Истории
Смерть в небе
28 января 1986 года, почти сразу после запуска, в небе над Флоридой взорвался космический корабль многоразового использования «Челленджер». Произошло это во время его десятого полёта и двадцать пятого по счёту полёта кораблей типа «Спейс Шаттл». Они считались самыми надёжными за всю историю американской космонавтики, а по уровню обеспечения безопасности для экипажей их сравнивали с гражданскими авиалайнерами. Однако техника зачастую перестаёт нормально работать там, где вступает в действие человеческий фактор.
Новые корабли
В сентябре 1969 года, менее чем через два месяца после того, как все американцы праздновали успешную высадку астронавтов экипажа корабля «Аполлон-11» (Apollo 11) на Луну, предварительные итоги своей работы подвела Космическая целевая группа во главе с вице-президентом США Спиро Агню, которая должна была определить пути развития внеземной экспансии на десятилетия вперёд. Под влиянием воодушевления, вызванного триумфальной исторической высадкой, группа высказалась за расширение присутствия в космосе путём создания большой орбитальной станции, обслуживаемой кораблями многоразового использования («челноками»), с подготовкой экспедиции на Марс.
Однако президент Ричард Никсон имел своё мнение на этот счёт. В связи с войной во Вьетнаме и нарастающими кризисными явлениями в экономике он видел необходимость в снижении государственных расходов, не связанных с решением текущих политических задач. В марте 1970 года Никсон писал в ответ на доклад целевой группы:
«Мы должны работать над существенным сокращением расходов на космические операции. Наши современные ракетные технологии некоторое время могут обеспечить нас надёжными методами запуска. Однако, строя более долгосрочное будущее, нам следует разработать менее дорогостоящие и менее сложные способы отправки полезной нагрузки в космос. Это умение — применимое для решения широкого спектра научных, оборонных и коммерческих задач — поможет нам существенно сэкономить на всех аспектах нашей космической программы».
В результате долгих обсуждений администрация Никсона отказалась от проекта большой станции, и строительство многоразового «челнока» потеряло смысл. Перед Национальным управлением по аэронавтике и космосу (National Aeronautics and Space Administration, NASA), желавшим сохранить влияние и финансирование, встала задача найти «спонсора», который осознавал бы выгоды эксплуатации многоразового корабля. В конце концов, к проекту присоединились Военно-воздушные силы США, но при этом NASA теряло возможность выбора условий, при которых станет возможна его реализация.
Варианты многоразовой транспортной ракетно-космической системы Space Shuttle на стадии подготовки предложений в сравнении с «лунной» ракетой-носителем Saturn V (слева); 1970 год. NASA 5-70-3223-5
Соглашение о сотрудничестве с ВВС было подписано в январе 1971 года, а летом администратор NASA Джеймс Флетчер сумел обосновать необходимость создания «челнока» Каспару Уайнбергеру, главе Бюджетно-административного управления и будущему министру обороны. Хотя последнему дали прозвище Кэп-нож (Cap the Knife) за жёсткость решений по урезанию бюджетных расходов, он с большим интересом отнёсся к проекту. Уайнбергер подготовил для президента записку, в которой представил финансирование «челнока» как инвестицию в будущее США, как вклад в дело, которое вдохновит американцев и поэтому имеет высокую ценность само по себе. Он выразил мнение, что «народ должен быть в состоянии позволить себе что-то ещё, помимо программы повышения благосостояния и восстановления наших городов». Он полагал, что «челнок» является одним из перспективных начинаний, «дающих возможность добиться значимых побочных результатов, применимых на благо гражданской экономики, в то же время обеспечить занятостью в рамках проектов, позволяющих нам больше узнать о космосе, множество ценных учёных и инженеров, которым трудно найти работу в других сферах деятельности». Уайнбергер высказывал опасение, что отказ от программы полномасштабного развития космонавтики обесценит все достижения предшествующего периода — научные, политические и психологические:
«Последние полёты «Аполлонов» были очень успешными со всех точек зрения. Ещё важнее то, что они дали американскому народу так необходимый ему душевный подъём (а другим народам мира — не менее нужное им доказательство превосходства Америки). Если сейчас или в недалёком будущем объявить, что полёты «Аполлонов» 16 и 17 отменяются (а нам придётся это сделать очень скоро, если мы действительно хотим добиться какой-то реальной экономии), последствия будут негативные, ведь триумф «Аполлона-15» был ещё так недавно. В каком-то смысле это станет подтверждением точки зрения, которая, боюсь, всё больше укореняется и здесь, и за рубежом, что наши лучшие годы уже позади, что мы замыкаемся в себе, уменьшаем ассигнования на оборону и добровольно отказываемся от статуса сверхдержавы и стремления сохранять превосходство в мире».
Никсон ознакомился с запиской и поставил на ней резолюцию: «Я согласен с Кэпом». Проект транспортной космической системы многоразового использования, позднее получившей известность как «Спейс Шаттл» (Space Shuttle), был утверждён в январе 1972 года, после чего наконец-то началась реальная работа по определению облика орбитального корабля и носителя к нему.
На изготовление первого корабля, названного «Колумбия» (Columbia, OV-102), ушло семь лет. В марте 1979 года специальным самолётом Boeing 747SCA (Shuttle Carrier Aircraft) он был доставлен в Космический центр имени Кеннеди на острове Мерритт у мыса Канаверал. Незадолго до этого NASA выдало заказ на строительство ещё трёх кораблей: «Дискавери» (Discovery, OV-103), «Атлантис» (Atlantis, OV-104) и «Челленджер» (Challenger, OV-099). Последний из них, получивший имя в память о парусно-паровом корвете, на котором с декабря 1872 по май 1876 года команда под предводительством капитана Джорджа Нэрса провела первую океанографическую экспедицию, отличался от других тем, что с целью экономии его изготовили не с «нуля», а доведя до лётного образца машину STA-099 (Structural Test Article), построенную для статических испытаний конструкции. Они начались в феврале 1978 года на полигоне корпорации «Локхид» (Lockheed Corporation) в Палмдейле (Лос-Анджелес, Калифорния), а в полноценный корабль «Челленджер» превратили к июлю 1982 года — в то время в космос уже четыре раза слетала «Колумбия».
Образец для статических испытаний STA-099, позднее переделанный в космический корабль «Челленджер» (Challenger, OV-099). Rockwell International
Транспортировка космического корабля «Челленджер» (Challenger, OV-099) в Космический центр имени Кеннеди; 4 июля 1982 года. NASA EC82-21135
spaceflight.nasa.gov
Миссии «Челленджера»
Космический корабль «Челленджер» отличался не только историей изготовления. Он был легче «Колумбии» на 1128 кг. Установленные на нём двигатели были сертифицированы на уровень тяги 104% от номинала, а твердотопливные стартовые ускорители имели облегчённые корпуса; использовался и обновлённый внешний бак. Индикация в системе управления шаттлов была сделана на электромеханических приборах с тремя катодно-лучевыми трубками на передней панели, но на «Челленджере» к ней добавили два индикатора, проецирующие посадочные данные на лобовое стекло. Всё это делало корабль более грузоподъёмным и совершенным по сравнению с тремя другими шаттлами.
Запуск «Челленджера» был назначен на 24 января 1983 года, но несколько раз переносился из-за различных технических проблем. Старт в рамках миссии STS-6 (от Space Transportation System) состоялся 4 апреля. Экипаж из четырёх человек, проведя пять суток в космосе, успешно выполнил задание, отправив в полёт ретрансляционный спутник TDRS-A (Tracking and Data Relay Satellite) с разгонным блоком и проведя серию научных экспериментов. Блок IUS (Inertial Upper Stage) отработал со сбоем, и спутник вместо геостационара вышел на нерасчётную орбиту, где его нельзя было использовать. Однако позднее специалисты, управляя двигателями ориентации, сумели серией манёвров «вытащить» его куда нужно.
Первый запуск космического корабля «Челленджер» (миссия STS-6); 4 апреля 1983 года. DF-SC-84-01865
defenseimagery.mil
Поднятие ретрансляционного спутника TDRS-A на стартовый угол в грузовом отсеке корабля «Челленджер»; 5 апреля 1983 года. NASA S06-21-024
science.ksc.nasa.gov
Миссия STS-7 началась ранним утром 18 июня. Главной её «изюминкой» было присутствие в экипаже «Челленджера» из пяти человек женщины — Салли Райд. Ей выпала честь стать третьей женщиной (после Валентины Терешковой и Светланы Савицкой) и первой американкой в космосе. Разумеется, в тот же день президент Рональд Рейган выступил с обращением к народу, заявив, что полёт Райд «является ещё одним примером огромных достижений женщин в нашей стране». Терешкова прислала поздравительную телеграмму.
Через девять с половиной часов после старта по команде Рейд от «Челленджера» был отделён канадский спутник связи Anik C2 (Telesat-F), который затем успешно вышел на геостационар. На следующий день с борта запустили спутник связи Palapa B1, принадлежавший Индонезии; ещё через три дня — аппарат SPAS-01, созданный западногерманскими учёными. Последнему дали «поплавать» рядом с кораблём, потом вернули в грузовой отсек с помощью манипулятора, снова запустили, снова вернули — таким образом, отрабатывались этапы операции орбитального ремонта. 24 июня «Челленджер» вернулся на Землю.
