Борис Черток - Книга 3. Ракеты и люди. Горячие дни холодной войны

На участках автономного сближения и причаливания возможны были два вида управления. Чисто автоматическое, без участия человека, и ручное, при котором космонавт, пользуясь результатами измерений системы и собственными наблюдениями в оптические визиры, с помощью ручек включает двигатели ориентации и двигатели причаливания и ориентации и доводит активный корабль до «втыка». Мы ставили своей главной задачей выполнение сближения «Союзов» в автоматическом, беспилотном режиме. Очевидно, что активные заправщики ПК должны были стыковаться с разгонным блоком 9К только автоматически. Для 7К были предусмотрены автоматический и, для надежности, еще и ручной режимы. Несмотря на прекращение работ по «Союзу» для облета Луны, категорическое требование автоматического сближения и причаливания оставалось в силе. Мы уже знали, что американцы приняли вариант, в котором без участия человека система сближения не работала. Мы не копировали американцев, и это оказалось в будущем сильной стороне нашей космонавтики.

Горячие споры развернулись по вопросам о методах наведени активного корабля на пассивный. Дело в том, что в те годы во всякого рода системах наведения ракет ПВО использовались траектории погони по «собачьей кривой», когда преследователь все врем следит за целью и бежит вдогон с постоянной или нарастающей скоростью.

Мы имели возможность использовать методы наведения, учитывающие законы небесной механики, то есть естественное движение кораблей в поле тяготения Земли. В этом случае предполагается, что по результатам наземных измерений в «память» активного корабл закладываются данные об орбитальном движении обоих кораблей относительно земных координат. В аппаратуру активного корабля должны быть заложены алгоритмы, позволяющие прогнозировать относительное движение и вырабатывать решение, приводящее к сближению. Такой метод, как было сказано, приводит к большим ошибкам. Необходима коррекция по результатам взаимных измерений относительной дальности и скорости, которые дает бортовая радио – или оптическая система. Чтобы скорректировать естественное орбитальное движение, необходимо на борту точно рассчитать величину, направление и время выдачи корректирующего импульса. Такого рода корректирующие воздействия по прогнозам теоретиков требовали не более двух включений СКДУ активного корабля до входа в зону причаливания, которая оценивалась в 50-200 метров. Однако само определение параметров управляющих воздействий при таком двухимпульсном маневре сближения требовало решение сложной задачи, предполагавшей, что каждый из корректирующих импульсов рассчитывается с помощью БЦВМ из условий попадания в зону причаливания через некоторое время свободного полета. Т.е сближение требовало теснейшего сотрудничества управленцев с баллистиками – они по праву считались хозяевами свободного полета на околоземных орбитах. От них и пошло название такого, казалось бы, естественного сближения – метод «свободных траекторий».

Этот сам собой разумеющийся метод обещал очень экономное расходование бортового запаса топлива СКДУ и системы ориентации, но требовал расчетов, которые невозможно выполнить без БЦВМ. Уже в 1964 году нам было ясно, что надежной и пригодной для подобных задач БЦВМ в ближайшие два-три года у нас не будет. О трагической истории создания в СССР космической БЦВМ я надеюсь еще написать.

Мы уже знали, что на «Джемини» и будущем «Аполло» американцы используют быстродействующие БЦВМ, позволяющие решать задачи сближения полуавтоматическим методом, с обязательным участием человека. Они, уже располагавшие надежными БЦВМ, не рисковали использовать только автоматическое сближение методом «свободных траекторий». Имея в своем распоряжении «искусственный интеллект», американские «сближенцы» складывали его с естественным интеллектом хорошо подготовленного астронавта и таким тандемом решали задачу. Мы должны были решить задачу, не имея ни искусственного, ни естественного интеллекта!

Пришлось отложить заманчивый метод до лучших времен и обучить активный корабль повадкам гончего пса, который даже после жестокой дрессировки не побежит в прогнозируемую точку встречи за удирающим зайцем. Теперь уже не баллистики, а «теоретики-динамики» Раушенбаха – Легостаев, Шмыглевский, Ширяев, Ермилов, используя опыт ракетных систем самонаведения, состыковали его с баллистикой космического полета и предложили метод «сближения по линии визирования», или проще – метод «параллельного сближения».

