Современные достижения в космонавтике: орбитальные станции
Когда осенью 1957 года взволнованный мир следил за полетом крошечного первого искусственного спутника Земли, вряд ли кто-нибудь мог предположить, что спустя всего четырнадцать лет на околоземной орбите появится просторный космический дом, где смогут жить и работать сразу несколько космонавтов.
Успехи первых космических полетов открыли дорогу к созданию долговременных орбитальных пилотируемых станций и комплексов. Одной из первых отечественных программ в этой области стала программа разработки крупного космического комплекса "Алмаз".
Свое начало орбитальный пилотируемый комплекс "Алмаз" ведет с конца 1964 года, когда академик В.Н.Челомей предложил заняться созданием космического наблюдательного пункта со сменяемыми экипажами из 2-3 человек и сроком активного функционирования на орбите до 2 лет. Комплекс должен был иметь комфортные условия для экипажа и хорошее оснащение аппаратурой наблюдения, обработки и передачи на Землю радиотехнической и видовой информации. Он предназначался для решения различных задач в интересах обороны, науки и народного хозяйства. При этом, базой для разработки столь сложного проекта служили уникальные технологические возможности завода имени М.В. Хруничева по созданию крупногабаритных герметичных корпусов, успехи в работах над ракетами УР-200 и УР-500.
Проектирование длилось около четырех лет. Заказчиком проекта выступило Министерство Обороны СССР, тем более, что аналогичный американский проект MOL (Military Orbit Laboratory) финансировался армией США.
Основу комплекса составляла орбитальная пилотируемая станция — ОПС "Алмаз". Она имела термоизолированный прочный гермокорпус большого объема, к задней торцевой части которого крепилась сферическая шлюзовая камера с пассивным узлом стыковки кораблей снабжения и двумя люками — верхним для выхода в открытый космос и нижним для сброса через специальную пусковую камеру возвращаемых на Землю капсул с информацией.
Вокруг шлюзовой камеры размещались агрегаты двигательной установки станции, разворачиваемые антенны и две большие, также сложенные при выведении, панели солнечных батарей. Шлюзовая камера и вся задняя торцевая часть гермокорпуса закрывались чехлами экрано-вакуумной теплоизоляции.
В носовой части гермокорпуса находился бытовой отсек для экипажа со спальными местами, столиком для приема пищи, креслом для отдыха и иллюминаторами. На этапе выведения эта часть станции закрывалась сбрасываемым коническим головным обтекателем. Затем шел рабочий отсек с пультом управления командира и рабочим местом оператора обзорного контроля земной поверхности и окружающего космического пространства.
Основная часть оборудования для детального наблюдения Земли (длиннофокусный фотоаппарат "Агат", инфракрасная аппаратура "Волна" и т.д.), второе рабочее место оператора и различные служебные системы станции размещались сразу за рабочим отсеком в зоне наибольшего диаметра. Станция могла длительно работать в автоматическом или пилотируемом режимах.
Для обороны от нежелательных "гостей — инспекторов" она была снабжена в носовой части скорострельной авиационной пушкой, наводимой на цель через прицел поворотом всей станции.
Длительность и эффективность полета станции в решающей степени определялись ее энергетическими возможностями, бортовыми запасами и организацией процессов доставки и смены экипажей.
Решение этих важнейших задач возлагалось на транспортные корабли снабжения (ТКС). ТКС представлял собой сложный 20-тонный пилотируемый корабль. Он имел активную систему стыковки, мощную энергетику и систему управления движением, развитые средства бортовой автоматики и управления, необходимое радио и телевизионное оборудование. Кроме доставки и спуска экипажей и грузов, ТКС мог длительно осуществлять энергоснабжение, ориентацию и управление комплексом, имея большой запас топлива.
Конструктивно ТКС состоял из возвращаемого аппарата (ВА) и функционально — грузового блока (ФГБ), герметичные объемы которых соединялись через люк-лаз в днище ВА. Возвращаемый аппарат размещался в носовой части ТКС и обеспечивал надежное спасение экипажа на любом этапе полета.
Стыковочный агрегат ТКС располагался на заднем торце ФГБ и обеспечивал даже при 20-тонных массах стыкуемых объектов надежное восприятие динамических нагрузок, возникающих в процессах стыковки за счет специальных механизмов амортизации и выравнивания.
Агрегаты двигательных установок, 8 цилиндрических топливных баков, солнечные батареи, датчики и антенны ТКС располагались вокруг корпуса ФГБ. Они закрывались при выведении обтекателями. Остальное оборудование размещалось внутри гермокорпуса ФГБ. ТКС мог работать в автоматическом или пилотируемом режимах и совершать полеты автономно или совместно со станцией.
