Управление кораблём

УЧИТЬСЯ УПРАВЛЯТЬ КОРАБЛЁМ "ПО ЧАСТЯМ"… 

Первый космический тренажёр предназначался для отработки действий по управлению кораблями серии "Восток", потом его переделали, чтобы готовить космонавтов к полётам на "Восходах". Следующим шагом стало создание комплексного тренажёра для экипажей "Союзов" и специализированного тренажёра для выполнения операции сближения. Это оказалось трудной задачей, так как корабль представлял собой качественно новый пилотируемый аппарат со значительно усовершенствованными бортовыми системами. Очень часто их модели превосходили по сложности свои реальные прототипы.

 Все тренажёры на начальном этапе были автономными, и каждый имел свою вычислительную машину, систему имитации внешней визуальной обстановки, пульты управления, тогда этого вполне хватало. В связи с запусками орбитальных станций, в частности "Салюта-6" с его "пересменками", возникла необходимость в подготовке большого количества экипажей - в 70-х гг. XX в. одновременно готовили целых шесть.

Расширение научной программы потребовало создания новых моделирующих стендов. Возникла и другая проблема - отработка взаимодействия основной экспедиции и экспедиции посещения при совместном выполнении работ. Кроме того, задачи, решаемые на орбите, чрезвычайно усложнились, и для формирования у космонавтов устойчивых навыков по требовалось проведение не одной сотни тренировочных циклов.

 По этим причинам автономные тренажёры стали "узким местом" в процессе подготовки. Выход был найден, когда объединили тренажёры и стенды в общий тренажно-моделирующий комплекс на базе коллективно используемых систем (вычислительных, информационных и т. д.). Такое построение технических средств обеспечило одновременную работу многих применявшихся устройств и значительно сократило время подготовки.

 Тренировки начинаются с изучения интерьера кабины, размещения органов управления, средств информации. Отрабатывается логическая последовательность действий при решении разных задач. Затем на всевозможных стендах и тренажёрах космонавты приобретают навыки по выполнению отдельных операций.

Следующий этап - отработка на стендах и тренажёрах всех операций в целом в штатном режиме полёта. Только после того как навыки закрепятся, приступают к усложнению условий, в частности возникающих в нештатных и аварийных ситуациях.

 Тренировки могут проводиться как в реальном масштабе времени, так и в замедленном, если требуется отработать навыки управления быстротекущими процессами, либо в ускоренном темпе - для сокращения времени (например, в период предстартовой подготовки или в ходе орбитального полёта).

 …И УПРАВЛЯТЬ ВСЕМ КОМПЛЕКСОМ 

Одним из основных средств обучения и тренировки экипажей является комплексный тренажёр. На нём космонавтов обучают работе с бортовыми системами, методам обнаружения и устранения неисправностей, взаимодействию с наземными пунктами управления, отрабатывают приёмы ручного управления кораблём.

 Управляющий компьютер позволяет моделировать много вариантов нештатных ситуаций. Например, при подготовке астронавтов по программе "Аполлон" тренажёр имитировал около 600 отказов различных систем. Отработка действий в нештатных и аварийных ситуациях очень важна и занимает значительную часть времени. Командир экипажа должен выполнить большее число тренировок по сравнению с остальными, поскольку он несёт личную ответственность за безопасность на корабле и выполнение программы полёта.

 Существует тренажёр, имитирующий орбитальную станцию. Однако отработать на нём весь полёт сутки за сутками невозможно, поэтому подготовка проводится по типовым суткам. В такие сутки включают выполнение наиболее сложных и ответственных полётных операций и дают им условные наименования, например: "Расконсервация", "Медицинские эксперименты", "Совместная деятельность".

 В итоге весь экипаж сдаёт государственный экзамен, по результатам которого решается вопрос о допуске к полёту.

 Принимает экзамен Государственная комиссия, состоящая из ведущих специалистов Центра подготовки и предприятий, производящих космическую технику. Процесс сдачи экзамена Госкомиссии ничем не отличается от тренировок по сложности и условиям проведения.

 ПОДГОТОВКА К РАБОТАМ В ОТКРЫТОМ КОСМОСЕ 

Подготовка космонавтов к работе в открытом космосе, вероятно, самая сложная. Ведь на Земле практически невозможно создать длительную - более нескольких десятков секунд - невесомость.

 Способов её имитации довольно много. Все они несовершенны, но их применяют для отработки отдельных операций, связанных с выходом в открытый космос.

 Самая "чистая" невесомость возникает в самолёте при полёте по параболической траектории. Вначале тренировки проводились на истребителе "МиГ-15" - за один полёт самолёт делал три-четыре горки, во время каждой из которых состояние невесомости длилось около 40 с. Задания были нетрудные: на одной горке так называемая проба пера - написать имя, фамилию, дату и поставить подпись. Потом этот образец сравнивался с предполётным, чтобы выявить возможные нарушения тонкой координации движений. На другой горке предлагалось попробовать космическую пищу из тубы, на третьей - передать по рации заданную фразу.

 Позже создали летающую лабораторию на базе Ту-104, в его салоне можно свободно "плавать" и отрабатывать элементы полётного задания, но невесомость на каждой горке длилась всего 20 с.

При "обезвешивании" с помощью лёгких газов к объекту крепятся баллоны с гелием или другим газом, что позволяет космонавту без труда перемещать его вручную или с помощью манипулятора.

 Платформа на воздушной или магнитной подушке помогает отработать действия, обычно связанные с выполнением операций на внешней поверхности станции.

 Наиболее эффективный способ моделирования невесомости - создание гидроневесомости.

В состоянии нейтральной плавучести сила притяжения Земли уравновешивается выталкивающей силой гидросреды. Эта сила действует только на поверхность тела, и внутренние органы по-прежнему остаются в условиях гравитации. Поэтому нарушения функций вестибулярного аппарата не происходит, и ощущения невесомости у человека не возникает. Ещё одним недостатком "гидроневесомости" является сопротивление жидкости при движении в ней.

 Хотя невесомость в гидросреде сильно отличается от её прототипа на орбите, испытатель может находиться в ней практически неограниченное время и свободно перемещаться в любом направлении. Все операции отрабатываются в реальном масштабе времени.

В 1965 г. в Центре подготовки космонавтов построили гидробассейн и создали гидролабораторию - сложное сооружение с целым комплексом технологического оборудования, специальных систем, аппаратуры и механизмов. Сам бассейн представляет собой цилиндр диаметром 23 м и высотой 12 м с вмонтированными в него иллюминаторами.

 Система наземных и подводных телевизионных камер позволяет наблюдать на информационном табло и записывать на видеокамеру весь процесс тренировки.

Скафандры, используемые для тренировок, почти не отличаются от штатных. Ранец системы жизнеобеспечения имитируется макетом, размеры которого соответствуют реальным. Воздух для дыхания и вода для системы терморегулирования подаются по шлангам. Работы под водой обычно связаны с определённой опасностью, поэтому космонавтов и испытателей страхуют аквалангисты.

 В бассейн помещается макет космического комплекса или его фрагмента в натуральную величину с полной имитацией элементов интерьера, внутренних переходов, наружного выхода. В целях безопасности на макетах предусматриваются аварийные выходы. Общее время тренировок составляет 30-50 ч. По эмоциональному напряжению и энергозатратам тренировки в гидросреде близки к реальным условиям космического полёта.

 Когда выполняются работы в открытом космосе, в гидробассейне работает экипаж поддержки, который выполняет те же операции, что и на орбите, чтобы максимально быть в курсе происходящего и немедленно помочь в случае необходимости.