Орбитальная станция нашего космоса
Космонавты отправятся на новую станцию уже в 2026 году, сообщили в Ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С.П. Королева (входит в состав Госкорпорации «Роскосмос»). Роскосмос 23 апреля 2021 года объявил, что годом раньше в околоземное пространство отправится первый блок станции — научно-энергетический. Его выведут на орбиту выше, чем сейчас у МКС, а значит и возможностей для исследования космоса будет больше.
Новая станция будет принципиально отличаться от МКС. Первое и, пожалуй, главное — так называемый наклон, то есть насколько орбита станции удалена от экватора. У МКС наклон почти 52 градуса. Планируется, что у нашей будущей национальной станции дойдет до 97 градусов. Она будет находиться на так называемой высокоширотной орбите. Кроме того, в отличие от МКС, которая видит 20% территории России, будет 100%-ный обзор нашей страны. И главное, такой наклон дает больше возможности изучать дальний космос.
Научно-энергетический модуль изначально планировалось отправить в космос в 2024 году, для стыковки с МКС. Теперь другие задачи, куда масштабнее. Модуль планируется вывести на орбиту через четыре года.
Предполагается, что на начальном этапе станция будет выглядеть вот так: помимо научно-энергетического модуля, будет еще три: узловой, шлюзовой и базовый. После 2030 года добавятся еще несколько блоков — целевые модули. Все будет зависеть от поставленных к тому времени задач.
А это уже рывок вперед для освоения дальнего космоса. Планируется, что отправится на орбиту первый модуль не на «Протоне», как планировалось раньше, а уже на «Ангаре» с «Восточного». До 2025 года первый модуль будущей российской орбитальной станции будет серьезно модернизирован. Усовершенствованы системы управления, питания, стыковки. Кроме того, в нем будут находиться космонавты, и необходимо сделать его в том числе и жилым.
Источник: Первый канал
23 апреля 2021 года, 18:37
Источник
Орбитальная станция нашего космоса
На протяжении 1995 — 1998 годов на станции «Мир» велись совместные российско-американские работы по программе «Мир — Шаттл», «Мир — НАСА». На борту станции находились исследовательское оборудование и приборы.
Орбитальный комплекс «Мир» является первой в мире модульной орбитальной станцией. В состав орбитального комплекса в полной сборке входили: базовый блок (был выведен на орбиту в феврале 1986 года), астрофизический модуль «Квант» (апрель 1987 года), модуль дооснащения «Квант-2» (декабрь 1989 года), технологический модуль «Кристалл» (июнь 1990), исследовательский модуль «Спектр» (май 1995 года), исследовательский модуль «Природа» (апрель 1996 года), стыковочный отсек, корабль «Союз ТМ» и корабль «Прогресс-М». «Прогресс-М» более совершенный ТКГ, который был создан на базе ТКГ «Прогресс» и корабля «Союз ТМ». Орбитальный комплекс «Мир» предназначен для длительных полетов экипажей из 2-3 космонавтов с целью проведения технологических экспериментов по отработке процессов полупромышленного производства полупроводниковых материалов и медицинских препаратов, а также для проведения технических, биомедицинских, геофизических, астрофизических и других экспериментов и исследований. Комплекс «Мир» эксплуатировался в постоянном пилотируемом режиме, смена экспедиций осуществлялась непосредственно на борту комплекса. Общая масса комплекса (в полной сборке) более 125 тонн, общий объем герметичных отсеков примерно 400 куб. метров.
Базовый блок комплекса был разработан и создан в начале 80-х годов в НПО «Энергия» под руководством генерального конструктора В.П. Глушко. Модули для комплекса начали разрабатываться в КБ «Салют» тогда же.
После выведения в 1986 году базового блока «Мир» на орбиту Земли он на начальном этапе эксплуатировался как моноблочная пилотируемая орбитальная станция. В апреле 1987 года к базовому блоку был пристыкован первый экспериментальный модуль «Квант». С этого момента началась сборка пилотируемого орбитального комплекса «Мир». Предполагалось, что комплекс будет полностью собран в течение нескольких лет. В связи с задержкой разработки и изготовления модулей и недостаточным финансированием сборка комплекса «Мир» затянулась.
Базовый блок «Мир» (17КС) представлял собой основу для построения многоцелевого постоянно действующего пилотируемого модульного комплекса (орбитальной станции 3-го поколения). В составе орбитального комплекса базовый блок «Мир» использовался для пристыковки модулей, транспортных пилотируемых и автоматических грузовых кораблей, обеспечивал необходимые условия для работы и отдыха космонавтов. На базовом блоке располагалась основная часть аппаратуры и оборудования систем управления движением и электропитания комплекса, двигательной установки и комплекса радиосредств. Базовый блок «Мир» был выведен на орбиту 19 февраля 1986 года.
