Международные экипажи в космосе

Апрель 1984 г. вписал новую яркую страницу в историю тесных дружественных связей между СССР и Индией, в историю многолетнего и плодотворного сотрудничества двух стран в космических исследованиях. Полет советско-индийского международного экипажа, работа космонавтов на орбитальном научно-исследовательском комплексе «Салют-7» — «Союз Т-10» — «Союз Т-11» показали пример сотрудничества двух государств с различными социально-экономическими системами в мирном освоении космоса.

Сотрудничество Советского Союза и Индии в изучении и освоении космического пространства в мирных целях началось более 20 лет назад: первые совместные работы были связаны с решением правительства Индии создать на юге Индостанского полуострова, в Тхумбе близ г. Тривандрум (шт. Керала) международный исследовательский полигон для ракетного зондирования верхней атмосферы Земли. Полигон получил название ТЕРЛС. В создании этого полигона, расположенного в районе геомагнитного экватора, вместе с Индией приняли участие Советский Союз, США, Франция, Япония и другие страны.

13 января 1964 г. Главное управление гидрометеорологической службы СССР и Департамент атомной энергии правительства Индии подписали соглашение об оказании Советским Союзом помощи в оснащении полигона ТЕРЛС некоторым оборудованием, необходимым для проведения научных экспериментов. Официальное открытие полигона состоялось 2 февраля 1968 г. в присутствии Индиры Ганди и ученых из многих стран.

14 мая 1970 г. Гидрометслужба СССР и индийская Комиссия по атомной энергии заключили новое соглашение о проведении систематического ракетного зондирования с полигона ТЕРЛС с помощью советских метеорологических ракет М-100. На борту этих ракет, запускаемых на высоты до 100 км, устанавливается научная аппаратура, разработанная в Советском Союзе и Индии. Цель этих запусков — исследование структуры и циркуляции верхней атмосферы ‘Земли в экваториальных широтах, а также изучение связи атмосферных процессов с активностью Солнца.

С помощью советской и индийской научной аппаратуры, установленной на индийских ракетах «Центавр-ПБ», с полигона проводятся также эксперименты по изучению измерений параметров ионосферы в районе геомагнитного экватора.

Информация о характере метеорологических процессов, происходящих в верхней атмосфере в тропических широтах, полученная в результате этих исследований, используется советскими и индийскими специалистами в оперативной синоптической практике для повышения точности прогнозирования погоды. Одновременно результаты экспериментов поступают в геофизические центры всего мира.

Следующий важный шаг по пути углубления и развития советско-индийского сотрудничества в космических исследованиях был сделан 10 мая 1972 г., когда в Москве между Академией наук СССР и Индийской организацией космических исследований (ИСРО) правительства Индии было подписано соглашение о запуске первого индийского спутника с помощью советской ракеты-носителя.

29 ноября 1973 года было подписано межправительственное «Соглашение о дальнейшем развитии экономического и торгового сотрудничества между Союзом Советских Социалистических Республик и Республикой Индией», в котором космические исследования названы в числе направлений совместных работ.

В 1975 и 1979 гг. АН СССР и ИСРО подписали еще два соглашения, предусматривавшие запуск с территории СССР с помощью советских ракет-носителей спутников, спроектированных и изготовленных в Индии.

В соответствии с этими соглашениями, а также протоколами по отдельным проектам и программам советско-индийское сотрудничество в области космических исследований осуществляется по следующим направлениям:

оказание Индии научно-технической помощи в разработке и запуске искусственных спутников Земли;

исследование верхних слоев атмосферы методами ракетного зондирования;

исследования в области гамма-астрономии;

наблюдения искусственных спутников Земли.

19 апреля 1975 г., 7 июня 1979 г. и 20 ноября 1981 г. с советского космодрома Капустин Яр при помощи советских ракетоносителей были запущены индийские спутники «Ариабата», «Бхаскара» и «Бхаскара-2». Советская сторона оказала необходимую консультативную помощь на всех этапах разработки и подготовки индийских спутников к запуску, изготовила для них ряд систем и агрегатов (системы стабилизации, солнечные и химические батареи системы электропитания, бортовые запоминающие устройства, термопокрытия), приняла участие в управлении полетом первого индийского спутника, для чего под Москвой (Медвежьи озера) была построена наземная станция.

