МЛМ "Наука" и будущее МКС
НАЗЕМНЫЕ ЗЛОКЛЮЧЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОГО МОДУЛЯ «НАУКА», ДЛИВШИЕСЯ ЧЕТВЕРТЬ ВЕКА, БЛИЗЯТСЯ К ЗАВЕРШЕНИЮ. В НОЧЬ НА 11 АВГУСТА ЭШЕЛОН С ОБОРУДОВАНИЕМ ПОКИНУЛ ЦЕНТР ХРУНИЧЕВА И СПУСТЯ НЕДЕЛЮ ПРИБЫЛ НА БАЙКОНУР. ЕЩЕ 9 МЕСЯЦЕВ ЗАЙМЕТ ПРЕДСТАРТОВАЯ ПОДГОТОВКА, ПОСЛЕ ЧЕГО МОДУЛЬ БУДЕТ ВЫВЕДЕН НА ОРБИТУ И ВКЛЮЧЕН В СОСТАВ РОССИЙСКОГО СЕГМЕНТА МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ. ИСТОРИЮ «ДОЛГОСТРОЯ» ВСПОМИНАЕТ ИГОРЬ МАРИНИН.
В непростой судьбе модуля «Наука» можно проследить отголоски сразу нескольких эпох российской космонавтики. Середина 1990-х годов. Расцвет дружбы и взаимной симпатии между новым российским государством и бывшим стратегическим противником - США. Активизация контактов с коллегами из NASA. В 1993 г. председатель правительства РФ Виктор Черномырдин и вице-президент США Альберт Гор подписывают соглашение об участии России в крупном международном проекте - создании станции «Альфа» (сейчас - МКС), а также о полетах астронавтов на орбитальном комплексе «Мир».
ДУБЛЕР «ЗАРИ»
К тому времени советский/российский орбитальный комплекс отработал срок, равный трем плановым ресурсам. Ремонт систем стал занимать больше времени, чем научные эксперименты. На поддержание работоспособности «Мира» требовалось все больше затрат, а на создание своей новой станции средств не было вообще. Контракт с американской компанией Lockheed Martin (подрядчик NASA) на создание первого модуля международной станции - функционально-грузового блока (ФГБ) «Заря» - стал для российской космической промышленности настоящей «cпасительной соломинкой». И дело было не только в получении крупного заказа. Долгосрочная кооперация с США и их партнерами по созданию, управлению и эксплуатации МКС являлась залогом того, что российское правительство не прекратит финансирование пилотируемой программы, как это случилось с другими проектами - по исследованию дальнего космоса, созданию научных спутников и т.д. Вот отрывок из письма гендиректора Российского космического агентства (РКА) Юрия Коптева, председателя Госкомиссии пилотируемых космических полетов Владимира Иванова и главного конструктора НПО «Энергия» Юрия Семёнова премьер-министру России Виктору Черномырдину (28 февраля 1995 г.): «…отсутствие до настоящего времени бюджета на 1995 год и недостаточный уровень помесячного выделяемого финансирования не обеспечивают выполнение программы пилотируемых полетов в 1995 году, а также ставят под угрозу срыва наши обязательства по проекту создания Международной космической станции…» Тогда во властных коридорах поняли, что дело может обернуться серьезным международным скандалом, и финансирование частично возобновили. И если работы по российскому сегменту МКС шли с отставанием, то контракт по изготовлению «Зари» выполнялся добросовестно. И это объяснимо - ведь на кону была честь страны, ее способность реализовывать крупные проекты. Для страховки на случай нештатной ситуации при выведении ФГБ на орбиту гендиректор Центра имени М.В.Хруничева Анатолий Киселёв при поддержке Юрия Коптева решил на средства предприятия создать «дублера» «Зари», который назвали ФГБ-2. В 1995 г. началось его строительство, и в 1997 г. он был уже в высокой степени готовности. Запуск модуля «Заря» 20 ноября 1998 г. прошел успешно. Все его системы работали штатно, и ФГБ-2, к счастью, не понадобился. Работы по дублеру приостановили, а все силы и средства перебросили на завершение изготовления уже полностью своего, российского, служебного модуля «Звезда». Но в какой-то момент руководство отрасли задумалось, что же делать с почти готовой копией «Зари».
МОДУЛЬ-СКЛАД
Возникла идея: доработать ФГБ-2 с минимальными затратами и практически в той же конфигурации, что и «Заря» отправить к МКС. Тогда на орбите было бы три российских модуля: «Заря» (1998), «Звезда» (2000) и ФГБ-2, а у США - только небольшой узловой модуль Unity, соединяющий российский и американский сегменты, и лабораторный Destiny. «Начали проект, но «Энергия» предложила другую концепцию: на базе дублера «Зари» сделать модуль для хранения научной аппаратуры, проще говоря, склад, - вспоминает главный конструктор КБ «Салют» Центра Хруничева Сергей Кузнецов. - В то время у нас и партнеров по МКС был дефицит свободных площадей. И в «Энергии» разработали бизнес-модель, которая позволяла зарабатывать, сдавая партнерам в аренду места в новом модуле под хранение грузов». И работа закипела. Внутренний объем модуля стал расширяться за счет демонтажа аппаратуры. Сконструировали специальные места с креплениями и стеллажи, а также складские зоны. Проект предусматривал уменьшение числа топливных баков, так как для орбитальной «кладовки» они были не нужны. Оказались лишними и многие трубопроводы. Как выяснилось спустя много лет, при распиливании труб из нержавейки и демонтаже ненужных баков в топливную систему попала стружка, которую вначале просто не заметили.
ЛЕТАЮЩАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
Тем временем к 2004 г. идея с модулем-складом потеряла свою актуальность: острая потребность в хранении грузов на МКС уже отпала. Американцы запустили шлюзовую камеру Quest, а Россия - стыковочный отсек «Пирс». И тут судьба модуля вновь делает резкий поворот: несостоявшийся орбитальный склад решено перепрофилировать в лабораторию для научных экспериментов. Появилось название, которое вскоре прочно закрепится в космическом лексиконе: многофункциональный лабораторный модуль «Наука». Само собой разумеется, проект был трудоемким и требовал множества существенных переделок и дополнений. Задержка с согласованием документации, пробуксовка с финансированием и другие факторы привели к затягиванию сроков сдачи «Науки». Только в конце 2012 г. создание конструкции модуля было в основном завершено - и его отправили в РКК «Энергия» на дооснащение.
ТЕ САМЫЕ ПОСТОРОННИЕ ЧАСТИЦЫ
Поначалу все было нормально: работы шли по плану. Между тем в первой половине 2013 г. во время испытаний в топливных трубопроводах и баках была обнаружена та самая стружка. Мнение специалистов было однозначным: наличие даже одной посторонней частицы может вызвать аварию двигателя. В конце 2013 г. «Науку» вернули в Центр Хруничева для работ по очистке. Однако устранить дефекты не удалось. «Дело в том, что в трубопроводах существовало много застойных и тупиковых мест, откуда засорение невозможно извлечь промывкой. Решение приняли непростое, но единственно верное: заново изготовить и полностью заменить всю трубопроводную систему, объединяющую топливные баки с двигателями», - рассказывает Сергей Кузнецов. В какой-то момент возник план поменять заодно и баки. И тут выяснилось, что их производителя уже не существует. Потом пришла идея использовать топливные емкости, изготавливаемые для разгонных блоков «Фрегат». Но и от этого намерения отказались. В итоге пришли к принципиальному решению, что баки останутся прежними. «Баки были вскрыты, промыты и вновь собраны. Повторные проверки подтвердили, что засорений нет ни в топливной системе, ни в двигателях», - объясняет Сергей Кузнецов. Наверное, никто не удивился бы, если бы судьба модуля, учитывая его извилистый путь, сделала очередной крутой вираж. Но новое руководство космической отрасли имело четкие планы на «Науку», рассматривая модуль в качестве этапа проекта по расширению российского сегмента МКС.
ДЛЯ РАБОТЫ И ДЛЯ ЖИЗНИ
В конце июля 2020 г. на территории одного из производственных цехов ГКНПЦ яблоку негде было упасть, как и полагается на большой премьере. Преобразившейся и готовой к отправке на Байконур «Науке» организовали настоящий пресс-показ. К удовольствию многочисленных журналистов, они могли не только снимать и фотографировать, но и пообщаться со специалистами, собственноручно доводившими модуль «до
ума». «Прежняя громоздкая система управления, созданная на «Хартроне» (украинский ракетнокосмический холдинг), заменена на современную, разработанную и изготовленную в «Энергии», - делился подробностями Сергей Кузнецов. - Частично обновили систему телеизмерений, благодаря чему информация о работе бортовых систем станет более полной». По словам разработчиков, внутри модуля обустроено порядка 30 рабочих мест, где космонавты смогут проводить эксперименты, используя научную аппаратуру. Ее можно легко менять благодаря универсальным разъемам и креплениям. Еще около двух десятков мест для установки научного оборудования сконструировано на внешней поверхности модуля. Новый модуль послужит не только рабочим кабинетом, но и жилой комнатой. Обитатели российского сегмента МКС с появлением «Науки» получат третью каюту и второй туалет. Конечно, космонавты готовы адаптироваться к любым условиям, но дополнительные удобства никому еще не мешали. Как сообщили специалисты, в каюте будет находиться спальный мешок, приспособления для хранения личных вещей, фотографий. Она оборудована светильниками, системой вентиляции и средствами связи с другими членами экипажа. Закрывается небольшое помещение специальной шторкой с небольшим окошком. А вот окна, через которое космонавт мог бы любоваться земными пейзажами, в каюте нет. В модуле всего один иллюминатор - в шарообразном гермоадаптере, на котором установлены три стыковочных узла, а сам он может использоваться в качестве шлюзовой камеры для выходов в открытый космос. Комфортное пребывание космонавтов в модуле будет обеспечивать система жизнеобеспечения с малошумными вентиляторами, регулирующая температуру и влажность воздуха. А для обогащения атмосферы станции кислородом смонтирована новая модель давно используемой на МКС системы регенерации «Электрон». Ее производительность позволит снабжать кислородом не только «Науку», но и другие модули российского сегмента. Среди прочего бытового оборудования - система регенерации технической воды из урины. Внутренние стенки модуля закрыты быстросъемными панелями, за которыми крепится аппаратура и ящики для инструментов и разных мелочей. Есть и откидной стол - важный атрибут любого, в том числе космического, дома. Неподалеку, а в модуле все близко, расположена печь для выращивания кристаллов. Известно, что в невесомости кристаллическая решетка материалов получается практически идеальной. Подобные опыты проводились на советских орбитальных станциях еще с 1970-х годов, но сейчас решили вернуться к таким экспериментам на более высоком технологическом уровне. В современном доме не обойтись без компьютерной техники. Для экономии места два десктопа вмонтированы в стену. Безусловно, они протестированы для работы в невесомости, где из-за отсутствия гравитации отвод тепла составляет отдельную проблему. На одном из компьютеров будут отображаться параметры систем модуля, с другого космонавты смогут управлять манипулятором ERA. Этот роботизированный помощник для работы на внешнем борту, длиной 11 метров, способен перемещать грузы массой до 8 тонн. От модуля образца конца 1990-х, по словам Сергея Кузнецова, осталось не так уж мало: корпус, стыковочные узлы, система терморегулирования, панели солнечных батарей. Вместе с тем все эти агрегаты и системы доработаны и модернизированы с учетом времени.
