Система аварийного спасения корабля союз. Сравнение SAS и SATA. Удовлетворение потребностей различных групп пользователей

1 февраля 2003 года при спуске с орбиты в небе над Техасом потерял устойчивость и разрушился космический челнок «Колумбия». Смерть семерых членов экипажа была быстрой, но, вероятно, они успели осознать происходящее. Что чувствовали астронавты в эти секунды, мы уже не узнаем, но нетрудно догадаться, о чем думали после катастрофы инженеры, создавшие и готовившие к запуску многоразовый корабль: «Почему случилась катастрофа? Все ли я сделал, чтобы избежать этого? Был ли у астронавтов шанс выжить?» На последний вопрос ответ однозначен: спасти экипаж «Колумбии» было невозможно, ведь конструкция корабля просто не предусматривала этого. Фото вверху: NASA/ISC

Надежность средств, при помощи которых человек способен достичь космоса, далека от идеальной. Ракета — сложная конструкция, на 90% и более состоящая из взрывоопасного топлива. Огненный шар вспыхнувшего на старте носителя, такого как «Протон» или «Сатурн-5», — явление, внешне сходное с подрывом тактического ядерного боеприпаса и гибельное для всего живого в радиусе нескольких сотен метров от эпицентра. Но даже в нормальном полете огромные нагрузки от тяги двигателей и аэродинамических сил стремятся растрясти, смять, сломать ракету и корабль. В любой момент может случиться отказ. Поэтому с самого начала освоения космоса особое внимание разработчики уделяли системе аварийного спасения (САС) космонавтов, которая должна безупречно работать именно в тех ситуациях, когда отказывает остальное оборудование.

Если полет проходит в штатном режиме, работают все системы комплекса, кроме этой. Но случись серьезный отказ или, того хуже, авария ракеты, САС — единственный шанс сохранить жизнь экипажа. Для многих, кто интересуется космонавтикой, эта аббревиатура ассоциируется с башенкой замысловатой формы, расположенной на самой вершине ракеты-носителя. «Башенка» — это двигательная установка системы аварийного спасения (ДУ САС). Но она являет собой лишь верхушку айсберга, состоящего из множества технических приспособлений, которые позволяют специалистам на Земле держать руку на пульсе ради решения лишь одной задачи — во что бы то ни стало спасти экипаж.

Спасение на старте

Заправка ракеты «Союз» компонентами топлива — довольно опасная операция. Поэтому космонавты занимают места в корабле, только когда она завершена — за два часа до намеченного старта. После этого с ракетой обычно не производится никаких активных действий — не подаются электрические команды, не приводятся в действие клапаны и другие механизмы. Это практически исключает возможность взрыва. В случае же других нештатных ситуаций — отказа бортовых систем, резкого ухудшения погодных условий — экипаж нетрудно эвакуировать со старта, и даже спешка при этом обычно не нужна.

Куда труднее спасти космонавтов на последних этапах предстартовой подготовки, когда персонал уже покинул башню обслуживания и ракета начинает активно готовиться к запуску. Поэтому ровно за 15 минут до намеченного старта приводится в готовность двигательная установка САС. С этого момента и до подъема в верхние слои атмосферы она способна в любой момент оторвать корабль с экипажем от аварийной ракеты, увести его в сторону и обеспечить мягкую посадку.

26 сентября 1983 года к орбитальной станции «Салют-7» должен был стартовать очередной «Союз». Космонавты Владимир Титов и Геннадий Стрекалов заняли свои места, шли последние приготовления к пуску. Из бункера управления не сразу заметили, как за 108 секунд до расчетного времени старта в топливной системе первой ступени ракеты возник пожар. Более того, некоторые участники запуска поначалу приняли дым за обычную картину выхода двигателей на режим, хотя команда «зажигание» по громкой связи не объявлялась. Только через шесть секунд после визуального обнаружения пламени руководитель пуска генерал Алексей Шумилин и технический руководитель подготовки ракеты-носителя Александр Солдатенков почти одновременно подали команду на включение САС. Четыре секунды команду передавали операторы, еще чуть больше секунды работала автоматика. Взревели мощные двигатели «башенки» и выдернули «Союз» из огненного шара — за секунду до этого пламя уже полностью охватило ракету-носитель. Полет занял пять с половиной минут, после чего спускаемый аппарат приземлился в четырех километрах от горящего старта. Это был единственный случай в истории космонавтики, когда для спасения экипажа пришлось задействовать ДУ САС, и она достойно справилась со своей задачей.

Система спасения должна функционировать в любых условиях, вплоть до неуправляемого хаотичного падения ракеты. Для этого сначала основные двигатели САС отрывают спасаемую часть от ракеты и быстро уводят ее в сторону, а затем включаются управляющие двигатели, которые формируют нужную траекторию спуска. Скоротечность многих аварийных ситуаций требует от САС высокого быстродействия. Поэтому все ее двигатели — твердотопливные. По сравнению с жидкостными они проще, надежнее и быстрее набирают максимальную тягу. Но и переборщить с мощностью двигателей нельзя. Перегрузку в 20 единиц, действующую в направлении «от груди к спине», человек способен выносить всего лишь около секунды. Этого времени не хватит, чтобы увести спасаемую часть корабля на безопасное расстояние от ракеты. Приходится ограничивать тягу спасательных двигателей так, чтобы перегрузка не превышала 10—15 единиц, зато такое ускорение можно поддерживать дольше.

Первая забота

7 ноября 1963 года остров Уоллопс в американском штате Вирджиния озарился вспышкой света, сопровождавшейся чудовищным, хоть и недолгим грохотом. Опережая клубы дыма, вверх рванулся небольшой предмет в форме конуса и в считанные секунды поднялся на высоту более километра. Нет, это был не НЛО! Так проходили первые испытания САС нового космического корабля «Аполлон», который должен был доставить первых американцев на Луну . Ни ракеты-носителя «Сатурн-5», ни даже самого корабля целиком еще не существовало, а испытания САС уже провели!

Эта система настолько важна, что именно с ее создания и испытаний начинается разработка пилотируемой системы. Ракета может быть еще только в чертежах, а корабль в макете, но система спасения обязана быть готова к испытаниям. В первых (самых важных) тестах проверяется отделение корабля от ракеты, стоящей на старте. Обычно при испытаниях используется макет корабля с парашютной системой, и единственной работоспособной частью является ДУ САС с нужными подсистемами. Так начиналась разработка не только «Аполлонов». Эту процедуру прошли «Меркурии», «Союзы», транспортный корабль снабжения (ТКС) для станции «Алмаз», китайский «Шэньчжоу»... А сейчас разрабатывается новейший американский лунный «Орион».

Иногда для испытания систем спасения создают специальные ракеты. Американцы для отработки САС корабля «Меркурий» сделали ракету «Литтл Джо 1», а для «Аполлона» — «Литтл Джо 2». На них проверялась работоспособность системы при максимальных скоростных напорах и в неуправляемом падении. Советские разработчики подходили к делу с еще большим размахом. Проводились экспериментальные пуски полностью снаряженных штатных ракет «Протон», которые несли «спарки» — по два возвращаемых аппарата корабля ТКС, верхний из которых был оснащен САС. Все это нужно для того, чтобы обеспечить высочайшую надежность системы в пилотируемом полете. «Протон» подвел создателей ТКС лишь один раз, и тогда САС спасла верхний возвращаемый аппарат «спарки».

Куда больше неприятностей обрушилось на лунную программу. Во время запусков беспилотных кораблей Л-1 («Зонд») для облета Луны САС четырежды спасала спускаемые аппараты при авариях «Протона». Она без замечаний справлялась со своей задачей на всех участках выведения — от момента максимального аэродинамического сопротивления до отказа последней ступени ракеты. При аварийных пусках лунного носителя Н-1 САС также работала нормально.