Первый индийский спутник «Ариабата» весом 360 кг был предназначен для исследований в области рентгеновской астрономии, регистрации нейтронного и гамма-излучения Солнца и измерения потоков частиц и радиации в ионосфере. Основное назначение спутников типа «Бхаскара» — изучение природных ресурсов Индии, что имеет огромное значение для народного хозяйства этой страны. На спутниках были установлены, в частности, двухканальные телевизионные системы, работающие в видимом и в ближнем инфракрасном диапазонах спектра, и трехканальные СВЧ-радиометры САМИР, измеряющие радиояркостные температуры атмосферы и подстилающей поверхности.

Спутники «Ариабата», «Бхаскара» и «Бхаскара-2» функционировали длительное время и выполнили поставленные перед ними задачи.

В 1976 г. в г. Кавалор (шт. Тамилнаду) при Астрофизическом институте была создана советско-индийская станция для наблюдений за искусственными спутниками Земли с целью научных исследований в области геодезии, геодинамики и структуры верхней атмосферы Земли.

Станция была оснащена советской автоматической фотокамерой АФУ-75, лазерным спутниковым дальномером «Интеркосмос» и аппаратурой для точной регистрации времени и обработки полученных в ходе измерений данных. Точность измерения расстояния до спутников с помощью лазерного дальномера при дальности до 5000 км составляет около 1 м.

Регулярная эксплуатация фотокамеры АФУ-75 на советско-индийской станции в Кавалоре проводится с 1978 г., лазерного дальномера «Интеркосмос» — с января 1980 г. В 1979 г. ИСРО усовершенствовала Службу времени для наблюдения спутников.

В 1977–1981 гг. ученые СССР и Индии совместно провели эксперименты в области внеатмосферной астрономии с помощью советских гамма-телескопов, установленных на индийских высотных аэростатах. Была разработана методика проведения измерений космического гамма-излучения и вторичных заряженных частиц космических лучей с помощью гамма-аппаратуры, изготовленной в Советском Союзе. Аэростаты запускались в районе геомагнитного экватора со стратосферной станции Института фундаментальных исследований им. Тата в Хайдарабаде. В этом районе фон вторичных частиц (гамма-квантов и электронов), создаваемый космическими лучами, имеет минимальную величину по сравнению с другими районами земного шара, и поэтому с достаточной достоверностью могут быть исследованы даже самые слабые гамма-источники. Было проведено 9 полетов аэростатов в различное время года и получены интересные научные данные.

В ходе совместной работы над тремя первыми спутниками индийскими учеными и специалистами был приобретен опыт, которым с ними щедро делились советские коллеги. Этот опыт решения сложных научных и технологических проблем, связанных с созданием космических аппаратов, позволил Индии быстро приступить к самостоятельным космическим исследованиям. И сегодня Индия — седьмая страна среди более 150 государств — членов ООН, способная выводить в космос спутники с помощью собственных ракет-носителей. Этот опыт помог индийским специалистам изготовить спутники «Рохини», «Эппл», запущенные с помощью индийских ракет-носителей, а также ракетой-носителем «Ариан» Европейского космического агентства. Работа на орбите первого индийского космонавта, несомненно, будет способствовать дальнейшему росту авторитета Индии как космической державы.

Логическим продолжением многолетнего советско-индийского сотрудничества в космических исследованиях стал полет советских и индийского космонавтов на советском космическом корабле «Союз Т» и орбитальной станции «Салют-7» согласно договоренности, достигнутой правительствами обеих стран.

Согласно этой договоренности в сентябре 1982 г. два индийских кандидата в космонавты — Р. Шарма и P. Мальхотра прибыли в подмосковный Центр подготовки космонавтов им. Ю… А. Гагарина и приступили к занятиям и тренировкам. Успешно закончив все этапы подготовки и сдав установленные экзамены, индийские кандидаты в космонавты были включены в состав двух экипажей. Основной экипаж: командир Ю. В. Малышев, бортинженер Н. Н. Рукавишников, космонавт-исследователь Р. Шарма; дублирующий экипаж: командир А. Н. Березовой, бортинженер Г. М. Гречко, космонавт-исследователь Р. Мальхотра. Впоследствии бортинженер основного экипажа Н. Н. Рукавишников из-за болезни был заменен Г. М. Стрекаловым.

