Во время следующих сеансов связи проверочные включения для выяснения причин возникшего отказа проводились без участия разработчиков радиосистемы, через которую на борт передавались команды и с борта на землю "квитанции" (что было грубым нарушением), при этом был повторно включен основной комплект радиосистемы. Уже при проверочных включениях обнаружили, что радиокоманды с Земли перестали поступать на борт станции. Этого было достаточно для установления причин аварии. При последнем сеансе связи передача телеметрии с борта станции еще происходила, и из полученных записей было видно, что команды на борт перестали проходить. То есть повторное включение основного комплекта привело к расширению аварийной ситуации. Так как режим автоматического включения радиоаппаратуры по командам от программно-временного устройства в это время не был задействован, а команды с Земли на борт не проходили, то второе включение привело к тому, что прекратилась радиосвязь с бортом и исчезла возможность контроля его состояния.
Пришлось принять вынужденное решение о дальнейшем полете станции, так сказать, в режиме консервации поневоле.
Все это означало, что исчезла возможность по сигналам станционных радиосредств контролировать положение станции на орбите, понимать характер ее движения вокруг центра масс (а вдруг она раскрутится, например, за счет утечки газа или взаимодействия панелей солнечных батарей с остатками атмосферы), включать аппаратуру и двигатели ориентации, обеспечивающие совместно с автоматикой транспортного корабля определение относительных параметров движения станции и корабля и их взаимную ориентацию. А следовательно, мы не могли использовать хорошо освоенный метод автоматического сближения транспортного корабля со станцией, не могли контролировать работу и состояние основных бортовых систем станции: терморегулирования, энергоснабжения, обеспечения необходимого газового состава атмосферы.
Ясно было, что для восстановления нормальной работы необходимо лететь на станцию, необходимо разработать новый метод выведения транспортного корабля к молчащей станции (как к "некооперируемому" объекту, то есть к объекту, который "знать не знает", что к нему хотят подойти, и тем более "ничего не делает", чтобы этому процессу помочь), подготовить корабль и экипаж к полету и к выполнению этой необычной задачи, оснастить корабль новым оборудованием, необходимым для такой операции. На решение этих проблем ушли весенние месяцы 1985 года.
Для определения положения станции на орбите мы решили использовать наземные средства наблюдения службы контроля космического пространства, которые позволяли производить достаточно точные измерения, необходимые для расчета и прогнозирования движения станции, и впоследствии (6 июня) вывести транспортный корабль в район станции. По наземным наблюдениям удалось установить, что раскрутки станции не происходит. Это было очень важно: к быстро вращающейся станции "не подойдешь" и не состыкуешься с ней, так как стыковочный узел находится далеко от центра масс станции.
Для того чтобы приблизиться к станции, была разработана следующая технология: с расстояния примерно 10 километров экипаж с помощью оптического прибора должен был навести одну из осей корабля на станцию (которая над освещенной стороной Земли должна была наблюдаться на фоне черного неба как необычно яркая звезда, если, конечно, к станции приближаться со стороны Земли) и ввести в бортовую вычислительную машину сигнал о том, что в данный момент выбранная ось корабля "смотрит" на станцию. Несколько таких "засечек", введенных в память бортовой вычислительной машины, которая в каждый момент "знает" фактическое положение корабля в "неподвижной" системе координат, позволяла ей получить информацию о фактической траектории прохода корабля вблизи станции, выполнить необходимые расчеты и дать команду по коррекции этой траектории для подведения корабля к станции.
Вблизи станции (на расстоянии 2–3 километра), если сближение пройдет нормально, экипаж должен был взять управление на себя, приблизиться к станции, облететь ее для подхода со стороны переходного отсека и причалить.
Для проведения этих операций, помимо новых математических алгоритмов расчетов и операций, введенных в память бортовой вычислительной машины, был установлен дополнительный комплекс приборов. В этот комплекс входили: оптический прибор наведения, лазерный дальномер, прибор ночного видения (на случай, если не удастся причалить к станции до ее захода в тень и придется "зависнуть", то есть, включая координатные двигатели корабля то на подвод к станции, то на отвод, удерживаться на выбранном расстоянии от станции, чтобы не потерять ее из виду или не врезаться в нее, находясь в тени).