Медвежья услуга

Говорят: «И незаряженное ружье раз в год само стреляет». Был случай, когда из-за логической ошибки надежнейшая САС стала причиной фатальных последствий. 14 декабря 1966 года она случайно сработала после отбоя запуска беспилотного корабля «Союз». В это время из ракеты, стоящей на стартовом комплексе, уже сливали топливо. Включение двигателей САС вызвало пожар и последующий взрыв носителя. Благодаря решительности и внимательности руководителя пуска удалось эвакуировать почти весь персонал, находившийся возле ракеты в этот момент. Увы, без жертв не обошлось: задохнулся дымом пожара инженер-майор Л.В. Коростылев, руководивший стартовой командой в группе комплекса наземного оборудования. Анализ причин аварии показал, что гироскопы системы управления ракетой после отмены пуска продолжали вращаться — до полной остановки им необходимо было целых 40 минут — и «отслеживали», как положено, пространственное положение носителя. В результате система управления восприняла поворот стартового комплекса, вызванный суточным вращением Земли, как выход угловых отклонений ракеты за допустимые пределы и выдала команду на включение САС.

Не только двигатели

Двигательная установка САС — не только важнейшая, но и самая тяжелая часть системы спасения. Она «съедает» изрядную часть полезной грузоподъемности — около 10%. В то же время необходимость в ней отпадает после отделения первой ступени и подъема в верхние слои атмосферы, когда спасение могут обеспечить штатные средства отделения корабля от ракеты. В нужный момент ДУ просто «отстреливают» от ракеты-носителя, чтобы не тащить на орбиту лишний груз.

Но дежурство САС на этом отнюдь не заканчивается. Авария может случиться на любом участке полета, и спасение экипажа необходимо осуществлять вплоть до выхода на орбиту. Если полет приходится прервать, космический корабль отделяется от аварийной ракеты с помощью пиропатронов и толкателей. Могут использоваться и небольшие двигатели экстренного отделения.

При аварийном спасении на этих этапах полета экипаж может испытать весьма неприятные ощущения, в чем более 30 лет назад смогли убедиться советские космонавты Василий Лазарев и Олег Макаров . 5 апреля 1975 года их корабль не смог выйти на орбиту из-за аварии третьей ступени носителя. Не набрав орбитальной скорости, корабль вместе с аварийной ступенью, чиркнув по «порогу космоса», стал вновь возвращаться в атмосферу. Автоматика запустила целую цепочку событий: сначала корабль отделился от ракеты, затем разделился на отсеки, после чего спускаемый аппарат с космонавтами вошел в атмосферу по очень крутой траектории с перегрузкой до 22 единиц. Капсула приземлилась в труднодоступных районах Алтая на краю обрыва. К счастью, космонавты остались живы, но впечатлений им хватило на всю жизнь. При аварии на самых поздних этапах запуска возможно выведение корабля на низкую «аварийную» орбиту, где сопротивление атмосферы позволяет совершить лишь один-два витка вокруг Земли. Но за это время система управления успеет сориентировать корабль и подготовить его к нормальному управляемому спуску и приземлению в заданном районе. Перегрузки при этом остаются в пределах нормы.

От «Востока» до «Ориона»

Несмотря на общую принципиальную схожесть, реальные системы спасения космических кораблей отличаются множеством неповторимых нюансов. Например, на одноместных «Востоках» вовсе не было двигательной установки САС: в случае аварии космонавта спасало катапультное кресло — технология, досконально отработанная в авиации и считавшаяся весьма надежной. Это же кресло использовалось и при штатном возвращении на Землю — парашютная система спускаемого аппарата не обеспечивала достаточно мягкой посадки, и космонавт приземлялся отдельно. По сути, разработчики «Востока» объединили средство спасения со средством посадки.

Спускаемый аппарат имел для катапультирования специальный люк, а головной обтекатель ракеты — большой вырез. В случае катапультирования из-за аварии носителя на стартовой позиции парашют раскрыться не мог и космонавт в кресле приземлялся на специальную сетку, натянутую на высоте около 40 метров. При катапультировании уже после старта ракеты включались два пороховых двигателя кресла, которые уводили его вверх и в сторону от ракеты-носителя, после чего космонавт отделялся от кресла и приземлялся на парашюте. Высота катапультирования была ограничена четырьмя километрами: при аварии ракеты на большей высоте отключались маршевые двигатели, отделялся головной обтекатель, а потом и спускаемый аппарат «Востока». И только после этого проводилось катапультирование космонавта.

Система имела «мертвые зоны». Так, в начале подъема космонавта спасти было крайне затруднительно из-за отсутствия необходимого запаса по высоте: не успевала сработать вся цепочка событий, связанная с катапультированием, раскрытием парашюта кресла, отделением космонавта от кресла и приземлением на индивидуальном парашюте. К счастью, проверить эти выводы на практике не пришлось — все пилотируемые «Востоки» летали без аварий.

Катапультные кресла были использованы и на американских двухместных кораблях «Джемини»: они должны были спасти астронавтов на начальном участке полета и при посадке, заменяя собой запасной парашют. Если бы авария произошла на высоте больше 21 километра, корабль предполагалось отделить от ракеты с помощью штатной тормозной ДУ. Астронавты должны были сами решать, когда включать САС. Применение катапультных кресел и ручного запуска системы спасения оправдывалось высокой надежностью ракеты-носителя «Титан-2». Она заправлялась самовоспламеняющимися компонентами топлива. По замыслу разработчиков, подтвержденному экспериментами, возможность взрыва практически исключалась: окислитель и горючее, смешиваясь, просто-напросто «спокойно сгорали», а не детонировали.

Любопытно, что испытания катапультных кресел проводили сами астронавты. Во время одного из тестов (16 января 1963 года) правое кресло «выстрелило» до того, как полностью открылся люк спускаемого аппарата, и вышибло его. «Это было чертовски больно, но длилось недолго», — делился своими впечатлениями от испытаний Джон Янг.

А вот на трехместных «Аполлонах» (и еще раньше на одноместных «Меркуриях») от катапультных кресел отказались, поскольку корабли выводились на орбиту носителями, заправляемыми криогенным топливом. При аварии такой ракеты гораздо выше вероятность взрыва, и капсулы снабдили полноценными спасательными двигателями.

На корабле «Меркурий» САС срабатывала автоматически от датчиков, регистрирующих чрезмерные отклонения ракеты от заданного положения, а также в случае отказа системы электропитания. Но полностью на автоматику американцы не полагались — привести систему спасения в действие могли вручную как астронавт, так и операторы наземного центра управления полетом. В ее составе было четыре двигателя: один основной, уводивший капсулу с астронавтом от аварийной ракеты, и три вспомогательных — для отстрела и увода самой двигательной установки от корабля. Любопытно, что вектор тяги основного двигателя не проходил через центр тяжести «Меркурия». Благодаря этому даже без специальных управляющих двигателей САС уводила капсулу вперед и вбок от ракеты-носителя.

Очень рискованными были полеты космонавтов на многоместных советских «Восходах». Корабли делались на базе одноместного «Востока»: в спускаемый аппарат сажали двухтрех человек, и снабдить космонавтов катапультными креслами не было никакой возможности. Спасательных двигателей тоже не было, видимо, по причине временного характера программы, ведь во время полетов «Восходов» уже велась разработка кораблей серии «Союз». На большой высоте спасти экипаж можно было, выключив двигатели ракеты и отделив от нее корабль с последующим разделением его на отсеки. Однако случись серьезная авария на участке работы первой или второй ступени носителя, шансов на спасение у космонавтов было бы гораздо меньше. Так что «мертвая зона» у «Восходов» оказывалась значительно шире востоковской.

На кораблях следующего поколения «Союз» и «Аполлон» применялись весьма совершенные системы спасения. Так, САС «Союза» обеспечивает спасение экипажа на любом участке полета: от аварии ракеты-носителя на стартовом столе и практически до самого выхода на орбиту. Еще совершеннее и надежнее система спасения современных кораблей «Союз-ТМА». Она содержит несколько групп двигателей, и некоторые из них остаются на корабле вплоть до самого момента отделения головного обтекателя. Примерно так же будут работать САС американского «Ориона» и перспективного российского ко раб ля нового поколения.

