24. На орбите сотрудничества

24. На орбите сотрудничества 

По мере углубления исследования и практического использования околоземного космического пространства требовались проекты всё более длительного пребывания и работы в нём. Эта задача побуждала руководство Российской Федерации и США, несмотря на противоречия в отношениях, к объединению усилий в космической деятельности. 

Такому объединению способствовали опыт эксплуатации советской космической станции "Мир" и американской "Спейс Шаттл". В 1991 году, учитывая тяжелое положение с орбитальной станцией «Фридом», США выступили с предложением объединить усилия с Россией в осуществлении пилотируемых программ. Так было положено начало Международной космической станции - МКС.

Практические шаги по проекту МКС начались в 1993 году, когда председатель правительства РФ В.С. Черномырдин и вице-президент США А. Гор подписали "Совместное заявление о сотрудничестве в космосе", предусматривающее в том числе создание совместной станции. В его развитие Российское космическое агенство и НАСА разработали и подписали "Детальный план работ по Международной космической станции".

На совместных встречах российской и американской сторон в 1994 году был определён следующую структуру и организацию работ по МКС: в создании станции, кроме России и США, участвуют Канада, Япония и страны Европейского сотрудничества (всего 14 стран); станция будет состоять из 2-х интегрированных сегментов (российского и американского) и собираться на орбите постепенно из отдельных модулей.

Таким образом программа МКС была реализована совместно Роскосмосом, НАСА, ЕКА, Канадским космическим агентством и Агентством по аэрокосмическим исследованиям Японии.

Головной организацией по созданию Российского сегмента и его интеграции с Американским сегментом является РКК «Энергия» им. С.П. Королева, по Американскому сегменту — компания «Боинг».

От российской стороны в проекте участвуют РКК "Энергия", Центр имени Хруничева. Центр подготовки космонавтов (ЦПК) имени Гагарина, ЦНИИМАШ, Институт медико-биологических проблем РАН (ИМБП), ОАО "НПП "Звезда" и другие ведущие организации ракетно-космической промышленности РФ.

Строительство МКС на околоземной орбите началось 20 ноября 1998 года запуском функционально-грузового блока "Заря", доставленного на орбиту ракетой-носителем "Протон". Данный модуль использовался на раннем этапе строительства станции как источник электроэнергии, также для управления ориентацией в пространстве и поддержания температурного режима. Впоследствии эти функции были переданы другим модулям, а "Заря" стала использоваться как склад.

7 декабря 1998 года к нему был пристыкован американский соединительный модуль "Юнити" (Unity), доставленный на орбиту шаттлом "Индевор". Американские модули этой серии служат как соединительные отсеки и для стыковки с транспортными кораблями.

А 10 декабря впервые были открыты люки в новую станцию. Первыми в нее вошли российский космонавт Сергей Крикалев и американский астронавт Роберт Кабана.

26 июля 2000 года в состав МКС был введен служебный модуль "Звезда", который на этапе развертывания станции стал ее базовым блоком, основным местом для жизни и работы экипажа. Изначально "Звезда" разрабатывался в качестве замены базового модуля орбитальной станции "Мир". Но последовавшая после распада СССР реальность внесла свои коррективы, и этот модуль стал сердцем МКС.

После его установки стало возможно отправлять на станцию долговременные экспедиции. Экипаж первой такой экспедиции в составе : Уильям Шеперд (командир), Юрий Гидзенко (пилот) и Сергей Крикалев (бортинженер) прибыл на борт станции в ноябре того же года. С тех пор станция стала постоянно обитаемой.

Той же осенью 2000 года, МКС посетило несколько шаттлов, смонтировавших энергетический модуль с первым комплектом солнечных батарей. Зимой 2001 года МКС пополнилась лабораторным модулем "Дестини", доставленным на орбиту шаттлом "Атлантис".

Стыковочный модуль "Пирс", изготовленный РКК "Энергия," был запущен в сентябре 2001 года. Он служит для стыковки кораблей "Союз" и "Прогресс", а также для выхода экипажей в открытый космос .