ОРИЕНТИР - ВЕСНА
«На космодроме модуль пробудет около девяти месяцев с планируемым стартом на ракете-носителе «Протон-М» в апреле 2021 г.», - подчеркнул заместитель генерального директора по производству Центра Хруничева Роман Хохлов, когда речь зашла о следующем этапе подготовки. Отвечая на вопрос о причинах такой отсрочки запуска, специалист пояснил, что на Байконуре предстоит еще немало работы. «Было принято решение, что полный цикл комплексных электроиспытаний модуля пройдет не в РКК «Энергия», а на полигоне в техническом комплексе - после того, как мы установим на него все оборудование, снятое для транспортировки. Затем состоятся комплексные электроиспытания новой системы управления модуля», - пояснил Р.В.Хохлов. По его словам, только в случае успешного окончания этих проверок этап изготовления «Науки» можно считать завершенным. Планируется, что это займет около 6 месяцев. «Далее начнутся мероприятия по непосредственной подготовке модуля к запуску. На него установят научное оборудование, обеспечат микробиологическую защиту, чтобы не допустить попадания в космос бактерий и вирусов с Земли. Шаг за шагом будут проведены другие предстартовые операции, в том числе заправка баков топливом. Если не будет никаких критических замечаний, модуль будет готов к указанному сроку», - уверен Роман Хохлов. Гарантийный срок эксплуатации «Науки» установлен до конца 2027 г. Но это по документам. «В Центре Хруничева никто не сомневается, что «Наука» сможет отработать 15 лет и более», - твердо убежден Сергей Кузнецов.
ПАВЕЛ ВЛАСОВ, НАЧАЛЬНИК ЦПК ИМ. Ю.А. ГАГАРИНА: Чтобы интегрировать модуль «Наука» в систему МКС, потребуется порядка десяти выходов в открытый космос. Понадобится подготовка к отстыковке малого модуля СО1 «Пирс», разъединение кабелей и другие работы. Поэтому целевая внекорабельная деятельность (ВКД) начнется еще до прибытия самого модуля. Программа подготовки к этим выходам составляется совместно с РКК «Энергия», специалисты которой разрабатывают маршруты ВКД, снабжают нас бортовой документацией и участвуют в тренировках. Мы готовим к предстоящей работе по МЛМ сразу несколько экипажей, которые отправятся на МКС в этом и в следующем году. Российские члены основного экипажа МКС-64 Сергей Рыжиков и Сергей Кудь-Сверчков, а также их дублеры Олег Новицкий и Петр Дубров уже готовятся по этим задачам на тренажере «Выход-2». Помимо этого, экипажи участвуют в испытаниях гидролаборатории, находящейся в завершающей фазе ввода в строй. Стоит отметить, что они работают по тем самым профилям и программам выходов, которые в ближайшем будущем понадобятся им в космосе.
НА ВОПРОСЫ «РУССКОГО КОСМОСА» ОБ ОПЕРАЦИЯХ С МОДУЛЕМ «НАУКА» НА ОРБИТЕ, ОТКРЫВАЮЩИХСЯ ВОЗМОЖНОСТЯХ ДЛЯ РОССИЙСКОГО СЕГМЕНТА МКС, ДАЛЬНЕЙШЕЙ СУДЬБЕ СТАНЦИИ И ВЕРОЯТНОСТИ ЕЩЕ ОДНОГО КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА ОТВЕТИЛ ГЕРОЙ СОВЕТСКОГО СОЮЗА, ГЕРОЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ, ЛЕТЧИК-КОСМОНАВТ, ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР ПО ПИЛОТИРУЕМЫМ КОСМИЧЕСКИМ ПРОГРАММАМ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСКОСМОС» СЕРГЕЙ КРИКАЛЁВ.
- Сергей Константинович, расскажите, как будет происходить стыковка модуля «Наука» с МКС?
- Cтыковка пройдет по следующей схеме. Сразу после старта «Науки» космонавты выйдут из МКС в открытый космос и отсоединят все связи служебного модуля «Звезда» с малым модулем «Пирс», который будет отстыкован и уведен в сторону грузовым кораблем. Это штатная операция, которая предусматривалась, но не была реализована ранее только потому, что в этом не было необходимости. В результате освободится надирный узел «Звезды» для приема «Науки». Сама стыковка произойдет в автоматическом режиме под контролем специалистов с Земли и экипажа.
- Что модуль «Наука» добавит с точки зрения удобства и работы космонавтов?
- Модуль даст увеличение объема для жизни и работы космонавтов на орбите. Там будет размещена каюта, которая предусмотрена для третьего члена экипажа российского сегмента. Расширятся возможности проведения экспериментов.
- Как изменится научный потенциал российского сегмента? - На МЛМ «Наука» установлены современные, более совершенные и более компактные модули системы управления, что дало дополнительные кубометры объема как для исследований, так и для хранения грузов. Конечно, увеличится количество рабочих мест: их будет более 40 - внутри и на внешней поверхности модуля. Возрастет количество единиц новой научной аппаратуры. Повысятся возможности сброса на Землю информации с этого научного оборудования. Внутри модуля будет установлена многозональная печь, которая позволит проводить работы по материаловедению - прибавится много новых экспериментов. Таким образом, потенциал научных исследований возрастет существенно. Кроме того, с присоединением «Науки» у нас появятся не только новые объемы, но и некоторая дополнительная энергетика. С приходом следующего модуля НЭМ ее будет еще больше.
