Книга: «Дикие карты» будущего. Форс-мажор для человечества

Космическая программа: «Челленджер» и «Колумбия»

Космическая программа: «Челленджер» и «Колумбия»

Space shuttle «Колумбия» был головным кораблем серии[17]. Его первый полет, состоявшийся 12 апреля 1981 г., в двадцатую годовщину подвига Юрия Гагарина, подчеркнул победу США в «космической гонке», да и в «холодной войне», и ознаменовал новый этап в освоении людьми околоземного пространства. В последующие двадцать с лишним лет шаттлы совершили более ста полетов, доставив на орбиту ИСЗ свыше шестисот астронавтов.

Эти успехи не разрешили сомнений относительно продуманности конструкции американского корабля многоразового использования и адекватности его предполетной подготовки. В 1986 г. был потерян первый шаттл – «Челленджер». В 2003 году та же судьба постигла «Колумбию». Из пяти находящихся в эксплуатации челноков разбилось два. Это сорок процентов.

Представляет интерес сравнение катастроф челноков с другими космическими трагедиями.

Гибель экипажа «Аполлона-1» (27.01.1967, Гриссом, Уайт, Чаффи) была вызвана пожаром в кислородной атмосфере кабины. Можно посетовать на недомыслие американских конструкторов, явно переусердствовавших с чтением фантастики 1920-х годов и выбравших неудачное техническое решение, но опасность среды с повышенным содержанием кислорода стала очевидной только после трагедии на мысе Канаверал.

Гибель «Аполлона-1» не привела ни к остановке «Лунной программы», ни к ее замедлению, ни даже к сколько-нибудь серьезным техническим изменениям в конструкции корабля. Уже в октябре 1968 года был совершен пилотируемый полет «Аполлона-7», в декабре – «Аполлон-8» облетел Луну, а в июле 1969 года состоялась миссия Нейла Армстронга.

23.04.1967 погиб В. Комаров. Не раскрылся основной парашют спускаемого аппарата. Причиной оказалось проникновение в отсек парашютных контейнеров летучих фракций теплозащитного покрытия. Классическая «катастрофа незнания» – ряд действий, призванных повысить безопасность, привел к непредвиденным последствиям[18]. Эта катастрофа также не привела к серьезному торможению исследований в космосе. «Союз-3» стартовал 26 октября 1968 года, через 18 месяцев. 14 января 1969 был запущен «Союз»-4, на следующий день – «Союз-5».

30.06.1971. Гибель экипажа «Союза-11» (Г. Добровольский, В. Волков, В. Пацаев). Возможно, самая загадочная из космических катастроф. Причина гибели людей была установлена сразу – разгерметизация. Была понятна и причина разгерметизации – нештатное открытие «дыхательного клапана»[19]. Но вот почему открылся клапан, неизвестно до сих пор. Сигнал на его открытие пришел, как и положено, на высоте 3 км. Сам клапан был в полном порядке – его подвергли полному циклу испытаний в барокамере, и он нормально работал. Ни до, ни после катастрофы «Союза-11» каких-либо проблем с «дыхательным клапаном» не возникало.

Надо отдать должное руководству советской космической программы: хотя катастрофа явно была вызвана каким-то невероятным стечением обстоятельств, космический корабль «Союз» подвергся коренной модификации. Из трехместного он превратился в двухместный, причем космонавты на режимах взлета и спуска обязаны были находиться в скафандрах. Здесь мы уже сталкиваемся с эффектом торможения: происходит не вызванная необходимостью переделка серийного корабля. Зачем-то уменьшается его полезная нагрузки в полтора раза, и следующий полет происходит лишь в сентябре 1973 года. Разрыв составил 27 месяцев, а полет носит испытательный характер. Практически, программа исследований возобновилась только в июле 1974 года, через три года после катастрофы.

Все перечисленные трагедии произошли на раннем этапе развития космических исследований и могут рассматриваться как неизбежная «цена» познания. Проектировщики кораблей и наземные службы не предвидели этих катастроф и не могли их предвидеть.

Катастрофы шаттлов относятся к иному периоду.

28.01.1986 «Челленджер» взрывается на 73-й секунде полета. Причина – нарушение герметичности в межсекционном уплотнении правого твердотопливного ускорителя. О такой возможности – особенно в холодную погоду – руководство НАСА было предупреждено. В частности, за год до катастрофы поступила докладная от инженеров фирмы «Тиокол», разработавших метод герметизации секций. Чтобы разобраться, была создана рабочая группа, которая в октябре 1985 г. подала докладную со словами: «Это – сигнал тревоги!». Ничего, однако, сделано не было, и прогнозируемая катастрофа произошла. Ее вероятность специалисты оценивали в 1/35 для каждого твердотопливного укорителя. Погибли Ф. Скоби, М. Смит, Г. Джарвис, Р. Макнэйр, Э. Онизука, Д. Резник, К. Маколифф.