Второй запуск космического корабля «Челленджер» (миссия STS-7); 18 июня 1983 года. NASA S83-35702
spaceflight.nasa.gov
Первая женщина-астронавт Салли Райд на борту корабля «Челленджер»; 21 июня 1983 года. NASA STS007-14-629
spaceflight.nasa.gov
Выведение канадского спутника связи Anik C2 (Telesat-F) из грузового отсека корабля «Челленджер»; 18 июня 1983 года. NASA S07-18-770
images.nasa.gov
Третий полёт, обозначенный как STS-8, едва не закончился катастрофой. В ночь с 29 на 30 августа «Челленджер» с экипажем из пяти человек вышел на орбиту, а через шесть суток благополучно приземлился. Однако через несколько недель после завершения миссии, когда специалисты обследовали твердотопливные стартовые ускорители, выловленные в океане, выяснилось, что внутренняя теплозащита сопла одного из них прогорела почти насквозь. Если бы ускорителю пришлось работать не 125 секунд, а на 14 секунд больше, то произошло бы его разрушение с последующим распространением огня по внешнему топливному баку шаттла. К счастью, тогда всё обошлось, но это был первый тревожный «звоночек», который в NASA не услышали.
Особенностью новой экспедиции было участие подполковника ВВС США Гийона Блуфорда — первого афроамериканца из числа летавших астронавтов. Соединённые Штаты в очередной раз публично продемонстрировали, что отказываются от дискриминационной политики по отношению к части своих граждан. Кстати говоря, Советский Союз и тут опередил США: первым чернокожим в космосе стал кубинец Арнальдо Тамайо Мендес, слетавший осенью 1980 года на станцию «Салют-6».
Изначально в ходе миссии планировалось запустить с «Челленджера» два спутника: свой TDRS-B и индийский многофункциональный аппарат Insat-1B. Однако подготовка ретранслятора задерживалась, поэтому на его место поставили груз PFTA (Payload Flight Test Article) и добавили всякую мелочь наподобие восьми контейнеров с 260 тысячами маркированных конвертов, которые после полёта планировалось продавать по 15,35 доллара за штуку.
Утром 31 августа с борта был запущен Insat-1B, который уверенно ушёл на геостационар. На следующий день астронавты испытали бортовой манипулятор с грузом PFTA массой 3384 кг в форме «гантели» с четырьмя такелажным узлами: его «таскали» от кабины до хвоста, вводили возмущения от двигателей — всё это не оказало заметного влияния на работоспособность системы. 5 сентября «Челленджер» приземлился.
Третий запуск космического корабля «Челленджер» (миссия STS-8); 30 августа 1983 года. NASA S83-39512
spaceflight.nasa.gov
Первый афроамериканец в космосе — Гийон Блуфорд на борту корабля «Челленджер»; 30 августа 1983 года. NASA STS008-13-0361
spaceflight.nasa.gov
Испытание бортового манипулятора корабля «Челленджер» специальным грузом PFTA. NASA STS008-35-1239
spaceflight.nasa.gov
21 сентября NASA объявило, что в дальнейшем порядковые номера миссий шаттлов будут состоять из двух цифр и буквы. Первая цифра соответствует последней цифре номера финансового года; вторая обозначает место старта (1 — мыс Канаверал, 2 — военно-воздушная база Ванденберг в округе Санта-Барбара штата Калифорния); буква соответствует номеру полёта в данном году. Таким образом, вторая миссия, получившая финансирование в 1984 году, была обозначена 41-B, хотя во внутренних документах продолжала фигурировать как STS-11.
В рамках этой миссии «Челленджер» стартовал 3 февраля 1984 года. На борту находились пять астронавтов и два спутника связи: американский Westar 6 и индонезийский Palapa B2 со своими разгонными блоками для выхода на геостационар. Увы, из-за технических сбоев в этих блоках оба аппарата оказались на нештатных орбитах, где эксплуатация была невозможна. Не удался и эксперимент с надувной мишенью IRT (Integrated Rendezvous Target): оборвались два шнура, благодаря которым контейнер с ней должен был раскрыться, — оболочка начала наполняться газом внутри него, разорвала контейнер и лопнула сама. Миссию можно было бы считать полностью проваленной, если бы астронавты Брюс Маккэндлесс и Роберт Стюарт не испытали в открытом космосе установку для автономного перемещения MMU (Manned Maneuvering Unit), зафиксировав тем самым исторический приоритет. Сначала её опробовал Маккэндлесс, полетав внутри грузового отсека, а затем отдалившись от корабля на 97,5 м. За ним те же операции повторил Стюарт. Приземление «Челленджера» состоялось 11 февраля — впервые на специальной бетонной посадочной полосе, проложенной на мысе Канаверал (до того шаттлы возвращались через авиабазу Эдвардс).
Четвёртый запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 41-В, STS-11); 3 февраля 1984 года. NASA KSC-84PC-0061
images.ksc.nasa.gov
Выведение индонезийского спутника связи Palapa B2 из грузового отсека корабля «Челленджер»; 6 февраля 1984 года. NASA S84-27029
nix.larc.nasa.gov
Астронавт Брюс Маккэндлесс в свободном полёте на максимальном удалении от шаттла «Челленджер»; 7 февраля 1984 года. NASA S84-27031
dayton.hq.nasa.gov
Предыдущие полёты «Челленджера» были, кроме прочего, подготовкой к ответственной миссии, получившей обозначение 41-C (STS-13). NASA требовалось показать, что новые корабли будут использовать в том числе для ремонта дорогостоящих спутников. В качестве объекта выбрали солнечную обсерваторию SMMS (Solar Maximum Mission Satellite, SolarMax), которую проектировали с учётом возможности орбитального ремонта: она была выведена в космос 14 февраля 1980 года, но уже 23 ноября, как будто специально, отказал блок системы ориентации; кроме того, поломался коронограф-поляриметр.
Очередной запуск «Челленджера» с пятью астронавтами на борту состоялся 6 апреля 1984 года. На следующий день они перешли на более высокую орбиту и с помощью манипулятора отправили в свободный полёт спутник LDEF (Long Duration Exposure Facility) с технологическими и биологическими материалами для проведения пятидесяти семи экспериментов, подготовленных учёными из разных стран мира, — через год его должен был забрать с орбиты другой экипаж (в результате спутник летал почти шесть лет).
8 апреля, совершив необходимые манёвры, «Челленджер» приблизился к SMMS на расстояние 60 м, и сразу же астронавты Джордж Нельсон и Джеймс ван Хофтен вышли в открытый космос. Нельсон, сидя в установке MMU, подлетел к спутнику и попытался пристыковаться. Нужно было остановить вращение космического аппарата и отбуксировать его в зону досягаемости бортового манипулятора. Однако три попытки оказались безуспешными, а SMMS после них начал вращаться по всем трём осям. Стараясь спасти положение, командир Роберт Криппен приказал Нельсону схватить спутник руками за одну из солнечных батарей и остановить вращение двигателями MMU. Тот проделал всё в точности, но двигателям не хватило мощности. Когда давление сжатого азота в баллонах MMU упало вдвое, Нельсону пришлось бросить спутник и возвращаться к шаттлу.
Специалисты на Земле, подавая команды на SMMS, сумели немного замедлить вращение, и 10 апреля специалист полёта Терри Харт манипулятором с первой попытки ухватил спутник и поместил его в специальную «люльку», установленную в грузовом отсеке. Президент Рейган, следивший за приключениями в космосе, лично поздравил экипаж «Челленджера» с победой. На следующий день Нельсон и ван Хофтен вышли в грузовой отсек и занялись ремонтом. За четыре часа они заменили блоки электроники в системе ориентации и коронографе-поляриметре. Проверки SMMS показали, что исторически первый ремонт спутника на орбите завершён успешно, и 12 апреля Харт отпустил «укрощённый» аппарат в свободный полёт. Пробыв в космосе почти полные семь суток, «Челленджер» вернулся домой.
Пятый запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 41-С, STS-13); 6 апреля 1984 года. NASA EL-1994-00475
lisar.larc.nasa.gov
Астронавт Джордж Нельсон пытается захватить вращающийся спутник SMMS; 8 апреля 1984 года. NASA MSFC-8442841
nix2.larc.nasa.gov
Астронавты Джордж Нельсон (справа) и Джеймс ван Хофтен ремонтируют спутник SMMS в грузовом отсеке корабля «Челленджер»; 11 апреля 1984 года. NASA
nara.getarchive.net
На пути к роковому полёту
Полёты новых кораблей стали рутинными, и избалованная «зрелищами» американская публика быстро потеряла к ним интерес. Почти совсем пропал тот «душевный подъём», о котором столь эмоционально писал Уайнбергер, когда уговаривал Никсона поддержать перспективный проект.