- С прибытием модуля у нас постоянно будет экипаж из трех российских космонавтов?
- В соответствии с договоренностями, когда закончится развертывание станции и космические корабли США смогут регулярно доставлять экипажи на станцию, американцы будут иметь право держать на МКС четыре человека, мы - три. У нас некоторое время был сокращенный состав экипажа из-за отсутствия необходимого числа рабочих мест на станции. Но все изменится, когда придет «Наука». Нам понадобятся дополнительные руки, чтобы интегрировать модуль в структуру станции: связать информационные системы, энергетику, систему жизнеобеспечения, сделать все работы централизованно и синхронно. Для этого требуются довольно большие трудозатраты, поэтому будет несколько выходов в открытый космос.
- Сейчас есть договоренность об эксплуатации МКС до 2024 г. А что дальше? Какие перспективы?
- Первоначально обсуждали, что станция просуществует 15 лет. В 2015 г. этот период закончился. Но, во-первых, станция немножко запоздала с развертыванием. Во-вторых, стало понятно, что такая уникальная научная лаборатория имеет гораздо больший потенциал, чем предполагалось изначально. Поэтому было принято совместное решение, что она останется на орбите до 2020 г. Позднее завершение работы отложили до 2024 г., а сейчас обсуждается вопрос об очередном продлении сроков службы - до 2028 г. или даже до 2030 г. Какую роль в эксплуатации станции будет играть государство в лице NASA, а какую - частные компании, еще предстоит определить. Пока не вполне понятно, как будет работать международное партнерство. Ведь все взаимные обязательства заключены между государственными агентствами - NASA и Роскосмосом, NASA и ЕКА. И если станция будет передана целиком в коммерческие структуры, то это вызовет целый ряд вопросов. Я считаю, что истина, как обычно, лежит где-то посередине. И даже если какая-то часть станции будет передана для коммерческого использования, основным заказчиком все равно останется государство. Для примера можно посмотреть, как организованы работы по созданию в США транспортной системы. Сейчас многие с восторгом говорят о том, что пилотируемые корабли разрабатывают частные компании. Это правда, но делают это они за государственный счет. Ведь заказчиком мест на корабле Crew Dragon является государство в лице NASA. Когда все организовано, текущая рутина может быть передана в частные руки.
- В каком случае может быть принято решение об отделении российского сегмента от американского?
- Такой вопрос может встать, если по каким-либо причинам будет принято решение о прекращении работы станции, а у нас останутся модули, продолжение эксплуатации которых будет целесообразно. Здесь надо понимать, что космонавты на станции работают в экстремальных условиях. Мы закладываем все риски, учитываем, что могут быть форс-мажорные ситуации: например, столкновение с метеоритом, какая-то серьезная авария на станции. В этом случае будет пересмотрена вся программа работы. У нас ведь подобная ситуация была на комплексе «Мир» после разгерметизации модуля «Спектр». Мы его потеряли для целевого использования, но основная часть станции, а это пять модулей, успешно функционировала. Поэтому, если работа МКС будет завершена, я не исключаю, что некоторые модули останутся на орбите.
- Смогут ли модули российского сегмента использоваться автономно?
- Да, наверное, смогут, но присоединение других модулей с определенным функционалом все-таки потребуется. Все будет зависеть от конкретных условий. Сейчас становится понятным: вложив так много труда в создание российского сегмента МКС, получив опыт эксплуатации этой станции, просто взять и прекратить работу - мягко говоря, нецелесообразно. Поэтому мое личное мнение: в ближайшие 10 лет МКС продолжит свое существование в том или ином виде.
- Планируется ли готовить космонавтов из числа ученых для работы на станции?
- Все космонавты во время общекосмической подготовки и подготовки в группе получают дополнительные знания, проходят минимальную научную подготовку. Когда экипаж готовится уже по конкретной программе полета, космонавты получают специализированные знания по тем экспериментам, которые они планируют проводить в космосе. Поэтому научная база у космонавтов есть. Например, когда мы с Юрием Гидзенко летали на МКС в первой экспедиции, у нас был эксперимент «Плазменный кристалл». Мы тогда довольно глубоко «копнули» научную составляющую и привнесли в его технологию свои знания по надежности, резервированию, разным вариантам нештатных ситуаций. И эксперимент получился очень удачным. Когда в конце 1960-х возникла идея о подготовке узкоспециализированных ученых, она опиралась на прогнозы серьезного увеличения состава экипажа. Но пока у нас экипаж довольно маленький, да и прогноз развития космонавтики расходится с реальными фактами. Поэтому узкая специализация не очень целесообразна. Возможно, при возрастании грузопотока и объема станции, увеличении численности экипажа профессиональные ученые будут более востребованы.
- Вы первым 22 года назад открыли люк в еще необитаемую станцию, работали в первой долговременной экспедиции. А если бы вам сейчас предложили полететь и оценить состояние МКС, чтобы вы ответили?
- Я бы согласился, потому что мне, профессиональному космонавту, безумно интересно посмотреть, как станция эволюционировала. Ведь я участвовал в первом сборочном полете, когда произошла стыковка первых двух модулей. Я находился в составе первой долговременной экспедиции, потом - в 11-й, когда станция нарастила свои возможности. Сейчас она реально больше, чем тогда, а в ближайшее время еще увеличится - добавляются модули российского сегмента. Поработать на станции в такой конфигурации и с новыми возможностями было бы очень интересно.
