alien3 (alien3) wrote,
alien3
alien3

Categories:
  • Music:

«Наука»: трудный путь к МКС

Рассказал в газете «Троицкий вариант - Наука» обо всех основных перипетиях создания, запуска и стыковки с Международной космической станцией многоцелевого лабораторного модуля «Наука».
Из-за ограничений по времени я не затронул некоторые моменты, но в любом случае эта статья вместе с ссылками даёт неплохой обзор ситуации с МЛМ.

«Наука»: трудный путь к МКС:


МЛМ (фото NASA)

Как всё начиналось

В 1993 году, после того как российский премьер Виктор Черномырдин и вице-президент США Альберт Гор подписали соглашение о создании Международной космической станции, началась работа над крупнейшим совместным проектом в космосе. Около 15 стран объединили усилия для создания форпоста человечества на низкой околоземной орбите.

Россия выступила не только как участник проекта, но и как подрядчик по первому модулю МКС. По заказу компании Boeing Космический центр имени М. В. Хруничева разработал функционально-грузовой блок «Заря», который стартовал на орбиту 20 ноября 1998 года. По условиям контракта был изготовлен дублирующий модуль — ФГБ-2. Оба модуля были сделаны на основе корпусов транспортных кораблей снабжения (ТКС), разработанных в Особом конструкторском бюро 52.

В 2004 году Роскосмос принял решение переоборудовать ФГБ-2 в полноценное лётное изделие — так и появился многофункциональный лабораторный модуль (МЛМ), позже получивший собственное имя «Наука». Внутренняя и внешняя компоновка МЛМ была существенно переделана, чтобы превратить складской модуль в научную лабораторию. На российском сегменте остро не хватало места для установки экспериментального оборудования. Запуск «Науки» первоначально планировался в 2007 году, но в итоге был отложен на 14 лет [1].

Запуск «Науки»

19 августа 2020 года модуль «Наука» по железной дороге прибыл на космодром Байконур; часть оборудования перевозилась отдельно, суммарно потребовалось 14 вагонов. Заводские контрольные испытания [2], в том числе электрические проверки и испытания в вакуумной камере, установка оборудования внутри и снаружи модуля, а также подготовка космонавтов Олега Новицкого и Петра Дуброва заняли примерно 10 месяцев.

21 июля 2021 года с пусковой установки № 39 стартовой площадки № 200 космодрома Байконур состоялся пуск тяжёлой ракеты-носителя «Протон-М» с многоцелевым лабораторным модулем «Наука» [3]. Ракета успешно вывела его на низкую эллиптическую орбиту наклонением 51,6 градусов, с апогеем 350,1 км и перигеем 190 км.


Старт ракеты-носителя «Протон-М» с модулем «Наука» (фото Роскосмоса)

Сложный орбитальный полет

Планировалось, что на орбите выведения модуль пробудет совсем недолго: достаточно низкая высота перигея — 190 км — позволяла «Науке» гарантированно пробыть в космосе всего двое суток, затем модуль стал бы сильно тормозить в атмосфере, катастрофически быстро теряя высоту, что закончилось бы его полным разрушением. Планировалось, что после раскрытия панелей солнечных батарей и антенн будет два включения больших двигателей коррекции и сближения, которые используются для подъема высоты орбиты. «Наука» должна была выйти на орбиту фазирования (маневрирования), чтобы, дождавшись правильного взаимного положения с МКС, выполнить ещё два орбитальных маневра и выйти на стыковку 29 июля. Но Роскосмос внезапно замолчал. Энтузиасты космонавтики и журналисты обратились к сайтам, где содержится открытая информация об орбитальных параметрах почти всех космических аппаратов [4], и увидели, что высота полёта модуля не меняется. Лишь вечером 22 июля стало известно, что тот немного поднял свою орбиту до 364,9 х 230 км. По информации от инсайдеров и по прикидочным расчётам получилось, что для коррекции орбиты использовались не главные двигатели, а небольшие двигатели причаливания и стабилизации [5].

Позже стало известно, что после выведения модуля на орбиту возникли замечания к работе датчиков инфракрасной вертикали, из-за чего модуль пришлось ориентировать в пространстве с помощью звёздных датчиков; также были замечания к системе «Курс».

Роскосмос продолжал молчать о ситуации. Индикатором неопределенности был стыковочный отсек «Пирс», отстыковка которого планировалась 23 июля, но трижды откладывалась и состоялась лишь 26 июля. Этот небольшой модуль использовался для выходов российских космонавтов в открытый космос и как стыковочный узел для транспортных кораблей. Но его ресурс был давно выработан, и он должен был уступить место «Науке», а для выходов в открытый космос как шлюзовую камеру планировалось использовать аналогичный малый модуль «Поиск».

