Надувной автономный космический модуль. «State of the art»-технологии

МОСКВА, 11 апреля. /ТАСС/. Запуск многофункционального лабораторного модуля (МЛМ) "Наука" на Международную космическую станцию запланирован на 2019 год, сообщил глава Роскосмоса Игорь Комаров в интервью, опубликованном в среду на сайте "Российской газеты ".

"Как и планировали, с конца этого года три россиянина будут работать на МКС (в настоящее время российский экипаж МКС состоит из двух человек). Это связано с необходимостью ввода в эксплуатацию нового многофункционального лабораторного модуля "Наука", который запускаем в 2019 году. Модуль будет решать научные задачи и управлять ориентацией станции. Для лабораторных исследований на нем предусмотрено 29 рабочих мест", - сказал Комаров.

Глава представительства Европейского космического агентства в России Рене Пишель сообщил ранее в интервью ТАСС, что запуск МЛМ с европейским манипулятором ERA предварительно запланирован на осень 2018 года. Позднее сообщалось, что запуск модуля могут осуществить в конце года.

Комаров также сообщил, что до 2021 года планируется запустить на МКС еще два модуля: универсальный узловой и энергетический.

"Универсальный готов, он полетит вслед за лабораторным. У этого модуля сразу шесть стыковочных узлов. Между прочим, подобного еще не было. Затем отправим энергетический, который сможет давать не менее 18 кВт, полностью покрывая нужды российского сегмента - пока энергию для него поставляет только модуль "Звезда" (до 13,8 кВт), еще 2,5 кВт должен будет вырабатывать МЛМ", - уточнил он.

"Кстати, у энергетического модуля внушительный объем - 92 куб. м. Для сравнения, сейчас весь наш сегмент - чуть больше 203 куб. м, в основном отданных под научное оборудование. Так что в результате жизненное пространство для космонавтов серьезно увеличится. Образно говоря, мы запустим к МКС лабораторию, причал и электростанцию и обеспечим полную автономность и независимость российского сегмента", - отметил Комаров.

Модуль "Наука"

Гендиректор Центра им. М. В. Хруничева Алексей Варочко ранее сообщил, что МЛМ будет доставлен на космодром Байконур в этом году. По его словам, модуль достроен, завершается его подготовка к отправке на космодром, но РКК "Энергия" МЛМ пока не приняла.

"Науку" начали строить еще в 1995 году, первоначально планировалось отправить модуль на МКС как дублер "Зари". Старт неоднократно откладывался, в декабре 2013 года его отправили в Центр имени Хруничева из-за обнаруженного засора в двигательной системе. Работы над модулем совместно ведут Центр им. Хруничева и РКК "Энергия".

Как сообщил ранее глава РКК "Энергия" Владимир Солнцев, после обнаружения засора "Науку" пришлось почти полностью пересобрать. Специалисты меняли многие узлы и детали модуля, полностью заменили пневмогидросистему, поставили новые трубопроводы.

Стартовая масса МЛМ превышает 20 т, при этом в нем можно разместить до трех тонн научной аппаратуры. Модуль также должен предоставить порт для стыковки кораблей "Союз" и "Прогресс", обеспечивать перекачку топлива из баков "Прогресса" на МКС, а также управлять ориентацией станции по крену с помощью двигателей. Он также должен вырабатывать кислород на шесть человек, регенерировать воду из урины. С "Наукой" российские космонавты должны получить второй туалет (первый находится в модуле "Звезда") и каюту для третьего члена экипажа.

КОСМОДРОМ БАЙКОНУР (Казахстан), 11 июн - РИА Новости. Запуск российского Многофункционального лабораторного модуля (МЛМ) "Наука" к Международной космической станции (МКС) может быть перенесен с 2019 года на 2020 год, сообщил РИА Новости источник на космодроме Байконур.

"Науку" должны были отправить к МКС ещё в 2014 году, но в 2013 году в его топливной системе были обнаружены загрязнения. Отсек был отправлен на предприятие-изготовитель Центр имени Хруничева для устранения замечаний. Ранее источник РИА Новости на космодроме Байконур сообщил, что запуск планируется на август 2019 года.

