Утром седьмого июля к МКС успешно стартовал корабль «Союз» новой модификации МС. В ней были улучшены различные системы, и впервые телеметрия и голосовая связь с космонавтами будут доступны на любом витке. Космическая связь даже на околоземной орбите — не такая простая штука, как это может показаться, и история космонавтики хранит множество историй, как из-за проблем со связью на какое-то время космонавты «терялись».
Немного физики
Почему вообще возникают проблемы со связью в космосе? Просто потому, что Земля круглая. А по круглой Земле радиоволны распространяются по-разному. Ульракороткие волны (УКВ, UHF) распространяются только в области прямой видимости, и, когда ваш собеседник скрылся за горизонт, связь пропадает. Короткие волны (КВ, HF, VHF), кроме прямой радиовидимости, могут отражаться от ионосферы, и вы можете беседовать с очень удаленным собеседником. Встречаются рассказы о том, как в районе южного полюса слушали КВ радио Москвы, дошедшее через многократные отражения от мощного слоя в ионосфере.
В первых космических кораблях использовались приемники и передатчики КВ и УКВ диапазонов. Несмотря на отражение от ионосферы, связь с космическим аппаратом на коротких волнах возможна. Поэтому в области видимости наземных станций обычно использовали УКВ, а вне их — надеялись на связь по КВ, которая могла как быть, так и не быть.
Первые полеты
С самых первых полетов от космонавтов требовалось держать связь, вести доклад, чтобы дублировать показания телеметрии и полнее, чем приборы, сообщать свое самочувствие. А неизбежные проблемы со связью приводили к тому, что в исторических переговорах первых полетов собеседники постоянно пытаются проверить, а слышно ли их?
Фрагмент переговоров Юрия Гагарина с Землей на УКВ канале:
9.25
Кедр: «Заря-3» на связь. Как меня слышите?
Кедр: «Заря-3», как меня слышите, как меня слышите? «Весну» не слышу, не слышу «Весну»…
Заря 3 (Карпенко): Вас понял, слышу удовлетворительно.
Кедр: Полет проходит хорошо, все идет хорошо. Что можете мне сообщить?
9.26
Кедр: Полет проходит успешно. Чувство невесомости нормальное. Самочувствие хорошее. Все приборы, вся система работают хорошо. Что можете мне сообщить?
Заря 3 (Карпенко): Слышу Вас хорошо, приборы работают нормально, самочувствие нормальное.
Кедр: Вас слышу отлично. Что можете сообщить о полете? Что сообщить мне можете?
Заря 3 (Карпенко): Указаний от 20-го (Королева) не поступает, полет проходит нормально.
9.27
Кедр: Понял Вас, от 20-го указаний не поступает. Сообщите ваши данные о полете! Привет Блондину! (Блондином назван космонавт ст. л-нт ЛЕОНОВ, находившийся на УКВ радиостанции «Заря-3» в Елизово).
Заря 3 (Карпенко): Как слышите меня?
Кедр: Вас слышу хорошо. Как меня?
9.29
Заря 3 (Карпенко): Как Ваше самочувствие?
Кедр: Мое самочувствие превосходное, отличное, отличное, отличное. Сообщите мне результаты о полете!
Заря 3 (Карпенко): Повторите, плохо слышу.
Кедр: Чувствую себя очень хорошо, очень хорошо, хорошо.
9.30
Кедр: Сообщите мне ваши данные о полете!
Заря 3 (Карпенко): Как меня слышно?
В полете Гагарина с позывными «Заря» велись переговоры на УКВ, а на КВ использовался позывной «Весна»:
1. Новосибирск
Станция работала на передачу с 9.22 до 9.39. Передавалась на борт эстрадная музыка и на фоне музыки телеграфом позывной «ВСН» через 30 секунд. Сообщений с борта не приняли.2. Алма-Ата
Станция работала с 9.52 до 10.02 на передачу. Передавались песни Баглановой и на фоне песен телеграфом позывной «ВСН» через 30 секунд. С борта сигналов не приняли.3. Хабаровск
Станция работала с 9.42 до 9.52 на передачу по программе. Передавались «Амурские волны» и на фоне песни телеграфом позывной «ВСН» через 30 секунд. Сигналы с борта принимались, начиная с 9.21 до 10.11 с перерывами. Двухсторонняя связь была установлена в период с 9.53 до 10.57.4. Москва
Станция работала на передачу с 10.03 до 10.37. Передавались песни о Москве и на их фоне позывной «ВСН» через 30 сек. Связь с «Кедром» была установлена кратковременная в 10.13.