Советские и индийские ученые и специалисты подготовили для международного экипажа интересную научную программу, включавшую исследования и эксперименты по космической медицине, изучению природных ресурсов Индии из космоса и космическому материаловедению.

Советско-индийский международный экипаж в составе командира корабля летчика-космонавта СССР Ю. В. Малышева, бортинженера летчика-космонавта СССР Г. М. Стрекалова и космонавта-исследователя гражданина Республики Индии Ракеш Шармы стартовал с космодрома Байконур на космическом транспортном корабле «Союз Т-11» 3 апреля 1984 г. в 17 ч 09 мин. Ракета-носитель вывела корабль на начальную орбиту с высотой в перигее 202 км, высотой в апогее 240 км, наклонением 51,6° и периодом обращения 88,6 мин. В этот же день на 4-м и 5-м витках полета был осуществлен двухимпульсный корректирующий маневр, в результате которого космический корабль «Союз Т-11» перешел на орбиту: высота в перигее 222, в апогее 295 км. Научно-исследовательский комплекс «Салют-7» — «Союз Т-10» совершал в это время полет по орбите с параметрами: высота в перигее 294 км, высота в апогее 305 км, наклонение 51,6°, период обращения 90 мин.

На следующий день формирование монтажной орбиты было продолжено, и 4 апреля 1984 г. в 18 ч- 35 мин корабль «Союз Т-11» выполнил стыковку с орбитальным комплексом «Салют-7» — «Союз Т-10». В тот же день в 21 ч 36 мин Ю. В. Малышев, Г. М. Стрекалов и Р. Шарма перешли в помещение станции — на борту научно-исследовательского комплекса «Салют-7» — «Союз Т-10» — «Союз Т-11» приступил к работе международный экипаж из шести космонавтов.

Программа полета международного экипажа включала 8 экспериментов: шесть по космической медицине, технологический эксперимент «Переохлаждение» и эксперимент «Терра» по дистанционному зондированию Земли в целях изучения природных ресурсов Индии. Поскольку одни из перечисленных экспериментов выполнялись по нескольку раз, другие, по сути, представляли собой серии исследований (например, эксперимент «Переохлаждение» проводился со сплавами трех различных составов, эксперимент «Терра» по программе предусматривал съемки в период девяти пролетов над территорией Индии), общее число экспериментов, выполненных международным экипажем, составило 43. Коротко о существе этих исследований и экспериментов.

Работу на орбите космонавты начали с эксперимента «Оптокинез». Эксперимент проводился с целью получения информации о состоянии глазодвигательной функции и особенностях вестибулярно-зрительного взаимодействия в условиях космического полета. Медицинские эксперименты «Анкета» и «Опрос» уже стали традиционными для международных экипажей, выполняющих полеты на советских орбитальных станциях «Салют». С их помощью продолжается изучение симптоматологии вестибулярных расстройств в полете и в период реадаптации, а также выявление определенной связи с данными об устойчивости к укачиванию в наземных условиях. Кроме того, эти эксперименты позволяют оценить влияние различных этапов полета на психологическое состояние членов экипажа, особенно на динамику их настроения.

В эксперименте «Вектор» изучались биоэлектрическая активность сердца, фазовая структура сердечного цикла и объемы гемоциркуляции в условиях космического полета с использованием методов электрокардиографии и кинетокардиографии. Большой интерес для космической медицины имел эксперимент «Баллисто».

Оценка и прогнозирование состояния сердечно-сосудистой системы космонавта связаны с исследованием силы сердечных сокращений и координированности работы правых и левых отделов сердца. Одним из методов решения этой задачи является баллистокардиография — регистрация микроперемещений тела, связанных с сердечной деятельностью. Полученные в космических полетах баллистокардиограммы (БКГ) показали, что сила сердечных сокращений и координированность работы левого и правого отделов сердца изменяются в зависимости от длительности пребывания в условиях невесомости и активности проводимых физических тренировок. Пока ученые не имеют достаточных экспериментальных данных для окончательных суждений о наблюдаемых в условиях космоса изменениях БКГ. Поэтому дальнейшие исследования в этом' направлении очень важны для космической медицины.

