— Давайте для первого пилотируемого полёта 'Союза' поставим в спускаемый аппарат катапультное кресло, как ставили для Гагарина и Титова. Всё будет дополнительный шанс, на случай какого-либо отказа.
Это был простой и естественный выход из положения, и Королёв сразу согласился. Теперь предстояло выбрать кандидата из всех готовившихся космонавтов. Если брать первую шестёрку, то сейчас была очередь Павла Поповича, а его дублёром был бы Валерий Быковский. Но к полётам на стыковку готовились и намного более опытные лётчики-испытатели — Владимир Комаров, Амет-Хан Султан и Георгий Береговой. На тренажёрах они показывали даже лучшие результаты, чем Попович и Быковский. Учитывая сложность предстоящего полёта, Главный конструктор склонялся к решению отправить на 'Союзе' кого-то из них.
Готовясь к полёту на пилотируемую стыковку, Сергей Павлович тщательно изучал все обстоятельства полёта Берегового в 'той' истории, заставляя конструкторов делать доработки, а руководителей полёта — корректировать полётное задание. Он обратил внимание, что 'там' у Берегового почти не было времени на адаптацию к невесомости. Переходить к стыковке предполагалось сразу после выхода на орбиту, а сам старт происходил синхронизированно с проходом пассивного корабля над космодромом. Этот метод сближения уже был отработан на двух беспилотных стыковках. За такой метод высказывались военные:
— Если мы покажем, что способны стыковаться со своим кораблем сразу после старта, значит, будем способны, если потребуется, подойти к спутнику противника и уничтожить его. Если же будем медлить, то неизбежная рассинхронизация орбит к исходу суток разведёт корабли на значительное расстояние. Потребуется сложный орбитальный маневр, затратный по топливу, а у нас ещё и с автономностью пока не всё так хорошо, как хотелось бы.
Второй момент, который смутил Главного — попытка стыковки в темноте. Корабль уходил в тень Земли, и там, без солнечной 'подсветки', пытался состыковаться. Одно дело — стыковаться вслепую в автоматическом режиме, по показаниям радиолокатора, и совсем другое — стыковаться в темноте в ручном режиме. При этом достигалась другая важная цель — посадка по окончании полёта проходила в первой половине дня. Это было безопаснее в плане поисков космонавта, если спускаемый аппарат отклонится от траектории и снова 'залетит не туда'. Сказывалось и время года — в декабре в северном полушарии самый короткий день.
Против 'слепой стыковки' в тени Земли выступил и лётчик-инструктор по подготовке космонавтов Марк Лазаревич Галлай. Он высказал свои сомнения сначала Константину Давыдовичу Бушуеву, затем — Чертоку, и уже вместе с ними пошёл к Королёву:
— Мне приходилось садиться ночью на неосвещенные аэродромы, — Галлай пытался убеждать всех примерами. — Должен сказать, что даже для опытного лётчика это большой риск. Но что делать, если после воздушного боя бензин кончился, хочешь не хочешь, а вернешься на землю. Пока самолёт не коснулся земли, мы с ним единое целое. Не самолёт касается земли, а я сам. В каждом полете от взлета до посадки я со своим самолётом — единый организм. Совсем другие отношения между космонавтом и космическим кораблём. Космонавт оказывается в полете первый раз в жизни. Он, может быть, прекрасный лётчик. Но ни разу, понимаете, ни разу не чувствовал старта на ракете и состояния полной невесомости. Вы ему совсем не оставляете времени на адаптацию и требуете, чтобы он в темноте, глядя не через большой фонарь, а через визир с очень ограниченным полем зрения, отнял управление у проверенного автомата, начал вместо него управлять впервые в жизни космическим кораблём и при этом в полной темноте попал стыковочным узлом в другой узел. Ну зачем вам рисковать и ставить космонавта в опасную ситуацию? По крайней мере дайте до стыковки ему сутки полетать, привыкнуть. Мы на Земле убедимся, что космонавт умеет управлять и не наделает глупостей.
