книги из ГПНТБ / Два чуда космической техники специальный выпуск

КАК ВСТРЕТИЛИСЬ СПУТНИКИ

иад космодромом проходит «Космос-186» (рис. 1). Выведенный на

орбиту 27 октября, он совершил ряд маневров, и теперь его орби­ та, которую законы небесной механики заставляли изменяться, вы­ правлена по командам с Земли так, как того требует программа полета (рис. 2).

с плоскостью орбиты «Космоса-186» и чтобы спутники оказались по возможности ближе друг к другу.

Аппараты должны найти друг друга и не разминуться. Для этого их снабдили «органами чувств», которые позволят им увидеть, услышать и узнать друг друга. Эти органы чувств дала им радио­ техника. Обзорные антенны каждого спутника ждут ответных сигна­ лов. Космические «где ты — я здесь» прозвучали и приняты (рис. 4).

164

Теперь начинается работа направленных антенн радиолокаторов активного спутника «Космос-186». Аппараты должны смотреть антен­ на в антенну и начать сближение. При этом линия визирования, соединяющая их центры, перемещается так, что сохраняет неизмен­ ное направление в пространстве — параллельно самой себе. Радио­ локатор посылает в систему управления сигнал о расстоянии между аппаратами. Но этого еще недостаточно.

Спутники должны мягко коснуться друг друга и при таком вза­ имном положении, чтобы штанга стыковочного узла «Космоса-186» вошла в захват «Космоса-188» и космический замок соединил их. Поэтому радиотехнические средства следят за относительной ско­ ростью спутников и за поворотами линии визирования. В космиче­ ской паре «Космос-186» — «Космос-188» первый спутник активен, а второй только «смотрит» на него и посылает его антеннам ответные сигналы.

Движениц их согласованы и точны, как танец. Рисунок танца, его ритм определяются логикой счетно-решающих устройств. По их

165

командам сближающе-корректирующий двигатель «Космоса-186» включается и выключается. Он либо тормозит аппарат, либо разго­ няет его. В промежутках между его включениями аппарат поворачи­ вается, чтобы направить его в нужную сторону. Этот танец не репе­ тировался на Земле, он был лишь зашифрован в программах вычис­ лительных и моделирующих машин при наземной отработке систем управления. Теперь он без репетиций впервые в мире исполняется в космосе нашими спутниками.

Наступает финал. Теперь спутники причаливают друг к другу под действием двигателей малой тяги (рис. 5). Они соприкоснулись. Замыкаются электрические цепи стыковочного узла. Датчики заре­ гистрировали, что спутники прочно соединены и продолжают полет как единое целое (рис. 6).

Рис. 5.

166

Разберем это интересное явление по элементам. Аппарат, в осо­ бенности активный, должен уметь разворачиваться при активном поиске, стабилизировать определенное направление тяги двигателя, стабилизироваться в процессе сближения относительно линии визи­ рования, разворачиваться, чтобы направить двигатель в определен­ ном направлении. Поэтому и системы управления «Космоса-186» и «Космоса-188» более сложны, чем аналогичные системы у «Вене­ ры-4», которая должна была уметь корректировать свою орбиту и искать Землю, чтобы связаться с центром космического слежения. Новый успех космической техники накануне 50-летия Октября можно поставить рядом с успехом «Векеры-4».

Телевизионная система передала на экраны наземных станций,

167

Рис. 7.

Утром 31 октября была включена тормозная двигательная уста­ новка. «Космос-186» сходит с орбиты, приближается к плотным слоям атмосферы. На некоторое время пропадает связь с аппаратом — оболочка ионизованного, сильно нагретого вокруг него воздуха не пропускает радиоволны. Но тормозясь атмосферой, аппарат теряет скорость, и открывается парашют. Связь восстанавливается. Вскоре поисково-спасательная служба докладывает о том, что аппарат най­ ден в заданном районе.

Мягкой посадкой завершился полет, который будет записан в истории освоения космоса как важнейший этап, открывший перспек­ тиву создания орбитальных космических научных лабораторий,

168

ТРИУМФ АВТОМАТИКИ

ность далекой планеты восхитил мир дерзостью замысла и мастер­ ским осуществлением небывалого эксперимента. А сегодня Земля услышала о новом замечательном успехе советской ракетно-космиче­ ской техники: впервые в мире выполнена автоматическая стыковка и расстыковка двух спутников на околоземной орбите.

Представим себе, как это было. Космические аппараты, летящие с громадной скоростью на высоте более 200 километров, начинают маневрировать, отыскивая друг друга «радиоглазами», постепенно сближаются, рассчитывая каждое свое движение бортовыми вычис­ лительными устройствами, и, словно ведомые опытными монтажни­ ками, с ювелирной точностью соединяются наконец в единое целое.

Стыковка космических объектов сопряжена с весьма сложным пространственным маневром. В самом деле, она требует согласован­ ного поворота кораблей, перемещения «активного» маневрирующего корабля «вправо — влево», «вверх — вниз» и «вперед— назад». Особенность маневра состоит и в том, что попытка догнать косми­ ческий объект для соединения с ним неизбежно приводит к переходу догоняющего корабля на другую орбиту. Иначе говоря, движение

Некоторое время тому назад в СШ А была произведена стыковка пилотируемого корабля с ранее запущенным искусственным спутни­ ком. Мы отдаем должное ученым и космонавтам СШ А. Однако только что осуществленная у нас автоматическая стыковка и расстыковка беспилотных космических объектов является неизмеримо более сложной научно-технической задачей.

