При обсуждении проблемы в Хьюстоне американские специалисты передали нам объемистый материал, в котором содержались результаты моделирования траекторий движения струи при сбросе жидких отходов относительно Спейс Шаттла. Моделирование проводилось с целью подтвердить, что эти отходы не встретятся снова с кораблем, облетевшим по орбите вокруг «шарика», это типичная задача баллистиков при оценке безопасности космических полетов. Непростая теория давала такое направление вектора скорости струи урины, которое исключало возможность повторного столкновения этой агрессивной жидкости со станцией. Все, может быть, заканчивалось бы не так уж и плохо, если бы не «четвертый закон Ньютона». Так мы, неотесанные студенты, называли нашу мужскую действительность, связанную с последней каплей, неизбежно попадавшей в наши штаны, какие бы меры тут ни принимались.
Тогда, 50 лет назад, я, конечно, не мог предположить, что мне придется на полном серьезе проводить необычные параллели с целью доказать, что помимо основной струи по краям сопла скапливались капли, к сожалению, далеко не одиночные, которые, отрываясь, двигались беспорядочно и попадали не только в штаны, но и на более чувствительные места. Действительно, отдельные и довольно крупные капли, превращавшиеся на ходу в снежные хлопья и не становившиеся от этого превращения менее зловредными, могли попадать куда угодно, а по закону вредности — в самые неподходящие места. Американцы из вежливости кивали, но помочь ничем не могли, это были узкие специалисты, не создававшие технику утилизации отходов. К тому же модернизировать такую систему на летавшей машине было бы очень сложной задачей.
До сих пор на американских модулях МКС практически нет туалета. Кое?что они делают в своем «Спейслэбе», но только для проведения медицинских исследований в космосе, а справлять настоящую нужду ходят к нам в СМ, в наш служебный модуль. Не бесплатно, конечно, не вывоз радиоактивных отходов в нашу Сибирь, но все же аналогия напрашивается. Справедливости ради надо сказать, что в космосе мы торгуем не только сырьем и не одними отходами.
Я завел речь об американских космических туалетах не случайно. Нам стало известно, что после проведения научных анализов астронавтической мочи в своей космической лаборатории они приносили ее в наш мочесборник, и тогда не обошлось без проливания.
Приближался пуск очередного «Прогресса». Как всегда, требовалось выдать заключение по всем предыдущим замечаниям, на этот раз в их число входило замечание по нашей резинке.
Требовалось сначала утвердить отчет о всей работе, проделанной в раках аварийной комиссии. Для меня дело осложнялось тем, что Ю. Семёнов, наш генеральный конструктор, назначил нам аудиенцию как раз в день моего отлета в Америку. Наряду с основной темой переговоров — обсуждением технических требований на еще одну пару стыковочных агрегатов, которые предполагалось изготовить в качестве дополнительного ЗИПа, — мы воспользовались встречей и провели совещание по статусу, состоянию дел по расследованию резинки. Естественно, я завел речь о сбросе жидких отходов, или «технической воды», как их называют американцы. Как раз после этого они и передали нам материал, в котором приведены результаты моделирования движения струи по орбите относительно станции. Это был объемистый и систематически изложенный документ.
Периодически американцы продолжали напоминать о себе, посылая нам запросы о статусе проводимого расследования через постоянно действующую комиссию по безопасности или во время наших стыковочных телеконов, которые мы проводили еженедельно.
Как упоминалось, не только урина, жидкость щелочной природы, но и кислотные жидкости, к которым относятся компоненты ракетного топлива не менее опасны для резины, а их следы были обнаружены в пакете с резиновой прокладкой, доставленной из космоса. Эти компоненты в избытке имеются в наружной атмосфере вокруг космической станции.
Прежде всего, и это неизбежно, остатки топлива сгоревшего и не полностью сгоревшего, вытекают из сопел самих реактивных двигателей, но не только. После дозаправки баков, расположенных на станции, топливом, при расстыковке корабля «Прогресс» из заправочных магистралей происходят выбросы топлива.
