«Союзу» Супермен не нужен или системы спасения пилотируемых кораблей
С одной стороны, глупо ждать технической достоверности от сценария фильма про супергероев. С другой стороны, можно принять фантастические допущения вроде неуязвимости уроженца планеты Криптон, но то, что создатели не знают достаточно известных фактов жизни на нашей Земле, печалит. Еще в первом трейлере готовящегося к выходу фильма «Бэтмен против Супермена» Супермен позировал с головным обтекателем корабля «Союз» на руках. На днях вышел второй трейлер, где более полно раскрывается его очередной подвиг — ракета-носитель «Союз» взрывается на старте, и Супермен спасает космонавтов с астронавтами (на ГТ сломалась возможность показа видео не с начала, смотрите с 48 секунды).
Проблема в том, что разработчики космических аппаратов заранее понимают, что в нашем несовершенном мире аварии случаются, а вот супергероя поблизости, как назло, не окажется. Поэтому инженеры примеряют на себя одежды суперинженеров и создают системы, которые спасут жизни космонавтов.
Было в реальности
Вдвойне стыдно должно быть сценаристам «Бэтмена против Супермена», потому что в реальной истории был случай, когда ракета с космонавтами загорелась на старте. Ночью с 26 на 27 сентября 1969 года к запуску готовился корабль «Союз Т-10» с космонавтами Владимиром Титовым и Геннадием Стрекаловым. За 48 секунд до старта на ракете начался пожар. Любая космическая ракета-носитель на 90% состоит из топлива и окислителя, которые в случае аварии имеют неприятную привычку взрываться, поэтому на принятие решения были считанные секунды. Но система спасения корабля «Союз» была создана для спасения экипажа в том числе и на старте. Короткая команда, и капсулу с космонавтами уносят прочь мощные двигатели. А через две секунды после отстрела корабля ракета разрушается и падает в газоход стартового сооружения (с 2:50):
Капсула с Титовым и Стрекаловым поднялась почти на километр и приземлилась в стороне от пожара. Несмотря на то, что космонавты испытали перегрузки до 18 g, и Титов и Стрекалов не пострадали, и оба совершили потом еще несколько космических полетов каждый. Вот видео испытаний, на котором хорошо видны этапы работы системы спасения при аварии на старте (с 3:56):
На корабле «Союз» используются следующие алгоритмы действия в аварийных ситуациях:
- От старта и до 113 секунды полета система аварийного спасения уносит головной обтекатель с бытовым отсеком и спускаемым аппаратом в сторону от взрывающейся ракеты. Затем корабль садится, используя штатную систему посадки. На 113 секунде система аварийного спасения отстреливается от корабля.
- От 113 секунды полета и до выхода на орбиту в случае аварии корабль отделяется от третьей ступени целиком, используя штатную систему разделения (пироболты) и выполняет обычную посадку.
- В случае отказа основного парашюта на «Союзе» есть запасной.
- В случае отказа системы мягкой посадки удар о землю примут на себя амортизаторы кресел.
Картинка в крупном размере
В целом корабль спроектирован так, чтобы никакая одиночная авария не вызвала опасности для жизни космонавтов.
Другие корабли
На других космических кораблях тоже были системы спасения.
На корабле «Восток», на котором совершались первые космические полеты в СССР, штатная система посадки предусматривала катапультирование космонавта. Поэтому она же работала как катапульта в случае аварии, а в головном обтекателе оставалось открытым отверстие, через которое производился бы отстрел люка и кресла с космонавтом.
Штатная работа системы посадки хорошо показана в фильме «Гагарин: Первый в космосе» (с 15:29):
В случае аварии на старте парашют мог не успеть раскрыться, поэтому на старте со стороны люка натягивали сетку, которая должна была смягчить падение.
На корабле «Меркурий» впервые появилась система с ракетными двигателями, уводящими капсулу от аварийной ракеты. Вот видео настоящей аварии в беспилотном полете Mercury-Atlas 3 в 1961 году (с 1:40):
На корабле второго поколения «Джемини» конструкторы обошлись мощными катапультами. Катапульты служили как система спасения на старте, а также должны были использоваться в случае отказа единственного парашюта корабля. Вот видео испытаний (с 20:00):
На «Аполлонах» стояла система спасения, аналогичная «Меркуриям» и «Союзам». Во время испытаний работы системы спасения произошел забавный случай — на небольшой тестовой ракете перепутали провода системы управления по крену, поэтому автоматика сработала в условиях реально разваливающейся ракеты (с 1:13):
Нездоровое проектирование
В то же время были космические корабли, на которых инженеры не смогли или не захотели сделать систему спасения.
