Практическое применение космонавтики

заряженных частиц высоких энергии и их взаимодействие с магнитным полем

Земли, изучается их вклад в радиационные пояса. По результатам наблюдений

получена новая информация о верхних слоях атмосферы, полярных сияниях,

потоках микрометеорных частиц вдоль орбиты ДОС. Материалы с результатами

геофизических исследований либо привозились космонавтами при возвращении,

либо доставлялись с помощью специальных СГК. Постоянно ведутся съемки

различных районов планеты (в том числе зарубежных территорий на

коммерческой основе) с целью исследования природных ресурсов Земли и

окружающей среды.

Эксперименты по космической технологии проводились на

электронагревательных установках отечественного и зарубежного производства.

Цель этих работ - изучение процессов структурообразования металлических

сплавов в условиях невесомости и получение кристаллов полупроводниковых

материалов улучшенного качества. Изучалось влияние факторов открытого

космического пространства на различные материалы и элементы

электрорадиосистем.

Постоянно проводятся эксперименты, направленные на дальнейшее

совершенствование космической техники, проверку конструкторско-

технологических решений и испытания, новых образцов, включая монтажно-

сборочные работы. Сюда же относятся исследования динамических характеристик

ДОС «Мир» в различной конфигурации. Важным техническим экспериментом стало

испытание индивидуального средства передвижения космонавта в открытом

космосе. Испытательные полеты на «космическом кресле» успешно провели А.А.

Серебров и А.С. Викторенко в феврале 1990 г. Сейчас оно выведено в открытый

космос и прикреплено к внешней поверхности модуля «Кристалл».

Был проведен оригинальный эксперимент (на грузовом корабле «Прогресс М-

15») по развертыванию в космосе крупногабаритного бескаркасного пленочного

отражателя. Такие отражатели могут использоваться в качестве солнечного

паруса для создания тягового усилия или для освещения районов земной

поверхности отраженным солнечным светом.

Выполнены многочисленные биологические исследования жизненного цикла и

изменений в развитии высших растений и животных в условиях космического

полета. Проводились эксперименты по электрофоретическому разделению и

очистке биологически активных веществ и лекарственных препаратов. Получены

и доставлены на Землю опытные партии монокристаллов белковых соединений для

последующего использования в фармакологии.

На станции постоянно ведутся медицинские эксперименты, наблюдения и

исследования по дальнейшей оценке влияния невесомости и других факторов

космического полета на организм человека. Апробирована и доведена до

практического использования созданная в нашей стране система

профилактических предполетных, полетных и реадаптационных мероприятий,

включающая режимы работы, отдыха и питания, программы проведения наземных и

орбитальных тренировок.

МЕЖДУНАРОДНАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Международная космическая станция (МКС) - крупнейший научно-технический

проект современности. В нем участвуют США, Россия, Европейское космическое

агентство (членами которого являются 14 стран), Япония и Канада.

Хотя Россия подключилась к этому проекту позже других участников, но ее

роль сразу же стала одной из ведущих. Ведь только российская космонавтика

обладает опытом более чем 30-летней эксплуатации орбитальных станций.

Только в России практически решена проблема длительных пилотируемых полетов

, в том числе и ее медико-биологические аспекты, что позволяет космонавтам

без ущерба для здоровья переносить многомесячное воздействие невесомости. И

к тому же только Россия имеет в своем распоряжении действующую постоянно

обитаемую орбитальную станцию "Мир", на которой можно в реальных условиях

осуществлять практическую подготовку космонавтов к будущей работе на МКС.

Основные направления использования МКС на качественно новом уровне

продолжат работы, проводимые на станции "Мир" , и включат в себя

фундаментальные медико-биологические исследования, производство

высокотехнологичных материалов и биопрепаратов, изучение поведения

организма человека в условиях длительного космического полета,

фундаментальные исследования микрогравитации, астрофизические исследования,

изучение атмосферы и .поверхности Земли в интересах фундаментальных наук и

прикладных целей, строительство в космосе крупных сооружений для различных

исследований и межпланетных перелетов .