В 2001 - 2002 году шаттлы доставили на МКС внешние складские платформы, а также элементы ферменных конструкций, которые использовались для хранения грузов снаружи станции, установки радиаторов, новых солнечных батарей и другого оборудования. Общая длина ферм к настоящему моменту достигает 109 метров.

2003 год. Из-за катастрофы шаттла "Колумбия", работы по сборке МКС приостанавливаются почти на три года.

2005 год. Наконец шаттлы возвращаются в космос и строительство станции возобновляется. Они доставляют на орбиту новые элементы ферменных конструкций. С их помощью, на МКС устанавливаются новые комплекты солнечных батарей, что позволяет увеличить ее энергетику.

Осенью 2007 года МКС пополняется модулем "Гармония" (он стыкуется к модулю "Дестини"), который в будущем станет соединительным узлом для двух исследовательских лабораторий: европейской "Коламбус" и японской "Кибо". В 2008 году на орбиту шаттлом доставляется "Коламбус" и стыкуется с "Гармонией".

Март 2009 года. Шаттл "Дискавери" доставляет на орбиту последний четвертый комплект солнечных батарей. Теперь станция работает в полную мощность и может принимать постоянный экипаж из 6 человек.

В 2009 году к МКС пристыковали модуль "Поиск " - малый исследовательский модуль, практически идентичный "Пирсу". Кроме того, начинается сборка японского "Кибо" (модуль состоит из трех компонентов).

В феврале 2010 года к модулю "Юнити" добавляется американский модуль "Cпокойствие". Со "Спокойствием" в свою очередь стыкуется знаменитый "Купол", из которого хорошо проводить наблюдения.

К тому времени вес МКС составил более 400 тонн, по габаритам она примерно соответствует футбольному полю. Станция вращается вокруг Земли на высоте около 340 километров, совершая вокруг нее 16 оборотов в сутки. На звёздном небе ее можно наблюдать невооруженным глазом - иногда это самое яркое небесное тело после Солнца и Луны.

Управление МКС осуществляется:

· российским сегментом — из Центра управления космическими полётами в Королёве;

· американским сегментом — из Центра управления полётами имени Линдона Джонсона в Хьюстоне;

· управление лабораторного модуля — европейского «Коламбус» из Центра управления Европейского космического агентства (Германия);

· управление лабораторного модуля — японского «Кибо» из Японского агентства аэрокосмических исследований.

Между Центрами идёт постоянный обмен информацией.

Летом 2011 года - шаттлы прекращают полёты. С того времени МКС обеспечивают прилетающими на её борт экспедициям и грузами российские корабли, запускаемые на российских ракетах-носителях. Прежде всего, это "Союзы", которые считаются одними из самых надежных в мире.

В разные годы был создан целый ряд модификаций «Союза». Все представители этого семейства работают на топливной паре керосин и жидкий кислород. Сегодня в эксплуатации находятся «Союз-2» и «Союз-ФГ», причем последняя, как раз и используется для пилотируемых полетов к МКС.

У американцев сложилась непростая ситуация: несмотря на усилия NASA, прилагаемые для возобновления космических средств доставки экипажей на орбиту, альтернативы российским ракетам-носителям в мире пока не найдено. Закрыв программу шаттлов, они вернулись к традиционным ракетам, подключив к программе частные компании. Но, не сертифицирован ни один обитаемый корабль, который можно было бы доверить какой-либо ракете-носителю.

В ноябре прошлого года было отмечено 20-летие вступления на борт МКС первого экипажа, когда Юрий Гидзенко, Сергей Крикалёв и американец Уильям Шеперд пробыли там четыре с половиной месяца, проведя сборку компонентов станции и несколько научных экспериментов.

Станция стала первым примером коммерциализации космических полетов. Роскосмос совместно с компанией Space Adventures впервые отправил на орбиту космических туристов. Широкий резонанс в обществе получила свадьба в космосе. Российский космонавт Юрий Маленченко и американка русского происхождения Екатерина Дмитриева дистанционно обвенчались: Маленченко находился на борту станции, а Дмитриева - на Земле в Хьюстоне.

