Юрий Батурин: Цена решения. Часть 1
От редакции. Странная перекличка весенних дат…
Перебирая старые подшивки, в которых нередко обнаруживаются актуальные мысли, мы натолкнулись на номер, выпущенный под шапкой «Может быть, нас объединит не война, а «Мир» (см. «Новую газету», № 14, от 10—16 апреля 2000 г.). «Мир» — так называлась наша космическая станция, которую в то время готовились затопить, и поднялось движение за ее спасение. Ведущий редактор номера Олег Хлебников написал тогда в предисловии: «На несколько месяцев кремлевским пиарщикам… удалось объединить часть общества войной. Но, кажется, массовый гипноз уже начинает проходить. Может быть, нас объединит «Мир»?»
«Мир» давно сведен с орбиты. Какой же космический символ поможет нам задуматься сегодня, в разгар российско-украинского противостояния? И по закону парных случаев он вдруг обнаружился сам.
Редакция предлагает читателям необычный взгляд на события марта 2014-го — диптих, автор которого выступает в двух ипостасях: он — космонавт, но в прошлом — и политик. В бытность свою помощником президента России Б.Н. Ельцина по национальной безопасности, ему довелось останавливать войну в Таджикистане (см. «Новую газету», № 9, от 14—20 марта 1996 г. — «Мятеж при странных обстоятельствах. Интервью с человеком, сумевшим договориться о прекращении военных действий»). Как человек, побывавший в космосе, он, безусловно, обладает особым взглядом на мир и человеческую жизнь. Сложность для редакции состояла в том, что с 1996 года Юрий Батурин еще и корреспондент, затем обозреватель «Новой газеты». Мы приняли решение снять в подписи автора указание на его принадлежность к газете, исключительно чтобы выделить две его первые роли. Данное решение неэквивалентно типовому примечанию о том, что редакция может не разделять позицию автора.
Итак, первая статья — о космических опасностях и как там принимаются решения.
Восьмидесятилетний (9 марта) юбилей Юрия Алексеевича Гагарина, первого космонавта планеты, в значительной степени заслонили украинские события, поставившие среди прочих вопрос о цене решения. И, как в кино, по монтажным законам стыковки разных кадров с целью построения сильного образа, они возвращают нас к 12 апреля 1961 года.
Выдающийся кинорежиссер Сергей Михайлович Эйзенштейн объяснял: «…если <есть> даже ряд монтажных кусков: 1. Седой старик; 2. Седая старуха; 3. Белая лошадь; 4. Занесенная снегом крыша; — то еще неизвестно, работает этот ряд на «старость» или на «белизну». И этот ряд можно продолжать очень долго, пока не попадется кусок-указатель, который сразу «окрестит» весь ряд в тот или иной признак».
Для нашей темы этот признак — цена риска.
Именно в кино- и телевизионных фильмах о Гагарине было высказано и показано немало соображений, в основном верных. Накануне Дня космонавтики их, вероятно, будут повторять, и можно будет проверить первое впечатление. Представляется, что в этих фильмах на заднем плане остались незаметными два очень важных момента — риск и профессионализм. Очевидно, они связаны друг с другом: ниже профессионализм — выше риск, и наоборот.
В первой статье — о вошедшем в Историю полете Гагарина.
Соперничество и соревнование
Академик Борис Викторович Раушенбах, один из крупнейших специалистов Сергея Павловича Королева, вспоминал «спортивно-романтический» настрой инженеров-ракетчиков: «Во-первых, все мы, работавшие в области создания космических аппаратов, испытывали эмоции, близкие спортсменам, — прийти первыми к финишу. Ведь одновременно нечто похожее делалось в США, и всем нам хотелось не пропустить вперед наших американских коллег. Это было совершенно искреннее чувство соревновательности. Во-вторых, результаты соревнования имели и политическое значение. Романтический характер придавало нашей деятельности то, что все делалось впервые. Ничего не было известно, отсутствовал какой-либо предшествующий опыт, и мы чувствовали себя мореплавателями времен Колумба, отправившимися открывать новые земли».
Такой спортивно-романтический взгляд на происходившее действительно был характерен для научно-технических руководителей и инженерного состава обеих стран. Американский ученый Томас Л. Саати, подтверждая, что спортивный дух действительно является реальным фактором международной политики, тем не менее предупреждает об оборотной стороне спортивно-соревновательного мышления, которое может обернуться серьезной опасностью: «В странах, где игры (в частности, спортивные) находятся в большом почете, развивается отношение к жизни, как к соревнованию. Такие страны рассматривают свои взаимоотношения с соседями как соревнование… Такое отношение необходимо отличать от агрессивности. Народ, который не делает различия между соревнованием и агрессией, может их путать».
