надирный стыковочный узел что это такое
Надирный стыковочный узел что это такое
Узловой модуль «Причал»
Узловой модуль « Причал » предназначен для наращивания технических и эксплуатационных возможностей российского сегмента Международной космической станции. Модуль стыкуется к надирному узлу многоцелевого лабораторного модуля «Наука».
Дальнейшее развитие российского сегмента МКС обеспечивается за счет стыковки к узловому модулю транспортных систем, в том числе и перспективных.
Он предназначен для решения следующих задач
Основные характеристики узлового модуля
Стартовая масса, кг
Диаметр сферического корпуса, мм
Количество стыковочных агрегатов
Масса доставляемых грузов, не более, кг
Гермообъём, м 3
Максимальное электропотребление бортовых систем модуля при полёте в составе корабля «Прогресс М-УМ», Вт
Среднесуточное электропотребление бортовых систем модуля при полёте в составе российского сегмента МКС, Вт
В состав узлового модуля входят корпус и комплекс бортовых систем, включающий систему управления бортовой аппаратурой, радиотехнические средства, систему обеспечения теплового режима, средства обеспечения газового состава, средства управления движением и навигации, транзитные магистрали дозаправки топливом, систему стыковки активная гибридная, систему стыковки пассивную гибридную, средства перестыковки. На модуле применена пассивная система обеспечения теплового режима на тепловых трубах с использованием автоматических электронагревателей в паре с электронными переключателями.
На внешней поверхности корпуса размещены активный гибридный агрегат стыковки (АСА-Г), агрегат стыковки пассивный комбинированный (АСП-К) и четыре агрегата стыковки пассивных гибридных боковых (два АСП-ГБ1 и два АСП-ГБ2).
В целях обеспечения стыковки к узловому модулю на его внешней поверхности по оси стыковочного агрегата АСП-К размещены антенны пассивной аппаратуры системы сближения «Курс-П», мишени стыковки и мишени контроля, блок телекамеры из состава радиотехнических средств, а также такелажные элементы средств перестыковки.
Для обеспечения функционирования узлового модуля «Причал» в составе транспортного грузового корабля-модуля «Прогресс М-УМ» на его внешней поверхности со стороны активного агрегата стыковки установлены телекамера контроля стыковки и передающая антенна системы «Клест», антенны активной системы сближения «Курс-НА».
В целях обеспечения передачи компонентов топлива на внешней поверхности размещены трубопроводы и блоки клапанов транзитных магистралей дозаправки топливом. Для обеспечения фиксации космонавта (оператора) при выполнении внекорабельной деятельности на внешней поверхности также установлены поручни средств фиксации оператора. Корпус и расположенные на его поверхности кабели, трубопроводы и агрегаты закрыты листами микрометеороидной защиты.
Внутренний объем сферического корпуса разделен панелями интерьера на две зоны — приборную и обитаемую. Панели интерьера со средствами фиксации оператора устанавливаются на рамы силового каркаса приборной зоны. Силовой каркас приборной зоны, а также посадочные места из состава корпуса являются конструктивной базой для установки оборудования внутри корпуса, в том числе доставляемого.
Места внутри корпуса, не закрытые интерьером, закрываются фальшь-панелями, крепление которых позволяет осуществить, при необходимости, их замену на этапе целевого использования. На внутренней поверхности корпуса установлены электронагреватели с электронными переключателями СОТР, обеспечивающие термостатирование корпуса.
До его стыковки с МКС необходимо провести следующие работы:
После стыковки корабля-модуля «Прогресс М-УМ» с российским сегментом Международной космической станции проводятся следующие работы:
Российский сегмент МКС после стыковки корабля-модуля «Прогресс М-УМ», отделения приборно-агрегатного отсека и с пристыкованными кораблями
Транспортный грузовой корабль-модуль «Прогресс М-УМ» предназначен для решения следующих задач:
Основные характеристики
Стартовая масса, кг
Длина, м
Наибольший диаметр, м
Размах солнечных батарей, м
Базовое изделие: транспортный грузовой корабль «Прогресс М».
В состав транспортного грузового корабля-модуля входят:
В состав приборно-агрегатного отсека входят:
Аналогично базовому кораблю в агрегатном отсеке располагаются агрегаты комбинированной двигательной установки — базовый блок с двигателем коррекции тягой 300 кгс и двигатели причаливания и ориентации нижнего пояса тягой 13 кгс. Верхний и нижний приборные отсеки образуют единый герметичный объем, в котором размещаются приборы бортовых систем.
Для обеспечения управления и контроля на внешней поверхности приборно-агрегатного отсека размещены две антенны бортовой радиотехнической системы «Квант-В», а также антенна системы бортовых измерений со стороны днища агрегатного отсека. Радиоконтроль параметров орбиты осуществляется при помощи средств радиоконтроля орбиты. Антенны радиоконтроля орбиты также размещены на внешней поверхности приборно-агрегатного отсека.
Для обеспечения электропитания размещены две панели солнечных батарей, аналогичные установленным на грузовом корабле «Прогресс М». Для обеспечения управления движением также установлены датчики системы управления движением и навигации — датчики инфракрасной вертикали и датчик Солнца.
