Пресса о нас

Анатолий Костин

Эргономическая история спасения орбитальной станции «Салют-7»

Увлекательная история от Анатолия Костина, научного руководителя USABILITYLAB, для информационного бюллетеня «Эргономист».

Самым интересным эпизодом моей работы в НПО (ныне Ракетно-космическая корпорация – РКК) «Энергия» стала работа в 1985 году в группе разработки режима дальнего ручного сближения со станцией «Салют-7». С ней было потеряно управление с Земли во время автономного полета БЕЗ ЭКИПАЖА, кстати, по вине наземного персонала Центра управления полетами (ЦУП). Хотелось бы рассказать об этом подробно, т.к. в этом случае будет понятна интрига интересной работы, в которой ключевой являлась эргономика. Без этих подробностей, как мне кажется, история нашей эргономики будет скучной и формальной, как дистиллированная вода, которая является научным продуктом, но безжизненным.

Когда во время очередного сеанса связи специалисты контролировали состояние систем станции, обнаружили, что вместо основного включен резервный блок командной радиолинии, через который проходили радиокоманды из ЦУПа и информация со станции на Землю. Не разобравшись и действуя формально, выдали команду на переключение обратно на основной комплект, а тот, как оказалось, сгорел. В результате передача команд управления на станцию по радиолинии оказалась невозможной, и она стала полностью неуправляемой. Как следствие, прекратилась подзарядка аккумуляторов от Солнца, они достаточно быстро разрядились и стали замерзать вместе со всем остальным оборудованием. Нельзя было осуществить и штатное сближение и стыковку корабля с экипажем со станцией, т.к. для этого, в частности, на ней должны работать радиолокационные средства.

Нужно было срочно организовывать спасательную экспедицию. Но как состыковаться со станцией? С помощью наземных средств измерения орбиты корабль можно было вывести на дальность около 7 км от нее.

А вручную со станцией на тот момент можно было сблизиться с расстояния примерно 400 метров. Скорость и дальность движения при ручном сближении экипаж определяет визуально через специальный оптический визир (ВСК) по изменению видимого размера станции. Вот только дальше 400 метров станция виделась светящейся точкой, размеры которой не менялись.

Союз ТМА

Космический корабль «Союз-ТМА»
(снизу хорошо видна внешняя часть ВСК зеленого цвета)

Тогда специалисты Центра подготовки космонавтов (ЦПК) предложили использовать для измерения расстояния ручной лазерный дальномер, который только-только появился у военных. Назывался он ЛПР-1 (лазерный прибор разведки) и измерял дальность в нужном диапазоне. По сути, это было устройство типа большого бинокля, один из окуляров которого был обычным оптическим, а на месте другого располагался лазер. Нужно было навести прибор на цель через оптический окуляр, нажать кнопку для измерения и в другом окуляре считать полученную величину дальности.

Но возникла другая проблема: экипаж корабля на сближении располагается за пультом управления в спускаемом аппарате, т.е. в середине корабля, перед ним большой бытовой отсек. ВСК по сути является перископом, который торчит сбоку и позволяет видеть прямо перед кораблем, минуя этот отсек. А через перископ ЛПР-1 измерять не мог.

Дальномер

Ручной лазерный дальномер ЛПР-1

И тут специалисты по системе управления движением придумали нетривиальный вариант – лететь кораблю не носом (стыковочным узлом) вперед, как обычно, а боком! Дело в том, что в спускаемом аппарате есть два боковых иллюминатора, сквозь которые ЛПР-1 мог работать. Тогда было решено у правого иллюминатора на пустующем месте космонавта-исследователя расположить командира экипажа и смонтировать перед ним дальномер, еще один оптический визир ВП-1 и пару дополнительных ручек управления движением корабля. Лететь было можно, т.к. двигатели причаливания и ориентации стоят у корабля по всем трем осям, поэтому динамика полета оставалась прежней, привычной для экипажа.

Схема корабля

Схема корабля «Союз-Т»
(с официального сайта РКК «Энергия» им. С.П. Королёва http://www.energia.ru/ru/iss/soyuz-tma-m/soyuz-tma-m.html)

Схема режима сближения выстраивалась следующим образом: с 7 км с помощью ЛПР-1 нужно было долететь до станции на близкое расстояние (примерно 50 метров), зависнуть, командиру вернуться на свое место перед ВСК, переключить управление на основной комплект ручек и состыковаться со станцией обычным образом. Дальше нужно было проверить практическую осуществимость придуманного режима. Но как это сделать?