Успешно решалась на станциях "Алмаз" и важная задача оперативной доставки на Землю полученной информации. Для этого отснятая с помощью фотоаппарата "Агат" пленка должна была проявляться прямо на станции. Затем, после её оперативного просмотра и анализа космонавтами, наиболее важные и интересные кадры могли передаваться на Землю по теле- или радиоканалам, а значительные объемы информации — доставляться в специальных капсулах, сбрасываемых со станции через пусковую камеру.
Запас капсул должен был храниться на станции и периодически пополняться с помощью транспортных кораблей снабжения.
Капсула имела герметичный спасаемый контейнер с отсеками для пленок, парашютной системы и средств автоматики и пеленгации. Он закрывался сбрасываемым теплозащитным кожухом (коком). К верхней части контейнера крепилась двигательная установка с пороховыми двигателями торможения и стабилизации, также сбрасываемая при спуске. В нижней части контейнер имел средства амортизации для посадки на Землю.
После выталкивания из пусковой камеры станции, капсула стабилизировалась "закруткой", получала тормозной импульс и, сбросив ДУ, совершала баллистический спуск в атмосфере. На высоте 10...15 км вводился в действие тормозной парашют и сбрасывался теплозащитный кок. Далее контейнер либо перехватывался в воздухе вертолетом, либо на основном парашюте с включенными средствами световой и радиотехнической сигнализации опускался на Землю.
Изготовление станций "Алмаз" и ТКС было поручено в 1969 году заводу имени М.В. Хруничева. Четкая, ритмичная работа завода позволила к началу 1970 года создать корпуса 8 стендовых и 2 летных станций, отработав ряд их служебных систем.
Одним из основных принципов работы станции, использовавшимся впоследствии на станциях «Мир», «салют» и МКС, являлась экономия ресурса ОПС за счет использования систем ТКС для управления связкой в совместном полете.
Поскольку в середине 1969 года появились сообщения о планах запуска в США в начале 70-х годов станции "Skylab", политическое руководство страны потребовало не упустить приоритета в космической гонке. В результате экстренных мер родилась программа создания станций "Салют" (программа "ДОС-7К"), использовавшая многие технические и технологические заделы комплекса "Алмаз".
К сожалению, к данному моменту работы над станцией "Алмаз" еще только разворачивались, поэтому было решено создать в кратчайшие сроки (1...1,5 года) новую станцию на базе уже летавшего корабля "Союз" (7К-ОК) и технологического задела (корпуса и ряда систем) станции "Алмаз". Интенсивная работа над программой, предусматривавшей создание четырех станций типа ДОС и получившей название "ДОС — 7К", началась в самом конце 1969 года.
В апреле 1971 года в космосе появилась первая в мире советская долговременная орбитальная станция «Салют».
Сейчас точную копию станции серии «Салют» можно увидеть в павильоне «Космос» на ВВЦ в Москве.
Сама по себе эта станция не может ни взлететь, ни совершить посадку. Ее выводят на околоземную орбиту, как огромный спутник. Однако в отличие от обычных спутников станция «Салют» может работать не только в автоматическом, но и в пилотируемом режиме. На рисунке изображены орбитальная станция «Салют» и состыкованный с ней пилотируемый корабль «Союз».
Масса станции «Салют» 19 тонн, длина – 16 метров, площадь солнечных батарей – 63 квадратных метра, и объём внутренних помещений – 100 кубических метров.
Станция «Салют» разделена на три отсека. Самый узкий – переходной отсек. Длина этого цилиндра 3 метра, диаметр 2 метра. В его состав входит стыковочный узел, через который и космонавты, и грузы могут попасть из корабля на станцию.
Переходный отсек – жилое помещение. Он герметичен, и в нем размещены научная аппаратура, системы жизнеобеспечения и терморегулирования. Тут же находится и пункт управления станции, а снаружи переходного отсека укреплены солнечные батареи, антенны, телекамера и разные датчики. В отсеке «Салюта-1» установлена астрономическая обсерватория «Орион», включающая зеркальный телескоп диаметром 28 сантиметров, спектрографы и другие приборы. Шесть иллюминаторов отсека позволяют вести наблюдения Земли и космоса.
Через специальный люк из переходного отсека можно перейти в рабочий отсек. Это самое большое из помещений станции. Рабочий отсек состоит из двух цилиндров диаметрами в 2,9 метра и 4,2 метра, соединенных усеченным конусом при общей длине в 9,1 метра. Здесь находится множество приборов, обеспечивающих комфорт космонавтам. Отсюда, так же как и с переходного отсека, можно управлять станцией и отдельными ее устройствами. Сквозь любой из пятнадцати иллюминаторов видно все то, что происходит вне станции.