10.13
Весна (Хорошилов): Как слышите?
Кедр: Вас слышу хорошо. Полет протекает… льно…
10.16
Весна (Хорошилов): Полет протекает нормально.
— (ответа не последовало).
10.18
Весна (Хорошилов): Майор ГАГАРИН, Ваш полет идет нормально.
— (ответа не последовало).
За океаном происходило примерно то же самое.
00 01 02 00
Алло, Дружба-7, оператор Вумера (Австралия). Как вы меня слышите? Прием.
00 01 02 04
Джон Гленн
Понял вас, оператор Вумера, все еще слышу вас громко и ясно. Как меня слышно?00 01 02 08
CAPCOM
Слабо, но разборчиво, Дружба-7. Все системы пока что в порядке. Давление 125/90. У вас проверка КВ связи через 2 минуты 30 секунд и вход в зону действия связи Кантона (атолл в Тихом океане) примерно через семь минут. Прием.00 01 02 22
Джон Гленн
Понял, это Дружба-7. Спасибо большое, все системы пока что в порядке, переключаюсь на КВ. Прием.00 01 02 31
CAPCOM
Понял, Дружба-7, это оператор Вумера, конец связи.00 01 03 17
Джон Гленн
Алло, Вумера, это Дружба-7 на КВ, вы меня слышите? Прием.00 01 04 00
Джон Гленн
Это Дружба-7, это Дружба-7, передаю вслепую в сеть связи «Меркурий». 1, 2, 3, 4, 5. Это Дружба-7, конец связи.00 01 04 16
CAPCOM
Это оператор Канаверал, проверяю КВ, GMT 15 52 05, время (отметка времени для синхронизации). Я не принимаю корабль, это Мыс, отбой.00 01 05 17
CAPCOM
Дружба-7, это Кано (Нигерия). GMT 15 53 02. Я не принял вашего сообщения, это Кано, конец связи.00 01 05 32
CAPCOM
Дружба-7, это оператор Занзибара, это оператор Занзибара, конец связи00 01 09 44
Comm Tech
Дружба-7, это оператор Кантона, вы слышите меня? Прием00 01 09 53
Джон Гленн
Алло, Кантон, алло, Кантон, это Дружба-7, слышу вас громко и ясно, как меня слышно? Прием.00 01 10 00
Джон Гленн
Алло, Кантон, алло, Кантон, это Дружба-7, слышу вас громко и ясно, как меня слышно? Прием.00 01 10 08
Comm Tech
Дружба-7, это техник Кантона, слышу вас громко и ясно, ожидайте оператора.
Глухие орбиты
У СССР было меньше возможности установить станции связи в районе экватора и южном полушарии, поэтому долгое время в нашей космонавтике существовало такое понятие, как «глухие витки». На них космический корабль проходил далеко от станций связи на территории СССР, устойчивая связь была невозможна, и в лучшем случае можно было получить телеметрию по КВ. Поэтому на этих витках обычно не было важных операций, а космонавты отдыхали или спали.
Со временем СССР построил несколько кораблей для космической связи, что немного улучшило ситуацию, но полностью проблему не решило. В США же сеть наземных станций использовалась до конца 1980-х, когда ее заменила сеть космических ретрансляторов TDRSS. Спутники на геостационарной орбите прекрасно видели объекты на низкой орбите и ретранслировали данные на Землю, которая тоже была в прямой радиовидимости.
Поиск и спасение
Первые корабли садились в режиме баллистического спуска, что приводило к невысокой точности посадки, целью было попадание «примерно в эту область». Спускаемый аппарат имел специальный передатчик, который сигналил свое местоположение, но точность наземной пеленгации места посадки также была неидеальна. Все это неизбежно приводило к тому, что первых космонавтов могли искать, и довольно долго.
Первыми людьми, которые встретили Гагарина, были жена лесника с дочкой, случайно оказавшиеся рядом. Затем подъехали местные ПВОшники и колхозники. И только потом уже к месту посадки смогли прибыть штатные поисково-спасательные службы. После посадки Поповича (Восток-4) самолеты с десантом спасательных служб прибыли быстро, но из-за отказа радио, он не смог передать, что у него все в порядке, и уже ему пришлось оказывать помощь десанту врачей.
