Устройство катапультирования космонавта

Катапультируемое кресло представляет собой сложный автоматический комплекс. В корпусе кресла, помимо катапультного механизма и парашютов, размещены радиостанция, аварийный запас питания и даже лодка на случай посадки на воду.

Космонавт «Востока» может приземлиться, оставаясь в корабле.

На аппаратах имеется и автоматическое, и ручное управление. Впервые во время орбитального полета ручную систему управления космическим кораблем опробовал советский космонавт Герман Титов. Он мог включить тормозной двигатель, сойти с орбиты и приземлиться.

Характерно, что испытание Титовым системы ручного управления являлось одним из элементов программы полета, а не вынужденным действием, как это было в большинстве полетов американских астронавтов. Так, в феврале 1962 г. первый американский астронавт Д. Гленн, заканчивая свой первый виток, сообщил, что капсула имеет тенденцию к уходу с орбиты вправо со скоростью примерно Г в секунду. После отклонения на 20° капсула возвращалась в нормальное положение, а затем все повторялось сначала. Гленн вынужден был перейти на ручное управление. Аналогичные неприятности были и у другого американского астронавта Карпентера, причем его положение осложнилось еще и тем, что, перейдя на ручное управление, он забыл выключить автоматику. В результате отказа автоматической системы управления третий американский астронавт Г. Купер после безуспешных попыток исправить неполадки был вынужден провести вручную всю операцию возвращения...

Итак, возвращение... Огромная космическая скорость должна быть уменьшена более чем в тысячу раз — до 5— 7 м/сек (скорость приземления корабля). И при этом нельзя входить в атмосферу слишком круто — резко возрастут перегрузки. Чересчур пологие траектории спуска тоже недопустимы: при своем движении в атмосфере космический корабль «трется» о воздух и сильно разогревается. Чем длительнее спуск, тем сильнее нагрев. Кроме того, приземлиться нужно в заданном районе, где около наблюдательных пунктов стоят вертолеты, готовые к поиску корабля.

Как же осуществить возвращение из космоса?

В первую очередь необходимо четко выполнить начальную операцию возвращения — сход с орбиты. Корабль должен покинуть свою орбиту в строго определенной точке; иначе он никак не попадет в заданный район даже при условии благополучного спуска в атмосфере.

Уменьшив скорость с помощью специальных тормозных двигателей, корабль сходит с орбиты и движется к Земле по дуге эллипса. Ясно, что, чем сильнее уменьшена орбитальная скорость, тем круче траектория спуска. Ясно также, что для возвращения по расчетной траектории необходимо уменьшить орбитальную скорость на строго определенную величину. Тормозной двигатель, следовательно, должен быть ориентирован точно в заданном направлении, вовремя включен и выключен.

Погасив скорость, аппарат получает возможность спускаться далее на парашюте, причем сначала вводится в действие небольшой тормозной парашют, а затем (на малой высоте) раскрывается огромный купол основного, на котором корабль и приземляется.

Траектории, выбранные для спуска «Востока» и «Меркурия» (так называемые баллистические траектории), не являются единственно возможными. Крылатые космопланы ближайшего будущего смогут, сойдя с орбиты в любой точке, двигаться в атмосфере по самым сложным пространственным траекториям и совершать посадку в любой заданной точке земного шара. Такую возможность дадут им крылья, сделанные из специальных жаропрочных сплавов.

Впрочем, подъемная сила может быть получена и просто выбором соответствующей формы возвращаемого аппарата. Уже существуют экспериментальные бескрылые самолеты, которые держатся в воздухе только благодаря подъемной силе фюзеляжа. Для управления кораблем на траектории возвращения может быть использован и винт, похожий на вертолетный, конечно более прочный и снабженный теплозащитой.

Известно, что скорость приземления «Востока» была вполне безопасной. Однако при необходимости космонавт мог покинуть кабину с помощью катапультируемого кресла и спуститься на собственном парашюте. Кресло является важным элементом системы спасения космонавта на всех участках полета.

«Пуск!» — командует главный оператор.