В реальности ситуация сложнее: «народы» не являются простыми, однородными по структуре «игроками» на мировой арене, там действует политическое руководство государства (также неоднородное), различные профессиональные группы со своими интересами, общественные движения и тому подобное. Поэтому и оказалось, что технические специалисты, у которых состязательность не порождает агрессивности, сильно отличаются от политиков и военных, чьи геополитические стратегии и стремления к превентивным ударам не могут быть интерпретированы противостоящей стороной иначе как потенциальная агрессия.
Для политического руководства и СССР, и США в космическом соперничестве не было и тени романтики: лишь жесткий расчет и обвинения другой стороны в агрессивности. Нельзя сказать, что разработчики космической техники не понимали этого. «Почему советский спутник оказался первым в космосе? — объясняет Б.В. Раушенбах. — Единственная возможность ответить американцам на удар по Москве — это ответный удар по Вашингтону и Нью-Йорку… И запуск первого спутника, который мы провели в спешном порядке, имел целью вовсе не изучение космоса. Главное было — показать американцам, что мы их можем накрыть. И они это поняли. Я считаю, что это очень сильно способствовало сохранению мира».
Что же касается летчиков, то, когда их отбирали в кандидаты в космонавты, им сообщали лишь, что летать они будут «на новой технике». О космическом назначении их будущих летальных аппаратов они узнали, только приступив к занятиям и тренировкам. Конечно, каждый из них хотел стал первым, но они понимали, что для этого надо доказать свой профессионализм, и готовились, готовились…
Американцы провели набор в астронавты еще в 1958 году, имена всех из «великолепной семерки» были известны. Но они были далеко, и ни от них, ни от советских космонавтов не зависело, какая страна окажется первой. Поэтому космонавты занимались профессиональной подготовкой, а не выступали на собраниях, как иногда показывают, с заявлениями о готовности пожертвовать жизнью, чтобы опередить страну-соперника.
Отправить двух пилотов на ракете в космос на высоту до 200 км конструкторы предлагали еще в 1946 году, сразу после большой войны, задолго даже до первого спутника (см. «Новую газету», № 34, от 11—14 мая 2006 г.). «За год справимся», — говорили инженеры. Самые строгие критики тогда отвечали: «Не справятся. Два года как минимум…» И отправили бы. Жизнь тогда после миллионных людских потерь цену имела небольшую. И были бы мы первые в космосе на 10 лет раньше, не меньше. Но, скорее всего, на Землю вернулись бы трупы. Слава богу, точнее, слава профессионалам, принимавшим решение, — они цену такого решения понимали хорошо и не допустили катастрофы.
Линия, за которой жизнь
С.П.Королев хотел, конечно же, первым отправить в космос человека, но и возвратить его живым на Землю. Это значит, что надо было разглядеть (скорее интуитивно) невидимую линию, которая отделяла безнадежный старт с человеком от надежного.
Весной 1961 года, по расчетам, вероятность успешного завершения полета пилотируемого корабля составляла 0,875, а вероятность спасения жизни космонавта, даже при неудачном запуске составляла уже 0,94. Тогдашние требования к уровню надежности составляли 0,95.
Королев понимал, что расчетные цифры надежности, представленные ему, не учитывают многое из того, что он знал и видел. Невидимая граница, которую он нащупывал, проглядывалась не очень отчетливо. Об этом свидетельствует то, что 31 марта 1961 года он подписал «Проект космического корабля-спутника» — все тома, за исключением первого (и сделает это лишь 30 июля 1961 года перед полетом Г.С. Титова).
Из дневника генерала Н.П. Каманина, помощника главкома ВВС по космосу:
«5 января. Много неполадок. Мало испытаний… На всем печать спешки.
18 января. В эти дни у меня часто возникали вопросы: «Кто из шестерки войдет в историю как первый человек, совершивший космический полет? Кто первым из них, возможно, поплатится жизнью за эту дерзкую попытку?
3 февраля. Ракета упала из-за отказа в системе управления, а это могло произойти из-за срыва люка второй ступени. Люк сорвало в момент старта, так как он был закреплен всего двумя болтами вместо восьми… Причина отказа гироскопа на королёвской ракете установлена: в подшипнике прибора нашли металлическую стружку, длиной до миллиметра.
27 февраля. Без риска космос не освоить, но бояться риска и возможных жертв — значит тормозить полеты в космос».
