов и контейнеров с подопытными собаками. Королёв всегда связывал эту работу с практической космонавтикой, что обеспечило преемственность в развитии технологий: от концепции «составных ракет» Константина Эдуардовича Циолковского до системы аварийного спасения (САС) пилотируемых кораблей.1/2
mil.ru
В период проектирования пилотируемого космического корабля «Восток» (3КА) проблема создания надёжной САС стала одной из ключевых. Сильное впечатление на инженеров произвела авария 28 июля 1960 года, когда ракета с кораблем-прототипом 1К, на борту которого находились собаки Лисичка и Чайка, взорвалась на 24-й секунде полёта. Собаки, разумеется, погибли, что Королёв воспринял как личную трагедию.
Поскольку «Восток» располагал собственными двигателями, а космонавт размещался в катапультируемом кресле, то САС строилась на использовании этих устройств для эвакуации. Проектом системы занимался сам Королёв, а непосредственную работу вели Борис Григорьевич Супрун и Владимир Александрович Яздовский. Предложенная ими схема спасения космонавта выглядела следующим образом. Если авария ракеты происходила до 40-й секунды полёта, то по сигналу, подаваемому из бункера полигона, катапультировалось кресло с космонавтом. Если ракета начинала вести себя ненормально в промежутке с 40-й по 150-ю секунду, её двигатели отключались, она начинала падать, а на высоте 7 км осуществлялось катапультирование космонавта по штатной схеме приземления. Если сбой случался с 150-й по 700-ю секунду, отделялся спускаемый аппарат. При неисправности третьей ступени ракеты, которая могла произойти в промежуток с 700-й по 730-ю секунды, происходило отделение всего корабля.
При этом задача спасения на начальных двадцати секундах не имела удовлетворительного решения. Конструкторы сочли, что достаточно развесить металлические сети в районе предполагаемого падения космонавта после его катапультирования, ведь парашют в этом случае просто не успевал раскрыться. Но даже если бы космонавту в такой ситуации удавалось уцелеть, до него могло добраться пламя пожара.
Королёва беспокоило, что пилота нельзя спасти на «роковых» секундах, но поскольку затягивать работы было невозможно, главный конструктор пошёл на осознанный риск и постановил, что пилотируемый запуск следует производить только после двух успешных полётов полностью собранного корабля в беспилотном варианте — это снижало вероятность критического сбоя до приемлемой.1/2
РГАНТД. Ф.7, оп.1, д.14
РГАНДТ. Ф.5, оп.1н, д.8
Надо сказать, что Королёву повезло: в ходе реализации программы «Восток» лишь однажды САС была проверена в деле — при запуске 22 декабря 1960 года из-за неисправности третьей ступени носителя корабль-прототип 1К с собаками Жемчужной и Жулькой на орбиту не вышел, однако система «отстрелила» спускаемый аппарат, который благополучно приземлился в районе реки Подкаменная Тунгуска. Собаки выжили, были найдены и доставлены в Москву.
При проектировании многоместных кораблей «Восход» (3КВ и 3КД) систему аварийного спасения пришлось переработать. В «шарик» спускаемого аппарата не влезали два или три катапультируемых кресла, поэтому от первоначального варианта эвакуации отказались, и «роковой» период увеличился до 44 секунд. В случае нештатного развития ситуации происходил аварийный сброс головного обтекателя, после чего от корабля отделялся спускаемый аппарат. Чтобы гарантировать отделение, конструкторы увеличили количество пружинных толкателей под головным обтекателем и снабдили его четырьмя небольшими твердотопливными двигателями. Схема выглядела громоздкой, но Королёв вновь рискнул, поскольку других вариантов просто не существовало, а своевременные запуски «Восходов» много значили для развития отечественной космонавтики. К счастью, они прошли без больших проблем.
В корабле «Союз», рассчитанном на длительные полёты трёх космонавтов, схема с катапультированием тоже не годилась. Для эвакуации было решено применить систему, сходную с той, которая стояла на американском корабле «Меркурий» (Mercury): САС устанавливается сверху на корабль, а при малейшей опасности «сдёргивает» его с ракеты, уводя как можно выше и дальше.
