Забытые на орбите: истории экспедиций, застрявших в космосе

6 июня 12:00

14473

13 минут на чтение

Пожалуй, никто не будет спорить, что космонавтика — дело опасное. Порой одна крошечная ошибка, одна небольшая поломка при взлёте или посадке стоит жизни целому экипажу. Да и во время миссии что угодно может пойти не так. Один из самых неприятных сценариев для любого космонавта — застрять на орбите в ожидании помощи с Земли. Звучит как сюжет научно-фантастического фильма — однако подобные ситуации действительно происходили в реальности. И тогда приходилось жертвовать тщательно разработанными планами ради того, чтобы вернуть людей домой в целости и сохранности.

На низких орбитах

На случай, если из-за отказа тормозной установки полёт задержится, «Востоки» отправляли с запасами ресурсов на 10 дней...

HPH [CC BY-SA 3.0]

После старта внеземной экспансии необходимость организовывать спасательные полёты беспокоила ещё основоположников теоретической космонавтики. Для писателей-фантастов она же стала отличным сюжетообразующим элементом.

Однако конкретика появилась, только когда начались сами космические полёты. У первых одноместных кораблей — советского «Востока» и американского «Меркурия» — была существенная техническая уязвимость: на них устанавливали по одной тормозной двигательной установке. Если бы она вышла из строя, корабль не смог бы самостоятельно сойти с орбиты и его пилот погиб.

Советские специалисты решили проблему выбором орбиты: высота её апогея не превышала 235 км при перигее 180 км. Согласно расчётам, под тормозящим воздействием остатков атмосферы «Восток» бы сам снизился и приземлился в течение 5–7 суток — правда, в произвольном районе. Вот почему на его борту размещали запасы питания, воды и кислорода.

…А вот на «Меркуриях» для таких запасов банально не хватало места

NASA

Однако корабль «Меркурий» был слишком мал и не рассчитан на более длительные миссии. Возвращение пилота целиком зависело от надёжности трёх твёрдотопливных двигателей — впрочем, сойти с орбиты позволил бы даже один из них.

Всё же риски сохранялись, и в 1964 году американский авиатор и научный журналист Мартин Кэйдин выпустил фантастический роман Marooned («В плену орбиты»). В нём описывалась драма астронавта Ричарда Пруэтта, на корабле которого отказала двигательная установка целиком. Его спасают с помощью перспективного корабля «Джемини» при участии советского космонавта на «Востоке».

На следующем этапе развития космонавтики надёжность операции схода с орбиты увеличили. На кораблях «Восход», создававшихся на основе «Востоков», устанавливали дополнительные тормозные установки, а на «Джемини» — сразу четыре твёрдотопливных двигателя, при этом он мог ещё и маневрировать в космосе, меняя параметры полёта. В случае сбоя в тормозной установке можно было снизиться, войти в плотные слои атмосферы, где скорость упала бы, а затем благополучно приводниться. Памятуя о романе Кэйдина, американские учёные разработали необходимый манёвр, опробованный 23 марта 1965 года в полёте «Джемини-3». Ближе к концу пятичасовой испытательной миссии астронавты, управляя двигателями ориентации и маневрирования, уменьшили перигей орбиты до 72 км. Впрочем, дожидаться, когда корабль «зароется» в атмосферу, они не стали, и полёт завершился штатно.

Всего за год до аварии «Аполлона-13» вышел фильм «Отрезанные от мира» (1969), где трое астронавтов застряли в космосе

Columbia Pictures, Frankovich Productions

Корабли «Союз» и «Аполлон», оснащённые двигателями многократного включения, умели маневрировать ещё лучше, поэтому угроза «застрять» в космосе превратилась в гипотетическую. И всё же в ноябре 1969 года на экраны вышел американский фильм «Отрезанные от мира», снятый по мотивам романа Кэйдина (в оригинале у фильма то же название — Marooned): в нём пришлось спасать экипаж «Аполлона», подготовив к старту прототип космического «челнока». А менее чем через год, в апреле 1970-го, полёт реального «Аполлона-13» едва не завершился гибелью экипажа. Впрочем, корабль сохранил частичную работоспособность, и астронавты при поддержке наземных операторов сумели вернуться на Землю.