Во время сна космонавты закрепляют себя в удобном им положении, иначе при любом неаккуратном движении они могут «поплыть» по кабине. Хотя на станции можно спать и на «потолке», конструкторы станции постарались сделать все, чтобы, несмотря на невесомость, обстановка на станции напоминала земную. Так, например, на «Салюте-3» условный пол был сделан темным и покрыт ворсовой дорожкой, условный потолок побелили, а стенам придали промежуточные тона.
На станции присутствуют тренажёры, при помощи которых космонавты укрепляют свои мышцы, и без которых не возможен ни один долговременный космический полёт.
За рабочим отсеком находится агрегатный отсек. Так как он предназначен для размещения топливных баков и бортовых двигателей, нужды в герметизации нет. Внешняя поверхность этого отсека, как и других, используется для установки солнечных батарей, антенн, телекамеры и разных научных приборов.
Каждая последующая модель станции из серии «Салют» имела новые устройства и доработки, становилась более совершенной. Так на «Салюте-3» были установлены подвижные панели солнечных батарей. Какое бы положение в пространстве ни занимала станция, специальный механизм постоянно ориентировал панели так, чтобы солнечные лучи падали на них перпендикулярно. При таком положении панелей батареи дают наиболее мощный ток, что обеспечивает наилучшее энергоснабжение станции.
На «Салюте-4» использовалась установка, дающая очень чистую воду из отходов жизнедеятельности экипажа. Удалось хотя бы частично организовать на станции замкнутый круговорот воды – первый шаг по осуществлению в «эфирных поселениях» полностью замкнутых экологических циклов. Успешно работали две шлюзовые камеры для отбросов. С помощью специальных устройств «выстреливали» контейнеры с мусором так, что, снижаясь к Земле, они сгорали в атмосфере. Одним из важных усовершенствований была автономная система навигации. С ее помощью космонавты получают все сведения об орбите станции и ее положении в пространстве в данный момент.
Стоит еще упомянуть необычный космический костюм «Чибис», надев который космонавты «обманывали» невесомость. Как известно, на Земле сердце гонит кровь к голове, а вниз она опускается за счет силы тяжести. В условиях невесомости тяжести нет, и кровь приливает к голове, что вызывает весьма неприятные ощущения. Костюм «Чибис» имеет собранные в гармошку штаны и плотно прилегающий к телу пояс. Специальный компрессор выкачивает воздух из штанов и создает внутри них пониженное давление, что заставляет кровь отливать от головы к нижней половине тела.
На «Салюте-5» работала электронно-вычислительная машина, руководящая работой всех приборов станции без участия экипажа.
В 1977 году на орбиту была запущена станция «Салют-6». В отличие от своих предшественниц эта станция имеет два стыковочных узла, благодаря которым удалось создать на орбите сооружение из трех аппаратов – двух кораблей «Союз» или, скажем, корабля «Союз» и «Прогресс» и находящейся между ними станции. Новшеством на ней была баня.
17 июня 1978 года корабль «Союз-29» с космонавтами В. В. Коваленко и А. С. Иванченковым на борту пристыковался к временно пустовавшему «Салюту-6». Начался героический, длительный космический орбитальный полет, продолжавшийся 140 суток! Для обеспечения нормальной работы космонавтов к орбитальному комплексу «Союз-29» — «Салют-6» были посланы последовательно три грузовых корабля: «Прогресс-2», «Прогресс-3», «Прогресс-4». Они доставили на комплекс топливо, аппаратуру, расходуемые материалы и все необходимое для нормальной жизнедеятельности космонавтов. Без грузовых космических кораблей длительный 140-суточный полет был бы невозможен. Работа «Прогрессов» уменьшает расходы, обеспечивает активную работу долговременных крупных космических станций.
Но и их рекорд вскоре был превзойден. Космонавты Владимир Ляхов и Валерий Рюмин в 1979 году успешно проработали на «Салюте-6» почти полгода.
В апреле 1980 года, на станции «Салют-6» сверхдлительный полет начали космонавты Л. Попов и В. Рюмин. Этот рекордный 185-суточный полет был успешно завершен.
Полет станции «Салют-6», продолжавшийся 4 года 10 месяцев, был завершен 29 июля 1982 г. За это время станция совершила 27785 оборотов вокруг Земли. За время существования станции было проведено большое число научно-технических и медико-биологических экспериментов, был накоплен богатый опыт использования долговременных космических станций. Всего на станции было принято 14 экспедиций с участием 28 космонавтов.