После завершения полной сборки масса МКС превысит 400 тонн, а объем ее

герметичных отсеков составит более 1100 м3. Длительность эксплуатации МКС

предполагается не менее десяти лет. При этом на станции будет постоянно

находиться экипаж в количестве семи человек (из них три места выделено для

России).

На этапе создания экипаж МКС будет состоять из трех человек, В ноябре

1997 года РКА и ПАСА определили первые четыре экипажа для многомесячных

экспедиций на МКС.

В экипаж первой экспедиции вошли: капитан 1-го ранга ВМС США Уильям

Шепперд (командир МКС и космонавт-исследователь корабля "Союз"), полковник

ВВС России Юрий Гидзенко (командир корабля "Союз" и пилот МКС) и Сергей

Крикалев (бортинженер корабля "Союз" и МКС).

Первый; экипаж отправится на МКС на российском корабле "Союз", а его

смена (второй экипаж) прибудет туда; на американском корабле: "Спейс -

Шаттл".

В составе экипажа второй экспедиции российский космонавт Юрий Усачев

(командир), полковник сухопутных войск США Джеймс Восс и подполковник ВВС

США Сьюзан Хелмс.

Экипаж третьей экспедиции, как и первой, прибудет на МКС на корабле

"Союз". В составе этого экипажа капитан первого ранга ВМС США Кеннет

Бауэрсокс, полковник ВВС России Владимир Дежуров и еще один российский

космонавт Михаил Тюрин (единственный из всех членов экипажей, еще не

летавший в космас).

В экипаже четвертой экспедиции полковник ВВС России Юрий Онофриенко,

подполковник ВМС США Карл Уолз и капитан первого ранга ВМС США Дэниел Берш.

Этот экипаж, как и второй, будет доставлен на МКС на корабле "Спейс –

Шаттл", а возратится на Землю на корабле "Союз".

Таким образом, колличество российских космонавтов и американских

астронавтов в экипажах первых четырех основных экспедиций поделено поравну.

При подготовке к палетам дублером первого экипажа является третий экипаж, а

дублером второго – четвертый.

Совместные полеты как первый этап создания международной станции.

17 июня 1992 года между Россией и США было заключено соглашение о

сотрудничестве в исследовании космического пространства в мирных целях. В

соответствии с этим соглашением РКА и НАСА разработали совместную программу

"Мир – Шаттл", состоящую из трех взаимосвязанных проектов: полетов

российских космонавтов на американском корабле "Спейс – Шаттл", полета

американских астронавтов на российской космической станции "Мир" и

совместного полета, включающего сближения и стыковку корабля "Спейс –

Шаттл" со станцией "Мир". Исполнительное соглашение между РКА и НАСА о

сотрудничестве в области пилотируемых полетов было подписанно 5 октября

1992 года.

Рассмотрение дальнейших направлений возможного сотрудничества привело к

перспективам объединения национальных программ по созданию н6овых

орбитальных станций ("Мир – 2" в России и "Фридом" в США). В соответствии с

решениями российско-американской комиссии по энергетике и космосу от 2

сентября 1993 года специалисты обеих стран подготовили детальный план работ

по Международной космической станции (МКС), определив ее общую

конфигурацию, объемы и формы работ. Этот план был подписан: 1 ноября 1993

года в Москве руководителями РКА и НАСА.

План, по существу, является долгосрочной совместной российско-

американской программой пилотируемых космических полетов и состоит из трех

этапов (трех фаз). Первый этап предусматривал совместные полеты российских

космонавтов и американских астронавтов на кораблях "Спейс - Шаттл" и

станции "Мир". Второй этап - это начало создания принципиально новой

космической станции на основе российского и американского оборудования. В

ходе третьего этапа строительство МКС должно быть полностью завершено.

Ранее разработанная программа "Мир - Шаттл" стала составной частью

первого этапа (фаза 1А). В соответствии с этой программой выполнены два

полета российских космонавтов на американском корабле "Дискавери" (во

втором полете осуществлялось сближение со станцией "Мир" до 11 метров),

.длительный полет американского астронавта на российской станции "Мир" в

составе экипажа основной экспедиции, стыковка американского корабля

"Атлантис" со станцией "Мир" и смена экипажа основной экспедиции на

российской орбитальной станции.