В самом деле, стыковка пилотируемых кораблей выполняется человеком, который находится непосредственно на месте действия, наблюдает процесс сближения кораблей и управляет всеми манев­

169

рами вплоть до момента стыковки. А при соединении беспилотных кораблей маневр и стыковку должны осуществлять автоматические устройства. Наши ученые и инженеры сумели создать удивительно совершенные системы автоматического управления, которые без участия человека обеспечили исключительную точность маневриро­ вания в космосе.

Не боясь показаться пристрастным, скажу, что именно высокое совершенство систем автоматического управления, установленных на борту «Космоса-186» и «Космоса-188», сыграло решающую роль в успехе беспримерного эксперимента. Здесь было важно все: и безу­ пречная точность измерений для определения взаимного расположе­ ния спутников, и точность выработки командных сигналов, и безот­ казное послушание механизмов, исполняющих маневры. Каждое из многочисленных звеньев сложнейшего комплекса космической авто­ матики сработало безупречно.

Думается, что этот успех не случаен. Советской школе автомати­ ческого управления свойствен высокий уровень теоретических работ, блеск инженерной мысли и оригинальность технических ре­ шений. Земные успехи советской автоматики заложили надежную основу ее космических триумфов.

Решение сложнейшей научно-технической проблемы автомати­ ческой стыковки космических аппаратов на орбите открывает широ­ кие перспективы для осуществления строительства крупных орби­ тальных станций непосредственно в космосе. Как много лет назад предвидел К- Э. Циолковский, их будут собирать по частям, выво­ дя на орбиту один за другим отсеки гигантских сооружений. Теперь мечта калужского провидца стала намного ближе действительности. Очень приятно, что этот решающий шаг к большим орбитальным

Академик В. ТРАПЕЗНИКОВ

170

ОБСЕРВАТОРИЯ ЗА АТМОСФЕРОЙ

Автоматическая стыковка двух космических аппаратов, так же как выброс и спуск парашюта с приборами в атмосфере Венеры,

являются выдающимися достижениями современной космической техники, свидетелями которых мы стали за последние две недели. Автоматическая стыковка советских спутников открывает новые широкие и интереснейшие возможности для дальнейших космиче* ских исследований, где требуется сочетание аппаратуры, управляе­ мой космонавтами, и лаборатории или мастерской, а также смена отдельных узлов приборов и доставка информации на Землю. На мой взгляд, особую важность представляет возможность стыковки и расстыковки космических аппаратов для астрономических исследо­ ваний.

В самом деле, современная орбитальная астрономическая лабо­ ратория будет комплексом трех элементов. Их сперва будут запус­ кать как спутники на орбиту, а затем автоматически стыковать, например, большой телескоп или комплекс телескопов с приемниками света, кабины космонавтов, руководящих управлением и функциони­ рованием телескопа, с достаточно просторной лабораторией или мастерской. Особенно многообещающим явилось бы создание орбитального солнечного телескопа для изучения ультрафиолетовых спектров вспышек и взрывов на Солнце. Получение таких спектров пролило бы свет на мало изученные, удивительные атомные процес­ сы, которые лежат в основе этого явления на Солнце. Оно оказывает сильнейшее влияние на Землю и практическую деятельность чело­ века.

Следует также отметить большую важность технической воз­

Я уверен, что все ученые, активно интересующиеся космиче­ скими исследованиями подобного масштаба, с огромной радостью встретили сообщение о блестящем решении задачи автоматической стыковки советских спутников.

А. СЕВЕРНЫЙ,

директор Крымской астрофизической

обсерватории Академии наук СССР,

член-корреспондент Академии наук СССР

171

мос-188», выведенные в разное время, каждый на свою орбиту, начали производить великолепный маневр. Два свободных, незави­ симых небесных тела вступили на дальнем расстоянии как бы в «телепатический контакт». Они начали вести взаимный поиск и как бы почувствовали, нашли друг друга. Затем мудро и экономно меняя свои орбиты, на сверхбыстром космическом бегу они с тро­ гательной осторожностью сблизились, тихонько причалили друг к другу, а затем состыковались напрочно надежным замком. Теперь оба они составляли новое, более сложное монолитное тело, которое три с половиной часа обращалось по геоцентрической орбите, вы­ полняя программу научно-технических исследований. Затем по команде с Земли спутники расстыковались, осторожно разлучились

орбиты... Это и наблюдалось на телевизионном экране. Так разумно, так одухотворенно было движение этих небесных тел, что их можно было бы принять за куски мыслящего металла.

Свершилось историческое событие — положено начало строи­ тельства в космических пространствах. Два камня, соединенные в один,— ведь это зачаток здания. Два космических корабля, соеди­ ненные в один,— это первые блоки фундамента эфирных поселе­ ний — наивысшей золотой мечты Циолковского.

Перелистываю серые, зеленые обложечки первых изданий работ Циолковского, скромных брошюрок, отпечатанных в старой Калуж­ ской типографии, всматриваюсь в странные начертания его формул* В кассах бедного провинциального наборного цеха не было матема­ тических литер, и поэтому лебединые шеи интегралов заменены здесь русскими буквами «И».

m