Станция «Салют-7» , выведенная 19 апреля 1982 г. на орбиту с наклонением 51,6 градуса, во многом похожа на «Салют-6», однако имеет и отличия от нее. Ряд бортовых систем усовершенствован, созданы большие удобства для космонавтов, обогащен приборный состав, субмиллиметровый телескоп в рабочем отсеке заменен комплексом рентгеновской аппаратуры, автоматизированы процессы управления служебной и научной аппаратурой.
Разработка и использование орбитальных комплексов серии «Салют» — начало полноценного исследования космического пространства, нашей планеты и нас самих. Благодаря экспериментам, поставленным на станциях, было получено большое количество материала, который в дальнейшем был использован для развития различных отраслей промышленности, медицины, сельского хозяйства и т.д. Был также получен огромный опыт по использованию орбитальных пилотируемых комплексов, что в свою очередь привело к созданию и успешному использованию станции нового поколения («Мир»). Советскими космонавтами были поставлены рекорды по нахождению человека в открытом космосе, впервые в мире в космическое пространство вышла женщина. На станциях серии «Салют» побывали не только граждане СССР, но и представители других держав, что привело к сближению наших народов и получению опыта работы международных экипажей.
Многоцелевой орбитальный пилотируемый комплекс "Мир" — закономерное и логичное продолжение программ "Алмаз" и "Салют". При его создании впервые в мире успешно реализован блочный принцип наращивания структуры и возможностей сложнейшей космической техники за счет ее последовательного дооснащения дополнительными научными и технологическими модулями. Успешная эксплуатация этого уникального космического комплекса и полученные при этом опыт и результаты существенно упрочили мировое лидерство отечественной пилотируемой космонавтики и укрепили ее международный авторитет. Они позволили ведущим ракетно-космическим фирмам нашей страны и прежде всего Космическому Центру имени М. В. Хруничева стать основными участниками крупнейшего проекта создания Международной космической станции.
Разработка проекта многоцелевого пилотируемого комплекса "Мир", а затем и рабочее проектирование его базового блока – одноименной орбитальной станции с шестью стыковочными узлами — начались в середине 1979 года.
Собственно корпус новой станции по сравнению с последним "Салютом" изменялся мало. Абсолютно новым должен был стать лишь ее носовой переходный отсек с одним осевым и четырьмя боковыми стыковочными узлами ("колобок"). Кроме того, очень существенно изменялась вся системная "начинка" станции "Мир" — устанавливалась новая БЦВМ, новая система сближения "Курс", современная система связи через спутник-ретранслятор, экономичные системы регенерации воды, воздуха и т.д. Улучшались комфорт и интерьер новой станции.
Получив в 1982 году первую документацию, завод сразу же начал изготовление базового.
До начала апреля 1985 года специалисты КБ "Салют" и завода им. М. В. Хруничева трудились над сборкой летного базового блока и его полного электромакета для контрольно-испытательной станции (КИС) ЗЭМ. Затем летный блок (впервые минуя этап комплексных испытаний на КИС) был направлен прямо на космодром Байконур, куда прибыл 6 мая 1985 года. После испытаний в барокамере 26 мая блок был установлен на стенд для проведения комплексных проверок и подготовки к запуску.
Успешный запуск на орбиту состоялся 20 февраля в 00 ч 28 мин 23 с 1986 года. Для выведения станции «Мир» на низкую опорную орбиту использовалась ракетоноситель (РН) «Протон», стартовавшая с космодрома Байконур. Последующий перевод на рабочую орбиту высотой около 350 км был осуществлен с помощью двигательной установки самой ДОС. Высота орбиты станции «Мир» корректировалась в пределах 375 — 410 км, чему соответствовало изменение периода обращения в пределах 91,9 — 92,6 мин, угол наклонена к плоскости экватора составлял 51,6°.
Основное оборудование комплекса было тематически сгруппировано в пяти специализированных модулях- "Квант" , "Квант-2" , "Кристалл" , "Спектр" и "Природа".
В первом варианте модули дооснащения предлагалось выполнять в виде последовательной связки небольшого 11-ти тонного герметичного отсека с оборудованием (собственно модуля) и специального двигательного блока (буксира) примерно такой же массы. Буксир доставлял модуль к комплексу, обеспечивал стыковку, а затем отстыковывался и прекращал свой полет. Первый модуль такого типа (транспортный корабль модульный экспериментальный — ТКМ-Э) уже был разработан в КБ "Салют" и с 1983 года создавался для станции "Салют-7". В нем в качестве буксира использовался модернизированный ТКС, что обеспечивало определенную экономию времени и средств.