"По состоянию на начало июня график пусков был пересмотрен. Теперь запуск МЛМ смещён на ноябрь 2019 года. Такой значительный сдвиг пуска - сразу на 3-4 месяца - свидетельствует, что предприятие-изготовитель модуля Центр имени М.Хруничева и РКК "Энергия" ещё не готовы представить окончательный график сборки и запуска модуля и можно ожидать и дальнейшего сдвига "вправо" сроков запуска МЛМ, вплоть до ухода даты запуска на 2020 год", — сказал собеседник.

Соответственно, в этом случае сдвинут и сроки запуска Научно-энергетического и Узлового модулей - еще двух модулей, необходимых для завершения строительства российского сегмента МКС. МЛМ должен быть запущен первым: он будет пристыкован к российскому модулю "Звезда". К "Науке" будет стыковаться модуль "Причал", а уже к "Причалу" — научно-энергетический модуль.

МЛМ начали строить в 1995 году как наземный дублер первого модуля МКС "Заря". В 2004 году было принято решение сэкономить на создании нового отсека для российского сегмента станции и переоборудовать "дублера" в полноценный летный модуль. Его запуск назначили на 2007 год, однако в срок завершить изготовление "Науки" не успели, ежегодно откладывая его запуск.

В 2013 году после передачи модуля от предприятия-производителя в ракетно-космическую корпорацию "Энергия" на дооснащение внутренним оборудованием, при проведении тестирования оказалось, что в топливной системе содержатся посторонние частицы. Их наличие в топливе могло привести к поломке двигательной системы всей МКС, поэтому было принято решение вернуть модуль производителю на доработку. Планировалось, что в январе 2018 года баки, в которых должно храниться топливо, будут разрезаны, внутренние конструкции очищены, а затем баки сварят обратно. Весной модуль предполагалось отправить на космодром Байконур для проведения подготовки к запуску и дооснащению оборудованием.

В конце марта Роскосмос и РКК "Энергия" подписали акт о дооборудовании МЛМ дополнительными системами и продлении сроков эксплуатации бортового оборудования. В то же время по графику, утвержденному в госконтракте на модернизацию модуля, к этому моменту он должен был пройти этап заводских испытаний и быть готов к запуску. Согласно госконтракту, все работы с модулем, включая его отправку на космодром, подготовку к запуску и саму отправку к МКС, должны были быть проведены до июня 2018 года.

В 1960-х в СССР разрабатывалась военная орбитальная станция «Алмаз». Главной задачей ее экипажей должно было стать фотографирование Земли. Отснятую пленку требовалось возвращать с орбиты, но корабль «Союз» мог перевозить очень небольшое количество груза. Поэтому разработчик станции, ОКБ-52 решило заодно создать универсальный корабль, который мог бы не только доставлять на орбиту большие объемы груза, но и возвращать на Землю экипажи вместе с километрами отснятой пленки. Корабль назвали ТКС - «транспортный корабль снабжения».

Поскольку на орбиту корабль собирались выводить на ракете «Протон», которая может поднять целых двадцать с небольшим тонн, у конструкторов появилась возможность реализовать красивое и эффективное решение: ТКС состоял из двух блоков, возвращаемого аппарата (ВА) и функционально-грузового блока (ФГБ). Особенность последнего заключалась в том, что такие блоки могли служить «кирпичиками» для орбитальных станций. Эти серийно изготавливаемые модули можно было просто добавлять к станции, присоединяя или меняя модули по желанию и/или необходимости (отдаленно похожую идею реализовали на МКС и американцы, когда шаттлы возили MPLM). Это фактически и определило будущее всего проекта: после испытаний возвращаемого аппарата (кстати, они были рассчитаны на многоразовое использование, и два экземпляра совершили по два полета) и тестового автономного полета ТКС-1 (он же «Космос-929») ТКС отправился к станции «Салют-6». Космонавтов на ней уже не было, но аппарат успешно пристыковался, продемонстрировав возможность расширять орбитальные станции за счет новых модулей. Третий ТКС был запущен к станции «Салют-7» и проработал в ее составе с марта по сентябрь 1983 года. Четвертый (и последний) корабль отправился к «Салюту-7» в 1985 году.

