От редактора. Продолжаем публиковать фрагменты из книги Ю.М. Маркова "Курс на Марс!". Вашему вниманию предлагается первая часть рассказа о проекте "Фобос". В ней речь пойдет о том, какие проблемы приходилось решать проектировщикам, и о результате их работы — конструкции КА.
* * *
Проект "Фобос", или трудные дороги к Марсу
Главы из книги Ю.М. Маркова "Курс на Марс!" (М., Машиностроение, 1989)
Публикуются с сокращениями
Часть I
…Люблю бывать в проектном отделе. Там я частый гость. Интересно наблюдать, как зарождается проект, генерируются первые идеи, делаются первые еще робкие шаги по созданию новой космической машины, которая должна будет добыть человечеству новые научные данные.
Неверно было бы считать, что мы, испытатели, знакомимся с машиной только тогда, когда она поступает к нам на заводские испытания. Нет, почти с самого начала мы участвуем в проектировании межпланетной станции, отстаивая свои — эксплуатационные — интересы. Ведь машину надо не только изготовить. Ее необходимо проверить, заправить, состыковать с ракетой-носителем и, наконец, запустить. А для этого она должна обладать определенной технологичностью, ремонтопригодностью. Чтобы не пришлось в процессе испытаний, скажем, заменяя один “забарахливший” блочок, разбирать полмашины. Вот и воюем мы почти с самого начала с проектантами, конструкторами, ищем разумные технические компромиссы, ибо заправочные горловины, электрические контрольные разъемы и прочие приспособления наших машин для них — досадная помеха, увеличивающая массу аппарата, которой всегда не хватает.
Кстати, встречаются еще в различных отраслях машиностроения предприятия, где испытатели знакомятся с машиной только на этапе испытаний. В таких случаях очень трудно, а порой и невозможно, избавить конструкцию от проявляющихся пороков.
Дважды пришлось написать слово “почти”. Это не случайно. Надо все же признать: нас подключают к проектированию, когда аппарат уже вырисовывается, а до той поры вход во владения проектанта разрешен только с идеями, но не с требованиями.
Итак, однажды я вошел в большой светлый зал проектного отдела, увешанный крупными фотографиями наших “Лун”, “Венер” и “Марсов” и многочисленными календарями, рекламирующими советский цирк, советских кинозвезд и зарубежные товары. Привычно свернув направо, я подсел к столу “марсианина” Владимира Асюшкина. Знаком с ним давно. В свое время руководителем его дипломной работы “Посадка на Марс” был сам Главный — Георгий Николаевич Бабакин.
Поработав пару лет на фирме, Володя ушел в аспирантуру. Через четыре года вернулся кандидатом технических наук. Он невысок, худощав, резок в движениях и высказываниях, не терпит пустословия и словоблудия, относит себя к “воинствующим пессимистам”.
“Марсианин”, то есть специалист, занимающийся Марсом (а у нас есть еще “лунатики”, “земляне” и “венеряне”), рисовал что-то карандашом на листе бумаги. Тут же стирал и вновь рисовал. Что было изображено на исчерканном до предела листке, понять не представлялось возможным. Я спросил:
— Что это?
— Фобос!
— ?
— Да, проект машины, которая должна исследовать Марс, Фобос и Деймос. Ну-ка, придумай название проекту!
— Проект “Мефодий”! — выпалил я.— “М” — Марс, “Фо” — Фобос, “Д” — Деймос.
— Не пойдет.
— Почему?
— Отдает чем-то библейским.
— Тогда — “Марсофод”.
— Уже лучше. Но смахивает на марсоход. А это другая тема.
— Надо подумать...
— Думай, думай... Многие уже давно думают, а ничего путного не получается. Пока называем просто “Фобос”.
— А на какой год планируется экспедиция?
— Хорошо бы стартовать в 88-м. Энергетика хорошая получается. Полтонны одной только “науки” вывести можем!
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Недавно, в связи с проектом “Фобос”, журналисты обратили внимание на то место из воспоминаний “атомщика” члена-корреспондента АН СССР В. С. Емельянова, где он рассказывает об одной из своих встреч с С. П. Королевым в перерыве между заседаниями на сессии Верховного Совета СССР в Кремле в 1961 году.