Экспериментальный астрофизический модуль «Квант» (37КЭ) предназначен для выполнения программы астрофизических и других научных исследований и экспериментов. Модуль «Квант» был выведен на орбиту 31 марта 1987 года. Стыковка с базовым блоком была произведена 9 апреля 1987 года.
Модуль дооснащения «Квант-2» (77КСД). Разработка модуля была начата в 1982 году. Модуль предназначался для дооснащения орбитального комплекса «Мир» оборудованием и аппаратурой, в состав которых входили: средства жизнеобеспечения и средства обеспечения выходов космонавтов в открытый космос, система электропитания, комплект гиродинов и двигатели ориентации для системы управления движением комплекса. Кроме того, модуль дооснащения был предназначен для доставки на комплекс «Мир» запасов топлива и расходуемых материалов и компонентов. Модуль «Квант-2» был выведен на орбиту 26 ноября 1989 года, состыковался с орбитальным комплексом «Мир» 6 декабря 1989 года.
Модуль стыковочно-технологический «Кристалл» (77КСТ) был предназначен для выполнения программы опытного производства полупроводниковых материалов и биопрепаратов, научных экспериментов и работ по совершенствованию космической техники, а также для обеспечения стыковки с кораблем «Буран» и кораблем-спасателем «Союз ТМ». Модуль «Кристалл» выведен на орбиту 31 мая 1990 года, состыковался с орбитальным комплексом «Мир» 10 июня 1990 года.
Исследовательский модуль «Спектр» (77КСО) был запущен 20 мая 1995 года. Научная аппаратура «Спектра» предназначалась для исследования: природных ресурсов Земли, верхних слоев земной атмосферы, собственной внешней атмосферы орбитального комплекса, геофизических процессов естественного и искусственного происхождения в околоземном и космическом пространстве и в верхних слоях земной атмосферы, космического излучения, медико-биологических исследований, изучения поведения различных материалов в условиях открытого космоса. Модуль состоял из герметичного приборно-грузового и негерметичного отсеков.
Научно-исследовательский модуль «Природа» (77КСИ) запущен 23 апреля 1996 года. Основное назначение — исследование поверхности и атмосферы Земли, атмосферы в непосредственной близости от «Мира», влияние космического излучения на организм человека, изучение поведения различных материалов в условиях космического пространства, а также получение в условиях невесомости особо чистых лекарственных препаратов. Герметичный приборно-грузовой отсек — основа конструкции модуля «Природа» — служил для размещения служебных систем, научной аппаратуры, доставляемых грузов.
По программе «Мир» выполнено:
- 28 основных экспедиций,
- 9 экспедиций посещения,
- осуществлено 8 стыковок с космическими кораблями типа «Шаттл».
Первый полет на станцию «Мир» был совершен основной экспедицией в составе Кизима Л.Д. и Соловьёва В.А., в период с 13 марта 1986 г. по 16 июля 1986 г. Длительность полета — 125 суток. Последний полет на станцию «Мир» был совершен основной экспедицией в составе Залётина С.В. и Калери А.Ю., в период с 4 апреля 2000 г. по 16 июня 2000 г. Длительность полета — 72 суток 19 часов.
Российская космическая станция «Мир» прекратила существование 23 марта 2001 года. Она вошла в плотные слои атмосферы, где начала гореть и разламываться на куски. Обломки станции упали в северо-западной части расчетного района затопления станции в южной части Тихого океана. Первыми начали разрушаться солнечные батареи, затем произошел нагрев корпуса и его разрушение на фрагменты. За время своего существования станция совершила 86331 виток вокруг Земли. Район падения обломков российской космической станции «Мир» — 40 градусов южной широты 160 градусов западной долготы плюс минус 1000 км по трассе полета.
Программа «Мир» — «Шаттл» и программа «Мир» — «NASA» — совместные космические программы РФ и США, в рамках которых российские космонавты и грузы доставлялись на орбиту «Шаттлами», а американские астронавты проводили экспедиции на орбитальной станции «Мир». Назначением этих программ являлась способствование укреплению духа сотрудничества между NASA и РКА и передача США российского опыта долговременных полетов. Программы служили подготовкой для совместного проекта по постройке Международной космической станции.
