Стыковка

Представь себе, что эта бутылка — это один космический корабль, а этот стакан — другой. Чтобы стыковать корабли, надо попасть горлышком бутылки в стакан… Ну ты понимаешь.

— Космонавт флиртует с девушкой, х/ф «Аполлон-13»

Стыковка — это, выражаясь научным языком, соединение двух космических кораблей в одну систему физически, а выражаясь популярно — это проблема из разряда «попади в мишень размером от двух до полутора метров с дистанции в 60 километров».

Для осуществления стыковки применяется стыковочный узел, который бывает в основном двух типов: это классическая система «штырь-конус» и АПАС (Андрогинно-периферийный агрегат стыковки). Главное их различие в том, что «штырь-конус» — система несимметричная: если на вашем корабле установлен «штырь», вы можете пристыковаться только к «конусу»; если же у вас «конус» — вы вообще не можете стыковаться сами, только ждать обладателя «штыря». АПАС же позволяет стыковку любого корабля с любым другим (если, конечно, на «любом другом» установлен стыковочный узел той же системы. А систем этих довольно много, на одной МКС используется не меньше трёх несовместимых разновидностей).

Суть стыковки в том, чтобы попасть стыковочным узлом одного корабля в узел другого, чтобы они закрепились, притянули корабли шлюз в шлюз и прижали друг к другу поплотнее, чтобы встать на замки.

Для того, чтобы провести стыковку, если вкратце, требуется следующее:

• Попасть на орбиту. Это обычно делается с помощью ракеты носителя или с помощью торможения, если космический корабль возвращается с другого небесного тела.
• Из-за того, что точность наведения ракеты-носителя не позволяет подвести космический корабль ближе чем на 30 км, дальше придётся вручную: двухимпульсный маневр с помощью сближающе-корректирующих двигателей — изменение скорости, дабы соприкоснуться с орбитой цели в тот момент, когда цель будет поблизости, затем изменение скорости до уравнивания со скоростью и вектором движения цели.
  • Здесь стоит заметить интересную особенность навигации в ближнем космосе: для того, чтобы кого-то догнать, нужно замедлиться — это позволит перейти на более низкую орбиту с меньшим периодом обращения и большей угловой скоростью. И наоборот, чтобы кого-то подождать — нужно разогнаться, перейти на более высокую орбиту с большим периодом.
• Если всё сделано правильно, космический корабль теперь в нескольких километрах от цели.
  • Если есть компьютер, он должен уже поймать сигнал от цели и договориться о манёвре — оба корабля разворачиваются друг к другу стыковочными узлами и сближаются до стыковки.
  • Если компьютер отказал или его нет — кружим вокруг цели, пока не увидим стыковочный узел, затем гасим скорость до нуля относительно цели, направляем на мишень стыковочный узел и легонько даём импульс на сближение, после чего держим мишень в прицеле, не давая дёргаться туда-сюда (чем дальше от цели, тем больше дёргается — орбита-то круглая), или, если она не уползает (с близкого расстояния стыковаться легче), расслабляемся и ждём, пока защёлкнутся замки и табло возвестит о стыковке. Если не получается с первого раза — не беда, можно отойти назад и попробовать ещё. Главное — не разгоняться слишком сильно, не подкрадываться слишком медленно и не бояться. Посадка на самолёте — куда страшнее.

Стыковка важна тем, что позволяет не выводить корабли и станции одним куском, а собирать их непосредственно на орбите, пристыковывая модули друг к другу. В случае выхода модуля из строя его можно отстыковать и сбросить с орбиты, а на его место пристыковать другой; помимо прочего, это также важно для межпланетных миссий — КК для этого состоит из орбитального модуля, посадочного и возвращаемого.