Модель функционально-грузового блока (ФГБ, левая часть конструкции) возвращаемого аппарата (ВА) и система аварийного спасения (САС). Фото: Stefanwotzlaw / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0

Возможность превратить ФГБ в дополнительный модуль орбитальной станции привела к тому, что, несмотря на закрытие проекта ТКС, ФГБ использовались весьма широко. Один превратили в буксир, и он доставил к станции «Мир» модуль «Квант-1». На базе следующего сделали макет «Полюс» для первого пуска «Энергии». Еще четыре стали модулями «Квант-2», «Кристалл», «Спектр» и «Природа» для станции «Мир». Уже в девяностых предпоследний ФГБ под названием «Заря» стал первым модулем МКС, а последний хотели использовать как дублер на случай аварии. Именно он в итоге и стал «Наукой».

Годы и буквы

Поскольку запуск «Зари» прошел успешно, возникла логичная идея запустить последний оставшийся ФГБ как еще один модуль МКС. Сначала его хотели отправить в космос без особых изменений конструкции, но в 2004 году модуль решили переориентировать под бо́льшее количество научных экспериментов и переименовали в Многофункциональный лабораторный модуль (МЛМ).

Первоначально МЛМ собирались запустить в 2007 году. Но сроки начали сдвигаться. По слухам, его серьезно переделывали, а работы, очевидно, шли не быстро. 2007 год превратился в 2009-й, затем в 2011-й, и только в конце 2012 года собранный МЛМ доставили из Центра им. Хруничева в РКК «Энергия» для проведения предстартовых проверок. Примерно в это время появилось название «Наука».

Увы, проверки модуль не прошел из-за проблем в двигательной системе, и в конце 2013 года его вернули обратно на предприятие-изготовитель. По разным источникам, в «Науке» меняли трубопроводы, клапаны и двигатели. В 2017 году появилась информация, что загрязнение обнаружилось еще и в топливных баках, которые нельзя было просто промыть или заменить. И вот почему.

«State of the art»-технологии

«Наука» сохранила полезную особенность модулей, основанных на ФГБ/ТКС, - на ней стоят топливные баки, которые можно многократно дозаправлять, поэтому модуль может использоваться для управления ориентацией и маневрирования орбитальной станции. Собственно говоря, «Заря» в первые годы эксплуатации МКС не только обеспечивала молодую станцию электричеством и управляла терморегуляцией, но и поддерживала требуемое положение станции в пространстве. Но из-за этого баки у модуля достаточно сложной конструкции.

Внутри корпуса бака находится сильфон (гармошка) и гибкая мембрана. С одной стороны хранится топливо, с другой стороны требуемое давление обеспечивает газ наддува. В результате топливо постоянно хранится под давлением и не смешивается в невесомости с газами (попадание смеси газа и топлива в работающий двигатель вредно для него).

Загрязненные баки нельзя было заменить - например, просто поставить другие баки из производящихся сейчас для корабля «Союз» - у них другой диаметр. А подходящих баков в запасе больше не осталось. И сделать новые тоже невозможно: производственные цепочки для создания подобных баков давно распались. Это, конечно, не значит, что российская космическая промышленность разучилась делать баки вообще. Можно было бы разработать, создать производственную оснастку и произвести баки подходящей размерности, и даже с лучшими характеристиками, но это потребовало бы нерационально большого количества времени и денег. В результате было принято решение вскрыть баки, почистить и заварить снова. Кроме того, в течение 2017 года для модуля изготавливали дополнительные детали. В итоге сроки старта сместились на 2018 год.

Перед стартом

Судя по последним новостям, «Роскосмос» и Центр им. Хруничева настроены достаточно решительно, и в конце этого года (называлась дата 6 декабря) «Наука» наконец отправится в полет. Но совсем недавно стало известно, что США передумали финансировать МКС после 2024 года (окончательное решение американцев станет известно после 12 февраля), а в таких условиях широко распространенные ожидания о продлении работы станции до 2028 года и дальше не оправдаются. Прямо сейчас «на стапелях» стоят еще два модуля - научно-энергетический (НЭМ) и узловой, и завершать их полет, затопив вместе с МКС, будет очень расточительно. Поэтому возобновились разговоры о национальной станции. Существующие российский и американский сегменты МКС взаимно зависят друг от друга - например, большая часть электричества вырабатывается у американцев, а жизнеобеспечение сконцентрировано в модуле «Звезда». Из идеи механически отсоединить российский сегмент сейчас ничего хорошего не получится. Но с двумя новыми модулями он может приобрести требуемый уровень автономности. Вопрос в том, нужна ли вообще орбитальная станция сейчас, когда в NASA собираются строить посещаемую окололунную Deep Space Gateway. Споры продолжаются, и пока ни одна из сторон не представила неоспоримых аргументов.