Риск — величина возможного ущерба, взятая с его вероятностью, согласно современной математической теории риска. Вместо манекена в корабль садится человек. Это кардинально меняет ситуацию. Пилотируемый полет подразумевает, что теперь в понятие «риск» неминуемо попадает цена жизни человека. И именно это возлагало на лиц, принимающих решение, особую ответственность.
Тогда для расчета технической надежности при испытании ракет, например, в период с 1957 по 1960 год, использовалась просто теория вероятности, определялось распределение количества «успехов» в серии независимых испытаний. При малой вероятности «успеха» в отдельном испытании ситуацию хорошо описывает «распределение вероятностей редких событий», что, безусловно, было правильно при первых пусках ракет-носителей с беспилотными аппаратами, которые в большинстве своем заканчивались неудачей (естественное событие при испытании любой принципиально новой техники). Вот как закончились запуски 5 космических кораблей в 1960 году:
15 мая — корабль перешел на более высокую орбиту.
28 июля — взрыв двигателя при старте.
19 августа — успешно (Белка и Стрел-ка), но отказы были.
1 декабря — величина тормозного импульса оказалась недостаточной (подорван).
22 декабря — на орбиту не вышел из-за аварийного выключения двигателя.
Из дневника Н.П. Каманина:
«12 февраля. Я с Королевым и Келдышем договорился о том, что до полета человека в космос должно быть осуществлено не менее двух подряд полностью удачных полетов кораблей с манекенами».
Три умных и ответственных человека (один из них — прекрасный математик), пытаясь точнее провести линию, за которой космонавт остается жить, интуитивно перешли к другому распределению, которое описывает число испытаний, проведенных до достижения равно n успехов. По условию Королева, n = 2.
Вот что было дальше:
9 марта 1961 г. (неразделение, перелет).
25 марта 1961 г. (повторилось неразделение).
Тем не менее, поскольку спускаемый аппарат был возвращен, приняли, что условие Королева выполнено.
Полет Гагарина — первый пилотируемый. Его уже нельзя рассматривать как продолжение прежнего ряда испытаний. Надо отсчитывать новую серию испытаний. Но серией испытания станут позже. Для Гагарина n = 1, а это уже другое распределение, по которому реальная надежность оказывается еще меньше расчетной. Ее не пересчитывали, но понимание этого, несомненно, имелось.
Так трудно взвешивал Королев цену исторического решения, понимая, как связаны технические, политические и человеческие факторы.
У корабля «Восток» все жизненно важные системы были задублированы, кроме тормозного двигателя, поэтому в случае его отказа резервным режимом спуска оказывалось естественное торможение в атмосфере в течение 2—7 суток. Из этих соображений и были выбраны параметры орбиты.
Из дневника генерала Н.П. Каманина:
«4 апреля. Нет и никогда не будет «стопроцентной» уверенности в успехе космического полета, особенно первого.
5 апреля. Трудно решать, кого посылать на верную смерть, и столь же трудно решить, кого из двух-трех достойных сделать мировой известностью и навеки сохранить его имя в истории человечества».
29 марта все члены Государственной комиссии, будучи опрошенными персонально (не поднятием руки), высказались за полет.
8 апреля Госкомиссия утвердила первым пилотом Юрия Гагарина, а Германа Титова — запасным, вторым запасным — Григория Нелюбова.
10 апреля при взвешивании Гагарина в скафандре с креслом обнаружился перевес в 14 кг. Ночью для облегчения корабля снимали часть аппаратуры и обрезали кабели, которые были задействованы на беспилотных кораблях, но не нужны в пилотируемом полете (например, система аварийного подрыва). Поскольку работы проводились в спешке, без анализа схемы бортовой сети, заодно, как оказалось, отрезали по одному датчику давления и температуры. Правда, они были зарезервированы. Хуже было то, что в результате появилась «паразитная» гальваническая связь наземных шин с корпусом спускаемого аппарата. Ее заметили лишь на следующий день.
11 апреля ракета-носитель с космическим кораблем была вывезена на стартовую позицию. Начались предпусковые проверки. В середине дня перед окончанием проверок Гагарин на «нулевой отметке» старта встретился с боевым расчетом, готовившим ракету и корабль к пуску. В это время и обнаружилось, что технологическая шина электропитания, с помощью которой проводились все испытания, связана с корпусом корабля. Положение осложнялось тем, что данная шина обеспечивала технологическим электропитанием не только космический корабль, но и ракету-носитель. Инженеры искали решение и к ночи нашли: отключиться от мотор-генератора и обеспечить питание с помощью аккумуляторов. Королев утвердил это решение, и в течение ночи новая схема была собрана и проверена.
