Почему разговор прежде всего идет о перегрузках? Это очень легко понять, но трудно представить. На орбите корабль летит со скоростью около 8 тысяч метров в секунду; затем он должен затормозиться и к поверхности Земли, к посадке, подойти со скоростью не более 10 метров в секунду. Если скорость окажется большей — это уже опасно. Отсюда и задача: уменьшить скорость кабины от 8 тысяч до 10 метров в секунду, причем уменьшить очень плавно и постепенно.
Кто хоть раз проехал в автомобиле, автобусе или троллейбусе, хорошо представляет, сколь неприятно резкое торможение. Но это при скорости около 20 метров в секунду, а каково на космическом корабле!
Если автомобиль, затормозив, все же проходит каких-нибудь 10–15 метров, то космический корабль — около 10 тысяч километров! Понятно, форма спускаемого аппарата играет при этом немалую роль: тела разной формы испытывают и разное воздействие атмосферы, в которой они перемещаются. Если при движении в атмосфере тело должно сохранять определенное положение, то тогда надо иметь какие-то средства, чтобы это положение поддерживать, — стабилизаторы, рули или другие средства управления.
Но есть форма, которая безразлична к воздействию атмосферы — шар. Его движение в атмосфере хорошо изучено, он не обладает так называемым аэродинамическим качеством, то есть никогда не может создавать подъемной силы; он движется по законам баллистики, падает на Землю по вполне определенному пути и может не иметь органов управления.
Именно это предложение проектантов и было принято Сергеем Павловичем: форма опускаемого аппарата — шар, спуск — по баллистической кривой.
Мы перечислили далеко не все доводы и соображения, которые привели к выбору шара, но, чтобы не загромождать ход рассуждений многочисленными техническими понятиями и терминами, допустим, что упомянутых причин достаточно.
Схема для прохода через атмосферу была выбрана, но как с посадкой? Конечно же, «падая с неба», шар не может подойти к Земле со скоростью не более 10 метров в секунду и на последнем участке должен вступить в действие тормозящий парашют.
Нелегко сейчас детально проследить за ходом мыслей проектантов при компоновке «Востока». Для этого надо было или самому сидеть за чертежной доской, или хоть бывать в проектном отделе каждый день по нескольку часов. Ни для того, ни для другого возможности у меня не было, и потому в этих воспоминаниях, может быть, отсутствуют целые этапы работы над «Востоком». Однако главную идею увидеть можно.
Итак, спускаемый аппарат — шар. И кажется, хорошо бы поместить в нем все необходимые устройства, приборы и системы, тогда весь корабль состоял бы из одного шара, и все. Чего проще? Но анализ, проведенный в проектном отделе, показал, что это нерационально. Некоторые приборы и узлы закончат свою службу на орбите и при спуске окажутся вредным балластом, и понятно, что совсем не все равно затормозить и посадить на Землю аппарат весом в 5 тонн или, скажем, в 2,5 тонны.
После пересмотра нескольких вариантов остановились на корабле, состоящем из двух частей: собственно спускаемого аппарата и приборного отсека. Прежде всего нужно было определить их объем, вес, форму.
И вот тут-то началась неизбежная при всяком проектировании борьба противоположностей. Вес потребный — и вес допустимый; объем потребный — и объем допустимый; прочность потребная — и прочность допустимая. И еще много-много разных «потребных» и «допустимых». И все они друг с другом не хотят ладить.
Для корабля нужны приборы, системы, механизмы, источники энергии, и все это должно быть максимально надежно, но почти всякое повышение надежности, за редким исключением, «прибавляло» килограммы, а лишний вес — «враг»!
То же самое с объемом: конструкторам приходится втискиваться в отпущенные «урезанные» кубометры.
И талант проектанта состоял, пожалуй, прежде всего в том, чтобы найти «золотую середину» между этими крайностями. Но перед тем, как начать «увязывать» веса и объемы, надо было определить, чем же должен быть начинен корабль.
При внимательном исследовании оказалось, что часть нужных для корабля приборов уже создана для предыдущих космических аппаратов. Другая часть, причем большая, еще не существовала и должна была создаваться вновь.
Вот сколько одна эта задача требовала упорства, нервов, организаторской смекалки и таланта.
Вспоминая проектирование «Востока», один из руководителей бюро как-то рассказывал своим товарищам:
— Ставится задача, казалось бы, совершенно немыслимая. И 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 конструкции прибора. Их долго и упорно прорабатывают, подсчитывают, вычерчивают. Потом остается один из них. 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…
Этот рассказ очень точно характеризует истинное положение дел. Идут дни, вечера, прихватываются ночи. Ищется и ищется наилучшее решение. Еще многое неясно, многое не решено, еще нет ответа на многие вопросы. А время неумолимо идет, и его остается все меньше и меньше до установленного графиком срока окончания проектирования. К тому же проектировщик не имеет права ни на минуту забывать, что конец (да конец ли?) его работы — это начало работы его товарищей-конструкторов. Конец их работы — это начало работы в цехах завода, превращающих идеи проектанта и конструктора в металл, в приборы, в механизмы. Как только цехи кончают свою часть работы, так сейчас же начинаются бессонные ночи и напряженные дни испытателей, а потом — космодром…
Все это проектировщику нужно помнить, все его волнует, а у него, как назло, не размещается в приборном отсеке четыре прибора и не очень гладко получается с тепловым режимом тормозной двигательной установки. А тут еще выясняется, что для аккумуляторных батарей требуется веса в полтора раза больше отведенного и нет никакого свободного объема! И все надо менять, нужен другой вариант. Но какой же? Что лучше: упрятать тормозную двигательную установку на две трети в приборный отсек и тем создать для нее приемлемый температурный режим или расположить ее совсем по-другому? В этом случае выгадывается дополнительный объем, где 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 и морщили носы по поводу слабой технологичности предлагаемой конструкции).
А сколько еще проблем, из-за которых плохо спят руководители проектного отдела! Приемники и передатчики радиосистем выгодно располагать поближе к антеннам, хотя это далеко не всегда удается сделать. Два десятка антенн надо расположить так, чтобы ни одна из них не мешала другой. Нельзя располагать приборы, выделяющие много тепла, слишком близко друг к другу, чтобы не создавать очень горячих мест, опасных для теплочувствительных приборов. Но как создать систему терморегулирования, которая в кабине космонавта поддерживала бы температуру 15–20 градусов, а в приборном отсеке допускала более широкие ее колебания? Еще не продумано до конца соединение двух отсеков друг с другом. А ведь соединять надо так, чтобы они были выведены на орбиту как одно целое, а там по специальной команде могли бы почти мгновенно разделиться, превратившись при этом в две самостоятельные и работоспособные части. И не найден еще способ защиты от разрушительного воздействия атмосферы: ведь, сойдя с орбиты и устремившись к Земле, аппарат раскаляется «до белого каления» и может сгореть, как метеор.