В те времена космические тренажеры, да и компьютерная техника были далеки от современных возможностей. Их системы визуализации строились в основном на использовании телевизионной техники, а, как известно, в телевизор через бинокль не посмотришь. Только на одном тренажере сближения «Дон-Союз» использовалась новая коллиматорная оптическая система, позволяющая смотреть на станцию через бинокль. Этот тренажер располагался на космодроме в гостинице ЦПК, в которой жили экипажи перед стартом, и предназначался для заключительных тренировок.

Естественно, что ЦПК организовал рабочую группу для отработки нового режима, которая срочно вылетела на космодром. В эту группу в основном вошли офицеры ЦПК и два опытных военных космонавта – Юрий Васильевич Малышев и Анатолий Николаевич Березовой.

космонавты

Космонавты Юрий Малышев, Анатолий Березовой и Сергей Крикалев

От нашего предприятия от­командировали (достаточно случайно) двух молодых инженеров – меня и Сергея Крикалева, сот­рудника отдела, разрабатывающего бортовые инструкции по управлению кораблем. (Зато сейчас Сергей Константинович Крикалев является самым опыт­­ным нашим космонавтом и первым гражданским руководителем ЦПК! История любит кульбиты).

тренажер сближения

Тренажер сближения «Дон-Союз» (справа и слева видно оборудование оптической системы на иллюминаторах)
(с официального сайта ЦПК им. Ю.А. Гагарина http://www.gctc.ru/main.php?id=801)

Хотя экипаж корабля состоит из двух человек – командира (военного космонавта) и бортинженера (гражданского космонавта), первоначально руководство группы полагало, что на тренажере будет сидеть только командир, т.к. именно на него формально ложились основные обязанности по управлению. Но уже первые тренировки показали, что без бортинженера не обойтись.

Салют7

В кабине корабля «Союз-Т» на тренажере (в центре внизу визир ВСК-1 и пара основных ручек управления; справа хорошо виден комплект дополнительных ручек, визир ВП-1 и под ним лазерный дальномер ЛПР-1, установленные на правом иллюминаторе)
(фото из книги Береговой Г.Т., Григоренко В.Н., Богда-шевский Р.Б., Почкаев И.Н. Космическая академия. – М.: Машиностроение, 1987)

Дальше логика простая. Бортинженер, как уже сказано выше, – это, прежде всего, гражданский человек, а таковых в группе только двое. И нас тут же соединили с настоящими космонавтами. Крикалев стал летать вместе с Малышевым, а я, как двойной тезка, – с Березовым. Нельзя сказать, что мы были совсем «молодыми и необученными», теорию мы знали, да и на тренажерах работать изредка приходилось, но одно дело знать, как нужно делать, а другое – уметь, тем более, что и режим новый.

Сближение стало получаться не сразу, но достаточно быстро мы наловчились. Для того, чтобы не держать в руках калькулятор, на котором проводились вычисления (руки были нужны, чтобы держать бортовую инструкцию и управлять системами), придумал «интересное» эргономическое решение – привязал его веревкой к ноге (потом для реального экипажа применяли уже крепление на ворсовке).

Уже в конце первого дня работы все пришли к выводу, что режим практически выполним, но для этого не только командир должен эффективно управлять, но и бортинженер быстро и точно рассчитывать и прогнозировать параметры движения. Полученный опыт мы трансформировали в подробные инструкции экипажу и специальные графические шаблоны для оценки эффективности и времени сближения в зависимости от параметров дальности и скорости движения.

К этому времени стал известен состав экипажа корабля-спасателя. Командиром был назначен наиболее опытный на тот момент космонавт Владимир Александрович Джанибеков, а бортинженером – не менее опытный Виктор Петрович Савиных. Естественно, что в процессе обучения экипажа на тренажере мы принимали непосредственное участие.

космонавты2

Космонавты Владимир Джанибеков и Виктор Савиных

Нужно сказать, что многие специалисты, не участвовавшие в подготовке, высказывали большие сомнения в успехе полета, основываясь на предыдущих неудачах по вине экипажей. Тем острей было чувство моего удовлетворения, когда, находясь в ЦУПе, я услышал по связи доклад Джанибекова об успешном сближении и стыковке, которые были осуществлены, что называется, сходу. Дальше у космонавтов была долгая и трудная работа по восстановлению замерзшей станции, но этим уже занимались другие специалисты.

Телефонограмма 1

От этой истории у меня остался один невзрачный на вид документ в половину страницы, который мне дороже всех почетных грамот. Это телефонограмма из ЦПК нашему начальству.

Бюллетень Межрегиональной эргономической ассоциации «Эргономист».

№ 27, февраль 2013