Полёты существующим способом

Космические достижения СССР состоялись вопреки логике и способам развития науки и техники

Пятьдесят лет назад, 12 апреля 1961 года, советский космонавт Юрий Гагарин совершил первый в мире орбитальный космический полёт на корабле «Восток». Теперь этот день стал международным праздником. Чтобы почувствовать величину события, надо представить себе ту эпоху.

Там, где луна и звёзды

Первый космонавт мира Юрий Гагарин.

Мне было тогда пять лет без одной недели. Мы жили в деревне Малое Юрково Дновского района, где мои родители преподавали в сельской школе. Телевизоров в деревне ещё не было, да и быть не могло, поскольку не было электричества. Для прослушивания популярных песен с виниловых дисков использовался механический патефон, пружина которого взводилась вращением рукоятки. Тетради мама с папой проверяли при свете керосиновых ламп, а из дома в темноте выходили с керосиновым же фонарём «Летучая мышь».

Незадолго до космического прорыва в школе поставили дизельный движок с генератором. Папа сделал проводку, и на три вечера в неделю в школе, интернате и доме учителя, где мы жили, стал появляться электрический свет.

Когда движок запустили в первый раз, из Большого Юркова прибежали мальчишки. Они увидели яркий свет и решили, что школа горит.

В колхозе было три грузовика. Это были все авто на округу. В распутицу — только трактор «Беларусь» с прицепом.

Свадьбы зимой катались в разукрашенных лентами санях.

Космический корабль и ракета-носитель «Восток».

И, вдруг, в эту деревню через динамики и репродукторы ворвалась весть: человек в космосе!

Новость повторялась радиовещанием целый день со всеми подробностями, имя Юрий Гагарин вошло во все умы и сердца.

Что такое «космос», «корабль-спутник», я тогда ещё не понимал. Отец доступно объяснил: «Космос там, где луна и звёзды». Со вторым термином оказалось сложнее. Гагарина я рисовал на ракете, а ещё рисовал пароход и писал на нём: «Спутник».

Потом, как большинство мальчишек, собирал открытки с портретами космонавтов: Юрий Гагарин, Герман Титов, Андриян Николаев, Павел Попович, Валерий Быковский, Валентина Терешкова.

На смену «Востокам» пришли многоместные корабли «Восход» (как оказалось позже, это были практически те же «Востоки», только плотно упакованные космонавтами без скафандров). На «Восходе-1» летали Владимир Комаров, Константин Феоктистов и Борис Егоров. На «Восходе-2» — Павел Беляев и Алексей Леонов. Именно в том полёте Алексей Леонов совершил первый в истории выход в открытый космос.

Устройства бессмысленного сопряжения

Космический корабль и ракета-носитель «Восход» на стартовом столе.

Судьба распорядилась так, что мне довелось без малого восемь лет прослужить в космических войсках.

В 1973 году, окончив псковскую школу № 13, я поступил в Военно-космическую академию им. А. Ф. Можайского. Тогда, конечно, я ещё не знал, что она космическая. Это было строго засекречено. И называлась она ВИКА – Военно-инженерная краснознамённая академия. Учился на факультете радиоэлектроники. Получил специальность «Системы автоматизированного управления космическими аппаратами».

До сих пор с теплотой и благодарностью вспоминаю многих преподавателей. Среди них были учёные с мировыми именами: Владимир Николаевич Калинин, Николай Никитич Буга, Борис Абрамович Резников. Они не только давали нам глубокие системные знания и формировали исследовательский подход, но также способствовали формированию нашего мировоззрения.

Практика управления космическими аппаратами оказалась весьма далёкой от теории.

Мне, казалось бы, повезло. Получил распределение по специальности — инженером-программистом системы «Скат» — автоматизированной системы управления космическими аппаратами (АСУ КА). Именно для неё нас и готовили. Нас-то подготовили, а сама система оказалась совершенно неработоспособной, мертворождённой.