На переходном отсеке размещены:
Разделяемый стык переходного отсека с узловым модулем «Причал» обеспечивает по команде с наземного контура управления срабатывание пирозамков отделения приборно-агрегатного отсека, расхождение связки с переходным отсеком. После отделения приборно-агрегатного отсека от узлового модуля управление связкой приборно-агрегатного отсека с переходным отсеком обеспечивает система управления движением и навигации отсека.
Транспортный грузовой корабль-модуль «Прогресс М-УМ» выводится на орбиту ракетой-носителем «Союз-2.1б».
Номинальные параметры орбиты выведения:
Высота орбиты выведения
Высота орбиты стыковки и спуска приборно-агрегатного отсека
Наклонение орбиты
Схема полета и стыковки
Баллистическая схема полета до стыковки с МКС аналогична базовому кораблю «Прогресс М» (двухсуточная с возможностью увеличения длительности при возникновении нештатных ситуаций). Стыковка узлового модуля производится к многоцелевому лабораторному модулю «Наука». Она запланирована на 26 ноября 2021 года в 18:26 по московскому времени.
Схема полета приборно-агрегатного отсека после отделения от узлового модуля «Причал» аналогична схеме полета данного отсека кораблей-модулей «Прогресс М-СО1» (с модулем «Пирс») и «Прогресс М-МИМ2» (с модулем «Поиск»). Номинальная продолжительность полёта связки после отделения — до трех витков. Запасами топлива обеспечивается штатное и повторное сближение и стыковка с последующим сходом с околоземной орбиты. Расстыковка в настоящее время запланирована на 22 декабря 2021 года в 01:20:30 по московскому времени
Циклограмма автоматической стыковки полностью аналогична базовому кораблю «Прогресс М». В случае отказов на участке причаливания имеется возможность завершения стыковки в телеоператорном режиме управления.
Прекрасная РОСС будущего
Что мы знаем о станции, куда переедут российские космонавты с МКС
В этом апреле Россия, кажется, определилась с будущим своей пилотируемой космонавтики. Международная космическая станция в ближайшее десятилетие опустится с орбиты Земли на дно Тихого океана. А после этого, судя по всему, наши космонавты будут летать на околоземную станцию РОСС, первые элементы которой в минувшую пятницу показала журналистам РКК «Энергия». Давайте разберемся в анатомии будущей станции: что уже построено, а что еще в проекте.
Краткая история национальных станций
Идея создать свою высокоширотную национальную станцию (ВШНС) обсуждалась еще в 2014 году. Роскосмос тогда предлагал развернуть ее к 2019 году и выйти из программы МКС в 2020-м. В апреле 2015 года на нее откликнулся президент РФ, когда объявил, что к 2023 году планируется создать на орбите собственную станцию.
В концепции 2014 года станцию собирались строить из российских модулей, исходно предназначавшихся для достройки российского сегмента МКС. Базовым модулем должен был стать многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ) «Наука». Прямо сейчас он — на Байконуре, готовится лететь к МКС в июле (о его сложной судьбе читайте в нашем материале «Роковая стружка»). К «Науке» предполагалось пристыковать узловой модуль (УМ) «Причал» — он тоже уже построен и ждет отправки к МКС. Третьим «кирпичиком» станции должен был стать Научно-энергетический модуль (НЭМ), который тоже строился для МКС. А шлюзовую камеру для выходов космонавтов в открытый космос потом думали приспособить для программы российского участия в окололунной станции.
«Фишкой» ВШНС был космический аппарат «ОКА-Т», проект которого разрабатывался с начала 2010-х годов. Этот модуль предназначен для проведения экспериментов в невесомости вне станции — чтобы избежать вибраций от динамических операций и жизнедеятельности экипажа. «ОКА-Т» работала бы отдельно от станции и стыковалась к ней только для заправки топливом и смены расходных материалов и образцов в научной аппаратуре. Также к станции мог быть пристыкован трансформируемый модуль, патент на который был получен в РКК «Энергия» — внутри размещалась центрифуга короткого радиуса, созданная в Институте медико-биологических проблем РАН для профилактики воздействия невесомости на космонавтов. Для доставки экипажей и грузов планировалось использовать корабли «Союз-МС» и «Прогресс-МС».
Концепция российской орбитальной станции 2014 года. В центре шарообразный узловой модуль «Причал», справа к нему пристыкован НЭМ, слева — МЛМ («Наука»), в зенит смотрит шлюзовой модуль, в надир — трансформируемый (надувной) модуль, а над ним — свободнолетающий модуль ОКА-Т
Смена «Пирса»: зачем на МКС понадобился еще один модуль
24 ноября стартует транспортный грузовой корабль, который доставит на МКС новый модуль под названием «Причал». Его главная задача — обеспечить стыковку со станцией разных объектов, включая новые модули и грузовые корабли. Это второй модуль, запущенный Россией в 2021 году после долгого перерыва в 11 лет. Специально для транспортировки «Причала» был модифицирован корабль серии «Прогресс». По сути, его грузовой отсек заменили на новый модуль, скрепив их вместе. В пятницу «Причал» состыкуется с МКС, однако эксперты не исключают, что в будущем он может быть отсоединен и перемещен в состав новой российской орбитальной станции.