Снял скафандр, начал курочить радиостанцию (ни основная, ни резервная не работали). Потом вижу – самолет появился. Я тогда начал пускать ракеты. Они увидели меня и начали снижаться, а я начал бегать туда-сюда, чтобы показать, что жив-здоров, у меня все нормально и прыгать не надо – помощь не нужна. В самолете бригада врачей, которые должны мне оказывать помощь, и я подумал, что они при таком ветре все перебьются, ведь у них всего по 4–5 прыжков. Но они все же прыгнули… Получилась занятная картина: тот, кого они должны спасать, носится по степи и гасит купола… Врач, подполковник, подбегает ко мне, а лицо у него разодрано. Я говорю: «Йод есть?» – «Есть». – «Давай, я тебе смажу лицо…»
За океаном второй орбитальный полет закончился почти анекдотически. Из-за ошибки астронавта и отказа оборудования корабль «Аврора-7» с астронавтом Скоттом Карпентером приводнился в 400 км от цели. Карпентер вылез из корабля, удобно устроился на надувном спасательном плоту, и стал ждать спасателей, пока пресса спекулировала, что, возможно, США потеряли своего первого астронавта. Не знаю, о чем задумался Карпентер, но он умудрился не заметить самолет спасателей, и очень удивился, когда внезапно рядом с его лодкой появился еще один человек. Карпентера искали почти сорок минут, а на авианосце, обеспечивающем посадку, он оказался только через четыре с лишним часа.
Посадка первого многоместного корабля «Восход-1» проходила штатно, в районе даже находился самолет, пилот которого мог непосредственно видеть происходящее. Это пригодилось — связи не было.
Все собравшиеся напряженно молчали, ожидая докладов начальника службы поиска генерала Кутасина. Когда тот доложил, что летчик самолета Ил-14 «видит объект», Королев не выдержал, отнял микрофон у Гагарина и закричал:
—Я — «двадцатый»! Сколько парашютов видит летчик Михайлов — один или два?
Если раскрылся только один купол — это плохо. Скорость приземления может быть 8-10 метров в секунду. Если к тому же не сработает двигатель мягкой посадки, травмирование космонавтов неизбежно.
Кутасин после мучительной паузы доложил, что корабль спускается на двух парашютах.
Снова ожидание.
Наконец:
— Летчик Михайлов видит корабль на земле и около него троих человек, машущих руками.
Дорогой и неизвестный летчик Михайлов! Если бы ты знал, какой гром аплодисментов, какие объятия последовали за твоим коротким сообщением!
Совершавшие посадку в нерасчетном районе «Джемини-3», «Джемини-5» и «Джемини-8» тоже долго ждали спасателей, а эпопея «Восхода-2», когда Беляев и Леонов несколько суток ночевали в лесу, однозначно держит рекорд по наиболее «веселой» посадке. И если начавший летать Спейс шаттл садился на взлетно-посадочную полосу, что упрощало поиск и эвакуацию, то корабль «Союз» мог преподнести сюрприз. В штатном режиме «Союз» выполняет управляемую посадку, когда бортовой компьютер креном корабля изменяет подъемную силу и прицеливается в расчетную точку посадки. Но если что-то идет не так, то включается аварийный режим баллистического спуска. В этом случае система управления банально закручивает корабль. Перегрузки растут раза в два, и корабль садится с большим недолетом, но жизни космонавтов будут вне опасности. В 2003 году корабль «Союз ТМА-1» с Николаем Будариным, Кеном Бауэрсоксом и Дональдом Петтитом сорвался в баллистический спуск и не долетел до цели 500 км. Космонавтов искали три часа, и это было очень нервное время — в тот же год при похоже выглядящих обстоятельствах погиб шаттл «Колумбия» со всем экипажем. С тех пор в укладку «Союза» включили мобильный телефон и навигатор. После этого «Союз» еще два раза садился в режиме баллистического спуска, но спасательные службы были готовы, и корабль находили гораздо раньше.
Что же теперь?
Не удивлюсь, если спутниковый телефон с навигатором пока не убрали из укладки «Союза», на всякий случай. Но на смену им уже пришло более продвинутое оборудование. Единая командная телеметрическая система ЕКТС-ТКА обеспечит постоянную цифровую связь без глухих витков. Пока что обеспечивается 70% покрытия, а с вводом в строй станции «Клен-Р» на космодроме «Восточный», покрытие составит 100%. А точные координаты корабля на участке спуска на парашюте и после посадки будут передаваться, опять же через спутники, системой Коспас-Сарсат.
Небольшое объявление: С 14 по 17 июля в московском музее космонавтики будет проходить фестиваль «Море ясности». Там будут космонавты, представители отрасли и популяризаторы (в том числе и я). Для иногородних обещали трансляцию по интернету. Не проходите мимо.
