(Из приветственного слова к экипажам космических кораблей «Союз» и «Аполлон» генерального секретаря ЦК КПСС Л.И.Брежнева)

Советско-американский космический полёт «Союз» - «Аполлон» (ЭПАС) стал важным событием в истории мировой космонавтики. В период разрядки международной напряженности в 1972-1975 гг. СССР и США запустили первую совместную космическую пилотируемую программу.

Исторические предпосылки

Контакты между советскими и американскими учёными в области освоения космоса начались сразу после запусков первых искусственных спутников Земли. В то время эти контакты сводились, главным образом, к обмену полученными научными результатами на различных международных конференциях и симпозиумах. Первое двустороннее соглашение между Академией наук СССР и Национальным управлением США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) было заключено 8 июня 1962 года. Однако сотрудничество в 60-х годах было ограниченным и не соответствовало масштабам национальных космических программ двух великих держав. Тем не менее, оно создало основу для расширения, как взаимных контактов, так и для совместных исследований и экспериментов в освоении космоса.

Первые шаги к сотрудничеству

Сдвиг в сторону развития и углубления советско-американского сотрудничества в освоении космоса наметился в 1970 – 1971 годах, когда состоялся ряд встреч учёных и технических специалистов обеих стран. Первая такая встреча по проблемам совместимости средств сближения и стыковки пилотируемых космических кораблей и станций проходила в Москве 26 – 27 октября 1970 года. Возглавлял советскую делегацию председатель Совета «Интеркосмос» при Академии наук СССР академик Б.Н.Петров, американскую – директор Центра пилотируемых космических полётов НАСА (ныне Космический центр имени Л.Джонсона) доктор Р.Гилрут. Тогда же были образованы рабочие группы для выработки и согласования технических требований по обеспечению совместимости этих средств.

Следующие встречи советских и американских специалистов состоялись в июне и ноябре 1971 года в Москве и Хьюстоне. Делегации по-прежнему возглавляли Б.Н.Петров и Р.Гилрут. На встречах были рассмотрены технические требования к системам космических кораблей, согласованы принципиальные технические решения и основные положения по обеспечению совместимости технических средств, а также рассмотрена возможность осуществления в середине 70-х годов пилотируемых полётов на существующих космических кораблях для испытания создаваемых средств сближения и стыковки.

Начало практических действий

Практическое начало экспериментальному проекту «Союз – Аполлон» было положено 6 апреля 1972 года «Итоговым документом встречи представителей Академии наук СССР и НАСА США по вопросу создания совместимых средств сближения и стыковки пилотируемых космических кораблей и станций СССР и США».

24 мая 1972 года в Москве председатель Совета Министров СССР А.Н.Косыгин и президент США Р.Никсон подписали «Соглашение между Союзом Советских Социалистических Республик и Соединёнными Штатами Америки о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях» . В этом Соглашении, в частности, в третьей статье записано:

  • «Стороны договорились о проведении работ по созданию совместимых средств сближения и стыковки советских и американских пилотируемых космических кораблей и станций с целью повышения безопасности полётов человека в космос и обеспечения возможности осуществления в дальнейшем совместных научных экспериментов. Первый экспериментальный полёт для испытания таких средств, предусматривающий стыковку советского космического корабля типа «Союз» и американского космического корабля типа «Аполлон» с взаимным переходом космонавтов, намечено провести в течение 1975 года».

Соглашение определяло развитие сотрудничества и по другим направлениям, таким как космическая метеорология, изучение природной среды, исследование околоземного космического пространства, Луны и планет, космическая биология и медицина. Однако центральное место занимал совместный полёт пилотируемых космических кораблей.

Рабочие встречи специалистов

На очередной встрече советских и американских специалистов, которая состоялась в Хьюстоне 6–18 июля 1972 года, был намечен план полёта кораблей «Союз» и «Аполлон» в 1975 году. Первым стартует корабль «Союз» с двумя космонавтами, примерно через 7,5 часа стартует корабль «Аполлон» с тремя астронавтами. Через сутки (окончательный вариант – через двое суток) после старта корабля «Аполлон» производятся сближение и стыковка. Длительность полёта кораблей в состыкованном состоянии – около двух суток.

Схема полёта космических кораблей «Союз» и «Аполлон»

Тип стыковочного устройства – андрогинный. С целью определения объёма работ, их выполнения и координации было создано пять рабочих групп по следующим направлениям совместной деятельности:

  1. Общая увязка проекта и программа проведения полёта (руководители: от СССР – В.А.Тимченко; от США – П.Франк).
  2. Управление движением (руководители: от СССР – В.П. Легостаев; от США – Д. Читем, Г. Смит).
  3. Конструкция стыковочного устройства (руководители: от СССР – В.С.Сыромятников; от США – Д.Уэйд, Р.Уайт).
  4. Связь и слежение (руководители: от СССР – Б.В.Никитин; от США – Р.Дитц).
  5. Обеспечение жизнедеятельности и переходов экипажей (руководители: от СССР – И.В.Лавров, Ю.С. Долгополов; от США – Р.Смайли, У.Гай).

Для обеспечения необходимого уровня совместимости взаимодействующих систем и оборудования каждой рабочей группой были установлены сроки и объём проведения основных работ по своим направлениям, включая требования к взаимодействующим системам, состав и сроки испытаний, определён необходимый объём документации.

Встречи советско-американских рабочих групп состоялись в Москве 9–19 октября 1972 года. Возглавляли эти группы технические директора проекта ЭПАС Константин Давыдович Бушуев, член-корреспондент АН СССР, и доктор Гленн С.Ланни (НАСА). В состав рабочих групп были включены советский космонавт Алексей Станиславович Елисеев и американский астронавт Томас Стаффорд. Определена дата начала полёта – 15 июля 1975 года .