Продолжением программы "Мир - Шаттл" стала программа "Мир - НАСА" (фаза

1 Б ). Ее основными задачами были:

. проведение научных исследований и экспериментов, испытание нового

оборудования и технологий , отработка элементов перспективных систем

для МКС;

. отработка взаимодействия российских и американских средств и служб

управления, а также взаимодействия международных экипажей.

По этой программе совершено шесть полетов корабля "Атлантис" и по

одному полету кораблей "Индевор" и "Дискавери " к станции "Мир". В первом

из них на станцию был доставлен созданный в России стыковочный отсек,

обеспечивающий стыковку американских кораблей с российской станцией без

изменения ее конфигурации. С 24 марта 1996 года по 8 июня 1998 года на

станции "Мир", сменяя друг друга, постоянно находились американские,

астронавты. Их доставка на станцию и возвращение на Землю обеспечивались

кораблями "Спейс - Шаттл".

Всего в ходе фазы 1 (по программам "Мир - Шаттл" и "Мир - НАСА") на

американских кораблях совершили полеты 9 российских космонавтов: Сергей

Крикалев, Владимир Титов (дважды), Анатолий Соловьев, Николай Бударин;

Владимир Дежуров, Геннадий Стрекалов, Елена Кондакова, Салижан Шарипов и

Валерий Рюмин. На станции "Мир" побывало 44 американские астронавта, в том

числе трижды - Чарлз Прекорт, дважды - Терренс Уилкатт и Уэнди Лоренс.

Длительные (многомесячные) полеты в составе экипажей основных экспедиций

совершили 7 американских астронавтов: Норман Тагард, Шеннон Люсид, Джон

Блаха, Джерри Линенджер, Майкл Фоэл, Дэвид Вулф и Эндрю Томас. Их суммарное

время пребывания на российской станции (от стыковки до расстыковки) - 942

суток 06 часов 15 минут.

Таким образом, станция "Мир" стала основным испытательным полигоном для

проверки технических решений и технологий при создании элементов МКС,

отработки организации и взаимодействия средств и служб управления разных

стран, апробирования методик медико-биологического обеспечения длительных

полетов международных экипажей.

Функционально–грузовой блок "Заря"

Функционально-грузовой блок (ФГБ) "Заря" является первым элементом

Международной космической станции. Он разработан и изготовлен ГКНПЦ имени

М. В. Хруничева (г. Москва, Россия) в соответствии с контрактом,

заключенным с генеральным субподрядчиком по проекту МКС – компании "Боинг"

(г. Хьюстон, штат Техас, США) с этого модуля начинается сборка МКС на около

земной орбите. На начальной стадии сборки ФГБ обеспечивает управление

полетом связки модулей, электропитания, связь, прием, хранение и перекачку

топлива.

Основные технические характеристики

Масса на орбите 20040 кг.

Длина по корпусу 12990 мм.

Максимальный диаметр 4100 мм.

Объем герметичных отсеков 71, 5 м3.

Размах солнечных батарей 24400 мм.

Площадь фотоэлектрических элементов 28 м2.

Гарантированные среднесуточная мощность электроснабжения напряжением 28

В3 кВт.

Мощность электроснабжения американского сегментадо 2 кВт.

Масса заправляемого топлива 3800 кг.

Ракета-носитель "Протон":

Параметры орбиты выведения:

Высота в перегеи180 км;

Высота в апогеи 340 км;

Период обращения 89,6 мин;

Наклонение 51,6 град;

Высота орбиты сборки 385км;

Высота рабочей орбиты 350-500 км;

Длительность функционирования 15 лет.