Президент Рейган видел, что энтузиазм населения по отношению к космонавтике падает, и 27 августа 1984 года, выступая на церемонии чествования победителей в Программе школьного признания (School Recognition Program, SRP), нацеленной на поощрение ответственной работы учителей, сказал:
«Образование и технологии позволят всем нам в полной мере прикоснуться к чудесам и благам американского образа жизни.
Одной из областей, где эти чудеса и преимущества наиболее очевидны, является космос. Перед нашей программой «Спейс Шаттл» давно поставлена цель — когда-нибудь доставить в космическое пространство гражданских пассажиров. До сих пор мы не решили, кто будет первым таким пассажиром. Но сегодня я поручаю NASA начать поиск во всех наших начальных и средних школах, чтобы выбрать в качестве первого гражданского пассажира в истории нашей космической программы одного из лучших американских учителей.
Так вот, я сообщаю вам, что в этом будет определённый волюнтаризм. Но когда этот шаттл взлетит, вся Америка вспомнит о той решающей роли, которую учителя и образование играют в жизни нашей страны. Я не могу придумать лучшего урока для наших детей и нашей страны…»
Заявление президента было встречено с восторгом. На конкурс поступило 10 690 заявлений. Поэтому сначала отобрали двух претендентов от каждого штата и по одному от территориальных владений США. 1 июля 1985 года из 114 учителей выбрали 10 финалистов, а 19 июля вице-президент Джордж Буш-старший представил стране двух победителей. Право на полёт в корабле «Челленджер» получила Криста Маколифф, преподавательница английского языка, истории, экономики и права из штата Нью-Хэмпшир; её дублёром стала Барбара Морган из штата Айдахо. В космосе Маколифф предстояло снять несколько учебных сюжетов и провести два урока: один о быте и научных исследованиях на шаттле, второй — под названием «Где мы были, куда мы идём и зачем?» о проблематике освоения внеземного пространства.
Криста Маколифф (слева) и её дублёр Барбара Морган — учителя, отобранные для полёта в космос на корабле «Челленджер»; декабрь 1985 года. NASA S85-46205
spaceflight.nasa.gov
Тем временем шаттлы продолжали регулярно отправляться в космос. «Челленджер» совершил ещё четыре полёта. С 5 по 13 октября 1984 года состоялась миссия 41-G (STS-17), в ходе которой экипаж из пяти мужчин и двух женщин (впервые такой большой экипаж в истории программы) запустил спутник ERBS (Earth Radiation Budget Satellite) для измерения солнечной энергии, поглощаемой атмосферой, и теплового излучения Земли, а также испытал радиолокатор SIR-B (Shuttle Imaging Radar).
Давно ходят слухи, будто бы 10 октября «Челленджер» сопровождался лазерным лучом с советского комплекса «Терра-3», построенного на полигоне Сары-Шаган (Казахстан), в режиме обнаружения с минимальной мощностью излучения. Рассказывают, что во время прохождения над полигоном на шаттле были зафиксированы нарушения в работе бортовой аппаратуры, а астронавты даже почувствовали недомогание! Впрочем, эта информация до сих пор не подтверждена.
Седьмой полёт «Челленджера» в исполнение миссии 51-B (STS-24) проходил с 29 апреля по 6 мая 1985 года. В грузовом отсеке находилась научная лаборатория «Спейслэб-3» (Spacelab 3) общей массой 12 т, предназначенная для проведения пятнадцати экспериментов в области материаловедения, исследования атмосферы Земли, астрофизики и биомедицины. Кроме того, с борта корабля на орбиту был выведен миниатюрный спутник NUSAT (Northern Utah Satellite), созданный для калибровки наземных радиолокаторов Федеральной авиаслужбы США, и GLOMR (Global Low Orbiting Message Relay), способный собирать информацию с дрейфующих «океанографических» датчиков в интересах Министерства обороны. Последний не сумел выйти из контейнера и был возвращён на Землю.
Шестой запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 41-G, STS-17); 5 октября 1984 года. NASA 41G-90089
science.ksc.nasa.gov
Седьмой запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 51-B, STS-24); 29 апреля 1985 года. NASA
science.ksc.nasa.gov
Миссия 51-F (STS-26) проходила с 29 июля по 6 августа. Как и в прошлый раз, основная часть работы астронавтов была связана с научной лабораторией «Спейслэб-2» (Spacelab 2). Первая попытка старта, назначенная на 12 июля, сорвалась из-за аварийного отключения трёх маршевых двигателей шаттла за три секунды до зажигания твердотопливных ускорителей. При подготовке второй попытки обнаружились неисправность одного из трёх бортовых компьютеров в составе «Спейслэба» и отказ гироскопа в системе управления левого ускорителя. Несмотря на явные проблемы, было решено лететь, поскольку отмена старта означала перенос миссии на несколько месяцев.
Во время выведения на орбиту последовательно вышли из строя оба датчика температуры на турбонасосном агрегате водорода двигателя №1. На 343-й секунде показание первого из них дошло до критической отметки, и по команде бортового компьютера двигатель был отключен, хотя оставался исправным. Поскольку «Челленджер» оказался на нештатной орбите, программу миссии пересмотрели. Всего астронавты должны были провести двенадцать экспериментов по астрономии, физике Солнца и земной атмосферы, биологии и медицине. Работая в мобилизационном режиме, экипаж сумел выполнить 85% от запланированного.
В свой девятый полёт «Челленджер» отправился 30 октября. Миссия 61-A (STS-30) отличалась, прежде всего, тем, что в ней участвовали восемь астронавтов, причём двое из них были гражданами ФРГ, а один — Нидерландов. В грузовом отсеке находилась лаборатория «Спейслэб-D1» (Spacelab D-1 от Deutschland-1). В программу входило семьдесят шесть экспериментов в области физики жидкости, космической технологии, биологии, медицины и навигации. Был также запущен спутник GLOMR (который не смогли вывести во время миссии 51-B), что вызвало оппозиционные протесты в Германии, поскольку считалось, что он послужит для обнаружения вражеских подлодок. В целом полёт прошёл отлично и завершился 6 ноября, что открывало возможность наконец-то реализовать миссию 51-L.
Восьмой запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 51-F, STS-26); 29 июля 1985 года. NASA S85-37269
images.jsc.nasa.gov
Девятый запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 61-A, STS-30); 30 октября 1985 года. NASA
science.ksc.nasa.gov
Критический фактор
Экипаж для десятого полёта корабля «Челленджер» начал формироваться за год до старта. Командир Фрэнсис Скоби ранее летал на экспериментальных аппаратах X-24B, был членом экипажа поддержки STS-1 корабля «Колумбия», а потом пилотом 41-C. Новичок Майкл Смит управлял самолётом сопровождения во время приземления при осуществлении STS-5. Специалисты полёта Эллисон Онидзука, Джудит Резник и Рональд Макнейр были астронавтами набора 1978 года и все по разу слетали в космос. Инженер Грегори Джарвис должен был проводить опыты по динамике топлива на специальной установке FDE (Fluid Dynamics Experiment). Седьмым членом экипажа стала учительница Криста Маколифф.
Полёт «Челленджера» планировался на шесть суток. При этом стартовая масса корабля была рекордной — 122 т. Помимо повседневной деятельности, экипажу предстояло запустить ретранслятор TDRS-B и научный аппарат SPARTAN-203 (Shuttle Pointed Autonomous Research Tool for Astronomy) для наблюдения кометы Галлея, который по истечении двух суток автономной работы нужно было забрать, чтобы вернуть на Землю.
Астронавты миссии 51-L (STS-33), слева направо: сидят Майкл Смит, Фрэнсис Скоби, Рональд Макнейр; стоят Эллисон Онидзука, Криста Маколифф, Грегори Джарвис и Джудит Резник; ноябрь 1985 года. NASA S85-44253
spaceflight.nasa.gov
Утром 27 января 1986 года серебристый микроавтобус с экипажем миссии 51-L (STS-33) выехал от гостиницы астронавтов к стартовому комплексу. Кстати говоря, впервые с 1975 года американский пилотируемый корабль должен был взлететь с комплекса 39B: предыдущие двадцать четыре миссии шаттлов начинались на комплексе 39A — оба эти сооружения достались в наследство от программы «Сатурн-Аполлон» (Saturn-Apollo) и были переоборудованы по очереди.
Экипаж занял свои места в «Челленджере», но входной люк не удавалось закрыть из-за сломанной ручки, а пока её ремонтировали, поднялся сильный ветер. Запуск отложили на сутки — наверное, зря. Вечером температура в тропической Флориде упала до −6 °C. Наблюдая происходящее, представители фирмы «Мортон Тайокол» (Morton-Thiokol Inc., MTI), которая создавала твердотопливные ускорители для шаттла, отказались поставить подпись под документом, разрешающим запуск корабля. Согласно выработанным нормативам, при температуре ниже +11,7 °C нельзя было стартовать: с начала 1984 года в девяти полётах были отмечены случаи повреждения кольцевых уплотнений в стыках между секциями ускорителей. При падении внешней температуры свойства уплотнений меняются, и появляется опасность прогара. Наиболее серьёзные повреждения в них были выявлены после завершения миссии 51-C (STS-20) корабля «Дискавери», которая начиналась холодным днём 24 января 1985 года.