На мой личный взгляд, орбитальные станции все еще полезны. Несмотря на то что на МКС с 2000 года непрерывно работают сменяющие друг друга экипажи, говорить о том, что проведены все возможные эксперименты, рано. Можно и нужно продолжать изучать то, что происходит с человеком в космосе, и околоземная орбита, с которой возможно быстрое возвращение, отлично для этого подходит. Рекорд по длительности непрерывного нахождения человека в невесомости был поставлен на станции «Мир», на МКС же самый длительный полет был на 97 суток короче. Много говорилось о производстве в условиях невесомости, и на МКС с 2005 года выращивают кристаллы белков, которые вырастают до больших размеров, чем на Земле. Это направление может дать интересные и полезные прикладные (т.е. выгодные прямо сейчас) результаты . Ну и не стоит забывать про туризм. Во второй половине нулевых на станцию слетало несколько космических туристов, но это направление в последние годы заглохло. В планах РКК «Энергия» упоминалось создание специального туристического модуля, который вполне может оказаться и выгодным для отрасли, и полезным для популяризации космоса.

.
Роскосмос всё ещё молчит, но пришла подробная информация о состоянии дел от Анатолия Зака из США и от «Популярной механики» (США) .

Приведу на память весь текст:

Многофункциональный лабораторный модуль (МЛМ) «Наука» российского сегмента Международной космической станции, который предполагалось доставить на космодром для предстартовых проверок в конце этого года, может надолго остаться на Земле.

Если опустить первоначальные планы по запуску МЛМ в 2007 году (т. е. 10 лет назад), в 2013-м модуль был подготовлен к запуску в декабре 2014 года. Во время испытаний в РКК «Энергия» инженеры обнаружили негерметичный клапан и загрязнение в трубопроводах топливной системы, основное предназначение которой – доставить модуль с опорной орбиты к МКС и обеспечить стыковку. После этого модуль вернули в Центр им. Хруничева, который по этому проекту выполнял основные работы, выступая в качестве подрядчика. Согласно заявлениям специалистов, сделанным в то время, на устранение загрязнения должно было уйти около 10 месяцев.

В прошедшие с тех пор годы были заменены некоторые элементы топливной системы МЛМ, включая клапаны и трубопроводы, а также оборудование, у которого выходили гарантийные сроки. Однако несколько недель назад опилки, ранее найденные в трубопроводах и послужившие причиной отмены запуска в 2014 году, были обнаружены уже в топливных баках. Все проводившиеся в марте попытки промыть баки успехом не увенчались.

Топливные баки, встроенные в модуль МЛМ, были спроектированы специально для этого корпуса в начале 1990-х годов и давно не производятся, а потому заменить их просто нечем, если такая операция вообще возможна. Фактически у «Науки» осталась лишь одна надежда. Первоначально модуль был спроектирован со вторым, более коротким набором топливных баков, но затем его удалили, чтобы освободить место для европейской руки-манипулятора ERA и некоторых научных инструментов. Возвращение этих топливных баков (если, конечно, они тоже не загрязнены) дает МЛМ шанс все-таки попасть в космос. Согласно расчетам, топлива из двух незагрязненных основных баков и четырех «коротких» как раз хватит, чтобы достичь МКС и провести до двух попыток стыковки.

К сожалению, на данный момент никто не может сказать, на какой срок необходимые работы задержат запуск модуля.

Роскосмос рассматривает запасной вариант действий на тот случай, если починить «Науку» не удастся. В этом случае вместо нее будет запущен специальный модуль-адаптер, к которому пристыкуется узловой модуль (УМ) «Причал». К сожалению, из-за близости к станции четыре боковых стыковочных порта УМ использовать не получится, но к переднему порту всё ещё можно будет пристыковать будущий Научно-энергетический модуль.

Более подробно на сайте