Второй пошел
Согласно плану Роскосмоса, 24 ноября в 16.06 с космодрома Байконур должна стартовать ракета-носитель «Союз-2.1б» с новым модулем для российского сегмента МКС «Причал». На нем отсутствуют собственные двигатели, поэтому ему требуется «тягач», способный модуль его выше с орбиты выведения и пристыковать к станции.
В качестве такого средства доставки используется модифицированный транспортный грузовой корабль «Прогресс-М-УМ». Суть изменений в этой версии том, что двигательный отсек обычного «Прогресса» будет подключен к «Причалу» через особый модуль.
«Причал» — это второй модуль (после «Науки») нового этапа развития российского сегмента МКС и второй модуль, запускаемый в 2021 году. Начавшая летом свою службу на орбите «Наука» была первым российским сегментом МКС, запущенным в течение последних 11 лет.
Сборка узлового модуля «Причал»
Эскизные проекты «Причала» были утверждены в 2011 году, в течение 2014-го были проведены заводские контрольные испытания, и семь лет модуль находился на хранении. В 2021 году работы над проектом снова перешли в активную стадию.
«Причал» нужен для продолжения наращивания станции с помощью новых модулей, сообщили «Известиям» в РКК «Энергия» им. С.П. Королева, где модуль был разработан и произведен. Всего на нем шесть портов, пять из которых предназначены для стыковки кораблей «Союз» и «Прогресс», а также новых модулей, а один — для его соединения с модулем «Наука».
— Будет обеспечена возможность перестыковки в автоматическом режиме научно-энергетического модуля (он пока еще не запущен. — «Известия») и других объектов с осевого узла на боковые и, при необходимости, обратно, — пояснили в РКК «Энергия». — Средства перестыковки управляются и контролируются пассивной гибридной системой — так называется рука-манипулятор.
Очеловеченный «Причал»
Соединенный с «Прогрессом» «Причал» похож на человека с огромными головой и глазами, но крохотными руками и ногами. Роль туловища выполняет «Прогресс», а модуль, имеющий форму шара, смотрится как голова. На белом фоне модуля выделяются темно-красные порты для стыковки — глядя на «Причал» издалека, их вполне можно принять за глаза. На российском развлекательном ресурсе даже организовали конкурс, в ходе которого нужно дорисовать модуль в его человекообразном варианте.
«Причал» — относительно небольшой модуль массой чуть больше 4,5 т и объемом гермоотсека 19 кубометров (примерно как кухня в хрущевке). Гермоотсек, в котором размещено оборудование и есть место для работы космонавтов, поделен на обитаемую и приборную зону с помощью панелей интерьера.
Узловой модуль «Причал»
— По сути, «Причал» заменит утопленный летом «Пирс», который выполнял такую же роль узлового модуля, — пояснил член-корреспондент Российской академии космонавтики Андрей Ионин. — Ведь после присоединения к МКС «Науки» у России почти не осталось возможностей для пристыковки и новых модулей и кораблей.
Вместе с новым модулем корабль привезет на МКС 700 кг разных грузов — ресурсную аппаратуру и расходные материалы, средства водоочистки, медицинского контроля и санитарно-гигиенического обеспечения, средства технического обслуживания и ремонта, а также стандартные продукты для экипажа 66-й основной экспедиции. В итоге масса объединенного с модулем транспортного корабля превысит 8 т.
УМ на орбите
«Причал» должен пристыковаться к МКС через двое суток после старта, вечером в пятницу 26 ноября. Прежде корабль сделает 34 витка вокруг Земли. Это классическая схема, которую используют для минимизации рисков при запуске.
— «Прогресс М-УМ» — не обычный грузовой корабль, это, можно сказать, неординарный объект, — отметил в беседе с «Известиями» источник из ракетно-космической отрасли. — Из-за его необычной формы (грузовой корабль и прикрепленный к нему маленький модуль) у него могут быть особенности при движении вокруг Земли. Вместе с модулем корабль весит чуть более 8 т (обычный «Прогресс» — около 7 т). Безусловно, корабль полностью проработан, но в реальных условиях еще не испытан. Если в полете возникнут проблемы, у специалистов будет больше времени на их решение.
Сейчас к модулю «Наука» пристыкован «Прогресс МС-17». 25 ноября в 14:18, если полет «Прогресса М-УМ» пойдет по плану, МС-17 отсоединят и тем самым освободят стыковочный узел. Этот узел довольно хрупкий — его нужно защищать от радиации. Чем меньше он будет находиться в открытом состоянии, тем лучше, пояснил источник.
— Если у «Причала» вдруг возникнут проблемы на старте, узел может повредиться без защиты, которую пока обеспечивает МС-17. Если же «Прогресс М-УМ» благополучно стартует, но возникнут проблемы в ходе полета, стыковку можно будет перенести на сутки или двое, благо запас топлива это позволяет, — добавил собеседник.