Но главное, за 20 лет своего существования станция превратилась в лабораторию для многочисленных экспериментов, которые нужны не только для исследования космоса, но и для нужд земной медицины, понимания физиологии человека, создания новых материалов, предотвращения катастроф на Земле и многого другого.

Однако человеческая деятельность в высокотехнологичной среде невозможна без поломок и аварий. АиФ.ru вспоминает хронику происшествий, которые нарушали размеренную жизнь обитателей МКС.

Первое серьёзное ЧП случилось 25 апреля 2001 года. Из строя вышли три главных компьютера американского сегмента станции, пропала связь с Центром управления полётами в Хьюстоне. Переговоры с Землёй пришлось вести через пристыкованный к МКС шаттл «Индевор». На следующий день связь восстановили. Поломка, как выяснилось, произошла в устройстве хранения информации — там повредились файлы на жёстких дисках.

В мае 2002 года сломался один из трёх генераторов кислорода «Электрон». На устранение неисправности экипаж потратил четыре дня. Впоследствии неполадки в этой системе возникали ещё несколько раз.

Падение давления на станции впервые зафиксировали 31 декабря 2003 года. За сутки оно опускалось в среднем на 1-1,5 миллиметра ртутного столба. В ходе проверки в американском модуле была найдена трещина в дренажном устройстве внутри иллюминатора. Через две недели неполадку устранили.

На МКС неоднократно выходили из строя гиродины — механизмы, отвечающие за ориентацию станции в пространстве (по сути, это гироскопы). 21 апреля 2004 года одна такая поломка привела к отключению электропитания. Чтобы привести систему в порядок, понадобился выход в открытый космос российского космонавта Геннадия Падалки и американца Майкла Финка. Через год отказал другой гироскоп. Станция потеряла ориентацию в пространстве, управление было восстановлено лишь через пять часов, и всё это время поддерживать положение громоздкой конструкции приходилось с помощью российских двигателей. После этого проблемы с гиродинами возникали ещё дважды.

18 сентября 2006 года на МКС сработали датчики задымления. Экипаж почувствовал неприятный запах. Оказалось, что перегрелся резиновый шланг уже упомянутой системы регенерации воздуха «Электрон». Все вентиляционные системы на станции отключили, чтобы предотвратить распространение дыма и загрязнителей. Космонавты были вынуждены облачиться в респираторы и защитные очки. Через полтора месяца транспортный грузовой корабль «Прогресс» доставил запчасти, и систему «Электрон» починили.

30 октября 2007 года случилось ЧП снаружи станции. Одна из панелей солнечных батарей, установленных во время выхода в открытый космос, при развёртывании повредилась: запутавшийся трос привёл к разрывам на её поверхности. Несколько дней на Земле думали, как устранить неисправность. Ситуация осложнялась тем, что рядом с местом поломки находились устройства под напряжением, а астронавта туда нужно было доставить при помощи крана-манипулятора. В итоге американцы Скотт Паразински и Дуглас Уилок починили батарею, наложив на неё изготовленные из подручных материалов алюминиевые стяжки.

В мае 2008 года на станции сломался единственный санузел. Отказал двигатель вентилятора, из-за чего сбор жидкостей стал происходить с перебоями. Экипажу пришлось «ходить» в резервный туалет, находившийся на российском корабле «Союз ТМА-12». Но его ресурс был ограничен, поэтому космонавты соорудили временную систему сбора продуктов жизнедеятельности, используя сменные ёмкости. Ситуация была очень серьёзной, ЦУП даже рассматривал возможность экстренной эвакуации экипажа. Но 2 июня с шаттлом «Дискавери» подоспела новая помпа для унитаза, а впоследствии на станцию доставили и второй санузел.

Целый ряд орбитальных ЧП был связан с потерей герметичности. Вот лишь пара случаев. 30 августа 2018 года датчики зафиксировали падение давления внутри станции. Воздух уходил из бытового отсека корабля «Союз», пристыкованного к МКС. Вскоре был найден источник утечки — отверстие в обшивке диаметром 2 миллиметра. Олег Артемьев и Сергей Прокопьев наложили на него заплатку из нескольких слоёв эпоксидной смолы, а на следующий день ещё добавили герметика. Но это было лишь начало истории. При первом же осмотре повреждения стало ясно, что тут не обошлось без сверла: на фотографиях вокруг ровного круглого отверстия были чётко видны круги.

