Летом 1974 года моя стыковочная команда пережила трудное, горячее время. Тогда мы почти не испытывали больших технических проблем, наш АПАС-75 функционировал очень хорошо при испытаниях в Хьюстоне в экстремальных условия очень высокой и очень низкой температуры. Тем не менее нашлись люди, которые сумели создать вокруг нас особую, почти экстремальную среду. Несмотря ни на что, мы сумели выстоять.
Двадцать лет спустя, летом 1994 года, судьба снова приготовила нам испытание. На этот раз проблемы возникли в инженерной сфере. На этот раз жаркое лето оказалось необычно длинным.
Случилось так, что трудности, технические проблемы накатывались на нас волнами, подобно непогоде — с нарастающей силой. В общей сложности этот тяжелый период растянулся на несколько месяцев.
Лето 1994 года даже по московским меркам выдалось холодным. В каком?то смысле это было хорошо. Уже в начале июня в цехах и лабораториях стало жарко, этот период совпал с пиком квалификационных испытаний АПАСа; «температура» окружающей среды резко повысилась.
Сначала, как и 20 лет назад, проблемы возникали при минусовых температурах. На морозе, при минус 50°С стыковочный механизм, проходивший квалификацию, становился более жёстким. За прошедшие годы нам удалось усовершенствовать многие компоненты механизмов, но обмануть природу до конца было невозможно. В трудных случаях начальных условий стыковки на динамическом стенде «Конус» сцепки не происходило. В то же время, при более точном подходе, когда промах уменьшался, механизм функционировал удовлетворительно. Двадцать лет назад в Хьюстоне в аналогичной ситуации погоду делала техника, так как обе стороны были равно заинтересованы в поиске компромисса. Тогда быстро согласились квалифицировать оба АПАС-75, советский и американский, на более человеческие условия — нижнюю границу температур уменьшили до минус 35°С. В 1994 году расстановка сил изменилась, и НАСА стремилась выжать из АПАС-95 максимум возможного. Даже пресса, в лице журнала Aviation Week and Space Technology [Еженедельник «Авиация и космонавтика»], собрала на нас компромат, опубликовав статью о трудностях на «русском морозе» в июле 1994 года.
Дело усугубилось тем, что номинальная, рекомендуемая астронавтам скорость сближения орбитера при стыковке была выбрана существенно меньшей по сравнению с ЭПАСом, всего — 1/10 фута в секунду. Я пытался шутить (как всегда, защитная реакция в трудную минуту): не повезло нам, если бы «foot» составлял хотя бы полметра, то все было бы в порядке, да и пересчитывать футы в метры было бы гораздо проще. Надо отметить, что в целом подход российских и американских космических инженеров оказывался близким, и, в конце концов, мы находили пути к соглашению.
При определении возможного диапазона рабочих температур тепловики с обеих сторон оставались консервативными, слишком осторожными. Результат часто зависел от тех, кто определял температуру на орбите.
Тепловой анализ — это всегда непростая задача. Температура конструкции зависит от многих факторов: условий освещенности Солнцем и Землей, внутреннего тепловыделения, так называемых оптических характеристик открытых поверхностей, степенью их «черноты», как говорят физики. С другой стороны, начиная с первого спутника, конструкторы космических аппаратов всегда боролись за то, чтобы температура механизмов и других элементов была как можно ближе к нормальной, комнатной. Тепловики, так же как инженеры других аналитических специальностей, использующих математические модели, — люди, как правило, непростые. Руководителям проекта обычно трудно и некогда вникать в эти «темные» детали. В таких условиях специалисты имеют возможность перестраховываться: зачем рисковать? Энтропия человеческой ответственности стремится к максимуму, так же как в самих тепловых процессах.
Я часто вспоминал примеры из своей практики, как иногда прогнозировались температуры на орбите. В свое время мы с большим удивлением узнали, что согласно общим требованиям на корабль «Буран» его механизмы должны работать при температурах ±150°С. В очередной раз был повод посмеяться: если обеспечить работоспособность в этих условиях, всех тепловиков можно сразу уволить, их анализ больше не нужен. Я вспомнил эту шутку, когда на «Роквелле» обнаружил, что требования к аппаратуре Спейс Шаттла в отсеке полезного груза почти совпадали с нашими бурановскими. Нет, не случайно эти два корабля оказались так похожи друг на друга.