Ледяные сосульки, образовавшиеся на стартовом комплексе 39B после морозной ночи с 27 на 28 января 1986 года. NASA 51L-10147
spaceflight.nasa.gov
Однако представители Центра космических полётов имени Маршалла (Marshall Space Flight Center, MSFC), который среди прочего возглавлял работы по ускорителям, оказали прямое давление на руководство «Мортон Тайокол», утверждая, что повреждения уплотнений не будут существенно больше, чем в предыдущих случаях. При этом в Группу управления полётом в Хьюстоне о разногласиях сообщать не стали, ведь задержка могла привести к сдвигу графиков всех миссий, а 15 мая «Челленджер» должен был стартовать в одиннадцатый раз с межпланетной станцией «Улисс» (Ulysses), предназначенной для наблюдений Солнца вне плоскости эклиптики.
28 января астронавты во второй раз заняли места в кабине «Челленджера». Поутру все конструкции стартового комплекса были покрыты ледяной коркой и сосульками. Падая, они могли повредить обшивку корабля, поэтому запуск отложили ещё на два часа — ждали, пока лёд растает.
В 11:38 по местному времени «Челленджер» оторвался от стартового комплекса. Через замёрзшие уплотнения на стыке хвостовой и второй секций правого ускорителя сразу повалил серый дым. Затем щель закрылась и почти минуту не проявляла себя. Корабль прошёл зону дросселирования маршевых двигателей, и Хьюстон сообщил: «“Челленджер”, начинаем подъём тяги». Фрэнсис Скоби ответил: «Принято, подъём тяги». То были его последние слова.
Десятый запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 51-L, STS-33); 28 января 1986 года. NASA 51L-S-155
spaceflight.nasa.gov
На 59-й секунде полёта, в районе очень сильных высотных ветров и в момент максимального скоростного напора, из стыка начало бить пламя. К несчастью, факел оказался направлен в сторону стенки внешнего топливного бака. На 65-й секунде огонь прожёг резервуар с водородом. На 73-й секунде, когда высота составляла 14 км, оторвалось нижнее крепление правого ускорителя — повернувшись относительно верхнего крепления, многотонная махина снесла правое крыло «Челленджера» и пробила кислородный резервуар. Началось взрывоподобное горение водорода в кислороде, которое снизу выглядело как растущий белый шар.
Связь с «Челленджером» прервалась. На остатках тяги двигателей корабль вышел из зоны горения, но асимметрия была так велика, что в течение нескольких секунд он развалился на части в потоке набегающего воздуха.
Через 25 секунд после начала катастрофы кабина с семью астронавтами поднялась на высоту 20 км и в течение ещё 140 секунд падала в океан. Именно удар о воду со скоростью 93 м/с убил астронавтов — само разрушение «Челленджера» не сопровождалось значительными перегрузками.
Взрыв космического корабля «Челленджер» на активном участке выведения; 28 января 1986 года. NASA S86-38989
spaceflight.nasa.gov
Разлёт частей космического корабля «Челленджер» после взрыва на активном участке выведения; 28 января 1986 года. NASA 51L-10178
spaceflight.nasa.gov
Разлёт частей космического корабля «Челленджер» после взрыва на активном участке выведения; 28 января 1986 года. NASA 51L-10180
spaceflight.nasa.gov
Горький урок
Аварийно-спасательные работы на месте катастрофы «Челленджера» продолжались несколько недель. 6 февраля к расследованию приступила специальная президентская комиссия во главе с бывшим госсекретарем Уолтером Роджерсом. В неё согласились войти лётчик-испытатель Чарльз Йегер, первым преодолевший звуковой «барьер», астронавт Нейл Армстронг, первым ступивший на поверхность Луны, и Салли Райд, ставшая первой американкой в космосе благодаря полёту на «Челленджере».
То, что произошёл прогар стыка секций ускорителей, стало ясно сразу после детального просмотра плёнок стартовых кинокамер. Физическую причину — потерю эластичности фторуглеродного материала уплотнительных колец из-за охлаждения ниже допустимых пределов — определил член комиссии, знаменитый учёный и нобелевский лауреат Ричард Фейнман. Конструкция стыка была признана неудовлетворительной и требующей коренной переделки.
Уплотнительные кольца стыка секций правого твердотопливного ускорителя космического корабля «Челленджер»; фото сделано до катастрофы. NASA 51L-10164
spaceflight.nasa.gov
Однако немаловажную роль сыграл в катастрофе и «человеческий фактор». Выяснилось, что ещё в июне 1985 года инженер Роджер Бойсджоли из «Мортон Тайокол» подготовил служебную записку, в которой требовал остановить полёты шаттлов и доработать конструкцию ускорителей. Однако к его словам не только не прислушались, но и допустили «Челленджер» к старту в условиях, которые выходили за технические нормативы, определённые фирмой-разработчиком. И всё ради соблюдения плана, который, как установила комиссия, давался NASA с величайшим напряжением сил и всё равно был бы сорван.
Мир очень болезненно отреагировал на катастрофу шаттла и смерть астронавтов. В адрес Соединённых Штатов, родственников и друзей погибших посыпались соболезнования. Одним из первых, кто позвонил Рональду Рейгану со словами скорби, был советский лидер Михаил Сергеевич Горбачёв.
Впрочем, в самом СССР довольно своеобразно комментировали произошедшее. Выражая печаль и сочувствие, корреспонденты не забывали увязывать программу «Спейс Шаттл» с развитием Стратегической оборонной инициативы (СОИ) и прямо возлагали ответственность за гибель астронавтов на Пентагон, который якобы поторапливал NASA, мечтая поскорее воплотить в жизнь зловещие планы «звёздных войн». Научно-популярные журналы, периодически публиковавшие материалы о космонавтике, по непонятной причине вообще проигнорировали катастрофу. 25 февраля открылся XXVII съезд Коммунистической партии, а 28 февраля убили шведского премьер-министра Улофа Пальме, и эти новости сразу и надолго вытеснили информацию о расследовании гибели «Челленджера» с полос советских газет.
Статья Г. Васильева и В. Гана «После трагедии. Америка переживает гибель “Чэлленджера”», опубликованная в газете «Правда» 30 января 1986 года
Статья Г. Васильева «Раздумья после катастрофы», опубликованная в газете «Правда» 1 февраля 1986 года
Статья «Под тенью катастрофы», опубликованная в газете «Правда» 4 февраля 1986 года
Стихотворение Н. Доризо «Гибель “Чэлленджера”», опубликованное в журнале «Огонёк» (1986, №9)
15 августа по итогам расследования администрация Рейгана опубликовала новую политику США касательно пилотируемых космических полётов. Словно подтверждая худшие опасения советских пропагандистов, было принято решение использовать шаттлы для запусков полезных грузов лишь в интересах Министерства обороны США и по научным программам. Что касается коммерческих спутников, то свои обязательства по ранее заключённым контрактам NASA собиралось выполнить, а в дальнейшем их станут выводить на орбиту с помощью классических ракет-носителей. Одновременно будет изготовлен ещё один пилотируемый корабль, для чего Конгресс выделит 2 млрд долларов. Тем самым руководство США признавало ошибочность ставки на «Спейс Шаттл» как на универсальное средство обеспечения космической деятельности.
В октябре NASA представило график на 30 полётов, начиная с февраля 1988 года. Одиннадцать из них полностью зафрахтовал Пентагон, а ещё в семи предполагалось запустить спутники навигационной системы GPS (Global Positioning System).
Компания «Мортон Тайокол» разработала новый вариант стыков сегментов ускорителей, добавив третье уплотнительное кольцо. В серии огневых испытаний специалисты сравнили старую и новую конструкции, подтвердив правильность принятых улучшений.
Одной из рекомендаций комиссии Роджерса было требование обеспечить аварийное спасение экипажа. Сделать кабину орбитального корабля катапультируемой не сочли возможным: общая масса увеличилась бы настолько, что он просто терял способность выводить на орбиту полезный груз. Члены комиссии вынуждены были согласиться, что безопасность экипажа во время работы ускорителей обеспечивается только их надёжностью, а на этапе после отделения астронавтам придётся спасаться вместе с кораблём. Если тот будет способен к управляемому планированию, но не сможет приземлиться, нужны средства индивидуального спасения. Следуя рекомендации, NASA разработало план эвакуации с парашютами на высоте не более 6 км и при скорости не выше 370 км/ч. Помимо личных парашютов, в систему вошли отстреливаемый люк кабины и выдвигаемый шест длиной 3 м. Зацепившись за него, астронавт покидал кабину так, чтобы избежать столкновения с левым крылом корабля. На эвакуацию экипажа из восьми человек отводилось 90 секунд. Кроме того, взамен обычных костюмов для астронавтов создали аварийно-спасательные скафандры.
Впрочем, введение дополнительных мер безопасности ничем не помогло экипажу корабля «Колумбия», который погиб 1 февраля 2003 года. Горький урок остался невыученным, что в итоге привело к полному закрытию программы «Спейс Шаттл».
