Стыковка произойдет 17 июля в 19.15 MB на 36 витке «Союза» за 10 минут до входа в орбитальную тень. С этого момента начинается почти двухсуточный полет связки кораблей.

Схема полета.

Первая расстыковка кораблей в 95.42 ПВ совмещена с началом эксперимента «Искусственное солнечное затмение». До выхода из орбитальной тени на 65 витке «Союза» связка кораблей ориентируется таким образом, чтобы «Аполлон» находился на линии «Союз» – Солнце.

Через 1 минуту 15 секунд после орбитального восхода корабли разделяются и «Аполлон» отходит от «Союза», затеняя Солнце, играя роль искусственной Луны. Экипаж «Союза» проводит фотографирование различных участков солнечной короны и после расхождения на расстояние 200 метров «Аполлон» возвращается к «Союзу» для проведения повторной стыковки кораблей.

Через 15 минут после окончательной расстыковки на 68 витке «Союза» (19 июля в 18.27 MB) начинается и в течение трех витков продолжается эксперимент «Ультрафиолетовое поглощение», при котором «Аполлон», отходя на различные расстояния от «Союза», проводит зондирование атмосферы. После завершения эксперимента наступает участок автономного полета кораблей по своим программам.

«Союз» будет оставаться на орбите еще около 40 часов и приземлится в Казахстане 21 июля в 13.52 MB. «Аполлон» совершит приводнение в Тихий океан близ Гавайских островов через трое суток после приземления «Союза».

А У ВАС?

«Союз» еще не стартовал, а связь между Центрами управления уже установлена и идет обмен информацией о ходе подготовки ракет-носителей и кораблей к запуску. За 22 часа до старта «Союза» подтверждаем нашим коллегам, что формируем номинальную монтажную орбиту, и сообщаем ее параметры.

Полную характеристику орбиты дает вектор состояния, то есть набор данных о положении и скорости корабля в некоторый момент времени и о параметре, позволяющем учитывать в расчетах атмосферное сопротивление. Первый вектор состояния, переданный из Москвы в Хьюстон, позволяет нашим коллегам осуществить предварительные расчеты по прицеливанию носителя «Сатурн». За 3 часа 10 минут и за 30 минут до старта «Аполлона» в Хьюстон передаются второй и третий векторы состояния, которые подтверждают, а при необходимости и уточняют параметры монтажной орбиты. На основе этих данных производится окончательное прицеливание «Сатурна».

Передача векторов состояния «Союза» из Москвы в Хьюстон и «Аполлона» из Хьюстона в Москву происходит в течение всего полета. В Центрах управления эти векторы необходимы для расчета времени старта, первых маневров «Аполлона» и зон связи кораблей со всеми станциями слежения, привлеченными к этой работе в обеих странах.

При планировании времени передачи векторов состояния мы учитывали, с одной стороны, загруженность Центров управления текущей работой по управлению полетом, а с другой – желание баллистиков иметь самое свежее представление о параметрах орбиты кораблей. Кроме этого приходилось учитывать различие моделей атмосфер в компьютерах Центров и необходимость в связи с этим уменьшения интервала прогнозирования – интервала времени от момента, которому соответствует вектор состояния, до момента, в который мы должны иметь параметры орбиты для последующих расчетов.

В результате совместных обсуждений мы выбрали временной график обмена векторами состояния между Центрами не только для нормального хода полета, но и для различных вариантов отклонения от него, в том числе для всех пяти стартовых возможностей «Аполлона».

Обмен телеграммами между Центрами производится в так называемой транслитерированной форме, когда русские слова составляются из латинских букв. И баллистики шлют из Москвы в Хьюстон телеграмму:

– SOOBSHAEM VEKTOR SOSTOIANIIA SOIUZA POSLE VTOROGO MANEVRA.