Все?таки жизнь вносила свои корректировки и сглаживала экстремизм. Был накоплен большой опыт в части прогнозирования тепловых условий наших конструкций на орбите. Например, это относилось к гидроразъемам дозаправки на стыковочном агрегате грузовика «Прогресс». Через них топливо перекачивается на орбитальную станцию. Эти гидроразъемы очень чувствительны к отрицательным температурам. В свое время от нас потребовали установить нагреватели, которые включались по командной радиолинии (КРЛ) за 2 часа до стыковки, если температура опускалась ниже минус 10°С. В течение долгих 15 лет стыковщики заранее приходили в ЦУП, но ни разу температура не падала ниже нуля.
Однако, наверное, легче было перестраховаться и зажать конструкторов. Есть и положительная сторона в этом экстремизме. У нас выработалось такое правило: если аппаратура работоспособна на холоде, значит, она будет хорошо работать в нормальных условиях. В первую очередь это относилось к механизмам. Как везде, нужен здравый смысл, золотая середина. Поэтому резервы, запасы работоспособности следовало использовать в трудную минуту.
Двадцать лет спустя сначала «Роквелл», а затем и НАСА, прислали своих гонцов. Они участвовали в анализе результатов и подготовке решения. Потом приехала еще одна высокая комиссия из Вашингтона. Среди ее членов оказались ветераны американской ЭПАСовской команды: Г. Ланни и Т. Стаффорд. Бывший директор ЭПАСа попал к нам в РКК «Энергия» впервые. Мы с ним вспоминали старые времена и наши прежние порядки, когда о существовании «Энергии» запрещалось даже говорить. Как будто космическая техника рождалась сама собой, за непроницаемым забором или ее приносил в клюве аист. Теперь я показывал гостям самый секретный цех, куда и своих?то не всех пускали. А еще пришлось рассказывать о механизме герметизации — каким он стал за прошедшие 20 лет на АПАС-89, дублированным и надежным. Текущие трудности мы обещали быстро устранить. Похоже, они мне поверили.
Мы провели также дополнительные испытания при разных температурах. На нескольких агрегатах, в том числе и на первом, экспериментальном АПАС № 1. Получив хорошее совпадение результатов, приняли согласованное решение, и довольные американцы разъехались по домам. Как оказалось, ненадолго!
Первый тревожный сигнал, с которого начался второй вал проблем, мы получили, когда находились еще в Калифорнии, на фирме «Роквелл», испытывая «брассборд» нашей системы стыковки на электромагнитную совместимость. При очередном телефонном разговоре нам сообщили, что при проверочных испытаниях летного АПАСа лопнул трос, связывавший замки стыковочного шпангоута. Поломка поначалу выглядела случайной, она показалась лишь небольшим облачком на фоне ясного летнего неба.
Однако мы?то по многолетнему опыту знали, что такое случайный отказ. К тому же, из всех компонентов стыковочных агрегатов никакая другая поломка не могла быть такой опасной, как обрыв этого троса. Как говорили специалисты по надежности, которые анализировали безопасность всех систем космической техники, такой отказ имел самую высокую «степень критичности». Если бы трос порвался в полете в состыкованном состоянии, могла произойти катастрофа. Образно описывая подобную ситуацию, мы иногда говорили так: «полетят сапоги». Известно, что когда человека сбивает автомашина на большой скорости, даже зашнурованные ботинки иногда срывает с ног. При мгновенной разгерметизации в космосе могло произойти что угодно. Я всегда надеялся, что такого никогда не случиться.
Освоив анализ надежности и безопасности, мы стали определять критичность всех компонентов, научились правильно проектировать свои конструкции, обеспечивая повышенную надежность в самых критических местах. Еще раньше, на заре проектирования, в конце 60–х, почти интуитивно сделали оба стыковочных шпангоута идентичными, каждый из них имел независимую систему замков. Такая конфигурация, дублирование важнейшего механизма, значительно повысили надежность и безопасность всей системы. При конструировании АПАС-89 мы пошли еще дальше, введя два независимых полукомплекта, две секции замков на стыковочном шпангоуте, каждая из которых имела свою тросовую связь. В целом получилась четверированная система. Иногда казалось, что это чрезмерная избыточность, однако безопасность — превыше всего.