Eng

Сложности стыковки

Добрый день, друзья!

Стыковка — процесс соединения космических аппаратов для доставки грузов и космонавтов, а также создания больших конструкций в космосе. Несмотря на то что было произведено уже около пяти сотен стыковок, это по-прежнему очень сложное действие. Я, экскурсовод центра «Космонавтика и авиация» Александр Яровитчук, в этом блоге расскажу, с какими трудностями сталкивались космонавты при осуществлении данной операции.

Процесс стыковки, на первый взгляд, довольно прост. Сначала космические аппараты должны сблизиться. Затем идет второй этап стыковки — причаливание. В его ходе выступающие элементы стыковочных агрегатов одного корабля должны зацепиться за крепления второго космического аппарата. Для большинства стыковок используется система «штырь — конус». В таком случае у одного аппарата должен быть штырь, который должен войти в отверстие конусообразной формы второго корабля и зажаться захватом. Но и это не конец. Далее происходит стягивание — третий этап стыковки. Электрические двигатели подтягивают уже соединенные корабли вплотную друг к другу и обеспечивают контакт замков и различных электрических разъемов, которые сцепляются в следующей части процесса стыковки. По завершении сцепки космические аппараты жестко связаны друг с другом. На этом процесс стыковки завершается, и начинается проверка герметичности стыка.

На каждом из этапов есть свои трудности и подводные камни.

Первая ручная стыковка кораблей в СССР могла произойти между кораблями «Союз-2» и «Союз-3». «Союз-2» был беспилотным, а «Союзом-3» управлял Георгий Береговой. Сближение кораблей произошло по плану штатно, но по времени совпало со входом аппаратов в тень Земли. Георгий Береговой сблизился с «Союзом-2», но автоматический корабль внезапно стал поворачиваться кормой к космонавту. Оказалось, командир корабля не заметил, что «Союз-3» перевернут вверх ногами. Автоматическая система «Союза-2», чтобы исправить ситуацию, выдала команду на разворот. Вот только поворачиваться стала не вверх ногами, а задом наперед. После нескольких неудачных попыток топливо на кораблях кончилось.

Макет корабля «Союз» со стыковочным узлом типа «штырь»

При попытке стыковки кораблей «Союз-7» и «Союз-8», наоборот, подвела автоматика — отключилась система сближения «Игла». Космонавты не могли управлять вручную, так как не знали скорости и расстояния между кораблями, и, чтобы не столкнуться друг с другом, развели корабли подальше.

Эта же система «Игла» у корабля «Союз-15» решила, что до станции «Салют-3» расстояние 20 км, хотя на самом деле было только 350 м, и включила двигатели на увеличение скорости. Удачно, что боковые двигатели работали, и удалось пролететь мимо станции, не столкнувшись с ней.

Система автоматического сближения «Игла» «Союза-23» отказала на подлете к станции «Салют-5», но все же расстояние составляло более двух километров. На столь огромном расстоянии от станции задействовать ручное управление было нельзя, и ЦУП вынужден был принять решение о возвращении экипажа на Землю.

«Игла» «Союза Т-8» тоже не сработала. В процессе полета экипаж доложил, что видит станцию и может состыковаться вручную, но космонавтам банально не хватило времени. Станция зашла в тень Земли, и космонавты потеряли ее из вида.

Этап причаливания даже более опасный, так как после ошибки у космонавтов почти не остается времени на решение проблемы.

Так, экипаж «Союза-25» даже не заметил отклонения в движении, пока их корабль не оттолкнулся от станции «Салют-6» и не загорелись предупредительные транспаранты пульта управления. Оказалась, что штырь корабля промахнулся всего на 10 см и попал не в конус, а в торец и отпружинил.

Фото стыковочного конуса на макете станции «Салют-6»

На этом этапе важны даже такие мелочи, как расположение груза в корабле. Так, «Прогресс М-24» был неверно сбалансирован. Из-за этого возникли автоколебания, и автоматика с ними не справилась. Правда, вручную грузовой корабль все же удалось состыковать.

Макет грузового корабля «Прогресс»

Была и серьезная авария. Экипаж 23-й экспедиции на станцию «Мир» использовал систему телеоператорного режима управления для повторной тестовой стыковки грузового корабля «Прогресс М-34».

В процессе сближения необходимо было совершать два действия: поворачивать корабль и тормозить. Двигатели поворота из-за постоянного включения разгоняли грузовик сильнее, чем тормозили двигатели торможения.