Отсутствие средств спасения в случае «Аполлона-13» заставило NASA задуматься о том, чтобы унифицировать советскую и американскую космические программы. В результате в июле 1975 года прошёл совместный полёт кораблей «Союз» и «Аполлон», сопровождавшийся двумя стыковками. Однако эта миссия осталась уникальной: проект «Аполлон» был закрыт — и ему на смену пришли крылатые корабли Space Shuttle.

Третья экспедиция

Из-за отказа сближающе-корректирующего двигателя экипаж «Союза-33» не мог ни пристыковаться к станции «Салют-6», ни спокойно сойти с орбиты

Mikhail (Vokabre) Shcherbakov [CC BY-SA 2.0]

Со строительством долговременных орбитальных станций космические корабли стали воспринимать по-другому — как транспортные средства, призванные доставлять людей или грузы на станцию и готовые в любой момент, включая аварийные ситуации, вернуть экипаж на Землю.

На новом этапе главной проблемой оказались трудности стыковки: это проявилось, например, во время третьей основной экспедиции на станцию «Салют-6». Корабль «Союз-32» с командиром Владимиром Ляховым и бортинженером Валерием Рюминым стартовал 25 февраля 1979 года. Космонавты должны были не только выполнить программу научных экспериментов, но и принять две экспедиции посещения: советско-болгарскую и советско-венгерскую. Корабль успешно пристыковался к станции, и экипаж приступил к текущим ремонтным работам, приводя её в порядок.

10 апреля был запущен «Союз-33» с Николаем Рукавишниковым и болгарским космонавтом Георгием Ивановым. В течение суток всё шло нормально. Корабль успешно приблизился к станции, и Центр управления полётами дал разрешение включить сближающе-корректирующий двигатель — тот должен был отработать шесть секунд, но на третьей остановился. Корабль прошёл мимо «Салюта-6» и начал медленно от него удаляться. ЦУП решил повторить попытку — двигатель включился и сразу же снова выключился. Экипажу приказали отдыхать, дожидаясь распоряжений.

Спускаемый модуль, на котором космонавты «Союза-33» вернулись на Землю

Scroch [CC BY-CA 4.0]

И космонавты, и ЦУП понимали, что из-за неисправности двигателя провести стыковку невозможно. Нельзя будет его использовать и для того, чтобы свести корабль с орбиты. На этот случай на «Союзе» был установлен дублирующий корректирующий двигатель одноразового использования. Утром 12 апреля руководитель полёта, поздравив экипаж «Союза-33» с Днём космонавтики, дал команду включить дублирующий двигатель. Для нормального спуска нужно было, чтобы тот отработал 188 секунд, но он не отключился, и Рукавишников вручную остановил его на 213-й секунде. Корабль вошёл в атмосферу по баллистической траектории, из-за чего космонавты испытали экстремальные перегрузки — более чем 10 g.

Если бы дублирующий корректирующий двигатель не сработал, космонавты могли бы воспользоваться маломощными двигателями причаливания и ориентации и добиться снижения их многократными включениями. Однако тогда трудно было бы предсказать, где приземлится спускаемый аппарат.

Хотя экипаж «Союза-33» благополучно вернулся домой, у специалистов возникли сомнения в исправности корабля, на котором прибыла третья основная экспедиция: его двигатели поступили из той же партии. Из-за этого всю программу полёта было решено перекроить: советско-венгерскую экспедицию посещения отменили и отправили вместо неё беспилотный «Союз-34», доработав и тщательно проверив его двигатели. В то же время космонавтам, оставшимся на «Салюте-6», поручили выполнить эксперименты, подготовленные болгарскими учёными; необходимые материалы для этого на станцию доставил грузовой корабль «Прогресс-6».

Ляхов и Рюмин смогли вернуться на Землю в спускаемом аппарате «Союза-34», проведя в космосе чуть меньше полугода

Stolbovsky [CC BY 4.0]

8 июня грузовик отстыковался, а уже через 12 часов его место на станции занял «Союз-34», стартовавший двумя сутками ранее. Проверив его, космонавты обнаружили неисправность в пульте управления, и им пришлось поменять один из блоков на аналогичный из «Союза-32». 13 июня старый корабль был отстыкован, а его спускаемый аппарат успешно приземлился под автоматическим управлением.

Экипаж третьей экспедиции провёл на орбите 175 суток — на пять дольше, чем планировалось, и установил абсолютный рекорд продолжительности полёта. Кстати, незадолго до его возвращения в августе 1979 года западная пресса распространяла зловещие слухи, будто бы космонавты находятся «в плену орбиты», и советовала обратиться за помощью к американцам. Те, впрочем, всё равно помочь бы ничем не смогли: до первого полёта шаттла «Колумбия» оставалось почти два года.

