млм наука что это
Полноценный космический корабль и часть МКС: все о российском модуле «Наука»
«Наука» — многоцелевой лабораторный модуль российского сегмента Международной космической станции. Он создавался кооперацией предприятий в целях реализации программы научных экспериментов и расширения функциональных возможностей российского сегмента МКС. Рассказываем, чем он интересен и как будет работать.
Читайте «Хайтек» в
Из чего состоит модуль «Наука»
Для лабораторных исследований в модуле «Наука» предусмотрено более 30 универсальных рабочих мест (УРМ). Высокая степень автоматизации МЛМ позволит сократить количество дорогостоящих выходов в открытый космос — многие операции за бортом можно будет выполнять не выходя из станции.
Снаружи модуля будет установлено 13 универсальных рабочих мест и европейский манипулятор ERA для их автоматизированного обслуживания. В гермоотсеке модуля организуется 20 универсальных рабочих мест внутренних. Также там будут:
Внешнее оборудование модуля «Наука»
На модуле «Наука» будет установлен европейский робот-манипулятор ERA (European Robotic Arm) длиной 11,3 м, массой 600 кг, с максимальной грузоподъемностью 8 тонн, созданный для обслуживания российского сегмента МКС без выхода в открытый космос. Робот может перемещать отдельные крупные модули МКС, также способен захватывать и перемещать объекты с точностью до 5 мм.
До запуска МЛМ манипулятор ERA хранится в РКК «Энергия» в заполненном азотом контейнере.
22 октября 2020 года специалисты ЕКА и Airbus Defence and Space прибыли на Байконур и 23 октября приступили к работе с манипулятором ERA. Это первая из нескольких запланированных поездок специалистов ЕКА на Байконур в рамках подготовки манипулятора к запуску.
В мае 2021 года манипулятор European Robotic Arm (ERA) был установлен на многофункциональный лабораторный модуль «Наука».
С помощью системы СККО, размещенной на внешней поверхности МЛМ-У, появится 5 универсальных рабочих мест УРМ-Н, каждое из которых оснащается тремя адаптерами полезной нагрузки, благодаря чему общее количество мест для размещения научной аппаратуры составит 16 штук.
К стыковочному устройству (СУ) модуля «Наука» пристыкован своим устройством съемный гермоадаптер в форме шара с еще двумя и единственным на всю «Науку» иллюминатором.
Если закрыть крышку люка между основным помещением модуля и гермоадаптером, последний может стать и сам шлюзовой камерой, откуда космонавты выходят в открытый космос.
Автоматизированная шлюзовая камера имеет габариты 1200×500×500 мм, вес 1 050 кг и потребляет в пике 1,5 кВт энергии. Она предназначена:
Научная программа модуля «Наука»
Научно-исследовательская программа МЛМ включает эксперименты по трем направлениям «Долгосрочной программы целевых работ, планируемых на МКС до 2024 года»:
Планируемые эксперименты
Планируется использование инкубатора с перепелиными яйцами для исследования развития эмбрионов. Оборудование для исследования включает центрифугу, то есть яйца будут экспонироваться как в искусственной силе тяжести, так и в невесомости.
Эксперимент «Вампир» («вращающееся магнитное поле») позволит создать неохлаждаемые матрицы с уникальными техническими характеристиками для инфракрасных датчиков. Созданные в результате новые ИК-приборы крайне востребованы в малых аппаратах дистанционного зондирования Земли, группировка которых будет формироваться в рамках программы «Сфера».
В ходе эксперимента предполагается выращивание кристаллов для ИК-датчиков в условиях невесомости во вращающемся магнитном поле. В результате можно получить кристаллы с высокой степенью однородности свойств, чего нельзя сделать в условиях Земли.
Как модуль «Наука» вводили в эксплуатацию
Часть оборудования для «Науки» была доставлена на МКС еще в мае 2010 года вместе с модулем «Рассвет» — в частности шлюзовая камера и радиатор системы охлаждения, запасной локоть манипулятора ERA и переносное рабочее место для работы снаружи станции.
На летные испытания и полный ввод в эксплуатацию модуля отведено 12 месяцев с момента пуска.
22 января 2021 года руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев сообщил СМИ, что для интеграции модуля со станцией потребуется 7-8 выходов в открытый космос.
Роскосмос запустил модуль «Наука»
Ракета «Протон-М» с модулем «Наука».
21 июля 2021 года в 17:58 по московскому времени Роскосмос запустил к МКС многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ) «Наука».