- Вы не исключаете шанс еще одного своего полета на МКС?
- Я надеюсь, посмотрим. Честно говоря, развертывание станции идет медленнее, чем планировалось, а я, переходя на административную работу, оставлял за собой возможность вернуться и сделать еще дополнительный экспериментальный полет. Поживем - увидим, все будет зависеть от динамики развития станции и движения программы вперед.
link
В непростой судьбе модуля «Наука» можно проследить отголоски сразу нескольких эпох российской космонавтики. Середина 1990-х годов. Расцвет дружбы и взаимной симпатии между новым российским государством и бывшим стратегическим противником - США. Активизация контактов с коллегами из NASA. В 1993 г. председатель правительства РФ Виктор Черномырдин и вице-президент США Альберт Гор подписывают соглашение об участии России в крупном международном проекте - создании станции «Альфа» (сейчас - МКС), а также о полетах астронавтов на орбитальном комплексе «Мир».
ДУБЛЕР «ЗАРИ»
К тому времени советский/российский орбитальный комплекс отработал срок, равный трем плановым ресурсам. Ремонт систем стал занимать больше времени, чем научные эксперименты. На поддержание работоспособности «Мира» требовалось все больше затрат, а на создание своей новой станции средств не было вообще. Контракт с американской компанией Lockheed Martin (подрядчик NASA) на создание первого модуля международной станции - функционально-грузового блока (ФГБ) «Заря» - стал для российской космической промышленности настоящей «cпасительной соломинкой». И дело было не только в получении крупного заказа. Долгосрочная кооперация с США и их партнерами по созданию, управлению и эксплуатации МКС являлась залогом того, что российское правительство не прекратит финансирование пилотируемой программы, как это случилось с другими проектами - по исследованию дальнего космоса, созданию научных спутников и т.д. Вот отрывок из письма гендиректора Российского космического агентства (РКА) Юрия Коптева, председателя Госкомиссии пилотируемых космических полетов Владимира Иванова и главного конструктора НПО «Энергия» Юрия Семёнова премьер-министру России Виктору Черномырдину (28 февраля 1995 г.): «…отсутствие до настоящего времени бюджета на 1995 год и недостаточный уровень помесячного выделяемого финансирования не обеспечивают выполнение программы пилотируемых полетов в 1995 году, а также ставят под угрозу срыва наши обязательства по проекту создания Международной космической станции…» Тогда во властных коридорах поняли, что дело может обернуться серьезным международным скандалом, и финансирование частично возобновили. И если работы по российскому сегменту МКС шли с отставанием, то контракт по изготовлению «Зари» выполнялся добросовестно. И это объяснимо - ведь на кону была честь страны, ее способность реализовывать крупные проекты. Для страховки на случай нештатной ситуации при выведении ФГБ на орбиту гендиректор Центра имени М.В.Хруничева Анатолий Киселёв при поддержке Юрия Коптева решил на средства предприятия создать «дублера» «Зари», который назвали ФГБ-2. В 1995 г. началось его строительство, и в 1997 г. он был уже в высокой степени готовности. Запуск модуля «Заря» 20 ноября 1998 г. прошел успешно. Все его системы работали штатно, и ФГБ-2, к счастью, не понадобился. Работы по дублеру приостановили, а все силы и средства перебросили на завершение изготовления уже полностью своего, российского, служебного модуля «Звезда». Но в какой-то момент руководство отрасли задумалось, что же делать с почти готовой копией «Зари».
МОДУЛЬ-СКЛАД
Возникла идея: доработать ФГБ-2 с минимальными затратами и практически в той же конфигурации, что и «Заря» отправить к МКС. Тогда на орбите было бы три российских модуля: «Заря» (1998), «Звезда» (2000) и ФГБ-2, а у США - только небольшой узловой модуль Unity, соединяющий российский и американский сегменты, и лабораторный Destiny. «Начали проект, но «Энергия» предложила другую концепцию: на базе дублера «Зари» сделать модуль для хранения научной аппаратуры, проще говоря, склад, - вспоминает главный конструктор КБ «Салют» Центра Хруничева Сергей Кузнецов. - В то время у нас и партнеров по МКС был дефицит свободных площадей. И в «Энергии» разработали бизнес-модель, которая позволяла зарабатывать, сдавая партнерам в аренду места в новом модуле под хранение грузов». И работа закипела. Внутренний объем модуля стал расширяться за счет демонтажа аппаратуры. Сконструировали специальные места с креплениями и стеллажи, а также складские зоны. Проект предусматривал уменьшение числа топливных баков, так как для орбитальной «кладовки» они были не нужны. Оказались лишними и многие трубопроводы. Как выяснилось спустя много лет, при распиливании труб из нержавейки и демонтаже ненужных баков в топливную систему попала стружка, которую вначале просто не заметили.
ЛЕТАЮЩАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
Тем временем к 2004 г. идея с модулем-складом потеряла свою актуальность: острая потребность в хранении грузов на МКС уже отпала. Американцы запустили шлюзовую камеру Quest, а Россия - стыковочный отсек «Пирс». И тут судьба модуля вновь делает резкий поворот: несостоявшийся орбитальный склад решено перепрофилировать в лабораторию для научных экспериментов. Появилось название, которое вскоре прочно закрепится в космическом лексиконе: многофункциональный лабораторный модуль «Наука». Само собой разумеется, проект был трудоемким и требовал множества существенных переделок и дополнений. Задержка с согласованием документации, пробуксовка с финансированием и другие факторы привели к затягиванию сроков сдачи «Науки». Только в конце 2012 г. создание конструкции модуля было в основном завершено - и его отправили в РКК «Энергия» на дооснащение.