Центр управления полётами ЦНИИмаш – первая открытая организация в ракетно-космической отрасли страны

Для обеспечения реализации проекта ЭПАС 5 января 1973 года выходит постановление ЦК КПСС и СМ СССР № 25-8, в котором выражается согласие с предложением Министерства общего машиностроения СССР и АН СССР об образовании на базе Координационно-вычислительного центра (КВЦ) ЦНИИ машиностроения Советского центра управления полётом (СЦУП) с новым комплексом технических средств. В виде исключения постановление разрешало допуск в СЦУП американских специалистов, участвующих в подготовке и проведении совместного космического эксперимента.

Во исполнение этого постановления были выпущены приказы министра общего машиностроения СССР № 13 от 12 января 1973 года и директора ЦНИИ машиностроения № 2 от 25 января 1973 года об организации работ по обеспечению экспериментального полёта космических кораблей «Союз» и «Аполлон» и созданию на базе КВЦ советского ЦУПа по управлению полётом корабля «Союз», модернизированного для проекта ЭПАС.

Таким образом, ЦУП ЦНИИмаш стал первой открытой организацией в ракетно-космической отрасли страны.

Персональная ответственность за подготовку ЦУП к работам по программе ЭПАС и информирование общественности об этих работах была возложена на директора ЦНИИмаш Юрия Александровича Мозжорина (). Иностранным специалистам его представляли как директора Советского центра управления полётом. Начальник ЦУП Альберт Васильевич Милицин при этом назывался заместителем директора Центра.

Экипажи корабля «Аполлон»

В марте 1973 года НАСА объявило состав основного и дублирующего экипажей корабля «Аполлон»:

основной экипаж – Томас Пэттен Стаффорд (Thomas Patten Stafford), Вэнс Дево Бранд (Vance Devoe Brand) и Дональд Кент Слейтон (Donald Kent Slayton);

дублирующий экипаж – Алан Лаверн Бин (Alan Lavern Bean), Рональд Эллвин Эванс (Ronald Ellwin Evans) и Джек Роберт Лусма (Jack Robert Lousma).

Управление космическими кораблями

Тогда же было принято решение, что каждый корабль будет управляться своим ЦУП.

Для выбора последовательности запуска кораблей (первым стартует «Союз», затем – «Аполлон») учитывалось, что участок выведения корабля «Союз» проходит над населённой территорией СССР. Поскольку ступени ракеты-носителя (РН) падают на Землю, азимут запуска и программа выведения строго увязаны с расположением населённых пунктов. Так как плоскости орбит должны совпадать, то при наличии разбросов параметров орбиты первого корабля совмещение плоскостей орбит можно произвести изменением азимута запуска второго корабля. Участок выведения корабля «Аполлон» проходит над океаном, и это позволяет вносить необходимые коррективы. Кроме того, учитывались условия посадки кораблей в случае задержки старта и некоторые другие соображения.

СССР готовил к совместному полёту два корабля «Союз». Запуск второго корабля состоялся бы в случае:

  • аварийной ситуации, требующей досрочной посадки корабля «Союз» до стыковки его с кораблём «Аполлон»;
  • невывода корабля «Аполлон» на орбиту в течение пяти суток полёта корабля «Союз».

При сближении на орбите активная роль отводилась кораблю «Аполлон».

Схема стыковки космических кораблей «Союз» и «Аполлон»

Советская сторона высказала предложение об изменении состава атмосферы в корабле «Союз» для облегчения операций по переходу в корабль «Аполлон». В кораблях «Союз» использовалась обычная земная атмосфера и по составу, и по давлению, американцы в программе «Аполлон» с целью снижения массовых характеристик предпочли кислородную атмосферу при давлении около 260 мм рт. ст. Предложение советской стороны облегчало, но не снимало проблемы переходов членов экипажей из корабля в корабль при такой существенной разнице в атмосферах кораблей. Для окончательного решения проблемы специалистам НАСА потребовалось разработать и создать стыковочный модуль, который одновременно играл роль шлюзового отсека при выполнении этих операций.

Экипажи корабля «Союз»

В мае 1973 года были определены экипажи корабля «Союз»:

  • первый экипаж – Леонов Алексей Архипович и Кубасов Валерий Николаевич;
  • второй экипаж – Филипченко Анатолий Васильевич и Рукавишников Николай Николаевич;
  • третий экипаж – Джанибеков Владимир Александрович и Андреев Борис Дмитриевич;
  • четвёртый экипаж – Романенко Юрий Викторович и Иванченков Александр Сергеевич.

Встречи российских и американских специалистов

18 октября 1973 года в Москве состоялась встреча учёных и специалистов СССР и США с советскими и американскими журналистами. Во встрече принимали участие руководители полёта Алексей Станиславович Елисеев (СССР) и Пит Франк (США).

В проекте «Союз» – «Аполлон» Баллистический центр (БЦ) ЦНИИ машиностроения, возглавляемый Игорем Константиновичем Бажиновым, впервые становится головным по пилотируемым программам. До этого он исполнял роль дублирующего Центра, а головным был БЦ НИИ-4 Министерства обороны. И.К.Бажинов назначается заместителем руководителя полёта корабля «Союз» по баллистическому обеспечению.

Тренировки экипажей

В ноябре 1973 года в Центре подготовки космонавтов имени Ю.А.Гагарина прошли первые тренировки полных составов всех экипажей, объявленных для совместного полёта кораблей «Союз» и «Аполлон».

Эмблема

В марте 1974 года АН СССР и НАСА США утвердили эмблему совместного полёта кораблей «Союз» и «Аполлон».

Хроника событий проекта

В 1974 году советский ЦУП на практике показал себя полноценным Центром, способным решать все задачи,связанные с управлением полётов космических аппаратов. Первыми аппаратами, управление которыми полностью осуществлялось из ЦУПа ЦНИИмаш, стали беспилотные корабли «Союз», модернизированные для программы ЭПАС. Они проходили лётно-конструкторские испытания под названием искусственных спутников Земли «Космос-638» и «Космос-672». Потом была генеральная репетиция – полёт пилотируемого корабля «Союз-16».