Видимо, наиболее любопытным среди медицинских экспериментов следует признать эксперимент «Йога». Установлено, что пребывание человека в невесомости сопровождается изменениями состояния различных звеньев двигательного аппарата, что отражается на биомеханике движений, и нарушениями координации. При кратковременных полетах эти изменения связаны преимущественно с рефлекторным снижением мышечного тонуса, обусловленным опорной разгрузкой и вестибулярной дисфункцией.

В эксперименте «Йога», который выполнял космонавт-исследователь, предполагалось изучить возможность применения упражнений по системе йогов в условиях космического полета и их эффективность для профилактики неблагоприятных влияний невесомости на опорно-мышечный аппарат.

В технологическом эксперименте «Переохлаждение» на советской установке «Испаритель» выяснялась роль гетерогенных центров зарождения твердой фазы вещества, присутствующих на поверхности расплава (границы «расплав — твердый материал»); определялась степень переохлаждения; выяснялось влияние на переохлаждение конвекции, вызываемой гравитацией и температурными градиентами; исследовались возможности образования метастабильных фаз и получения массивных аморфных материалов («металлических стекол»).

Явление переохлаждения изучалось на модельном сплаве «серебро — германий», который был выбран индийскими специалистами потому, что ими ведутся интенсивные работы по технической очистке таких сплавов методом шлакования. Были проведены три эксперимента со сплавами трех различных составов. Результаты экспериментов «Переохлаждение» будут иметь большое значение для практических работ, направленных на получение различных сплавов, используемых в современной технике.

Огромное значение для народного хозяйства Индии имеет комплексный эксперимент «Терра». Эксперимент включал:

фотосъемки территории Индии с помощью многозональной аппаратуры МКФ-6М и камеры КАТЭ-140;

визуальные наблюдения и фотосъемки с использованием ручных фотокамер;

проведение квазисинхронных подспутниковых аэросъемок и наземных измерений на опытных участках территории Индии индийскими специалистами;

наземную обработку информации, полученной в эксперименте, и ее использование для изучения природных ресурсов Индии в интересах развития национальной экономики страны.

По программе эксперимент «Терра» должен был проводиться во время девяти пролетов над территорией Индии. По просьбе индийских специалистов эксперимент был расширен и проведен дополнительно еще во время двух пролетов, при этом были отсняты острова в Бенгальском заливе, принадлежащие Индии.

Как отмечали космонавты на послеполетной пресс-конференции, в общей сложности за время пребывания международного экипажа на борту научно-исследовательского комплекса многозональной камерой МКФ-6М было сделано около 1000 снимков земной поверхности в шести диапазонах спектра; топографической черно-белой камерой КАТЭ-140 было отснято около 300 снимков.

После завершения программы совместных работ на борту научно-исследовательского комплекса «Салют-7» — «Союз Т-10» — «Союз Т-11» международный экипаж вернулся на Землю в космическом корабле «Союз Т-10»: 11 апреля 1984 г. в 14 ч 50 мин спускаемый аппарат корабля с космонавтами Ю. В. Малышевым, Г. М. Стрекаловым и Р. Шармой совершил посадку в заданном районе территории Советского Союза в 46 км восточнее г. Аркалык.

Сотрудничество Советского Союза и Индии в космических исследованиях успешно развивается. В 1982 г. заключено соглашение о выведении советской ракетой-носителем индийского спутника весом около 900 кг на солнечно-синхронную орбиту для продолжения исследований природных ресурсов Индии. В феврале 1983 г. в Бангалоре был подписан представителями ИСРСУ и АН СССР протокол о продолжении сотрудничества на новое десятилетие. Протоколом предусматривается претворение в жизнь многочисленных совместных проектов, исследований и экспериментов, в том числе имеющих прикладное, народнохозяйственное значение.

Для тех, кто интересуется техническими подробностями

Полеты советско-французского и советско-индийского международных экипажей были осуществлены на космических транспортных кораблях типа «Союз Т» и орбитальной научной станции «Салют-7». Расскажем здесь об основных отличиях этих космических аппаратов от «Союза» и «Салюта-6» (краткие сведения о них — в конце главы 3).