С уходом «Пирса» и в случае аварии на «Науке» российский сегмент мог лишиться одного стыковочного узла для транспортных кораблей и, соответственно, двигателей «Прогрессов» для ориентации станции. Поэтому «Прогресс МС-16» не должен был отстыковывать «Пирс», пока МЛМ не пройдёт проверки в автономном полёте. Только убедившись, что с модулем всё в порядке, ЦУП дал команду на отсоединение «Пирса».


«Прогресс МС-16» и стыковочный отсек «Пирс» (фото NASA)

Двадцать шестого июля связка из стыковочного отсека «Пирс» и транспортного грузового корабля «Прогресс МС-16» отстыковалась от переходного отсека служебного модуля «Звезда». После торможения двигателями и входа в плотные слои атмосферы в 17:52 по московскому времени несгораемые элементы связки из корабля и модуля затонули на «кладбище космических кораблей» в несудоходной части Тихого океана — в 3,6 тыс. км от Веллингтона и 5,8 тыс. км от Сантьяго.

После этого обратного пути уже не было. Специалистам необходимо было доставить «Науку» на МКС. Но к этому времени двигательная установка уже использовала основные двигатели для коррекции орбиты модуля. Кроме того, на МЛМ успешно прошли проверки основная автоматическая («Курс») и резервная ручная (ТОРУ) системы, необходимые для сближения и стыковки с МКС.


Стыковка с МКС

Двадцать девятого июля наступила развязка многолетней истории. Модуль «Наука» достиг станции. Стыковка прошла в автоматическом режиме, но Олег Новицкий из модуля «Звезда» до конца контролировал ситуацию в телеоператорном режиме, видя стыковочный узел и мишени благодаря телекамерам, установленным снаружи «Науки» [6].

В 16:27 по московскому времени за 14 м до стыковочного узла руководитель полёта Владимир Соловьёв вышел в эфир:

— Олег, давай переходим в ТОРУ.

— Принял. Включаю «ПУ БПС исходное».

Крен МЛМ достиг 7 градусов, и ЦУП решил перейти в ручной режим управления — для этого модуль затормозил бы и отошел от станции, чтобы Новицкий выровнял его и пристыковал, управляя с борта станции ручками управления движением и ориентацией. Но в те же секунды автоматика выровняла модуль, и Соловьёв остановил Олега:

— Подожди, Олег, стал выправляться потихоньку.

В 16:29, к радости специалистов, многофункциональный лабораторный модуль «Наука» пристыковался к надирному стыковочному узлу переходного отсека служебного модуля «Звезда».



Казалось, что долгий путь завершён, но это было не так. ЦУПы и экипаж стали готовиться к открытию люков, ожидая стандартной проверки герметичности стыка между модулями. Но в 19:34 по московскому времени системы МКС зафиксировали отклонение станции от нормального положения. Как потом отметил исполнительный директор по пилотируемым программам Роскосмоса Сергей Крикалёв, система управления «Науки» решила, что она ещё в свободном полёте, и включила двигатели на отвод [7].

МЛМ начал разворачивать станцию двигателями причаливания и стабилизации — скорость вращения была небольшой, но из-за этого потеряли ориентацию антенны связи американского сегмента. А когда система управления российского сегмента, используя двигатели модуля «Звезда» и корабля «Прогресс МС-17», пристыкованного к модулю «Поиск», начала бороться с системой управления «Науки», возникла опасность, что динамические нагрузки повредят большим солнечным панелям американского сегмента. Сменный руководитель полета ЦУПа в Хьюстоне Зебулон Сковилл (Zebulon Scoville, его ник в «Твиттере» — Explorer_Flight) объявил об аварийной ситуации на станции и перевел солнечные панели в безопасный режим [8]. Имея открытые данные с МКС, энтузиасты определили, что модуль «Наука» повернул МКС на 540 градусов [9], позже это подтвердили и в Хьюстоне. Научный модуль успокоился, только когда сжёг почти все свои остатки топлива. И ЦУП в Королёве для безопасности провёл продувку топливных магистралей МЛМ гелием.

Тридцатого июля 2021 года в 20:47 по Моск­ве космонавты Олег Новицкий и Пётр Дубров открыли переходные люки и вошли в модуль «Наука».

Планы на будущее

Теперь, пока на Земле специалисты разбираются с «нештатками» полёта модуля «Наука», на борту продолжается работа. Космонавты разгружают срочные грузы (МЛМ выступил и в роли грузового корабля) и приводят пространство в рабочее состояние.

В «Науке» есть каюта для космонавта, ассенизационно-санитарное устройство (туалет), системы регенерации кислорода из воды и воды из урины — их в скором времени будут вводить в эксплуатацию. Постепенно экипаж подготовит рабочие места для проведения экспериментов. Очень помог бы третий российский космонавт [10], но место в «Союзе» было продано для американского астронавта Марка Ванде Хая (Mark T. Vande Hei).


