SAS „Sojuz”: zasady awaryjnego ratowania

Systemy awaryjnego ratowania statków Sojuz: ewolucja i zasady działania

11 października 2018 roku na 121. sekundzie lotu rakiety nośnej „Sojuz-FG” z pojazdem „Sojuz MS-10” doszło do awarii podczas oddzielania pierwszego stopnia. Niestandardowe rozdzielenie bloku bocznego spowodowało uderzenie w blok centralny, dehermetyzację zbiornika paliwa i utratę stateczności. System awaryjnego ratowania (SAS) zadziałał automatycznie, oddzielając kapsułę powrotną (SA) z załogą — Aleksiejem Owczyninem i Nickiem Hague — od awaryjnej rakiety. Załoga wylądowała na stepach Kazachstanu bez poważnych obrażeń.

SAS zapewnia ratunek na całym aktywnym odcinku wynoszenia, od stanowiska startowego po wyjście na orbitę. To kompleks silników na paliwo stałe, automatyki i mechanizmów oddzielania, przetestowany w rzeczywistych awariach i testach naziemnych.

Wczesne opracowania: od „Wostoka” do „Woschodów”

Pierwsze załogowe statki wymagały natychmiastowego rozwiązania problemu ratowania. W „Wostoku” stosowano wyrzutnie foteli: do 40. sekundy — na polecenie z ziemi, od 40. do 150. — po wyłączeniu silników na wysokości 7 km, od 150. do 700. — oddzielenie SA, od 700. do 730. — cały statek. Pierwsze 20 sekund pozostawały bez ochrony.

Dla wielomiejscowych „Woschodów” wyrzutnie nie pasowały ze względu na układ SA. Pierwsze 44 sekundy lotu — tylko nadzieja na nośnik. Następnie: zrzucenie głowicy z popychaczami sprężynowymi i czterema silnikami na paliwo stałe bloku odciągającego, potem oddzielenie SA.

Kluczowe różnice systemów:

• „Wostok”: indywidualne wyrzutnie, ograniczone pokrycie trajektorii.
• „Woschod”: ogólne odciągnięcie SA, wzmocnione mechanizmy oddzielania głowicy.

Stworzenie SAS dla „Sojuza”: wybór układu

Od 1961 roku OKB-1 (później CKBEM, RKK „Energia”) rozwijało statek 7K. Rozważano warianty: oddzielany blok głowicy (OGB) lub wyrzutnię. Wybrano OGB ze statyczną statecznością, kratowymi stabilizatorami dla minimalizacji przeciążeń. Silniki SAS — opracowanie MKB „Iskra” i FCDT „Sojuz”.

Opracowanie prowadzono na makietach i stanowiskach. Planowano testy trzech scenariuszy:

• Awaria na stanowisku startowym.
• Utrata stateczności na początkowym odcinku.
• Strefa maksymalnych ciśnień dynamicznych.

Pierwszy egzemplarz E1498 przeszedł testy w grudniu 1966 roku. Modyfikacje usunęły rezonans i zapłon izooktanu — zastąpiono antyfreeze’em ze statku nr 8. Incydent 14 grudnia 1966 roku z fałszywym uruchomieniem SAS potwierdził skuteczność: SA wylądował bezpiecznie, nośnik eksplodował.

Udane ratowanie bloku 7K-L1 na „Protonie” w 1967 roku pozwoliło zrezygnować z drogich testów w strefie ciśnień.

Współczesny SAS statków „Sojuz MS”

Kontrola zagrożeń zaczyna się 30 minut przed startem. SAS aktywuje się po sygnałach z systemu zarządzania RN, czujników przeciążeń lub radiokomendzie. Trajektoria wynoszenia podzielona na cztery odcinki z różnymi programami OGB.

Główne komponenty:

• Instalacja napędowa 855M do odciągnięcia OGB1 od nośnika.
• Silniki rakietowe 860M na głowicy dla OGB1A (odcinek po zrzuceniu SAS do głowicy).
• Automatyka SAS (ASAS).
• Agregaty na bloku montażowo-ochronnym.

Programy pracy:

• Program 1 (OGB1): wczesne awarie, pełne odciągnięcie z silnikiem centralnym.
• Program 1A (OGB1A): środkowy odcinek, silniki 860M.

ASAS zapewnia sekwencyjne włączenie: wykrycie awarii → oddzielenie → hamowanie → stabilizacja → spadochron.

Testy naziemne i niezawodność

Testy obejmowały:

• Symulacje na E1498: strumienie silników, ochrona termiczna części cylindrycznej.
• Rzeczywiste starty: fałszywe uruchomienie 1966 roku, awaria „Protana”.

Przeciążenia załogi — do 15–20g krótkotrwale, potem spadają dzięki stabilizatorom. SAS „Sojuz MS” uratował załogi w awariach 1983 („Sojuz T-10-1”), 1986 („Sojuz TM”) i 2018 („MS-10”).

Co ważne

• SAS obejmuje cały odcinek wynoszenia, poza pierwszymi 20–44 sekundami w wczesnych wersjach.
• Automatyka reaguje na przeciążenia, sygnały RN lub komendy.
• OGB minimalizuje obciążenia poprzeczne dzięki kratowym stabilizatorom.
• Silniki na paliwo stałe 855M/860M zapewniają impuls odciągnięcia 100–200 m/s.
• Niezawodność potwierdzona ponad 5 rzeczywistymi uruchomieniami bez strat załogi.

— Editorial Team