Пожар на старте

В апреле 1982 года на орбиту была выведена станция «Салют-7»; первая основная экспедиция в составе Анатолия Берёзового и Валентина Лебедева провела на ней 211 суток, в целом выполнив намеченную программу. Проблемы начались у сменщиков.

Прибежищем для космонавтов стал однажды и «Салют-7» — причем среди «застрявших» опять оказался Владимир Ляхов. К слову, его возвращение из третьей экспедиции — на станцию «Мир» — тоже было сопряжено с проблемами

Don S. Montgomery

20 апреля 1983 года стартовал корабль «Союз Т-8» с Владимиром Титовым, Геннадием Стрекаловым и Александром Серебровым на борту. Сразу после отделения третьей ступени обнаружилась серьёзная неисправность: штанга параболической антенны в системе сближения и стыковки «Игла» после раскрытия не дошла до рабочего положения. Космонавты попытались пристыковаться к станции в ручном режиме, но безуспешно, и они пошли на посадку.

Из-за неудачного полёта план второй основной экспедиции пересмотрели, разделив на два этапа продолжительностью 50 и 100 суток. 27 июня запустили «Союз Т-9» с Владимиром Ляховым и Александром Александровым. Несмотря на то, что после выхода на орбиту одна из панелей солнечных батарей не раскрылась, корабль всё же добрался до станции — «на одном крыле», как шутил позднее Ляхов. Космонавты пристыковались, прошли на «Салют-7» и приступили к экспериментам.

Второй экипаж экспедиции должен был стартовать в середине августа, но сроки перенесли: требовалось выяснить, почему не раскрылась панель батареи, и усовершенствовать конструкцию. Запуск очередного корабля назначили на 26 сентября, однако во время заключительных операций, примерно за полторы минуты до расчётного времени старта, на ракете-носителе «Союз-У» загорелся элемент в системе подачи топлива в газогенераторы турбонасосных агрегатов. Пожар распространился на ракетные блоки.

Старт корабля «Союз Т-8» на космодроме Байконур

РГАНТД. Арх. № 1-3848 цв.

Заметив нештатное развитие ситуации, руководитель пуска Алексей Шумилин выкрикнул пароль-команду: «Днестр!» Два офицера-оператора нажали специальные кнопки на своих пультах, после чего заработал двигатель системы аварийного спасения. Тот увёл головной блок со спускаемым аппаратом, в котором находились космонавты, от гибнущей ракеты. Стартовая площадка № 1 («гагаринский» старт) космодрома Байконур была разрушена, но космонавты Владимир Титов и Геннадий Стрекалов, к счастью, уцелели. Информацию об аварии тогда засекретили, и первые сведения о ней опубликовали только в 1987 году.

Программу экспедиции снова пришлось менять: полёт первого экипажа продлили, поручив ему провести эксперименты, которые готовились для второго, включая выходы в открытый космос. Ляхов и Александров вернулись домой 23 ноября, проведя на орбите почти 150 суток.

«Дырка» в корабле

В июне 2018 года на Международной космической станции начала работу 56-я долговременная экспедиция. В ней участвовали американские астронавты Эндрю Фейстел и Ричард Арнольд, а также российский космонавт Олег Артемьев, прибывшие туда на корабле «Союз МС-08». 8 июня к ним присоединился экипаж «Союза МС-09»: Сергей Прокопьев, немецкий геофизик Александер Герст и американка Серина Ауньон-Чэнселлор.

Чтобы специалисты на Земле могли сделать хоть какие-то выводы о происхождении отверстия в «Союзе МС-09», российские космонавты тщательно изучили аппарат снаружи

Работа шла своим чередом, когда в ночь с 29 на 30 августа средства объективного контроля зафиксировали снижение давления воздуха внутри станции. Поскольку предполагаемая утечка была незначительной (0,8 мм рт. ст. в час), ЦУП даже не стал будить экипажи. Утром скорость снижения увеличилась до 4 мм рт. ст. в час, и обитатели станции начали искать причину, поочерёдно изолируя модули. В конце концов они добрались до бытового отсека «Союза-09». Герст заметил маленькое отверстие в полке шпангоута корабля за ассенизационно-санитарным устройством (проще говоря, туалетом). Предположение, что «дырка» образовалась от столкновения с метеороидом, отвергли: она выглядела так, словно кто-то внутри отсека поработал сверлом.