Новый модуль и старая станция
Может возникнуть закономерный вопрос, почему Роскосмос продолжает запускать новые модули к МКС, хотя станция, согласно сообщениям СМИ, уже почти выработала свой ресурс. Но, как пояснил источник «Известий», такие действия вполне логичны.
— Например, у модуля «Наука» практически истекал срок действия. Лучше он поработает несколько лет на МКС, чем пропадет вовсе, — сообщил пожелавший остаться неназванным эксперт. — «Причал» тоже ждал своего часа много лет, запустить его быстрее и легче, чем ту же «Науку», поэтому нет смысла ждать, пока заработает новая российская станция. Тем более что есть теоретическая возможность отсоединить модули от МКС и прикрепить их на новое место.
Как сообщили «Известиям» в Роскосмосе, «Причал» должен обеспечить возможность его стыковки (в том числе одновременной) как с кораблями «Союз» и «Прогресс», так и с пилотируемым транспортным кораблём нового поколения «Орел».
Кроме того, как напомнили в Роскосмосе, федеральная космическая программа предусматривает создание Научно-энергетического модуля (конкурс выиграла РКК «Энергия»). Контракт на его изготовление заключен. В дальнейшем он может быть присоединен к «Причалу».
Роскосмос проверил состояние стыковочного узла надирного порта модуля «Звезда», он готов к приему модуля «Наука»
Изображение стыковочного узла надирного порта модуля «Звезда», полученное 26 июля с помощью камер манипулятора Canadarm2 на МКС.
27 июля 2021 года Роскосмос рассказал, что после отстыковки модуля «Пирс» специалисты Центра управления полётами изучили стыковочный узел надирного порта модуля «Звезда», куда планируется пристыковать многоцелевой лабораторный модуль «Наука». В результате анализа ими было констатировано отсутствие механических помех для стыковки.
Роскосмос подтвердил готовность стыковочных агрегатов российского сегмента МКС для запланированной стыковки модуля «Науки», который сейчас находится на орбите сближения со станцией.
Вчера начальник отдела баллистики Ракетно-космической корпорации «Энергия» Рафаил Муртазин уточнил, что проверка порта стыковочного узла надирного порта модуля «Звезда» была необходима для изучения возможных мест загрязнения, которые не дадут полную герметизацию модуля «Звезда» после стыковки. Роскосмос планировал, в случае обнаружения нештатного состояния стыка, вывод космонавтов в открытый космос для дополнительного исследования и очистки этого элемента станции. Теперь эта процедура не понадобится. На нее могло уйти от 2 до 3 суток, а это могло отложить дату причаливания «Науки».
Космический журналист Анатолий Зак пояснил, что он проанализировал мозаику изображений порта и, по его словам, тот выглядит безупречно.
Обработанные и собранные вместе фрагменты изображений стыковочного узла надирного порта модуля «Звезда».
Роскосмос не сообщил текущие параметры орбиты модуля «Наука», как и дополнительную информацию о работоспособности ее элементов. Стыковка модуля с МКС была запланирована на 29 июля 2021 года в 16:26 по московскому времени. Пока что это время после старта модуля Роскосмосом скорректировано не было.
Сегодня специалисты группы управления полётом модуля «Наука» сообщили о штатном выполнении нового корректирующего манёвра для подъема орбиты модуля. Следующий импульс двигателей для дальнейшего выстраивания орбиты «Науки» запланирован Роскосмосом на 28 июля.
Текущие параметры орбиты модуля «Наука».
26 июля Роскосмос провел расстыковку связки из транспортного грузового корабля «Прогресс МС-16» и стыковочного отсека-модуля «Пирс» от МКС. Спустя 4 часа аппараты были затоплены в Тихом океане. Место модуля «Пирс» на МКС займет модуль «Наука»
24 июля Роскосмос выполнил двухимпульсную коррекцию орбиты МЛМ «Наука». Следующий запуск двигателей модуля состоится 27 июля.
23 июля специалисты группы управления полетом «Науки» провели первые два корректирующих маневра двигателями модуля.
22 июля СМИ сообщили о неполадках в работе двигателей коррекции и стабилизации модуля. Роскосмос после этого отчитался, что «Наука» находится в работоспособном состоянии.
21 июля 2021 года Роскосмос запустил к МКС многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ) «Наука».
Прекрасная РОСС будущего
В этом апреле Россия, кажется, определилась с будущим своей пилотируемой космонавтики. Международная космическая станция в ближайшее десятилетие опустится с орбиты Земли на дно Тихого океана. А после этого, судя по всему, наши космонавты будут летать на околоземную станцию РОСС, первые элементы которой в минувшую пятницу показала журналистам РКК «Энергия». Давайте разберемся в анатомии будущей станции: что уже построено, а что еще в проекте.
Краткая история национальных станций
Идея создать свою высокоширотную национальную станцию (ВШНС) обсуждалась еще в 2014 году. Роскосмос тогда предлагал развернуть ее к 2019 году и выйти из программы МКС в 2020-м. В апреле 2015 года на нее откликнулся президент РФ, когда объявил, что к 2023 году планируется создать на орбите собственную станцию.
