Ракеты поставлены в особое положение. Их бросают в голубую высь, и они мчатся, уходя в глубины Космоса, и люди не касаются их руками, и могут ими управлять только с помощью радиосигналов.
А выходить на заданный курс, делать разворот, отделять ступени — это все вменяется в обязанности самой ракеты. Конструкторы заменили руки точными приборами-автоматами, которые и производят эти сложные операции.
Вот ракета оторвалась от пускового стола и начала подниматься вертикально вверх, чтобы поскорее прорваться сквозь плотные слои атмосферы.
Двигатели работают на полную мощность. А коварный ветер пытается сбить ракету с вертикального курса.
Борьбу с такими отклонениями ведет гироскоп. Он не изменяет положения своей оси вращения в пространстве при поворотах ракеты. При этом замыкаются контакты и включаются электромоторы. Они поворачивают газовые рули, а следовательно, возникает вращающий момент, и ракета вернется в прежнее положение.
Когда будут пробиты плотные слои атмосферы, наступит черед поворота, чтобы направить ракету по заданному курсу. Программный механизм изменяет положение оси гироскопа, происходит «мнимое» смещение оси ракеты, замыкаются контакты, и ракета поворачивается до тех пор, пока не займет нового положения, заданного программой. Автомат следит, чтобы ракета не баловалась: не вздумала выходить из заданной плоскости полета или поворачиваться вокруг своей оси.
Для того чтобы ракета достигла заданного района, необходимо, чтобы в момент включения двигателя скорость ее была вполне определенной, а значит, и время работы двигателя тоже должно быть определенным. Эту задачу выполняет интегратор, по сигналу которого выключается двигатель.
Но все же такая автоматика не совсем устраивает конструкторов. Хотелось бы, чтобы вместо всяческих электромеханических устройств на ракете стоял компактный радиоисполнитель, который по приказу с Земли производил бы все операции. И уже самая заветная мечта — создание автоматов, которые сами в полете вырабатывали бы программу и приводили ее в исполнение. Но это уже дело будущего.
А пока… Автоматика продолжает совершенствоваться. Вот как, например, впервые в истории 30 октября 1967 года произошла автоматическая стыковка «Космоса-186» и «Космоса-188». В этой паре первый спутник был активным, то есть осуществлял маневр, а второй — пассивным. Спутники запускали так, чтобы плоскости их орбит совпали и партнеры оказались в непосредственной близости. Благодаря радиозрению они нашли друг друга и, «глядя антенна в антенну», начали сближаться. Счетно-решающие устройства вырабатывали команды, управлявшие двигательной установкой «Космоса-186». Сближение происходило таким образом, чтобы линия визирования, соединявшая центры спутников, перемещалась параллельно самой себе. Спутники должны были мягко коснуться друг друга. Штанга стыковочного узла «Космоса-186» входила в захват «Космоса-188», и специальный замок соединял их. В этой заключительной фазе многократно включались и выключались двигатели малой тяги, спутник выполнял сложный танец. И автоматика не подвела, справившись с труднейшими маневрами.
Проведенная незадолго до этого в США стыковка пилотируемого корабля с искусственным спутником осуществлялась человеком, который наблюдал процесс сближения кораблей и управлял всеми маневрами.
…И вот финал автоматической стыковки. Спутники причаливают друг к другу, замыкаются электрические цепи стыковочного узла. После этого «Космос-186» и «Космос-188» в течение трех с половиной часов продолжают полет уже как единое целое, а затем, по команде с Земли, производится расстыковка.
15 апреля 1968 года автоматическая стыковка на орбите двух советских искусственных спутников была успешно повторена.
А 15 сентября 1968 года в Советском Союзе была запущена автоматическая космическая станция «Зонд-5».
После семисуточного полета по трассе Земля — Луна — Земля станция возвратилась на Землю.
Впервые в мире советский космический аппарат, облетев Луну, успешно возвратился на Землю со второй космической скоростью, совершив мягкую посадку в Индийском океане.
Это качественно новое техническое достижение. Оно связано с разрешением сложных задач автоматического управления, аэродинамики, которые встают при входе летательного аппарата в атмосферу со скоростью около 11 километров в секунду. При посадке искусственных спутников Земли начальное движение их в атмосферу не превышает 8 километров, столь большое повышение скорости потребовало резко суженных по направлению движения станции углов входа ее в атмосферу и надежного обеспечения теплозащиты от температуры в 12–13 тысяч градусов, возникающей в слое между ударной волной и поверхностью аппарата.
Чтоб не заблудиться
Плохо человеку, заблудившемуся в глухом лесу. Даже случись дорога или тропка — в какую сторону идти, как выйти к человеческому жилью? Остается лишь положиться на свои голосовые связки и международный сигнал «Ау!». Кто поопытнее, знает: надо сориентироваться по странам света, иначе говоря — точно определить север и юг. А в лесу это не так уж и трудно, даже если нет карты и простейшего из приборов — компаса.
Но с топографической картой и компасом человек знает свое место на суше. А штурману корабля в океане этого уже мало: ему нужны не только квадрант и секстант — ему еще подавай звезды ночью и солнце днем. Впрочем, это могло удовлетворить лишь древних мореходов. А сейчас, чтобы точно проложить на морской карте курс корабля и в любую минуту знать его точное местонахождение в океане, штурман пользуется и лоциями, и сложными таблицами, и радиолокацией. Да и маяков стало побольше.
А кто зажжет маяк для космического путешественника? Жители туманности Андромеды? А положение космического корабля, мчащегося с сумасшедшей скоростью, должно быть строго определенным в каждый момент времени. Чтобы изменять положение корабля в пространстве и корректировать направление его движения, разработана целая система автоматических приборов и механизмов. Ее назвали системой ориентации.
4 октября 1959 года была запущена советская автоматическая межпланетная станция, которая должна была сфотографировать обратную сторону Луны. Система ориентации была включена сигналом с Земли в тот момент, когда станция сблизилась с естественным спутником и оказалась приблизительно на прямой Солнце — Луна. Невидимая землянам часть лунной поверхности ярко освещалась Солнцем, и фотоаппараты наводились на нее путем поворота всей АМС. Система ориентации прежде всего прекратила произвольное вращение станции вокруг центра тяжести, начавшееся в момент отделения ее от последней ступени ракеты-носителя.
Потом солнечные оптические датчики подали сигнал для разворота всей АМС нижним днищем по направлению к Солнцу, и Луна оказалась перед объективами фотоаппаратов. Специальное устройство — своеобразный «видоискатель» — уточнило наводку и разрешило автоматическое фотографирование. Гироскопические датчики фиксировали положение станции, а блок логических электронных устройств и управляющих двигателей осуществлял точное выполнение всех команд автоматов. Как только фотографирование закончилось, система ориентации была автоматически выключена.
Создать надежную систему ориентации космического корабля очень трудно. Маятниковые устройства, например, в условиях невесомости непригодны. На Земле они надежно указывают направление местной вертикали. Но маятник, подвешенный на корабле-спутнике в произвольном положении, так и