Посовещавшись с ЦУПом, космонавты заклеили отверстие каптоновой лентой, но воздух продолжал утекать. Тогда было решено вставить в отверстие кусочек марлевой салфетки, пропитанный эпоксидной смолой. Это помогло, но оставался открытым вопрос: кто и когда проделал «дырку»? Всё указывало на её «земное» происхождение — она могла появиться в цеху во время финальной сборки или проверок на контрольно-испытательной станции. Однако изготовители корабля не признали ошибку: вместо этого они выдвигали различные версии вплоть до обвинения американских членов экспедиции в диверсии. Также не было ясности, почему утечка началась не сразу, а через 85 дней после старта корабля.

Конечно, «дырка» больше не угрожала безопасности космонавтов: при сходе с орбиты бытовой отсек «Союза» отделяется от спускаемого аппарата. Но тогда он сгорит в атмосфере, а специалистам, расследовавшим инцидент, очень хотелось получить хоть какие-то улики. Поэтому было решено изучить отверстие с другой стороны, выйдя в открытый космос. Этим планировалось заняться после прилёта следующего корабля.

Кто или что «просверлило» отверстие в бытовом отсеке «Союза-09», широкой общественности до сих пор неизвестно: информацию об этом «Роскосмос» не разглашает

NASA

11 октября с космодрома Байконур стартовал «Союз МС-10» с Алексеем Овчининым и Тайлером Хейгом. На 118-й секунде полёта один из боковых блоков первой ступени не отошёл штатно от второй центральной ступени; он скользнул по корпусу ракеты-носителя, а затем ударил по баку горючего, разрушив его. Стабилизация ракеты была потеряна, двигатели отключились, а сработавшая система аварийного спасения отделила головной блок с кораблём и увела их в сторону. Полёт космонавтов завершился через 20 минут после старта.

После аварии программу экспедиции пересмотрели — не столь критично, как в прошлые годы, но возвращение на Землю экипажа «повреждённого» корабля всё же отложили.

3 декабря был запущен «Союз МС-11» с Олегом Кононенко, канадцем Давидом Сен-Жаком и американкой Энн Макклейн. 11 декабря Кононенко и Прокопьев всё-таки вышли в открытый космос и несколько часов работали на бытовом отсеке «Союза МС-09». Они вскрыли экранно-вакуумную теплоизоляцию и противометеоритную защитную панель, после чего изучили выходную часть отверстия и взяли с него пробы «жёлтой неизвестной субстанции».

Экипаж «Союза МС-09» успешно приземлился 20 декабря 2018 года после 197 дней пребывания на орбите — на неделю позже запланированного срока. В сентябре следующего года тогдашний глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин заявил, что причина появления отверстия в бытовом отсеке установлена, но не подлежит разглашению.

Операция спасения

«Союз МС-22» на космодроме Байконур

NASA/Victor Zelentsov

В декабре 2022 года на МКС работала 68-я долговременная экспедиция. На станции были две команды: четыре члена экипажа американского корабля Crew Dragon Endurance и экипаж «Союза МС-22» («К. Э. Циолковский») — Сергей Прокопьев, Дмитрий Петелин и Франсиско Рубио.

15 декабря, когда Прокопьев и Петелин собирались выйти в открытый космос, на «Союзе» возникла аварийная ситуация: резко упало давление в его системе охлаждения, при этом видеокамеры засняли, как из корабля бьют «фонтаны» теплоносителя. Специалисты в ЦУПе проанализировали информацию, переданную космонавтами, и быстро выяснили причину аварии: обшивка приборно-агрегатного отсека «Союза» повреждена, а внешний контур системы охлаждения потерял герметичность. Возникло предположение, что это произошло из-за столкновения с микрометеороидом или космическим мусором.

Почти сразу появились слухи, что температура внутри «Союза МС-22» неконтролируемо растёт (поднимается выше 50 °С) и скоро космонавты просто не смогут зайти внутрь, а оборудование придёт в негодность. Но если корабль «умрёт», а на самой МКС произойдёт ещё какое-нибудь крупное чрезвычайное происшествие, космонавты будут обречены. Значит, требуется быстро решать: либо экипаж «Союза» немедленно занимает места в корабле, отстыковывается и совершает экстренное приземление, либо остаётся на станции, наблюдая за развитием ситуации, чтобы подручными средствами попытаться всё исправить.

