БЕЗ ПРАВА НА ОШИБКУ

В соответствии с постановлениями правительства СССР головной организацией в разработке отечественной МКС, получившей кодовое название 'Буран', было определено НПО 'Энергия' - организация, долгое время возглавлявшаяся академиком Сергеем Королевым. Руководил этой работой соратник Королева академик Валентин Глушко. Но тогда в нашей стране еще не было опыта создания многоразовых пилотируемых космических кораблей самолетного типа с возвращением их с околоземных орбит и посадкой на аэродром. Для решения этой задачи потребовалось мобилизовать весь научно-технический и производственный потенциал советской авиационно-космической отрасли - более тысячи предприятий и организаций различных министерств и ведомств СССР, задействовать прорывные технологии главным образом в таких областях, как двигателестроение, аэродинамика, материаловедение, прочность и надежность конструкций, управление сложными космическими объектами и др.

О том, как решались эти задачи, уже много написано и рассказано. Сейчас же хочется вспомнить об уникальных работах, проведенных в тот период с целью обеспечения надежности и безопасности полета 'Бурана', результаты которых привели воистину к историческому успеху.

И здесь в первую очередь надо отметить следующее. Головной разработчик не мог допустить повторения негативного опыта прошлых лет, связанного с попыткой создания сверхтяжелой космической системы Н1-Л3. Она предназначалась для высадки советского человека на Луну. Однако тема была закрыта в 1974 году после четырех аварий на Байконуре.

Основная причина тех неудач заключалась главным образом в недостаточном объеме наземной экспериментальной отработки системы, особенно ее крупномасштабных компонентов. Если конкретно - то первой ступени, оснащенной 30 двигателями.

Права на ошибку при создании подобной по масштабам сверхтяжелой космической системы нового поколения у разработчиков уже не было. Сразу стало ясно, что для выполнения этой грандиозной задачи не подходили классические методы обеспечения надежности и безопасности, когда заданные показатели достигались количеством образцов, которые подвергались испытаниям путем их реального запуска. Образец по существу имелся один - уникальный и непомерно дорогой. Вот почему упор был сделан на создание полномасштабной испытательной базы и максимальное приближение наземных испытаний к полетным условиям. В организациях промышленности и на космодроме появились сотни уникальных стендов и имитационных установок, с помощью которых предполагалось добиться максимального приближения проводимых испытаний к реальным условиям полета.

Результаты всех испытаний собирались в едином центре, обрабатывались по единой технологии с применением имитационного моделирования, для чего привлекались лучшие научные коллективы страны, в том числе Минобороны (например, 50-й ЦНИИ - головной в военном ведомстве по космической тематике). Так в целом удалось выстроить иерархическую испытательную систему, где результаты, полученные на нижних уровнях, служили исходной информацией для проведения более крупных испытаний. И все это осуществлялось по единой комплексной программе, продуманной в НПО 'Энергия' совместно с другими участниками работ.

ЭТАПНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Особо следует отдать должное тем уникальным испытательным установкам, стендам и комплексам, которые, находясь на вершине этой 'пирамиды', сыграли главную роль в обеспечении успешного полета МКС 'Буран'. Это в первую очередь летающая модель орбитального корабля (ОК) под условным названием БТС-002, летающая лаборатория на базе самолета Ту-134 и баллистическая модель ОК 'Бор-5'. Они позволили совместно решить задачу сквозной отработки участков спуска корабля с орбиты, торможения в атмосфере и приземления по-самолетному на аэродром.

При этом, безусловно, сказался и имевшийся у нас к тому времени уже достаточно большой опыт обеспечения орбитальных полетов пилотируемых космических кораблей. Однако опыта по отработке схода с орбиты и аэродинамического торможения в атмосфере многотонных ОК на гиперзвуковых скоростях и посадки их на аэродром в стране практически не было. Зато существовала научная школа, трудились специалисты, талант и энергия которых позволяли успешно справляться в короткие сроки со сложнейшими проблемами.

Так, группа летчиков-испытателей ЛИИ МАП под руководством Игоря Волка 24 раза поднимала и сажала на аэродроме в подмосковном Жуковском макет ОК БТС-002, пока в конце концов не 'научили' его приземляться на посадочную полосу в автоматическом режиме с высоты в 2,5 км. Но это был только самый последний участок спуска и посадки.

Большой проблемой оставался участок непосредственного схода с орбиты на космической скорости и погружения ОК в атмосферу с гашением космической скорости до обычной самолетной (порядка 375 км/ч). Поистине уникальными были в этом смысле полеты летающей модели ОК 'Бор-5'.

Она запускалась в космос с помощью ракеты-носителя среднего класса и совершала спуск в заданный район по предполагаемой траектории ОК. Эта модель вначале никак 'не хотела' приземляться в заданный район. Промахи превосходили все возможные допуски. Всесторонний анализ причин отклонений показал существенное несоответствие заданных аэродинамических характеристик ОК реальным условиям полета.