К конструированию корабля «Союз» (7К) сотрудники Особого конструкторского бюро №1 (ОКБ-1) приступили в 1963 году. Тогда же в отделах №3 и №11 под руководством Константина Давыдовича Бушуева и Сергея Сергеевича Крюкова началось проектирование новой системы аварийного спасения. За год инженеры подготовили её макет и провели серию испытаний совместно с лабораторией Гая Ильича Северина в Лётно-исследовательском институте (ЛИИ), которые подтвердили принципиальную осуществимость предложенных технических решений.
Поскольку спускаемый аппарат корабля «Союз», в отличие от «Востока», находится не сверху, а под бытовым отсеком, инженерам пришлось прибегнуть к варианту отделения всего головного блока. Конструкция представляет собой стартующий с аварийного носителя модуль, который состоит из уводимой части корабля (спускаемый аппарат и бытовой отсек), головного обтекателя и порохового двигателя увода. Пороховая двигательная установка с верхним блоком сопел устанавливается непосредственно на головной обтекатель. Корабль соединяется с головным обтекателем тремя опорами, которые «упираются» в нижний шпангоут бытового отсека. Кроме того, для сохранения устойчивости в полёте на обтекателе установлены четыре решётчатых стабилизатора.1/3
Схема срабатывания САС «Союза» тоже довольно оригинальна. Она вводится в дежурный режим за пятнадцать минут до старта и отвечает за эвакуацию в течение начальных двух минут полёта — до отделения боковых блоков ракеты и сброса головного обтекателя. Если происходит авария, САС выключает двигатели ракеты, разделяет космический корабль и фиксирует связи, которые удерживают уводимую часть внутри головного обтекателя. Далее разделяется поперечный стык в обтекателе и раскрываются решётчатые стабилизаторы. Одновременно запускается основной твердотопливный двигатель. В процессе его работы включаются рулевые двигатели увода, уносящие головной блок подальше от гибнущей ракеты. На вершине траектории происходит отделение бытового отсека от спускаемого аппарата, после чего на последнем вводится в действие запасной парашют (при аварии на малых высотах) или основной парашют (при аварии на больших высотах).
Если авария случится на высотах, где головной обтекатель сброшен, то корабль самостоятельно разделится на отсеки, после чего спускаемый аппарат войдёт в атмосферу и приземлится по штатной схеме.
Система прошла многократные полигонные испытания. Её дорабатывали с учётом замечаний, и к началу полётов в 1967 году она была готова. Помимо пилотируемых кораблей, САС устанавливалась на беспилотных лунных вариантах кораблей «Союз», известных под названием «Зонд» (7К-Л1). При пяти авариях ракет-носителей она сработала безупречно.
Падение из космоса
26 декабря 1974 года в космос была отправлена орбитальная станция «Салют-4» (ДОС-4, 17К №124). Первая экспедиция посещения началась в январе, и двадцать девять суток космонавты Алексей Александрович Губарев и Георгий Михайлович Гречко обживали станцию, проводя различные научные эксперименты.
Вторая экспедиция должна была начаться 5 апреля 1975 года запуском корабля «Союз-18» (11Ф615А8, 7К-Т №39). К ней готовились три экипажа, но в полёт отправились лишь опытные космонавты Василий Григорьевич Лазарев (позывной «Урал-1») и Олег Григорьевич Макаров (позывной «Урал-2»). Программой экспедиции предусматривалась стыковка с «Салютом-4» и работа на его борту в течение тридцати суток.1/2
aif.ru
Ракета-носитель «Союз-У» (11А511У) стартовала в 14:04:54 по московскому времени. Однако на 289-й секунде полёта одновременно с выключением двигателя второй ступени (центрального блока «А») системой управления ракеты была выдана преждевременная команда на раскрытие поперечного стыка хвостового отсека третьей ступени, причём только на три из шести замков. Стык полураскрылся, а по мере набора тяги двигателя третьей ступени оставшиеся замки сломались, что привело к возникновению больших угловых скоростей по всем осям.