Пленники орбиты

До сих пор мы говорили об аварийном спасении «по дороге в космос». Но о безопасности надо думать и в орбитальном полете, и при спуске на Землю. Фантасты не раз рисовали леденящую кровь картину, когда космонавты из-за аварии не могут вернуться на Землю. Бестселлером в свое время стал роман Мартина Кэйдина «В плену орбиты», главный герой которого, вымышленный пилот «Меркурия» Ричард Пруэтт, чуть было не стал заложником отказавшей тормозной двигательной установки корабля.

Чтобы космонавты не оказались «пленниками орбиты», принимаются специальные меры. Например, высота полета первых «Востоков» выбиралась так, чтобы при отказе тормозного двигателя спускаемый аппарат мог за счет сопротивления атмосферы вернуться на Землю через 10 дней. На борту при этом был соответствующий запас продуктов, воды и воздуха.

Для современных кораблей так орбиту не подберешь — они поднимаются к орбитальным станциям на 350 и более километров, а это слишком высоко для аэродинамического спуска. И здесь спасает дублирование систем. Так было в полете Николая Рукавишникова и первого болгарского космонавта Георгия Иванова . Старт корабля «Союз-33» состоялся 10 апреля 1979 года, и поначалу все шло нормально. В течение суток космонавты проверяли работу систем. Однако из-за сбоя автоматики и нештатной работы двигателя сближения стыковка со станцией «Салют-6» сорвалась. Повторные попытки успеха не принесли, зато возникли опасения и относительно возможной неисправности тормозного двигателя. Ситуация была крайне опасная. В итоге на следующий день корабль сошел с орбиты с помощью дублирующего двигателя.

Но, пожалуй, самым драматичным было возвращение со станции «Мир» корабля «Союз ТМ-5» с экипажем в составе Владимира Ляхова и первого афганского космонавта Абдула Моманда . Неприятности начались, когда на границе дня и ночи стал неуверенно работать инфракрасный датчик вертикали. Из-за этого бортовой компьютер отказался запустить двигатель на торможение. Посадка была отложена. И вдруг через семь минут двигатель неожиданно включился сам! Ляхов немедленно выключил его — иначе садиться пришлось бы уже в Китае. Однако двигатель вновь заработал «как ему вздумается», хотя тормозной импульс так и не выдал. В довершение всего компьютер, решивший, что корабль уже сошел с орбиты, запустил процесс разделения отсеков. Если бы от спускаемого аппарата успел отделиться агрегатный отсек с тормозным двигателем, космонавты, оставшись на орбите в спускаемом аппарате, были бы обречены на гибель: запаса кислорода у них было лишь на спуск и посадку. Только быстрая реакция Ляхова спасла космонавтам жизнь. Спуск был отложен на сутки. Космонавты провели их без удобств в самом буквальном смысле: бытовой отсек с ассенизационным устройством, попросту говоря туалетом, уже успел отделиться. К счастью, на следующий день все прошло как надо и космонавты благополучно приземлились.

Мертвые зоны шаттлов

САС на многоразовых крылатых космических кораблях — советском «Буране» или американских шаттлах, принципиально отличаются от вышеописанных систем. Во-первых, сам многоразовый челнок имеет большие габариты и массу. Он не делится подобно одноразовому капсульному кораблю на небольшие отсеки, а представляет собой единую конструкцию. Например, масса шаттла — почти 120 тонн. Даже для простого отстрела корабля от аварийной ракеты нужны очень мощные двигатели. При проектировании шаттлов и «Бурана» инженеры первоначально планировали оснастить их специальными твердотопливными двигателями спасения, но последние оказались чрезмерно тяжелы, и от этой затеи отказались.

Во-вторых, самолетная схема требует для безопасного полета определенного сочетания скорости и угла атаки. Обеспечить его при спасении челнока в начале полета крайне трудно, если вообще возможно. А при нештатном отделении крылатый аппарат может попросту разрушиться от огромных аэродинамических нагрузок.

Однако говорить о том, что на шаттле нет САС, неверно. Она имеется, причем довольно сложная, но у нее есть «мертвые зоны», в которых она бессильна. Одна из «мертвых зон» для американских челноков — первые две минуты полета, пока работают стартовые твердотопливные ускорители. Их считали практически безотказными, но именно они подвели в роковом полете «Челленджера» 26 января 1986 года.

В случае аварии на стартовой позиции, случившейся до запуска основных двигателей, астронавты могут экстренно покинуть корабль и в кабинке-корзине, подвешенной к тросу, скатиться с башни обслуживания в защитный бункер. С той же целью на стартовом комплексе «Бурана» был предусмотрен специальный спасательный желоб.

В полете экипаж шаттла теоретически может выпрыгнуть с парашютами. Но это возможно лишь при управляемом планировании на высоте не более шести километров и скорости не свыше 370 км/ч. При этом, чтобы не удариться о крыло, членам экипажа необходимо покидать аппарат с помощью затейливо изогнутой телескопической направляющей, выдвинутой на несколько метров через боковой люк.

Условия для спасения таким способом могут возникнуть лишь на обратном пути к Земле. Поэтому при выведении на орбиту задача аварийного спасения в основном возлагается на носитель и сам космический челнок. Везде, где возможно, их подсистемы, задействованные «на выживание», дублируются, подчас неоднократно. Даже при отказе одного из трех маршевых двигателей шаттл может выйти на низкую аварийную орбиту.

При более серьезных неприятностях по командам экипажа или из центра управления полетом запускается специальная программа, формирующая аварийную траекторию, которая приводит шаттл на один из многочисленных (более десятка) запасных аэродромов, расположенных в Европе, Северной Америке и Азии . Теоретически челнок может совершить посадку на любую подходящую взлетно-посадочную полосу длиной не менее трех километров.

Нерешенные проблемы

При создании советского челнока — корабля «Буран» — анализировалось не менее 500 возможных нештатных ситуаций. Подобно шаттлу при серьезных отказах ракета переключалась на аварийную программу, которая в зависимости от этапа полета и тяжести ситуации выводила корабль в тот или иной район возможной посадки. Начиная с определенной высоты «Буран» мог выйти на орбиту даже при отказе одного из двигателей ракетыносителя «Энергия». На случай аварийной посадки, кроме основного аэродрома, расположенного на космодроме Байконур, предполагалось ввести в строй два запасных — в Симферополе и на Дальнем Востоке в Хороле, близ Уссурийска. Интересно, что при посадке в Хороле «Буран», а с ним и самолеты сопровождения часть маневров выполняли бы в воздушном пространстве Китая.

В первых испытательных полетах и шаттлы, и «Буран» снабжались катапультными креслами. Однако при регулярных полетах такое решение оказалось неприемлемым, поскольку семь астронавтов в шаттле и до 10 космонавтов в «Буране» размещались на двух палубах, что исключало спасение всего экипажа.

Возможность спасения отделяемой кабины американцы отвергли еще на стадии проектирования, как чрезмерно дорогое и тяжелое решение. По аналогичному пути шли советские разработчики. В результате отсутствие средств спасения при «быстрых» авариях остается ахиллесовой пятой крылатых челноков. После катастроф «Челленджера» и «Колумбии» вновь были сделаны попытки вернуться к идее «спасаемой кабины». И снова они были отвергнуты из-за недостаточной надежности. Подобное решение применялось на самолетах F-111 и показало свою низкую эффективность. По той же причине оно не прижилось и на бомбардировщике B-1: в большинстве случаев при спасении в отделяемой кабине экипаж получал серьезные травмы.

И все же кадры взрыва «Челленджера», запечатленные беспристрастными видеокамерами, показывают, что кабина с экипажем хоть и оторвалась от челнока, но была практически целой! Есть даже данные, что некоторые астронавты погибли не при взрыве, а при ударе о воду. Возможно, будь кабина «спасаемой», астронавты имели бы шанс выжить. Трудно сказать. Обеспечить для плохообтекаемой кабины устойчивый полет, да еще и мягкую посадку очень сложно. Так что приходится признать, что эта идея не решает проблему спасения экипажа, и задача создания САС крупных крылатых кораблей еще ждет своего решения. О том, насколько она важна, говорит тот факт, что после двух катастроф США решили вовсе отказаться от тяжелых космических челноков, как недостаточно безопасных кораблей.