В соответствии с советской программой подготовки к совместному космическому эксперименту с 2 по 8 декабря 1974 года был осуществлён полёт модернизированного корабля «Союз-16» с экипажем – Анатолий Васильевич Филипченко (командир) и Николай Николаевич Рукавишников (бортинженер). В ходе этого полёта проводились испытания системы обеспечения жизнедеятельности (в частности, сброс давления в отсеках корабля до 520 мм рт. ст.), испытания автоматики и отдельных узлов стыковочного агрегата, отработка методики выполнения некоторых совместных научных экспериментов и проведение односторонних экспериментов, формирование монтажной орбиты с высотой 225 километров и др.

Завершающий этап проекта начался 15 июля 1975 года запуском кораблей «Союз-19» и «Аполлон». Экипаж «Союза-19» составляли космонавты Алексей Архипович Леонов (командир) и Валерий Николаевич Кубасов (бортинженер); экипаж «Аполлона» – астронавты Томас Стаффорд (командир), Вэнс Бранд (пилот командного модуля) и Дональд Слейтон (пилот стыковочного модуля). 17 июля корабли состыковались, став прообразом будущей международной космической станции.

Основные экипажи кораблей «Аполлон» и «Союз»: Д.Слейтон, Т.Стаффорд, В.Бранд, А.Леонов, В.Кубасов

Во время этого экспериментального полёта были выполнены все основные задачи программы: сближение и стыковка кораблей, переходы членов экипажей из корабля в корабль, взаимодействие Центров управления полётом, а также выполнены все запланированные совместные научные эксперименты. Экипаж «Союза-19» возвратился на Землю 21 июля, экипаж «Аполлона» – 25 июля.

Проект «Союз–Аполлон» вошёл в историю как важный этап на пути освоения космоса объединёнными усилиями разных стран.


15 июля исполнилось 40 лет миссии "Союз-Аполлон", историческому полету, который часто считают окончанием космической гонки. Впервые два корабля, построенные на противоположных полушариях, встретились и состыковались в космосе. "Союз" и "Аполлон" были уже третьим поколением космических аппаратов. К этому моменту конструкторские коллективы уже "набили шишки" на первых экспериментах, и новые корабли должны были находиться в космосе долго и выполнять новые сложные задачи. Думаю, будет интересно посмотреть, к каким техническим решениям пришли коллективы конструкторов.

Введение

Любопытно, но в изначальных планах и "Союзы" и "Аполлоны" должны были стать аппаратами второго поколения. Но в США достаточно быстро осознали, что между последним полетом "Меркурия" и первым полетом "Аполлона" пройдет несколько лет, и для того, чтобы это время не пропало зря, была запущена программа "Джемини". А СССР ответил на "Джемини" своими "Восходами" .

Также, для обоих аппаратов главной целью была Луна. США не жалели денег на лунную гонку, потому что до 1966 года СССР имел приоритет во всех значимых космических достижениях. Первый спутник, первые лунные станции, первый человек на орбите и первый человек в открытом космосе - все эти достижения были советскими. Американцы изо всех сил стремились "догнать и перегнать" Советский Союз. А в СССР задача пилотируемой лунной программы на фоне космических побед затмевалась другими насущными задачами, например, надо было догонять США по количеству баллистических ракет. Пилотируемые лунные программы - это отдельный большой разговор, а здесь мы поговорим про аппараты в орбитальной конфигурации, такой, в какой они встретились на орбите 17 июля 1975 года. Также, поскольку корабль "Союз" летает много лет и претерпел множество модификаций, говоря о "Союзе", мы будем иметь в виду версии близкие по времени к полету "Союз-Аполлона".

Средства выведения

Ракета-носитель, про которую обычно редко вспоминают, выводит космический корабль на орбиту и определяет многие его параметры, главными из которых будут максимальный вес и максимальный возможный диаметр.

В СССР для вывода нового корабля на околоземную орбиту решили использовать новую модификацию ракеты семейства "Р-7". На РН "Восход" заменили двигатель третьей ступени на более мощный, что увеличило грузоподъемность с 6 до 7 тонн. Корабль не мог иметь диаметр больше 3 метров, потому что в 60-х годах аналоговые системы управления не могли стабилизировать надкалиберные обтекатели.


Слева схема РН "Союз", справа - старт корабля "Союз-19" миссии "Союз-Аполлон"

В США для орбитальных полетов использовалась специально разработанная для "Аполлонов" РН "Saturn-I" В модификации -I она могла вывести на орбиту 18 тонн, а в модификации -IB - 21 тонну. Диаметр "Сатурна" превышал 6 метров, поэтому ограничения на размер космического корабля были минимальными.


Слева Saturn-IB в разрезе, справа - старт корабля "Apollo" миссии "Союз-Аполлон"

По размерам и весу "Союз" легче, тоньше и меньше "Аполлона". "Союз" весил 6,5-6,8 т. и имел максимальный диаметр 2,72 м. "Аполлон" имел максимальную массу 28 т (в лунном варианте, для околоземных миссий топливные баки были не полностью залиты) и максимальный диаметр 3,9 м.

Внешний вид


"Союз" и "Аполлон" реализовывали ставшую уже стандартной схему деления корабля на отсеки. Оба корабля имели приборно-агрегатный отсек (в США он называется сервисным модулем), спускаемый аппарат (командный модуль). Спускаемый аппарат "Союза" получился очень тесным, поэтому на корабль был добавлен бытовой отсек, который также мог использоваться как шлюзовая камера для выхода в открытый космос. В миссии "Союз-Аполлон" американский корабль также имел третий модуль, специальную шлюзовую камеру для перехода между кораблями.

