100 рассказов о стыковке

Сначала, уже в мае 1989 года, мы создали небольшую группу из числа энтузиастов и приступили к проектированию. С самого начала нам стало ясно, что для решения задачи, для проектирования солнечного парусного корабля (СПК) необходимо привлечь специалистов разного профиля. Формально в рамках МЦ объединилась группа инженеров из нескольких подразделений НПО «Энергия» и ряда других предприятий — наших традиционных смежников, В эту группу вошли ОКБ МЭИ (связисты московского энергетического института), ВНИИ электромеханики, компьютерная организация ЭЛАС из Зеленограда, гироскописты Саратовского «Корпуса», сибирские электромеханики из Томска, управленцы ЦУПа, кабельщики ВНИИ КП, космические связисты Инмарсата. Работа по проектированию СПК началась.

В целом мы проявили энтузиазм и предприимчивость. Однако главная наша сила на этом этапе заключалась все?таки в умении выдвинуть правильную концепцию, которая соответствовала поставленной задаче и оставалась реальной. Мне до сих пор представляется, что наша бригада блестяще выполнила этот мозговой штурм — спроектировала солнечный парусный корабль, способный летать на орбите, разгоняться, и тормозиться, и выполнять другие уникальные операции.

Основная идея, заложенная в СПК заключалась в использовании центробежных сил для того, чтобы выполнять сразу несколько основных функций: развертывать пленочные полотнища, поддерживать их форму и, наконец, управлять положением, ориентацией всего корабля с развернутыми огромными парусами.

Космический парусник состоял из двух пленочных дисков, которые вращались в противоположные стороны относительно центрального вала. К этому центральному валу прикреплялся приборный контейнер с солнечными батареями, солнечным и звездным датчиками, другими элементами, обеспечивавшими навигацию и управление, развороты СПК и его ориентацию. Если обнулить общий кинетический момент вращающейся системы, то есть уравнять кинетический момент двух дисков, то такая пара, спаренный гироскоп, обладает замечательными свойствами. Разворачивая один диск относительно другого, можно заставить систему вращаться вокруг поперечной оси. Замечательно то, что чем больше момент инерции диска, тем больше его кинетический момент, и в то же время — больше гироскопический момент, заставляющий вращаться, прецессировать систему. Таким образом, основополагающая идея, дававшая возможность управлять гигантским парусом, заключалась еще в том, что центральный вал разбили на две части и соединили их шарниром. Качания шарнира на небольшие углы давало возможность на самом деле, а не только теоретически, поворачивать вектор кинетического момента, генерируя гироскопический момент, заставлявший весь корабль поворачиваться вокруг поперечной оси. Несмотря на микронную толщину «парусины» — пластиковой алюминизированной пленки, — момент инерции почти 200–метрового диска был огромным, чтобы его поворачивать, требовались гигантские управляющие моменты. Прелесть выбранной концепции как раз и заключалась в том, что с ростом момента инерции парусника одновременно увеличивался кинетический момент вращающихся пленочных дисков и, соответственно, возрастал гироскопический управляющий момент.

Второе достоинство предложенной концепции заключалось в том, что управление не требовало реактивной системы, а следовательно — расхода рабочего тела. Более эффективной системы в весовом отношении и других важнейших аспектах представить почти невозможно. «Безрасходная» система как нельзя лучше подходила для корабля, для которого весовые характеристики имели первостепенное значение. Таким образом, СПК не требовал топлива ни для того, чтобы разгоняться в космосе, ни для того, чтобы ориентироваться в пространстве.

В хвостовой части корабля закрепляли лунную капсулу, которую планировали отстрелить на подлете к ночному светилу. Это также требовалось сделать в соответствии с ТкП.

Многие части и подсистемы СПК, принципы и решения, были действительно оригинальными, новаторскими. Основная причина, заставлявшая нас ввести сразу несколько новых систем, заключалась в том, что требовалось уложиться в жесткий весовой лимит. Мы не могли превысить 500–килограммовый рубеж, иначе наш парусник не преодолел бы земное притяжение и не ушел бы в дальний космос.

Несмотря на то что решение всех этих задач имело важное значение, центральной проблемой являлась конструкция самого солнечного паруса: как сначала сшить гигантское полотнище, затем сложить его, уместив в небольшой летный контейнер, а в конце развернуть его в космосе. Именно над этим ломали головы конструкторы во всех странах и континентах.

В решении этой центральной проблемы мы также пошли по рациональному пути, разрезав свой круглый парус на сектора, сложили их в узкие полосы и намотали на катушки. Все катушки разложили на едином барабане, соединив их кинематически для синхронного вращения при развертывании.

Через три с половиной года этот принцип и созданная на его основе конструкция 20–метровой модели была успешно испытана на космической орбите.