Фрагмент фюзеляжа космического корабля «Челленджер», поднятый с океанского дна 18 апреля 1986 года. NASA 51L-10187
spaceflight.nasa.gov
Источник
Новые корабли
В сентябре 1969 года, менее чем через два месяца после того, как все американцы праздновали успешную высадку астронавтов экипажа корабля «Аполлон-11» (Apollo 11) на Луну, предварительные итоги своей работы подвела Космическая целевая группа во главе с вице-президентом США Спиро Агню, которая должна была определить пути развития внеземной экспансии на десятилетия вперёд. Под влиянием воодушевления, вызванного триумфальной исторической высадкой, группа высказалась за расширение присутствия в космосе путём создания большой орбитальной станции, обслуживаемой кораблями многоразового использования («челноками»), с подготовкой экспедиции на Марс.
Однако президент Ричард Никсон имел своё мнение на этот счёт. В связи с войной во Вьетнаме и нарастающими кризисными явлениями в экономике он видел необходимость в снижении государственных расходов, не связанных с решением текущих политических задач. В марте 1970 года Никсон писал в ответ на доклад целевой группы:
«Мы должны работать над существенным сокращением расходов на космические операции. Наши современные ракетные технологии некоторое время могут обеспечить нас надёжными методами запуска. Однако, строя более долгосрочное будущее, нам следует разработать менее дорогостоящие и менее сложные способы отправки полезной нагрузки в космос. Это умение — применимое для решения широкого спектра научных, оборонных и коммерческих задач — поможет нам существенно сэкономить на всех аспектах нашей космической программы».
В результате долгих обсуждений администрация Никсона отказалась от проекта большой станции, и строительство многоразового «челнока» потеряло смысл. Перед Национальным управлением по аэронавтике и космосу (National Aeronautics and Space Administration, NASA), желавшим сохранить влияние и финансирование, встала задача найти «спонсора», который осознавал бы выгоды эксплуатации многоразового корабля. В конце концов, к проекту присоединились Военно-воздушные силы США, но при этом NASA теряло возможность выбора условий, при которых станет возможна его реализация.
Варианты многоразовой транспортной ракетно-космической системы Space Shuttle на стадии подготовки предложений в сравнении с «лунной» ракетой-носителем Saturn V (слева); 1970 год. NASA 5-70-3223-5
Соглашение о сотрудничестве с ВВС было подписано в январе 1971 года, а летом администратор NASA Джеймс Флетчер сумел обосновать необходимость создания «челнока» Каспару Уайнбергеру, главе Бюджетно-административного управления и будущему министру обороны. Хотя последнему дали прозвище Кэп-нож (Cap the Knife) за жёсткость решений по урезанию бюджетных расходов, он с большим интересом отнёсся к проекту. Уайнбергер подготовил для президента записку, в которой представил финансирование «челнока» как инвестицию в будущее США, как вклад в дело, которое вдохновит американцев и поэтому имеет высокую ценность само по себе. Он выразил мнение, что «народ должен быть в состоянии позволить себе что-то ещё, помимо программы повышения благосостояния и восстановления наших городов». Он полагал, что «челнок» является одним из перспективных начинаний, «дающих возможность добиться значимых побочных результатов, применимых на благо гражданской экономики, в то же время обеспечить занятостью в рамках проектов, позволяющих нам больше узнать о космосе, множество ценных учёных и инженеров, которым трудно найти работу в других сферах деятельности». Уайнбергер высказывал опасение, что отказ от программы полномасштабного развития космонавтики обесценит все достижения предшествующего периода — научные, политические и психологические:
«Последние полёты «Аполлонов» были очень успешными со всех точек зрения. Ещё важнее то, что они дали американскому народу так необходимый ему душевный подъём (а другим народам мира — не менее нужное им доказательство превосходства Америки). Если сейчас или в недалёком будущем объявить, что полёты «Аполлонов» 16 и 17 отменяются (а нам придётся это сделать очень скоро, если мы действительно хотим добиться какой-то реальной экономии), последствия будут негативные, ведь триумф «Аполлона-15» был ещё так недавно. В каком-то смысле это станет подтверждением точки зрения, которая, боюсь, всё больше укореняется и здесь, и за рубежом, что наши лучшие годы уже позади, что мы замыкаемся в себе, уменьшаем ассигнования на оборону и добровольно отказываемся от статуса сверхдержавы и стремления сохранять превосходство в мире».
Никсон ознакомился с запиской и поставил на ней резолюцию: «Я согласен с Кэпом». Проект транспортной космической системы многоразового использования, позднее получившей известность как «Спейс Шаттл» (Space Shuttle), был утверждён в январе 1972 года, после чего наконец-то началась реальная работа по определению облика орбитального корабля и носителя к нему.
На изготовление первого корабля, названного «Колумбия» (Columbia, OV-102), ушло семь лет. В марте 1979 года специальным самолётом Boeing 747SCA (Shuttle Carrier Aircraft) он был доставлен в Космический центр имени Кеннеди на острове Мерритт у мыса Канаверал. Незадолго до этого NASA выдало заказ на строительство ещё трёх кораблей: «Дискавери» (Discovery, OV-103), «Атлантис» (Atlantis, OV-104) и «Челленджер» (Challenger, OV-099). Последний из них, получивший имя в память о парусно-паровом корвете, на котором с декабря 1872 по май 1876 года команда под предводительством капитана Джорджа Нэрса провела первую океанографическую экспедицию, отличался от других тем, что с целью экономии его изготовили не с «нуля», а доведя до лётного образца машину STA-099 (Structural Test Article), построенную для статических испытаний конструкции. Они начались в феврале 1978 года на полигоне корпорации «Локхид» (Lockheed Corporation) в Палмдейле (Лос-Анджелес, Калифорния), а в полноценный корабль «Челленджер» превратили к июлю 1982 года — в то время в космос уже четыре раза слетала «Колумбия».
Образец для статических испытаний STA-099, позднее переделанный в космический корабль «Челленджер» (Challenger, OV-099). Rockwell International
Транспортировка космического корабля «Челленджер» (Challenger, OV-099) в Космический центр имени Кеннеди; 4 июля 1982 года. NASA EC82-21135
spaceflight.nasa.gov
Миссии «Челленджера»
Космический корабль «Челленджер» отличался не только историей изготовления. Он был легче «Колумбии» на 1128 кг. Установленные на нём двигатели были сертифицированы на уровень тяги 104% от номинала, а твердотопливные стартовые ускорители имели облегчённые корпуса; использовался и обновлённый внешний бак. Индикация в системе управления шаттлов была сделана на электромеханических приборах с тремя катодно-лучевыми трубками на передней панели, но на «Челленджере» к ней добавили два индикатора, проецирующие посадочные данные на лобовое стекло. Всё это делало корабль более грузоподъёмным и совершенным по сравнению с тремя другими шаттлами.
Запуск «Челленджера» был назначен на 24 января 1983 года, но несколько раз переносился из-за различных технических проблем. Старт в рамках миссии STS-6 (от Space Transportation System) состоялся 4 апреля. Экипаж из четырёх человек, проведя пять суток в космосе, успешно выполнил задание, отправив в полёт ретрансляционный спутник TDRS-A (Tracking and Data Relay Satellite) с разгонным блоком и проведя серию научных экспериментов. Блок IUS (Inertial Upper Stage) отработал со сбоем, и спутник вместо геостационара вышел на нерасчётную орбиту, где его нельзя было использовать. Однако позднее специалисты, управляя двигателями ориентации, сумели серией манёвров «вытащить» его куда нужно.
Первый запуск космического корабля «Челленджер» (миссия STS-6); 4 апреля 1983 года. DF-SC-84-01865
defenseimagery.mil
Поднятие ретрансляционного спутника TDRS-A на стартовый угол в грузовом отсеке корабля «Челленджер»; 5 апреля 1983 года. NASA S06-21-024
science.ksc.nasa.gov
Миссия STS-7 началась ранним утром 18 июня. Главной её «изюминкой» было присутствие в экипаже «Челленджера» из пяти человек женщины — Салли Райд. Ей выпала честь стать третьей женщиной (после Валентины Терешковой и Светланы Савицкой) и первой американкой в космосе. Разумеется, в тот же день президент Рональд Рейган выступил с обращением к народу, заявив, что полёт Райд «является ещё одним примером огромных достижений женщин в нашей стране». Терешкова прислала поздравительную телеграмму.
Через девять с половиной часов после старта по команде Рейд от «Челленджера» был отделён канадский спутник связи Anik C2 (Telesat-F), который затем успешно вышел на геостационар. На следующий день с борта запустили спутник связи Palapa B1, принадлежавший Индонезии; ещё через три дня — аппарат SPAS-01, созданный западногерманскими учёными. Последнему дали «поплавать» рядом с кораблём, потом вернули в грузовой отсек с помощью манипулятора, снова запустили, снова вернули — таким образом, отрабатывались этапы операции орбитального ремонта. 24 июня «Челленджер» вернулся на Землю.