"Союз" по советской традиции запускался целиком под обтекателем. Это позволяло не заботиться об аэродинамике корабля на выведении и располагать на наружной поверхности хрупкие антенны, датчики, солнечные батареи и прочие элементы. Также, бытовой отсек и спускаемый аппарат покрыты слоем космической теплоизоляции. "Аполлоны" продолжали американскую традицию - аппарат на выведении был закрыт лишь частично, носовую часть прикрывала баллистическая крышка, выполненная конструктивно вместе с системой спасения, а с хвостовой части корабль был закрыт переходником-обтекателем.


"Союз-19" в полете, съемка с борта "Аполлона". Темно-зеленое покрытие - теплоизоляция


"Аполлон", съемка с борта "Союза". На маршевом двигателе, похоже, местами вспучилась краска


"Союз" более поздней модификации в разрезе


"Аполлон" в разрезе

Форма спускаемого аппарата и теплозащита



Спуск корабля "Союз" в атмосфере, вид с земли

Спускаемые аппараты "Союза" и "Аполлона" похожи друг на друга больше, чем это было в предыдущих поколениях космических кораблей. В СССР конструкторы отказались от сферического спускаемого аппарата - при возвращении с Луны он потребовал бы очень узкого коридора входа (максимальная и минимальная высота, между которыми нужно попасть для успешной посадки), создал бы перегрузку свыше 12 g, а район посадки измерялся бы десятками, если не сотнями, километров. Конический спускаемый аппарат создавал подъемную силу при торможении в атмосфере и, поворачиваясь, менял ее направление, управляя полетом. При возвращении с земной орбиты перегрузка снижалась с 9 до 3-5 g, а при возвращении с Луны - с 12 до 7-8 g. Управляемый спуск серьезно расширял коридор входа, повышая надежность посадки, и очень серьезно уменьшал размеры района посадки, облегчая поиск и эвакуацию космонавтов.


Расчет несимметричного обтекания конуса при торможении в атмосфере


Спускаемые аппараты "Союза" и "Аполлона"

Диаметр 4 м, выбранный для "Аполлона", позволил сделать конус с углом полураствора 33°. Такой спускаемый аппарат имеет аэродинамическое качество порядка 0,45, а его боковые стенки практически не нагреваются при торможении. Но его недостатком были две точки устойчивого равновесия - "Аполлон" должен был входить в атмосферу ориентированным дном по направлению полета, потому что в случае входа в атмосферу боком, он мог перевернуться в положение "носом вперед" и погубить астронавтов. Диаметр 2,7 м для "Союза" делал такой конус нерациональным - слишком много места пропадало впустую. Поэтому был создан спускаемый аппарат типа "фара" с углом полураствора всего 7°. Он эффективно использует пространство, имеет только одну точку устойчивого равновесия, но его аэродинамическое качество ниже, порядка 0,3, а для боковых стенок требуется теплозащита.

В качестве теплозащитного покрытия использовались уже освоенные материалы. В СССР применяли фенол-формальдегидные смолы на тканевой основе, а в США - эпоксидную смолу на матрице из стеклопластика. Механизм работы был одинаковый - теплозащита обгорала и разрушалась, создавая дополнительный слой между кораблем и атмосферой, а сгоревшие частицы принимали на себя и уносили тепловую энергию.


Материал теплозащиты "Аполлона" до и после полета

Двигательная система

И "Аполлоны" и "Союзы" имели маршевые двигатели для коррекции орбиты и двигатели ориентации для изменения положения корабля в пространстве и выполнения точных маневров по стыковке. На "Союзе" система орбитального маневрирования была установлена впервые для советских космических кораблей. По каким-то причинам конструкторы выбрали не очень удачную компоновку, когда маршевый двигатель работал от одного топлива (НДМГ+АТ), а двигатели причаливания и ориентации - от другого (перекись водорода). В сочетании с тем, что на "Союзе" баки вмещали 500 кг топлива, а на "Аполлоне" 18 тонн, это привело к разнице запаса характеристической скорости на порядок - "Аполлон" мог изменить свою скорость на 2800 м/с, а "Союз" только на 215 м/с. Больший запас характеристической скорости даже недозаправленного "Аполлона" делал его очевидным кандидатом на активную роль при сближении и стыковке.


Корма "Союза-19", хорошо видны сопла двигателей


Двигатели ориентации "Аполлона" крупным планом

Система посадки

Системы посадки развивали наработки и традиции соответствующих стран. США продолжали сажать корабли на воду. После экспериментов с системами посадки "Меркуриев" и "Джемини" был выбран простой и надежный вариант - на корабле стояли два тормозных и три основных парашюта. Основные парашюты были резервированы, и безопасная посадка обеспечивалась при отказе одного из них. Такой отказ произошел при посадке "Аполлона-15", и ничего страшного не случилось. Резервирование парашютов позволило отказаться от индивидуальных парашютов астронавтов "Меркурия" и катапультных кресел "Джемини".


Схема посадки "Аполлона"

В СССР традиционно сажали корабль на сушу. Идеологически система посадки развивает парашютно-реактивную посадку "Восходов". После сброса крышки парашютного контейнера срабатывают последовательно вытяжной, тормозной и основной парашюты (на случай отказа системы установлен запасной). Корабль спускается на одном парашюте, на высоте 5,8 км сбрасывается теплозащитный экран, а на высоте ~1 м срабатывают реактивные двигатели мягкой посадки (ДМП). Система получилась интересная - работа ДМП создает эффектные кадры, но комфортность посадки изменяется в очень широком диапазоне. Если космонавтам везет, то удар о землю практически неощутим. Если нет, то корабль может чувствительно удариться о землю, а если совсем не повезет, то еще и опрокинется на бок.