Ракета-носитель «Протон-М» с МЛМ «Наука» за несколько часов до пуска. Фотография сделана российским спутником дистанционного зондирования Земли «Ресурс-П».
Последний раз российский модуль отправлялся к МКС в 2010 году. Это был малый исследовательский модуль «Рассвет».
Модуль «Наука» начали строить еще в 1995 году. Изначально его позиционировали в качестве дублера блока «Заря» — первого модуля МКС. Через 9 лет, в 2004 году его решили преобразовать в полноценный летный модуль научного назначения со стартом в 2007 году. С тех пор запуск модуля постоянно откладывали. МЛМ «Наука» в обновленной версии ждала запуска с 2017 года. Эта процедура постоянно откладывалась из-за недоделок и проблем. Некоторые из них были устранены буквально перед стартом. Финальная версия сборки модуля «Наука» на Байконуре прошла более 700 проверок, включая электрические тесты и испытания в вакуумной камере.
МЛМ «Наука» после тестов.
Роскосмос опубликовал полное техническое описание элементов модуля «Наука». Заявленный срок службы модуля на МКС — 15 лет. Первые 12 месяцев после пуска модуль будет проходить различные этапы летных испытаний.
Пуск ракеты «Протон-М» с модулем «Наука» был осуществлен с пусковой установки N39 стартовой площадки N200 космодрома Байконур. Продолжительность активного участка полета ракеты-носителя до момента отделения модуля составила 580 секунд. Ракета-носитель «Протон-М» обеспечила выведение МЛМ «Наука» на низкую околоземную орбиту.
В настоящее время модуль «Наука» в штатном режиме отделился от третьей ступени ракеты-носителя «Протон-М» и начал выполнять сближение с МКС с помощью своих двигателей. Продолжительность выведения модуля в зону стыковки с МКС составляет 8 суток. Стыковка МЛМ «Наука» с МКС запланирована на 29 июля 2021 года в 16:26 по московскому времени.
Роскосмос уточнил, что по поступившей телеметрической информации, успешно произошло раскрытие антенн и солнечных батарей модуля.
Описание элементов ракеты «Протон-М» с модулем «Наука».
Циклограмма полета ракеты «Протон-М» с модулем «Наука».
Старт ракеты «Протон-М» с модулем «Наука».
Администратор НАСА Билл Нельсон поздравил Роскосмос с успешным запуском модуля «Наука».
Исполнительный директор Роскосмоса по перспективным программам и науке Александр Блошенко сообщил, что на старте в составе модуля летит 200 кг научного оборудования и 300 кг специальных кронштейнов и креплений. Всего в дальнейшем на транспортных кораблях Роскосмос выведет еще 1,6 тонны научного оборудования для проведения экспериментов на МЛМ «Наука».
Текущая конфигурация МКС.
В связи с прибытием модуля «Наука» на МКС российским экипажем будет проведена отстыковка грузового корабля «Прогресс МС-16» (на фото выше — это модуль Progress 77) вместе со стыковочным отсеком модуля «Пирс». Именно это место на МКС займет модуль «Наука». Расстыковка и затопление модуля «Пирс» произойдет 23 июля.
Внешние элементы и узлы МЛМ «Наука».
Модуль «Наука» предназначен для реализации российской программы научно-прикладных исследований и экспериментов. После ввода в эксплуатацию МЛМ «Наука» российский сегмент МКС получит дополнительные объемы для обустройства рабочих мест и хранения грузов, размещения аппаратуры для регенерации воды и кислорода. Российские космонавты получат второй туалет, каюту для третьего члена экипажа, а также европейский манипулятор ERA, который позволит выполнять некоторые работы без выхода в открытый космос.
19 июля представитель Роскосмоса сообщил, что у скафандров для космонавтов на МКС выходит гарантийный срок, а новых на замену нет. На сегодняшний день на МКС остается по два скафандра текущего поколения «Орлан-МКС» и два запасных скафандра предыдущего поколения «Орлан-МК». Для каждого скафандра предусмотрен ресурс по числу разрешенных выходов в космос. В ближайшие дни космонавты займутся установкой модуля «Наука», что практически полностью исчерпает ресурс скафандров «Орлан-МКС».