Неприятная ситуация грозила перерасти в международный скандал: кроме двух российских космонавтов на станции в то время находились американцы Эндрю Фейстел, Ричард Арнольд, Серина Ауньон-Чанселлор и немец Александр Герст. Отношения России и США и без того были хуже некуда, а тут пришлось гадать, кто и с какой целью мог просверлить дырку в обшивке российского корабля.

Роскосмос сформировал специальную комиссию для расследования инцидента. На Земле виновных не нашлось (все работы в кабине космического корабля при подготовке к полёту проходят под строжайшим контролем), поэтому подозрение пало на астронавтов. СМИ со ссылкой на источники в ракетно-космической отрасли стали излагать версию, что у американцев был мотив вызвать повреждение на станции: им надо было скорее доставить на Землю одного из своих коллег. Через несколько месяцев прозвучала и фамилия этого человека. У Серины Ауньон-Чанселлор во время полёта был обнаружен тромб в сосуде шеи. Женщина сильно нервничала: обратный полёт предстоял лишь через полгода... Завершив расследование, Роскосмос так и не назвал причину возникновения отверстия в обшивке «Союза». «Что случилось, нам все понятно, но мы вам ничего не расскажем. Должна же быть какая-то тайна у нас», — сказал журналистам глава Госкорпорации Дмитрий Рогозин.

С нарушением герметичности станции связано и ЧП 20 августа прошлого года. На МКС обнаружили небольшую утечку воздуха. Она была незначительной, но на поиски источника ушло много времени. Отверстие искали, отслеживая потоки воздуха разными способами, в том числе наполняя российский модуль конфетти. В конце концов Анатолий Иванишин нашёл место утечки в переходном отсеке модуля «Звезда» при помощи пакетика чая. Оказалось, что это очень узкая трещина, больше похожая на царапину, длиной 27 миллиметров. В качестве одной из причин её появления эксперты рассматривают пробитие корпуса станции микрометеоритом или мелким фрагментом космического мусора.

МКС - это самый посещаемый в истории космонавтики орбитальный космический комплекс. На 15 июня 2021 года число человеко-посещений составило 428. Если не считать повторных посещений, то на МКС побывало 204 космонавта и астронавта На 1 июня 2021 года длительность непрерывного пребывания человека на борту МКС превысила 9545 дней, тем самым был побит рекорд, принадлежавший станции «Мир».

За это время прошли подготовку и выполнили в полном объеме запланированные программы работ на МКС экипажи 64-х основных экспедиций и 19-ти экспедиций посещения За это время российскими космонавтами выполнено 60 выходов в открытый космос общей продолжительностью более 368 часов.

В настоящее время (август 2021 года) на станции работает экипаж 65-ой длительной экспедиции в составе космонавтов РОСКОМОСА Олега Новицкого и Петра Дуброва, астронавтов NASA Майкла Хопкинса, Виктора Гловера, Шеннон Уокер, Марка Ванде Хая, Шейна Кимброу, Меган Макартур и астронавтов JAXA Соити Ногути, Акихико Хосиде.

В состав российского сегмента МКС входят пять модулей: функционально-грузовой блок "Заря", служебный модуль "Звезда", малые исследовательские модули "Поиск" и "Рассвет" и только что пристыкованный многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ) "Наука".

Этот модуль начали строить в 1995 году как наземный дублер первого модуля МКС "Заря". Его запуск планировался в 2007 году, но по финансовым и техническим причинам был отложен суммарно на 14 лет. В "Науке" есть спальное место космонавта, туалет, системы регенерации кислорода из воды и воды из урины, рабочие места для проведения экспериментов. Он также оборудован шлюзовой камерой для выноса наружу станции научного оборудования и европейским дистанционным манипулятором.

Запуск "Науки" был ожидаемым событием, для многих он стал своеобразным символом возвращения России в большую космонавтику. Правда, два года назад в точку Лагранжа L2 системы Земля- Солнце Роскосмос запустил космическую обсерваторию "Спектр-РГ". Но именно "Наука" стала более близкой и понятной обществу.

