Ошибки мировой космонавтики

Инженеры исправили ситуацию с клапанами и добавили автоматическую систему, которая фиксирует время залипания клапанов. Если оно превышает 100 мс, закрывается подача топлива. Это время было выбрано, так как, согласно наземным экспериментам, время ответа на команды в вакууме не больше 80 мс. Правда, в полете корабля «Восход-2» обнаружилось, что это время ошибочно. Космонавты Павел Беляев и Алексей Леонов также собирались возвращаться на Землю после сопряженной с ошибками, но успешной миссии и запустили процесс автоматической ориентации корабля. Он начался, но практически сразу прекратился. Оказалось, что для маневра требовалось включить два двигателя. У одного задержка клапана составляла 40 мс, а у другого – 80 мс. Для автоматики эти данные сложились. Так как время получилось более 100 мс (120 мс), согласно логике своей работы система дала команду на отключение подачи топлива, без которого ориентация прекратилась. Космонавты взяли управление на себя. Чтобы не свалиться кому-нибудь на голову, так как прицеливались «на глаз», Беляев и Леонов выбрали для посадки глухую тайгу.
Они успешно сели недалеко от города Березники в Пермском крае. У места посадки оказалась и своя неприятная особенность – в лесу сложно искать космонавтов, да и эвакуировать их оттуда непросто. Героев нашли только через несколько часов, а у них не было теплой одежды (температура воздуха тем временем составляла –5 °C). А эвакуировали космонавтов только через два дня, когда была вырублена просека, чтобы смог сесть вертолет.
При стыковке станции «Салют» и корабля «Союз-10» тоже возникла проблема из-за жесткой и фиксированной последовательности действий. В процессе стыковки специальный штырь в передней части корабля выдвигается и входит в конус на станции, как вилка в розетку. Затем защелкивается захват штыря, чтобы создать единую связку. Далее специальный механизм по направляющей на штанге стягивает и прижимает обода стыковочных узлов плотно друг к другу. На них есть контакты для электрического соединения и прочные замки для механической фиксации. В случае «Союза-10» весь процесс дошел до стягивания. Вероятно, во время этого процесса включились боковые двигатели системы ориентации, которые согласно логике программы продолжали работать даже после связывания. Это была первая ошибка. Резкое ускорение привело к движению корабля в сторону. Так как штырь был уже закреплен, то он не давал кораблю сдвинуться. Поскольку полной фиксации не было, «Союз-10» все же начал раскачиваться на штыре. От этого металл штанги погнулся и теперь не давал плотно соединиться и закрепиться. Что же, раз стыковка не прошла, программа не выполнена и надо возвращать космонавтов на Землю. Вот только освободить корабль из «пасти» станции оказалось не так просто. Команда на отсоединение запускала механизм, который представлял собой обратный порядок действий, то есть сначала разделялись механические замки, затем электрические контакты и так далее. В случае «Союза-10» они и так соединены не были. Начать расстыковку с середины процесса было невозможно ни с помощью автоматики, ни вручную. Можно было отделить часть стыковочного узла «Союза» и таким образом освободиться, но в таком случае стыковочный узел «Салюта» больше использовать было нельзя, так как в нем остались бы части корабля. Космонавтам В. А. Шаталову, А. В. Елисееву и Н. Н. Рукавишникову были даны инструкции, как закоротить схему, чтобы раскрылся замок. Также с Земли давали радиокоманды на борт станции, чтобы она «отпустила» корабль. Что именно из этого помогло, неясно, но расстыковка все-таки произошла. По результатам полета инженеры сделали несколько исправлений: двигатели теперь отключались после начала стягивания, вручную можно было отдельно провести все операции по стыковке, и, наконец, основание штыря усилили, чтобы он мог выдерживать большие нагрузки.
Пожалуй, самой страшной катастрофой стала ошибка в работе программного токораспределителя. Этот прибор является основой автономной системы управления ракетой. Он представляет собой вал с кулачками, которые при вращении замыкают различные управляющие электрические цепи механизмов и агрегатов ракеты. По сути, этот механизм очень похож на часовой. Крутятся шестеренки, которые в определенный момент замыкают контакт, заставляя ту или иную систему включиться или выключиться.