На небольших многоразовых крылатых аппаратах спасти экипаж несколько проще. Во-первых, «маленький» аппарат массой 10—20 тонн все же можно увести от ракеты при помощи традиционной ДУ САС. Такое решение предлагалось в российском проекте «Клипер». Немногочисленный экипаж — из двух-трех космонавтов — можно попытаться спасти с помощью катапультных кресел. Этот способ был основным в проекте французского многоразового корабля «Гермес». Наконец, можно спасти экипаж в компактной отделяемой капсуле, как в советском проекте «Спираль». Разработчики считали, что даже при аварии на орбите единственный пилот боевого космоплана мог вернуться на Землю в небольшой сфере, похожей на спускаемый аппарат «Востока».

Говоря о перспективах развития САС, нельзя не отметить стремление конструкторов интегрировать ее в корабль. Например, при штатном полете, вместо того чтобы отстреливать ДУ САС, ее можно использовать в качестве блока довыведения корабля на рабочую орбиту — топлива в ней для этого достаточно. Подобная идея легла, например, в основу концепции двигательного отсека корабля «Клипер». По проекту отсек может выполнять три функции: аварийное спасение, довыведение корабля на рабочую орбиту и торможение для входа в атмосферу.

И конечно, нельзя не отметить, что все рассмотренные системы спасения относятся к случаю околоземных полетов. Полеты к Луне или другим планетам поставят перед разработчиками техники совсем другие задачи, где ключевым вопросом будет не столько быстрота реакции, сколько способность Земли организовать спасательную экспедицию и способность терпящих бедствие дождаться прибытия помощи.

На постамент установлен блок двигателей системы аварийного спасения (САС) ракеты-носителя Союз.
Находится памятник в городе Байконур (Казахстан) на территории Лицея "Международная космическая школа им. В.Н. Челомея".
Доступ свободный, можно трогать. Охраны нет.
Состояние памятника - хорошее.
Дата съёмки - 11 июля 2015 года.

Все фото кликабельны до 3648х2736.

02. САС установлена в 1990 г.
Она привезена с плаца площадки 2 (Гагаринский старт) и принадлежит к серии двигательных установок системы аварийного спасения кораблей "Союз М" (программы "Союз-Аполлон").

03. Система аварийного спасения используется при аварии ракеты-носителя на старте или на начальном этапе полёта.
При срабатывании САС, верхняя часть ракеты, в которой находится экипаж, отделяется от остальной конструкции и очень быстро отлетает вверх и в сторону.
Для резкого разгона используются твёрдотопливные ускорители - собственно блок ТТУ и стоит здесь как памятник.
Нижнее кольцо больших круглых дюз - основной двигатель САС, который спасает космонавтов.
Верхнее кольцо с маленькими соплами используется, когда ракета набирает высоту и скорость достаточные для спасения экипажа штатными средствами космического корабля.
Тогда штанга САС отстреливается и уводится этими маленькими двигателями в сторону от поднимающейся всё выше и выше ракеты.

САС неоднократно срабатывала в нештатных ситуациях при запусках РН "Союз" и "Протон".

Несколько раз система спасала полезную нагрузку беспилотных ракет и два раза - космонавтов.

Первый:
Корабль "Союз-18-1" стартовал с космодрома Байконур 5 апреля 1975 года.
Миссия - доставка экипажа на станцию Салют-4 (второе посещение).
Из-за отказа третьей ступени полёт закончился в аварийном режиме.
На 261-й секунде полёта по программе должно было произойти отделение второй ступени ракеты, однако это не случилось, ракету стало раскачивать.
Сработала система аварийного спасения, отстрелившая возвращаемый аппарат.
Во время спуска космонавты испытали пиковую перегрузку около 20,6 g.
На следующий день экипаж был эвакуирован с точки вынужденного приземления на Горном Алтае.

Второй случай, когда были спасён экипаж:
"Союз Т-10-1" должен был доставить третью основную экспедицию к орбитальной станции "Салют-7", но за 48 секунд до старта произошло возгорание топлива ракеты-носителя, после чего по команде от наземного ЦУПа активировалась система аварийного спасения, отстрелившая спускаемый аппарат с экипажем, который через 5 минут 13 секунд полёта по баллистической траектории и спуска на парашюте приземлился примерно в 4 километрах от стартового комплекса.
В истории космонавтики это был единственный случай, когда отстрел спасательной капсулы с космонавтами произошёл на стартовом столе

Во время выполнения предстартовых процедур за 90 секунд до запланированного старта вышел из строя клапан "ВП-5", отвечавший за смазку в системе подачи топлива в газогенераторы турбонасосных агрегатов блока "В" первой ступени ракеты-носителя.
Это привело к перегреву, а затем и к возгоранию насоса, что вызвало взрыв топлива.
Дозаправочные мачты еще не отошли, а весь стартовый стол уже был охвачен огнём.
Взрыв уничтожил часть кабелей, передающих данные о функционировании ракеты, поэтому лишь спустя 20 секунд после возникновения нештатной ситуации технический персонал заметил возгорание, и за 10 секунд до предполагаемого старта операторы задействовали систему аварийного спасения. Произошёл отстрел капсулы, и капсула с космонавтами полетела прочь от ракеты, которая через две секунды после отстрела развалилась, рухнув вниз, в приямок стартового стола.
В течение четырёх секунд работы твердотопливных двигателей системы аварийного спасения космонавты испытали перегрузки от 14 до 18 g, поднявшись на высоту 650 метров и затем по инерции ещё до 950 метров, где произошло раскрытие парашюта.
Через 5 минут капсула с космонавтами приземлилась в четырёх километрах от места аварии.
Ещё через 15 минут на место приземления прилетел вертолёт с врачами и спасателями.

Схема этого спасения:

04. В состав системы аварийного спасения, помимо двигательной установки системы аварийного спасения (ДУ САС), входят:
- автоматика САС (блоки автоматики, программно-временное устройство, блоки питания, гироприборы, бортовая кабельная сеть);
- двигатели головного обтекателя (РДГ);
- механизмы и агрегаты САС, размещаемые на головном обтекателе ( , ложементы, верхние опоры, механизмы аварийного стыка, противопожарная система, средства отделения блистера оптического визира).

SAS (Serial Attached SCSI) - интерфейс для подключения HDD дисков. Своим появлением "серийный" интерфейс сменил устаревший параллельный SCSI-интерфейс. Жесткие диски, построенные на интерфейсе SAS, используются в серверных системах.

SAS является родным "младшим братом" интерфейса SCSI, соответственно, в функциональной части первый представляет собой логический протокол второго. Он основан на электрической и механической части последовательного интерфейса SATA .

Примечательно, что SAS наделен как преимуществами интерфейса SCSI, коими являются глубокая сортировка очереди команд, отличная масштабируемость, высокий уровень защиты от помех, большая длина кабелей, так и достоинствами Serial ATA , что отличается гибкими и недорогими кабелями, возможностью "горячего" подключения, стандартом "точка-точка", демонстрирующим большую производительность в сложных конфигурациях.

Кроме того, сам SAS также обладает новыми уникальными возможностями. В частности, модернизированной системой подключения с использованием хабов (SAS-расширителей), возможностью подключения к одному диску двух SAS-каналов, возможностью работы на одном контроллере дисков SAS и SATA-интерфейсов.

SAS позволяет подключать до 128 устройств на один порт, и до 16256 устройств - на один контроллер.

Современные SAS-контроллеры и HDD диски поддерживают скорость передачи данных до 600Мбайт/с. Ожидается, что в 2012 году скорость передачи достигнет 12 Гбит/с.

SAS применяет последовательный интерфейс для работы с подключаемыми накопителями (Direct Attached Storage - DAS). И хотя SAS, в отличие от параллельного интерфейса, применяемого в SCSI, использует последовательный интерфейс, для управления SAS-устройствами используются команды SCSI.

История

Более, чем 20 лет подряд параллельный шинный интерфейс был самым востребованным протоколом обмена данных для большинства систем хранения цифровых данных. Однако, по мере роста пользовательской потребности в пропускной способности системы, все чаще стали бросаться в глаза недостатки двух самых распространенных технологий параллельного интерфейса: SCSI и ATA.

