Один из пользователей Твиттера под нашумевшей в Интернете фотографией задал вопрос в комментариях: «Действительно ли россияне зажигают свою ракету гигантской спичкой?» На фотографии изображена космическая ракета, разработанная еще в советские времена, на которой виднелась большими буквами надпись «Союз». В минувшую субботу, когда планировался официальный запуск ракеты, командный центр управления полетами внезапно оценил ситуацию за несколько минут до взлета как проблемную. Как сообщили в пресс-центре головного офиса, произошло прерывание запуска из-за возникшей неполадки в системе зажигания. В действительности же, даже некоторые матерые космические специалисты оказались очень удивлены, когда узнали, что в камерах сгорания каждой ракеты «Союз» заложены хитросплетенные «березовые веники», а еще в придачу по одному «венику» раздается каждому космонавту и астронавту.
На Западе твердо убеждены, что таланты российской инженерии способны в любой ситуации найти простые решения самых сложных проблем. Однако такое мнение часто бывает преувеличено. Возможно, вы слышали миф о том, как космическую «ручку» НАСА стоимостью в $1 млн. заменили на «карандаш». Но «Союз» действительно использует нечто, напоминающее огромную спичку, чтобы убедиться, что его двигатели будут зажжены на 100%.
Хвост ракеты «Союз», масса которой достигает 310 тонн, имеет в снаряжении пять главных двигателей с четырьмя камерами сгорания в каждом. Также «Союз» оснащен 12 дополнительными небольшими двигателями, которые позволяют направлять корабль во время полета. Это означает, что при старте огонь вспыхивает в общей сложности из 32 выходных сопел. Устроить идеальное одновременное воспламенение такого множества камер является нетривиальной задачей. Даже одна незажженная камера, которая изрыгает керосин и жидкий кислород, может спровоцировать катастрофический взрыв, если на топливо попадет пламя огня из соседнего сопла.
Чтобы решить эту проблему, в 1950-х годах советские инженеры скрупулезно работали над первой межконтинентальной баллистической ракетой «Р-7», которая является одной из родоначальниц корабля «Союз». В этой ракете использовалось ПЗУ (пиротехническое зажигательное устройство). Такая методика зажигания является чрезвычайно редкой, поэтому наблюдать за процессом запуска оказалось уникальной возможностью, при этом можно было вблизи с интересом рассмотреть оригинальный дизайн этой штуковины.
После того как «Союз» был установлен на стартовой площадке, технические эксперты продолжили работу с помощью моста под площадкой и вручную вставляли деревянные палочки в каждую камеру сгорания. Двадцать больших палок ушли в основные камеры и 12 небольших пролезли в рулевые двигатели. В верхней части каждой «ручки» предусмотрена пара пиротехнических зарядов, между коими расположен выстреливающий нагруженный латунный провод, который выступает в качестве датчика зажигания. Провода от пиротехнических зарядов и от датчика проложены вниз по рукоятке к розетке, где они подключены к сети управления запуском.
Когда заряды попадают в камеру сгорания, их пламя режет медные провода и натянутая пружина начинает перетираться, разрывая в итоге электрическую цепь. Так генерируется сигнал зажигания на контроль запуска. В силу того, что обстрелы сопел пиротехническими зарядами происходят направленными друг к другу, зажигание только одного из них обеспечивает последующее возгорание второго сопла. Это как две спички, которые стоят рядом друг с другом. И только после того как контрольный запуск подтвердил факты возгорания внутри каждой из 32-х камер, открываются их клапаны на линии подачи топлива, которые уже и инициируют полное сгорание. Хлипкие деревянные снаряжения и несколько проводов мгновенно и безвредно начинают сжигаться в появившемся инферно.
Эта установка не так проста, как обычная спичка, но она, на удивление, очень надежная и работает уже в течение шести десятилетий на сотнях ракет. Во время первой попытки запуска нового российского космического аппарата дистанционного зондирования Земли, который осуществлялся 12 марта текущего года, одна из «спичек» не зажглась после подачи команды возгорания. Это было достаточным основанием для системы управления запуском, которая обнаружила отсутствие сигнала от неудачного розжига, чтобы отменить впрыск топлива в камеры сгорания. Запуск был прерван как раз в самый момент перед стартом, а полностью заправленная ракета осталась стоять на площадке.
Это тот самый момент, когда деревянные ПЗУ продемонстрировали еще одно удивительное качество - быструю отмену. Не более 24-х часов потребовалось техническому персоналу на Байконуре для того, чтобы исправить систему зажигания, заправить ракету и осуществить еще одну попытку уже 13 марта, которая прошла довольно успешно. Если же в проблеме участвовала какая-то более сложная система зажигания, то запуск, по всей вероятности, пришлось бы отложить на более длительный срок.
Деревянные зажигательные устройства можно увидеть на соплах ракеты «Союз» незадолго до старта.
На протяжении многих лет инженеры ракет по всему миру уже изобрели новые схемы, чтобы зажигать ракетные двигатели, а некоторые даже оборудованы специальными зажигательными лазерами. Однако столь долго функционирующий «Союз», который до сих пор перевозит людей и спутники на орбиту, использует разработку 1950-х годов. По мнению большинства, пиротехническое зажигательное устройство является единственным компонентом, сохранившимся в ракете, сделанным из дерева.
Первого июля, если все будет хорошо, российские космонавты Алексей Овчинин и Олег Скрипочка, а также астронавт НАСА Джеффри Уильямс будут взлетать на Международную космическую станцию на борту корабля «Союз ТМА-20». Это произойдет при помощи палочек ПЗУ, изготовленных из русской березы, которыми можно зажигать свечки.
