Космонавтика: вчера, сегодня, завтра

 Рассмотрение  дальнейших направлений возможного  сотрудничества привело к перспективам объединения национальных программ по созданию н6овых орбитальных станций ("Мир – 2" в России и "Фридом" в США). В соответствии с решениями российско-американской комиссии по энергетике и космосу от 2 сентября 1993 года специалисты обеих стран подготовили детальный план работ по Международной космической станции (МКС), определив ее общую конфигурацию, объемы и формы работ. Этот план был подписан: 1 ноября 1993 года в Москве руководителями РКА и НАСА.

 План, по существу, является долгосрочной совместной российско-американской программой пилотируемых космических полетов и состоит из трех этапов (трех фаз). Первый этап предусматривал совместные полеты российских космонавтов и американских астронавтов на кораблях "Спейс - Шаттл" и станции "Мир". Второй этап - это начало создания принципиально новой космической станции на основе российского и американского оборудования. В ходе третьего этапа строительство МКС должно быть полностью завершено.

 Ранее разработанная  программа "Мир - Шаттл" стала составной частью первого этапа (фаза 1А). В соответствии с этой программой выполнены два полета российских космонавтов на американском корабле "Дискавери" (во втором полете осуществлялось сближение со станцией "Мир" до 11 метров), .длительный полет американского астронавта на российской станции "Мир" в составе экипажа основной экспедиции, стыковка американского корабля "Атлантис" со станцией "Мир" и смена экипажа основной экспедиции на российской орбитальной станции.

 Продолжением  программы "Мир - Шаттл" стала программа "Мир - НАСА" (фаза 1 Б ). Ее основными задачами были:

 проведение  научных исследований и экспериментов,  испытание нового оборудования  и технологий , отработка элементов  перспективных систем для МКС;

 отработка  взаимодействия российских и американских средств и служб управления, а также взаимодействия международных экипажей.

 По этой  программе совершено шесть полетов  корабля "Атлантис" и по одному  полету кораблей "Индевор" и  "Дискавери " к станции "Мир". В первом из них на станцию  был доставлен созданный в России стыковочный отсек, обеспечивающий стыковку американских кораблей с российской станцией без изменения ее конфигурации. С 24 марта 1996 года по 8 июня 1998 года на станции "Мир", сменяя друг друга, постоянно находились американские, астронавты. Их доставка на станцию и возвращение на Землю обеспечивались кораблями "Спейс - Шаттл".

 Всего в  ходе фазы 1 (по программам "Мир  - Шаттл" и "Мир - НАСА") на американских кораблях совершили  полеты 9 российских космонавтов:  Сергей Крикалев, Владимир Титов (дважды), Анатолий Соловьев, Николай Бударин; Владимир Дежуров, Геннадий Стрекалов, Елена Кондакова, Салижан Шарипов и Валерий Рюмин. На станции "Мир" побывало 44 американские астронавта, в том числе трижды - Чарлз Прекорт, дважды - Терренс Уилкатт и Уэнди Лоренс. Длительные (многомесячные) полеты в составе экипажей основных экспедиций совершили 7 американских астронавтов: Норман Тагард, Шеннон Люсид, Джон Блаха, Джерри Линенджер, Майкл Фоэл, Дэвид Вулф и Эндрю Томас. Их суммарное время пребывания на российской станции (от стыковки до расстыковки) - 942 суток 06 часов 15 минут.

 Таким образом,  станция "Мир" стала основным  испытательным полигоном для  проверки технических решений  и технологий при создании  элементов МКС, отработки организации  и взаимодействия средств и служб управления разных стран, апробирования методик медико-биологического обеспечения длительных полетов международных экипажей. 

 Функционально–грузовой  блок "Заря"

 Функционально-грузовой  блок (ФГБ) "Заря" является первым  элементом Международной космической станции. Он разработан и изготовлен ГКНПЦ имени М. В. Хруничева (г. Москва, Россия) в соответствии с контрактом, заключенным с генеральным субподрядчиком по проекту МКС – компании "Боинг" (г. Хьюстон, штат Техас, США) с этого модуля начинается сборка МКС на около земной орбите. На начальной стадии сборки ФГБ обеспечивает управление полетом связки модулей, электропитания, связь, прием, хранение и перекачку топлива. 