Схема посадки


Совершенно нормальная работа ДМП


Дно спускаемого аппарата. Три круга сверху - ДМП, еще три - с противоположной стороны

Система аварийного спасения

Любопытно, но, идя разными путями, СССР и США пришли к одинаковой системе спасения. В случае аварии специальный твердотопливный двигатель, стоявший на самом верху ракеты-носителя, отрывал спускаемый аппарат с космонавтами и уносил его в сторону. Посадка производилась штатными средствами спускаемого аппарата. Такая система спасения оказалась самой хорошей из всех использованных вариантов - она простая, надежная и обеспечивает спасение космонавтов на всех этапах выведения. В реальной аварии она применялась один раз и спасла жизни Владимира Титова и Геннадия Стрекалова, унеся спускаемый аппарат от горящей в стартовом сооружении ракеты.


Слева направо САС "Аполлона", САС "Союза", различные версии САС "Союза"

Система терморегуляции

В обоих кораблях использовалась система терморегуляции с теплоносителем и радиаторами. Покрашенные в белый цвет для лучшего излучения тепла радиаторы стояли на сервисных модулях и даже выглядели одинаково:

Средства обеспечения ВКД

И "Аполлоны" и "Союзы" проектировали с учетом возможной необходимости внекорабельной деятельности (выхода в открытый космос). Конструкторские решения также были традиционными для стран - США разгерметизировали весь командный модуль и выходили наружу через стандартный люк, а СССР использовал бытовой отсек в качестве шлюзовой камеры.


ВКД "Аполлона-9"

Система стыковки

И "Союз" и "Аполлон" использовали стыковочное устройство типа "штырь-конус". Поскольку при стыковке активно маневрировал корабль, и на "Союзе" и на "Аполлоне" были установлены штыри. А для программы "Союз-Аполлон", чтобы никому не было обидно, разработали универсальный андрогинный стыковочный агрегат. Андрогинность означала, что могли состыковаться любые два корабля с такими узлами (а не только парные, один со штырем, другой с конусом).


Стыковочный механизм "Аполлона". Он, кстати, использовался и в программе "Союз-Аполлон", с его помощью командный модуль стыковался со шлюзовой камерой


Схема стыковочного механизма "Союза", первая версия


"Союз-19", вид спереди. Хорошо виден стыковочный узел

Кабина и оборудование

По составу оборудования "Аполлон" заметно превосходил "Союз". Прежде всего, в состав оборудования "Аполлона" конструкторы сумели добавить полноценную гиростабилизированную платформу, которая с высокой точностью хранила данные о положении и скорости корабля. Далее, командный модуль имел мощный и гибкий для своего времени компьютер, который при необходимости можно было бы перепрограммировать прямо в полете (и такие случаи известны). Интересной особенностью "Аполлона" было также отдельное рабочее место для астронавигации. Оно использовалось только в космосе и было расположено под ногами астронавтов.


Панель управления, вид с левого кресла


Панель управления. Слева расположены органы управления полетом, по центру - двигателями ориентации, сверху аварийные индикаторы, снизу связь. В правой части индикаторы топлива, водорода и кислорода и управление электропитанием

Несмотря на то, что оборудование "Союза" было проще, оно было самым продвинутым для советских кораблей. На корабле впервые появился бортовой цифровой компьютер, а в состав систем корабля входило оборудование для автоматической стыковки. Впервые в космосе использовались многофункциональные индикаторы на электронно-лучевой трубке.


Панель управления кораблей "Союз"

Система электропитания

"Аполлоны" использовали очень удобную для полетов длительностью 2-3 недели систему - топливные элементы. Водород и кислород, соединяясь, вырабатывали энергию, а полученная вода использовалась экипажем. На "Союзах" в разных версиях стояли разные источники энергии. Были варианты с топливными элементами, а для полета "Союз-Аполлон" на корабле установили солнечные батареи.

Заключение

И "Союзы" и "Аполлоны" оказались по-своему очень удачными кораблями. "Аполлоны" успешно слетали к Луне и станции "Скайлэб". А "Союзы" получили крайне долгую и успешную жизнь, став основным кораблем для полетов к орбитальным станциям, с 2011 года они возят на МКС и американских астронавтов, и будут возить их, как минимум, до 2018 года.

Но за этот успех была заплачена очень дорогая цена. И "Союз" и "Аполлон" стали первыми кораблями, в которых погибли люди. Что еще печальнее, если бы конструкторы, инженеры и рабочие меньше спешили и после первых успехов не перестали бы бояться космоса, то Комаров, Добровольский, Волков, Пацаев, Гриссом, Уайт и Чеффи

Экспериментальный полёт « Аполлон» - « Союз» (сокр. ЭПАС; более распространённое название - программа « Союз» - « Аполлон»; англ. Apollo-Soyuz Test Project (ASTP )), также известен, как Рукопожатие в космосе - программа совместного экспериментального полёта советского космического корабля « Союз-19» и американского космического корабля « Аполлон».
Контакты между советскими и американскими учеными начались со времени запусков первых советских искусственных спутников Земли. Первое соглашение о сотрудничестве в области мирного изучения космоса между Академией наук СССР и НАСА было подписано в июне 1962 года. Тогда начался широкий обмен мнениями и взаимное ознакомление с результатами космических экспериментов.
Инициаторами обсуждения вопросов о возможности сотрудничества СССР и США в области пилотируемых полетов были президент Академии наук (АН) СССР академик М. В. Келдыш и директор национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) доктор Пейн.
В октябре 1970 года в Москве состоялась первая встреча специалистов СССР и США. Делегации возглавляли: американскую – директор центра пилотируемых полетов имени Джонсона доктор Р. Гилрут, советскую – председатель Совета по международному сотрудничеству в исследовании и использовании космического пространства « Интеркосмос» при АН СССР академик Б. Н. Петров. Были образованы рабочие группы для согласования технических требований по обеспечению совместимости советских и американских кораблей.
В 1971 году сначала в июне в Хьюстоне, затем в ноябре в Москве состоялись встречи специалистов АН СССР и НАСА США (руководители Б. Н. Петров и Р. Гилрут). Рассмотрены технические требования к системам космических кораблей, согласованы принципиальные технические решения и основные положения по обеспечению совместимости систем, а также возможность осуществления в середине 70-хгодов пилотируемых полетов на существующих космических кораблях с целью испытания создаваемых средств сближения и стыковки.