 
На космодроме Байконур 24 октября 1960 года начались предстартовые операции во время испытаний баллистической ракеты Р-16. Руководители боевого расчета дали команду на запуск системы. Друг за другом начали происходить операции, последней из которых было включение двигателей. В данном случае использовался программный токораспределитель (ПТР) А-120. Но в нем имелись некоторые дефекты, поэтому часто происходили короткие замыкания. Плотность проводов в приборе была очень большой, и если внутрь что-то попадало, пусть даже просто пыль или пары воды, то система ложно срабатывала. Так и произошло в тот злополучный день. Баллистическую ракету вывезли на стартовую площадку и заправили топливом. В определенный момент, когда сработал пиропатрон для подачи окислителя, инженеры заметили срабатывание других пиропатронов, которые открывали доступ топлива в газогенератор другого двигателя. Оказалось, что от взрыва и воздействия едкого окислителя токораспределитель оплавился.
Программный токораспределитель
На проводах частично отделилась изоляция, и они стали задевать друг друга, несвоевременно замыкая цепи и запуская команды. Прибор требовал замены.
Чтобы уложиться в сроки, руководство решило не снимать токораспределитель, а отложить старт и сбросить систему на начало работы, а неверные команды выполнить вручную. Сливать топливо и отключать электропитание не стали.
Как и часы, токораспределитель не мог идти назад, поэтому, чтобы установить его параметры на начало, инженерам требовалось прогнать прибор по всему циклу заложенных в него последовательных команд. Так как электрические цепи работали, когда токораспределитель дал команду на включение двигателя второй ступени, он включился, как и было положено. Пламя от него прожгло бак с топливом первой ступени, и начался сильнейший пожар. Самовоспламеняющееся топливо, растекаясь от ракеты с большой скоростью, мгновенно начинало гореть. В это время на стартовой площадке было около 120 человек, и далеко не всем удалось скрыться от адского пламени. Среди погибших был главный маршал артиллерии Митрофан Иванович Неделин, присутствовавший на старте, поэтому этот трагический случай иногда называют «неделинской катастрофой».
После этого была проведена огромная работа над ошибками. В первую очередь руководители космических запусков запретили работать на заправленной ракете. Топливо должно быть слито. Токораспределитель доработали, а также были усовершенствованы системы отключения питания при коротких замыканиях (проще говоря, предохранители).
Тем не менее это не давало гарантий того, что не возникнут новые ошибки. 11 февраля 1985 года на долговременной орбитальной станции «Салют-7» произошел скачок напряжения первого комплекта передатчика системы дальней радиосвязи. Он был автоматически отключен от питания. По сути, механизм похож на выбивание пробки в электрическом щитке. В дело вступил второй (резервный) комплект. На стации в это время космонавтов не было, но полет продолжился. На Земле в Центре управления полетами специалисты заметили отказ, но дело было в конце рабочей смены, поэтому предпринимать ничего не стали, а только передали информацию заступившим на службу коллегам. Те, в свою очередь, вместо того чтобы разобраться, в чем дело, решили включить основной комплект. Это было нарушением инструкции, согласно которой на это сначала должен был дать добро специалист по токовой защите – космический электрик.
Логика операторов ЦУПа была проста: если проблема несерьезная, то передатчик запустится и продолжит работу; если же проблема не решалась сама собой, то «пробки» сработают еще раз. Это решение привело к катастрофическим последствиям. Сразу возникло короткое замыкание, но бортовая автоматика повторно не отключила неисправный передатчик. Из-за резкого возрастания тока потребления начали перегорать соседние системы. Это было похоже на то, что происходит, когда дома одновременно работают утюг, микроволновка, чайник, компьютер, телевизор, вентилятор, телефон и еще с десяток приборов. Первой закоротило систему связи. Ток свыше 100 ампер не только выводил из строя приборы, но и быстро разрядил аккумуляторы. Без энергии оказались резервные передатчики всех систем связи и, вероятно, целый ряд систем жизнеобеспечения. Правда, что конкретно вышло из строя, узнать было нельзя.