Запущенная на околоземную орбиту 19 апреля 1982 г. станция «Салют-7» является усовершенствованным вариантом орбитальных научных станций второго поколения; она оснащена двумя стыковочными узлами и обладает улучшенными эксплуатационными характеристиками. При тех же габаритах и конфигурации, что и станция «Салют-6», многие системы станции «Салют-7» подвергнуты существенной модернизации, что улучшило ее основные технические характеристики. Это касается, например, иллюминаторов станции, два из которых теперь прозрачны для ультрафиолетового света, что расширяет исследовательские возможности станции. Станция стала более комфортабельной, более удобной для жизни и работы космонавтов, расширились состав и возможности ее научной аппаратуры.

«Салют-7» является многоцелевой космической лабораторией широкого профиля. Она оборудуется самой разнообразной научной аппаратурой, которая может дополняться, заменяться, расширяться благодаря рейсам грузовых кораблей «Прогресс». Масса научного оборудования, выводимого на орбиту непосредственно станцией, составляет 1500 кг. С помощью научных приборов станции могут проводиться эксперименты в области космического материаловедения, биологии и медицины, астрофизики, метеорологии изучения природных ресурсов Земли, изучения физических свойств космического пространства и другие.

«Союз Т» — усовершенствованный корабль, созданный на базе космического корабля «Союз» с использованием современных технических достижений, что позволило расширить диапазон возможностей транспортного корабля, увеличить эффективность его работы, повысить безопасность экипажа, улучшить эксплуатационные характеристики. Транспортный космический корабль серии «Союз Т» имеет массу свыше 6800 кг и рассчитан на экипаж до трех человек.

При создании корабля «Союз Т» сохранены общая компоновочная схема «Союза» (последовательность расположения отсеков — орбитального и приборно-агрегатного и спускаемого аппарата, форма спускаемого аппарата), его внешние очертания. При этом «Союз Т» оснащен системами и агрегатами новой разработки, в том числе:

— новой системок управления движением;

— объединенной двигательной установкой;

— новыми системами радиосвязи, жизнеобеспечения, энергетики;

— спускаемым аппаратом прежней аэродинамической компоновки, но со значительными конструктивными изменениями.

Новая система управления движением построена на принципах бесплатформенной (отсутствуют гироскопы или гироплатформы) инерциальной системы и на базе бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК). Все режимы ориентации могут выполняться автоматически или при участии экипажа. Режимы встречи и сближения корабля со станцией строятся на основе расчетов с помощью БЦВК траекторий относительного движения и оптимальных маневров, приводящих корабль к станции. При решении этой задачи используется информация от радиотехнической измерительной системы «Игла».

Объединенная двигательная установка позволяет маршевому (сближающе-корректирующему) двигателю и микродвигателям причаливания и ориентации работать на единых компонентах топлива и питаться из общих топливных баков. Схема объединенной двигательной установки «Союза Т» допускает возможность перераспределения топлива между разными видами двигателей, что обеспечивает оптимальное использование бортовых запасов и гибкость при выполнении программы полета, особенно в нештатных ситуациях.

В систему электропитания «Союза Т» введены солнечные батареи, которые в качестве генераторов электроэнергии могут подзаряжать химические источники тока и тем самым снять жесткое ограничение времени автономного полета в зависимости от емкости химических источников тока. Для «Союза Т» это время теперь зависит только от запасов в системе жизнеобеспечения (кислород, вода, пища и т. д.).

Система жизнеобеспечения также модернизирована. Необходимый состав атмосферы поддерживается системой, использующей в отличие от корабля «Союз» запасы газообразного кислорода и поглотителя углекислого газа; система автоматически поддерживает заданные параметры атмосферы в жилых помещениях. Баллоны с запасами кислорода расположены вне отсеков. В случае разгерметизации безопасность экипажа обеспечивается скафандрами новой конструкции, в которые подается чистый кислород.

Значительные конструктивные изменения внесены в спускаемый аппарат. Управление его движением основано на применении вычислительной техники с текущим прогнозированием точки посадки, что обеспечивает и высокую точность. Предусмотрена возможность перехода к ручному управлению на этапе спуска.