В 1960 году была создана ракета-носитель, способная вывести на орбиту аппарат весом более 4 тонн. Эти 4 тысячи килограммов стали для проектантов первыми «исходными данными». Расчеты показали, что космический корабль, предназначенный для полета человека и возвращения его на Землю, может «уложиться» в такой вес.
Летать можно по-разному. Можно взлететь вертикально на ракете, как не раз летали животные. И тоже будет космос, и тоже будут условия невесомости, правда, на очень короткое время. Может быть, остановиться на баллистическом полете по траектории обычного ракетного снаряда, рассчитанном минут на пятнадцать — двадцать? Сторонники таких полетов были, и их оказалось немало. Но Сергей Павлович с присущей ему настойчивостью вместе со своими единомышленниками всю свою энергию употребил на то, чтобы доказать, что только орбитальный полет человека будет действительно космическим полетом и что для этого у советской космонавтики есть все возможности.
Для начала проектанты располагали немногим. Правда, им было дано время, но не годы! У них было большое желание сделать проект как можно лучше. Им могла быть обещана в преподнесена куча неприятностей за то, что предложенное ими окажется неоптимальным или оптимальным, но невыполнимым «по таким-то и таким-то соображениям», или… Да мало ли этих «или».
В проектном отделе на кульманах можно было увидеть несколько разных вариантов будущей конструкции. Да, пока несколько. Что в основном отличало новый проект от всех предыдущих проектов космических аппаратов? Прежде всего то, что аппарат предназначался для полета человека, поэтому он и стал называться кораблем. А раз так, то или весь корабль, или его часть должны были возвратиться из космоса на Землю. Если это часть, то в ней должна быть кабина для космонавта.
Предварительные прикидки со всей очевидностью показали, что спускать с орбиты на Землю весь корабль нецелесообразно. Та его часть, которая должна была возвратиться на Землю, получила достаточно прозаическое, но функционально точное название — спускаемый аппарат. Спуск — это ответственнейший этап полета, его финал, его завершение. Только две цифры для того, чтобы чуть представить себе сложность проблемы. Скорость корабля на орбите — около 8 тысяч метров в секунду. С какой вертикальной скоростью надо подойти к Земле, чтобы сесть благополучно? Никак не больше 8–10 метров в секунду. Итак, задача: уменьшить скорость с 8 тысяч метров в секунду до 8 метров в секунду — в тысячу раз!
Как тормозить, чем тормозить? Можно двигателем. Но выгодно ли? Вряд ли — потребуется очень много топлива. Можно использовать земную атмосферу, аэродинамические силы лобового сопротивления. Но при этом неизбежны перегрузка и сильнейший разогрев поверхности за счет трения о набегающий воздух. А торможение должно быть плавным, постепенным. Каждый хорошо знает, сколь неприятно резкое торможение в автомобиле, автобусе, троллейбусе. И это при скорости около 20 метров в секунду. Каково же будет человеку в спускаемом аппарате? Затормозив, автомобиль проходит каких-нибудь 10–15 метров, а космическому кораблю нужно на торможение около 10 тысяч километров.
Немалую роль играла и форма спускаемого аппарата: разные по форме тела испытывают и разное воздействие среды, в которой они перемещаются. При движении в атмосфере аппарат должен сохранять определенное положение. Значит, надо иметь какие-то средства, чтобы это положение поддерживать: стабилизаторы, рули или другие органы управления.
Но есть форма, равно переносящая воздействие атмосферы при любом положении, — шар. Его движение в атмосфере хорошо изучено, он не обладает так называемым аэродинамическим качеством, то есть не может создавать подъемной силы, он движется по законам баллистики, падает на Землю по вполне определенному пути, может не иметь органов управления и т. д. Именно это предложение проектантов и было принято Сергеем Павловичем: форма спускаемого аппарата — шар, спуск — по баллистической кривой.
Способ прохождения через атмосферу был выбран. Но как быть с посадкой? Конечно, «падая с неба», аппарат не может подойти к Земле сам со скоростью 8 метров в секунду. Спуск в атмосфере проще и надежнее проводить на парашюте километров с восьми от Земли.