Таким образом, риск был много выше, чем расчетная вероятность гибели космонавта, — 0,06. Теперь, после старта, снижать риск — задача самого космонавта, его профессионализма.
Профессионализм
12 апреля в 7 часов по московскому времени Гагарин занял место в космическом корабле.
09.07 — начался подъем.
На 156-й секунде выведения произошел отказ блока питания антенн системы радиоуправления. Команда на отключение двигателя не прошла, он выключился на 15 секунд позже положенного по резервному варианту — по временной метке системы управления ракеты-носителя. В результате корабль вышел на более высокую орбиту. Апогей орбиты оказался 327 км вместо расчетных 230 км. Это сразу отменило резервный режим возвращения — время существования корабля на данной орбите до спуска за счет естественного торможения составляло около 30 суток. К этому времени космонавт бы погиб. Оставалось надеяться, что тормозная двигательная установка сработает штатно.
09.12. Кедр: Прошло выключение второй ступени.
09.51 — началось и через 4 минуты 10 секунд завершилось построение ориентации корабля для схода с орбиты.
10.25.34 — включилась тормозная двигательная установка (ДУ), но выключилась она всего на 1 секунду раньше расчетного времени из-за окончания горючего (причина: неполное закрытие обратного клапана наддува бака горючего, из-за чего часть горючего не попала в камеру сгорания). Следствием этой секунды стал перелет в 600 км и посадка в нерасчетном районе.
После того как горючее закончилось, магистрали наддува двигателя остались открытыми, и в них, а также в рулевые сопла под давлением около 60 атмосфер стал поступать азот. Это привело к закрутке корабля со скоростью 30 градусов в секунду. Процесс был произвольным и неконтролируемым.
Гагарин в отчете: «Получился «кордебалет»: голова-ноги, голова-ноги с очень большой скоростью вращения. Все кружилось. То вижу Африку, то горизонт, то небо. Только успевал закрываться от Солнца, чтобы свет не падал в глаза. Я поставил ноги к иллюминатору, но не закрывал шторки. Мне было интересно самому, что происходит».
Циклограмма спуска нарушилась. Команда на автоматическое разделение спускаемого аппарата (СА) и приборного отсека (ПО) не прошла. Теперь нужно было ожидать разделения по резервному варианту от термодатчиков, расположенных на приборно-агрегатном отсеке и срабатывающих при нагреве корпуса до 150 градусов. Считается, что это происходит на высоте 100—110 км. Режим штатный, перегрузки не увеличивает.
Гагарин в отчете: «Я ждал момент разделения. Разделения нет…»
Реально разделение произошло в 10.35 на высоте 150—170 км над Средиземным морем. Следовательно, нагрев корпуса произошел быстрее расчетного времени.
Но это еще не все! Команда на отстрел кабель-мачты (жгута кабелей между СА и ПО) не прошла. Причина была в ошибочной прокладке кабелей запитки пиропатронов отстрела. То же самое произошло при двух предшествующих пусках беспилотных кораблей. Однако эта ситуация угрозы безопасности космонавта не создавала, и Королев запретил проводить какие-либо доработки системы разделения, чтобы ненароком не снизить надежность (хотя разрешил перед стартом кусачками поработать в корабле, не исключено, чтобы не менять Гагарина на весящего меньше Титова, — тоже человеческий фактор).
10.49 — прошло катапультирование космонавта на высоте 7 км. Во время спуска на парашюте Гагарин около 6 минут пытался открыть дыхательный клапан скафандра. При надевании скафандра перед стартом вытяжной тросик открытия клапана попал под оболочку скафандра и дополнительно был прижат ремнем привязной системы.
Космонавт увидел, что предстоит посадка на воду, вынул закрепленный на скафандре нож и обрезал стропу, на которой был закреплен носимый аварийный запас весом 30 кг. Увеличив таким образом дальность спуска на парашюте, он благополучно приземлился на сушу.
Ни в одной из случившихся нештатных ситуаций не оказалось повода для упрека. Профессионализм Гагарина ни на йоту не увеличил риск полета.
* * *
Сегодня от некоторых молодых людей можно услышать: «А что особенного? Взлетел, один виток, и сел». А этот виток был самым рискованным в истории космонавтики.
Но главный урок в другом: решение, которое войдет в Историю, следует принимать только ответственным профессионалам, которые умеют рассчитывать, в состоянии учитывать нерасчетные факторы и хорошо понимают цену Решения.