 Основные  технические характеристики

 Масса на  орбите 20040 кг.

 Длина по  корпусу 12990 мм.

 Максимальный  диаметр 4100 мм.

 Объем герметичных  отсеков 71, 5 м3.

 Размах солнечных  батарей 24400 мм.

 Площадь фотоэлектрических  элементов 28 м2.

 Гарантированные  среднесуточная мощность электроснабжения  напряжением 28 В3 кВт.

 Мощность  электроснабжения американского  сегмента до 2 кВт.

 Масса заправляемого  топлива 3800 кг.

 Ракета-носитель "Протон":

 Параметры  орбиты выведения: 

 Высота в  перегеи180 км;

 Высота в  апогеи 340 км;

 Период обращения  89,6 мин;

 Наклонение 51,6 град;

 Высота орбиты  сборки 385км;

 Высота рабочей  орбиты 350-500 км;

 Длительность  функционирования 15 лет. 

 Компоновка

 Компоновка  ФГБ включает в себя приборно-грузовой  отсек (ПГО) и герметичный адаптер  (ГА), предназначенный для размещения  бортовых систем, обеспечивающих механическую стыковку с другими модулями МКС и прибывающими на МКС кораблями. ГА отделен от ПГО герметичной сферической переборкой, в которой имеется люк диаметром 800 мм. На внешней поверхности ГА имеется специальный узел для механического захвата ФГБ манипулятором корабля "Шаттл". Герметичный объем ПГО составляет 64,5 м3., ГА - 7.0 м3.. Внутреннее пространство ПГО и ГА разделено на две зоны: приборную и жилую. В приборной зоне размещены блоки бортовых систем. Жилая зона предназначена для работы экипажа. В ней находятся элементы систем контроля и управления бортовым комплексом, а также аварийного оповещения и предупреждения Приборная зона отделена от жилой зоны панелями интерьера. ПГО функционально разделен на три отсека: ПГО-2 - это коническая секция ФГБ, ПГО-3 - примыкающая к ГА цилиндрическая секция, ПГО- 1 - цилиндрическая секция между ПГО-2 и ПГО-3.

 Стыковочные  агрегаты 

 ФГБ оснащен  тремя стыковочными агрегатами. Активный гибридный стыковочный  агрегат установлен на переднем  торцевом шпангоуте ПГО и используется для стыковки со служебным модулем. На заднем торцевом шпангоуте ГА имеется пассивный андрогинный периферийный агрегат стыковки (АПАС), предназначенный для стыковки с герметичным американским адаптером РМА - 1, через который ФГБ будет соединен с модулем Node - 1 "Единство" (Unity).

 На ГА находится  также пассивный стыковочный  агрегат типа "конус". Он установлен  перпендикулярно продольной оси  ФГБ и предназначен для стыковки  с пилотируемыми и грузовыми  кораблями и со стыковочно-складским модулем MCC-1/DSM-1. 

 Система энергоснабжения

 Система энергоснабжения  (СЭС) ФГБ предназначена для  обеспечения 'электропитанием постоянного  тока всех потребителей данного  модуля и модулей американскою  сегмента на начальном этапе  сборки МКС, а на более поздних этапах - для приема части электрической энергии от американского сегмента и служебного модуля и передачи ее на российский сегмент.

 Первичным  источником энергии на ФГБ  являются солнечные батареи (СБ). В состав СБ входят две панели. Площадь фотоэлектрических преобразователей на каждой из них составляет 28 кв. м (7 м в длину и 4 м в ширину). Фотоэлектрические ячейки защищены с обеих сторон прозрачным покрытием из стекла и лицевой поверхностью обращены в одну сторону. 90% солнечной энергии улавливается поверхностью батарей, обращенной к Солнцу, и 10% энергии улавливается обратной стороной, что дает возможность использовать солнечный свет, отраженный от Земли.