Второй вариант, несмотря на сложность, имел существенные преимущества, например, больший внутренний объем и возможность использования двигательной установки модуля для управления движением комплекса. Но модули этого типа еще надо было разработать и создать.
В результате открытого конкурса, проведенного МОМ в конце 1983 года, предпочтение было отдано второму варианту. Модуль под названием "Квант" решено было переориентировать с "Салюта-7" на «Мир» и доработать. Кроме того, решено было разработать ещё четыре специализированных модуля: дооснащения, технологический, для исследований спектра Земли и для исследований ресурсов Земли. Впоследствии они и стали "Квантом-2", "Кристаллом", "Спектром" и "Природой".
Базой для создания всех модулей в Космическом Центре послужили заделы по орбитальному пилотируемому комплексу "Алмаз" и станциям типа "Салют". Первая экспедиция (Л. Кизим и В. Соловьев) прибыла на станцию "Мир" 13 марта 1986 года на корабле "Союз Т-15".
Космонавты сразу же начали установку привезенного оборудования, а затем успешно совершили уникальный и пока единственный в мире межорбитальный перелет на станцию "Салют-7" и обратно. Выполнив на этой станции ряд незавершенных ранее работ (например, развертывание трансформируемой фермы "Маяк"), они демонтировали с "Салюта-7" часть технологического и исследовательского оборудования (всего около 400 кг), загрузили его в "Союз", перевезли на "Мир" и установили на новом месте.
Работу первого экипажа, покинувшего новую станцию 16 июля 1986 года, продолжили другие экспедиции. Космонавтами за время полетов выполнен колоссальный объем различных экспериментов и исследований, ремонтных и профилактических работ.
Астрофизический модуль "Квант" представляет собой связку герметичного отсека с оборудованием (собственно модуля) и модернизированного ТКС, из состава которого исключены возвращаемый аппарат и стыковочный агрегат, сняты четыре топливных бака низкого давления, а все баки высокого давления заправлены лишь на 60% для уменьшения полной массы модуля.
Изготовление модуля "Квант" велось практически параллельно с базовым блоком и было закончено в августе 1985 года. 31 марта 1987 года модуль был успешно выведен на орбиту ракетоносителем "Протон-К".
Успешная стыковка с базовым блоком состоялась 12 апреля 1987 года (в День космонавтики). ТКС, израсходовавший почти весь запас топлива, отстыковали и перевели на орбиту хранения.
25 августа 1988 года он за счет естественного торможения вошел в атмосферу и прекратил свое существование над Тихим океаном.
Модуль дооснащения "Квант-2" представляет собой единый герметичный отсек большого объема с оборудованием. На его внешней поверхности размещены агрегаты ДУ модуля, топливные баки, комплект силовых гироскопов (гиродинов) для управления движением комплекса, панели солнечных батарей с автономной ориентацией, а также различные антенны и датчики. Здесь же установлена поворотная, дистанционно управляемая экипажем или с Земли платформа со спектрометрической, фотометрической и телевизионной аппаратурой.
26 ноября 1989 года модуль «Квант-2» был успешно выведен на орбиту. Его стыковка с "Миром" состоялась 6 декабря.
Стыковка была проведена к осевому узлу переходного отсека базового блока, после чего модуль с помощью собственного манипулятора с электроприводом был переведен на один из свободных боковых узлов. Такой способ перестыковки был применен впервые.
Стыковочно-технологический модуль "Кристалл" представляет собой единый герметичный отсек большого объема с оборудованием. На его внешней поверхности размещены агрегаты ДУ, топливные баки, панели батарей с автономной ориентацией на солнце, а также различные антенны и датчики. Модуль также использован в качестве грузового корабля снабжения для доставки на орбиту топлива, расходных материалов и оборудования.
31 мая 1990 года модуль был успешно выведен на орбиту ракетоносителем "Протон-К".
10 июня 1990 года со второй попытки "Кристалл" был состыкован с "Миром". Стыковка, как и ранее, была проведена к осевому узлу переходного отсека, после чего собственным манипулятором модуль был переведен на один из боковых узлов.
В ходе работ по программе "Мир — Шаттл" данный модуль, имеющий периферийный агрегат стыковки типа АПАС, снова с помощью манипулятора перемещался на осевой узел, а с его корпуса снимались панели солнечных батарей.
Исследовательский модуль "Спектр" представляет собой единый герметичный отсек большого объема с оборудованием. На его внешней поверхности размещены агрегаты ДУ, топливные баки, четыре панели батарей с автономной ориентацией на солнце, антенны и датчики.
Изготовление модуля, начатое в 1987 году, было практически закончено (без установки аппаратуры, предназначенной для программ Министерства Обороны) к концу 1991 года.