(подлинные слова М.Л. Галлая, сказанные им перед полётом Г.Т. Берегового, уже после смерти С.П. Королёва. Тогда к нему не прислушались. Цитируется по Б.Е. Черток 'Ракеты и люди')
Королёв заранее отклонил предложения установить на 'Союз' ионные датчики системы ориентации, определявшие положение корабля по набегающему потоку атмосферных ионов. Он знал, что эти датчики способны подвести космонавта. Для посадки на территории СССР ориентацию корабля надо начинать строить над Южной Америкой, а в этом месте, как назло, находится локальная 'ионная яма', где концентрация ионов меньше, чем в других местах ионосферы.
— Ну и зачем нам связываться с этой системой? — спросил Сергей Павлович. — У нас есть инфракрасная вертикаль, солнечно-звёздный датчик, и гироорбитант. Дополним его тремя акселерометрами, а с ионными датчиками завязываться не будем.
(см статью 'Как не заблудиться в космосе' https://geektimes.ru/post/253008/)
Важнейшей доработкой, проведённой в 'Союзе', был введённый тумблер блокировки/разблокировки ручного управления (АИ). Изучая по присланным Веденеевым мемуарам Чертока неудачный полёт Берегового, Королёв обратил внимание, что Георгий Тимофеевич, пытаясь достать фотоаппарат из мешка с аппаратурой, случайно задел рукавом скафандра ручку управления. Корабль тут же завертелся. Пока Береговой погасил лишнее вращение, он потерял 30 атмосфер давления рабочего тела из штатных 160-ти. При этом, потеряв в тени Земли изначально правильную ориентацию, он стабилизировал корабль в положении 'вверх ногами', что и привело, в итоге, к неудаче при стыковке.
Исходя из этого, Главный конструктор потребовал ввести в систему ручного управления тумблер блокировки. При заблокированном тумблере можно было сколько угодно дёргать обе ручки — на корабль они не оказывали ни малейшего воздействия. Тумблер решено было включать в положение 'разблокировано' только непосредственно перед маневрированием.
Также из поля зрения визира космонавта убрали антенну, которая своими отблесками мешала наблюдению за 'пассивным' кораблём. В надёжности парашютной системы сомневаться не приходилось. Клапан вентиляции теперь открывал сам космонавт.
Ещё одной, важнейшей доработкой стал пополняемый в полёте запас рабочего тела для системы ориентации. Её, по предложению Королёва, перевели с перекиси водорода на получаемую в результате реакции НДМГ с тетраоксидом азота смесь азота, водяного пара и углекислого газа. Сгорание компонентов топлива в системе ориентации происходило в малых объёмах в толстостенном реакторе, откуда образовавшаяся газовая смесь под большим давлением направлялась в баки системы ориентации, обеспечивая их наддув. Охлаждение реактора организовали с помощью тепловых труб (АИ). Это было сложнее, чем просто накачать баки на Земле перед стартом, но отодвигало ограничения по количеству рабочего тела на борту. Был предусмотрен неприкосновенный запас топливных компонентов в отдельных баках, достаточный для гарантированного схода с орбиты.
В итоге, Королёв всё-таки решил полностью переиграть сценарий полёта на первую пилотируемую стыковку. За счёт запаса полезной нагрузки на носителе 'Союз-2.3' можно было использовать увеличенный приборно-аппаратный отсек, как на корабле 7К-ЛОК, и даже больше.
(Обычный 'Союз' 7К-ОК весил около 7 тонн, 7К-ЛОК — 'лунный орбитальный корабль' весил 9,85 т https://ru.wikipedia.org/wiki/Союз_7К-ЛОК)
Увеличенный запас топлива на перепроектированном 'Союзе' позволял совершать более свободные орбитальные манёвры. С учётом необходимости адаптации космонавта к невесомости, стыковку решили перенести в район 12-15 витков, и проводить только над освещённой Солнцем стороной планеты. Теперь после старта космонавту нужно было сблизиться с кораблём, и ждать адаптации, постоянно отслеживая взаимное положение обоих кораблей, и, при необходимости, корректируя орбиту.