С марта начали готовить корабль. Разработали методики, схемы и программы деятельности экипажа и Центра управления (особенно службы расчета и прогнозирования орбит и взаимодействия ее с наземными средствами, следившими за станцией) при выполнении сближения, облета и причаливания корабля к станции. Провели специальные тренировки экипажа на различных стендах, подготовку экипажа к работе с новым для него приборным оборудованием, тренировки персонала центра управления и всех наземных служб пунктов наблюдения, управления и связи. Разработали и схемы действий экипажа после стыковки корабля со станцией. Можно было приступать к "реанимации".
6 июня корабль "Союз Т-13", пилотируемый Владимиром Джанибековым и Виктором Савиных, был выведен на орбиту, прошел обычные тесты, подтвердившие его нормальную работоспособность после выведения. Были выполнены операции коррекции орбиты корабля, приведшие к тому, что утром 8 июня корабль подошел к станции. Когда станция и корабль вышли из тени, они оказались на расстоянии около 10 километров друг от друга. Командир ориентировал "боковую" ось корабля на станцию, наблюдая за ней через иллюминатор спускаемого аппарата, а бортинженер по его командам вводил информацию в вычислительную машину. Далее автоматика выполнила последний маневр коррекции, и с расстояния порядка 2,5 километров экипаж взял управление на себя. Впрочем, расчеты бортовой машины были достаточно качественны, корректировать траекторию подхода пришлось незначительно. На расстоянии около 200 метров экипажем было выполнено "зависание" корабля - он перестал приближаться к станции, держась от нее на выбранном расстоянии. Экипаж оценил условия освещения, при которых придется подходить к станции (они оказались не очень благоприятными), посоветовался с центром управления, получил его разрешение и приступил к причаливанию. Джанибеков подвел корабль поближе, облетел станцию, вывел корабль к переходному отсеку и пристыковался. Это была прекрасно выполненная операция и крупное техническое достижение - удалось сблизиться и состыковаться с некооперированным объектом.
И экипаж, и все, кто участвовал в подготовке и проведении этого полета, были счастливы. В центре управления полетом начались обычные поздравления, рукопожатия.
Но на фоне ясного неба безоговорочной победы появилось облачко. Его сначала в ЦУПе почти никто и не заметил. Но по телевизионному изображению нам было видно, что две соосные панели солнечных батарей не параллельны, а развернуты относительно друг друга примерно на 70–90 градусов. Это означало, что как минимум не работает система ориентации солнечных батарей, а может, это признак отсутствия напряжения в системе энергопитания.
С течением времени облака начали сгущаться. После стыковки электрических разъемов станции и корабля, по идее, можно было проверить несколько параметров станции, контроль за которыми необходим в процессе проверки герметичности стыка и перехода из корабля на станцию. Подключение этих датчиков станции к системе отображения на корабле осуществляется через состыковочные электрические разъемы. Убедились: датчики не подключились к схеме корабля. Тоже признак того, что не работает система электропитания станции (СЭП).
Это породило много проблем, так как если не работает СЭП, то станция и все в ней должно замерзнуть: вода, пища, приборы, агрегаты, механизмы - все они рассчитаны на работу при положительных температурах, значит, не работает система обеспечения и контроля газового состава, а следовательно, не ясно, можно ли находиться внутри станции экипажу. Какой там газовый состав (ведь неисправность в радиосредствах могла объясняться и пожаром), может быть, нужно использовать противогазы (на всякий случай захватили и их с собой)?
Члены экипажа выполнили работы по проверке герметичности стыка станции и корабля вручную (электрические команды на станцию не проходили), вскрыли пробку в стыковочном узле станции, уравняли давление между кораблем и станцией, открыли люк и вошли в переходной отсек. Перед переходом в рабочий отсек космонавты провели вскрытие клапана, предназначенного для забора проб воздуха, проверили газовый состав атмосферы в станции: нет ли следов пожара, опасных токсичных примесей в атмосфере отсека. Для этого экипаж корабля был вооружен приборами, позволяющими проводить тонкий анализ воздуха на присутствие опасных газовых примесей. Затем открыли люк: атмосфера нормальная, но холодно. Насколько? Попробовать стенку? Руководитель полета Валерий Рюмин в шутку посоветовал Джанибекову: "Да плюнь ты на нее!" Экипаж тут же доложил: "Проба на слюну указывает на температуру ниже нуля". Слюна на металле замерзла примерно за три секунды. Еще в переходном отсеке Джанибеков проверил напряжение на одной из розеток: равно нулю.