Второй запуск космического корабля «Челленджер» (миссия STS-7); 18 июня 1983 года. NASA S83-35702
spaceflight.nasa.gov
Первая женщина-астронавт Салли Райд на борту корабля «Челленджер»; 21 июня 1983 года. NASA STS007-14-629
spaceflight.nasa.gov
Выведение канадского спутника связи Anik C2 (Telesat-F) из грузового отсека корабля «Челленджер»; 18 июня 1983 года. NASA S07-18-770
images.nasa.gov
Третий полёт, обозначенный как STS-8, едва не закончился катастрофой. В ночь с 29 на 30 августа «Челленджер» с экипажем из пяти человек вышел на орбиту, а через шесть суток благополучно приземлился. Однако через несколько недель после завершения миссии, когда специалисты обследовали твердотопливные стартовые ускорители, выловленные в океане, выяснилось, что внутренняя теплозащита сопла одного из них прогорела почти насквозь. Если бы ускорителю пришлось работать не 125 секунд, а на 14 секунд больше, то произошло бы его разрушение с последующим распространением огня по внешнему топливному баку шаттла. К счастью, тогда всё обошлось, но это был первый тревожный «звоночек», который в NASA не услышали.
Особенностью новой экспедиции было участие подполковника ВВС США Гийона Блуфорда — первого афроамериканца из числа летавших астронавтов. Соединённые Штаты в очередной раз публично продемонстрировали, что отказываются от дискриминационной политики по отношению к части своих граждан. Кстати говоря, Советский Союз и тут опередил США: первым чернокожим в космосе стал кубинец Арнальдо Тамайо Мендес, слетавший осенью 1980 года на станцию «Салют-6».
Изначально в ходе миссии планировалось запустить с «Челленджера» два спутника: свой TDRS-B и индийский многофункциональный аппарат Insat-1B. Однако подготовка ретранслятора задерживалась, поэтому на его место поставили груз PFTA (Payload Flight Test Article) и добавили всякую мелочь наподобие восьми контейнеров с 260 тысячами маркированных конвертов, которые после полёта планировалось продавать по 15,35 доллара за штуку.
Утром 31 августа с борта был запущен Insat-1B, который уверенно ушёл на геостационар. На следующий день астронавты испытали бортовой манипулятор с грузом PFTA массой 3384 кг в форме «гантели» с четырьмя такелажным узлами: его «таскали» от кабины до хвоста, вводили возмущения от двигателей — всё это не оказало заметного влияния на работоспособность системы. 5 сентября «Челленджер» приземлился.
Третий запуск космического корабля «Челленджер» (миссия STS-8); 30 августа 1983 года. NASA S83-39512
spaceflight.nasa.gov
Первый афроамериканец в космосе — Гийон Блуфорд на борту корабля «Челленджер»; 30 августа 1983 года. NASA STS008-13-0361
spaceflight.nasa.gov
Испытание бортового манипулятора корабля «Челленджер» специальным грузом PFTA. NASA STS008-35-1239
spaceflight.nasa.gov
21 сентября NASA объявило, что в дальнейшем порядковые номера миссий шаттлов будут состоять из двух цифр и буквы. Первая цифра соответствует последней цифре номера финансового года; вторая обозначает место старта (1 — мыс Канаверал, 2 — военно-воздушная база Ванденберг в округе Санта-Барбара штата Калифорния); буква соответствует номеру полёта в данном году. Таким образом, вторая миссия, получившая финансирование в 1984 году, была обозначена 41-B, хотя во внутренних документах продолжала фигурировать как STS-11.
В рамках этой миссии «Челленджер» стартовал 3 февраля 1984 года. На борту находились пять астронавтов и два спутника связи: американский Westar 6 и индонезийский Palapa B2 со своими разгонными блоками для выхода на геостационар. Увы, из-за технических сбоев в этих блоках оба аппарата оказались на нештатных орбитах, где эксплуатация была невозможна. Не удался и эксперимент с надувной мишенью IRT (Integrated Rendezvous Target): оборвались два шнура, благодаря которым контейнер с ней должен был раскрыться, — оболочка начала наполняться газом внутри него, разорвала контейнер и лопнула сама. Миссию можно было бы считать полностью проваленной, если бы астронавты Брюс Маккэндлесс и Роберт Стюарт не испытали в открытом космосе установку для автономного перемещения MMU (Manned Maneuvering Unit), зафиксировав тем самым исторический приоритет. Сначала её опробовал Маккэндлесс, полетав внутри грузового отсека, а затем отдалившись от корабля на 97,5 м. За ним те же операции повторил Стюарт. Приземление «Челленджера» состоялось 11 февраля — впервые на специальной бетонной посадочной полосе, проложенной на мысе Канаверал (до того шаттлы возвращались через авиабазу Эдвардс).
Четвёртый запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 41-В, STS-11); 3 февраля 1984 года. NASA KSC-84PC-0061
images.ksc.nasa.gov
Выведение индонезийского спутника связи Palapa B2 из грузового отсека корабля «Челленджер»; 6 февраля 1984 года. NASA S84-27029
nix.larc.nasa.gov
Астронавт Брюс Маккэндлесс в свободном полёте на максимальном удалении от шаттла «Челленджер»; 7 февраля 1984 года. NASA S84-27031
dayton.hq.nasa.gov
Предыдущие полёты «Челленджера» были, кроме прочего, подготовкой к ответственной миссии, получившей обозначение 41-C (STS-13). NASA требовалось показать, что новые корабли будут использовать в том числе для ремонта дорогостоящих спутников. В качестве объекта выбрали солнечную обсерваторию SMMS (Solar Maximum Mission Satellite, SolarMax), которую проектировали с учётом возможности орбитального ремонта: она была выведена в космос 14 февраля 1980 года, но уже 23 ноября, как будто специально, отказал блок системы ориентации; кроме того, поломался коронограф-поляриметр.
Очередной запуск «Челленджера» с пятью астронавтами на борту состоялся 6 апреля 1984 года. На следующий день они перешли на более высокую орбиту и с помощью манипулятора отправили в свободный полёт спутник LDEF (Long Duration Exposure Facility) с технологическими и биологическими материалами для проведения пятидесяти семи экспериментов, подготовленных учёными из разных стран мира, — через год его должен был забрать с орбиты другой экипаж (в результате спутник летал почти шесть лет).
8 апреля, совершив необходимые манёвры, «Челленджер» приблизился к SMMS на расстояние 60 м, и сразу же астронавты Джордж Нельсон и Джеймс ван Хофтен вышли в открытый космос. Нельсон, сидя в установке MMU, подлетел к спутнику и попытался пристыковаться. Нужно было остановить вращение космического аппарата и отбуксировать его в зону досягаемости бортового манипулятора. Однако три попытки оказались безуспешными, а SMMS после них начал вращаться по всем трём осям. Стараясь спасти положение, командир Роберт Криппен приказал Нельсону схватить спутник руками за одну из солнечных батарей и остановить вращение двигателями MMU. Тот проделал всё в точности, но двигателям не хватило мощности. Когда давление сжатого азота в баллонах MMU упало вдвое, Нельсону пришлось бросить спутник и возвращаться к шаттлу.
Специалисты на Земле, подавая команды на SMMS, сумели немного замедлить вращение, и 10 апреля специалист полёта Терри Харт манипулятором с первой попытки ухватил спутник и поместил его в специальную «люльку», установленную в грузовом отсеке. Президент Рейган, следивший за приключениями в космосе, лично поздравил экипаж «Челленджера» с победой. На следующий день Нельсон и ван Хофтен вышли в грузовой отсек и занялись ремонтом. За четыре часа они заменили блоки электроники в системе ориентации и коронографе-поляриметре. Проверки SMMS показали, что исторически первый ремонт спутника на орбите завершён успешно, и 12 апреля Харт отпустил «укрощённый» аппарат в свободный полёт. Пробыв в космосе почти полные семь суток, «Челленджер» вернулся домой.
Пятый запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 41-С, STS-13); 6 апреля 1984 года. NASA EL-1994-00475
lisar.larc.nasa.gov
Астронавт Джордж Нельсон пытается захватить вращающийся спутник SMMS; 8 апреля 1984 года. NASA MSFC-8442841
nix2.larc.nasa.gov
Астронавты Джордж Нельсон (справа) и Джеймс ван Хофтен ремонтируют спутник SMMS в грузовом отсеке корабля «Челленджер»; 11 апреля 1984 года. NASA
nara.getarchive.net
На пути к роковому полёту
Полёты новых кораблей стали рутинными, и избалованная «зрелищами» американская публика быстро потеряла к ним интерес. Почти совсем пропал тот «душевный подъём», о котором столь эмоционально писал Уайнбергер, когда уговаривал Никсона поддержать перспективный проект.
Президент Рейган видел, что энтузиазм населения по отношению к космонавтике падает, и 27 августа 1984 года, выступая на церемонии чествования победителей в Программе школьного признания (School Recognition Program, SRP), нацеленной на поощрение ответственной работы учителей, сказал:
«Образование и технологии позволят всем нам в полной мере прикоснуться к чудесам и благам американского образа жизни.