В этом была своя опасность. Если космонавт не поспит на борту, у него к моменту стыковки накопится усталость. Если заснёт — во сне упустит момент расхождения с 'пассивным' кораблём и потеряет его. Решили ввести в алгоритмы работы системы 'Игла' режим 'слежения за целью'. Теперь 'Игла' после выхода на орбиту захватывала 'пассивный' корабль, выравнивала орбиты по командам с Земли и результатам собственных измерений, выводила 'активный' корабль в положение, предшествующее причаливанию, и продолжала следить за ним, пока космонавт спит (АИ). После окончания периода адаптации космонавт мог спокойно завершить стыковку причаливанием вручную. За комфорт приходилось расплачиваться повышенным расходом топлива, но это была приемлемая плата.
В отношении кандидатуры космонавта для полёта на первую стыковку Главный конструктор тоже принял своё решение, перетасовав негласно сложившуюся 'очередь' на полёты. Сейчас ему был нужен лётчик, способный предельно точно держать машину в требуемом положении. Выбор Королёва был неудобным в политическом плане, но технически в той ситуации наиболее правильным. Основным лётчиком-космонавтом на первый пилотируемый полёт 'Союза' был назначен заслуженный лётчик-испытатель СССР, командир отряда космонавтов (АИ) Амет-Хан Султан, дублёром — Владимир Комаров. Амет-Хан с середины 50-х занимался отработкой дозаправки в воздухе. Это было ближе всего к космической стыковке.
На космодроме уже готовили носитель 'Союз-2.3'. В океане заняли свои позиции суда контрольно-измерительного комплекса. Стыковку решили проводить над южным полушарием, где в декабре длительность светового дня была максимальной, поэтому управлять стыковкой пришлось с морских пунктов наблюдения.
Старт состоялся 12 декабря. Это был первый пилотируемый старт после полугодового перерыва в полётах, поэтому все немного волновались. Но носитель был уже в достаточной степени отработан, и старт прошёл успешно. Сразу после выхода на орбиту Амет-Хан доложил, что система 'Игла' захватила беспилотный 'Союз' и начала сближение с расстояния около 20 километров. Вскоре оба корабля ушли в тень Земли и переместились в южное полушарие. Как и было решено при утверждении полётного задания, первые 7 витков Амет-Хан провёл в ожидании адаптации к невесомости, стараясь лишний раз не шевелиться. Он лишь сообщал по радио о своём состоянии и поведении матчасти. Уже в течение первого витка корабли сблизились на расстояние 350-370 метров. Казалось бы, можно стыковаться, но Амет-Хан строго выполнял задание. Тем более, начиная с четвёртого витка его, как и Титова, начало мутить, о чём космонавт сообщил цифровым кодом, чтобы не оповещать весь мир открытым текстом. Проведя 13 часов в корабле, из них 3 часа — на Земле, в ожидании старта, он изрядно устал и обрадовался возможности поспать. Отслеживание беспилотного корабля в автоматическом режиме осуществляла система 'Игла' по данным бортового радиолокатора и лазерного дальномера.
В прессу после старта дали только короткое сообщение в телеграфном стиле:
'12 декабря 1961 года серийной ракетой-носителем выведен на низкую околоземную орбиту космический корабль 'Союз-1'. Корабль пилотирует Дважды Герой Советского Союза заслуженный лётчик-испытатель СССР Амет-Хан Султан. В настоящее время космонавт приступил к выполнению программы полёта.'
На 13-м витке Амет-Хана разбудил сигнал будильника, встроенного в приборную панель. Первым делом он выглянул наружу через окно визира, опасаясь, что не увидит 'пассивный' корабль. Но тот летел практически на том же месте, в 400 метрах впереди.
— 'Заря', я — 'Сокол', объект наблюдаю, готов выполнять причаливание, — доложил космонавт.