Корабль «Восход», который был сделан на базе «Востока», но с экипажем из трех человек, уже не мог использовать систему спасения «Востока». Поэтому первую минуту-две в случае аварии космонавтам было бы не на что надеяться. В том числе и поэтому корабли «Восход» в пилотируемом варианте летали всего два раза.
Удивительную (и как показала практика безосновательную) уверенность в надежности техники проявили конструкторы корабля Спейс Шаттл. На первых испытательных полетах, когда экипаж составляли два человека, у них были катапульты. Но после того, как шаттл был объявлен готовым к эксплуатации, катапульты сняли, а экипаж увеличили до 7–8 человек. В случае серьезной аварии на выведении или посадке у экипажа не было никаких средств спасения. И это несмотря на то, что в США был опыт разработки спасаемых целиком кабин на самолете F-111:
Решение отказаться от системы спасения экипажа на шаттлах дорого обошлось американской космонавтике. Во время катастрофы «Челленджера» экипаж пережил разрушение аппарата и погиб только при ударе о воду. После катастрофы перепроектировать шаттл было уже поздно, и инженеры добавили только систему спасения в стиле бомбардировщика Второй мировой войны — отстрел люка, выпуск направляющей, чтобы не удариться о крыло, и обычный парашют.
Эта система обеспечивала спасение экипажа только на небольших скоростях и высотах при управляемом планирующем полете. Она не могла помочь на старте, в случае разрушения шаттла или потери им управления.
Советский «Буран», использовавший технические решения шаттла, скопировал этот недостаток, и на нем могли быть установлены катапульты только в случае экипажа из двух человек.
Из разрабатывающихся сейчас космических проектов система спасения отсутствует на суборбитальном корабле SpaceShipTwo, и печальные результаты уже налицо. На испытательных полетах у пилотов были парашюты, но при катастрофе осенью 2014 года одного пилота выбросило из разваливающегося фюзеляжа, а второй пилот выбраться самостоятельно не сумел. Нет сомнений, что в случае полетов с пассажирами подобная авария обернется катастрофой с большим количеством жертв.
Сегодня и завтра
Создающиеся сейчас корабли не забывают про безопасность экипажа. На проектируемом корабле «Орион» будет стоять система спасения, знакомая нам по «Меркуриям», «Аполлонам» и «Союзам»:
На российском корабле ПТК НП, скорее всего, будет установлена аналогичная система. Видео испытаний нет, но конструкция корабля предполагает классическую схему.
Разрабатываемый корабль Dragon предполагает использовать необычную систему, в которой двигатели расположены не на сбрасываемой мачте, а установлены на корпусе корабля:
Несмотря на красивый вид, у системы есть очевидный уже сейчас недостаток — классическая схема сбрасывает мачту с двигателями на выведении, а здесь придется тащить заметную и ненужную в нормальном полете массу на орбиту и тормозить ее при сходе с орбиты. Вероятность, что для Dragon сделают ракетную посадку сейчас заметно меньше 50%, надеюсь, инженеры смогут модифицировать корабль, чтобы сбрасывать этот ненужный после первой минуты полета груз.
Похожая конструкция используется в суборбитальном корабле компании Blue Origin:
Сложно сказать, почему инженеры выбрали этот вариант, возможно, для суборбитальных полетов они посчитали, что потери на таскание с собой двигателей системы спасения будут приемлемыми, и компенсируются, например, отсутствием необходимости ставить каждый раз новую мачту. Двигатели такой системы спасения надо будет перезаряжать только после настоящей аварии.
Как это часто бывает, реальная жизнь с суперинженерами и суперконструкторами, которые решают реальные суперпроблемы, оказывается даже интересней фантастического блокбастера…
Более подробно о пилотируемых кораблях по тегу «сравнение космической техники»
Катастрофы и происшествия по тегу «космические происшествия»
Другие сложные космические задачи по тегу «незаметные сложности»