Главным недостатком систем являлось отсутствие совместимости между ними: разные разъемы, наборы команд. Широкий шлейф, осуществляющий параллельную передачу данных, приводил к перекрестным наводкам, что создавало дополнительные помехи и приводило к ошибкам сигнала. Это вынуждало снижать скорость сигнала, ограничивать длину кабеля. Также приходилось завершать каждую линию отдельно, обычно эту операцию выполнял последний накопитель (в целях недопущения отражения сигнала в конце кабеля).

Усугубляло положение дел Parallel SCSI и низкое максимальное число подключаемых устройств (16 в одной цепочке), а также длина кабеля (в сумме, не более 12 м). Также существовала необходимость терминирования и ручной установки ID-накопителей, разделение полосы пропускания между всеми подключенными приводами.

Ну и наконец, огромных размеров кабели и разъемы параллельных интерфейсов делали эти технологии малопригодными для новых компактных систем.

В 2002 году комитетом T10 было предложено ввести новый протокол SAS. В нем были устранены все вышеописанные недостатки. Соединение типа "точка-точка" позволило ввести выделенную полосу пропускания под каждый диск, предельная длина кабеля составляла до 8 метров на один порт, число адресуемых устройств в одном домене возросло до 16 256, ручная установка ID сменилась уникальными номерами (WWN - World Wide Number), присваиваемыми на этапе производства. Разъемы для внешних SAS-устройств могли вместить до четырех накопителей и обеспечить полосу пропускания 1,2Гбит/с в одном направлении. Кроме того, в новом интерфейсе была обеспечена полная поддержка "горячего" подключения, а также сортировка очереди команд.

Технический комитет T10 входит в состав Международного Комитета по Стандартам в Области Информационных Технологий (InterNational Committee on Information Technology Standarts - INCITS). Он занимается разработкой и поддержкой интерфейса SAS. Также новому стандарту оказывают поддержку отраслевые группы SCSI Trade Association и Serial ATA Working Group. В них входят такие компании, как Intel, HP, LSI, Seagate, IBM и прочие.

Стандарт SAS состоит из:

уровня приложений: SCSI, ATA, SMP (Serial Management Protocol);
транспортного уровня: SSP (Serial SCSI Protocol), STP (Serial ATA Tunneling Protocol, подключения SATA устройств к SAS HBA через расширитель (expander)), SMP (Serial Management Protocol, поддержка расширителей SAS);
SAS port layer;
уровня соединения: общая часть и SSP, STP, SMP;
SAS phy: согласование скорости (замедление вставкой наполнителей); кодировка (8b10b как в FC и Ethernet); можно объединять в "широкий" (2x, 3x, 4x) порт в HBA/RAID или расширителе; скорость: SAS-1 - 3Гбит/с (300Мбайт/с), SAS-2 - 6Гбит/с (600Мбайт/с) ;
физического уровня: обеспечивается полный дуплекс; кабели и разъёмы; одиночный внутренний разъём совместим с SATA устройствами, но не наоборот (SAS устройства нельзя подключать к SATA контроллеру); внешние и групповые разъёмы (wide port, несколько phy); в SAS-2 введён период адаптации при подключении устройства (training, позволяет увеличить длину кабеля до 6м); в SAS-2.1 введены активные кабели (встроенная микросхема позволяет уменьшить толщину кабеля и увеличить длину кабеля до 30м); оптический кабель - до 100м; разъём miniSAS x4 обеспечивает питание активного кабеля; внешние miniSAS x4 кабели имеют различные разъёмы для входных и выходных портов; в SAS-2.1 добавлены внешние miniSAS 8x и внутренние miniSAS 8x разъемы.

Компоненты интерфейса SAS

Инициаторы (Initiators)

Инициатор — устройство, которое порождает запросы на обслуживание для целевых устройств и получает подтверждения по мере исполнения запросов. Зачастую инициатор выполнен в виде СБИС.

Целевые устройства (Targets)

Целевое устройство содержит логические блоки и целевые порты, которые осуществляют прием запросов на обслуживание, исполняет их; после того, как закончена обработка запроса, инициатору запроса отсылается подтверждение выполнения запроса. Целевое устройство может представлять собой как отдельный жесткий диск, так и целый дисковый массив.

Подсистема доставки данных (Service Delivery Subsystem)

Это часть системы ввода-вывода, осуществляющая передачу данных между инициаторами и целевыми устройствами. Обычно подсистема доставки данных состоит из кабелей, соединяющих инициатор и целевое устройство. Также, помимо кабелей в состав подсистемы доставки данных могут входить расширители SAS.

Расширители (экспандеры) (Expanders)

Расширители (экспандеры) SAS — это устройства, входящие в состав подсистемы доставки данных и позволяющие облегчить передачу данных между устройствами SAS. К примеру, расширитель позволяет подключить несколько целевых устройств SAS к одному порту инициатора. Подключение через расширитель абсолютно прозрачно для целевых устройств. Спецификации на SAS регламентируют физический, канальный и логический уровни интерфейса.

Протоколы передачи данных SAS

Благодаря этим трем протоколам интерфейс SAS полностью совместим с уже существующими SCSI приложениями:

Последовательный SCSI протокол (Serial SCSI Protocol SSP). Он передает команды SCSI;
Управляющий протокол SCSI (SCSI Management Protocol SMP). Он передает управляющую информацию на расширители;
Туннельный протокол SATA (SATA Tunneled Protocol STP). Он устанавливает соединение, позволяющее передавать команды SATA.

Эта мультипротокольная архитектура делает технологию SAS универсальным гибридом устройств SAS и SATA.

Разъемы SAS

Разъем SAS универсален, что является его весьма значимым преимуществом. По форм-фактору он совместим с SATA, что позволяет напрямую подключать к системе накопители SAS и SATA. Это позволяет использовать систему как с требующими высокой производительности приложениями, так и с более экономичными.

Набор команд SATA является подмножеством набора команд SAS. Это позволяет получить совместимость устройств SATA с контроллерами SAS. Но, следует учитывать, что накопители SAS не могут работать с контроллерами SATA. Вот почему они оснащены специальными ключами на разъемах - это исключает вероятность неправильного подключения.

Разъем SFF-8482. Это внутренний разъем для подключения стандартного жесткого диска горячей замены с SAS интерфейсом. Он также позволяет подключить диск с интерфейсом SATA, с которым полностью совместим. А вот подключить SAS-устройство к интерфейсу SATA не получится, в SAS посередине разъема отсутствует специальный вырез-ключ. Помимо данных через разъем подается питание для HDD;
Разъем SFF-8484. Это переходник, который позволяет подключать объединительную панель или корзину с разъемом SFF-8484 к контроллеру. Он рассчитан на 2/4 устройства. Является внутренним разъемом, оснащенным плотной упаковкой контактов;
Разъем SFF-8470. Это внешний разъем, обладающий высокой плотностью контактов. Максимальная пропускная способность - 4 устройства. Относится к типу Infiniband, используется также для подключения внутренних устройств;
Разъем SFF-8087. Это внутренний разъем mini-SAS, позволяющий подключить до 4 устройств. Представляет собой уменьшенный разъем Molex iPASS;
Разъем SFF-8088. Это внешний разъем mini-SAS, позволяющий подключить до 4 устройств. Представляет собой уменьшенный разъем Molex iPASS.

Разъемы SAS по габаритам существено меньше традиционных разъемов SCSI. Это позволяет использовать их в качестве разъемов для подключения компактных накопителей, размером 2,5 дюйма. Благодаря уменьшенному разъему SAS обеспечивается полное двухпортовое подключение как для 3,5-дюймовых, так и для 2,5-дюймовых дисковых накопителей.

Примечательно, что раньше эта функция была доступна лишь для 3,5-дюймовых дисковых накопителей с интерфейсом Fibre Channel.

