Осторожно — это адаптированный гугло-перевод. Оригинальная статья на портале NSF.
Без привычных в российских публикациях стонов о «древности» модуля Наука и прочего черного пиара
Новейший обитаемый модуль Международной космической станции (МКС) «Наука» прибыл на космодром Байконур в Казахстане для окончательной проверки и подготовки перед запуском. Запуск модуля, который откладывался более чем 13 лет, откроет новый этап расширения станции.
В настоящее время «Наука» планируется запустить на ракете-носителе «Протон-М» в апреле 2021 года. Он будет пристыкован к МКС в том месте, где в настоящее время находится стыковочный модуль «Пирс».
История «Науки»
Модуль, который впоследствии получил название «Наука», был сначала построен как резервный для модуля «Заря», находящегося в настоящее время на орбите. Поэтому оба имеют схожую конструкцию, называемую «Функциональный Грузовой Блок» (ФГБ).
Конструкция ФГБ восходит к советскому космическому кораблю ТКС, который был спроектирован в 1960-х годах для использования в качестве средства доставки экипажа и грузов для советских космических станций «Салют». Он состоял из двух частей — космического корабля ВА и функционального грузового блока, которые могли работать независимо.
Схема в разрезе космического корабля ТКС. Герметичный объем выделен контуром. Цилиндрический ФГБ слева и в центре, в то время как конический ВА и система маневрирования видны справа. Предоставлено: НАСА.
Сам космический корабль ВА был первоначально разрабатывался как лунный аппарат — аналог командного модуля Apollo. Во время запуска и посадки он должен был нести на борту трех членов экипажа и был примечателен тем, что предназначался для повторного использования, хотя это было продемонстрировано только один раз на практике.
Для лунных миссий ВА должен был запускаться на ракете «Протон» с присоединенным дополнительным служебным модулем, чтобы обеспечить более длительную лунную миссию. Однако эта конфигурация была отменена в пользу проекта «Союз 7К-Л1» (известного как «Зонд»), который летал 12 раз в космосе. После того, как он был отклонен для советской лунной программы, ВА был перепрофилирован, чтобы стать частью космического корабля ТКС (Транспортного Корабля Снабжения).
Функциональный грузовой блок в этой конструкции служил модулем обслуживания и хранения. В центре он имел вместительный герметичный объем, предназначенный для хранения грузов и оборудования. Снаружи ФГБ были топливные баки, маневренные двигатели, солнечные батареи и стыковочный порт.
ТКС летал четыре раза и трижды стыковался со станциями проекта «Салют». Но ни в одной из этих миссий не было экипажа.
После отмены программы ТКС советская космическая программа вскоре использовала и другие возможности, которые могла предложить отработанная конструкция ФГБ.
В 1987 году к космической станции «Мир» был запущен модуль «Квант-1». Вместо того, чтобы иметь собственную систему управления, он был доставлен на станцию с помощью функционального служебного модуля, построенного на базе ФГБ.
Несколько других модулей станции «Мир» сами были производными от ФГБ, в том числе модули «Квант-2», «Кристалл», «Спектр» и «Природа». Использование конструкции ФГБ при строительстве модулей «Мира» сэкономило время и деньги.
Позже, в 1987 году, космический аппарат «Полюс» был запущен в первом полете ракеты-носителя «Энергия». «Полюс» был прототипом орбитального лазерного оружия, предназначенным для уничтожения спутников. Он управлялся и приводился в действие модифицированным ФГБ, остатком от программы ТКС. Из-за неисправности в системе управления ФГБ была сделана неправильная ориентация «Полюса» перед запуском двигателей. «Полюс» не вышел на орбиту и сгорел над Тихим океаном.
В 1998 году на ракете-носителе «Протон» был запущен следующий модуль на базе ФГБ — «Заря». «Заря» стала первым модулем Международной космической станции который обеспечивал электропитание, управление и ориентацию для первой станции. Он был построен Россией по контракту с НАСА.
Для случая неудачного запуска из запасных частей начали строить резервную копию модуля «Зари». Строительство модуля, получившего название ФГБ-2, было остановлено примерно на 70% готовности.
После успешного запуска «Зари» ФГБ-2 был поставлен на хранение без определенного будущего. Было предложено несколько планов по интеграции модуля в МКС. Они включали варианты стыковочного порта, лаборатории или даже одноразового транспортного корабля для пополнения запасов.
В конце концов Роскосмос — российское космическое агентство — приняло решение перестроить ФГБ-2 в «Многоцелевой Лабораторный Модуль», или МЛМ. Планировалось, что модуль будет запущен в 2007 году.
Как следует из названия, МЛМ будет многоцелевым (в основном научным) модулем. В нем, среди прочего, будут помещения для экипажа, рабочие места для научных и исследовательских работ, двигательная установка, солнечные батареи, роботизированная рука, названная European Robotic Arm, и экспериментальный воздушный шлюз.
Однако не все элементы будут выведены на орбиту совместно с MLM.
Исследовательский мини-модуль «Рассвет» был запущен на МКС в 2010 году на борту космического корабля «Атлантис». Модуль задумывался как небольшой стыковочно-лабораторный модуль. Кроме того, «Рассвету» было поручено доставить на станцию несколько компонентов для МЛМ.
«Рассвет» запущен на «Атлантиде» с радиатором МЛМ, экспериментальным воздушным шлюзом и запасным соединением для европейской роботизированной руки — все это будет установлено на модуле МЛМ после того, как он прибудет на станцию.