Для окончания работ по "Спектру" в середине 1993 года ГКНПЦ имени М. В. Хруничева и РКК "Энергия" имени С. П. Королева вышли с предложением о переоснащении модуля и обратились для этого к своим зарубежным партнерам. В результате переговоров с NASA быстро было принято решение об установке на модуль американского медицинского оборудования, используемого в программе "Мир — Шаттл", а также его дооснащении второй парой солнечных батарей. При этом, по условиям контракта доработка, подготовка и запуск "Спектра" должны были быть выполнены до первой стыковки "Мира" и "Шаттла" летом 1995 года.
Жесткие сроки потребовали от специалистов ГКНПЦ имени М. В. Хруничева напряженной работы по коррекции конструкторской документации, изготовлению батарей и подставки для их размещения, проведению необходимых прочностных испытаний, монтажу аппаратуры США и повторению комплексных проверок модуля.
В конце 1994 года "Спектр" поступил на космодром и 20 мая 1995 года был успешно выведен на орбиту.
26 мая с первой попытки он был состыкован с "Миром", а затем, аналогично "предшественникам", переведен с осевого на боковой узел, освобожденный для него "Кристаллом".
Исследовательский модуль "Природа" представляет собой единый герметичный отсек большого объема с оборудованием. На его внешней поверхности размещены агрегаты ДУ, топливные баки, антенны и датчики. Он не имеет солнечных батарей и использует 168 литиевых источников тока, установленных внутри.
В ходе своего создания модуль "Природа" также претерпел значительные изменения, особенно в оснащении. На него установили приборы ряда зарубежных стран, что по условиям ряда заключенных контрактов достаточно жестко ограничило сроки его подготовки и запуска.
23 апреля 1996 года с помощью "Протона-К" модуль «Природа» был успешно выведен на орбиту.
26 апреля 1996 года с первой попытки модуль был успешно состыкован с комплексом и после перестыковки занял последний свободный боковой узел на переходном отсеке базового блока.
После пристыковки модуля "Природа" орбитальный комплекс "Мир" обрел полную конфигурацию. Его формирование продолжалось почти 10 лет. Все это время на борту шла интенсивная работа в пилотируемом режиме, а сам "Мир" планомерно "дооснащался" более "мелкими" элементами – фермами, дополнительными батареями, выносными ДУ и различными научными приборами, доставку которых успешно обеспечивали грузовые корабли типа "Прогресс".
Программа совместных полетов орбитального комплекса "Мир" и американских кораблей многоразового использования "Шаттл" стала конкретной реализацией Соглашения о сотрудничестве в космосе между Россией и США, подписанного 5 октября 1992 года.
Первый полет со стыковкой по этой программе стал возможным после запуска "Спектра" и был успешно выполнен с 29 июня по 4 июля 1995 года. Он убедительно показал необходимость и возможность плодотворного международного сотрудничества в освоении космоса.
Успехи в проектировании, производстве и обеспечении полета комплекса "Мир" принесли Космическому Центру имени М.В. Хруничева мировое признание и заслуженный авторитет.
Именно эти успехи справедливо и обоснованно позволили Космическому Центру принять самое широкое участие в грандиозном космическом проекте XXI века – создании Международной орбитальной пилотируемой станции.
Основные направления научных исследований на ДОС «Мир» были: астрофизика, геофизика, космическая технология, медицина, биология, биотехнология. Самыми значительными астрофизическими достижениями стали наблюдения с телескопами орбитальной обсерватории «Рентген», установленной на модуле «Квант», созданной совместно специалистами СССР, Великобритании, Нидерландов, ФРГ и ЕКА. Получен огромный объем информации о рентгеновских источниках в различных районах Вселенной. Регулярно с помощью телескопов «Глазар» и «Глаэар-2» проводились обзоры небесной сферы для создания звездного атласа в ультрафиолетовом диапазоне.
Очень повезло астрономам, что вспышка сверхновой в Большом Магеллановом Облаке произошла в тот момент, когда на орбите уже находилась станция «Мир». Это позволило наблюдать развитие сверхновой в диапазонах электромагнитных волн, недоступных для наземных приборов.