На вопрос, какие у него самые сокровенные мечты, Королев после непродолжительного молчания ответил:
 Спутник Марса Фобос. Фотография получена с борта американского космического аппарата "Викинг-1" в 1976 году. Вверху-самый большой кратер Стикни, диаметром 10 км |
— Ты в “Комсомольской правде” читал статью Шкловского о Марсе? Собственно, там речь шла не о Марсе, а о его спутниках. Шкловский приходит к выводу, что оба спутника Марса полые и имеют искусственное происхождение. Чего же я хочу добиться? Установить, действительно ли спутники Марса полые. А если они полые, промерить толщину стенки хотя бы одного из них... Меня это так захватило, что я покоя себе не нахожу. Ведь только подумай, что нас может ожидать на Марсе, если его спутники в самом деле искусственно созданные тела?! Развитие земной цивилизации шло одними путями, а если на Марсе была цивилизация, то вовсе не обязательно, чтобы ее развитие шло так же, как и нашей земной. Разве не захватывающая перспектива — познать эти пути развития?
Да, у Королева — ученого-практика и конструктора-реалиста — была душа романтика. А какие задачи он ставил перед собой! Ведь и сейчас, на пороге XXI века, проблема доставки на Фобос аппарата с большой бурильной установкой является архисложной для современной практической космонавтики.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
… Проект никак “не завязывался”. “Луна” получалась с запасом, “Венера” проходила нормально, а “Марс” (“Фобос”) не удавался. Массы на него по-прежнему не хватало.
Ракета-носитель “Протон” и разгонный блок “Д” способны были направить к Марсу аппарат массой 5 тонн. У нас же машина для выполнения поставленных задач выходила массой в 6 тонн.
Борис Мартынов (руководитель сектора, в котором работал Владимир Асюшкин) тоже занимался проектированием “Фобоса”. Рассказывал он о своей работе с присущим ему юмором. Звучало это примерно так.
Вначале было Слово. Слово главного конструктора. Собирает Главный ведущих специалистов и говорит примерно так: можем рассчитывать на такой-то носитель, значит, массу имеем такую-то... Нужно прикинуть машину, чтобы “умела” летать туда-то и туда-то, делать то-то и то-то, имела массу служебных систем как можно меньше, а массу полезной нагрузки как можно больше, чтобы опиралась на реальную комплектующую базу, но была рассчитана и на далекую перспективу. Что можно поступиться тем-то и тем-то, но надежностью ни за что, мол, надейся на бога (то есть на такого-то дядю-смежника), но сам не плошай и т. д.
И когда мы уже выходим от него, полные задумчивости, вроде невзначай бросает: про резерв не забудьте.
Резерв главного конструктора — это закон, без него мы все равно не пойдем на создание машины. Ведь, когда приборы, системы аппарата будут изготовлены в натуре, их масса может вырасти процентов на двадцать пять против прикинутой вначале, а масса разнообразных конструкций — процентов на десять. Поэтому в распоряжение Главного выделяется резерв массы для компенсации возможных неточностей в определении массы оборудования и конструкции. Обычно у Главного конструктора не возникает затруднений с его реализацией. Каков резерв Главного? Как сговоримся.
Естественно, чем новее разработка, тем солиднее резерв.
Значит, отняли мы от массы аппарата резерв, сообразили, какие системы нам нужны, чтобы задачи выполнить, раскинули массу по системам.
Теперь начинается...
...Мольба о смежнике. О, приди! Умный и скромный, со всем соглашающийся и все могущий сделать, не требующий огромных сроков на разработку и столь же щедрых средств на оплату услуг, приди, о, смежник, создающий аппаратуру с двадцатилетним ресурсом, стодвадцатипроцентной надежности, аппаратуру, считающую, вычисляющую, измеряющую, “нюхающую”, “осязающую”, “думающую”, но ничего не потребляющую и ничего не весящую, не занимающую в пространстве нисколько места! Приди и положи эту драгоценную горошину на мой стол, и уйди скромно, не требуя мзды и почестей!
Не о боге ли думаю я? Нет, не о боге. Ведь приходит, и не один, и приносит и кладет на мой стол свою совершеннейшую, умнейшую драгоценность — правда, уже существенно больше горошины.
