Сбой, который привел к обрыву коммуникаций во время выхода в космос во вторник и позволил Международной космической станции сбиться с курса, был, как стало известно Newsweek, результатом аномалий, занимавших внимание инженеров не один месяц. И хотя была разработана процедура на случай нештатных ситуаций, она не сработала так, как планировалось, сообщили источники в НАСА на условиях анонимности.

Сбой, происшедший во вторник, объясняют по-разному. Некоторые комментаторы отметили, что стабилизационные гироскопы станции были перегружены из-за работ по замене оборудования в российской сегменте станции. В Москве пресс-секретарь российского космического агентства возложил вину на американские стабилизаторы и небрежное обращение со станцией экипажа, астронавта НАСА Майка Финка и российского космонавта Геннадия Падалки.

Но, как явствует из документов НАСА, попавших в руки Newsweek, американо-российский экипаж в июле установил, что станция может потерять ориентацию благодаря российским скафандрам, которыми пользуются космонавты. Такие же отклонения отмечались во время прежних выходов в космос, и экипаж пришел к выводу, что они повторятся и в будущем.

Космические холодильники

Чтобы избежать перегрева во время физических нагрузок, в российских скафандрах "Орлан" применяется стандартный метод, включающий в себя испарение льда, находящегося в заплечных мешках. В результате струйка молекул воды течет из маленького отверстия в рюкзаках. Такая технология десятилетиями использовалась при выходах в космос без каких-либо проблем.

Но в последние годы космонавты отходят все дальше от центра массы космической станции. В результате слабая струйка может давать станции ощутимый "толчок" - так детям, качающимся на доске, легче оттолкнуться, если они сидят ближе к краю.

По расчетам космических инженеров, каждый скафандр прикладывает силу примерно в один ньютон, эквивалентную давлению, которую оказывает на ладонь лежащее на ней яблоко. Десятилетиями на эту силу не обращали внимания, так как она слишком мала.

Но во время выхода в космос в феврале прошлого года наземные службы перепугались, увидев медленные колебания всей станции с периодом в 30-40 минут. Две последние пульсации почти на три четверти перегрузили контрольные гироскопы. Это автоматически активировало бы ракетные механизмы по восстановлению ориентации станции.

Анализ движения станции во время последнего выхода в космос в начале июня показал несколько пиков, хотя и не таких острых. Некоторые колебания можно отнести на счет вибрации длинных солнечных батарей, но были и другие эффекты, сила которых зависела от того, находятся космонавты вблизи центра массы станции или далеко от него.

Математики уверены: силы всего в один ньютон достаточно, чтобы вызвать такое движение.

"Фантомное вращение"

Космические инженеры назвали этот эффект "фантомным вращением". В июле они поняли, что проблему необходимо решить до выхода в космос на этой неделе. Дело в том, что обычной реакцией на вращение, превышающее контрольные возможности гироскопов, является включение ракетных механизмов. Но при этом выходе в космос требовалось произвести работы на том же сегменте станции, где находятся эти механизмы. Если бы механизмы включились, когда кто-то находился поблизости, это было бы фатальным.

На брифинге, прошедшем в начале июля, инженеры обсуждали, что делать с таинственной силой.

"Велика вероятность того, что аномалия проявится" во время выхода в космос, предупредили инженеры и, как оказалось, были правы. Они отметили также "вероятность того, что аномалия приведет к потере контроля за положением станции на несколько часов". Именно так и случилось.

Инженеры заявили о своей "неуверенности" в том, что необходимые процедуры начнут действовать достаточно быстро, чтобы смягчить аномалии. Это оказалось верным, вне зависимости от того, возникла ли сила из-за утечки воздуха из российского воздушного шлюза или из-за воды, текущей из российских скафандров.

Операторы наземного контроля разработали план на случай перегрузки гироскопов. Представители НАСА не смогли предоставить Newsweek документы, но описали процедуру в интервью.

Когда гироскопы "перенасыщаются", а ракетные механизмы отключены ради безопасности тех, кто находится поблизости, станция начинает очень медленно менять свое положение относительно солнца. Поскольку это уменьшает количество энергии, генерируемой солнечными батареями, на станции автоматически начинается процесс отключения несущественного оборудования.

Одновременно экипаж получает по радио приказ эвакуироваться из той части российского модуля, где находятся ракетные механизмы, и переждать в безопасном месте активацию механизмов, восстанавливающих ориентацию станции. Когда механизмы остановятся, люди могут вернуться в рабочую зону.

Как и ожидалось, "фантомное вращение" началось во время выхода в космос во вторник, и именно тогда, когда экипаж работал на самом дальнем конце станции. Через два часа после начала планируемого шестичасового выхода гироскопы перестали справляться с аномалиями.

Контрольные компьютеры станции начали процедуру автоматического отключения приборов. Поскольку экипаж состоял всего из двух человек, на станции не было никого, кто мог бы модифицировать процедуру, которая, как оказалось, в этом нуждалась.

Сотрудники НАСА на условиях анонимности сообщили, что одним из приборов, отключенных компьютером, был радиопередатчик, который предполагалось использовать, чтобы отдать экипажу приказ покинуть зону, где находятся ракетные механизмы. Пресс-секретарь НАСА Кайли Мориц подтвердила, что потеря передатчика стала "неожиданностью" и "это случилось во время отключения".

Дублирование дублирования

В такой ситуации российская система слежения может играть роль резервной системы. К сожалению, системы слежения находятся только на территории России и доступны не более 10-12 минут в течение каждых полутора часов.

На сей раз космонавтам повезло, так как сбой коммуникаций произошел примерно за полчаса до пролета над Россией. При менее благоприятных обстоятельствах разрыв мог бы длиться час или больше, а станция все это время отклонялась бы от курса.

Когда Россия передала предупреждение экипажу, Падалка и Финк быстро преодолели 50 футов (15 метров) российского модуля и укрылись от выбросов из ракетных механизмов.

Представители НАСА не располагают информацией о том, насколько сильно станция отклонилась от курса за это время, но она быстро вернулась на курс, и работы в открытом космосе продолжились.

Падалке и Финку предстоит еще один выход в космос до возвращения на Землю в середине октября. Поскольку при этом выходе также понадобятся российские скафандры, а работы предстоит проводить на дальнем конце станции, полагают, что "фантомная сила" проявится вновь. Но, обладая опытом, экипаж сможет отточить стратегии и контрмеры и справиться с еще одним фантомом.