РАСЧЕТНЫЙ ХОД
ПОЛЕТА –
ЧАСТНЫЙ СЛУЧАЙ
НЕШТАТНОЙ СИТУАЦИИ

Проводя точные баллистические расчеты по схеме полета, мы понимали, что в реальном полете орбиты кораблей, действия экипажей и персонала Центров управления не будут точно соответствовать расчетным. Действительно, ракета-носитель и корабль – это сгусток систем, приборов и датчиков, пусть надежных и высокоточных, но не абсолютно надежных и не абсолютно точных. Все системы многократно проверяются, в ряде случаев системы и отдельные приборы дублируются или троируются, но и это не гарантирует стопроцентной надежности.

Наше знание параметров атмосферы и гравитационного поля Земли лишь модель «истины»; наше знание орбиты корабля содержит, кроме ошибок модели, ошибки измерений станций слежения. Математика, запрограммированная в компьютерах, позволяет свести эти ошибки к минимуму, но не к нулю. Экипаж и персонал управления – высококвалифицированные специалисты в своей области, прошедшие многочисленные тренировки, но они тоже люди.

Таким образом, возможностей отклонения хода полета от расчетного более чем достаточно. Эти отклонения могут быть в заданных пределах – мы их называем номинальными отклонениями, или разбросами. Они, в свою очередь, приводят к номинальным отклонениям в траектории носителя на участке выведения, в орбите корабля после исполнения маневров, в координатах точки посадки и к ошибкам в знании параметров орбиты. Если полет проходит в границах номинальных отклонений, то мы говорим, что и сам полет проходит номинально.

Но отклонение от полета может быть и существенным. В результате, например, отказа одной из систем носителя или корабля, грубой ошибки при работе системы, экипажа или персонала управления. Такие ситуации маловероятны, но мы все-таки должны быть к ним готовы. В этом случае мы говорим обычно, что возникла нештатная ситуация, а если нештатная ситуация существенно угрожает выполнению основных задач полета или даже безопасности экипажа, относим ее к аварийным.

В принципе отказов и ошибок, вызывающих отклонение полета от номинального, можно предположить множество. Чтобы детально их проанализировать и подготовить рекомендации к действиям в случае каждой из них, потребовались бы годы работы. Поэтому необходимо было как-то сгруппировать нештатные ситуации, выделив типовые, наиболее важные и наиболее вероятные, а затем разработать общие принципы выхода из таких ситуаций.

Здесь-то как раз и помог опыт, который и мы, и наши коллеги приобрели в работе со своими кораблями. Оказалось, что в практике обеих сторон не принято рассматривать вариант наложения аварии на аварию, то есть одновременный отказ или грубую ошибку в работе двух различных систем. Это сразу существенно снизило число исследуемых вариантов. В ряде случаев, опираясь на имеющийся опыт, удалось ограничить слишком большие диапазоны отклонений полета от номинального меньшими, но более вероятными и разумными. Например, для анализа нештатного формирования монтажной орбиты ограничили возможные высоты орбит диапазоном 170 – 500 километров.

Составляя перечень нештатных ситуаций, обмениваясь данными о возможностях наших кораблей, мы шаг за шагом продвигались в анализе, иногда совместно, иногда индивидуально, но всегда с учетом пожеланий и требований партнера. Были рассмотрены случаи нештатного выведения на орбиту, неправильного выполнения маневров, переноса маневров и точки встречи на несколько витков или на сутки, досрочной посадки основного «Союза» и старта резервного и многие другие.

Число выбранных для анализа нештатных ситуаций было все-таки велико и объем работы огромен. По количеству расчетов анализ многих нештатных ситуаций не уступал расчетам по номинальному полету. Горы бумаги и грамм результата, но полноценный грамм – четкая и лаконичная рекомендация к действию. Такие лаконичные рекомендации составили целый документ – «Баллистический анализ нештатных ситуаций».

«ТРЕНИРУЙСЯ, ЦУП-М,
ТРЕНИРУЙСЯ, ЦУП-Х...»