В 1972 году американская делегация во главе с исполняющим в то время обязанности директора НАСА доктором Дж. Лоу и советская делегация, возглавляемая исполняющим обязанности президента АН СССР академиком В. А. Котельниковым, проанализировали работу, проделанную за прошедший период. В итоговом документе был сделан вывод о технической осуществимости и желаемости экспериментального полета с использованием существующих космических кораблей: советского — типа « Союз» и американского — типа « Аполлон».
1972 год, май. Подписано правительственное Соглашение между Советским Союзом и Соединенными Штатами Америки о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях, предусматривавшее проведение работ по проекту « Союз – Аполлон». Директорами проекта были назначены: с советской стороны – член-корреспондент АН СССР К. Д. Бушуев, с американской – доктор Г. Ланни.

Основными целями программы были:

Испытание элементов совместимой системы сближения на орбите;
испытание активно-пассивных стыковочных агрегатов;
проверка техники и оборудования для обеспечения перехода космонавтов из корабля в корабль;
накопление опыта в проведении совместных полётов космических кораблей СССР и США.

Кроме этого программа предполагала изучение возможности управления ориентацией состыкованных кораблей, проверку межкорабельной связи и координации действий советского и американского центров управления полётами.
24 мая 1975 года в Москве состоялось заключительное заседание специалистов АН СССР и НАСА. Итоговый документ о готовности к полету подписали: с советской стороны – академик В. А. Котельников, с американской – доктор Дж. Лоу. Утверждена дата старта кораблей « Союз – 19» и « Аполлон» – 15 июля 1975 года.
15 июля 1975 года в 15 часов 20 минут с космодрома « Байконур» запущен « Союз-19».
В 22 часа 50 минут с космодрома на мысе Канаверал запущен « Аполлон» (с помощью ракеты-носителя « Сатурн-1Б»);
17 июля в 19 часов 12 минут была совершена стыковка « Союза» и « Аполлона»;
19 июля была проведена расстыковка кораблей, после чего, через два витка « Союза», совершена повторная стыковка кораблей, ещё через два витка корабли окончательно расстыковались.

Время полёта:

“Союз-19» - 5 суток 22 часа 31 минута;
“Аполлон» - 9 суток 1 час 28 минут;
Общее время полёта в состыкованном состоянии - 46 часов 36 минут.

Американский:

o Томас Стаффорд - командир, 4-й полёт;
o Вэнс Бранд - пилот командного модуля, 1-й полёт;
o Дональд Слейтон - пилот стыковочного модуля, 1-й полет;

Советский:

o Алексей Леонов - командир, 2-й полёт;
o Валерий Кубасов - бортинженер, 2-й полёт.

При совместном полёте были проведены несколько научных и технических экспериментов:

Искусственное солнечное затмение - изучение с « Союза» солнечной короны при затмении Солнца « Аполлоном»;
Ультрафиолетовое поглощение - измерение концентрации атомарного азота и кислорода в космосе;
Зонообразующие грибки - изучение влияния невесомости, перегрузок и космического излучения на основные биологические ритмы;
Микробный обмен - исследование обмена микроорганизмами в условиях космического полёта между членами экипажей;
Универсальная печь - изучение влияния невесомости на некоторые кристаллохимические и металлургические процессы в полупроводниковых и металлических материалах. Одним из участников исследования влияния невесомости на процессы твердо-жидкофазного взаимодействия металлов был К. П. Гуров.

В « Аполлоне» люди дышали чистым кислородом под пониженным давлением (?0,35 атмосферного), а на « Союзе» поддерживалась атмосфера, сходная с земной по составу и давлению. Непосредственный переход из корабля в корабль по этой причине невозможен. Для решения этой проблемы был специально разработан и запущен вместе с « Аполлоном» переходный отсек-шлюз. Для создания переходного отсека использованы наработки по лунному модулю, в частности, использовался тот же стыковочный узел для соединения с кораблём. Роль Слейтона именовалась « пилот переходного отсека». Также давление атмосферы в « Аполлоне» немного подняли, а в « Союзе» снизили до 530 мм рт. ст., повысив содержание кислорода до 40%. В результате длительность процесса десатурации при шлюзовании сократилась с 8 часов до 30 минут.

Использованные источники:

1. Союз - Аполлон – Википедия [Электронный ресурс]. – 2012. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org .
2. РКК « ЭНЕРГИЯ» — ПРОГРАММА ЭПАС [Электронный ресурс]. – 2012. – Режим доступа: http://www.energia.ru .
3. Рукопожатие на орбите. К 35-летию международного космического полета по программе ЭПАС [Электронный ресурс]. – 2012. – Режим доступа:

В июле 1975, 40 лет назад, на высоте 200 километров над Землей встретились два космических корабля: "Союз" и "Аполлон". Подготовка эксперимента длилась 3 года. Для кораблей "Союз" и "Аполлон" был разработан универсальный стыковочный механизм и специальный переходный отсек. Экипажи в прямом смысле слова научились дышать одним воздухом: до этого полета единой системы жизнеобеспечения не было. Встреча на орбите стала началом на космическом комплексе "Мир", а позднее и на Международной космической станции.

1975 год, 15 июля. В нейтральном космосе состыковались два корабля "Союз" и "Аполлон". На высоте 200 километров над Землей встретились две политические системы, два разных мира.

Вот он — первый космический поезд в масштабе один к одному — связка двух совершенно разных кораблей. Именно так они выглядели в связке на орбите. Программе ЭПАС — экспериментальный полет Аполлон-Союз, суждено было стать прообразом Международной космической станции и символом сотрудничества в космосе.

