Сергей Галактионов – Лагранж (страница 9)

На девятый день ЦУП в Королёве передал результаты дополнительного моделирования термоциклирования стыковочного узла — того самого, которое запустили после обнаружения деформации фланца. Моделировали не сто циклов, как в стандартном тесте, а десять тысяч — полный ресурс пребывания на орбите с учётом этапа сборки и ожидания окна запуска.

Результаты пришли в виде отчёта на восемьдесят семь страниц, подписанного пятью докторами наук. Ревин прочитал его за два часа — в том же обзорном куполе, где неделю назад стоял сорок минут, глядя на модули в пустоте.

Ключевой вывод был на странице шестьдесят три, в разделе 4.7 «Кумулятивная микродеформация при высокоцикловом термомеханическом нагружении»:

«При числе циклов свыше четырёх тысяч с амплитудой перепада температуры 270 К (от +120°C до −150°C) в сплаве Ti-6Al-4V наблюдается необратимая кумулятивная деформация, обусловленная рэтчетингом — направленным накоплением пластической деформации при циклическом нагружении в условиях ненулевого среднего напряжения. Величина деформации — порядка 10⁻⁵ на цикл, что при 5700 циклах даёт суммарную деформацию5,7 × 10⁻², или 5,7%. Для элемента с характерным размером40 мм (толщина фланца) это соответствует изменению размера порядка 2,3 мм, что согласуется с наблюдённым отклонением.»

Ревин дочитал абзац и закрыл глаза.

Рэтчетинг. Он знал это слово. Каждый инженер-прочнист знал это слово. Это один из механизмов усталостного разрушения — коварный, потому что каждый отдельный цикл нагружения не вызывает ничего опасного. Напряжения — ниже предела текучести. Деформации — упругие, обратимые. Но если среднее напряжение ненулевое — а оно ненулевое, потому что фланец предварительно нагружен болтовым соединением, — то каждый цикл добавляет крошечную, неизмеримо малую пластическую деформацию. Как храповик — «рэтчет» — который двигается только в одну сторону. Цикл за циклом. Тысяча циклов. Пять тысяч. Десять тысяч. И однажды деформация становится заметной.

Два целых три десятых миллиметра. Вот откуда они взялись. Не дефект производства. Не ошибка контроля качества. Физика.

Ревин открыл глаза и посмотрел в иллюминатор. Земля проплывала внизу — голубая, белая, безразличная. Ей не было дела до рэтчетинга, до стыковочных фланцев, до двенадцати инженеров в железной банке на высоте четыреста двадцать километров. Земля вращалась, как вращалась четыре с половиной миллиарда лет, и будет вращаться, когда от «Лагранжа» не останется даже пыли.

Но Ревину было дело.

Он вызвал Кэт и Лю.

— Совещание. Через десять минут. У нас новые данные.

Они собрались втроём — без остальных инженеров, без связи с Землёй. Ревин сознательно ограничил круг: прежде чем информация уйдёт в ЦУПы трёх стран, где её начнут интерпретировать, обсуждать, оспаривать и политизировать, — он хотел, чтобы три главных инженера пришли к общему пониманию.

Он изложил результаты отчёта в пяти минутах. Кэт слушала с планшетом в руках, на котором она делала пометки стилусом — быстро, короткими штрихами, похожими на кардиограмму. Лю слушал неподвижно, с тем выражением сосредоточенного спокойствия, которое Ревин уже начал распознавать как его рабочее состояние.

— Резюме, — сказал Ревин. — Деформация фланца — не дефект. Это фундаментальное поведение материала при термоциклировании в условиях предварительного нагружения. Мы не можем его предотвратить. Мы можем только замедлить — снизив амплитуду термоцикла.

— Термочехлы, — сказала Кэт.

— Термочехлы, — подтвердил Ревин. — Наталья Юрьевна уже готовит их. Но чехлы снижают амплитуду до пятидесяти-шестидесяти градусов, не до нуля. Рэтчетинг будет продолжаться — медленнее, но будет.

— Какой остаточный ресурс с чехлами? — спросил Лю.

— По оценке Королёва — более ста тысяч циклов при амплитуде шестьдесят градусов. Это четыре с половиной года на низкой орбите. Нам нужно три месяца сборки плюс восемь месяцев полёта. С огромным запасом.

— Тогда в чём проблема? — спросила Кэт.

Ревин помолчал.

— Проблема в том, что эта деформация была в чертежах. В расчётах. В модели. И никто — ни в Королёве, ни в Хьюстоне, ни в Пекине — не увидел её до того, как она проявилась физически. Мы моделировали сто циклов, потому что стандарт говорит — сто циклов достаточно. Стандарт написан для низкоорбитальных станций, где конструкции защищены теплоизоляцией и термоциклирование не превышает пятидесяти градусов. Мы применили этот стандарт к голому фланцу с амплитудой двести семьдесят, и стандарт нас подвёл.

Тишина.

— Сколько ещё таких стандартов мы используем? — спросил Лю. Это не был риторический вопрос. Это был вопрос инженера, который понял масштаб проблемы.