В концепции 2014 года станцию собирались строить из российских модулей, исходно предназначавшихся для достройки российского сегмента МКС. Базовым модулем должен был стать многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ) «Наука». Прямо сейчас он — на Байконуре, готовится лететь к МКС в июле (о его сложной судьбе читайте в нашем материале «Роковая стружка»). К «Науке» предполагалось пристыковать узловой модуль (УМ) «Причал» — он тоже уже построен и ждет отправки к МКС. Третьим «кирпичиком» станции должен был стать Научно-энергетический модуль (НЭМ), который тоже строился для МКС. А шлюзовую камеру для выходов космонавтов в открытый космос потом думали приспособить для программы российского участия в окололунной станции.
«Фишкой» ВШНС был космический аппарат «ОКА-Т», проект которого разрабатывался с начала 2010-х годов. Этот модуль предназначен для проведения экспериментов в невесомости вне станции — чтобы избежать вибраций от динамических операций и жизнедеятельности экипажа. «ОКА-Т» работала бы отдельно от станции и стыковалась к ней только для заправки топливом и смены расходных материалов и образцов в научной аппаратуре. Также к станции мог быть пристыкован трансформируемый модуль, патент на который был получен в РКК «Энергия» — внутри размещалась центрифуга короткого радиуса, созданная в Институте медико-биологических проблем РАН для профилактики воздействия невесомости на космонавтов. Для доставки экипажей и грузов планировалось использовать корабли «Союз-МС» и «Прогресс-МС».
Концепция российской орбитальной станции 2014 года. В центре шарообразный узловой модуль «Причал», справа к нему пристыкован НЭМ, слева — МЛМ («Наука»), в зенит смотрит шлюзовой модуль, в надир — трансформируемый (надувной) модуль, а над ним — свободнолетающий модуль ОКА-Т.
РКК «Энергия»
Авторы проекта предполагали, что станция будет выведена на орбиту с наклонением 64,8 градуса, то есть выше чем у орбиты МКС (51,6 градуса). И разработчики, и руководство Роскосмоса подчеркивали, что такое наклонение улучшит обзор территории России с борта станции и позволит использовать для снабжения космодром «Плесецк» и «Восточный».
Однако в этом виде проект национальной станции осуществлен уже не будет. В 2016 году, когда была принята Федеральная космическая программа на срок до 2025 года, было решено завершить строительство российского сегмента МКС, пристыковав к нему МЛМ «Наука», УМ «Причал» и НЭМ. Планируемый ранее НЭМ-2 был отменен.
Пришествие РОСС
Осенью 2020 года идея собственной станции вернулась: руководитель полета российского сегмента МКС и заместитель гендиректора РКК «Энергия» Владимир Соловьев на Совете по космосу РАН заявил, что на российском сегменте МКС часть модулей и оборудования серьезно изношены, а после 2025 года начнется лавинообразный выход из строя оборудования на борту.
Тогда же Соловьев продемонстрировал новый проект — Российской орбитальной служебной станции (РОСС). Ее предполагалось вывести на орбиту с наклонением либо 51,6 градусов (в плоскости МКС), либо 71,6 градусов. Во втором случае со станции можно было бы наблюдать за полярными районами Земли, в том числе за Северным морским путем.
Сразу после этого выступления Роскосмос попытался успокоить страсти, заявив, что речи немедленном выходе из проекта МКС не идет, Россия выполнит свои обязательства и останется в проекте как минимум до 2025 года, а выступление Соловьева носило «информационный характер».
Прошло полгода, и о национальной станции заговорили уже высшие чиновники. 18-го апреля профильный вице-премьер Юрий Борисов заявил, что России следует честно предупредить партнеров о выходе из проекта МКС после 2025 года, а Соловьев опять выступил перед РАН — с рассказом о новом варианте национальной станции.
РОСС: начало
Однако эта орбита наименее выгодна с точки зрения выведения полезной нагрузки: носителю здесь никак не помогает вращение Земли. Кроме того, в приполярных областях выше всего уровень космической радиации — лучевая нагрузка для космонавтов здесь будет примерно в три раза выше, чем на орбите МКС.
Чтобы избежать длительного воздействия радиации на экипаж (и для экономии средств) новая станция будет не обитаемой, а посещаемой, то есть часть времени РОСС будет оставаться в беспилотном режиме.
Как стало ясно позже, вопрос о будущем МКС обсуждался 12-го апреля на юбилейном совещании — по случаю Дня космонавтики — с участием президента РФ. Как сообщил 23-го апреля на встрече с журналистами в РКК «Энергия» исполнительный директор Роскосмоса по перспективным проектам Александр Блошенко, на этом совещании были представлены предложения, одобренные правительством: свернуть участие в МКС в 2025 году и сконцентрировать усилия на собственной станции.
«Решение подготовлено, но еще не принято, процесс выхода занимает не один день. Политическое решение еще не подписано, есть предложение, поддержанное правительством. Чтобы оно вступило в силу, нужно, чтобы глава государства издал директивный акт о начале переговоров с партнерами по МКС», — сказал Блошенко.