Наверное, иначе и быть не могло. СССР отстал в компьютерном деле с самого начала и навсегда. Тому, на мой взгляд, две причины.

Первая. В 1948 году в США вышла книга Норберта Винера «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». Книга оказалась столь популярной, что была переиздана огромным тиражом в карманном формате. Ну, а в СССР 5 апреля 1952 года «Литературная газета» опубликовала статью за подписью М. Ярошевского «Кибернетика — «наука» мракобесов». Потом, конечно, бросились догонять, но главное время было упущено.

Вторая. Наш особый, евразийский путь. Цивилизованный мир, прежде чем создавать информационно-вычислительные системы договорился о структуре представления в них информации: байт [ 1 ] – слово [ 2 ] – двойное слово [ 3 ]. Именно эта структура действует в мировой вычислительной технике по сей день. Сравнительно недавно она дополнилась учетверённым словом – появились 64-разрядные компьютеры. Были приняты протоколы, регламентирующие обмен информацией.

В СССР — иначе. В упомянутой АСУ «Скат» использовались вычислительные машины М-220А, имевшие 45-разрядную сетку. Система передачи данных «Резеда», осуществлявшая обмен информацией между Центром управления полётами и измерительными пунктами по телефонным каналам, имела 22-разрядное слово. Аппаратура передачи данных «Арагва», передававшая информацию с вычислительного комплекса на радиотехническую станцию, — 7 разрядов. И так далее.

Поскольку ни один из гениальных генеральных конструкторов не соглашался переделывать своё сверхгениальное устройство, в СССР стали делать устройства сопряжения (УС). В результате АСУ «Скат» состояла из этих УСов процентов на 70!

Корабль многоразового использования «Буран». Окончание единственного успешного полета 15 ноября 1988 года.

Но эта беда – даже не главная. Математиков и программистов пригласили к участию в работе только после того, как наши умельцы спаяли всё «железо». Поэтому как-либо изменить негодную структуру этой АСУ уже не представлялось возможным.

Само слово «Скат» в нашей среде расшифровывали как «Система кормёжки армейских тунеядцев», но, по признанию посвящённых, гражданских тунеядцев у этой кормушки было на порядки больше. Кормились целые НИИ и цеха заводов. В общем, получился классический проект по распилу бюджетных средств. Ещё весной 1979 года называлась сумма в 1 миллиард тогдашних рублей. Это более 100 миллиардов рублей нынешних. (Правда, нужно признать, что тот распил кормил всех конструкторов, инженеров и рабочих. Нынешние же распилы большей частью поедаются самими пильщиками, а до исполнителей доходят в лучшем случае опилки).

Поскольку такую сумму просто списать было невозможно, нас заставляли создавать иллюзию того, что «Скат» работает.

Бесконечные отказы этой системы держали в напряжении весь персонал, участвовавший в сеансах управления космическими аппаратами. Длительность сеанса космической связи – 5-7 минут, а то и меньше. Если чудо кибернетической мысли зависало перед сеансом или в его начале, поступала команда: «Выполнять сеанс существующим способом», и персонал радиотехнической станции успевал выдать команды и заложить программу на борт космического аппарата вручную, то есть с помощью клавиатуры. Если же сбой происходил ближе к концу сеанса, то для ручного режима оставались считанные секунды, и выполнять работу приходилось не просто вручную, а в режиме ошпаренной кошки.

Но ещё хуже было, когда команда по пути от вычислительного центра к радиотехнической станции (РТС) не просто искажалась, а трансформировалась в другую разрешённую команду. Вероятность такого события, конечно, была достаточно низка, но примерно 2 раза в год в ходе сеанса по громкой связи раздавался истерический вопль: «Что вы делаете, «Скат»!» Кричал офицер, который на своём регистре на долю секунды видел неправильную команду. Сбросить её он не успевал, и команда выдавалась на борт космического аппарата. Техника, задуманная как средство, уменьшающие ошибки человека, вносила свои ошибки, над которыми человек уже не был властен.

Особенно важным в имитации работы АСУ было формирование «генеральского эффекта».