В течение полёта станции изучалось влияние факторов открытого космического пространства на различные материалы и элементы электрорадиосистем. Постоянно проводились эксперименты, направленные на дальнейшее совершенствование космической техники, проверку конструкторско-технологических решений и испытания новых образцов, включая монтажно-сборочные работы. Сюда же относятся исследования динамических характеристик ДОС «Мир» в различной конфигурации. Важным техническим экспериментом стало испытание индивидуального средства передвижения космонавта в открытом космосе. Испытательные полеты на «космическом кресле» успешно провели А. А. Серебров и А. С. Викторенко в феврале 1990 г. Был проведен оригинальный эксперимент (на грузовом корабле «Прогресс М-15») по развертыванию в космосе крупногабаритного бескаркасного пленочного отражателя. Такие отражатели могут использоваться в качестве солнечного паруса для создания тягового усилия или для освещения районов земной поверхности отраженным солнечным светом. Выполнены многочисленные биологические исследования жизненного цикла и изменений в развитии высших растений и животных в условиях космического полета. Проводились эксперименты по электрофоретическому разделению и очистке биологически активных веществ и лекарственных препаратов. Получены и доставлены на Землю опытные партии монокристаллов белковых соединений для последующего использования в фармакологии. На станции постоянно велись медицинские эксперименты, наблюдения и исследования по дальнейшей оценке влияния невесомости и других факторов космического полета на организм человека. Постоянно проводились съемки различных районов планеты (в том числе зарубежных территорий на коммерческой основе) с целью исследования природных ресурсов Земли и окружающей среды. Эксперименты по космической технологии проводились на электронагревательных установках отечественного и зарубежного производства. Цель этих работ — изучение процессов структурообразования металлических сплавов в условиях невесомости и получение кристаллов полупроводниковых материалов улучшенного качества.
Международная Космическая Станция (МКС) — это многоцелевая космическая лаборатория, предназначенная для проведения широчайшей программы фундаментальных научных исследований космоса, атмосферы и земной поверхности, изучения поведения человеческого организма в длительных космических полетах, разработки новейших технологий, получения и анализа свойств новых материалов и биопрепаратов, а также отработки путей и методов дальнейшего освоения космического пространства.
Международная Космическая Станция – это крупнейший проект мирного использования научно-технического потенциала, накопленного человечеством на рубеже XXI века.
02.11.2002 Международная космическая станция отметила свой юбилей. Второго ноября 2000 года на МКС впервые прибыли люди, и с тех пор станция практически постоянно остаётся обитаемой. На самом деле, возраст самой станции несколько больше.
Идея создания международной космической станции "Альфа" возникла в самом начале 90-х годов. Переход от проектов к конкретным действиям произошел в 1995 году, когда директор NASA Дэниел Голдин убедил Президента США Билла Клинтона в необходимости ежегодного расходования на программу "Альфа" 2,1 млрд. долларов в течение семи лет. Немаловажным фактором, способствовавшим тому, что Конгресс США одобрил выделение NASA 13,1 млрд. долларов на строительство МКС, стало согласие России участвовать в этой программе. Проект стал действительно международным после присоединения к нему Европейского космического агентства (ЕКА), Канады и Японии. В соответствии с договоренностями, достигнутыми на встрече премьер-министра России В. Черномырдина и вице-президента США Альберта Гора, 15 августа 1995 года фирма "Боинг", головной подрядчик NASA по программе "Альфа", и Государственный космический научно-производственный центр имени М. В. Хруничева (ГКНПЦХ) подписали контракт на сумму 190 млн. долларов, предусматривающий постройку и вывод на орбиту ядра будущей МКС.
Сооружение "Альфы" началось 20 ноября 1998 года, когда ракетоноситель "Протон" вывел на орбиту функциональный грузовой блок “Заря” – первый сегмент МКС. Первоначально Американское аэрокосмическое агентство планировало строить станцию прямо на орбите, но, видя успех "Мира", специалисты NASA решили, что модульный вариант более перспективен.
К передней части корпуса ФГБ, также имеющей коническое днище, приварен сферический герметичный переходный отсек (адаптер), предназначенный для подстыковки американского модуля "Unity" и других элементов Международной Космической Станции. На адаптере, имеющем осевой и боковой стыковочные узлы, расположены микродвигатели и некоторая датчиковая аппаратура. От остального объема ФГБ он отделен внутренним герметичным сферическим днищем со специальным люком для переходов. Внутри корпуса ФГБ расположены приборы и оборудование различных служебных систем, систем сближения и стыковки, телеметрии, жизнеобеспечения, энергоснабжения и управления, а также места для установки научного оборудования и размещения грузов. Значительная часть оборудования блока установлена на его внешней поверхности. По своим размерам и конфигурации ФГБ "Заря" для МКС похож на модули "Квант-2" и "Кристалл" орбитального комплекса "Мир". Снаружи гермокорпуса ФГБ "Заря" размещены топливные баки, допускающие до 30 циклов их дозаправки в полете, 42 двигателя коррекции, сближения, причаливания и стабилизации, агрегаты обеспечения теплового режима, радиаторы, трубопроводы и арматура, антенное и датчиковое оборудование, телекамеры, световые маяки и разворачиваемые в полете панели солнечных батарей с автономной ориентацией на солнце. На адаптере имеется специальный узел захвата для стыковки с манипулятором кораблей многоразового использования типа "Шаттл" (США). Элементы ФГБ "Заря", установленные снаружи, закрываются экранами противометеоритной защиты и чехлами экрано-вакуумной теплоизоляции. При выведении на орбиту весь блок защищается сбрасываемым после прохождения плотных слоев атмосферы головным обтекателем. А к третьей ступени ракеты — носителя "Протон-К" он крепится через промежуточный отсек, остающийся со ступенью после её отделения.