В июле 1992 года РКА и NASA договорились провести первую в истории стыковку шаттла с «Миром», первый старт по ней состоялся в 1995 году и до завершения ее в 1998 году было совершено 11 запусков шаттлов и совместный запуск «Союз ТМ-21». Американские астронавты в совокупности провели в 7 экспедициях более 1000 дней в космосе. В рамках этих программ было осуществлено 7 кратковременных экспедиций посещения с помощью корабля «Атлантис» и одна с помощью корабля «Индевор», во время которых на станции побывали 34 астронавта.
В рамках программ были пристыкованы три модуля:
- Стыковочный — для стыковки американских кораблей «Шаттл» со станцией.
- Спектр — для экспериментов на станции.
- Природа — для исследования Земли.
Источник
Жизнь после МКС: куда летать космонавтам с 2025 года
На прошлой неделе возобновились дискуссии о судьбе Международной космической станции. Вот слова первого заместителя гендиректора ракетно-космической корпорации «Энергия» Владимира Соловьева на заседании Совета РАН по космосу: «Уже сейчас есть ряд элементов, которые серьезно затронуты повреждениями и выходят из эксплуатации. Многие из них не подлежат замене. После 2025 года мы прогнозируем лавинообразный выход из строя многочисленных элементов». Альтернативой МКС Соловьев назвал РОСС — Российскую орбитальную служебную станцию, которую предлагается создавать без американцев.
Слова специалиста породили вал комментариев, и даже официальное опровержение от Роскосмоса. Давайте разберемся, действительно ли МКС разваливается, и куда будут летать наши космонавты после 2024 года.
Строительство Международной космической станции началось в 1998 году со стыковки двух модулей: «Зари» и «Юнити». «Заря» считается частью российского сегмента МКС и производилась в России на основе советского задела по станции «Мир-2». Но оплачивалось производство и запуск модуля по заказу американской компании Boeing. Сейчас об этом не любят вспоминать в официальных публикациях, но тогда это было частью негласной американской программы по поддержке российской космонавтики.
В 2000 году российский сегмент пополнился российским служебным модулем «Звезда», и с этого момента МКС стала полноценно долговременной орбитальной станцией. На борту «Звезды» располагается система управления станцией, системы жизнеобеспечения, ракетные двигатели коррекции и ориентации. Такие необходимые вещи в долговременной пилотируемой станции как туалет, водопровод, каюты экипажа, кухня и тренажеры тоже там. Американско-российская «Заря» же сейчас используется в основном как склад.
МКС в 2000 году, состоящая из трех модулей: «Звезда», «Заря» и «Юнити»
В 2010-е строительство станции в основном завершилось. Американцы только добавили экспериментальный надувной модуль Beam и стыковочные узлы для своих новых кораблей.
МКС в 2018 году, вид сверху. В нижней части снимка — модуль «Звезда»
Теперь у американцев на станции есть свои лаборатории, тренажеры, каюты, кухня и туалеты, но ключевое значение «Звезды» для всей Международной космической станции сохраняется. Через кормовой стыковочный узел «Звезды» модули заправляют топливом и пополняют запасы питьевой воды. Но более важно то, что «Звезда» выполняет задачи ориентации и коррекции орбиты.
Коррекция — это изменение высоты орбиты, то есть приращение скорости станции. Коррекция выполняется либо маршевыми двигателями «Звезды», либо двигателями грузовиков «Прогресс», пристыкованных к кормовому узлу модуля.
А ориентация станции нужна для того, чтобы та всегда была развернута солнечными батареями к Солнцу, радиаторами от него, а корпусом — параллельно земной поверхности. Ориентация станции выполняется не только ракетными двигателями «Звезды», но и блоком гиродинов на американском сегменте. Это массивные колеса, которые раскручиваются или тормозятся электродвигателями, чем воздействуют на всю станцию по принципу «сила действия равна силе противодействия». Когда скорость гиродина достигает максимальной, ему требуется «разгрузка», т.е. торможение. Во время разгрузки крутящий момент тормозящегося гиродина компенсируется включением ракетного двигателя ориентации на «Звезде», и ориентация всей станции не меняется.
Сочетание американских гиродинов и российских двигателей ориентации — это один из ключевых элементов «брачного контракта», который делает невозможным «развод» двух сегментов на две отдельные станции. Если использовать для ориентации только ракетные двигатели, то топливо быстро иссякнет. Поэтому пока нет аналогичных гиродинов на российском сегменте, любые разговоры про отделение от американцев — профанация. На советских станциях были свои гиродины. Если окажетесь в павильоне «Космонавтика и авиация» на ВДНХ, обратите внимание на черно-белые «шары» которые размещены на макете станции «Мир».