ТЕ САМЫЕ ПОСТОРОННИЕ ЧАСТИЦЫ
Поначалу все было нормально: работы шли по плану. Между тем в первой половине 2013 г. во время испытаний в топливных трубопроводах и баках была обнаружена та самая стружка. Мнение специалистов было однозначным: наличие даже одной посторонней частицы может вызвать аварию двигателя. В конце 2013 г. «Науку» вернули в Центр Хруничева для работ по очистке. Однако устранить дефекты не удалось. «Дело в том, что в трубопроводах существовало много застойных и тупиковых мест, откуда засорение невозможно извлечь промывкой. Решение приняли непростое, но единственно верное: заново изготовить и полностью заменить всю трубопроводную систему, объединяющую топливные баки с двигателями», - рассказывает Сергей Кузнецов. В какой-то момент возник план поменять заодно и баки. И тут выяснилось, что их производителя уже не существует. Потом пришла идея использовать топливные емкости, изготавливаемые для разгонных блоков «Фрегат». Но и от этого намерения отказались. В итоге пришли к принципиальному решению, что баки останутся прежними. «Баки были вскрыты, промыты и вновь собраны. Повторные проверки подтвердили, что засорений нет ни в топливной системе, ни в двигателях», - объясняет Сергей Кузнецов. Наверное, никто не удивился бы, если бы судьба модуля, учитывая его извилистый путь, сделала очередной крутой вираж. Но новое руководство космической отрасли имело четкие планы на «Науку», рассматривая модуль в качестве этапа проекта по расширению российского сегмента МКС.
ДЛЯ РАБОТЫ И ДЛЯ ЖИЗНИ
В конце июля 2020 г. на территории одного из производственных цехов ГКНПЦ яблоку негде было упасть, как и полагается на большой премьере. Преобразившейся и готовой к отправке на Байконур «Науке» организовали настоящий пресс-показ. К удовольствию многочисленных журналистов, они могли не только снимать и фотографировать, но и пообщаться со специалистами, собственноручно доводившими модуль «до
ума». «Прежняя громоздкая система управления, созданная на «Хартроне» (украинский ракетнокосмический холдинг), заменена на современную, разработанную и изготовленную в «Энергии», - делился подробностями Сергей Кузнецов. - Частично обновили систему телеизмерений, благодаря чему информация о работе бортовых систем станет более полной». По словам разработчиков, внутри модуля обустроено порядка 30 рабочих мест, где космонавты смогут проводить эксперименты, используя научную аппаратуру. Ее можно легко менять благодаря универсальным разъемам и креплениям. Еще около двух десятков мест для установки научного оборудования сконструировано на внешней поверхности модуля. Новый модуль послужит не только рабочим кабинетом, но и жилой комнатой. Обитатели российского сегмента МКС с появлением «Науки» получат третью каюту и второй туалет. Конечно, космонавты готовы адаптироваться к любым условиям, но дополнительные удобства никому еще не мешали. Как сообщили специалисты, в каюте будет находиться спальный мешок, приспособления для хранения личных вещей, фотографий. Она оборудована светильниками, системой вентиляции и средствами связи с другими членами экипажа. Закрывается небольшое помещение специальной шторкой с небольшим окошком. А вот окна, через которое космонавт мог бы любоваться земными пейзажами, в каюте нет. В модуле всего один иллюминатор - в шарообразном гермоадаптере, на котором установлены три стыковочных узла, а сам он может использоваться в качестве шлюзовой камеры для выходов в открытый космос. Комфортное пребывание космонавтов в модуле будет обеспечивать система жизнеобеспечения с малошумными вентиляторами, регулирующая температуру и влажность воздуха. А для обогащения атмосферы станции кислородом смонтирована новая модель давно используемой на МКС системы регенерации «Электрон». Ее производительность позволит снабжать кислородом не только «Науку», но и другие модули российского сегмента. Среди прочего бытового оборудования - система регенерации технической воды из урины. Внутренние стенки модуля закрыты быстросъемными панелями, за которыми крепится аппаратура и ящики для инструментов и разных мелочей. Есть и откидной стол - важный атрибут любого, в том числе космического, дома. Неподалеку, а в модуле все близко, расположена печь для выращивания кристаллов. Известно, что в невесомости кристаллическая решетка материалов получается практически идеальной. Подобные опыты проводились на советских орбитальных станциях еще с 1970-х годов, но сейчас решили вернуться к таким экспериментам на более высоком технологическом уровне. В современном доме не обойтись без компьютерной техники. Для экономии места два десктопа вмонтированы в стену. Безусловно, они протестированы для работы в невесомости, где из-за отсутствия гравитации отвод тепла составляет отдельную проблему. На одном из компьютеров будут отображаться параметры систем модуля, с другого космонавты смогут управлять манипулятором ERA. Этот роботизированный помощник для работы на внешнем борту, длиной 11 метров, способен перемещать грузы массой до 8 тонн. От модуля образца конца 1990-х, по словам Сергея Кузнецова, осталось не так уж мало: корпус, стыковочные узлы, система терморегулирования, панели солнечных батарей. Вместе с тем все эти агрегаты и системы доработаны и модернизированы с учетом времени.