Закончился этап подбора предварительных характеристик аппаратуры и систем станции. Известно: что, куда и когда должно смотреть. Определились “претензии” со стороны каждого прибора к своим соседям и ко всему аппарату. Начинается...
Компоновка. Все мы в душе стихийные компоновщики: компонуем мебель в комнате, оборудование в кухне, белье в чемодане, продукты в хозяйственной сумке. В КБ компоновкой занимаются специальные люди, хотя участвуют в этой работе в той или иной мере все.
Итак, они, приборы, должны стоять вместе — но порознь, поближе — но подальше, на солнце — но в тени, в тепле — но в холоде, должны видеть Солнце — но не Землю, Звезду — но не Марс, Марс — но не Солнце, и никто никого не должен притеснять или затенять.
Что поможет примирить все эти требования? Только компоновка. С первого раза концы с концами не сходятся: что-то налезает друг на друга, что-то мешает, что-то затеняет, а что-то просто не смотрится — я все. Поэтому делается несколько вариантов компоновки.
Лишь треть придуманного и нарисованного конструктором принимается его непосредственным начальником. Еще примерно столько же отсеивает начальник отдела. И только Главный конструктор выбирает окончательный вариант. Но чем сложнее аппарат, тем больше его вариантов доходит до Главного. Поэтому предварительный отбор ведут еще и заместители Главного конструктора. Главному становится чуть легче. Но проектировщики наваливаются и создают еще больше вариантов (ведь создать еще один вариант приятнее, чем разрабатывать и внедрять единственный, избранный).
Этот безостановочный процесс прекращает только выбор окончательного варианта космического аппарата.
Но какую бы схему компоновки “Фобоса” мы ни рассматривали, везде получалось, что располагаемой массы для решения задачки нам не хватает.
Конечно, можно было бы поступиться кое-какими принципами, но только не надежностью.
Надежность. Найти правильное решение и аппаратурную реализацию этого решения — часть дела. Аппаратура должна быть надежна, почти на 100%, иначе вероятность выполнения задачи будет очень низкой.
Откуда берется надежность?
В быту мы зачастую забываем о надежности обслуживающих нас приборов (тут я с Борей не согласен — Ю. М.): потек кран— вызвали водопроводчика, испортился телевизор — отвезли в телеателье. А сам заболел — лег в больницу.
А в какую же больницу класть “заболевший” космический аппарат, если он уже улетел с Земли?
Почти на каждый наш бытовой прибор дают гарантию — год, полтора, два. Есть гарантийные мастерские. После гарантии он тоже может работать.
Если бы в космосе тоже были гарантийные мастерские, то срок службы космических аппаратов был бы много-много лет. Но только на протяжении примерно трети этого срока разработчики гарантируют почти стопроцентную безотказность работы своей аппаратуры.
Для примера сошлюсь на “Луноход-1”. Запланированный срок его активной безотказной работы на Луне составлял три месяца. А проработал он больше девяти месяцев — в три раза больше расчетного.
Другая основа надежности — дублирование, троирование и т. д. наиболее ответственных приборов.
Но это, понятно, покупается дорогой ценой — дополнительной массой, которой и так не хватает.
Что же получалось — вернее, не получалось — у проектантов?
Выполняя задание Главного конструктора, они компоновали универсальный базовый аппарат нового поколения для исследования Луны, Венеры, Марса и его спутников (а раз для маленьких и далеких спутников, то значит и для астероидов и комет). Проект условно так и назывался: “УМВЛ”— унифицированный “Марс”, “Венера”, “Луна”. Аппарат должен был обладать разносторонними “способностями”: при минимальной переделке летать к разным, непохожим друг на друга небесным телам, уметь садиться на Луну и Марс, доставлять на Венеру специальные зонды, причаливать к малым небесным объектам и т. п.
Таким и старались сделать его проектанты. Его компоновка повторяла испытанную многолетней практикой, признанную классической компоновку “Марсов-2...-7” или “Венер-9...-16”. А именно: космический носитель + исследовательский зонд. Зонд мог быть отделяемым, как спускаемый аппарат, или неотделяемым, как радиолокатор или телескоп. В случае с Марсом, к примеру, космический носитель (его называли орбитальным блоком, потому что при перелете он движется по гелиоцентрической орбите, а затем по околомарсианской) должен был доставить в расчетную точку орбиты посадочный блок. Затем посадочный совершал мягкую посадку на поверхность планеты, проводил там исследования. Посадочный блок должен был быть несравненно более мобильным, маневренным, чем его неудачливые марсианские предшественники.