Сравнение SAS и SCSI

В SAS используется последовательный протокол передачи данных между несколькими устройствами, что означает использование меньшего количества сигнальных линий;
SCSI использует общую шину, а это значит, что все устройства подключены к одной шине. С контроллером одновременно может работать только одно устройство. SAS же использует соединения «точка-точка», в котором каждое устройство соединено с контроллером посредством выделенного канала, что позволяет подключать к одному контроллеру множество устройств;
SAS не нуждается в терминации шины пользователем, в отличие от SCSI;
SCSI имеет проблему времени распространения сигнала по разным линиям параллельного интерфейса, оно может отличаться. SAS же лишен такого недостатка;
В SAS имеется поддержка большого количества устройств (> 16384). В SCSI поддерживается 8, 16, или 32 устройства на шине;
SAS обеспечивает более высокую пропускную способность (1.5, 3.0 или 6.0 Гбит/с). На шине SCSI пропускная способность шины разделена между всеми подключенными к ней устройствами;
Контроллеры SAS поддерживают подключение устройств с интерфейсом SATA;
SAS использует команды SCSI для управления и обмена данными с целевыми устройствами.

Сравнение SAS и SATA

SATA-устройства идентифицируются номером порта контроллера интерфейса SATA. SAS-устройства идентифицируются WWN-идентификаторами (World Wide Name). Для подключении SATA-устройства к домену SAS используется специальный протокол STP (Serial ATA Tunneled Protocol), описывающий согласование идентификаторов SAS и SATA;
В устройствах SATA 1 и SAS имеется поддержка тегированных очередей команд TCQ (Tagged Command Queuing). При этом, устройства SATA в версии 2 имеют поддержку как TCQ, так и NCQ (Native Command Queuing);
SATA применяет набор команд ATA, который позволяет работать с HDD дисками. SAS поддерживает более широкий набор устройств (в том числе и HDD диски, сканеры, принтеры и др.);
SAS поддерживает связь инициатора с целевыми устройствами по нескольким независимым линиям (в зависимости от потребности можно повысить отказоустойчивость системы и/или увеличить скорость передачи данных). SATA в версии 1 такой возможности не имеет. SATA в версии 2 использует дубликаторы портов для повышения отказоустойчивости;
Преимущество SATA — низкое энергопотребление и доступность, преимущества SAS — большая надежность.

Схема посадки космического корабля «Восток»

Схема работы системы аварийного спасения экипажа космического корабля «Союз»

Корабль на испытательном стенде

САС сдергивает корабль со стенда

На высоте 300 м САС отстреливается от корабля

Спускаемый аппарат выбрасывает парашют

Двадцать шестого сентября 1983 года Владимир Титов собирался взять реванш за неудавшийся первый полет, который продлился всего двое суток. Тогда на «Союзе Т-8» не раскрылась антенна системы стыковки, и корабль пришлось сажать досрочно. За несколько секунд до старта ракета «СоюзУ» начала раскачиваться чуть сильнее, чем обычно. Титов не волновался: вибрация — непременный атрибут ракетного старта. Посмотреть же вниз он не мог: космический корабль на старте наглухо закрыт обтекателем.

А вот люди внизу испытывали ужас: ракетаноситель горела. «Союз», заправленный почти 300 т жидкого кислорода и керосина, вот-вот должен был взорваться. И взорвался. Но за доли секунды до этого на самой верхушке грандиозного 50-метрового металлического тела вспыхнул факел двигателя системы аварийного спасения. Корабль, оторвавшись от гибнущей ракеты, взмыл вверх на полтора километра, отстрелил от спускаемого аппарата лишние отсеки и выпустил парашюты. Владимир Титов и Геннадий Стрекалов мягко приземлились в нескольких километрах от стартового стола, на котором бушевал пожар. Каждый из спасенных космонавтов сумел еще трижды побывать на орбите.

Человеческий фактор

Титов и Стрекалов выжили случайно. Автоматика, управляющая системой аварийного спасения, дала сбой и не сработала. Оператор на Земле вовремя обнаружил ошибку и вручную активировал САС менее чем за одну десятую секунды до того, как пожар пережег провода, по которым команды поступали на космический корабль. Если бы оператор помедлил на мгновение, космонавтам помочь никто бы не смог.

Радиоканал, дублирующий перегоревший кабель, был блокирован пожаром — огонь ионизирует воздух, и он перестает пропускать радиоволны. Это же пламя уничтожило и основную линию связи, по которой автоматика сама запускала двигатели САС. Вот если бы ракета успела подняться над стартовым столом, радиосвязь заработала бы снова: факел не помешал бы прохождению радиоволн; но ракета еще стояла на столе, связанная с Землей тоненькой пуповиной кабельмачты. Если бы кабельмачта успела отойти от ракеты (это происходит перед самым запуском), то САС не сработала бы и от команды оператора.

Что такое САС?

Ее исполнительная часть — твердотопливный двигатель, массой примерно в тонну, закрепленный в вершине головного обтекателя космического корабля. Вместо одного сопла у него двенадцать маленьких, установленных под углом 30° к оси ракеты. Еще выше расположен небольшой двигатель для увода в сторону головного обтекателя после срабатывания основного.

Дело в том, что корабль «Союз» состоит из трех отсеков — орбитального, приборно-агрегатного и спускаемого аппарата. Спускаемый аппарат с космонавтами находится в середине связки, а силовой элемент (шпангоут, к которому можно прикладывать усилия) — в самом низу. Поэтому с ракеты приходится сдергивать семитонный корабль целиком, вместе с обтекателем. Расположение двигателя САС сверху на штанге, а не внизу, под космическим кораблем, диктовалось следующим: в целях экономии веса и горючего сразу после того, как ракетаноситель набирала достаточную высоту, штанга вместе с двигателями отстреливалась от обтекателя.

При срабатывании САС космонавты испытывают перегрузку в 6,5 g — больше, чем при штатном приземлении. Комфортом пренебрегают для того, чтобы быстро набрать скорость и высоту, уходя из опасной зоны. Всего за две секунды корабль отлетает от ракеты на 125 м, за три — почти на триста, после чего двигатель выключается, выработав все топливо, и дальше вверх и вбок связка полетит по инерции.

Через долю секунды после выключения двигателя на обтекателе раскрываются решетчатые крылья-стабилизаторы, в нормальном состоянии сложенные и прижатые к боковым стенкам обтекателя. Крылья позволяют отлететь от места аварии на четыре-пять километров. (Интересно, что в проектировании решетчатых крыльев принимал участие Юрий Гагарин, выбрав их для своего дипломного проекта в Академии имени Жуковского.)

После набора необходимой высоты и скорости подрываются пироболты и корабль выскальзывает из обтекателя, затем отстреливаются ставшие ненужными приборно-агрегатный и орбитальный отсеки. А из спускаемого аппарата выходит парашют, и перед самой землей срабатывают двигатели мягкой посадки.

Приборно-агрегатный и орбитальный (его еще называют «бытовым») отсеки разбиваются, а вот спускаемый аппарат, в котором установлена львиная доля автоматики, можно будет использовать повторно. Почти все такие аппараты после срабатывания САС слетали в космос — уже на другой ракете. А вот после настоящего космического полета спускаемые аппараты повторно не используются.

Кроме исполнительной части САС, двигателей, не менее важна ее решающая часть и датчики, которые следят за состоянием систем ракеты и корабля. Эти приборы разбросаны по всей ракете и связаны кабелями. В начале пути корабля «Союз» ошибки разработчиков приводили к ложным срабатываниям системы, что погубило две ракеты и трех человек — техников на стартовой позиции. На первых модификациях корабля у САС было не два, а три двигателя — третий отвечал за боковой маневр корабля. Форма обтекателя и решетчатых крыльев тоже менялась.

Катапульта для Гагарина

У Гагарина не было такой системы аварийного спасения — его корабль «Восток» оснащался катапультируемым креслом, которое должно было выстреливать через специальное отверстие в обтекателе. Однако оно не позволяло отлететь от ракеты, стоящей на стартовой позиции, достаточно далеко, и поэтому космонавту в случае аварии нужна была помощь наземных служб. Мало того, изза технологического разброса мощности твердотопливного двигателя, который выбрасывал кресло, часть возможной зоны приземления приходилась на котлован, вырытый под стартовым столом ракеты. Над ним пришлось натягивать сетчатый козырек, и спасатели в случае аварии должны были быстро выскочить из подземного бункера и вернуться туда, неся на руках космонавта в скафандре.