ОРИЕНТИР - ВЕСНА
«На космодроме модуль пробудет около девяти месяцев с планируемым стартом на ракете-носителе «Протон-М» в апреле 2021 г.», - подчеркнул заместитель генерального директора по производству Центра Хруничева Роман Хохлов, когда речь зашла о следующем этапе подготовки. Отвечая на вопрос о причинах такой отсрочки запуска, специалист пояснил, что на Байконуре предстоит еще немало работы. «Было принято решение, что полный цикл комплексных электроиспытаний модуля пройдет не в РКК «Энергия», а на полигоне в техническом комплексе - после того, как мы установим на него все оборудование, снятое для транспортировки. Затем состоятся комплексные электроиспытания новой системы управления модуля», - пояснил Р.В.Хохлов. По его словам, только в случае успешного окончания этих проверок этап изготовления «Науки» можно считать завершенным. Планируется, что это займет около 6 месяцев. «Далее начнутся мероприятия по непосредственной подготовке модуля к запуску. На него установят научное оборудование, обеспечат микробиологическую защиту, чтобы не допустить попадания в космос бактерий и вирусов с Земли. Шаг за шагом будут проведены другие предстартовые операции, в том числе заправка баков топливом. Если не будет никаких критических замечаний, модуль будет готов к указанному сроку», - уверен Роман Хохлов. Гарантийный срок эксплуатации «Науки» установлен до конца 2027 г. Но это по документам. «В Центре Хруничева никто не сомневается, что «Наука» сможет отработать 15 лет и более», - твердо убежден Сергей Кузнецов.
ПАВЕЛ ВЛАСОВ, НАЧАЛЬНИК ЦПК ИМ. Ю.А. ГАГАРИНА: Чтобы интегрировать модуль «Наука» в систему МКС, потребуется порядка десяти выходов в открытый космос. Понадобится подготовка к отстыковке малого модуля СО1 «Пирс», разъединение кабелей и другие работы. Поэтому целевая внекорабельная деятельность (ВКД) начнется еще до прибытия самого модуля. Программа подготовки к этим выходам составляется совместно с РКК «Энергия», специалисты которой разрабатывают маршруты ВКД, снабжают нас бортовой документацией и участвуют в тренировках. Мы готовим к предстоящей работе по МЛМ сразу несколько экипажей, которые отправятся на МКС в этом и в следующем году. Российские члены основного экипажа МКС-64 Сергей Рыжиков и Сергей Кудь-Сверчков, а также их дублеры Олег Новицкий и Петр Дубров уже готовятся по этим задачам на тренажере «Выход-2». Помимо этого, экипажи участвуют в испытаниях гидролаборатории, находящейся в завершающей фазе ввода в строй. Стоит отметить, что они работают по тем самым профилям и программам выходов, которые в ближайшем будущем понадобятся им в космосе.
НА ВОПРОСЫ «РУССКОГО КОСМОСА» ОБ ОПЕРАЦИЯХ С МОДУЛЕМ «НАУКА» НА ОРБИТЕ, ОТКРЫВАЮЩИХСЯ ВОЗМОЖНОСТЯХ ДЛЯ РОССИЙСКОГО СЕГМЕНТА МКС, ДАЛЬНЕЙШЕЙ СУДЬБЕ СТАНЦИИ И ВЕРОЯТНОСТИ ЕЩЕ ОДНОГО КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА ОТВЕТИЛ ГЕРОЙ СОВЕТСКОГО СОЮЗА, ГЕРОЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ, ЛЕТЧИК-КОСМОНАВТ, ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР ПО ПИЛОТИРУЕМЫМ КОСМИЧЕСКИМ ПРОГРАММАМ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСКОСМОС» СЕРГЕЙ КРИКАЛЁВ.
- Сергей Константинович, расскажите, как будет происходить стыковка модуля «Наука» с МКС?
- Cтыковка пройдет по следующей схеме. Сразу после старта «Науки» космонавты выйдут из МКС в открытый космос и отсоединят все связи служебного модуля «Звезда» с малым модулем «Пирс», который будет отстыкован и уведен в сторону грузовым кораблем. Это штатная операция, которая предусматривалась, но не была реализована ранее только потому, что в этом не было необходимости. В результате освободится надирный узел «Звезды» для приема «Науки». Сама стыковка произойдет в автоматическом режиме под контролем специалистов с Земли и экипажа.
- Что модуль «Наука» добавит с точки зрения удобства и работы космонавтов?
- Модуль даст увеличение объема для жизни и работы космонавтов на орбите. Там будет размещена каюта, которая предусмотрена для третьего члена экипажа российского сегмента. Расширятся возможности проведения экспериментов.
- Как изменится научный потенциал российского сегмента? - На МЛМ «Наука» установлены современные, более совершенные и более компактные модули системы управления, что дало дополнительные кубометры объема как для исследований, так и для хранения грузов. Конечно, увеличится количество рабочих мест: их будет более 40 - внутри и на внешней поверхности модуля. Возрастет количество единиц новой научной аппаратуры. Повысятся возможности сброса на Землю информации с этого научного оборудования. Внутри модуля будет установлена многозональная печь, которая позволит проводить работы по материаловедению - прибавится много новых экспериментов. Таким образом, потенциал научных исследований возрастет существенно. Кроме того, с присоединением «Науки» у нас появятся не только новые объемы, но и некоторая дополнительная энергетика. С приходом следующего модуля НЭМ ее будет еще больше.
- С прибытием модуля у нас постоянно будет экипаж из трех российских космонавтов?