План на «после МКС»
Все понимают, что станция не будет вечной. Ее планируемое завершение работы сейчас назначено на 2029-30 годы. NASA, как главный интегратор проекта, выбрало две стратегии продолжения полетов людей в космос.
Агентство выбрало компанию Axiom Space (среди руководства которой в основном выходцы из NASA) для строительства в составе МКС коммерческого сегмента из трех модулей. Эти модули должны пристыковаться к станции за период 2024 по 2030 год, а перед затоплением МКС отстыковаться, чтобы остаться на орбите в той же плоскости.
Сейчас ведутся переговоры о включении в состав станции Axiom японского модуля Kibo и европейского грузового модуля «Леонардо». Информации о том, какая ракета будет использоваться для вывода модулей на орбиту пока нет, как нет и описания «космического буксира», который довезет каждый модуль непосредственно к МКС (все крупные модули МКС доставлялись на орбиту в грузовых отсеках шаттлов).
Частные астронавты будут доставляться на Axiom Station на кораблях Crew Dragon по отдельным контрактам с компанией SpaceX.
Второе направление для NASA — это продолжение работы с основными партнерами по МКС для чего и создан проект окололунной станции Gateway, где совместно с США будут работать Европа, Канада и Япония.
Европейское космическое агентство, кроме партнерства с NASA по пилотируемым исследованием Луны, планирует партнерство с Китаем, чтобы иметь возможность отправлять астронавтов на китайскую орбитальную станцию — европейские астронавты уже провели совместные тренировки с китайскими космонавтами.
Россия продолжит работать в составе МКС минимум до конца 2024 года, пока действует межправительственное соглашение всех партнеров. Также заключены три контракта с компанией Space Adventures по полетам космических туристов на российский сегмент МКС — по одному кораблю «Союз МС» с командиром и двумя участниками космического полета в 2021, 2022 и 2023 годах.
Схема пристыковки модулей Axiom к МКС
Axiom Space, Inc.
Когда и как это решение будет принято, неясно. Но облик будущей российской станции уже очерчен. Попробуем определить, какие ключевые ингредиенты для нее у нас уже есть, а какие еще предстоит найти.
НЭМ: есть только корпус
Научно-энергетический модуль строился не так долго, как многострадальная «Наука», но его история тоже началась не вчера. Еще на заре истории МКС российские специалисты рассчитывали отправить к станции научно-энергетическую платформу — доставить ее должен был шаттл. Но после катастрофы «Колумбии» от этих планов отказались, и в проектах появились два одинаковых модуля НЭМ — уже с собственными двигателями и с запуском на «Протонах».
В 2009 году руководители Роскосмоса говорили что НЭМ полетит к МКС в 2014 году, а в 2015 году к нему присоединится НЭМ-2. Однако только в 2012 году «Энергия» выиграла контракт на создание модуля: запуск был сдвинут на 2015 год, затем вообще на 2019-й. В дальнейшем, в том числе из-за сдвига запуска «Науки», отправка НЭМа съехала еще раз — на 2024-й.
Теперь НЭМу предстоит стать базовым модулем новой российской станции. К этой судьбе его никто не готовил. НЭМ планировался как периферийный модуль, который должен был в первую очередь обеспечить независимость российского сегмента по электропитанию. Его солнечные батареи должны были добавить около 18 киловатт, избавив российский сегмент от необходимости импортировать часть электричества с американского. Вторая его функция — склад, а третья — лаборатория: в модуле должны были стоять стандартные стойки для научного оборудования, подобные тем, что устанавливали в МЛМ.
Это интерьер эргономического макета модуля НЭМ. Тут пока нет ни систем управления, ни элементов систем СЖО
Марк Серов
НЭМ — один из самых крупных модулей в истории российской космонавтики. Объем его герметичного отсека — 92 кубометра. Для сравнения, гермообъем ФГБ «Заря» — 71,5 кубометра, а служебного модуля «Звезда» — 89,3 кубометра. Однако у него есть существенный недостаток: он «тупиковый», то есть стыковочный узел у него лишь один, а корма занята негерметичной частью модуля, на которой смонтированы солнечные батареи, система охлаждения, а также маршевые двигатели и топливные баки с сильфонами — сделанные по тем же принципам, что и баки МЛМ (о них мы подробно рассказывали в материале «Роковая стружка»).
Но даже единственный стыковочный узел необходимо будет заменить: раньше предполагалось, что НЭМ будет стыковаться с МКС, и там стоял «активный» узел со штырем. В роли базового модуля РОССа ему предстоит принимать корабли с космонавтами, а также узловой модуль, которые сами оснащены активными узлами, а значит узел на модуле надо будет заменить на пассивный.
Сейчас в РКК «Энергия» стоит только корпус летного экземпляра НЭМа, изготовленный на РКЦ «Прогресс»:
Корпус летного экземпляра НЭМа
Илья Ферапонтов
Самые существенные переделки проекта касаются внутренней начинки модуля. Его предстоит превратить из склада-лаборатории в центр управления будущей станции и сделать пригодным для жизни космонавтов, которым нужны места для сна, тренажеры для поддержания физической формы, вода, воздух и пища. Наконец им не обойтись без АСУ — ассенизационно-санитарного устройства, попросту туалета.