На 295-й секунде полёта, когда была снята блокировка параметра «концевые контакты» (она вводится на время разделения ступеней), сразу сформировалась команда «Авария РН». В соответствии с логикой работы САС было выполнено отделение корабля от третьей ступени. На высоте 192 км (то есть фактически в космосе) произошло разделение отсеков «Союза», и спускаемый аппарат устремился к Земле. Олег Макаров вспоминал:
«Предстартовая подготовка прошла спокойно, и даже тёплая погода в день старта была хорошим предзнаменованием. Вопреки ожиданию, неприятностей, возникавших перед всеми предыдущими полётами, не было, и всё шло даже слишком гладко. Для нас старт был вторым. Мы были значительно спокойнее, чем при первом, и знали, что ожидать и к чему готовиться. <…>
Как было принято, во время выведения связь с экипажем поддерживал командир дублирующего экипажа (в данном случае П. Климук), он же следил за прохождением команд. Бортинженер (В. Севастьянов) был в постоянном контакте с телеметристами и стартовиками, чтобы в случае сбоев принять участие в их устранении. Мы слышали голос Климука.
Итак, старт… Шум… вибрации… всё штатно, как в прошлый раз. Мы в предвкушении будущих интересных событий ждём выключения второй и запуска третьей ступени. Но… неожиданно двигатель смолк. Взвыл гудок, машина крутанулась, и по кабине метнулся солнечный зайчик… Вначале мы ничего не поняли. Даже Василий, удивительно правильно устроенный человек, молчал. Да и говорить по делу было нечего. Мы не готовились к такому повороту событий и ничего не могли предпринять, но всё же попытались вспомнить, что в такой ситуации надо делать. Правда, так толком и не вспомнили, поскольку ракета управляется автоматикой. Если машина определила, что авария, значит, дальше всё просто — надо спасаться. Затем было тягучее ожидание… Непонятно, почему, но попытки связаться с Землёй окончились ничем. При последующем анализе выяснилось, что связь в тот момент работала нормально. Земля хорошо слышала экипаж, и техника корабля была исправна. Это навело на мысль, что была человеческая ошибка, которую не обнаружили, да особо и не искали…»
В командном бункере космодрома Байконур действительно следили за развитием ситуации, но сделать ничего не могли. Лётчик-космонавт Пётр Ильич Климук рассказывал:
«Первая ступень отделилась примерно на 150-й секунде, и я произнёс: «Прошло крестообразное отделение». Все на меня зашикали. Оказывается, говорить слово «крест» было не в традиции, хотя визуально очень похоже. И вот настала 290-я секунда, должна отделиться вторая ступень, причём отделяется она, когда включается двигатель третьей ступени при так называемом горячем запуске. <…> Система управления выработала команду «Аварийное выключение двигателей», корабль аварийно отделился и вошёл в атмосферу под большим углом на скорости 3,5 км/с.
Мы это поняли не сразу, ведь телеметрию расшифровывали вручную. Но когда это произошло, Лазарев сразу доложил об этом [генеральному конструктору Валентину Петровичу] Глушко, он оказался более хладнокровным. А Олег Макаров тоже всё понял, и такие слова полились с орбиты, что все остолбенели. Потом связь с ними пропала. Мы волновались, что они сели в Китай. Тогда с ним были очень напряжённые отношения — прошло всего шесть лет после кровопролитных боёв за остров Даманский».