Догоняем «Науку»: что мы узнали о полете модуля из отчетов ЦУПа
Полет «Науки» к МКС оказался не менее волнительным, чем его многолетнее ожидание. Модуль не сразу смог включить двигатели, чтобы после отсоединения от ракеты-носителя лечь на курс к МКС, космонавты во время стыковки чуть было не перешли в режим ручного управления, а после всего этого «Наука» еще и попыталась выйти из состава станции, включив двигатели на увод. В распоряжение редакции попали «отчеты по работе экипажа МКС-65», которые каждое утро рассылаются в организации российской космической отрасли, связанные с этим проектом. С 22 по 30 июля в них есть раздел «Автономный полет МЛМ», где коротко сообщалось о том, что происходит с «Наукой»: какие операции проводились, что планируется на следующий день, параметры орбиты, состояние систем. Давайте посмотрим, что нового можно из этих сообщений извлечь.
Модуль «Наука» отделился от третьей ступени ракеты «Протон-М» и вышел на орбиту через 580 секунд после запуска с космодроме Байконур, примерно в шесть вечера 21 июля. Аппарат успешно развернул солнечные батареи и антенны.
Сразу не раскрылась только одна из двух антенн системы автоматической стыковки «Курс-А» (2АСФ1М-ВКА) — но и это случилось чуть позже, в тот же день. Также не удалось протестировать основную и резервную системы управления из-за отказов двух датчиков инфракрасной вертикали (ИКВ), которые используются для определения ориентации модуля относительно Земли — но из сообщений за 24 июля видно, что работу системы управления также удалось наладить. В последующих отчетах есть сведения и о других отказах, с которыми справлялись в ЦУПе. Например, 29 июля, перед самой стыковкой не удалось сориентировать модуль с помощью звездного датчика БОКЗ1. На следующем витке специалисты порекомендовали использовать резервный БОКЗ2, и на этом сюжет закончился.
Звездный датчик БОКЗ (слева) и ИКВ (справа)
Но в день старта произошел сбой в еще одной системе — топливной. И он оказался как будто бы серьезнее всех прочих. Из-за него плановое включение двигателей для первой коррекции орбиты «Науки» заставило поволноваться всех, кто следил за ее полетом. Неизвестно, однако, разделяли ли это волнение в ЦУПе: циклограмма — то есть план полета модуля к МКС не публиковалась, а двигатели «Науки» российские специалисты в конце концов включили.
Вот на какие вопросы мы искали ответы в отчетах:
Что могло случиться с баками
22 июля о неполадках в топливной системе сообщил наш источник в отрасли. По его словам, данные телеметрии указывали либо на разрыв сильфона в одном или нескольких баках «Науки» (о том, что это такое и какую роль они сыграли в истории МЛМ, читайте в материале «Роковая стружка») — либо на сбой в системе клапанов.
Чтобы понять, в чем разница, надо разобраться с устройством топливной системы МЛМ.
Фрагмент схемы пневмогидравлической системы модуля «Наука»: видны шесть баков для горючего и окислителя, черными линиями обозначены трубопроводы для топлива, серыми — для газа наддува
Топливо (под этим термином понимают горючее и окислитель вместе) на борту МЛМ хранится в шести емкостях объемом по 400 литров каждая. Это четыре бака низкого давления: по два для горючего и окислителя (БНДГ1 и БНДО1, БНДГ3 и БНДО3), а также два бака высокого давления (БВДГ и БВДО).
Из баков низкого давления берут топливо два двигателя коррекции и стабилизации (ДКС), самые мощные двигатели на борту модуля. Они оснащены турбонасосами.
Остальные двигатели, 24 двигателя причаливания и стабилизации (ДПС) и 16 двигателей точной стабилизации (ДТС), предназначены для изменения ориентации модуля, стабилизации его положения и «тонких» маневров при стыковке. Они имеют значительно меньшую тягу и получают топливо из баков высокого давления, поскольку у них нет собственных турбонасосов. Эти двигатели работают именно благодаря давлению газа наддува, то есть топливо подается в их камеры сгорания с помощью вытеснительной системы подачи.
Так же — от баков высокого давления — работают дополнительные двигатели управления креном. Два блока по шесть таких двигателей (на схеме МДДК) — новшество, их не было в исходной конструкции ФГБ, и формально в состав двигательной установки модуля они не входят, а образуют вместе с ней комбинированную систему двигательной установки — КсДУ.
Каждый бак модуля «Наука» разделен внутри на две полости сильфонами. С одной стороны сильфона в бак подается гелий из системы наддува, в другой находится жидкий компонент топлива. Газ создает давление в топливной системе, необходимое для корректной работы двигателей (разным двигателям нужно топливо под разным давлением). Повреждение сильфона могло привести к тому, что в баке вместо разделенных топлива и газа появилась «газировка» — топливо с разнокалиберными пузырями газа. Топлива с газом может привести к сбоям в работе двигателей, в частности, их турбонасосных агрегатов.