Но самым опасным для Гагарина был полет с 45-й по 90-ю секунды. В это время высота и скорость уже слишком велики для катапультирования в кресле, но слишком малы для отстрела спускаемого аппарата: он не имел собственных двигателей ориентации и должен был ориентироваться по потоку за счет смещения центра тяжести. Но для этого он должен был падать довольно долго и набрать скорость. А вот космонавты, летавшие в дальнейшем на кораблях «Восход» и «Восход-2», были лишены и этих катапультных кресел. До сброса головного обтекателя у них не было никаких шансов на спасение. Безопасностью пожертвовали ради рекордных полетов — разместить три катапульты в объеме спускаемого аппарата было невозможно. Надо заметить, что таких полетов было всего два. Только новые корабли «Союз» получили систему, обеспечивающую безопасность космонавтов на всей траектории выведения на орбиту.

Бескрылые американцы

Аналогичное решение применялось американцами на кораблях «Меркурий» и «Аполлон». В «Аполлоне», который создавался одновременно с «Союзом», спускаемый аппарат находился в самом верху, и не было необходимости спасать приборно-агрегатный отсек. Отпадала нужда и в крыльях, так как относительная масса двигателя системы спасения уменьшалась. Тем не менее, и в американских, и в российских кораблях масса спасательной ракеты довольно велика, и в нормальном полете, когда все работает «штатно», через две минуты после старта двигательная установка САС сбрасывается. Еще через полминуты отстреливается головной обтекатель, а корабль и ракета продолжают путь на орбиту.

Буран

Идеология системы спасения на «Буране» была иной, что диктовалось многоразовостью комплекса. Задачей номер один было спасение самого корабля и, тем самым, экипажа. И уж если нельзя корабль — тогда экипаж.

Первый контур спасения заключался в том, что если на начальном этапе полета что-то случалось на ракетоносителе «Энергия», ее траектория плавно переходила в пологую траекторию возврата, выводя корабль на взлетную полосу на Байконуре. Если проблемы происходили на более позднем участке полета и уцелевшие энергетические возможности носителя позволяли, «Буран» выводился на одновитковую траекторию с дальнейшей посадкой. Если же и эта схема не срабатывала, космический корабль отделялся и пытался сесть на промежуточном аэродроме. И только в случае невозможности таких сценариев срабатывала система катапультирования пилотов. Идея же спасательных кабин, модная еще в 60-е годы, была забракована из-за чрезмерной сложности — по сути, пришлось бы строить корабль в корабле.

Как утверждают разработчики, в ближайшие десятилетия основная идеология систем спасения останется прежней: при запуске одноразовых кораблей будут использоваться решения, отработанные на «Союзе», а крылатых орбитальных самолетов — на «Буранах». Альтернатив пока не существует.

Эта ракета считается самой надежной в мире. Уже не один десяток лет она выводит на орбиту космические аппараты различного назначения, в том числе и пилотируемые, а аварийные пуски случались лишь несколько раз. К сожалению, абсолютно надежной техники не бывает.

Я хочу рассказать о событии, которое произошло 26 сентября 1983 года на космодроме Байконур. В этот день должен был стартовать очередной «Союз» (не помню уже, какой у него был порядковый номер) с космонавтами Титовым и Стрекаловым.

Старт был назначен на вечер. Уже стемнело. Над Байконуром висели низкие облака, что само по себе бывает не часто.

Я тогда был инженером-испытателем в отделе командно-измерительных систем и космической связи и отвечал за испытания командной радиолинии (КРЛ) и КРЛ-САС – системы аварийного спасения экипажа.

Наверное, надо немного рассказать о самой системе КРЛ-САС. Команда на аварийный отстрел космического аппарата с экипажем, команда «Спасение», может быть сформирована бортовой автоматикой либо выдана командно-измерительным комплексом по радио. Ситуации, при которых срабатывает та или иная системы, обусловлены конструкцией КА и РН и особенностями аварии.

Наблюдая за стартом по телевизору, многие, наверное, обратили внимание на тонкий шпиль над головным обтекателем пилотируемого КА. Это – двигательная установка САС – несколько твердотопливных двигателей, которые уводят КА из зоны аварии после его отстрела.

В том случае, когда для спасения экипажа требуется выдача команды по радио, решение об этом принимают руководитель испытаний и пуска, как правило, начальник пускающего управления, и технический руководитель от предприятия-изготовителя. Свое решение каждый из них сообщает в виде пароля «своему» оператору САС, который находится за пультом САС на командно-измерительном пункте. Основной принцип выдачи команды САС – это надежно выдать команду в случае реальной опасности для экипажа и надежно не выдать ее, когда выдавать ее не надо. Например, у оператора нервы сдали и он нажал кнопку. Такого, правда, не было ни разу, операторами САС назначались ребята с крепкими нервами, как правило, из расчета КРЛ.

Сама команда формировалась пультом С615 в том случае, если у обоих операторов нажата кнопка набора команды, и выдавалась в эфир. Если один из операторов кнопку не нажал, команда не сформируется. Оператор САС поддерживает связь только со своим руководителем и не должен слышать переговоры второго оператора, чтобы не нажать кнопку, когда пароль был назван только одному оператору (по ошибке, например). В системе КРЛ-САС работает еще третий оператор. Он является основным, так как готовит всю аппаратуру КРЛ-САС к работе, руководит расчетом КРЛ при выдаче подготовительных команд на борт и переводит пульт в режим САС после включения готовности САС.

Сейчас уже и комплекс другой, и аппаратура КРЛ-САС другая, сохранился только принцип принятия решения на спасение экипажа и руководства операторами. Но вернемся к тому пуску 26 сентября 1983 года.

Работа в тот день началась с приключений, которые нам обеспечили связисты. Надо сказать, что и кабели связи у нас были далеко не идеальными, и обученность расчетов узлов связи оставляла желать лучшего, и состояние аппаратуры связи не тянуло на хорошую оценку. Короче, при проверке всех систем по пятичасовой готовности мы обнаружили, что между каналами связи операторов САС есть прослушка, то есть один оператор слышит все переговоры другого. Еще при проверках в первый стартовый день (день вывоза РН с КА на стартовый комплекс) все было нормально. По-видимому за эти дни нашелся «специалист», который умудрился перепутать кроссировки, причем не у нас на комплексе, своих-то мы могли проконтролировать. До самой двухчасовой готовности мы со своими связистами пытались устранить дефект. Чего-то добились, но до конца от прослушки не избавились. Господи, как мне потом это помогло! Не бывает худа без добра.

За два часа до пуска операторы САС заняли свои места. Оператором №1, который работает с руководителем испытаний и пуска, был старший лейтенант Миша Шевченко, а оператором №2, работающим с техническим руководителем, лейтенант Саша Мочалов, недавно пришедший из училища. Для него эта работа в составе расчета КРЛ-САС вообще была первой. Оператором №3 был старший лейтенант Саша Судаков, начальник станции КРЛ.

Простите за фамильярность, но я пишу не официальный отчет, а воспоминания, в том числе и о своих друзьях.

Я проверил готовность операторов САС и солдат, назначенных для дежурства у операторских кабин, и ушел в аппаратную КРЛ, где уже началась подготовка к сеансу. Кстати, в одной из передач ТВ космонавт Джанибеков говорил, что операторов САС охраняют солдаты с автоматами. Сам он, правда, во время пуска никогда на нашем комплексе не был (а другие такие работы не проводят), просто принял за факт чью-то шутку. Какие автоматы? Дежурный у кабины САС нужен был, в основном, чтобы прогонять не в меру горластых товарищей, не входящих в состав расчета и не занятых работой: наряд по тех. зданию, ребят, занимающихся хоз.работами и т.п., а также представителей промышленности, любящих поспорить в коридоре на разные темы. А еще он осуществлял связь между оператором САС и командным пунктом в случае возникновения нештатной ситуации.