С позывным вышла забавная история. Во время беспилотных полётов 'активный' корабль имел обозначение 'Амур', 'пассивному' дали имя 'Байкал'. Обозначения были чисто фонетические — по буквам 'А' и 'Б'. Когда дело дошло до пилотируемого полёта, уже привычный позывной 'Амур' дали Амет-Хану. Но космонавт категорически воспротивился, сразу обратив внимание, что этот позывной можно понимать двояко:
— Какой я вам 'Амур'? Это что, нормальный позывной для мужчины? Вы бы меня ещё этим... как его... купидоном назвали!
(В реальной истории от позывного 'Амур' отказался Владимир Александрович Шаталов в 1969 г, по той же причине. см. 'Мировая пилотируемая космонавтика' стр. 89. Полагаю, Амет-Хану такой позывной тоже не пришёлся бы по душе.)
— 'Сокол', я 'Заря-1', как самочувствие? — спросил с Земли Королёв.
— Нормальное самочувствие, выспался, — Амет-Хан назвал цифровой код из таблицы связи, закреплённой на приборной доске, подтверждая слова.
— 'Сокол', я 'Заря-1', причаливание и стыковку разрешаю. Вне зоны слышимости докладывайте 'Весне', мы с ними периодически связываемся через спутник.
Позывной 'Весна' с различными номерами был у судов КИК, ожидавших на позициях в Южном полушарии.
— Вас понял, 'Заря-1', жду выхода из тени и начинаю причаливание.
Солнечный свет обрушился внезапно, как только корабль пересёк границу тени. Амет-Хан немного подождал, пока глаза адаптируются к смене уровня освещённости, затем нажал несколько кнопок на панели БЦВМ, запустив программу расчёта траектории причаливания. БЦВМ поморгала светодиодами и высветила несколько цифр — продолжительность импульсов, дистанцию начала торможения, контрольные значения азимута, требуемую скорость... Космонавт перекинул тумблер в положение 'разблокировано' и осторожно взялся за ручки управления.
Повинуясь едва заметным импульсам двигателей ориентации, 'Союз-1' плавно сближался с беспилотным кораблём. В 50-ти метрах Амет-Хан притормозил, убрав относительную скорость до 1 метра в секунду. В 10 метрах он убрал скорость почти до нуля. Теперь 'Союз' плыл с относительной скоростью 7 сантиметров в секунду. Эти последние 10 метров корабль преодолевал более двух минут. Наконец, последовал мягкий толчок.
— 'Весна', я 'Сокол', есть касание!
На судне КИК все замерли в ожидании следующего доклада.
— Есть механический захват! Стягивание...
Приводы стыковочного узла подтянули корабли друг к другу.
— Есть стягивание! Есть электрический контакт! Стык герметичен, — доложил Амет-Хан. — Корабли состыкованы.
Как и было предусмотрено в 'Klarliste', он тут же перевёл тумблер блокировки ручного управления в положение 'заблокировано'. Его доклад, принятый на Земле судном контрольно-измерительного комплекса, был тут же передан через спутник в Евпаторию, где, на НИП-16, временном Центре управления полётом, находился Королёв с заместителями. В зале управления раздались аплодисменты.
— Вот теперь — всем шампанского! — объявил Сергей Павлович. — Заслужили.
Амет-Хан дождался, пока состыкованные 'Союзы' войдут в зону прямой связи с Центром управления. Пока неторопливо текли минуты, космонавт запустил программу диагностики 'пассивного' корабля. БЦВМ через разъём в стыковочном узле соединилась с вычислительной машиной, установленной на беспилотном 'Союзе', и приняла от неё показания датчиков температуры и внутреннего давления. Показания были в пределах нормы.
— 'Заря-1', я 'Сокол', условия в кабине 'Байкала' по показаниям приборов — нормальные, — доложил Амет-Хан, как только установилась связь с НИП-16. — Разрешите переход в другой корабль.