Сбой в работе клапанов может поменять давление в системе — если будет открыт «неправильный» вентиль, то давление тоже может измениться не так, как должно. Однако пузыри газа в топливе никакой комбинацией открытых и закрытых вентилей не создашь: трубопроводы системы наддува и топливные магистрали везде разделены.
Что в отчетах?
В данных ЦУПа ни за 21-е число, ни за следующие дни, о механических повреждениях сильфонов или попадании в топливо газа наддува — ни слова.
Вместо этого там сообщается, что вечером в день запуска, когда модуль начал выстраивать солнечную ориентации по данным со звездного датчика, «произошло объединение баков высокого и низкого давления горючего и окислителя».
Двигатели «Науки»: ДКС (11Д442), ДПС (11Д458) и ДТС (17Д58Э), масштаб не соблюден
Согласно отчету, на третьем витке «Науки» из одного бака высокого давления с горючим (БВДГ) и бака высокого давления с окислителем (БВДО) топливо начало перетекать в баки низкого давления, БНДГ3 и БНДО3 (тройка, соответственно, обозначает номер бака).
Почему это произошло, мы не знаем. Возможно, что дело в программной ошибке — для того, чтобы это «объединение» произошло, нужно, судя по схеме, открыть как минимум два не связанных друг с другом клапана.
Тем не менее, в результате инцидента половина топлива на борту «Науки» должна была стать недоступна для главных двигателей ДКС — потому что давление в баках № 3 оказалось выше допустимого для них. Судя по параметрам ДКС, они могут работать при давлении топлива на входе от 0,3 до 0,6-0,8 мегапаскаля, в то время как двигатели ДПС и ДТС, которые получают топливо из баков высокого давления рассчитаны на 1,47 мегапаскаля.
Итак, проблемы с двигателями «Науки», по данным из ЦУПа, были связаны не с многострадальными сильфонами, а сбоем пневмогидравлической системы.
Как ЦУП решал проблему
Судя по отчету, 22 июля специалисты провели «отсечку баков высокого давления от баков низкого давления» и наконец выполнили коррекцию траектории полета «Науки».
По сообщению пресс-службы Роскосмоса, первое включение произошло в 18:07, двигатели проработали 17,23 секунды, а скорость выросла на 1 метр в секунду. Второй импульс — в 20:19, время работы — 250,04 секунды, а приращение скорости — 14,59 метра в секунду. Сочетание длительного времени работы и относительно скромной прибавки заставило нас предположить, что МЛМ включил не маршевые двигатели ДКС, а вспомогательные — ДПС (читайте об этом в блоге «Какие двигатели включала «Наука»?»).
В материалах ЦУПа это сказано прямо: маневр проводился на двигателях причаливания и стабилизации (ДПС), причем горючее и окислитель к ним в тот момент поступали не от «штатных» баков, а от баков низкого давления (давление в которых должно было быть выше штатного из-за «объединения»). Вспомогательные двигатели ДПС и ДТС, которые запитываются от баков высокого давления, требуют от 1 до 2 мегапаскалей (номинальное значение 1,47 мегапаскаля).
Основной целью маневра был подъем перигея. Если бы модуль оставался на орбите, на которую был выведен, он очень скоро (примерно через 30 витков, то есть через двое суток) мог зарыться в верхние слои атмосферы и упасть на Землю. Кроме того, можно предположить, что таким образом специалисты ЦУПа не только поднимали орбиту, но и сжигали топливо, чтобы снизить давление в БНДГ3 и БНДО3.
Третий день полета, 23 июля, стал крайне напряженным. Для коррекции снова включались двигатели ДПС, которые опять брали топливо из баков низкого давления (видимо, оно там было все еще достаточно высоким). В отчете впервые говорится, сколько именно двигателей включалось — шесть из 24 ДПС. Они добавили модулю 4,4 метра в секунду.
Вероятно, что и в предыдущей коррекции участвовали только шесть ДПС. Дело в том, что двигатели ДПС и ДТС расположены на корпусе «Науки» группами, в виде четырех связок, две со стороны кормы, где находится активный стыковочный узел (именно им модуль стыковался к МКС) и две — со стороны носа (сферической «головы» МЛМ, куда будет пристыкована шлюзовая камера). В каждой связке три двигателя ДПС направлены соплами вдоль продольной оси, то есть их запуск придает «Науке» поступательное движение — в одну или другую сторону.