А летный образец ОК МКС 'Буран' был уже изготовлен и готовился к отправке на космодром. Потребовались большие усилия специалистов НПО 'Молния' и ЦАГИ по доработке его конструкции с последующими многократными продувками моделей в аэродинамических трубах, прежде чем удалось добиться требуемых аэродинамических характеристик.

Орбитальные корабли БТС-002 и 'Бор-5' долгое время демонстрировались на авиационных салонах в Жуковском. Но, к сожалению, на последних выставках эти уникальные летательные аппараты в экспозициях отсутствуют.

Испытания в Жуковском стали отработкой заключительного этапа полета МКС. Перед этим 15 мая 1987 года реальным запуском 100-тонного космического аппарата 'Скиф' с помощью ракеты-носителя 'Энергия' был опробован участок выведения ОК на орбиту. Здесь полностью учли печальный опыт Н-1 и на пуск этой ракеты пошли только после полномасштабных стендовых огневых испытаний ее ступеней.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ АККОРД

Теперь предстояли, без преувеличения, грандиозные по масштабу испытания полностью собранного комплекса 'Энергия-Буран' в составе собранных вместе ОК и ракеты-носителя 'Энергия' на космодроме Байконур с максимально возможной имитацией его полетных режимов на участках выведения, орбитального полета и посадки на штатный посадочный комплекс. Эти испытания под названием 'Сухой вывоз' были в большей степени апробацией как бортовых, так и наземных систем и средств управления, работающих в штатных режимах полета.

Об объеме тех испытаний можно судить хотя бы по тому, что только бортовых излучающих радиоэлектронных средств (РЭС) было более сорока, а наземная группировка РЭС состояла более чем из 60 приемо-передающих станций. В процессе проведения испытаний сразу дали о себе знать ряд 'нештатных' влияний систем друг на друга, которые невозможно было выявить при автономных испытаниях на предприятиях-изготовителях.

Прежде всего данные недостатки касались электромагнитной совместимости РЭС, а также стыковки программного обеспечения бортовой системы управления в рамках единой директивной технологии управления полетом. В процессе испытаний на старте стояло штатное летное изделие 'Энергия-Буран' с включенными бортовыми и наземными системами управления и телеметрии, а над космодромом парила летающая лаборатория на базе Ту-134, которая замыкала имитационный процесс спуска и посадки ОК.

В результате выявленных замечаний потребовалась существенная доработка аппаратных и программных средств управления комплекса 'Энергия-Буран', что привело к сдвигу ранее предполагаемого срока его запуска на несколько месяцев.

На основании анализа проведенных работ, а также анализа конструктивного построения системы и особенностей ее функционирования разработчиками совместно с испытательными подразделениями промышленности и Минобороны были составлены перечни нештатных ситуаций (НШС) и разработаны программные и организационно-технологические мероприятий по их парированию в режимах функционирования этой системы на участках предстартовой подготовки, запуска, орбитального полета, спуска с орбиты и посадки на аэродром. Это давало существенный прирост к расчетным показателям по надежности безопасности полета.

Следует особо отметить, что ответственность за обеспечение безопасности полета была достаточно высока, ибо траектория полета почти 100-тонного ОК пролегала не только над советской территорией, но и над рядом зарубежных стран. Поэтому данной проблеме руководством госкомиссии, главными конструкторами систем и агрегатов, военным руководством и правительством страны уделялось особое внимание.

Высокая эффективность и масштабность проведенных экспериментальных работ с целью достижения заданных показателей надежности и безопасности сыграли решающую роль в обеспечении успешного полета МКС 'Буран'. Особо хотелось бы отметить положительный эффект этих работ по успешному парированию двух очень опасных нештатных ситуаций, возникших в процессе предстартовой подготовки, а также на участке спуска и посадки ОК. Так, в процессе предстартовой подготовки МКС 'Буран' 29 октября 1989 года за 50 секунд до запуска маршевых двигателей не отделилась прицельная плата от корпуса ракеты-носителя, что могло стать причиной разрушения конструкции заправленной ракеты с непредсказуемыми негативными последствиями. Ситуация была парирована автоматически своевременной выдачей заранее запрограммированной на такой случай команды на прекращение пуска. Пуск был отложен и проведены необходимые конструктивные доработки механизма отделения прицельной платы.

При беспилотном полете ОК 15 ноября 1989 года на участке спуска и посадки бортовой системой управления была парирована опаснейшая нештатная ситуация, связанная с нерасчетным порывом бокового ветра, путем оперативного пересчета на борту в автоматическом режиме без всякого участия человека терминальных параметров наведения на аэродром посадки. В результате этого беспилотный корабль осуществил нештатный боковой маневр и успешно совершил автоматическую посадку на полосу посадочного комплекса с другой стороны, нежели это было заложено в полетном задании. Этим маневром было предотвращено его неминуемое падение в районе Аральского моря.