- В соответствии с договоренностями, когда закончится развертывание станции и космические корабли США смогут регулярно доставлять экипажи на станцию, американцы будут иметь право держать на МКС четыре человека, мы - три. У нас некоторое время был сокращенный состав экипажа из-за отсутствия необходимого числа рабочих мест на станции. Но все изменится, когда придет «Наука». Нам понадобятся дополнительные руки, чтобы интегрировать модуль в структуру станции: связать информационные системы, энергетику, систему жизнеобеспечения, сделать все работы централизованно и синхронно. Для этого требуются довольно большие трудозатраты, поэтому будет несколько выходов в открытый космос.
- Сейчас есть договоренность об эксплуатации МКС до 2024 г. А что дальше? Какие перспективы?
- Первоначально обсуждали, что станция просуществует 15 лет. В 2015 г. этот период закончился. Но, во-первых, станция немножко запоздала с развертыванием. Во-вторых, стало понятно, что такая уникальная научная лаборатория имеет гораздо больший потенциал, чем предполагалось изначально. Поэтому было принято совместное решение, что она останется на орбите до 2020 г. Позднее завершение работы отложили до 2024 г., а сейчас обсуждается вопрос об очередном продлении сроков службы - до 2028 г. или даже до 2030 г. Какую роль в эксплуатации станции будет играть государство в лице NASA, а какую - частные компании, еще предстоит определить. Пока не вполне понятно, как будет работать международное партнерство. Ведь все взаимные обязательства заключены между государственными агентствами - NASA и Роскосмосом, NASA и ЕКА. И если станция будет передана целиком в коммерческие структуры, то это вызовет целый ряд вопросов. Я считаю, что истина, как обычно, лежит где-то посередине. И даже если какая-то часть станции будет передана для коммерческого использования, основным заказчиком все равно останется государство. Для примера можно посмотреть, как организованы работы по созданию в США транспортной системы. Сейчас многие с восторгом говорят о том, что пилотируемые корабли разрабатывают частные компании. Это правда, но делают это они за государственный счет. Ведь заказчиком мест на корабле Crew Dragon является государство в лице NASA. Когда все организовано, текущая рутина может быть передана в частные руки.
- В каком случае может быть принято решение об отделении российского сегмента от американского?
- Такой вопрос может встать, если по каким-либо причинам будет принято решение о прекращении работы станции, а у нас останутся модули, продолжение эксплуатации которых будет целесообразно. Здесь надо понимать, что космонавты на станции работают в экстремальных условиях. Мы закладываем все риски, учитываем, что могут быть форс-мажорные ситуации: например, столкновение с метеоритом, какая-то серьезная авария на станции. В этом случае будет пересмотрена вся программа работы. У нас ведь подобная ситуация была на комплексе «Мир» после разгерметизации модуля «Спектр». Мы его потеряли для целевого использования, но основная часть станции, а это пять модулей, успешно функционировала. Поэтому, если работа МКС будет завершена, я не исключаю, что некоторые модули останутся на орбите.
- Смогут ли модули российского сегмента использоваться автономно?
- Да, наверное, смогут, но присоединение других модулей с определенным функционалом все-таки потребуется. Все будет зависеть от конкретных условий. Сейчас становится понятным: вложив так много труда в создание российского сегмента МКС, получив опыт эксплуатации этой станции, просто взять и прекратить работу - мягко говоря, нецелесообразно. Поэтому мое личное мнение: в ближайшие 10 лет МКС продолжит свое существование в том или ином виде.
- Планируется ли готовить космонавтов из числа ученых для работы на станции?
- Все космонавты во время общекосмической подготовки и подготовки в группе получают дополнительные знания, проходят минимальную научную подготовку. Когда экипаж готовится уже по конкретной программе полета, космонавты получают специализированные знания по тем экспериментам, которые они планируют проводить в космосе. Поэтому научная база у космонавтов есть. Например, когда мы с Юрием Гидзенко летали на МКС в первой экспедиции, у нас был эксперимент «Плазменный кристалл». Мы тогда довольно глубоко «копнули» научную составляющую и привнесли в его технологию свои знания по надежности, резервированию, разным вариантам нештатных ситуаций. И эксперимент получился очень удачным. Когда в конце 1960-х возникла идея о подготовке узкоспециализированных ученых, она опиралась на прогнозы серьезного увеличения состава экипажа. Но пока у нас экипаж довольно маленький, да и прогноз развития космонавтики расходится с реальными фактами. Поэтому узкая специализация не очень целесообразна. Возможно, при возрастании грузопотока и объема станции, увеличении численности экипажа профессиональные ученые будут более востребованы.
- Вы первым 22 года назад открыли люк в еще необитаемую станцию, работали в первой долговременной экспедиции. А если бы вам сейчас предложили полететь и оценить состояние МКС, чтобы вы ответили?
- Я бы согласился, потому что мне, профессиональному космонавту, безумно интересно посмотреть, как станция эволюционировала. Ведь я участвовал в первом сборочном полете, когда произошла стыковка первых двух модулей. Я находился в составе первой долговременной экспедиции, потом - в 11-й, когда станция нарастила свои возможности. Сейчас она реально больше, чем тогда, а в ближайшее время еще увеличится - добавляются модули российского сегмента. Поработать на станции в такой конфигурации и с новыми возможностями было бы очень интересно.
- Вы не исключаете шанс еще одного своего полета на МКС?
- Я надеюсь, посмотрим. Честно говоря, развертывание станции идет медленнее, чем планировалось, а я, переходя на административную работу, оставлял за собой возможность вернуться и сделать еще дополнительный экспериментальный полет. Поживем - увидим, все будет зависеть от динамики развития станции и движения программы вперед.
link