Вот список систем, необходимых для базового модуля, роль которого на МКС играет «Звезда»:
На презентации 23-го апреля в РКК «Энергия» не показали, сколько иллюминаторов будет на новом базовом модуле, переделанном из НЭМа. Например, у служебного модуля МКС «Звезда» в полу — пять иллюминаторов диаметром 228 миллиметра и один кварцевый диаметром 426 миллиметра, что позволяет экипажу вручную фотографировать Землю или устанавливать на иллюминаторы автоматическую научную фотоаппаратуру. Судя по схемам, у НЭМа будет один иллюминатор в полу, и, может быть, по одному в каютах.
Внутреннее устройство модуля НЭМ в роли базового модуля новой станции. АСУ — ассенизационно-санитарное устройство, в полу виден проем для иллюминатора
РКК «Энергия»
Дооснащение модуля всеми этими системами увеличит его массу, которая и так близка к предельной. На НЭМ, например, было решено не ставить гиродины — гигантские гироскопы, которые позволяют управлять ориентацией станции, не используя двигатели. Дополнительная масса гиродинов, несколько сот килограммов, делают невозможным запуск на выбранную для станции полярную орбиту.
Стартовая площадка и ракета: строится и проектируется
Запуск НЭМа в прежней реальности, где ему предстояло отправиться к МКС, должен был выглядеть так же, как скорый старт «Науки»: на «Протоне» с Байконура на орбиту с наклонением 51,6 градуса и высотой около 400 километров.
Ракета-носитель «Протон-М» для запуска НЭМа уже изготовлена, ей присвоен номер 93703, и она уже несколько лет лежит в ожидании пуска в одном из цехов Центра имени Хруничева. Теперь ей придется выводить на орбиту какой-то другой аппарат. НЭМу в роли базового модуля новой российской станции предстоит лететь на ракете, которой еще нет — «Ангаре-А5М» — и стартовать с площадки, которая еще не построена, с космодрома «Восточный».
Так сейчас выглядит стартовый комплекс для ракет «Ангара» на космодроме «Восточный»
Роскосмос
Теоретически НЭМ можно запустить на полярную орбиту и с Байконура на оригинальном «Протоне-М», но к этому есть несколько препятствий. Во-первых, большая часть пусков с этого космодрома — это пуски на геостационарную орбиту или на орбиту МКС, поэтому все штатные районы падения первых ступеней находятся к востоку от Байконура. Когда Роскосмосу потребовались пуски спутников системы OneWeb на полярную орбиту, ему пришлось отдельно договариваться с казахскими властями о новых районах падения к северо-западу от стартовой площадки.
Кроме того, Россия еще в 2014 году договорилась с Казахстаном, что после 2025 года пуски «Протонов» прекращаются. Одна из двух стартовых площадок для этого носителя должна закрыться в конце 2022 года. Наконец, у самих «Протонов» гарантийных срок хранения — около шести лет. Учитывая, что сроки постройки модифицированного НЭМа могут сдвинуться, есть риск, что после 2025 года уже и ракета «испортится», да и стартовать с Байконура ей уже не откуда.
У космодрома «Восточный», с другой стороны, есть поля падения для запусков на орбиты с наклонением около 98 градусов — орбиту РОССа.
Поля падения первых ступеней и обтекателей после пусков с космодрома «Восточный»
Роскосмос
Универсальную пусковую площадку для всех модификаций тяжелой «Ангары» начали строить в сентябре 2018 года, тогда рассчитывали, что первый старт с него состоится в 2021 году, сейчас первый пуск планируется на август 2023 года. Правда на достройку всей пусковой инфраструктуры потребуется еще два года.
При этом НЭМу нужно будет дождаться специальной модификации «Ангары» — «Ангары-А5М», которая будет оснащена форсированными двигателями — РД-191М. Они должны обеспечить прибавку в грузоподъемности примерно на 10 процентов по сравнению с базовыми РД-191, которые сейчас используются на «Ангаре». Это добавка, как пояснил Соловьев журналистам, необходима как «запас прочности» для ракеты, которая будет использоваться в пилотируемой программе.
Огневые испытания новых двигателей планируются на 2022 год, а поставки для «Ангары» — не раньше, чем в 2023 году.
Модули МКС под обтекателем «Протона»
Бидеев А.Г. и др., Космическая техника и технологии, 2015
Узловой модуль: построен, но полетит на МКС
У НЭМа всего один стыковочный узел, в отличие от ФГБ или базового блока «Мира». Поэтому к нему нельзя будет пристыковать сразу и грузовой «Прогресс» и «Союз» с космонавтами, которые смогут разгрузить этот «Прогресс». Нельзя будет и растить станцию дальше, пристыковывая новые модули.
Поэтому к НЭМу необходимо добавить недостающие стыковочные узлы. Такое дополнение уже готово и стоит в цехе «Энергии»: это узловой модуль (УМ) «Причал», шар с шестью стыковочными узлами, который мы видели на картинке выше, в центре одной из первых версий российской станции.