 Механизм  раскрытия СБ позволяет производить  их складывание и повторное  раскрытие. В случае отказа электропривода панели СБ могут быть раскрыты или сложены вручную экипажем во время выхода в открытый космос.

 Системы служебного  борта и станционного борта

 Функционально  бортовые системы ФГБ разделяются  на системы служебного борта  и системы станционного борта.

 Системы служебного  борта обеспечивают работу ФГБ  во время выведения его на  орбиту, автономного полета и  частично, когда он находится  в связке с другими модулями  МКС. В состав систем служебного  борта входят:

 •система  управления (СУ);

 •двигательная установка (ДУ);

 •система  подачи: и перекачки топлива (СпиПТ);

 •система  управления бортовым комплексом (СУБК);

 •система  внутреннего освещения (СВО);

 •командно-измерительная  система (КИС) "Компарус ";

 • радиотелеметрическая  система БР-9ЦУ- 8;

 •радиотелеметрическая  система "Сириус-4";

 •система  электроснабжения (СЭС);

 •система  ориентации солнечных батарей  (СОСБ);

 •система  обеспечения теплового режима (СОТР);

 •система  пожарообнаружения и пожаротушения  (СПоПТ);

 Системы станционного  борта предназначены для обеспечения работы ФГБ в составе МКС. В состав станционного борта входят:

 •система  стыковки (СС);

 •система  интеграции и сопряжения (СИС);

 •система  обеспечения газового состава  (СОГС);

 •система  телевидения (СТ);

 •система  телефонной связи (СТС),

 •аппаратура  сбора сообщений (АСС);

 •бортовая  вычислительная система (ВВС);

 •оборудование  теле операторного режима управления (ТОРУ) сближением и причаливанием;

 •пассивная  радиотехническая система сближения  и стыковки "Курс-П".

 Схема полета

 ФГБ "Заря" выводится на эллиптическую орбиту ракетой носителем "Протон". Минимальная высота этой орбиты составляет около 180 км, максимальная около 340 км. После отделения от последней ступени ракеты-носителя на ФГБ раскрываются антенны систем "Курс" и "Компарус" и панели СБ, переводятся в рабочий режим соответствующие бортовые системы.

 Управление  полетом ФГБ осуществляется из  российского Центра управления  полетами - ЦУП-М (г. Королев Московской  обл.). Причем передача команд  возможна как через наземные  станции слежения, расположенные на территории России, так и через американский Центр управления полетом - ЦУП-Х (г. Хьюстон, штат Техас), а также через спутники-ретрансляторы.

 Во вторые  сутки полета ФГБ проводится  тестовое включение одного из  двух двигателей большой тяги - ДКС. После теста с помощью этого двигателя дается импульс на повышение перигея орбиты до 250 км. На четвертые и пятые сутки включением все того же двигателя формируется круговая орбита высотой около 385 км -так называемая орбита сборки, на которой ФГБ будет ожидать прилета корабля "Спейс - Шаттл" STS-88 с модулем Node-1 "Единство" (Unity).

 КОСМОДРОМ

 Земные пути  ракет заканчиваются на космодромах.  Здесь ракеты и космические  аппараты собирают воедино из  отдельных частей, проверяют, готовят  к пуску и, наконец, отправляют в космос. Обычно космодромы занимают довольно большую территорию. Место для строительства космодрома выбирается с учетом многих, часто противоречивых, условий. Космодром должен быть достаточно удален от крупных населенных пунктов, ведь отработанные ракетные ступени вскоре после старта падают на землю.

 Трассы ракет  не должны препятствовать воздушным  сообщениям, и в то же время  нужно

 проложить  их так, чтобы они проходили  над всеми наземными пунктами  радиосвязи. Учитывается при выборе места и климат. Сильные ветры, высокая влажность, резкие перепады температур могут значительно усложнить работу космодрома.

 Каждая страна  решает эти вопросы в соответствии  со своими природными и другими  условиями. Поэтому, скажем, советский  космодром Байконур расположен в полупустыне Казахстана, первый французский космодром был построен в Сахаре, американский — на полуострове Флорида, а итальянцы создали у берегов Кении плавучий космодром.