На командном пункте наземного измерительного пункта [ 4 ] (НИПа) стояло большое, во всю стену, табло, на котором в режиме реального времени должна была отображаться информация по всем сеансам управления космическими аппаратами. Табло управлялось вычислительным комплексом «Ската», но постоянно зависало, из-за чего информация переставала меняться. Это, естественно, раздражало генералов-проверяющих.

Два офицера сконструировали небольшой пульт управления, отключили табло от АСУ и подключили этот пульт. Сразу за стеной с табло была маленькая комнатка, в которой этот пульт и установили. При работе проверочных комиссий из Центра в этой комнатке сидел грамотный шустрый лейтенант, который с помощью тумблеров пульта обновлял информацию на табло согласно суточному плану сеансов управления.

Генералы были в щенячьем восторге: «Единственный НИП, где «Скат» работает, как положено!»

Все эти очки втирались не только генералам, но, полагаю, и на более высоких уровнях советской бюрократической структуры. Незадолго да моего увольнения (в 1986 году) было принято решение на основе «Ската» строить АСУ «Простор» — систему управления всем народным хозяйством СССР. Слово «простор» тут же расшифровали: «Пока реставрируют обломки «Ската», тунеядцы опять радуются».

Сбыться планам на новый распил бюджетных денег помешала кончина самого СССР.

Группы ручной кибернетики

«Скат», конечно, был грандиозной ошибкой. Но что представляло собой управление «существующим способом»?

Важнейшей функцией управления космическими аппаратами (КА) является сбор и обработка телеметрической информации. В советском варианте использовались телеметрические системы с временным разделением каналов. На борту КА стояла двухступенчатая система коммутаторов, последовательно опрашивавшая все датчики, снимавшая показания их параметров и формировавшая телеметрический кадр. На земле кадр расшифровывался, каждый канал выделялся, и показания датчиков отслеживались в динамике.

Обрабатывал телеметрию специализированный вычислительный комплекс — система обработки телеметрической информации (СТИ-90). Это две комнаты больших железных шкафов. Поскольку его «программа» была раз и навсегда воплощена в железе, то работал он в сопряжении с универсальной ЭВМ М-222.

Один из парадоксов СССР: идеи «выдающихся учёных-теоретиков» реализовывали «опытные практики». И реализовывали так, что не приведи боже!

Паяли комплекс СТИ как раз такие умельцы с большой буквы. Паяли по наитию. Можно было взять схему любого блока, описать её в формулах алгебры логики, минимизировать и упростить. Упростить удавалось на 20-30%, а отдельные, особенно «гениальные» блоки даже на 70%. Когда пришёл-таки новый, модернизированный комплекс, то шкафы остались те же, но многие блоки были полупустыми.

Наряду с этой, автоматизированной, обработкой телеметрии существовала (а, возможно, и существует до сих пор) ручная обработка. Что это такое?

В отдельной комнате стояли столы, сидел офицер и пара-тройка подчинённых ему женщин. Им прямо со станции приносили рулоны бумаги, на которых с помощью самописцев был зарисован поток телеметрии в необработанном виде. Обработчик разворачивал рулон, находил на графике кадровые синхроимпульсы, с помощью линейки отыскивал нужный параметр, измерял его уровень и по телефону диктовал в Центр управления полётом.

Мы называли этих специалистов группой ручной кибернетики, поскольку руководителем группы был, как правило, офицер, окончивший Можайку по специальности «кибернетика».

Дальность и радиальную скорость космических аппаратов до 1986 года успешно измеряла станция «Кама». Это слегка модернизированная американская радиолокационная станция, полученная во время Второй мировой войны по «Лендлизу». Она была создана американцами, если не ошибаюсь, ещё в 1936 году. Опять же, не удивлюсь, если в слегка модернизированном виде она работает до сих пор.

Испорченная фантазия на тему «Шаттла»

О проекте советского челночного космического корабля «Буран» я слышал, ещё будучи курсантом, в 1977 году.