Ракета-носитель "Протон-М", при помощи которой осуществлялся запуск модуля с космодрома "Байконур", сработала штатно. Однако на орбите возникли проблемы с включением двигателей самого модуля, из-за которых была отложена отстыковка модуля "Пирс" от МКС на сутки. Ситуация была сложной. Специалистам из Центра управления полетами удалось решить проблему — сначала изменили орбиту, использовав менее мощные двигатели причаливания и стыковки. Затем, еще спустя сутки, смогли запустить основные двигатели и провести требуемую коррекцию.

Стыковка, назначенная на 29 июля, произошла успешно. Но при попытке открыть люк модуля внезапно запустились двигатели ориентации "Науки" по оси тангажа. Это привело к тому, что станция начала поворачиваться. Вот как описывает ситуацию руководитель полетов NASA Зебулон Сковилл, который оказался за пультом управления в момент внештатной ситуации:

"Из сообщений следовало, что МКС потеряла контроль над ориентацией, то есть начала опрокидываться. Обычно четыре больших гироскопа, вращающихся со скоростью 6000 оборотов в минуту, удерживают космическую станцию ​​в устойчивом положении, но теперь какая-то сила, казалось, противодействовала им. Двигатели «Науки» начали «выстреливать» словно пытаясь оторвать модуль от МКС. Отключить их не было возможности. В Роскосмосе ответили, что «Наука» может принимать команды только напрямую с наземной станции в России, а до следующего прохода над ней оставалось 70 минут.

МКС фактически выполняло сальто назад: пристыкованный к нижней части МКС российский модуль, пытаясь сдвинуться с места, опускал заднюю часть всей станции, а передняя наоборот вздымалась вверх. Скорость начавшегося движения составляла 0,56 градуса в секунду, и, к счастью, это было недостаточно быстро, чтобы вызвать значительную искусственную гравитацию. Астронавты на борту МКС почти не ощутили изменений условий на станции."

В российском Центре контроля полетов параллельно запустили двигатели на других модулях МКС — «Звезда» и «Прогресс» — чтобы компенсировать вращение, вызываемое «Наукой». Все завершилось через 15 минут: двигатели «Науки» отключились - в них кончилось топливо. К этому моменту МКС сделала полтора оборота вокруг своей оси, и для возвращения в исходное положение хватило одного оборота на 180 градусов — через час все системы работали уже в нормальном режиме.

На состоянии МКС в целом инцидент никак не повлиял, - считает Сковилл. По его словам, на протяжении всего инцидента, никто из семи находящихся на борту астронавтов не подвергался опасности, и ситуация не выходила из-под контроля, хотя ему и пришлось впервые за 7 лет работы объявить аварийную ситуацию с космическим кораблем.

Руководитель полетом российского сегмента МКС Владимир Соловьев сообщил, что инцидент 29 июля произошел из-за кратковременного сбоя программного обеспечения, в результате которого была ошибочно реализована прямая команда на включение двигателей модуля на увод. То есть "Наука" попыталась продолжить стыковаться в автоматическом режиме, что повлекло за собой вращение всей МКС.

Глава NASA Билл Нельсон в ходе конференции, посвященной эксплуатации Международной космической станции, сказал, что присоединение к МКС российского модуля «Наука» будет способствовать развитию сотрудничества РФ и США и добавил: «Я взволнован тем, что сулит нам будущее: «Наука» и европейский робот-манипулятор помогут совершить еще больше открытий, ценных как для жизни на Земле, так и с учетом нашего продвижения в Космос и на Марс".

Такой перспективой можно завершить попытку краткого обзора темы "Человек в Космосе. 60 лет", предпринятую редакцией Интернет-портала "Труженики Космоса". Мы стремились пройти этот путь вместе с творцами, участниками и свидетелями космической истории, используя их материалы, размещённые на сайтах Интернета и в других открытых источниках.

Благодарим всех, проявивших внимание к этому "сериалу" и внёсших рекомендации по его улучшению.

В. Кажарский