При падении космонавты испытали максимальную пиковую перегрузку в 21,3 g — при том, что расчётная перегрузка на аварийных режимах полёта не должна превышать 15 g. Произошло это из-за того, что система управления спуском (СУС) при вращении третьей ступени получила смещение относительно вертикальной плоскости, и спускаемый аппарат летел вниз не с положительным, а с отрицательным аэродинамическим качеством. Олег Макаров вспоминал:
«После аварии было около 400 секунд невесомости, однако мы всё время потратили на выяснение места падения и забыли про неизбежную перегрузку, которая вскоре наступила. Мы не предполагали, что перегрузка будет такой большой. Известно, что человеку становится невыносимо тяжело при 10 g. Первым симптомом этого является уход зрения, и оно стало уходить. Сначала изображение стало чёрно-белым, потом сужался угол, но зрения окончательно не теряли (хотя могли, о чём узнали только после посадки). Могли потерять сознание, но тоже не теряли (только после приземления были совершенно мокрые). Пока давит, думаешь только о том, что надо сопротивляться, и мы сопротивлялись. Когда же будет очень тяжело — рекомендовали орать, и мы орали. Все наши действия — сочетание школы и стресса. Знания — сила! Они дают приказ мозгу — и организм работает как по инструкции, плюс его естественное стремление к самосохранению.
Всё длилось не больше пяти минут. Перегрузка медленно началась, быстро росла, остановилась на одной величине, а потом стала падать. Мы начали что-то соображать. Первым желанием после спада перегрузки было вздохнуть, так как она не даёт дышать. Когда вздохнули, уже сработала парашютная система.
Парашюты раскрылись почти на пределе расчётных перегрузок, что не было нормой, хотя и предвиделось как аварийный ввод парашюта.
Первым делом мы посмотрели в окно, чтобы определить, куда же всё-таки шлёпнемся. Убедились, что падаем в горы, и стало противно… Я подумал о том, сколь сильна же мать-природа и как хорошо нас жахнуло. Подумалось, какие молодцы те, кто всё это предвидел, ведь благодаря им ничего не надо делать, всё само собой работает. Удивительное чувство, порой посещающее космонавтов… Это похоже на сказку: ты вернулся с того света с помощью каких-то парней, которые об этом ничего не знают. Это потрясающее ощущение чуда…»
В алтайских горах
Весь полёт экипажа «Союза-18» длился 21 минуту 27 секунд. Спускаемый аппарат приземлился на расстоянии 1574 км от места старта — на склоне горы Теремок-3, юго-западнее города Горно-Алтайск, неподалёку от границы с Китаем и Монголией.
Склон был покрыт снегом глубиной полтора метра, и по нему аппарат сразу начал сползать вниз к обрыву. Потом зацепился парашютом за сломанную сосну и остановился в 152 м от пропасти. Температура воздуха была минус 7°, поэтому космонавты, выбравшись наружу, надели на себя всё, что могли: спасательные комбинезоны ТЗК-3 и гидрокостюмы «Форель».
Поначалу они думали, что приземлились в Китае. Командир Василий Лазарев, отвечавший за военную часть научной программы, извлёк секретную документацию и хотел съесть её, но затем нашёл более разумное решение: космонавты развели костёр, согрелись и сожгли ненужные листочки. Олег Макаров рассказывал:
«Для установления связи с поисковиками нам пришлось залезть в аппарат. Мы слышали их голоса… нас искали… Потом мы развели костёр. Всё делали ползком, так как ходить из-за глубокого снега было невозможно. Но это были приятные хлопоты, как в походе. <…> Очень организованно вели себя военные. Они прилетели через полчаса и определили место посадки. Мы с ними постоянно вели переговоры. Сначала они хотели сбросить десантников, но горы были плохие, и они решили не создавать себе лишних трудностей. Потом они улетели, а эвакуировать нас смогли только на следующий день».
В действительности ситуация была намного сложнее, чем думали космонавты. Все силы, участвовавшие в спасении, были сосредоточены на аэродроме Семипалатинска. Туда из штаба ВВС вылетел главный инструктор по технике пилотирования вертолётов, чтобы определить возможность зависания для подъёма потерпевших аварию.
Утром следующего дня группа специалистов на вертолёте Ми-8 отправилась к горе Теремок-3. Визуально они определили, что спускаемый аппарат и космонавты находятся на высоте 1200 м. Чтобы показать направление ветра, Олег Макаров зажёг сигнальный оранжевый дым. Главный инспектор, управлявший машиной, попытался совершить зависание. Вертолёт дал «просадку», и инспектор резко увеличил скорость. Его заключение было однозначным: выполнять операцию в этих условиях крайне опасно.