Компоновка

Компоновка ФГБ включает в себя приборно-грузовой отсек (ПГО) и

герметичный адаптер (ГА), предназначенный для размещения бортовых систем,

обеспечивающих механическую стыковку с другими модулями МКС и прибывающими

на МКС кораблями. ГА отделен от ПГО герметичной сферической переборкой, в

которой имеется люк диаметром 800 мм. На внешней поверхности ГА имеется

специальный узел для механического захвата ФГБ манипулятором корабля

"Шаттл". Герметичный объем ПГО составляет 64,5 м3., ГА - 7.0 м3..

Внутреннее пространство ПГО и ГА разделено на две зоны: приборную и жилую.

В приборной зоне размещены блоки бортовых систем. Жилая зона предназначена

для работы экипажа. В ней находятся элементы систем контроля и управления

бортовым комплексом, а также аварийного оповещения и предупреждения

Приборная зона отделена от жилой зоны панелями интерьера. ПГО функционально

разделен на три отсека: ПГО-2 - это коническая секция ФГБ, ПГО-3 -

примыкающая к ГА цилиндрическая секция, ПГО- 1 - цилиндрическая секция

между ПГО-2 и ПГО-3.

Стыковочные агрегаты

ФГБ оснащен тремя стыковочными агрегатами. Активный гибридный

стыковочный агрегат установлен на переднем торцевом шпангоуте ПГО и

используется для стыковки со служебным модулем. На заднем торцевом

шпангоуте ГА имеется пассивный андрогинный периферийный агрегат стыковки

(АПАС), предназначенный для стыковки с герметичным американским адаптером

РМА - 1, через который ФГБ будет соединен с модулем Node - 1 "Единство"

(Unity).

На ГА находится также пассивный стыковочный агрегат типа "конус". Он

установлен перпендикулярно продольной оси ФГБ и предназначен для стыковки с

пилотируемыми и грузовыми кораблями и со стыковочно-складским модулем MCC-

1/DSM-1.

Система энергоснабжения

Система энергоснабжения (СЭС) ФГБ предназначена для обеспечения

'электропитанием постоянного тока всех потребителей данного модуля и

модулей американскою сегмента на начальном этапе сборки МКС, а на более

поздних этапах - для приема части электрической энергии от американского

сегмента и служебного модуля и передачи ее на российский сегмент.

Первичным источником энергии на ФГБ являются солнечные батареи (СБ). В

состав СБ входят две панели. Площадь фотоэлектрических преобразователей на

каждой из них составляет 28 кв.м (7 м в длину и 4 м в ширину).

Фотоэлектрические ячейки защищены с обеих сторон прозрачным покрытием из

стекла и лицевой поверхностью обращены в одну сторону. 90% солнечной

энергии улавливается поверхностью батарей, обращенной к Солнцу, и 10%

энергии улавливается обратной стороной, что дает возможность использовать

солнечный свет, отраженный от Земли.

Механизм раскрытия СБ позволяет производить их складывание и повторное

раскрытие. В случае отказа электропривода панели СБ могут быть раскрыты или

сложены вручную экипажем во время выхода в открытый космос.

Системы служебного борта и станционного борта

Функционально бортовые системы ФГБ разделяются на системы служебного

борта и системы станционного борта.

Системы служебного борта обеспечивают работу ФГБ во время выведения его

на орбиту, автономного полета и частично, когда он находится в связке с

другими модулями МКС. В состав систем служебного борта входят:

•система управления (СУ);

•двигательная установка (ДУ);

•система подачи: и перекачки топлива (СпиПТ);

•система управления бортовым комплексом (СУБК);

•система внутреннего освещения (СВО);

•командно-измерительная система (КИС) "Компарус ";

• радиотелеметрическая система БР-9ЦУ- 8;

•радиотелеметрическая система "Сириус-4";

•система электроснабжения (СЭС);

•система ориентации солнечных батарей (СОСБ);

•система обеспечения теплового режима (СОТР);

•система пожарообнаружения и пожаротушения (СПоПТ);

Системы станционного борта предназначены для обеспечения работы ФГБ в

составе МКС. В состав станционного борта входят:

•система стыковки (СС);

•система интеграции и сопряжения (СИС);

•система обеспечения газового состава (СОГС);

•система телевидения (СТ);

•система телефонной связи (СТС),

•аппаратура сбора сообщений (АСС);

•бортовая вычислительная система (ВВС);

•оборудование телеоператорного режима управления (ТОРУ) сближением и

причаливанием;

•пассивная радиотехническая система сближения и стыковки "Курс-П".