Профессионалы ИРЛ

• «Джемини 8» — Нил Армстронг и Дэвид Скотт, 16 марта 1966 года, первая стыковка в ручном режиме с мишенью.
• «Космос-186» и «Космос-188» в полностью автоматическом режиме — произведена 30 октября 1967 года.
• «Союз-4» и «Союз-5» — январь 1969 года, первая пилотируемая стыковка.
• «Союз-Аполлон» — 15 июля 1975 года, с этого момента вместо «штырь-конус» стал использоваться АПАС. Первая стыковка кораблей разных стран.
• «Союз Т-3» — 28 ноября 1980, стыковка с аварийной ДОС «Салют-6» (замёрзла и была неуправляема) — одна из самых сложных операций по стыковке.
  • "Всё было совсем не так".(С) "Союз Т-13", экипаж В.Джанибеков/В.Савиных, ОС "Салют-7", 8 июня 1985 года. В остальном верно - труднейшая ручная стыковка и последующая не менее трудная, но успешная работа по "оживлению" замёрзшей станции. Всё это подробно описано в книге непосредственного участника событий - Виктор Савиных. "Записки с мёртвой станции". Есть в бумаге и в Интернете.
• …И все, кто стыковался в космосе, ибо каждая операция не похожа на другую.

Профессионалы в искусстве

• Кербалы считают, что компьютеры слишком тупые, а потому все стыковочные операции делают вручную. Профессионалы 80-го уровня.
  • Что характерно, кербальский компьютер конечно может рассчитать и выполнить стыковку, но при этом он тратит на маневр куда больше топлива чем кербал. Почему — непонятно (вероятно потому что кербалы куда лучше летают в космосе чем программируют компьютеры).
• Elite (и все его наследники) — до покупки автомата стыковки все заходы на станцию осуществляются вручную.
• Сага о Форкосиганах — все описанные в тексте стыковки выполняются пилотами, а не автоматикой. Более того, судя по некоторым эпизодам, автоматическая стыковка в этом мире вообще отсутствует как явление.
• «Космические ковбои» — престарелый «Танк», который давным-давно ушёл из ВВС и принял сан, производит стыковку шаттла со старым советским спутником, при этом молясь Господу.
• Hellion — В этом хардкорном симуляторе космобомжевания просто нет автоматической стыковки(точнее есть, но только на самой последней стадии - после сближения на метр-полтора активируется магнитный зацеп), зато есть космический мусор, инерция, ограниченное количество топлива для маневров и возможность закрутить стыкуемый объект при неудачной стыковке на большой скорости.
• Space Engineers — стыковка производится вручную, однако из-за упрощенного представления особой сложности не представляет. Впрочем, есть и написанные игроками скрипты для автоматической стыковки. Правда, через стыковочный коннектор можно передавать только ресурсы, предметы и электричество, ходить между кораблями все равно придется «через космос» (герметичный шлюз можно создать при помощи блоков слияния, но после этого отстыковаться можно будет только при помощи болгарки).

Горит табло «Люк открыт»

• Интерстеллар — один из персонажей криво состыковался с помощью какой-то кривой версии NASA Docking System и умудрился открыть шлюз при горящем табло «нет стыковки». Закономерный эффект прилагается. Это надо видеть!
  • А сразу после этого, ГГ умудрился состыковаться с основным кораблём, находящимся в неуправляемом вращении, и при этом умудрился не упасть в обморок от перегрузок. И всё это в полной тишине!
• «Союз-11» — горело табло «люк открыт» при задраенном люке. ЦУП предположил поломку датчика, экипаж проверил герметичность космического корабля, всё было в порядке. То, что чуть позже, после разделения отсеков, клапан сброса давления убил экипаж, к поломкам системы стыковки не относится.
• «К звёздам» — под конец фильма, Рой отправляется с «Цефея» на «Лиму» в небольшой капсуле. Однако во время прохода через кольца Нептуна, капсула оказывается повреждена и не может состыковаться с «Лимой». Рою приходится выйти в космос (благо он уже был в скафандре) и войти в люк самостоятельно. Капсула, тем временем, медленно улетает в никуда. Возвращаться на «Цефей» приходится своим ходом. Прыгнув для возвращения через кольца, чья толщина не одна сотня километров, прикрываясь дверью как щитом от камней, не отлетев от их удара назад, и не промахнувшись в прыжке на сотни километров мимо.