Программа «Союз-Аполлон»: как инженеры и конструкторы подготовили историческую встречу двух кораблей на орбите

В этом году 50 лет исполняется одному из самых значимых событий в истории космонавтики — 15 июля 1975 года на околоземную орбиту отправились два пилотируемых корабля, американский «Аполлон» и отечественный «Союз».

17 июля в 19 часов 12 минут была осуществлена их стыковка и состоялся первый международный космический полёт, продемонстрировавший возможность сотрудничества двух стран с диаметрально противоположными политическими системами ради мирного освоения космоса.

Подготовка к событиям июля 1975 года началась за много лет до стыковки, и в СССР проект именовали как ЭПАС — «экспериментальный полёт „Аполлон-Союз“». Сегодня существует множество публикаций, авторы которых вполне справедливо указывают на важную роль ЭПАС в развитии международных отношений и научно-технического сотрудничества между сверхдержавами, но не во всех из них в достаточной мере рассказывается о подготовке к историческому полёту.

Источник

Два основных экипажа первой в истории совместной космической миссии двух стран. Слева направо: Дональд Слейтон, Томас Стаффорд, Вэнс Бранд, Алексей Леонов, Валерий Кубасов. 1 марта 1995

И совершенно зря, ведь инженеры СССР и США проделали титаническую работу, создав системы, позволившие двум кораблям разной конструкции совершить стыковку. Делалось это не только с сугубо техническими или политическими целями — ЭПАС впервые решал задачу по отработке программы спасения в космическом пространстве, когда экипажи кораблей разных стран в случае экстренных ситуаций могут прийти друг другу на помощь.

К счастью, ни до стыковки «Аполлона» и «Союза», ни после нужды в этом не возникало. Тем не менее я предлагаю читателям краткий рассказ о технической стороне подготовки программы ЭПАС, как его видели советские специалисты.



Хотя сама концепция ЭПАС родилась раньше, чем 24 мая 1972 года, именно в этот день в рамках межправительственного соглашения между СССР и США было провозглашено взаимное обязательство о проведении работ по созданию совместимых устройств и систем стыковки кораблей для обеспечения безопасности полётов человека в космическое пространство.

На эту тему с 1970 года шли консультации между американскими и советскими специалистами, так что межправительственное соглашение лишь констатировало и формально придавало статус уже идущим работам. Казалось бы, неужели задача представляется настолько сложной, что перед официальным её закреплением понадобилось два года переговоров и обмена информацией? К 1972 году у СССР и США был богатый опыт пилотируемых и автоматических полётов за пределы земной атмосферы и оставалось лишь объединить усилия…

По самым скромным оценкам, если бы ЭПАС предполагал создание кораблей и наземной инфраструктуры с нуля, осуществить его можно было бы разве что к середине восьмидесятых. Поэтому советская и американская сторона начали с констатации: наши корабли несовместимы, но к 1975 году надо найти устраивающее всех решение ценой экономии времени и увеличения надёжности.

Американская делегация с советскими коллегами после приёма в Академии наук СССР в Москве, 4 июля 1974

Несовместимость кораблей начиналась даже с механизма сближения и стыковки. К началу 1970-х годов «Союзы» могли стыковаться как в автоматическом, так и в ручном режиме. При этом системы корабля использовали и радиоаппаратуру и оптические методы на каждом этапе этих процессов.

А вот «Аполлоны» были несколько примитивнее: состыковать их можно было только усилиями пилотов, которые использовали лишь оптические ориентиры — мишени, установленные на другом корабле. По большей части именно они и помогали астронавтам точнее «прицелиться».
К тому же, автоматика «Союза» при сближении и стыковке учитывала скорость кораблей, тангаж, крен, рысканье и множество других параметров, полученных с помощью радиотехнической аппаратуры. А вот экипаж «Аполлонов» определял часть этих величин вручную, а их «бортовой компьютер» — с использованием оптических средств.

Было решено внести изменения в автоматические системы американского корабля, при этом «Союз» решили несколько преобразить внешне: на советский корабль, помимо мишеней, установили четыре огня ориентации, видимых за 50 километров, и выкрасили одну его часть в зелёный, а другую в белый, чтобы астронавтам было легче его заметить.