Узловой модуль «Причал» в цехе РКК «Энергия»
Илья Ферапонтов
Но уже готовый УМ не станет частью РОССа. Осенью 2021 года он должен полететь к МКС, где он пристыкуется к «Науке». У того надирный стыковочный узел — гибридный ССВП-М (система стыковки внутреннего перехода), его диаметр больше стандартного ССВП, используемого на российском сегменте МКС для транспортных кораблей. Поэтому, чтобы не лишиться четвертого причала на российском сегменте, и нужен УМ, нижний стыковочный узел которого комбинированный — ССВП/ССВП-М. Он подходит и для модулей, и для «Прогрессов» с «Союзами».
Для РОССа потребуется построить новый «Причал», к его стыковочным узлам смогут стыковаться и грузовые и пилотируемые корабли, а главное — новые модули.
Использование отдельного центрального узлового модуля сделает РОСС первой настоящей «модульной станцией», где любой модуль можно заменить при необходимости, включая первый «базовый», что было невозможно на «Мире» и МКС.
Концепция РОСС первого этапа развертывания по версии 2021 года. В центре узловой модуль, к нему пристыкованы два модуля на базе НЭМ и шлюзовой модуль, который разрабатывался в РКК «Энергия» для Lunar Gateway
РКК «Энергия»
Корабли и экипажи
Первая экспедиция к РОССу, по словам Соловьева, должна будет отправиться почти сразу после запуска НЭМа, еще до прибытия узлового модуля — в 2026 году, если НЭМ стартует, как планировалось, в 2025-м.
Первые космонавты, говорит Соловьев, полетят с Байконура на обычном «Союзе»: «Сначала НЭМ, потом нужно прилететь «Союзом», потом — узловой модуль. Причем «Союзы» смогут стартовать даже с Байконура. Возможно с помощью носителя «Союз-2.1б» с несколько уменьшенным экипажем, до двух человек, можно лететь на эту (полярную) орбиту. На первых этапах с Байконура, потом — с Восточного», — сказал он журналистам.
В дальнейшем для экспедиций посещения планируется использовать корабли «Орел».
Соловьев подчеркнул, что экипажи на РОССе будут работать вахтовым методом: держать станцию постоянно обитаемой дорого, кроме того, радиация на полярной орбите слишком высока. Космонавты будут отправляться туда по мере того, как для них накопиться достаточное количество задач.
Шлюз (бывший лунный)
Шлюзовой модуль, необходимый для того, чтобы космонавты могли выходить в открытый космос, — это последний элемент «РОССа первого этапа». Физически этого модуля еще нет, но его проект прорабатывался в РКК «Энергия» — предполагалось, что она станет вкладом России в окололунную станции Gateway.
Фишка модуля в том, что это, по сути, два шлюза: в нем два отсека, где можно провести шлюзование. «Если обнаружится герметичность главного люка, у нас всегда остается возможность для члена экипажа уйти в следующий отсек и провести шлюзование там. Это дополнительный, резервный шлюзовой отсек», — сказал в беседе с N + 1 конструктор НЭМа Алексей Бидеев.
Что дальше?
Первый этап строительства станции предполагается закончить к 2030 году, а на втором этапе дооснастить двумя новыми модулями, созданными на базе того же НЭМа, но со вторым стыковочным узлом вместо негерметичного отсека. Планируется пристыковать к станции производственный модуль и платформу обслуживания космических аппаратов (стапель).
Корпуса всех модулей на базе НЭМа будут делать в РКЦ «Прогресс» в Самаре, где есть оборудование для обработки корпусов больших диаметров. В отличие от корпусов новых ракет «Союз-5», в которых ребра жесткости «вафли» располагаются внутри, у корпуса НЭМа они располагаются снаружи. После того как корпуса модулей будут сделаны, их по железной дороге доставят в РКК «Энергия» для оснащения бортовым оборудованием и первым испытаниям.
Свободнолетающий модуль ОКА-Т из проекта исчез, однако сама идея таких кочующих модулей, где в почти идеальных условиях идут производственные процессы или эксперименты, никуда не исчезла. По словам Соловьева, проект «морально устарел», но от идеи «парка свободнолетающих модулей» конструкторы не отказались.
Новая российская станция, уверяет заместитель гендиректора РКК «Энергия», будет не только научной, но индустриальной площадкой. «На нем будут производственные отсеки, будет выносной стапель, на котором мы можем парковать разные автоматические космические аппараты, ремонтировать, дозаправлять их, юстировать полезную нагрузку и потом опять отправлять в космическое пространство. Мы планируем создать некий парк буксиров, которые будут выводить эти автоматические аппараты на нужные нам орбиты и в нужное нам время» — сказал он.
Также новая станция будет играть роль пересадочного узла для российской лунной пилотируемой экспедиции. Новый сценарий предполагает использование четырех пусков ракеты «Ангара-А5В» с водородным разгонным блоком, чтобы обойтись без сверхтяжелого носителя.