Итак, если примем сокращения: КА — космический аппарат, ОБ — орбитальный блок и ПБ — посадочный блок, то компоновка аппарата, его, так сказать, укрупненная схема, выражалась простейшей формулой:
КА = ОБ+ПБ.
Чем хороша такая схема? Блоки (фактически отдельные аппараты) были независимы друг от друга, функционально развязаны, автономны. Но... продолжением их достоинств явились недостатки. Ведь каждый блок (аппарат) требовал своей мощной двигательной установки, своей системы управления, своей радиосистемы и т. д., а это — масса, масса, масса...
Сложили все вместе — получили шесть тонн.
Как говорится, запряг прямо, да поехал криво. Хороша схема, да не годится. Разными ухищрениями стали массу сбавлять, жали, жали, кое-что выжали, догнали дефицит массы почти до двухсот килограммов, а дальше — стоп. Как говорится, остер топор, да пень зубаст.
И тут проектанты разделились на два спорящих лагеря. Одни выступали за разработку нового разгонного блока, другие — за разработку принципиально нового аппарата.
У первых позиция была ясней: надо создать разгонный ракетный блок типа блока “Д”, но только на кислородно-водородном жидкостном ракетном двигателе, то есть в качестве окислителя использовать жидкий кислород, в качестве горючего — жидкий водород. В этом случае удельная тяга будет значительно выше, мощность двигателя намного превзойдет мощность двигателя блока “Д”, а значит, шесть тонн на траекторию полета к Марсу можно будет вывести.
Вторые им возражали: все у вас получается просто и гладко. На бумаге. Но кто будет делать специально для нас новый разгонный блок? Сами? Мы не ракетчики, а планетчики. Ракетчики сейчас заняты “Энергией” (новой сверхтяжелой ракетой-носителем), и им сейчас не до нас.
Но мы, убеждали первые, предлагаем хоть и трудный, но реальный путь. А вы что? Принципиально новую разработку! Как будто мы не пытались ее осуществить. Видите: не получается. Нет уж, лучше синица в руках, чем журавль в небе.
Нелегко было противопоставить такой четкой, разумной позиции нечто пока нереальное, несуществующее.
И все же они не сдавались. Упорно искали свой собственный нетривиальный путь. Трудно сказать, сколько затратили они “мозгового” труда, сколько “сожгли” нервных клеток, сколько провели бессонных ночей, пока не посетило их озарение. “Эврика” явилась в облике новой идеи и новой компоновки.
Да, пускай аппарат весит шесть тонн. Его не выведут “Протон” и блок “Д”. Он выведет, правильнее, довыведет, сам себя! Сыграет роль пятой ступени ракеты-носителя. Каким образом? За счет собственной мощной автономной двигательной установки — АДУ. Для этого используем жидкостный ракетный двигатель и обеспечим его большим запасом топлива, которого хватит и на довыведение, и на многие активные маневры.
Тогда схема функционирования ракетно-космического комплекса на начальном этапе получается такой: вначале срабатывает трехступенчатая ракета-носитель “Протон”, головной блок отделяется от нее; производится первый запуск двигателя четвертой ступени — блока “Д”, головной блок выходит на промежуточную околоземную орбиту; затем, примерно через час, происходит второй запуск двигателя блока “Д” (так было и ранее) до полной выработки топлива, головной блок разгоняется, блок “Д” отделяется. Вот теперь запускается двигатель “пятой” ступени ракеты-носителя, то есть самого космического аппарата, мощным импульсом он доразгоняет, довыводит аппарат вместе с собой на гелиоцентрическую орбиту, ведущую к Марсу, иначе говоря, на трассу полета к планете.
Далее, уже на трассе полета, с помощью этой же автономной двигательной установки проводятся коррекции траектории движения, а затем торможение у планеты, для которого требуется сильный импульс, и аппарат выходит на ареоцентрическую (околомарсианскую) орбиту — становится спутником планеты. Затем совершаются многочисленные маневры на орбитах спутника.