Пётр Дубров и Олег Новицкий в переходном отсеке «Звезды». Внизу виден активный стыковочный агрегат причалившей «Науки», а слева — поднятый приемный конус (фото Тома Песке)

Второго и восьмого сентября Пётр Дубров и Олег Новицкий выйдут в открытый космос (ВКД-49 и ВКД-50 по сквозной российской нумерации), чтобы проложить и подключить снаружи электрические и информационные кабели между служебным модулем «Звезда» и лабораторным модулем «Наука». Также им необходимо привести в рабочее положение стыковочную мишень на герметичном адаптере внизу МЛМ. В ноябре при стыковке узлового модуля «Причал» [11] (его доставит к станции специальный корабль «Прогресс») она обеспечит возможность ручного телеоператорного режима стыковки (ТОРУ), в случае если система «Курс» откажет (то есть сломается).

Этот узловой модуль будет использоваться для стыковки кораблей, а если в ближайшем будущем Роскосмос решит создавать новую Российскую орбитальную служебную станцию (РОСС) [12] в составе российского сегмента МКС, то модуль НЭМ, который может стать базовым для РОСС, будет пристыкован к «Причалу».

В начале 2022 года запланировано ещё несколько выходов в открытый космос для подготовки к работе европейского манипулятора ERA, установленного снаружи МЛМ, а также для подключения кабелей между «Наукой» и прибывшим «Причалом». В дальнейшем с помощью манипулятора с модуля МИМ1 «Рассвет» будут перемещены и научная шлюзовая камера, и дополнительный радиационный теплообменник, необходимый для работы системы терморегулирования МЛМ.

Шлюзовая камера будет использоваться для установки манипулятором научного оборудования снаружи «Науки». Это позволит сократить время работы космонавтов снаружи станции.

Многофункциональный лабораторный модуль планируется использовать до конца работы МКС, пока станция в 2029–2031 годах (ориентировочно) не сойдет с орбиты и не погрузится в воды Тихого океана, завершив целую эпоху пилотируемой космонавтики.

1. https://meduza.io/feature/2020/08/07/kosmicheskiy-modul-nauka-dengi-ambitsii-i-metallicheskaya-struzhka-v-toplivnyh-bakah (Минюст России включил «Медузу» в реестр иностранных СМИ, «выполняющих функции иностранных агентов»)

2. https://www.energia.ru/ru/news/news-2021/news_05-11.html

3. https://youtu.be/t-V-hgTPZBs

4. https://celestrak.com/

5. https://nplus1.ru/blog/2021/07/23/dps

6. https://youtu.be/mDr6p-DlrTs

7. https://nplus1.ru/blog/2021/07/30/misfire

8. https://meduza.io/paragraph/2021/08/03/ya-vpervye-za-sem-let-raboty-ob-yavil-ob-avariynoy-situatsii

9. https://twitter.com/DJSnM/status/1422226839666262016

10. https://trv-science.ru/2020/10/kino-vmesto-nauki/

11. https://energia.ru/ru/news/news-2021/news_07-31.html

12. https://nplus1.ru/material/2021/04/26/ross


МЛМ (фото NASA)


На первой картинке новой конфигурации МКС показали МЛМ в развёрнутом составе, но позже стали использовать текущую, без установленных дополнительных элементов

P.S. Бонусом моё интервью на «Фонтанке»: «Инцидент не принес критичных последствий». Эксперт — о поведении «Науки» на Международной космической станции.

This entry was originally posted at https://alien3.dreamwidth.org/1771012.html. Please comment there using OpenID.
Tags: nasa, журналистика, космонавтика, космонавты, мкс, млм, пилотируемая космонавтика, роскосмос, сми, троицкий вариант
Subscribe

  • Художественное кино в космосе

    Сегодня рано утром с орбиты вернулся экипаж космического корабля «Союз МС-18»: командир Олег Новицкий и участники космического полёта Юрия…

  • Lucy Time Capsule

    Blessed be the people who see The dream in the bones of Lucy: That the worlds braved by humankind Be worlds that leave us humans kind. Let each dawn…

  • Lucy

    Ракета Atlas V 401 готова к запуску миссии Lucy 16 октября в 12:34 МСК со стартовой площадки CCSFS SLC-41 космодрома на мысе Канаверал во…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 21 comments

  • Художественное кино в космосе

    Сегодня рано утром с орбиты вернулся экипаж космического корабля «Союз МС-18»: командир Олег Новицкий и участники космического полёта Юрия…

  • Lucy Time Capsule

    Blessed be the people who see The dream in the bones of Lucy: That the worlds braved by humankind Be worlds that leave us humans kind. Let each dawn…

  • Lucy

    Ракета Atlas V 401 готова к запуску миссии Lucy 16 октября в 12:34 МСК со стартовой площадки CCSFS SLC-41 космодрома на мысе Канаверал во…