Инженер по системам стыковки Виктор Павлов, руководитель управления полетами Виктор Благов и космонавт Александр Иванченков. Тогда сотни людей стали работать над важнейшим проектом, чтобы состоялась историческая встреча!

"Вместо того, чтобы заниматься холодной войной, мы занялись сотрудничеством в космосе. Я отмечу, что смелости такой набралась единственная отрасль - космическая", — вспоминает руководитель полетами Виктор Благов.

В 1972 году США и СССР договорились о создании совместных систем для спасения экипажей в космосе. На двух континентах начались разработки стыковочных узлов и адаптация систем радиосвязи.

"Конечно, была колоссальная наземная подготовка, колоссальная работа по сопряжению интерфейсов, и это все сработало", — говорит Виктор Павлов, руководитель испытаний, заместитель начальника НТЦ РКК "Энергия".

Чтобы стыковка была успешной, космические корабли серьезно дорабатывали. Дело в том, что внутренняя атмосфера кораблей различалась: так американская техника и люди работали в чисто-кислородной среде, советские аппараты — на воздушно-газовых смесях, то есть в обычном воздухе.

"Сейчас американцы летают с воздухом, так же, как и мы", — рассказывает Виктор Благов.

Стыковочные узлы не подходили друг другу. Систему стыковки разработали заново. Сделали АПАС - андрогинно-периферийный агрегат стыковки.

"Системы несовместимые, системы штырь-конус. Кому быть штырем, а кому конусом - была проблема. И тут было трудно договориться. Все хотят быть активными, все хотят быть сильными, все хотят быть штырями", — объясняет Виктор Павлов, руководитель испытаний, заместитель начальника НТЦ РКК "Энергия".

15 июля 1975 года с Байконура стартовал корабль "Союз-19" с Алексеем Леоновым и Валерием Кубасовым.

Несколько часов спустя с космодрома во Флориде взлетел "Аполлон-18" с Томасом Стаффордом, Вэнсом Брандом и Дональдом Слейтоном.

На советском корабле отказала камера цветного изображения. Это было ЧП. Впервые Москва транслировала запуск на весь мир и полет в прямом эфире. Решили провести ремонт аппаратуры уже в космосе. Не заладилось и у американцев. При перестыковке шлюзового отсека стало ясно, историческая встреча — на грани срыва. Открытию люков мешает кабель.

"Это означало, что мы состыковаться состыкуемся, а переход не получится, в шлюз мы войдем, а в "Аполлон" мы не войдем", — говорит Виктор Благов, руководитель полетами РКК "Энергия".

Стыковались на орбите дважды. Первый раз — 17 июля. Активным был узел американского корабля. Эта первая стыковка и вошла в историю.

"Открываю люк и вижу перед собой улыбающееся лицо Тома Стаффорда. Я взял его за руку, и я его втащил к себе в корабль", — вспоминает лётчик-космонавт, дважды Герой Советского Союза Алексей Леонов.

После этого полета экипажи стали лучшими друзьями. А в 2004 году Томас Стаффорт усыновил двух российских мальчиков из детского дома. Каждый раз, встречаясь, все участники того исторического события отмечают: без стыковки "Союз-Аполлон" не было бы ни программы "Мир-Шаттл", ни МКС, ни особо доверительного отношения между российскими космонавтами и американскими астронавтами.

Между советскими и американскими учеными в области освоения космоса начались сразу после запусков первых искусственных спутников Земли. В то время они сводились, главным образом, к обмену полученными научными результатами на различных международных конференциях и симпозиумах. Сдвиг в сторону развития и углубления советско-американского сотрудничества в освоении космоса наметился в 1970-1971 годах, когда состоялся ряд встреч ученых и технических специалистов обеих стран. 26-27 октября 1970 года в Москве прошла первая встреча советских и американских специалистов по проблемам совместимости средств сближения и стыковки пилотируемых космических кораблей и станций. На встрече были образованы рабочие группы для выработки и согласования технических требований по обеспечению совместимости этих средств.

Рукопожатие в космосе: программа "Союз-Аполлон" в архивных кадрах Запуск советского космического корабля "Союз-19" и американского "Аполлон" состоялся 40 лет назад, 15 июля 1975 года. Смотрите на архивных кадрах, как проходил первый совместный космический полет.

6 апреля 1972 года итоговым документом встречи представителей Академии наук СССР и Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) было положено практическое начало экспериментальному проекту "Аполлон-Союз" (ЭПАС).

В Москве председатель Совета Министров СССР Алексей Косыгин и президент США Ричард Никсон подписали "Соглашение между Союзом Советских Социалистических Республик и Соединенными Штатами Америки о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях", которое предусматривало проведение в течение 1975 года стыковки советского космического корабля типа "Союз" и американского космического корабля типа "Аполлон" в открытом космосе с взаимным переходом космонавтов.

Основными задачами программы было создание перспективного универсального спасательного средства, отработка технических систем и методов совместного управления полетом, осуществление совместных научных исследований и экспериментов.

Специально для совместного полета универсальный стыковочный узел — лепестковый или, как его еще называют, "андрогинный". Лепестковое соединение было одинаковым для обоих стыкующихся кораблей, что позволяло не думать о совместимости в аварийной ситуации.

Крупную проблему при стыковке кораблей представлял вопрос об общей атмосфере. "Аполлон" проектировался под атмосферу чистого кислорода при низком давлении (280 миллиметров ртутного столба), советские же корабли летали с бортовой атмосферой, по составу и давлению близкой к земной. Для решения этой задачи к "Аполлону" приделали дополнительный отсек, в котором после стыковки параметры атмосферы сближались с атмосферой в советском космическом корабле. В "Союзе" из-за этого снизили давление до 520 миллиметров ртутного столба. При этом командный модуль "Аполлона" с одним оставшимся там астронавтом должен был герметизироваться.