Чтобы обеспечить полет к Марсу и вокруг Марса, надо иметь восемь заполненных топливом баков. Заправки четырех (центральных) баков достаточно для полета к Луне или Венере.
А что же орбитальный и посадочный блоки? Они были преобразованы в единый орбитально-посадочный блок (ОПБ) с единой двигательной установкой системы ориентации и стабилизации. Система эта работает вместе с АДУ во время активных маневров, стабилизирует аппарат, а после отделения автономной двигательной установки полностью берет на себя функции движителя уже облегченного аппарата.
Благодаря тому, что отпала необходимость в двух мощных двигательных установках, в двух системах управления, в двух радиосистемах и т. д., аппаратура и агрегаты в сумме стали легче.
Был применен и новый прогрессивный способ построения бортовых систем — метод комплексирования. В чем он заключался?
Вместо ранее применявшихся нескольких систем (общей автоматики, управления, ориентации и т. п.) появилась одна — единый бортовой управляющий комплекс (БУК). Мозгом БУКа—да и всего космического аппарата — является усовершенствованная бортовая вычислительная машина, по командам которой и вместе с которой трудятся многочисленные датчиковые и исполнительные органы.
С улыбкой сейчас вспоминаем то время, когда отчаянно спорили относительно целесообразности установки на борту “Марса-2” вычислительной машины.
Комплексирование систем привело к значительному снижению общей массы бортовой аппаратуры.
Ну и комплектующие элементы, на основе которых строилась бортовая аппаратура, брались новые — более компактные, более легкие, словом, новая комплектующая база, примененная на аппарате, тоже дала определенный выигрыш в массе.
В результате новая формула компоновки аппарата выглядела так:
КА = АДУ+ОПБ.
Плюс идея самодовыведения аппарата, плюс комплексирование систем, плюс новая элементная база — все это сделало возможным создание космического аппарата нового типа. Или, как говорят в таких случаях, проект “завязался”!
Это был праздник на улице проектантов. У каждого из них подобные дни за всю жизнь выпадают нечасто: чтобы перечесть, хватит пальцев и на одной руке. Кстати, те, кто выступал за разработку нового разгонного блока, давно уже перестали спорить и вместе со всеми включились в разработку аванпроекта под названием “Фобос”.
Вскоре аванпроект был утвержден главным конструктором. Началась разработка эскизного проекта.
 АМС третьего поколения "Фобос" |
Какими же системами и агрегатами оснащался космический аппарат?
Он задумывался как “высокоинтеллектуальный” космический робот. А раз так, то можно найти много аналогий между его системами и системами человека.
Боря Мартынов так и сказал: “Не по образу ли и подобию своему мы творим космические аппараты? Чем больше я об этом думаю, тем больше к этому склоняюсь”.
Действительно, так и происходит. “Мозг” космического робота — его вычислительная машина. Есть у него сложная “нервная система”: датчики (“рецепторы”), чувствующие положение, занимаемое аппаратом, температуру, давление, и провода — “нервы”, соединяющие рецепторы с мозгом. Есть у него “сердце” — источники питания и “кровеносная система”, доставляющая “кровь” — электроэнергию по “артериям” — электропроводам во все уголки “тела” робота. Не случайно, видимо, электрические провода в кабелях называют жилами.
Есть у космического робота, конечно, “слуховой аппарат” — антенны с радиоприемниками, есть “голосовой” — антенны с радиопередатчиками.
Обладает космический аппарат, безусловно, “глазами” — телевизионными и оптическими приборами. И еще — специальными приборами — радиолокаторами, способными “видеть” небесное тело в темноте.
Что еще должен “знать” космический аппарат?
Вы в незнакомом городе спрашиваете дорогу. Вам объясняют, что нужно дойти до того серого дома, повернуть направо, дальше до магазина и налево до конца. Каждый раз Вам задают систему отсчета, в которой Вы выполняете те или иные повороты, маневры. То же самое нужно “знать” и космическому аппарату. Он так же, как человек, должен “знать”, от какого ориентира ему следует повернуть направо или налево и где “право — лево”. Для наших космических странников избраны в качестве опорных ориентиров Солнце и одна из ярких звезд южного полушария Канопус. Почему Канопус? Вокруг этой звезды нет сравнимых с ней по яркости, значит, аппарат легко сможет ее отличить от остальных.