На этой иллюстрации изображена стартовая конфигурация космического корабля «Аполлон» для испытательного проекта «Аполлон-Союз»

Со стыковочным узлом также возникла проблема. Советский корабль был оборудован системой «штырь-конус». Она устроена следующим образом — на одном из кораблей установлена выдвижная штанга, которая заканчивается головкой с защёлками, на другом — приёмный «конус» с замками и электроприводом, куда попадает штанга. Как только штанга попадает в приёмное устройство конуса, электропривод втягивает её до конца и срабатывают замки, фиксирующие штангу.

У «Аполлонов» была похожая система, но её размеры и расположение элементов вообще не совпадали с советской. Поэтому инженерам и конструкторам двух стран предстояло создать новую систему стыковки, частично используя элементы, уже установленные на «Союзах» и «Аполлонах».

Так появился андрогинно-периферийный аппарат, конструкция которого была предложена СССР. Для его создания, от чертежей до сборки, понадобилось 375 дней совместной работы советских и американских специалистов.

Реализация ЭПАС предполагала не только стыковку аппаратов, но и совместный полёт американо-советского экипажа — здесь инженеры и космонавты столкнулись с ещё одной проблемой. Системы жизнеобеспечения кораблей отличались едва ли не сильнее, чем стыковочные аппараты.

На «Союзе» поддерживалась похожая на привычную нам по земным условиям атмосфера из азота и кислорода, которая обновлялась за счёт химических реакций. Экипаж «Аполлона» дышал чистым кислородом при давлении в три раза меньшем, чем на Земле, а запас этого газа поддерживался с помощью баллонов.

Переход советских космонавтов в гости к американским коллегам при этом был невозможен: в их крови накапливался азот, который в условиях разреженной кислородной атмосферы мог вызвать декомпрессионные расстройства, когда в тканях и крови человека активно образуются пузырьки азота. Последствиями этого явления могли бы стать параличи и летальный исход.

Американская сторона предложила оснастить «Аполлон» камерой для декомпрессии, где космонавты пересидели бы несколько часов, чтобы азот постепенно покинул их организм, но такое решение оказалось неприемлемым. ЭПАС был в том числе учебной миссией по спасению людей и в реальных условиях аварии у экипажа просто не хватило бы времени рассиживаться в декомпрессионном переходнике.

Так что советская сторона предложила снизить давление в отсеках «Союза» и увеличить содержание кислорода в его атмосфере. Это предъявляло новые требования к пожарной безопасности корабля, и многие внутренние узлы советского пилотируемого аппарата пришлось переделывать.

А вот со связью проблем возникло меньше всего. Хотя частоты американских и советских приёмо-передающих систем не совпадали, их перенастройка не заняла много времени и ресурсов. Было решено поддерживать радиообмен между кораблями и Землёй на ультракоротких волнах с частотами, на которые может быть быстро настроено советское и американское оборудование.

Потребовалось привести к соответствующим нормам и наземные средства контроля и связи, чтобы обмен информацией без задержек и ошибок шёл между центрами управления в СССР и США.

Поистине титанический объём работы в рамках проекта ЭПАС не только продемонстрировал всё возрастающий научно-технический потенциал двух сверхдержав, но и заложил фундамент для дальнейшего сотрудничества в космосе на межгосударственном уровне.

Технические специалисты двух стран обменивались опытом, совершили множество поездок из капиталистической страны в социалистическую и наоборот, не встретив непонимания, враждебности и скрытности на принимающей стороне. А уж дружба между экипажами «Аполлона» и «Союза», зародившаяся во время совместных тренировок на Земле и незабываемого полёта, продемонстрировала принципиальную готовность представителей человечества работать вместе ради благих и мирных целей.

ЭПАС не только стал первым гигантским шагом к созданию МКС, он подтвердил гениальную догадку эксцентричного теоретика русского космизма Константина Циолковского, который утверждал: «Человечество приобретает всемирный океан, дарованный ему как бы нарочно для того, чтобы связать людей в одно целое, в одну семью…»