Мы спросили у преподавателя, что из себя будет представлять это чудо конструкторской мысли. Преподаватель сначала замолчал. Потом сказал, что это сведения особой важности, и он не вправе их нам передавать. Подумав, дал-таки совет: «Кому особо интересно, пойдите в секретную библиотеку. Там есть разведданные по американскому «Шаттлу». Почитайте. Потом испортьте этот «Шаттл» настолько, насколько хватит фантазии, и получится «Буран».

Так и получилось. Два первых запуска российского челнока прошли, пока я ещё служил в армии. Оба раза корабль даже на орбиту не вышел — улетел «за бугор». Отклонение от расчётной траектории происходило на активном участке полёта. Если антенны колпашевского НИПа ещё захватывали «Буран» в расчётной точке и принимали сигнал, то Енисейск его уже «поймать» не мог. Антенны были остронаправленные, и сканировать могли только малую область пространства вблизи расчётной точки.

После пусков к нам прилетал самолёт с молчаливыми ребятами в штатском. Каждый раз примерно по месяцу этот самолёт кружил над тайгой, пытаясь найти хоть что-нибудь, оставшееся от «Бурана». Тщетно. Найти обломки космического корабля в сибирской тайге труднее, чем иголку в стоге сена.

Свой единственный успешный орбитальный полёт «Буран» совершил 15 ноября 1988 года. Полёт был беспилотным. «Буран» стартовал с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя «Энергия», сделал два витка вокруг земли и приземлился в автоматическом режиме на специальном аэродроме «Юбилейный» на Байконуре.

Полагаю, что именно после полной обработки и анализа телеметрической информации этого испытания конструкторы пришли к выводу: повторение успешного полёта маловероятно.

В 1990 году работы по программе «Энергия-Буран» были приостановлены, а в 1993 году программа окончательно закрыта.

Успешно слетавший в космос «Буран» был уничтожен в 2002 году в следствие обрушении крыши монтажно-испытательного корпуса на Байконуре, в котором он хранился вместе с готовыми экземплярами ракеты-носителя «Энергия».

Распорядок бардака

Но все эти технические беды советского космического комплекса — мелочь по сравнению с бедами организационными.

Офицеры с академическим образованием не могли полностью сосредоточиться на решении технических задач. Огромная часть их сил и времени уходила на занятия строевой подготовкой, партийно-политической работой, несение дежурств по котельной, езда старшим мусорной или иной машины и контроль за распорядком дня солдат. Ни один самосвал из части не мог выехать без офицера: а вдруг солдат-водитель бутылку водки купит!

Поскольку во многих подразделениях солдат было меньше, чем офицеров, то в помещении казармы круглосуточно (!) находился офицер, по сути, дублировавший сержанта – дежурного по роте.

Режим работы офицера был, в основном, сутки через сутки. Таких дней, когда на 9:00 ты не в сапогах, выдавалось, в среднем 2 в месяц. А бывали периоды, что 2 за полгода. Командир части возмущался: «Как ни придёшь в офицерскую гостиницу, офицеры либо спят, либо пьяные, либо спят пьяные».

А как ещё можно было при таком режиме работы выживать?

Я удивлялся и завидовал спокойствию одного лейтенанта–флегматика. На него подполковник орёт, а у того хоть бы мускул на лице дрогнул. А потом, вдруг, узнал, что этот «флегматик» дома так избил жену, что ту на скорой увезли в больницу.

Другой офицер – старший лейтенант – вдруг покрылся сыпью. Начальство испугалось, что это какая-то инфекция, и лейтенанта не стали отправлять в госпиталь в Томске, а положили в городскую больницу города Колпашева. В больнице же работали врачи-диссиденты, сосланные из Новосибирска «на 101-й километр». Они не стали пресмыкаться перед полковниками, а написали то, что есть – сильнейшее нервное истощение. Старлея быстренько перевели на корабль. Болтаться по полгода в океане было легче, чем служить в Колпашево!