— Не знаю, — сказал Ревин. — И это — настоящая проблема. Мы строим первый межпланетный корабль, используя стандарты, написанные для околоземной орбиты. Каждый стандарт — набор допущений. Каждое допущение действительно в определённых условиях. Межпланетное пространство — другие условия. Другое излучение, другие температуры, другие длительности. Мы не знаем, какие из наших допущений перестанут работать.

— Мы узнаем, — сказала Кэт. — Когда они перестанут работать.

— Это поздно.

— Это — единственный доступный способ, — возразила она. — Мы не можем перепроверить все стандарты. Их тысячи. На это уйдут годы. У нас — восемьдесят восемь дней.

Лю поправил очки.

— Компромисс, — сказал он. — Мы не можем проверить все стандарты. Но мы можем определить критические точки — узлы, где условия максимально отличаются от околоземных, — и проверить стандарты, применённые к этим узлам.

— Сколько таких точек? — спросил Ревин.

— Я оцениваю — от пятнадцати до двадцати, — ответил Лю. — Стыковочные узлы, радиаторы, солнечные панели, сверхпроводящие магниты, оптические системы, уплотнения. Всё, что подвергается экстремальным температурам, радиации или длительным нагрузкам.

— Распределим, — сказал Ревин. — Каждая группа берёт пять-шесть точек. Проверяем стандарты, пересчитываем с реальными условиями. Параллельно основной работе.

— Параллельно? — Кэт подняла бровь. — Мы и так работаем шестнадцать часов в сутки.

— Восемнадцать, — поправил Ревин. — Спать будем на Земле.

Это была не шутка, и все трое это знали. Но Кэт улыбнулась — той быстрой, уголками губ, улыбкой, которая у неё означала не веселье, а признание ситуации.

— Договорились, — сказала она. — Спать будем на Земле.

Лю ничего не сказал. Он уже составлял список критических точек.

К вечеру десятого дня Ревин подвёл итоги первой недели сборки.

Два модуля из четырёх на месте. Один стыковочный узел переделан — дважды. Одна проблема с электропитанием решена — тремя способами одновременно. Обнаружен и устранён дефект, не предусмотренный ни одним стандартом. Потерян один день из графика.

Термочехлы, изготовленные Ким из многослойной экранно-вакуумной изоляции — двадцать слоёв алюминизированного майлара, переложенных сеткой из полиэстера, — были установлены на оба стыковочных узла. Температурный перепад на фланцах упал с двухсот семидесяти до пятидесяти четырёх градусов. Рэтчетинг замедлился в тридцать раз. Ресурс — гарантирован.

Ревин записал в бортовой журнал:

«День 10. Стыковка модулей «Факел» и «Тяньгун» с хабом «Колумбия» завершена. Выявлены и устранены: 1) кумулятивная термическая деформация стыковочного фланца (рэтчетинг, 2,3 мм); 2) фреттинг-коррозия силовых электроразъёмов; 3) дрейф рубидиевого стандарта частоты. Установлены: компенсационная проставка с индиевым уплотнением; дополнительный силовой кабель; стабилизатор питания квантового генератора (изготовлен на борту); термоизоляция стыковочных узлов. Инициирована ревизия применимости стандартов для межпланетных условий.»

Он перечитал запись. Сухо. Точно. Ни слова о бессоннице, о звуке в четыре утра, о сорока минутах у купола. Ни слова о том, как Лю собрал третью модель за то время, пока Хьюстон и Королёв спорили о граничных условиях. Ни слова о том, как Ли Синьвэй покраснел, когда его стабилизатор заработал.

Бортовой журнал — документ. Документы хранят факты. Остальное хранят люди.

Ревин выключил свет в командном посту и подплыл к обзорному куполу. За стеклом, в абсолютной черноте, висел скелет «Лагранжа» — два модуля, соединённые хабом, укутанные в новенькие термочехлы, блестящие серебром в свете Земли. Завтра начнётся установка боковых пилонов. Послезавтра — жилой модуль. Через неделю — первый тест вращающегося сегмента.

Восемьдесят шесть дней до завершения.

Ревин положил ладонь на стекло купола. Туманный отпечаток — как тот, первый. Как все последующие.

— Мы слушаем, — сказал он тихо. Не металлу. Не кораблю. Не космосу.

Себе.

Глава 3. Скелет

На одиннадцатый день на платформу пришли новости из Хьюстона: жилой модуль опаздывал.

Ревин узнал об этом в 03:47 по Гринвичу — время, которое, как он начинал подозревать, специально выбирали американские менеджеры, чтобы новость дошла до него не в момент, когда он мог что-то с ней сделать, а в момент, когда он мог только с ней проснуться. Сообщение пришло текстом на его планшет: «Запуск модуля Habitat-1 перенесён на 96 часов из-за замечаний по системе термостатирования. Новая дата — день 15 миссии, 14:20 UTC. Подтверждение — Дэниел Роуч, руководитель программы NASA.»

Девяносто шесть часов. Четверо суток. В графике из девяноста шести дней — четыре процента общего времени. Много. Но не смертельно.