Одной из областей, где эти чудеса и преимущества наиболее очевидны, является космос. Перед нашей программой «Спейс Шаттл» давно поставлена цель — когда-нибудь доставить в космическое пространство гражданских пассажиров. До сих пор мы не решили, кто будет первым таким пассажиром. Но сегодня я поручаю NASA начать поиск во всех наших начальных и средних школах, чтобы выбрать в качестве первого гражданского пассажира в истории нашей космической программы одного из лучших американских учителей.
Так вот, я сообщаю вам, что в этом будет определённый волюнтаризм. Но когда этот шаттл взлетит, вся Америка вспомнит о той решающей роли, которую учителя и образование играют в жизни нашей страны. Я не могу придумать лучшего урока для наших детей и нашей страны…»
Заявление президента было встречено с восторгом. На конкурс поступило 10 690 заявлений. Поэтому сначала отобрали двух претендентов от каждого штата и по одному от территориальных владений США. 1 июля 1985 года из 114 учителей выбрали 10 финалистов, а 19 июля вице-президент Джордж Буш-старший представил стране двух победителей. Право на полёт в корабле «Челленджер» получила Криста Маколифф, преподавательница английского языка, истории, экономики и права из штата Нью-Хэмпшир; её дублёром стала Барбара Морган из штата Айдахо. В космосе Маколифф предстояло снять несколько учебных сюжетов и провести два урока: один о быте и научных исследованиях на шаттле, второй — под названием «Где мы были, куда мы идём и зачем?» о проблематике освоения внеземного пространства.
Криста Маколифф (слева) и её дублёр Барбара Морган — учителя, отобранные для полёта в космос на корабле «Челленджер»; декабрь 1985 года. NASA S85-46205
spaceflight.nasa.gov
Тем временем шаттлы продолжали регулярно отправляться в космос. «Челленджер» совершил ещё четыре полёта. С 5 по 13 октября 1984 года состоялась миссия 41-G (STS-17), в ходе которой экипаж из пяти мужчин и двух женщин (впервые такой большой экипаж в истории программы) запустил спутник ERBS (Earth Radiation Budget Satellite) для измерения солнечной энергии, поглощаемой атмосферой, и теплового излучения Земли, а также испытал радиолокатор SIR-B (Shuttle Imaging Radar).
Давно ходят слухи, будто бы 10 октября «Челленджер» сопровождался лазерным лучом с советского комплекса «Терра-3», построенного на полигоне Сары-Шаган (Казахстан), в режиме обнаружения с минимальной мощностью излучения. Рассказывают, что во время прохождения над полигоном на шаттле были зафиксированы нарушения в работе бортовой аппаратуры, а астронавты даже почувствовали недомогание! Впрочем, эта информация до сих пор не подтверждена.
Седьмой полёт «Челленджера» в исполнение миссии 51-B (STS-24) проходил с 29 апреля по 6 мая 1985 года. В грузовом отсеке находилась научная лаборатория «Спейслэб-3» (Spacelab 3) общей массой 12 т, предназначенная для проведения пятнадцати экспериментов в области материаловедения, исследования атмосферы Земли, астрофизики и биомедицины. Кроме того, с борта корабля на орбиту был выведен миниатюрный спутник NUSAT (Northern Utah Satellite), созданный для калибровки наземных радиолокаторов Федеральной авиаслужбы США, и GLOMR (Global Low Orbiting Message Relay), способный собирать информацию с дрейфующих «океанографических» датчиков в интересах Министерства обороны. Последний не сумел выйти из контейнера и был возвращён на Землю.
Шестой запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 41-G, STS-17); 5 октября 1984 года. NASA 41G-90089
science.ksc.nasa.gov
Седьмой запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 51-B, STS-24); 29 апреля 1985 года. NASA
science.ksc.nasa.gov
Миссия 51-F (STS-26) проходила с 29 июля по 6 августа. Как и в прошлый раз, основная часть работы астронавтов была связана с научной лабораторией «Спейслэб-2» (Spacelab 2). Первая попытка старта, назначенная на 12 июля, сорвалась из-за аварийного отключения трёх маршевых двигателей шаттла за три секунды до зажигания твердотопливных ускорителей. При подготовке второй попытки обнаружились неисправность одного из трёх бортовых компьютеров в составе «Спейслэба» и отказ гироскопа в системе управления левого ускорителя. Несмотря на явные проблемы, было решено лететь, поскольку отмена старта означала перенос миссии на несколько месяцев.
Во время выведения на орбиту последовательно вышли из строя оба датчика температуры на турбонасосном агрегате водорода двигателя №1. На 343-й секунде показание первого из них дошло до критической отметки, и по команде бортового компьютера двигатель был отключен, хотя оставался исправным. Поскольку «Челленджер» оказался на нештатной орбите, программу миссии пересмотрели. Всего астронавты должны были провести двенадцать экспериментов по астрономии, физике Солнца и земной атмосферы, биологии и медицине. Работая в мобилизационном режиме, экипаж сумел выполнить 85% от запланированного.
В свой девятый полёт «Челленджер» отправился 30 октября. Миссия 61-A (STS-30) отличалась, прежде всего, тем, что в ней участвовали восемь астронавтов, причём двое из них были гражданами ФРГ, а один — Нидерландов. В грузовом отсеке находилась лаборатория «Спейслэб-D1» (Spacelab D-1 от Deutschland-1). В программу входило семьдесят шесть экспериментов в области физики жидкости, космической технологии, биологии, медицины и навигации. Был также запущен спутник GLOMR (который не смогли вывести во время миссии 51-B), что вызвало оппозиционные протесты в Германии, поскольку считалось, что он послужит для обнаружения вражеских подлодок. В целом полёт прошёл отлично и завершился 6 ноября, что открывало возможность наконец-то реализовать миссию 51-L.
Восьмой запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 51-F, STS-26); 29 июля 1985 года. NASA S85-37269
images.jsc.nasa.gov
Девятый запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 61-A, STS-30); 30 октября 1985 года. NASA
science.ksc.nasa.gov
Критический фактор
Экипаж для десятого полёта корабля «Челленджер» начал формироваться за год до старта. Командир Фрэнсис Скоби ранее летал на экспериментальных аппаратах X-24B, был членом экипажа поддержки STS-1 корабля «Колумбия», а потом пилотом 41-C. Новичок Майкл Смит управлял самолётом сопровождения во время приземления при осуществлении STS-5. Специалисты полёта Эллисон Онидзука, Джудит Резник и Рональд Макнейр были астронавтами набора 1978 года и все по разу слетали в космос. Инженер Грегори Джарвис должен был проводить опыты по динамике топлива на специальной установке FDE (Fluid Dynamics Experiment). Седьмым членом экипажа стала учительница Криста Маколифф.
Полёт «Челленджера» планировался на шесть суток. При этом стартовая масса корабля была рекордной — 122 т. Помимо повседневной деятельности, экипажу предстояло запустить ретранслятор TDRS-B и научный аппарат SPARTAN-203 (Shuttle Pointed Autonomous Research Tool for Astronomy) для наблюдения кометы Галлея, который по истечении двух суток автономной работы нужно было забрать, чтобы вернуть на Землю.
Астронавты миссии 51-L (STS-33), слева направо: сидят Майкл Смит, Фрэнсис Скоби, Рональд Макнейр; стоят Эллисон Онидзука, Криста Маколифф, Грегори Джарвис и Джудит Резник; ноябрь 1985 года. NASA S85-44253
spaceflight.nasa.gov
Утром 27 января 1986 года серебристый микроавтобус с экипажем миссии 51-L (STS-33) выехал от гостиницы астронавтов к стартовому комплексу. Кстати говоря, впервые с 1975 года американский пилотируемый корабль должен был взлететь с комплекса 39B: предыдущие двадцать четыре миссии шаттлов начинались на комплексе 39A — оба эти сооружения достались в наследство от программы «Сатурн-Аполлон» (Saturn-Apollo) и были переоборудованы по очереди.
Экипаж занял свои места в «Челленджере», но входной люк не удавалось закрыть из-за сломанной ручки, а пока её ремонтировали, поднялся сильный ветер. Запуск отложили на сутки — наверное, зря. Вечером температура в тропической Флориде упала до −6 °C. Наблюдая происходящее, представители фирмы «Мортон Тайокол» (Morton-Thiokol Inc., MTI), которая создавала твердотопливные ускорители для шаттла, отказались поставить подпись под документом, разрешающим запуск корабля. Согласно выработанным нормативам, при температуре ниже +11,7 °C нельзя было стартовать: с начала 1984 года в девяти полётах были отмечены случаи повреждения кольцевых уплотнений в стыках между секциями ускорителей. При падении внешней температуры свойства уплотнений меняются, и появляется опасность прогара. Наиболее серьёзные повреждения в них были выявлены после завершения миссии 51-C (STS-20) корабля «Дискавери», которая начиналась холодным днём 24 января 1985 года.