Схема полета

ФГБ "Заря" выводится на эллиптическую орбиту ракетой носителем

"Протон". Минимальная высота этой орбиты составляет около 180 км,

максимальная около 340 км. После отделения от последней ступени ракеты-

носителя на ФГБ раскрываются антенны систем "Курс" и "Компарус" и панели

СБ, переводятся в рабочий режим соответствующие бортовые системы.

Управление полетом ФГБ осуществляется из российского Центра управления

полетами - ЦУП-М (г. Королев Московской обл.). Причем передача команд

возможна как через наземные станции слежения, расположенные на территории

России, так и через американский Центр управления полетом - ЦУП-Х (г.

Хьюстон, штат Техас), а также через спутники-ретрансляторы.

Во вторые сутки полета ФГБ проводится тестовое включение одного из двух

двигателей большой тяги - ДКС. После теста с помощью этого двигателя дается

импульс на повышение перигея орбиты до 250 км. На четвертые и пятые сутки

включением все того же двигателя формируется круговая орбита высотой около

385 км -так называемая орбита сборки, на которой ФГБ будет ожидать прилета

корабля "Спейс - Шаттл" STS-88 с модулем Node-1 "Единство" (Unity).

Полет STS-88 предстоит совершить кораблю "Индевор" (Endeavour).

На третий день после старта "Индевор" подходит к ФГБ и захватывает его

своим манипулятором. Для этого на герметичном адаптере (ГА) ФГБ имеется

специальный узел. После механического захвата с помощью манипулятора ФГБ

состыковывается с герметичным американским адаптером РМА- 1, который

соединен с модулем Node-1. На следующий день двое, а астронавтов выходят в

открытый космос для стыковки электроразъемов между ФГБ и РМА-1.

В последующие двое суток производится наддув РМА-1, выравнивание

давления в ГА и РМА-1, контроль герметичности стыка между ГА и РМА-1,

контроль параметров атмосферы в ФГБ. Затем начинается подготовка к входу

экипажа "Индевора" в ФГБ. Выравнивается давление в ГА и в приборно-

агрегатном отсеке (ПГО) ФГБ. Астронавты входят сначала в ГА, затем

открывают люк в ПГО и переходят туда. Предусматривается проведение

телевизионной передачи из ФГБ во время нахождения там экипажа. В тот же

день экипаж возвращается в свой корабль, герметично закрыв за собой люки.

Еще примерно сутки продолжается полет первых модулей МКС в связке с

кораблем "Индевор", Затем корабль отстыковывается и, совершив облет,

возвращается на Землю. МКС в составе ФГБ и Node-1 будет продолжать

автономный полет. Ее следующим элементом должен стать служебный модуль,

после прихода, которого на МКС уже может постоянно находиться экипаж.

Экипаж корабля "Индевор" STS-88/

Для своего первого полета по программе МКС НАСА выделило корабль

"Индевор" (Endeavour). Этот полет получил наименование "STS-88".

В экипаж корабля "Индевор" STS-88 включены пять американских

астронавтов и один российский космонавт. Командир корабля - Роберт Кабана,

пилот - Фредерик Стеркоу, специалисты полета - Нэнси Керри, Джерри Росс,

Джеймс Ньюман и Сергей Крикалев (Россия).

Роберт Кабана (Robert Cabana), полковник морской пехоты США, астронавт

НАСА. Родился 23 января 1949 года. За время военной службы и работы

летчиком-испытателем освоил 33 различных типа самолетов, налетал свыше 5000

часов. В отряде астронавтов с 1985 года. Совершил три космических полета

обшей продолжительностью более 353 часов. Дважды был пилотом (STS-41 в 1990

году и STS-53 в 1992 году) и один раз командиром (STS-65 в 1994 году).

