Так как маршевый двигатель установлен стационарно и вектор тяги проходит практически через центр масс корабля, аппарат перед коррекцией траектории надо развернуть так, чтобы импульс тяги он получил в нужном направлении.
Из-за неточной ориентации прототипа «Востока», на котором совершил первый в мире орбитальный полет Юрий Гагарин, корабль однажды «не затормозился», а, напротив, получил ускоряющий импульс и перешел на другую, более высокую орбиту. Настоящий исследователь, способный открыть даже в явной неудаче нечто новое, перспективное, Сергей Павлович Королев по-своему расценил этот случай: значит, есть возможность заставить корабль маневрировать на орбите.
Для разворотов, ориентации корабля служат малые ракетные двигатели, их тяга создает момент относительно центра масс. В общем, если продолжить аналогию с авиацией, движение самолета слитно, то есть изменение направления полета и положения машины относительно траектории происходит одновременно, а у космического аппарата сначала следуют повороты, а уже только потом — перемена траектории.
Пилот самолета может чувствовать сопротивление ручки: чем больше отклонил, тем больше нагрузка на нее, создаваемая аэродинамическими силами. Ручки управления космическим кораблем никаких усилий не передают, потому что нет и самих усилий. Космонавт действует так: отклонил ручку — идет разворот, установил ручку в нулевое положение — разворот прекращается. Так корабль и вращается относительно всех трех осей, пока ручка управления отклонена в ту или иную сторону.
Есть несколько режимов ориентации корабля. Один — так называемый непрерывный. Двигатели начинают работать непрерывно, пока корабль не наберет заданную угловую скорость. От степени отклонения ручки и зависит скорость вращения, угловая скорость корабля.
Другой режим — импульсный. При отклонении ручки в крайнее положение двигатели выдают определенное приращение угловой скорости, проще говоря, каждое отклонение ручки задает определенную продолжительность работы двигателя.
Ориентация проделана хорошо, если расход компонентов ракетного топлива, так называемого рабочего тела, тоже невелик, а нужное направление поддерживается точно. В космосе «рабочее тело» взять неоткуда, здесь ему нет цены, вот почему одна из заповедей академика С. П. Королева космонавтам была такая: «Береги рабочее тело пуще своего собственного». И в самом деле, оно нужно нам и для ориентации, и для выполнения маневров, и для того, чтобы затормозить корабль, вернуть его на Землю. На эти расчетные случаи и припасен на борту запас, израсходовал зря — пеняй на себя!
Куда «глядеть» оси маршевого двигателя, как долго ему работать, определяют на Земле по результатам измерения траектории и передают нам, естественно, в виде данных, удобных для практической работы.
Среди приборов системы управления, помогающих при разворотах, особое место занимают гироскопы. Гироскоп — это быстро раскрученный волчок, который сохраняет ось своего вращения неизменной в абсолютном пространстве. Космонавт ориентирует корабль — продольная ось «Союза» занимает заданное положение в пространстве — и «поручает» гироскопам следить за ориентацией. Задать направление продольной оси — значит и точно выставить маршевый двигатель, их оси совпадают. Как только корабль получит необходимое приращение скорости, специальный автомат — интегратор — выключит двигатель. Этим и заканчивается маневр.
Как всегда, перед очередной операцией проверяем системы, на этот раз систему управления движением корабля в невесомости. Отработка именно этого этапа — как мы его называли, этапа теста СОУД (системы ориентации и управления движением) — заставляла нас больше всего попотеть на Земле. «Неприятности», всяческие нештатные ситуации сыпались на нас как из рога изобилия. Эти тренировки всегда были сложны и утомительны, но именно они подготовили нас к такой напряженной работе. В реальном полете все работало безукоризненно, без всяких отклонений и нештатных ситуаций. В заданное время проверок мы уложились и сообщили в Центр, что к проведению маневров готовы.
На первые сутки полета намечены два маневра дальнего сближения: во время первого получилось, что наш двигатель должен проработать около 60, во время второго — около 20 секунд. С Земли выдали необходимые данные, закладываем их в автоматику, начинаем выполнять маневры.
По московскому времени — 4 часа 30 минут утра. В Москве лето и уже, наверное, светло. Москвичи спят, у наших товарищей в Центре управления полетом круглосуточное дежурство.
Включаем ручную ориентацию. Под нами Земля — я вижу ее в оптический визир космонавта. Корабль медленно разворачивается. Удивительно мягкое управление! Вращения не ощущаешь, просто плывет в иллюминаторах земная панорама. Вот Земля заняла уже симметричное положение относительно визира. Теперь надо сориентировать корабль «по бегу» Земли, то есть выполнить разворот относительно другой оси.
...Направляю движение «Союза» против часовой стрелки — в сторону меньшего угла, так быстрее развернемся.
Стоп! Хватит! Возвращаю ручку в нейтральное положение.
Ждем, когда можно будет передать управление на гироскопы. Время это задается точно, потому что именно в этот момент корабль займет то самое, нужное положение в пространстве. А дальше поддерживать ориентацию будет автоматика. Берталан переключает управление на автоматику. Замигал транспарант: «Работают двигатели ориентации».
Четко идет разворот! Видно, как уходит Земля из визира космонавта. Кончился автоматический разворот относительно одной оси, начался разворот относительно другой.
По транспарантам видно: все системы, которые участвовали в развороте, выключены. Очередь теперь за маршевым двигателем...
Нажимаю кнопку — снимаю блокировку запуска двигателя. Пуск!
Сзади, за спиной, слышен хлопок. Мягкий толчок и... все, не закрепленное в корабле, поплыло навстречу. Словно сам по себе приоткрылся незадраенный люк между спускаемым аппаратом и бытовым отсеком. Медленно-медленно плывут предметы — ускорение, создаваемое двигателем, очень небольшое, всего 0,6 метра в секунду.
Контролируем время работы двигателя: 50, 55 секунд, вот уже около 60... Истекает отпущенный «лимит». Снова хлопок — предметы внутри корабля ведут себя спокойно. Теперь опять чистая невесомость! Автомат-интегратор выключил двигатель, как только корабль набрал заданное приращение скорости.
Надо ввести в автоматику новые данные, чтобы выполнить разворот на гироскопах, после которого двигатель будет выставлен в новом направлении. Берталан манипулирует с устройством для ввода данных. Вижу цифры, проверяю их. Да, все верно.