Оправдывались самые худшие предположения. Но все-таки попробовали в рабочем отсеке выдавать команды с пультов - не проходят. Датчики емкостей показывали в основных батареях - ноль, в резервной батарее - нормальная емкость. Но такого не может быть! Если основные батареи полностью разряжены, то в процессе их разрядки и соответствующего падения напряжения автоматика должна была подключить к шинам электропитания резервную батарею, которая также должна была разрядиться. Может, неисправность, и автоматика не сработала? Ведь бывает же иногда везение и в неисправностях! Но нет. Проверили еще раз. Напряжение резервной батареи - ноль. Действительно, неисправность, но неисправность датчика емкости батареи: когда разряжалась еще основная батарея, то по назначенной заранее величине минимального напряжения автоматика системы управления бортовым комплексом отключила большинство потребителей, оставив только минимально необходимые: программно-временное устройство, систему терморегулирования и так далее.
Питание этих оставшихся приборов было настолько малым, что индикатор датчика контроля емкости резервной батареи, который контролирует разрядный ток, не сдвинулся с места. Все правильно - "удачной неисправности" не было.
Что же произошло? В каком состоянии станция? Как в ней работать - ведь без очистки атмосферы (а систему регенерации включить невозможно - нет напряжения) при пребывании экипажа внутри станции примерно за сутки концентрация углекислого газа возрастет до опасного для жизни уровня.
А работать надо - ведь иначе не понять, что произошло и что делать дальше. Значит надо непосредственно из корабля по изготовленному на борту кабелю подавать питание на один из регенераторов станции.
Вопросы росли как гора и перед экипажем, и соответственно перед инженерами на Земле.
Прежде всего необходимо было наладить работу системы энергопитания. Но вставал вопрос: возможно ли это в принципе? Ведь еще до старта "Союза Т-13" специалисты по СЭП категорически утверждали: если система энергопитания вышла из строя и батареи разряжены, восстановить ее работоспособность невозможно. Но это мнение было отклонено.
Требовалось найти выход.
Судя по тому, что даже при освещении солнечных батарей на шинах СЭП напряжение не появлялось, солнечные батареи были отключены от буферных батарей. Так сформировалась первая задача: подключить солнечные батареи к шинам СЭП, что требовало подачи напряжения на обмотку автоматического дистанционного переключателя. Но при этом оставалась опасность, что в электрических цепях станции окажется неисправность, которая выведет из строя систему электропитания корабля, и возвращение космонавтов на Землю окажется невозможным.
И все-таки мы нашли выход и реализовали процедуру восстановления СЭП, хотя и довольно сложную. Сначала решили зарядить одну из химических батарей. По схемам и инструкциям, переданным с Земли, экипаж изготовил кабели, разобрал схему подключения солнечных батарей к шинам СЭП и подключил одну из батарей напрямик к солнечным батареям. Станцию за счет работы системы управления корабля и его управляющих реактивных двигателей ориентировали таким образом, чтобы подключенные солнечные батареи были освещены. Через несколько часов первый блок был немного заряжен. Его подключили к шинам СЭП. После чего оказалось возможным проверить состояние станции с пультов и по телеметрическим измерениям, переданным на Землю. После просмотра телеметрии выяснилось, что таких проблем оказалось больше: не только проблема энергопитания должна была беспокоить нас - температуры элементов конструкции были близки к нулю и даже ниже. Это означало, что нельзя использовать управляющие реактивные двигатели и что вода на станции замерзла.
Уже на второй день экипаж пытался включать систему водоснабжения. Оказалось, что она не работает - вода замерзла. И разогреть ее не представлялось возможным за короткое время. Запас воды на корабле был на восемь суток; то есть должен был кончиться 14 июня. И даже если использовать, предварительно отогрев в корабле, две имевшихся на станции небольших переносных емкости с замерзшей водой, ограничить норму потребления воды для экипажа, использовать воду из неприкосновенного аварийного запаса корабля, то ее должно было хватить только до 21–24 июня.
Решили срочно подготовить к запуску грузовой автоматический корабль, главной задачей которого стала доставка воды на станцию. Надо было в кратчайшие сроки испытать, заправить и подготовить к запуску корабль и ракету-носитель. Все это было сделано, и на рассвете 23 июня "Прогресс-24" пристыковался к станции.
