Расстыковка и спуск

Расстыковку космического корабля и станции осуществляют за полтора витка до расчетного момента включения двигателя. Пружинные толкатели придают кораблю небольшую скорость (0,15 м/сек). После того как корабль отойдет от станции на несколько десятков метров, коротко включаются двигатели, увеличивая скорость разлета корабля и станции до 0,5 м/сек Через полтора витка корабль оказывается выше и позади станции, опасности столкнуться уже нет. Теперь — на спуск!

Спуск — это маневр или последовательность маневров космического корабля, в результате которых спускаемый аппарат должен достигнуть заданного района на поверхности Земли.

Как происходит спуск?

Переход космического корабля с околоземной орбиты на траекторию снижения осуществляется в несколько этапов. Сперва выбирается посадочный виток, проходящий через район посадки.

При штатном спуске посадка осуществляется в заранее выбранный район на любом из трех первых (иногда четырех) суточных витков посадки. Основным посадочным витком выбирают, как правило, первый суточный виток Для безопасного приземления космонавтов район посадки не должен включать в себя крупные населенные пункты, горные массивы, большие водоемы.

Сначала выполняется орбитальный маневр для того, чтобы перевести корабль с исходной орбиты на орбиту, пересекающую условную границу атмосферы. Этот маневр называется сход с орбиты. Для космического корабля спуск начинается с момента выдачи тормозного импульса. Торможение на орбите и должно обеспечивать переход космического корабля на траекторию спуска до границ плотной атмосферы.

Время включения двигателя и длительность его работы для необходимого торможения вычисляется заранее. Чтобы осуществить сход с орбиты, корабль нужным образом ориентируют на орбите по отношению к Земле и стабилизируют его положение (чтобы не вращался). И наконец, включается двигатель, и корабль начинает двигаться по новой траектории к плотным слоям атмосферы.

Это очень ответственный участок спуска. Если слишком круто войти в атмосферу, то можно сгореть. Если слишком полого — можно отскочить от атмосферы, как теннисный мячик отскакивает от корта, и улететь обратно в космос. При крутом спуске и перегрузки больше. Крутизна траектории спуска — не в смысле лихости, а в точном геометрическом смысле слова — определяется прежде всего начальным углом входа в атмосферу. Важна и скорость входа. Допустимые условия входа в атмосферу называются коридором входа.

Через четверть витка после отработки тормозного импульса (примерно 22 минуты) происходит разделение космического корабля на спускаемый аппарат, бытовой отсек и приборно-агрегатный отсек. После разделения приборно-агрегатный отсек двигается вверх и оказывается позади спускаемого аппарата. Бытовой отсек двигается вниз, но из-за того, что масса его невелика, он сильнее тормозится атмосферой и отстает от спускаемого аппарата. Разделение происходит на высоте примерно 130–140 километров. После разделения начинается внеатмосферный участок спуска, длится он не более 17 минут до высоты 80 километров.

Продольная перегрузка в этот момент совсем небольшая — приблизительно 0,2 единицы, но она фиксируется приборами, и экипаж видит мигание транспаранта «Перегрузка». Значит, скоро атмосфера. Экипаж может контролировать по иллюминаторам медленное вращение спускаемого аппарата. Приблизительно за минуту до входа в атмосферу вращательное движение аппарата переходит в колебательное вследствие «захвата» спускаемого аппарата верхними слоями атмосферы.

Атмосферный участок спуска начинается с момента фактического входа спускаемого аппарата в атмосферу. Как только это произойдет, начинается маневр, позволяющий затормозиться об нее. Система управления спуском разворачивает спускаемый аппарат на нужный угол крена, стабилизирует его, вычисляет и поддерживает необходимые параметры. Теперь необходимо обеспечить снижение скорости трехтонного спускаемого аппарата с 200–280 метров в секунду до заданной 6–7 метров в секунду. Спускаемый аппарат в это время летит по траектории, снижающейся под углом 60–66°. При этом возникают тяжелые температурные и перегрузочные режимы. И перегрузка, и нагрев могут оказаться опасными как для космонавтов, так и для корабля. Поэтому торможение не должно быть слишком резким — допустимым как для экипажа, так и для приборов управления, да и вся конструкция должна выдержать. По мере погружения в атмосферу поверхность спускаемого аппарата все больше и больше нагревается. Да не просто нагревается — раскаляется, он летит в плазме, в пламени, он горит, но сгореть не должен.