К этому вопросу, связанному с большой токсичностью топливных компонентов, неоднократно возвращались с тех пор, как, начиная с «Салюта-6», начали использовать эту систему. Однако каждое разбирательство заканчивалось выводом, что бесконечный космос все рассеет и все простит. До поры до времени так оно и было.
Когда накапливался подходящий материал, я снова собирал нашу комиссию на очередное заседание, чтобы обменяться информацией и мнениями. Периодически мне приходилось также докладывать о положении дел на штабе, в основном меня поддерживали, в первую очередь, материаловеды, и в то же время ощущалась настороженность ввиду того, что полной ясности не было.
Расследование продолжалось, оставалось провести так называемые имитационные испытания. Хотя ничего принципиально нового мы не ожидали, они принесли неожиданные результаты. Оказалось, что даже кратковременный предварительный нагрев резины до температуры 150–200 градусов Цельсия приводил к резкому повышению ее поверхностной активности и, как следствие, существенному увеличению последующего воздействия химических веществ, щелочей и кислот. Тогда я вспомнил еще об одной проблеме, которая очень беспокоила нас в течение последней пары лет.
Речь идет о воздействии на корабль повышенного скоростного напора. При запуске на космическую орбиту с помощью ракеты–носителя после сброса головного обтекателя полет продолжается в остаточной атмосфере. Несмотря на большую разряженность воздуха на высотах около 60 км, из?за высокой скорости, превышающей скорость звука в добрый десяток раз, на корабль и ракету все еще действует заметный скоростной напор воздуха, который и получил название остаточного и измеряется в килограммах на кв. см. Имеется определенная заинтересованность в более раннем сбросе головного обтекателя — при этом увеличивается вес полезного груза, выводимого носителем, кроме того, так называемые зоны падения ступеней ракеты могут также изменяться в благоприятную сторону. Эта тенденция обострилась с тех пор, как космодром Байконур оказался в независимом Казахстане.
Так вот, в результате оптимизации траекторий выведения уровень остаточного скоростного напора постепенно возрастал с 4 до 7, а затем и до 15 кг на кв. см. Соответственно росла и температура нагрева наружных элементов конструкции, и не пропорционально напору, а в квадратичной зависимости. Анализ показывал, что из всех элементов корабля наибольшую опасность представляют наши стыковочные агрегаты. Действительно, стыковочный механизм со штырем и стыковочный шпангоут с замками, с электро- и гидроразъемами ничем больше не защищены, кроме головного обтекателя, и после его сброса они, находясь в самой передней части, можно сказать, на острие полета, в первую голову подвержены воздействию скоростного напора. К элементам, подверженным и чувствительным к нагреву, относится и уплотнение стыка. Формально, в соответствии с техническими условиями, эта специальная силиконовая резина выдерживает нагрев до 150–200 градусов Цельсия. Примерно такую же температуру давали расчеты наших аэродинамиков, ответственных за оценки всех этих параметров.
Таким образом, мы находились где?то на пределе работоспособности материалов, и каждый раз, когда ко мне обращались с этим вопросом, я интуитивно противился этой оптимизации. Однако, идя навстречу корпоративным интересам и не имея на том уровне знаний 100–процентных аргументов «против», приходилось подписывать заключение к полету. Так продолжалось до последних испытаний нашей резины.
Имитационные испытания с воспроизведением всех возможных условий воздействия на резину принесли неожиданные результаты и, в конце концов, прояснили нам то, что произошло там, в космосе, при стыковке «Прогресса». Нам, конечно, никогда не узнать, что именно попало в стык нашего уплотнения, однако это не так уж и важно, была ли это урина, или ракетное топливо, или то и другое. Все равно надо принимать меры, чтобы исключить или, по крайней мере, уменьшить вероятность попадания этих агрессивных продуктов в стык. Самым важным для нас стало то, что мы поняли, распознали температурный фактор: нагрев из?за скоростного напора резко увеличивал восприимчивость резины к воздействию химически агрессивных веществ.