Но процесс разогрева начался раньше. После заряда первой батареи в том же порядке зарядили и остальные. В процессе работы с ними выяснили и причины выхода из строя СЭП: в одной из батарей оказался неисправным датчик, указывающий на полный заряд батареи. По сигналу этого датчика солнечные батареи отключаются от заряда буферных химических батарей. В создавшейся ситуации датчик выдавал команду на отключение от подзаряда батарей. По командам программно-временного устройства один раз за виток подавалась команда на подключение солнечных батарей, но тут же неисправный датчик их отключал. Химические батареи, оставшись один на один с потребителями, постепенно разрядились до нуля. Вся аппаратура станции перестала работать: не было напряжения в сети.
Аппаратура не работала, и тепло не выделялось. Станция стала замерзать. Этого бы не произошло, если бы на станции находился экипаж или если бы не прекратилась связь с Землей - неисправный датчик в принципе всегда можно отключить.
В процессе восстановления работоспособности станции, после заряда буферных батарей, космонавты исправили электрическую схему, заработали системы энергопитания, ориентации солнечных батарей, терморегулирования и телеметрии. Экипаж установил исправную аппаратуру командной радиолинии, появился свет, тепло, и 16 июня "пошла вода" - начал таять лед в системе водоснабжения. Кризис миновал.
При разогреве требовалась определенная осторожность: дело в том, что в процессе охлаждения станции влага атмосферы, скорее всего, должна была осесть и затем замерзнуть на стенках. Поэтому контур термостатирования корпуса нельзя было включать сразу. В этом случае влага испарилась бы со стенок и могла осесть на холодных приборах, электрических разъемах и привести к нарушениям в их работе. Поэтому сначала космонавты прогрели атмосферу, приборы и только потом включили контур термостатирования корпуса.
Уже 13 июня был проведен тест на готовность системы ориентации, аппаратуры сближения и двигательной установки. Если бы они не работали, то нельзя было бы заправить транспортный корабль. Поскольку он был старого образца, то мог подойти к станции только при работе в автоматическом режиме совместно с автоматикой станции. В этом случае экипажу пришлось бы возвращаться, прервав экспедицию.
Тест прошел нормально - были отданы команды на заправку и старт корабля "Прогресс".
Конечно, аппаратура станции подверглась тяжелому испытанию. Поэтому после восстановления СЭП пришлось провести испытания и всех остальных систем. Все эти работы были выполнены. Станция работала нормально.
Надо сказать, что члены экипажа в тяжелых условиях с высоким напряжением и тщательностью провели работы по восстановлению жизни станции, проявив мужество и большую работоспособность. Нельзя не отметить самоотверженную и осторожную работу персонала Центра управления полетом и всех инженеров, участвовавших в анализе ситуации, разработке программ и схем действий.
Работа на станции вошла в нормальную колею. Но полного доверия к станции, прошедшей этап клинической смерти и отогретой из состояния льда, уже не было. Появились отказы в отдельных приборах. Летом 1986 года станция "Салют-7" была переведена в режим консервации, так как уже начала работать новая станция "Мир".
Однако в деле получения сколько-нибудь заметных положительных результатов на станциях "Салют" мы практически не продвинулись вперед. Фактически продолжали работать сами на себя. Установленные на станциях телескопы (инфракрасный, радио, рентгеновский), оборудование для экспериментов по получению сверхчистых материалов либо совсем не работали, либо оказались неэффективными.
Вероятно, мы слишком поздно заказывали оборудование для исследований и экспериментов и разработчики не успевали создавать качественную и надежную аппаратуру. Да, наверное, это главная причина. Нехватка времени и отсутствие надежной инженерной базы разработки и создания аппаратуры и оборудования для исследовательских целей.
А что, если попытаться обойти эти проблемы? Создать такую станцию, чтобы оказалось возможным в процессе полета кардинально менять инструменты и саму программу исследований? Одним словом, раскинуть сеть пошире. Такова и была основная идея станции "Мир". По замыслу ее базовый блок похож на последние станции "Салют", но с шестью стыковочными узлами, два из которых должны были устанавливаться, как и обычно, вдоль продольной оси, а четыре - на переходном отсеке, перпендикулярно продольной оси. Такая конфигурация позволяла присоединять к станции не только пилотируемые и грузовые корабли (вдоль продольной оси), но и до четырех модулей для проведения исследовательских и экспериментальных работ. Предполагалось, что эти модули будут разрабатываться и изготовляться нашим предприятием на базе грузовых кораблей "Прогресс".