Коснемся радиосвязи. Если мы хотим, чтобы нас услышал далекий собеседник, то складываем ладони рупором и кричим, то есть мы как бы собираем всю энергию своего голоса в узкий пучок и стараемся направить ее только в нужном направлении. Также “поступает” и космический аппарат. На нем есть параболическая антенна, и во время сеанса связи с Землей он старается как можно точнее направить ее на Землю. Кстати, на аппарате “Фобос” параболическая антенна (ее еще называют остронаправленной) сделана поворачивающейся, подвижной относительно корпуса, что впервые применено на наших межпланетных станциях. Благодаря этому отпала необходимость в развороте всего аппарата. Экономится рабочее тело, сам аппарат становится мобильнее.
Что еще нужно, чтобы не только лететь в пространстве, но и попасть к Марсу и Фобосу? Не помешало бы увидеть Марс и Фобос поближе. Зачем, Вы спросите? Если Вас поставить посреди комнаты лицом к двери, завязать глаза и попросить выйти в дверь, то Вы это сделаете более или менее удачно. Но если то же самое Вас попросят сделать с расстояния сотни шагов, то, скорее всего, в дверь Вы не попадете. Это значит, что точности Ваших предварительных знаний о расположении двери хватает на пять шагов, но не хватает на сто. Вам нужно хотя бы за двадцать шагов до двери еще раз посмотреть на нее. То же самое нужно и автокосмолету. Ему нужно самому увидеть Марс и Фобос с возможно более близкого расстояния, а не пользоваться нашими указаниями с Земли.
Для этого тоже потребовалась оптика и принципиально новые радиотехнические средства сближения. Нужны роботу и “ноги” — двигатели, перемещающие его в пространстве. Должны быть и “руки” — манипуляторы. Чего еще нет у космического робота такого, что есть у человека?..
Да, роботы пока не умеют размножаться. Но о создании долгоживущих роботов для полета к далеким мирам, для поиска “братьев по разуму”, умеющих творить себе подобных, говорят сейчас не только фантасты. Почитайте книгу И. С. Шкловского “Вселенная, жизнь, разум”. Об этом же рассказывал на конгрессе Международной астронавтической федерации (Брайтон, Англия, 1987 год) крупный японский специалист в области кибернетических машин.
Ну, а теперь чуть ближе познакомимся с реальными системами корабля.
Автономная двигательная установка создавалась нашим коллективом в содружестве с опытно-конструкторским бюро, которое основал и долгие годы возглавлял замечательный конструктор, чудесный человек Алексей Михайлович Исаев. За основу был взят мощный, надежный, испытанный двухкомпонентный с улучшенными характеристиками двигатель этого конструкторского бюро. Он использует традиционные компоненты топлива, размещенные в восьми больших сферических баках. Благодаря применению новых агрегатов, он разрешает производить так много запусков, что почти в три раза превышает по этому показателю возможности прежних двигателей, установленных на последних “Марсах” и “Венерах”. Что еще нового? Надо обеспечить надежность функционирования АДУ на длительный срок ее существования — свыше 460 суток.
Интересно, что для увеличения силового управляющего момента, действующего на аппарат, впервые применен принцип плоско-параллельного смещения камеры двигателя. Если раньше камера двигателя устанавливалась в карданном подвесе и управляющий момент создавался за счет ее поворота, то теперь камера движется, как сиденье в автомобиле, по рельсам. Это вызвано весьма низким расположением центра масс аппарата: он получился сильно “приземистым”.
Бортовой управляющий комплекс разработан организацией, которую основал и долгие годы возглавлял соратник С. П. Королева академик Николай Алексеевич Пилюгин. Этот комплекс и воплощает в себе высокий “интеллектуальный” уровень всей машины. Составными частями в него входят целый вычислительный комплекс, прецизионные чувствительные элементы, оптико-электронные приборы. Среди них особенно выделяется звездно-планетный прибор, способный работать как по слабой звездочке, так и по яркой планете. Раньше таких оптико-электронных устройств у нас не было: одни могли работать только по звезде, другие — по Земле, третьи — по Марсу или Венере.