Присутствующие на наблюдательном пункте видят, как огромная ракета окутывается клубами дыма и медленно уходит со стартового стола... Но что это? Приборы на наземном пункте управления запуском и внутри корабля внезапно показывают резкое падение тяги двигателей. Одновременно начинается вибрация, а носитель отклоняется от вертикали. Уже видно невооруженным глазом, что 30-метровая сигарообразная ракета отклонилась от намеченной траектории.

— Немедленно катапультируйтесь! — отдает приказание в микрофон главный оператор.

Все видят, как от носового конуса ракеты отделяется крышка аварийного люка, а вслед за ней с большой скоростью вылетает кресло с космонавтом. Оно летит в сторону и чуть вверх. В этот момент мощный взрыв сотрясает землю. Люди невольно прикрывают глаза, глядя на разлетающиеся во все стороны горящие обломки носителя... Но космонавту уже не угрожает опасность. В верхней точке траектории на расстоянии примерно 100 м от ракеты он отделяется от кресла и раскрывает над собой оранжевый купол парашюта. На наблюдательном пункте все облегченно вздыхают...

Оговоримся сразу, что случая, описанного выше, не было в практике космических полетов. Но инженеры, проектирующие средства спасения космонавтов, часто «проигрывают» в своем воображении подобные ситуации. Совсем не просто обеспечить космонавту надежное спасение на всех участках полета, особенно в случае аварии на старте, где успех спасательной операции решают секунды. За несколько секунд космонавт должен быть удален от ракеты на расстояние не менее 100 м. При этом он не должен потерять высоту, иначе парашют, который раскрывается сравнительно медленно, не обеспечит ему безопасной скорости приземления.

За рубежом надежным средством спасения в случае аварии на старте считается катапультируемое кресло, снабженное специальными ракетными двигателями для «улучшения» траектории полета космонавта после катапультирования из кабины.

В случае аварии на больших высотах возникают дополнительные осложнения: большой скоростной напор и пониженное барометрическое давление. Наиболее надежным средством спасения в этом случае могла бы быть специальная, отделяемая от корабля герметическая капсула, снабженная системой обеспечения жизнедеятельности и приземления. Впрочем, специалисты считают, что с увеличением высоты вероятность аварии уменьшается, поэтому предпочтение отдается все же катапультируемому креслу, так как отделяемая капсула вследствие своего большого веса может не обеспечить безопасного приземления в случае аварии на малой высоте или на старте. Одновременное применение кресла и капсулы чрезвычайно усложнит, утяжелит систему спасения и даже снизит в конечном счете ее надежность.

Но как быть в случае аварии на большой высоте? В этом случае предполагается, что от пониженного давления и от действия скоростного напора космонавта защитят скафандр и специальные приспособления на кресле.

И наконец, орбитальный участок полета... Маловероятна, но все-таки возможна встреча с метеорным телом. Вероятно появление недопустимой радиации вследствие внезапного изменения солнечной активности. Возможны и непредвиденные изменения в жизнедеятельности космонавта (или космонавтов): плохое самочувствие, болезнь и т. п. Идеальным средством спасения в этих случаях могла бы быть отделяемая капсула (для всех членов экипажа или индивидуальная для каждого). Так оно, по-видимому, и будет в аппаратах будущего, рассчитанных на длительное пребывание в космосе.

После аварии космонавт может оказаться в любом месте земного шара — в океане, пустыне, джунглях, Арктике. И в любом случае он должен иметь при себе все необходимое.

Резиновая лодка, запас питания, аптечка, дополнительная одежда (предполагается, что скафандр может защитить не только от холода и влаги, но и обеспечить плавучесть), средства обнаружения — все это размещается в кресле (если оно принято за основу системы спасения). Таким образом, катапультируемое кресло космонавта представляет собой довольно сложную систему.

На земле организуются специальные службы поиска и эвакуации космонавтов, наблюдательные и пеленгационные пункты, поисковые отряды на самолетах и вертолетах.

Отважный космический путешественник должен быть спасен во что бы то ни стало, потому что безопасность — закон космонавтики.