МЛМ также будет иметь двигательные установки, достаточные для сближения и автономной стыковки с МКС после запуска. После присоединения к станции бортовые топливные баки можно повторно использовать для хранения топлива. Солнечные батареи МЛМ также помогут снизить зависимость российского сегмента от основного блока солнечных батарей станции, которые технически являются частью сегмента США.
В новом модуле будут установлены системы очистки воды и воздуха, новый камбуз и туалет. Его двигатели также могут использоваться в качестве резервных для управления станцией в случае выхода из строя двигателей на модуле «Звезда».
Позднее МЛМ получил официальное название «Наука».
После сдачи и оснащения «Наука» станет основным лабораторным модулем на российском сегменте. В настоящее время в России есть два небольших лабораторных модуля — «Рассвет» и «Поиск», — оба ничем не уступают «Науке».
Кроме того, «Наука» получит титул самого тяжелого российского модуля на станции — 24,2 тонны. В настоящее время эта честь удостоена модулю «Звезда» — 20,3 тонны.
Будущий стыковочный порт для «Науки» на МКС — «Звезда надир», или обращенный к Земле стыковочный порт — он в настоящее время занят стыковочным модулем «Пирс».
«Пирс» был запущен в 2001 году и служит стыковочным узлом для космических кораблей «Союз» и «Прогресс». Кроме того, в нем есть место для хранения вещей и два люка для выхода в открытый космос.
Чтобы освободить стыковочный порт для «Науки», будет использован грузовой корабль «Прогресс». Он удалит «Пирс» со станции. Это планируется осуществить кораблем «Прогресс МС-15», который был запущен в июле 2020 года и пристыковался к «Пирсу» через три часа.
Российский экипаж на станции совершит выход в открытый космос для подготовки модуля «Пирс» к удалению. По окончании миссии «Прогресс МС-15» — при условии, что «Наука» будет готова к запуску в апреле 2021 года — вместо отстыковки «Прогресса» от «Пирса» крюки и защелки, соединяющие «Пирс» и «Звезду», будут убраны, а «Прогресс» освободит стыковочный узел от станции.
Несколькими днями позже «Прогресс» сойдет с орбиты с «Пирсом», чтобы совершить вход в атмосферу Земли.
«Пирс» станет первым модулем станции, который будет безвозвратно удален и уничтожен. В настоящее время не существует планов по удалению каких-либо других оригинальных модулей со станции ни на российской, ни на американской (включая Канаду, Японию и ЕКА) стороне станции.
Но «Наука» не будет разовым дополнением, а откроет эпоху масштабного расширения станции.
В третьем-четвертом квартале 2021 года на станцию будет запущен модуль «Причал» — в переводе с русского «пирс» или «док». Он будет доставлен на модифицированном космическом корабле «Прогресс» и пристыкован к порту «Наука», обращенному к Земле.
Отрисовки узла узла «Причал». Верхний порт на правом виде будет соединен с обращенным на Землю портом «Наука». Предоставлено: РКК Энергия.
«Причал» имеет шесть стыковочных портов, один из которых будет использоваться для «Науки». Остальные пять будут доступны для посещения кораблей «Союз» или «Прогресс», а позже для дополнительных новых модулей. Порт прямо напротив «Науки» оборудован для перекачки топлива на станцию с кораблей «Прогресс».
Когда «Причал» отправится на МКС, он доставит с собой одну тонну груза.
Первым постоянным модулем, который будет использовать один из портов «Причала», будет модуль НЕМ-1 «Научно Энергетический Модуль».
НЕМ-1 представляет собой полностью новую конструкцию, состоящую из двух сегментов — одного герметичного и одного негерметичного.
Цилиндрический герметичный сегмент будет иметь внутренний объем, превосходящий объем «Науки». Он будет содержать модульную стеллажную систему для исследований, помещений экипажа и хранения — аналогично модулям Орбитальной секции США. Модульная система упрощает реконфигурацию внутренних элементов.
Визуализация НЕМ-1. Широкая герметичная секция видна слева внизу, а меньшая негерметичная секция (с двумя большими солнечными батареями) в центре. Предоставлено: РКК Энергия.
Герметичный сегмент НЕМ-1 также станет местом для новой системы жизнеобеспечения и дополнительных помещений для экипажа.
В негерметичном сегменте будет установлено оборудование связи, радиаторы и две большие солнечные батареи. Они будут генерировать 18 киловатт, 12 из которых могут быть отправлены на другие модули в российском сегменте. Новые антенны на НЕМ-1 обеспечат непрерывную связь через российские спутники-ретрансляторы.
Строительство НЕМ-1 сталкивается с ограниченным финансированием начиная с 2016 года. Однако российские официальные лица все еще планируют его запуск в 2021 или 2022 году.
В 2019 году были завершены структурные испытания наземного испытательного образца модуля.
НЕМ-1 будет выводиться на ракете-носителе «Протон-М» с нестандартным обтекателем. Стенки герметичного сегмента останутся открытыми, а конический обтекатель будет закрывать стыковочный порт. Отдельный цилиндрический кожух закроет негерметичный сегмент.
Были также предложены дополнительные российские модули — такие как воздушный шлюз и автономный, свободно летающий лабораторный модуль. Эти планы все еще находятся на ранней стадии разработки.
На американской стороне комплекса Axiom планирует добавить модульный комплекс для поддержки коммерческого и промышленного использования станции.