Итак, спускаемый аппарат — шар. Хорошо бы поместить в нем все необходимое, тогда бы корабль состоял из одного шара, и все. Но анализ показывал, что это нерационально. Большая часть систем корабля закончит свою работу еще на орбите. Все эти системы лучше сгруппировать вместе в одном отсеке и перед спуском с орбиты отбросить его. Так в компоновке появился приборный отсек — вторая часть корабля.
Но еще многое было неясно, многое не решалось, еще не было ответа на кучу вопросов. А время шло, неумолимо шло. Его оставалось все меньше и меньше до установленного графиком срока окончания проектных работ. Вспомнились мне сейчас слова Бориса Викторовича Раушенбаха. Как-то он писал: «Да что греха таить, ведь в нашем деле зачастую кажется, что ставится задача, казалось бы, совершенно немыслимая. Но начинается массовая генерация идей думающих, как мы говорим, инженеров. Первая их реакция обычно такова: „Чушь, ерунда, сделать невозможно“. Через день кто-то говорит: „Почему же, сделать можно, только все равно ничего не получится“. Следующий этап: имеется двадцать предложений, причем самых диких, основанных на невероятных предположениях. Например: „Вот я слышал, будто в одном институте Ленинграда есть один человек, который эту вещь видел или что-то про нее читал…“ Начинаются споры, взаимные упреки, часто сами авторы хохочут вместе с оппонентами над собственными рухнувшими идеями. В конце концов остаются два варианта. Их долго и упорно прорабатывают, подсчитывают, вычерчивают. Потом остается один. А потом выясняется, что и это не тот вариант, который нужен. И все начинается сначала, пока не получится оптимальное решение, отвечающее задаче. Эти творческие поиски лишь начало работы. А дальше неизбежный процесс доводки отдельных элементов конструкции и составление документации — то, что называется черновой работой. В ряде случаев она заставляет пересматривать и первоначальные идеи. Тогда разработчики злятся и проклинают тот день и час, когда они связались с космосом. Но не верьте им. Они любят свое дело так, что их до ночи не прогонишь с рабочего места…» Очень точно.
Шли рабочие дни, вечера, прихватывались и ночи. Искалось наилучшее решение. Но ведь, ко всему прочему, проектанты не имели права ни на минуту забывать, что конец (да конец ли?) их работы — это начало работы конструкторов, а потом рабочих в цехах завода, превращающих идеи в металл, приборы, механизмы. Окончится изготовление, так сейчас же начнутся напряженные дни и бессонные ночи испытателей. А затем — космодром…
Все это проектантам нужно было помнить, все их волновало. Как назло, в приборном отсеке не размещалось четыре прибора, не очень гладко получилось с тепловым режимом тормозной двигательной установки. А тут еще выяснилось, что для аккумуляторных батарей требуется веса в полтора раза больше отведенного, а никакого свободного объема нет. И все надо менять, и нужно другое решение. Но какое? Что лучше — упрятать тормозную двигательную установку на две трети в приборный отсек, тем создав для нее приемлемый температурный режим, или расположить ее открыто, на раме, выиграв в весе? В последнем случае выгадывается и дополнительный объем, в котором можно разместить непомещающиеся приборы и аккумуляторы. Да и приборный отсек станет более простым по форме. Такому отсеку обрадуются и конструкторы, и заводские технологи (не далее как вчера они заходили, морщили носы по поводу «аховой» технологичности предлагаемой конструкции).
А сколько еще проблем, мешающих спокойно спать руководителям проектного отдела! Радиоприемники и передатчики выгодно располагать ближе к антеннам, хотя это далеко не всегда удается сделать. Да и два десятка антенн надо разместить так, чтобы ни одна из них не мешала другой. Нельзя располагать приборы, выделяющие много тепла, слишком близко один к другому, чтобы не образовалось «горячих мест», опасных для теплочувствительных приборов.