Фредерик Стеркоу (Frederick Sturckow), майор морской пехоты США,

астронавт НАСА, Родился 11 августа 1961 года, К качестве летчика-

истребителя участвовал в операции "Буря в пустыне" в Ираке в 1990 году,

совершил 41 боевой вылет. За время военной службы и работы летчиком-

испытателем освоил более 40 различных типов самолетов, налетал свыше 2500

часов. В отряде астронавтов с 1994 года.

Нэнси Керри (Nancy С urrie), майор сухопутных войск США, астронавт

НАСА. Родилась 29 декабря 1958 года. В отряде астронавтов с 1990 года.

Совершила два космических полета обшей продолжительностью более 454 часов.

Оба раза была специалистом полета (STS-57 в 1993 году и STS-70 в 1995

году).

Джерри Росс (Jerry Ross), полковник военно-воздушных сил США ,

астронавт НАСА. Родился 20 января 1948 года. В отряде астронавтов с 1980

года . Совершил пять космических полетов общей продолжительностью более 850

часов. Выполнил 4 выхода в открытый космос суммарной длительностью около 23

часов. Во всех пяти полетах участвовал в качестве специалиста (STS-61B в

1985 году, STS-27 в 1988 году, STS-37 в 1991 году, STS-55 в 1993 году и STS-

74 в 1995 году). Последний из этих полетов был к станции "Мир" (доставка

стыковочною отсека).

Джеймс Ньюман (James Newman), астронавт НАСА. Родился 16 октября 1956

года. В отряде астронавтов с 1990 года. Совершил два космических полета

общей продолжительностью более 496 часов. Выполнил один выход в открытый

космос длительностью около 7 часов. В обоих полетах участвовал в качестве

специалиста (STS-51 в 1993 году и STS-69, а 1995 году).

Сергей Константинович Крикалев, космонавт РКК "Энергия" имени С. П.

Королева (Россия). Родился 27 августа 1958 года. Мастер спорта СССР по

самолетному спорту. В отряде космонавтов с 1985 года. Совершил три

космических полета общей продолжительностью 471 сутки 14 часов 18 минут.

Дважды был бортинженером длительных экспедиций на станции "Мир" (в 1988-

1989 и 1991-1992 годах), первым из российских космонавтов совершил полет на

американском корабле "Спейс шаттл" (STS-60 в 1994 году). В настоящее время

является заместителем руководителя полета станции "Мир" и проходит

подготовку к длительному полету в качестве бортинженера первой экспедиции

на МКС.

Список литературы:

1. Детская Энциклопедия. 2 том. Издательство «Просвещение» Москва 1965

г.

2. О.Г. Газенко, И.Д. Пестров, В.И. Макалов: «Человечество и космос»

Москва «Наука» 1987 г.

3. В.П. Глушко «Космонавтика». Издательство «Советская энциклопедия»

1970 г.

4. Л.А. Гильберг «От самолета к орбитальному комплексу» Москва

«Просвещение» 1992 г.

5. С.В. Чекалкин «Космос - завтрашние заботы» Москва «Знание» 1992 г.

6. Научно- популярный журнал Российской академии наук и Астрономо-

геодезического общества «Земля и Вселенная» серия «Космонавтика,

астрономия, геофизика» май-июнь 3/96.

7. Научно- популярный журнал Российской академии наук и Астрономо-

геодезического общества «Земля и Вселенная» серия «Космонавтика,

астрономия, геофизика» май-июнь 3/97.

8. Научно- популярный журнал Российской академии наук и Астрономо-

геодезического общества «Земля и Вселенная» серия «Космонавтика,

астрономия, геофизика» март-апрель 2/97.

9. «Космическая техника» под редакцией К. Гэтланда.

Издательство «Мир». 1986 г. Москва.

10. "Вега" – Международный проект "Венера – Галлей", Центр Управления

Полетом, 1985 г.

11. Энциклопедический Словарь Юного Астронома (сост. Н. П. Ерпылев),

Москва, Педагогика, 1986 год.

Страницы: 1, 2, 3, 4