А в аппаратной КРЛ тоже не все было гладко. Не так давно расчет отправил на ремонт самописец, который записывает все выдаваемые и принимаемые сигналы на электрохимической бумаге. Из-за этого на двух пультах КРЛ, работающих в системе САС, остался только один самописец. Надо было бы поставить туда самописец с одного из пультов, готовящихся к работе по орбитальной станции «Салют», сеанс с которой следовал через полчаса после пуска, но за несколько дней до этого при замене самописца операторы станции перепутали разъемы и сожгли блок преобразования сигналов. Отремонтировать блок еще не успели. И я посоветовал Судакову ограничиться одним самописцем на основном пульте КРЛ-САС. Знать бы, где упадешь…

Вообще-то, существовало убеждение, что САС – это на всякий случай. Машина, мол, очень надежная, ничего не должно случиться. Но что интересно? От одного из руководителей тогда НПО «Энергия», которые потом вместе с нами анализировали развитие аварии, я слышал, что обычно никто особенно не донимал пожарные расчеты на старте инструктажами, а в этот раз генерал-майор Титов Герман Степанович, зам. начальника ГУКОС МО в то время, если я не ошибаюсь, лично их проинструктировал и принял зачеты.

Спасательный вертолет никогда раньше даже двигатель не запускал перед стартом, а тут за несколько минут до старта взлетел и завис над площадкой.

Самому этому человеку накануне ночью приснилась авария.

На меня, к сожалению, высочайшее озарение не снизошло. Вот я и ошибся, за что потом получил выговор от начальника лаборатории.

Работа шла обычным порядком. Включилась телеметрия, были выданы на борт команды для проверки радиолинии. После включения готовности САС Судаков перевел пульты в режим САС, т.е. включил на них режим многократной выдачи команды без квитирования, на блоке коммутации выбрал основной пульт, затем включил блок, запитав тем самым пульты набора команды «Спасение» в кабинах операторов. Я проверил исходное состояние оборудования (тройной контроль при выполнении особо ответственных операций) и отошел к окну посмотреть старт. Там рядом еще было окно, выходящее в помещение командного пункта комплекса, где на ВКУ выдавалось телевидение со старта. Ракета на старте, освещенная прожекторами. Вот уже отошли фермы обслуживания. Скоро старт.

Ночной старт – зрелище незабываемое. Даже если видел это много раз и вблизи, и издалека, все равно интересно. Сначала быстро разворачивается ярко оранжевое зарево в полнеба, момент зажигания двигателей, все вокруг видно, как днем, видно взметнувшийся из газоотводного канала столб дыма и пыли. Затем из-за сооружений ИП-1 поднимается яркий огонь, факел двигателей РН. Она все выше, появляется инверсионный след. Примерно через две минуты полета след на мгновение прерывается, видна неяркая вспышка. Произошло отделение первой ступени… Но сегодня этого не будет, низкая облачность.

Вот и зажигание. Но почему зарево такого багрового цвета? Да и рановато, вроде. Я повернулся к окну на командный пункт, за которым было электронное табло, показывающее время до старта. Одна минута, тридцать восемь секунд… И тут на ВКУ я увидел ракету, которую быстро охватывает пламя. Оно уже дошло до обтекателя КА, и тут за моей спиной раздался характерный звук, похожий на аплодисменты – заработали электромагнитные реле пульта, формирующего команду «Спасение». Из пламени пожара быстро вверх и влево пошла яркая звездочка, оставляя за собой дымный след. А на ВКУ было видно, как почти сразу обезглавленная ракета упала куда-то вниз.

Итак, в этот день работа комплекса была закончена, а для меня на следующий день началась работа испытателя. Нужно было собрать и проанализировать всю доступную информацию об этой аварии. Причем рассчитывать мы могли только на информацию, полученную на нашем комплексе. Как мне потом сказали, после аварии КГБ наложил лапу на все официальные фото, кино и видеоматериалы. Вот только, как они забыли (или не знали?) о магнитофонных записях переговоров операторов САС со своими руководителями? Так что эти записи остались в нашем распоряжении. И еще, помог случай. На системе приема бортового телевидения комплекса молодой офицер учился работать со студийным видеомагнитофоном «Кадр-3ПМ», для чего ему в аппаратную скоммутировали телевидение со старта со звуковым сопровождением.

Рассказывая об этом, я говорю «мы» потому, что весь анализ проводился мной совместно с офицерами из расчета КРЛ-САС, участвовавшими в работе, Судаковым, Шевченко и Мочаловым.

В то время на аудиозапись, ведущуюся на рабочих местах операторов САС, не накладывались сигналы времени, что очень затруднило анализ, зато из-за прослушки можно было состыковать записи переговоров обоих операторов. Кроме того, на аудиозаписях зафиксировались и некоторые разговоры в пультовой носителя на стартовом комплексе. Для привязки же ко времени мы использовали упомянутую выше видеозапись со звуковым сопровождением и выведенным на экран московским временем. Просто нашли на видеозаписи и на аудиозаписях одинаковую кем-то произнесенную фразу и «назначили» ее началом отсчета. От нее с помощью электронного секундомера отсчитали время до каждого последующего события и, что особенно важно, до момента выдачи операторам пароля. Затем время выдачи пароля, слова «Днестр», совместили со временем начала выдачи команды «Спасение». Таким образом, получилась временная диаграмма развития аварии и действий всех участников события.

В общем, события развивались так: после начала пожара руководитель испытаний и пуска, генерал-майор Шумилин, через полторы секунды передал своему оператору пароль-команду «Днестр». Практически сразу старший лейтенант Шевченко нажал кнопку «Пуск» и держал ее до загорания транспаранта «Пуск» на пульте оператора САС. В это время лейтенант Мочалов слышал команду, данную оператору №1, но у него хватило выдержки дождаться пароль-команды от своего руководителя, А.М. Солдатенкова. Команда «Спасение» ушла на борт, произошел отстрел и увод КА из зоны аварии. Экипаж был спасен. Произошло это через шесть секунд после начала пожара, а через двенадцать секунд ракета упала в газоотводной канал.

Я долго думал, почему технический руководитель дал своему оператору пороль-команду только через шесть секунд после начала пожара? Растерянность? Нерешительность? Очевидно, нет. Он просто очень хорошо знал «Инструкцию по спасению экипажа при авариях на стартовом комплексе и активном участке полета» и четко ее выполнял. В инструкции, действовавшей в то время, не было пункта «Пожар на РН или на стартовом комплексе», при котором команда «Спасение» выдается по КРЛ. Но в этой инструкции была фраза: «При взрыве ракеты-носителя экипаж не спасается». А в бункере после начала пожара кто-то закричал: «Взрыв на старте!». В этой ситуации нужно было обладать испытательским опытом и глубоким знанием испытываемой техники генерала Шумилина, чтобы за полторы секунды «прокачать» ситуацию и понять, что спасти экипаж может только выдача команды «Спасение» по КРЛ.

Все это отражено в «Отчете по испытаниям наземного комплекса средств спасения экипажа КА при аварии на стартовом комплексе 26 сентября 1983 года», который до расформирования в/ч 68526 хранился в архиве части. Настоящая судьба «Отчета…» мне неизвестна.

По результатам испытаний было реализовано больше десяти технических решений: по нашим предложениям была введена регистрация сигналов времени на аудиозаписи переговоров операторов САС, линии связи САС были выведены из эксплуатации узлами связи. Теперь – это отдельные кабельные линии, идущие от аппаратуры связи САС до сооружения «Куб-У» на ИП-1 Байконура, где они коммутировались либо на Гагаринский старт пл.1, либо на запасной старт пл.31, откуда вообще пилотируемый пуск был осуществлен лишь однажды, когда Гагаринский старт был на ремонте. Предприятием «РНИИ КП» была создана специализированная аппаратура формирования и выдачи команды «Спасение», которая могла формировать эту команду не только для «Союзов», но и для «Бурана», которому она не понадобилась и теперь уже вряд ли понадобиться. Ввели еще видеонаблюдение за действиями операторов и еще ряд новшеств, менее значительных.

Ко всеобщему облегчению, ситуация разрешилась благополучно. Вот только никто из спасенных космонавтов не нашел возможности приехать и хотя бы руку пожать операторам САС. За возвращенный кошелек люди приходят поблагодарить вернувшего его, а тут жизнь… А вот Герман Степанович Титов время нашел и наградил операторов именными часами. Но не в этом главное.