В марте 1973 года НАСА объявило состав экипажей корабля "Аполлон". В основной экипаж вошли Томас Стаффорд (Thomas Stafford), Вэнс Бранд (Vance Brand) и Дональд Слейтон (Donald Slayton), в дублирующий — Алан Бин (Alan Bean), Рональд Эванс (Ronald Evans) и Джек Лаусма (Jack Lousma). Спустя два месяца были определены экипажи корабля "Союз". Первый экипаж — Алексей Леонов и Валерий Кубасов, второй — Анатолий Филипченко и Николай Рукавишников, третий — Владимир Джанибеков и Борис Андреев, четвертый — Юрий Романенко и Александр Иванченков. Тогда же было принято решение, что каждый корабль будет управляться своим ЦУП (Центр управления полетами).

2-8 декабря 1974 года в соответствии с советской программой подготовки к совместному космическому эксперименту был осуществлен полет модернизированного корабля "Союз-16" с экипажем — Анатолий Филипченко (командир) и Николай Рукавишников (бортинженер). В ходе этого полета проводились испытания системы обеспечения жизнедеятельности, испытания автоматической системы и отдельных узлов стыковочного агрегата, отработка методики выполнения совместных научных экспериментов и др.

15 июля 1975 года запуском кораблей "Союз-19" и "Аполлон" начался завершающий этап проекта. В 15 часов 20 минут по московскому времени с космодрома Байконур был произведен запуск корабля "Союз-19" с космонавтами Алексеем Леоновым и Валерием Кубасовым на борту. А спустя семь с половиной часов с мыса Канаверал (США) был запущен корабль "Аполлон" с астронавтами Томасом Стаффордом, Вэнсом Брандом и Дональдом Слейтоном.

16 июля экипажи обоих космических кораблей занимались ремонтными работами: на "Союзе-19" была обнаружена неисправность в телевизионной системе, а на "Аполлоне" при сборке стыковочного механизма на земле была допущена ошибка. Космонавты и астронавты сумели устранить неисправности.

В это время происходили маневры и сближение двух космических кораблей. За два витка до стыковки экипаж "Союза-19" установил с помощью ручного управления орбитальную ориентацию корабля. Поддержание ее выполнялось автоматически. На участке сближения кораблей в период подготовки к каждому маневру управление обеспечивала реактивная система и цифровой автопилот "Аполлона".

17 июля в 18.14 по московскому времени (мск) началась конечная фаза сближения кораблей. "Аполлон", раньше сзади догонявший "Союз-19", вышел на 1,5 километра впереди него. Стыковка (касание) кораблей "Союз-19" и "Аполлон" была зафиксирована в 19.09 мск, обжатие стыка — в 19.12 мск. Корабли состыковались, став прообразом будущей международной космической станции.

После грубой проверки герметичности в корабле "Союз-19" был открыт люк между спускаемым аппаратом и бытовым отсеком и начата точная проверка герметичности. Затем тоннель между стыковочным модулем "Аполлона" и бытовым отсеком "Союза" был наддут до 250 миллиметров ртутного столба. Космонавты открыли люк бытового отсека "Союза". Через несколько минут был открыт люк стыковочного модуля "Аполлона".

Символическое рукопожатие командиров кораблей произошло в 22.19 мск.

Встреча Алексея Леонова, Валерия Кубасова, Томаса Стафффорда и Дональда Слейтона в корабле "Союз-19" наблюдалась на Земле по телевидению. Во время первого перехода были проведены запланированные телерепортажи, кинофотосъемки, обмен флагами СССР и США, передача флага ООН, обмен сувенирами, подписание свидетельства Международной авиационной федерации (ФАИ) о первой стыковке двух космических кораблей разных стран на орбите, совместный обед.

На следующий день был проведен второй переход — астронавт Бранд перешел в "Союз-19", а командир "Союза-19" Леонов — в стыковочный отсек "Аполлона". Члены экипажей были подробно ознакомлены с оборудованием и системами другого корабля, были проведены совместные телерепортажи и кинофотосъемки, физические упражнения и др. Позже были совершены еще два перехода.

На борту кораблей "Союз" и "Аполлон" состоялась первая в мире международная пресс-конференция в космосе, во время которой космонавты и астронавты ответили по радио на вопросы корреспондентов, передаваемые с Земли из советского и американского пресс-центров.

Полет космических кораблей в состыкованном состоянии длился 43 часа 54 минуты 11 секунд.

Корабли расстыковались в 19 июля в 15.03 мск. Затем "Аполлон" отошел на 200 метров от "Союза-19". После проведения эксперимента

"Искусственное солнечное затмение" космические корабли опять сблизились. Произошла вторая (тестовая) стыковка, при которой активным был стыковочный агрегат "Союза-19". Стыковочное устройство сработало без замечаний. После проведения всех проверок в 18.26 мск началось расхождение космических кораблей. Второй раз в состыкованном состоянии корабли находились два часа 52 минуты 33 секунды.

По завершении совместной и собственных программ полета экипаж "Союза-19" успешно совершил посадку 21 июля 1975 года вблизи города Аркалык в Казахстане, а 25 июля приводнился в Тихом океане командный модуль корабля "Аполлон". При посадке американский экипаж спутал последовательность процедур включения, в результате чего в кабину начало засасывать выхлоп ядовитого топлива. Стаффорд успел достать кислородные маски и надеть себе и потерявшим сознание товарищам, помогла и оперативность спасательных служб.

Полет подтвердил правильность технических решений по обеспечению совместимости средств сближения и стыковки будущих пилотируемых космических кораблей и станций.

Сегодня стыковочными системами, разработанными для космических кораблей "Союз-19" и Аполлон", пользуются практически все участники космических полетов.

Успех программы во многом был обусловлен большим опытом экипажей американского и советского кораблей.

Опыт успешного осуществления программы "Союз-Аполлон" послужил хорошей основой для проведения в последующем международных космических полетов по программе "Мир"-Shuttle, а также для создания с участием многих государств мира и совместной эксплуатации Международной космической станции (МКС).