Весьма сложны алгоритмы управления полетом, нелегкая задача — разработка их математического обеспечения. Чуть позже мы познакомимся со схемой полета космического аппарата “Фобос”, и тогда эти трудности станут более понятными.
 "Фобос" на орбите Фобоса |
Представьте себе аппарат, летящий над поверхностью Фобоса. Не правда ли, красив космолет? Раскрытые панели солнечных батарей, словно распростертые крылья птицы, “торс” приборного отсека, увенчанный гордой “головой” остронаправленной антенны, делают аппарат похожим на орла, парящего над горной грядой.
Видите короткое пламя, бьющее из небольших движков? Это работает прецизионная двигательная установка системы ориентации и стабилизации, управляемая БУКом. Ее рабочее тело — гидразин (соединение азота с водородом) — используется как однокомпонентное ракетное топливо. Такая установка впервые применяется на межпланетных станциях. Благодаря однокомпонентности она обладает хорошими массовыми характеристиками, долговечна, универсальна, используется как для ориентации и стабилизации аппарата, так и при активных маневрах, когда уже отделена АДУ. Создается она также в содружестве с “исаевской” фирмой.
Магистральный радиотехнический комплекс создается организацией, главным конструктором которой долгие годы являлся сподвижник С. П. Королева, член “королевского” Совета Главных, друг Г. Н. Бабакина член-корреспондент АН СССР Михаил Сергеевич Рязанский.
Радиокомплекс включает в себя три больших системы: систему траекторных измерений, программно-временную систему, систему приема, сбора, обработки и передачи информации (в последнюю входит телеметрическая система). Масса его, к сожалению, внушительна. Из-за этого крепко спорили проектанты нашей фирмы с его создателями. Но зато характеристики, информативность комплекса на порядок лучше, выше, чем у предыдущего.
Первичные источники электроэнергии — солнечные батареи традиционного типа, на фотоэлектрических преобразователях.
КПД их пока невысок (8—10%). Их создают в коллективе, который долгие годы возглавлял член-корреспондент АН СССР Николай Степанович Лидоренко. Несколько лет назад я слушал выступление Николая Степановича на Циолковских чтениях в Калуге. Он оптимистично высказался относительно возможностей заметного повышения КПД солнечных батарей на основе применения новых фотоэлектрических преобразователей. Но пока мы не ощущаем этого повышения.
Но вот вторичные источники электропитания — химические аккумуляторы, на которые работают первичные,— нового типа: никель-водородные, компактные, с отличными характеристиками. Вот только опасные: могут в земных условиях взорваться из-за выделения водорода, поэтому держим мы их в специальных бронированных камерах. Им помогают литиевые батареи с невиданными доселе отличными свойствами. Это завтрашний день энергетики. Система энергопитания должна обеспечить нормальное функционирование аппарата даже в “часы пик”, когда одновременно работают практически все системы “корабля”.
Однажды на испытаниях — был такой грех — вопреки ожиданиям взорвалась не водородная, а как раз литиевая батарея.
При сближении с Фобосом особую роль должны сыграть радиотехнические средства сближения: радиовысотомер больших высот, радиовысотомер средних высот, доплеровский высотомер — все это радиолокаторы различного типа, а также высотомер малых высот, работающий на принципе передачи и приема рентгеновского излучения. Свою информацию они сообщают БУКу, а уж он “знает”, как ею распорядиться.
Конструктивно, по силовой схеме автономная двигательная установка и орбитально-посадочный блок полностью независимы. Основным силовым элементом конструкции космического аппарата является герметичный приборный отсек, выполненный в виде тора (бублика), в котором размещены основные служебные системы. На нем установлен “на попа” второй герметичный отсек, где расположились в комфортных условиях электронные блоки комплекса научной аппаратуры. В отсеках работают устройства терморегулирования.
Вне гермоотсеков к корпусу аппарата крепятся оптические приборы, радиолокаторы, антенны, датчиковые устройства научных приборов, шар-баллоны двигательной установки, ее движки.
(Продолжение следует)
Подготовка к публикации: Денис Шевченко