К десяти часам утра с Байконура прибыл самолёт с маршалом Александром Николаевичем Ефимовым и генерал-лейтенантом Владимиром Александровичем Шаталовым. Не вмешиваясь в действия спасателей, они наблюдали за ходом событий. Те высадили группу на лёд речки Уба, протекающей у подножья горы. Для экономии времени решили взять Теремок-3 «в лоб». К сожалению, среди спасателей не было ни одного опытного альпиниста, и дилетантский подход едва не закончился трагедией: подъём по склону вызвал снежную лавину, которая засыпала всю группу. Пришлось направить на помощь ещё часть спасателей.
Тем временем на горе события развивались по своему сценарию. Над местом приземления завис вертолёт Ми-4 геологической партии. Руководство ВВС категорически запретило ему поднимать космонавтов на борт, и тогда с вертолёта спустился лесник. Он спокойно подошёл к космонавтам и предложил им папиросы из портсигара, спрятанного в телогрейке. Гвардии старший лейтенант медицинской службы Воздушно-десантных войск Николай Алексеевич Макаров, участвовавший в спасательной операции, вспоминал:
«— Вижу объект! Лежит на крутом склоне горы. Купол зацепился за деревья. На спускаемом аппарате сидят: один, два… три исследователя (так в открытом эфире называли космонавтов) и курят, — докладывает командир эскадрильи Ми-8, первой подлетевшей к месту предстоящей работы.
Вначале всё внимание и на КП [командном пункте], и в Москве на последнее слово: «Курят? Откуда у космонавтов сигареты на космическом корабле?»
Затем разом до всех дошло: «Трое!?» Откуда? Кто? Запускали-то двоих! Может, китайский шпион? Граница-то рядом. Может, сбежавший зэк? Кто там ещё может третьим быть?»
Минуты утекали, и маршал Ефимов начал нервничать. Спасатели вновь предложили вариант с зависанием, но их инициатива была отвергнута в грубой форме. Вдруг пришло сообщение: в зоне появился неизвестный Ми-8 с номером «74». Он с ходу завис над местом приземления, спустил лебёдочный трос и поднял на борт сначала лесника, а затем и космонавтов. Смельчаком, решившимся на рискованную операцию, оказался некий Султан-Галиев — молодой вертолётчик из Сибирского военного округа.
На следующий день экипаж «Союза-18» доставили в Звёздный городок для тщательного медицинского обследования. Как ни странно, значительных травм врачи не обнаружили, и впоследствии космонавты стали готовиться к новым полётам.
По результатам расследования происшествия в логику работы САС внесли изменения: теперь в случае аварии спускаемый аппарат должен переводиться на неуправляемую баллистическую траекторию, что тоже сопровождается ростом перегрузок, но не столь экстремальным, как в случае «Союза-18». Каких-либо претензий к космонавтам не могло возникнуть в принципе, поэтому их наградили, однако по «урезанному» варианту: известно, что за второй полёт полагалась вторая «Золотая Звезда» Героя Советского Союза, а Лазарев и Макаров получили только по ордену Ленина.
Подробности аварии были надолго засекречены. Единственное скромное сообщение ТАСС появилось 7 апреля и лишь потому, что в то время активно шла подготовка к совместному полёту «Союз-Аполлон», и у американских специалистов возникли вопросы о судьбе запланированной экспедиции на «Салют-4». Официальный порядковый номер аварийного «Союза» передали следующему кораблю, поэтому в современных источниках он фигурирует под условным обозначением «Союз-18-1» или «Союз-18А».
Подводя итог, стоит отметить, что полёт 5 апреля 1975 года был первым в отечественной и третьим в мировой истории космонавтики суборбитальным полётом пилотов, если учитывать «прыжки» американских астронавтов на кораблях «Меркурий» в 1961 году.
aif.ru