Ледяные сосульки, образовавшиеся на стартовом комплексе 39B после морозной ночи с 27 на 28 января 1986 года. NASA 51L-10147
spaceflight.nasa.gov
Однако представители Центра космических полётов имени Маршалла (Marshall Space Flight Center, MSFC), который среди прочего возглавлял работы по ускорителям, оказали прямое давление на руководство «Мортон Тайокол», утверждая, что повреждения уплотнений не будут существенно больше, чем в предыдущих случаях. При этом в Группу управления полётом в Хьюстоне о разногласиях сообщать не стали, ведь задержка могла привести к сдвигу графиков всех миссий, а 15 мая «Челленджер» должен был стартовать в одиннадцатый раз с межпланетной станцией «Улисс» (Ulysses), предназначенной для наблюдений Солнца вне плоскости эклиптики.
28 января астронавты во второй раз заняли места в кабине «Челленджера». Поутру все конструкции стартового комплекса были покрыты ледяной коркой и сосульками. Падая, они могли повредить обшивку корабля, поэтому запуск отложили ещё на два часа — ждали, пока лёд растает.
В 11:38 по местному времени «Челленджер» оторвался от стартового комплекса. Через замёрзшие уплотнения на стыке хвостовой и второй секций правого ускорителя сразу повалил серый дым. Затем щель закрылась и почти минуту не проявляла себя. Корабль прошёл зону дросселирования маршевых двигателей, и Хьюстон сообщил: «“Челленджер”, начинаем подъём тяги». Фрэнсис Скоби ответил: «Принято, подъём тяги». То были его последние слова.
Десятый запуск космического корабля «Челленджер» (миссия 51-L, STS-33); 28 января 1986 года. NASA 51L-S-155
spaceflight.nasa.gov
На 59-й секунде полёта, в районе очень сильных высотных ветров и в момент максимального скоростного напора, из стыка начало бить пламя. К несчастью, факел оказался направлен в сторону стенки внешнего топливного бака. На 65-й секунде огонь прожёг резервуар с водородом. На 73-й секунде, когда высота составляла 14 км, оторвалось нижнее крепление правого ускорителя — повернувшись относительно верхнего крепления, многотонная махина снесла правое крыло «Челленджера» и пробила кислородный резервуар. Началось взрывоподобное горение водорода в кислороде, которое снизу выглядело как растущий белый шар.
Связь с «Челленджером» прервалась. На остатках тяги двигателей корабль вышел из зоны горения, но асимметрия была так велика, что в течение нескольких секунд он развалился на части в потоке набегающего воздуха.
Через 25 секунд после начала катастрофы кабина с семью астронавтами поднялась на высоту 20 км и в течение ещё 140 секунд падала в океан. Именно удар о воду со скоростью 93 м/с убил астронавтов — само разрушение «Челленджера» не сопровождалось значительными перегрузками.
Взрыв космического корабля «Челленджер» на активном участке выведения; 28 января 1986 года. NASA S86-38989
spaceflight.nasa.gov
Разлёт частей космического корабля «Челленджер» после взрыва на активном участке выведения; 28 января 1986 года. NASA 51L-10178
spaceflight.nasa.gov
Разлёт частей космического корабля «Челленджер» после взрыва на активном участке выведения; 28 января 1986 года. NASA 51L-10180
spaceflight.nasa.gov
Горький урок
Аварийно-спасательные работы на месте катастрофы «Челленджера» продолжались несколько недель. 6 февраля к расследованию приступила специальная президентская комиссия во главе с бывшим госсекретарем Уолтером Роджерсом. В неё согласились войти лётчик-испытатель Чарльз Йегер, первым преодолевший звуковой «барьер», астронавт Нейл Армстронг, первым ступивший на поверхность Луны, и Салли Райд, ставшая первой американкой в космосе благодаря полёту на «Челленджере».
То, что произошёл прогар стыка секций ускорителей, стало ясно сразу после детального просмотра плёнок стартовых кинокамер. Физическую причину — потерю эластичности фторуглеродного материала уплотнительных колец из-за охлаждения ниже допустимых пределов — определил член комиссии, знаменитый учёный и нобелевский лауреат Ричард Фейнман. Конструкция стыка была признана неудовлетворительной и требующей коренной переделки.
Уплотнительные кольца стыка секций правого твердотопливного ускорителя космического корабля «Челленджер»; фото сделано до катастрофы. NASA 51L-10164
spaceflight.nasa.gov
Однако немаловажную роль сыграл в катастрофе и «человеческий фактор». Выяснилось, что ещё в июне 1985 года инженер Роджер Бойсджоли из «Мортон Тайокол» подготовил служебную записку, в которой требовал остановить полёты шаттлов и доработать конструкцию ускорителей. Однако к его словам не только не прислушались, но и допустили «Челленджер» к старту в условиях, которые выходили за технические нормативы, определённые фирмой-разработчиком. И всё ради соблюдения плана, который, как установила комиссия, давался NASA с величайшим напряжением сил и всё равно был бы сорван.
Мир очень болезненно отреагировал на катастрофу шаттла и смерть астронавтов. В адрес Соединённых Штатов, родственников и друзей погибших посыпались соболезнования. Одним из первых, кто позвонил Рональду Рейгану со словами скорби, был советский лидер Михаил Сергеевич Горбачёв.
Впрочем, в самом СССР довольно своеобразно комментировали произошедшее. Выражая печаль и сочувствие, корреспонденты не забывали увязывать программу «Спейс Шаттл» с развитием Стратегической оборонной инициативы (СОИ) и прямо возлагали ответственность за гибель астронавтов на Пентагон, который якобы поторапливал NASA, мечтая поскорее воплотить в жизнь зловещие планы «звёздных войн». Научно-популярные журналы, периодически публиковавшие материалы о космонавтике, по непонятной причине вообще проигнорировали катастрофу. 25 февраля открылся XXVII съезд Коммунистической партии, а 28 февраля убили шведского премьер-министра Улофа Пальме, и эти новости сразу и надолго вытеснили информацию о расследовании гибели «Челленджера» с полос советских газет.
Статья Г. Васильева и В. Гана «После трагедии. Америка переживает гибель “Чэлленджера”», опубликованная в газете «Правда» 30 января 1986 года
Статья Г. Васильева «Раздумья после катастрофы», опубликованная в газете «Правда» 1 февраля 1986 года
Статья «Под тенью катастрофы», опубликованная в газете «Правда» 4 февраля 1986 года
Стихотворение Н. Доризо «Гибель “Чэлленджера”», опубликованное в журнале «Огонёк» (1986, №9)
15 августа по итогам расследования администрация Рейгана опубликовала новую политику США касательно пилотируемых космических полётов. Словно подтверждая худшие опасения советских пропагандистов, было принято решение использовать шаттлы для запусков полезных грузов лишь в интересах Министерства обороны США и по научным программам. Что касается коммерческих спутников, то свои обязательства по ранее заключённым контрактам NASA собиралось выполнить, а в дальнейшем их станут выводить на орбиту с помощью классических ракет-носителей. Одновременно будет изготовлен ещё один пилотируемый корабль, для чего Конгресс выделит 2 млрд долларов. Тем самым руководство США признавало ошибочность ставки на «Спейс Шаттл» как на универсальное средство обеспечения космической деятельности.
В октябре NASA представило график на 30 полётов, начиная с февраля 1988 года. Одиннадцать из них полностью зафрахтовал Пентагон, а ещё в семи предполагалось запустить спутники навигационной системы GPS (Global Positioning System).
Компания «Мортон Тайокол» разработала новый вариант стыков сегментов ускорителей, добавив третье уплотнительное кольцо. В серии огневых испытаний специалисты сравнили старую и новую конструкции, подтвердив правильность принятых улучшений.
Одной из рекомендаций комиссии Роджерса было требование обеспечить аварийное спасение экипажа. Сделать кабину орбитального корабля катапультируемой не сочли возможным: общая масса увеличилась бы настолько, что он просто терял способность выводить на орбиту полезный груз. Члены комиссии вынуждены были согласиться, что безопасность экипажа во время работы ускорителей обеспечивается только их надёжностью, а на этапе после отделения астронавтам придётся спасаться вместе с кораблём. Если тот будет способен к управляемому планированию, но не сможет приземлиться, нужны средства индивидуального спасения. Следуя рекомендации, NASA разработало план эвакуации с парашютами на высоте не более 6 км и при скорости не выше 370 км/ч. Помимо личных парашютов, в систему вошли отстреливаемый люк кабины и выдвигаемый шест длиной 3 м. Зацепившись за него, астронавт покидал кабину так, чтобы избежать столкновения с левым крылом корабля. На эвакуацию экипажа из восьми человек отводилось 90 секунд. Кроме того, взамен обычных костюмов для астронавтов создали аварийно-спасательные скафандры.
Впрочем, введение дополнительных мер безопасности ничем не помогло экипажу корабля «Колумбия», который погиб 1 февраля 2003 года. Горький урок остался невыученным, что в итоге привело к полному закрытию программы «Спейс Шаттл».
Фрагмент фюзеляжа космического корабля «Челленджер», поднятый с океанского дна 18 апреля 1986 года. NASA 51L-10187
spaceflight.nasa.gov
Источник