Старт корабля «Союз МС-22»

Bill Ingalls

Пресс-служба «Роскосмоса» опровергла слухи, сообщив, что температура внутри «Союза» остаётся в пределах нормы (30 °С), поэтому нет необходимости в срочной эвакуации. Чтобы температура не поднялась выше, космонавты отключили часть систем корабля и протянули внутрь вентиляционный воздуховод, через который холодный воздух нагнетался из бортовой системы кондиционирования МКС.

Руководство NASA предложило помочь с эвакуацией — экстренно подготовить к полёту один из кораблей Crew Dragon в качестве спасательного средства, однако Юрий Борисов, к тому времени возглавивший «Роскосмос», отклонил этот вариант, заверив, что наши специалисты справятся своими силами. В январе 2023 года Совет главных конструкторов рекомендовал вернуть «Союз МС-22» на Землю без экипажа и как можно скорее запустить «Союз МС-23» в беспилотном варианте, чтобы тот заменил аварийный корабль в составе МКС.

Не дожидаясь, когда российская сторона решит проблему, специалисты NASA придумали, как переоборудовать пристыкованный к станции Endurance, чтобы разместить там не четырёх, а пять человек. Астронавты перенесли индивидуальный ложемент Франсиско Рубио из «Союза» и начали его монтаж на своём корабле. Предполагалось, что в случае общей эвакуации пятеро членов экспедиции покинут МКС на Crew Dragon, и тогда шансы на успешное возвращение двух космонавтов на «Союзе» повысятся за счёт снижения теплоизлучения внутри корабля.

Утечка технической жидкости с корабля «Союз МС-22»

NASA

Работа по программе на станции возобновилась, но вскоре произошёл новый инцидент. В начале февраля космонавты готовили к отстыковке грузовой корабль «Прогресс МС-21». 11 февраля произошла утечка из системы терморегулирования корабля, причём характер аварии был такой же, как у «Союза МС-22». Казалось невероятным, что метеороиды не врезаются в любые попавшиеся на пути предметы, а «выбирают» одни и те же чувствительные агрегаты российских космических кораблей. Возникло подозрение, что при подготовке к старту контролёры пропускают некий технический брак. Чтобы исключить аварии в будущем, требовалось поднять документацию и проверить, насколько обоснованными были изменения, внесённые в конструкцию кораблей при их усовершенствовании.

Космонавты успели закрыть «Прогресс», но времени детально его исследовать не оставалось: скоро его должен был заменить «Союз МС-23». Грузовик бегло осмотрели видеокамерами, установленными на манипуляторе американского сегмента МКС, отстыковали от станции, ещё раз засняли с разных ракурсов и 19 февраля затопили в океане. На снимках хорошо видны отверстия на поверхности «Прогресса», в том числе на радиаторе приборно-агрегатного отсека и панелях солнечных батарей. Их никак нельзя было объяснить производственным дефектом, поэтому специалисты пришли к выводу, что «повреждение вызвано внешним воздействием» — вероятно, метеорным потоком Геминиды, сквозь который наша планета проходила в ночь на 15 декабря 2022 года. Сколько-то твёрдых космических частиц задержалось на околоземной орбите, они сталкивались с МКС, но «бомбардировку» заметили, только когда оказались повреждены уязвимые части «Союза» и «Прогресса».

NASA

«Союз МС-22» и «Прогресс МС-21», вероятно, попали под «обстрел» частиц из метеорного потока Геминиды

NASA

Очередное приключение завершилось благополучно. 26 февраля «Союз МС-23» пристыковался к МКС. После всех проверок в него перенесли ложементы экипажа с пострадавшего корабля. 28 марта спускаемый аппарат «Союза МС-22» вернулся на Землю, доставив результаты научных экспериментов и заменяемое оборудование станции. 15 сентября на орбиту отправился корабль «Союз МС-24» с новым экипажем, а 27-го Прокопьев, Петелин и Рубио успешно приземлились в спускаемом аппарате «Союза МС-23». Из-за аварии они стали рекордсменами, задержавшись в космосе намного дольше обычного — 370 суток 21 час 22 минуты. Это самый длительный полёт, совершённый по программе МКС.