Следующий полет шаттла состоялся 29 сентября 1988 года. Разрыв составил 33 месяца, причем серьезных изменений в конструкцию «челнока» внесено не было, если не считать системы, обеспечивающей возможность аварийного покидания корабля, странной по форме и бессмысленной по содержанию.

01.02.2002 г. Крушение «Колумбии» и гибель семерых астронавтов – Р. Хасбэнда, У. Маккула, М. Андерсона, К. Чавла, Д. Брауна, Л. Кларк, И. Рамона. О практической неизбежности этой катастрофы НАСА также была предупреждена.

Космический корабль был стар. Он находился в эксплуатации более 20 лет и совершал уже 28-й полет. Считается, что шаттлы были рассчитаны на 100 полетов, но никаких доказательств этому нет. Да и быть не может: те же источники говорят о девятилетием гарантийном сроке, что соответствует ежемесячным стартам. Последнее невозможно физически – по условиям подготовки стартового комплекса.

Ремонт и реконструкция привела, вероятно, к некоторой модернизации компьютерных систем шаттла, скорее всего, перебрали двигатели и трубопроводы. Но несущие детали корпуса нельзя ремонтировать. Их можно только менять целиком. А это означает собрать новый «челнок», используя некоторые детали старого.

На посадке корпус корабля подвергся значительным, а в данном случае еще и несимметричным аэродинамическим нагрузкам, которые нарастали по мере вхождения в плотные слои атмосферы.

В 8:53 1 февраля 2003 года на высоте 61 километр началась деформация конструкции левого крыла шаттла, что было обозначено обрывом первого датчика. В процессе снижения и торможения нагрузки на крыло усиливались, а его аэродинамическое сопротивление в связи с повреждением обшивки медленно увеличивалось. Появился крен, который компьютер попытался выправить. Эта коррекция увеличила нагрузку и ускорила деформацию несущих конструкций. В 8:58 рвется еще несколько электрических кабелей. В связи с изменением формы крыла плитки теплозащиты расходятся, между ними возникают зазоры, что и приводит к прогрессирующему нагреву крыла и корпуса.

В 8:59 ситуация становится катастрофической, повреждена гидросистема шасси. Именно так следует толковать сообщения СМИ о потере давления. В 9:00 наступает разрушение корпуса.

Трудно сказать, что было первопричиной катастрофы – разрушение теплоизоляционного покрытия или «усталость металла» корпуса.

Следующий полет шаттла состоялся спустя 30 месяцев, и было вполне понятно, что речь идет уже о мягком завершении программы. В 2011 году полеты шаттлов, по-видимому, прекратятся окончательно, причем другими системами вывода людей на орбиту США сегодня не располагают. И в ближайшие годы, вероятно, не будут располагать.

Таким образом, катастрофа «Колумбии» поставила американскую космонавтику перед кризисом, связанным с явным устареванием и очевидной неадекватностью используемой технологической платформы. Вместо того чтобы разработать новую платформу, администрация НАСА продолжала до последней возможности эксплуатировать челноки, хотя каждый полет их, по существу, был игрой в «русскую рулетку». Сейчас возможности системы, очевидно, исчерпаны. Никакой внятной технологической реакции со стороны руководства американской космической программы не видно.

Эффект технологического торможения привел к тому, что в 1970-е годы была потеряна лунная космическая система «Аполлон» и ее советский аналог система «Н1». К настоящему времени прекратили или прекращают существование системы «Шаттл» и «Буран». В результате к 2010 году в рабочем состоянии находится единственный пилотируемый космический корабль – «Союз», разработки середины 1960-х годов.

Фантаст: Точка невозврата случилось тогда, когда этих инженеров-экспертов в 1985-м не выслушали, не дали денег на новый принцип, на НИРы, ОКРы и новый корабль, впервые американе не вложились в инновацию.

Гость: Наши новосибирские друзья говорят о деньгах на мечту, их тогда впервые не дали, уже разваливался Союз, и победа в холодной войне была близка, один Чернобыль, и все…

Умник: Да, в общем, они упали в свою же яму, если ясно, что не с кем конкурировать – зачем обновлять что-то, и так сойдет. Не сошло.

Писатель: Я с детства умирал с каждым разбившимся шаттлом, не потому что американским, а потому что – Космос, а потом пришел поэт и сказал что «небо уже самолетов не держит, и небо уже не становится ближе». И тогда я ушел из физики в мифологию. И остались мне «окольные тропы».