Макеты гиродинов системы ориентации станции «Мир» в павильоне «Космонавтика и авиация» на ВДНХ
Кроме того, сейчас российский сегмент МКС обеспечивается электропитанием от американских солнечных батарей, а до недавнего времени значительная доля информации передавалась через американскую спутниковую систему связи TDRS. На снимках МКС можно увидеть спутниковые тарелки направленные вверх — к геостационарным ретрансляторам, а не к Земле.
Фрагмент МКС со спутниковыми тарелками американского сегмента
Соглашение о совместной эксплуатации МКС действует до 2024 года . Никакого разделения после этого срока не предполагается. Станция должна быть управляемо сведена с орбиты двигателями российского сегмента.
Но при этом обе страны заинтересованы в том, чтобы МКС продолжала летать и дальше, до 2028 или 2030 года в совместной конфигурации. Основная причина такой заинтересованности в отсутствии какой-либо замены для МКС у всех участников программы. США потратили немало денег и времени на создание нескольких грузовых и пилотируемых кораблей исключительно для снабжения станции: Dragon, Cygnus, Crew Dragon, Starliner, Dream Chaser. Причем последние два еще находятся в разработке. Создавать в течение десяти лет такой «автопарк», чтобы гонять его лишь четыре года NASA не выгодно.
Окололунная станция Gateway, которую планирует создать NASA в этом десятилетии, не заменит МКС (о проекте подробнее читайте в материале «Промежуточная станция»). Она будет меньше, полеты туда будут редки, надолго астронавты там задерживаться не будут. Под Gateway также разрабатывается отдельная линейка кораблей снабжения.
Рендер проектируемой лунной орбитальной станции Gateway
Разработка и эксплуатации собственной станции — это намного дороже. Сегодня такое по силам только Китаю — который выделяет на космос как минимум в три раза больше России — и США, чей космический бюджет превышает российский примерно в 10-12 раз.
На пути к собственной российской станции есть проблемы и политического характера. Сейчас единственная пусковая площадка для пилотируемых кораблей «Союз» — это Байконур, то есть Казахстан. Роскосмос спокойно ею пользуется поскольку в этих полетах заинтересована не только Россия, но и США. Этой паре Казахстан возражать не будет никогда. Но создание российской станции «под Байконур» автоматически передаст «ключи» от неё Казахстану. И как он этим воспользуется, никто не предскажет. Хотя у России и Казахстана дружба, Таможенный союз и даже совместный космический проект «Байтерек», нет гарантий, что это продолжится хотя бы 15-20 лет, нужных на постройку и работу станции. Единственный выход — запускать экипажи с Восточного. Это уже в планах Роскосмоса, но для начала таких полетов нужна стартовая площадка для «Ангары» (сейчас строится, но там еще не меньше года бетон лить). И новый пилотируемый корабль «Орел», но для него пока сделали только «днище и отдельные силовые конструкции».
С модулями будущей российской станции тоже не всё гладко, как на бумаге. Ранее предлагалось собрать новую станцию из «Науки», Узлового и Научно-энергетического модуля. Но оказалось, что базового модуля-то среди них нет. Начинать станцию нужно с новой «Звезды», производства которой не сохранилось с советских времен. Его осваивать заново: вероятно, на базе технологии Научно-энергетического модуля. Но чтобы убедиться в его готовности, придется его испытать, и получить опыт эксплуатации.
Поэтому можно предположить список условий, которые позволят уверенно говорить о создании и запуске российской космической станции:
На Восточном построен стартовый стол для ракеты «Ангара» с функцией пилотируемых запусков.
Готов к регулярным полетам новый корабль «Орёл».
Прошел летные испытания Научно-энергетический модуль на МКС.
Россия вошла в тройку крупнейших экономик мира (или радикально увеличила финансирование своей космической программы).
Конечно, прямо в такой очередности им происходить не обязательно, можно приближать их параллельно, и уже сейчас приступать к разработке станции — но зачем, если есть МКС? Нормально же летаем. Решение о продлении полета МКС будет приниматься не инженерами, а политиками США и России. Решат, что жить вместе невмоготу даже в космосе — инженеры будут плакать, но топить самое сложное творение человеческих рук. Решат продолжать совместные полеты — инженеры займутся капитальным ремонтом, и сделают всё возможное, чтобы продолжать полет без отказов. Самый серьезный фактор, способный повлиять на решения политиков — это безопасность экипажа. Именно поэтому РКК «Энергия» и предрекает «лавинообразные отказы» после 2025 года, аккурат когда ожидается выполнение первых трех вышеперечисленных пунктов. Эти предсказания диктуются стремлением уже сейчас обеспечить себя заказами на новую станцию.
Проект российской орбитальной служебной станции
Источник