Еще не полностью было завершено обсуждение деталей схемы полета и нештатных ситуаций, но баллистики Центров управления уже начали проводить тренировки. Весной 1974 года мы решили, не дожидаясь открытия каналов связи между Центрами, сделать контрольные расчеты на компьютерах московского и хьюстонского Центров, взяв за основу одни и те же векторы состояния и сравнив полученные после расчетов результаты. Это было первое взаимодействие именно тех компьютеров, которым предстояло проводить баллистические расчеты в ходе полета. До сих пор мы считали на других машинах по согласованной вычислительной модели ЭПАС и наши результаты совпадали. И именно эта, первая тренировка показала, какие осложнения нас ждут из-за различия моделей, используемых в Центрах.

Такого же типа тренировку мы провели в декабре 1974 года, когда каналы связи между Центрами уже открылись, и результаты подтвердили – неприятности будут, если мы не разработаем определенных рекомендаций.

В начале декабря 1974 года был проведен эксперимент по совместному слежению за полетом корабля «Союз-16». Оба Центра работали независимо друг от друга, используя измерительную информацию от своих станций слежения. На встрече делегаций в январе 1975 года мы обсудили результаты тренировок и совместного эксперимента по слежению и пришли, казалось бы, к парадоксальному выводу: если определение и прогнозирование движения одного и того же корабля Центры проводят независимо друг от друга, то результаты не только совместимые, но просто хорошие; если же один из Центров использует результаты определения орбиты другого Центра, то совместимости, мягко говоря, нет. В чем же дело?

При движении корабля в атмосфере на него действует сила атмосферного сопротивления. Величина этой силы зависит и от скоростного напора, о котором говорилось выше, и от размеров, формы, веса корабля, его ориентации по отношению к направлению движения. Эти характеристики сведены в единый параметр, называемый баллистическим коэффициентом.

Далее, поскольку реальная атмосфера не совпадает с моделью атмосферы, заложенной в компьютере, и их отличие может носить не только систематический, но и случайный характер, баллистический коэффициент используется как коэффициент согласования фактического состояния реальной атмосферы с ее моделью. Пусть на одном из витков или нескольких витках Центр обработал результаты измерения орбиты станциями слежения, определил параметры орбиты и рассчитал положение и скорость корабля на некоторый момент в будущем. Почти наверняка в этот будущий момент корабль не окажется в расчетной точке (если будет, то, значит, временно реальная атмосфера и ее модель в компьютере полностью совпали). Станции слежения проведут новые измерения орбиты, и Центр определит ее новые параметры. Для того, чтобы все-таки иметь возможность достаточно точно предсказать положение корабля на орбите в будущем, подбирают величину баллистического коэффициента так, чтобы расчет движения корабля в атмосферной модели из прошлого в настоящее соответствовал результатам измерений станций слежения в прошлом и настоящем.

Такая процедура приведения в соответствие реальной атмосферы и ее модели была принята в нашей космической практике и практике наших коллег. Проект внес новый элемент – при совместной работе мы должны ошибаться одинаково, вернее, мы должны заложить в компьютеры, проводящие баллистические расчеты, одну и ту же степень незнания реальной атмосферы.

Пусть в ходе полета «Союза» мы определили баллистический коэффициент – это означает, что мы не только знаем положение и скорость корабля в некоторый момент, но и можем рассчитать их для любого другого момента в будущем. Наши партнеры должны иметь эту же возможность, поскольку «Аполлон» сближается с «Союзом». Мы передаем в Хьюстон параметры орбиты и баллистический коэффициент, но баллистики в Хьюстоне не могут на основании этих данных правильно предсказать движение «Союза», потому что модель атмосферы у них не та, для которой был определен баллистический коэффициент. Точно такая же ситуация возникает и при передаче данных об орбите «Аполлона» из Хьюстона в Москву.

Для того, чтобы избежать необходимости прогнозировать «чужую» орбиту, можно было увеличить частоту обмена баллистическими данными между Центрами управления. Но при этом, с одной стороны, увеличился бы объем информации, которую нужно было бы готовить и передавать по каналам связи между Центрами, а с другой – был бы нанесен ущерб автономности и оперативности работы баллистиков каждого Центра.