Ваш покорный слуга весной 1985 на утренней зарядке по 5 км бегал. А в свободные дни – километров по 20 в своё удовольствие. В декабре же был комиссован по болезни. Здоровье рухнуло за несколько месяцев.

Потенциальное поражение без боя

Экипаж космического корабля «Восход-1». Первые советские гражданские специалисты: Константин Феоктистов (борт-инженер, слева) и Борис Егоров (врач, справа) Владимр Комаров (командир экипажа, в центре).

К политической подготовке относилось не только обязательное конспектирование материалов съездов и ленинских работ периода «военного коммунизма». Каждый офицер был обязан выписывать набор советских газет и политический журнал. Политотдел строго за этим следил.

Газета «Красная звезда» выписывалась обязательно. Вместо «Правды» мне удавалось выписывать «Комсомольскую правду» — это не поощрялось, но допускалось. Две газеты для души: «За рубежом» и «Литературная газета». А как быть с журналом? «Коммунист» и даже «Молодой коммунист» меня, беспартийного, категорически не прельщали. Некрасиво журнал из почтового ящика сразу перемещать в туалет. С детства у меня уважение к печатному слову.

Проштудировав весь каталог, нашёл журнал Института США и Канады «США, экономика, политика, идеология». Когда начальник политотдела увидел это название, его очки едва не упали на стол:

— А… зачем вы это выписали, товарищ старший лейтенант?

— Изучаю потенциального противника, товарищ полковник!

Возразить ему было нечего.

Не скажу, что читал этот журнал от корки до корки, но хотя бы пролистывал.

В одном номере как-то попалась интересная статья: «Структура НАСА [ 5 ]». Когда прочитал, что американский измерительный пункт обслуживают 17 (семнадцать) гражданских лиц, мне стало плохо...

Во-первых, в СССР, практически, не было гражданского космоса. Из всех космических аппаратов примерно 70% были сугубо военными, 15% – аппаратами двойного назначения и только 15% – гражданскими. Управление же всеми аппаратами осуществляли исключительно военные. Мы обрабатывали телеметрию даже с международных спутников «Бион» с мартышками на борту.

Во-вторых, в Енисейске, на момент моего перевода оттуда в 1983 году, служило около 400 человек офицеров, тысячи полторы солдат, едва ли не половина офицерских жён работала связистками и операторами, местные жители обслуживали коммунальное хозяйство городка, военторг и офицерскую столовую. Кроме того, рядом размещался строительный батальон, который строил только для нас.

Более чем тысячекратное превосходство в живой силе над вероятным противником! Тогда я понял, что вероятную войну мы уже проиграли. Заранее. Так, в сущности, и произошло, когда рухнул Варшавский договор и развалился СССР.

Казалось бы — извлеките урок из «крупнейшей геополитической катастрофы ХХ века», господа правители. Но — нет. Упрямый раб ведёт галеру на те же рифы…

Игорь БОРИСОВ, инженер по специальности «Системы автоматического управления космическими аппаратами»

 

1 Байт — (англ. byte) часть машинного слова, состоящая из 8 бит (двоичных единиц), используемая как единица количества информации при ее хранении, передаче и обработке на ЭВМ. Байт может принимать одно из 256 (28) различных значений.

2 Слово — совокупность двух байт, имеющих последовательные адреса. Размер слова — 16 бит.

3 Двойное слово — совокупность четырех байт (32 бита), расположенных по последовательным адресам.

4 Космическими аппаратами управляет Командно-измерительный комплекс (КИК). В него входит Центр управления полётами (ЦУП), наземные измерительные пункты (НИПы), плавучие измерительные пункты (ПИПы) и самолётные измерительные пункты (СИПы). К моменту развала СССР в КИК входило 22 НИПа и 11 ПИПов. К 2005 году от «Морского космического флота» сохранилось только одно судно в Калининграде «Космонавт Виктор Пацаев».

5 НАСА (англ. NASA) — Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (англ. National Aeronautics and Space Administration).