При этом методе повышалась роль и ответственность бортовой системы измерения параметров относительного движения. Требовалось точное измерение расстояния между кораблями: относительной дальности, скорости изменения этого расстояния, то есть скорости сближения или удаления, и угловой скорости вращения линии визирования, совпадающей с прямой, соединяющей в пространстве два корабля. Эта информация в согласованной форме поступает в аналоговые электронные приборы, которые не умеют, подобно БЦВМ, прогнозировать относительное движение и предвидеть последствия коррекций на длительном интервале времени. Поэтому бортовые приборы, управляющие сближением, будут вертеть кораблем в процессе сближения и выдавать команды на небольшие по величине, но частые корректирующие импульсы то на разгон, то на торможение,чтобы вести активный корабль внутри расчетного коридора значений относительной скорости, меняющейся в зависимости от дальности. В процессе сближения активный корабль не только разгоняется или тормозится, но и обязательно корректируется в боковом направлении так, чтобы свести к нулю угловую скорость вращения линии визирования.

По мере уменьшения дальности уменьшается и относительная скорость сближения. В режиме причаливания, чтобы не сломать стыковочный агрегат, требовалось иметь сближение со скоростью порядка 5-7 сантиметров в секунду и сводить к минимуму относительную угловую скорость.

Приборная материализация идей, разработанных абстрагирующимися от реальных возможностей теоретиками, требовала участия опытного специалиста, который бы кроме энтузиазма обладал еще и здравым смыслом разработчика реальной аппаратуры.

Нам повезло. К работе по системе сближения был привлечен Борис Невзоров, пришедший вместе с грабинским коллективом. Он обладал именно теми качествами, которые позволяли найти компромисс между «зарвавшимися» теоретиками, требованиями к параметрам радиоизмерительных систем и возможностями разработчиков наших электронных приборов.

Едва мы «обнародовали» с помощью «совершенно секретных» писем со ссылками на решение ВПК необходимость разработки бортовых систем измерения параметров относительного движения, как получили почти одновременно четыре исключающих друг друга предложения.

Первым откликнулся ленинградский НИИ-158, который специализировался на авиационных радиолокаторах, в частности, для наведения на цель ночных истребителей. Главный инженер этого НИИ Вениамин Смирнов доказывал мне, что в Советском Союзе только они имеют опыт для создания нужной нам системы. Увы! 200 килограммов, которые они насчитали для активного корабля, нам были «не в подъем». Да и сроки назывались не менее трех лет. Мы требовали поставки уже через год!

Вторым по времени на наш призыв откликнулся Евгений Кондауров, работавший в НИИ-648 над проблемой систем самонаведения ракет. За эту работу он с группой товарищей получил Ленинскую премию. Кондауров увидел реальную возможность реализовать в космосе многие свои идеи.

Начальник НИИ-648 Армен Сергеевич Мнацаканян встретил предложение использовать эти разработки для космических аппаратов без особого энтузиазма. Но когда Мнацаканян услышал, что эту задачу мы готовы передать в ОКБ МЭИ Богомолову, то отбросил все колебания и дал возможность Кондаурову развернуть работу до нашему техническому заданию.

У Богомолова был свой «энтузиаст сближения» – Петр Крисс. Он решил использовать весь потенциал чистой радиотехники и начал оригинальную разработку «фазовой» системы.

Наконец, по собственной инициативе выступил главный конструктор тепловых и оптических головок самонаведения ЦКБ «Геофизика» Давид Хорол. Он предлагал систему на лазерно-оптических принципах.

Для работы любой из четырех организаций независимо от проявленной ими инициативы необходимо было решение ВПК. Долго тянуть с окончательным выбором системы мы не могли. Проектные компоновки, чертежи, схемы и приборы могли быть созданы в приемлемые сроки только под один вариант.

Невзоров, на правах главного куратора этих систем, довольно убедительно доказал, что система НИИ-158 не пройдет по массе, габаритам и потребляемой мощности, система Хорола может работать только на малых дальностях и все равно для первоначального поиска потребуется радиотехника с круговым обзором.