Макет стыковочного узла переходного отсека станции «Мир» в центре «Космонавтика и авиация»

В итоге решила все доля секунды. «Прогресс» ушел с курса и буквально протаранил модуль «Спектр» станции «Мир». Удар разрушил части радиатора и солнечной батареи, кроме того, разгерметизировал модуль.

Перед этим в таком же режиме производилась попытка повторной стыковки грузовика «Прогресс М-33». Из-за потери связи и сильных помех не было телевизионного изображения с корабля, а ведь он продолжал движение. Повезло, что в тот раз он пролетел мимо, в 20 м от станции. Из-за израсходованного топлива от дальнейших попыток отказались.

На этапе стягивания также есть трудности. Так, первая в истории попытка стыковки корабля с орбитальной станцией, а именно «Союза-10» и «Салюта», окончилась неудачно. Касание стыковочных узлов произошло, но двигатели причаливания периодически продолжали включаться. В результате выравнивающие рычаги стыковочного агрегата испытали запредельные нагрузки, что привело к поломке механизма. Дальнейшего стягивания не получилось. Отстыковаться тоже не удалось. Как выйти из подобной ситуации? Предлагалось даже отделить стыковочный механизм от корабля, но тогда со станцией больше никто не смог бы состыковаться. Нашлось более удачное решение. По рекомендации ЦУПа космонавты поставили перемычку на электроразъем в блоке электроники стыковочного узла, и только так им удалось освободить застрявший «Союз». Но о повторной попытке стыковки и о переходе на станцию уже не могло идти речи.

Загадочный случай произошел при стыковке модуля «Квант» со станцией «Мир». Стягивание не получалось по непонятным причинам. Когда космонавты вышли в открытый космос, они обнаружили между блоками мешок со средствами гигиены. Как он туда попал, до сих пор неизвестно. После очистки стыковочного узла стягивание было завершено.

Макеты базового блока станции «Мир» и модуля «Квант» в центре «Космонавтика и авиация»

Похожая история была у грузового корабля «Прогресс М1-7», правда, не такая загадочная. В стыковочный узел попал кусок уплотнения, оторвавшийся от предыдущего корабля.

Последний этап — сцепка. Он также далеко не прост. Уже при первой в истории стыковке корабля «Джемини-8» и беспилотной мишени «Аджена» возник сбой. После всех процессов стыковки корабль и мишень стали вращаться. После расстыковки вращение лишь усилилось. Корабль так раскрутился, что на борту астронавты чувствовали перегрузку до 3,5 g. Астронавт Нил Армстронг смог отключить двигатели системы ориентации и затормозиться двигателями стабилизации, применяемыми на атмосферном участке.

Оказалось, что статический заряд при контакте привел к короткому замыканию, и двигатель «Джемини-8» начал самопроизвольно включаться и выключаться.

Шаттл «Индевор» во время миссии STS-108 после стягивания уперся одним из своих амортизаторов в стыковочный узел МКС, и амортизатор при этом не сжимался. После более точного выравнивания положений станции и шаттла амортизатор встал в правильное положение.

При выполнении стыковки корабля «Аполлон» со станцией «Скайлэб» во время первой миссии астронавтов в ходе девяти попыток не удавалось совершить сцепку: замки банально не срабатывали. Даже пришлось выходить в открытый космос и разбирать стыковочный узел, чтобы восстановить работоспособность замков.

Каждый раз отказы, аварии и трудности помогали улучшать систему и делать ее надежнее. Этот процесс совершенствования идет и сейчас, а результаты мы видим на звездном небе. МКС — огромная станция, собранная из 15 модулей, на которую почти каждый месяц летают космические корабли и совершают с ней стыковки.

О других перипетиях космической истории читайте в нашем блоге #КосмосИзДома.

Партнеры



Центр «Космонавтика и авиация» продолжает работу в формате COVID-free. При посещении музейно-выставочных площадок необходимо предъявить QR-код: вакцинированного, переболевшего либо выданный после отрицательного ПЦР-теста, и документ, удостоверяющий личность (паспорт, водительское удостоверение, военный билет).
Дети до 14 лет могут посещать музеи в сопровождении взрослых, имеющих QR-код, дети от 14 до 18 лет — без QR-кода и без сопровождения. Подробная инструкция по получению QR-кода доступна на портале mos.ru. Для сокращения времени на проверку просьба готовить документы и QR-код заранее.

С заботой о вас.

Команда ВДНХ.

-->