В ходе изготовления и сборки все элементы, системы и ФГБ "Заря" в целом прошли большой объем разнообразных автономных и комплексных испытаний — электрических, пневматических, тепловых, вибрационных, на функционирование, на герметичность, на прочность и т.д. Все испытания проводились на самом современном испытательном и диагностическом оборудовании Центра с широким применением электронно — вычислительной техники. 20 ноября 1998 года модуль «Заря» был успешно выведен на орбиту с помощью ракеты-носителя «Протон».
4 декабря 1998 года американский шаттл Endeavour вывел на орбиту второй сегмент — блок Unity. Кстати, именно вследствие своей модульной структуры, МКС, в определённой степени, является близким родственником станции "Мир".
Служебный модуль (СМ), создание которого в Центре имени М. В. Хруничева шло практически всё время параллельно с ФГБ "Заря", представляет собой существенно модернизированный вариант базовый блок орбитального комплекса "Мир". СМ выводился на орбиту третьим по счету (после ФГБ и американского модуля "Unity") и был пристыкован к их связке (ФГБ при этом выполняет активную роль).
Далее модуль принимает на себя функции управления всей Международной Станцией и жизнеобеспечения её экипажей, пребывание которых на орбите с этого момента должно стать постоянным. Аппаратура СМ обеспечивает сбор и передачу на Землю телеметрической информации, радиоканалы связи (в том числе и через спутник-ретранслятор "Альтаир"), коррекции орбиты и ориентацию станции, а также в случае необходимости выходы в открытый космос через люки переходного отсека (до прихода специального стыковочного модуля).
Важнейшим элементом СМ, как и на базовом блоке "Мира", является переходный отсек с одним осевым и двумя боковыми стыковочными узлами. По сравнению с "Миром", этот отсек существенным образом усовершенствован в направлении повышения прочности, надежности и герметичности его стыковочных узлов. К осевому узлу данного отсека подстыкован ФГБ, к верхнему боковому узлу будет пристыкована — научно-энергетическая платформа (НЭП), а к нижнему — Универсальный стыковочный модуль (УСМ). Еще один стыковочный осевой узел на агрегатном отсеке модуля обеспечит постоянный прием грузовых и транспортных кораблей "Союз" и "Прогресс".
12 июля 2000 года в 8.56 утра по московскому времени с космодрома Байконур был успешно осуществлен запуск ракетоносителя "Протон-К" со Служебным модулем "ЗВЕЗДА" для Международной Космической Станции (МКС) на борту. Модуль "ЗВЕЗДА" был выведен на опорную орбиту. 26 июля 2000 г. модуль "Звезда" успешно состыковался с модулями "Заря" и "Unity".
Первые люди, как уже сказано, взошли на борт станции 2 ноября 2000 года. Доставил их туда опять-таки российский космический корабль "Союз".
Командир второй экспедиции Юрий Усачёв в окружении еды (фото NASA).
Вторая экспедиция в составе Юрия Усачёва, Джеймса Восса (James Voss) и Сьюзан Хэлмс (Susan Helms) сменила первую — Билла Шеперда (Bill Shepherd), Сергея Крикалёва и Юрия Гидзенко уже в начале марта 2001 года.
Командиром экипажа был Юрий Усачёв, однако на станцию их привёз шаттл Discovery.
Вообще, как говорят представители NASA, уже к 2001 году МКС была крупнейшим, сложнейшим и мощнейшим комплексом в истории создания космических аппаратов. За 2002 год станция набрала в весе ещё 25,4 тонны. В конечном счёте, внутренний объём её помещений будет сопоставим с объёмом салона Боинга 747.
Одной из самых "тяжёлых" (и по массе, и по трудозатратам астронавтов) частей МКС стала так называемая "ферма" — исполинский крепёж для солнечных батарей. Энергии для станции требуется огромное количество, а стало быть, и батарей должно быть порядочно.
Главная
Альбомы
Ссылки
О нас
Сообщество
Контакты