«Наука» на Байконуре: слева видны сопла блока из шести двигателей МДДК, правее — блок из семи двигателей ДПС
Роскосмос / Космический центр «Южный»
Таким образом, если мы захотим разогнать МЛМ в одну сторону, мы сможем запустить не более шести двигателей ДПС одновременно, в двух связках со стороны носа или кормы — остальные будут, наоборот, тормозить модуль. Можно предположить, что всякий раз, когда коррекция орбиты велась с помощью ДПС, на борту работали не более, чем шесть двигателей.
После коррекции (которая должна была еще несколько снизить давление в баках низкого давления-3) специалисты занялись «переконфигурацией КсДУ». В чем была суть этой переконфигурации, в документе не уточняется.
Затем специалисты разделили «первые» и «третьи» баки по наддуву, то есть трубопроводы с газом наддува к этим бакам оказались разделены. К «первым» бакам подключили маршевые двигатели ДКС, а затем с помощью системы наддува подняли на 1,47 мегапаскаля давление в «третьих» баках (из которых до сих пор получали топливо двигатели ДПС) — это номинальное давление для работы ДПС.
Наконец в этот же день впервые в тестовом режиме был запущен маршевый двигатель ДКС1, который до этого подключили к «первым» бакам. Судя по всему тест прошел удачно, прибавка скорости оказалась почти точно равна расчетной — 7,04 против 7 метров в секунду.
Пресс-служба Роскосмоса не стала говорить об этих подробностях, сообщив лишь, что специалисты «провели два корректирующих маневра».
На четвертый день полета, 24 июля, была проведена полноценная коррекция орбиты с помощью ДКС1. Два включения двигателя обеспечили приращение скорости в 24,02 и 14,03 метра в секунду.
После этого манипуляции с топливной системой и системой наддува из отчетов ЦУПа исчезают. ДКС1 благополучно поднимает орбиту модуля и успешно работает до самой стыковки.
Чего мы не узнали
Можно ли свести баланс и понять, сколько топлива могло остаться в баках? Всего в шесть 400-литровых бака МЛМ могло быть залито около 950 килограммов горючего и 1730 килограммов окислителя (различие возникает за счет разной плотности компонентов), то есть суммарно около 2680 килограмма топлива.
Сколько именно было заправлено в баки МЛМ, мы не знаем, но знаем, сколько потратила по дороге на орбиту «Заря». По данным журнала «Новости космонавтики», через две недели после вывода первого модуля МКС на орбиту на его борту оставалось еще 2648 килограмма топлива без учета недоступного для двигателей остатка (около 200 килограммов). То есть все ее двигатели: и ДКС, и двигатели ориентации, потратили 559 килограммов топлива за все путешествие. Можно предположить, что примерно столько же могла сжечь и «Наука».
Фото модуля «Наука» после стыковки с МКС. Справа ближе к «хвосту» видно сопло ДКС (в данный момент закрыто крышкой) и черный лоток отвода газов от корпуса модуля
Кроме того, на момент стыковки в баках модуля должен был оставаться «неприкосновенный запас» запас топлива, необходимый на отвод от МКС и управляемый свод с орбиты. «Союзам» на эти операции требуется суммарный запас скорости около 80-100 метров в секунду, то есть «Науке» для этого нужно 450-580 килограммов топлива.
Таким образом, если «Наука» не была сильно недозаправлена (например, если в ее баках было меньше 1000 килограммов топлива), угрозы, что модуль не сможет повторить попытку стыковки с МКС, не было — если не предположить, что в результате сбоя какая-то часть топлива оказалась недоступной для двигателей — например, если часть баков оказалась изолирована, или в топливо попал газ наддува из-за разрыва сильфона.
Если это все-таки произошло, то из общего запаса могло быть выключено порядка 400-500 килограммов горючего или окислителя, то есть примерно 800-900 килограммов топлива (оставшийся «лишний» окислитель или «лишнее» горючее бесполезно). В этом случае, если «Наука» на старте была заправлена полностью, на борту должно было остаться примерно 1200 килограммов топлива — даже если один бак был бы выключен.
Можно ли определить, сколько топлива сожгли двигатели «Науки» уже после стыковки? Модуль «Наука» самопроизвольно включил двигатели и привел МКС в движение примерно через три часа после успешной стыковки. Из данных ЦУПа, мы знаем, что причиной инцидента была «некорректная работа программного обеспечения МЛМ», которое выдало на двигатели ДПС команду «на отвод» — то есть они «оттаскивали» «Науку» от МКС. Двигатели, по данным ЦУПа, отключились только после того, как кончилось топливо в баках высокого давления.
По данным NSF, двигатели ДПС работали 55 минут. Но сколько именно топлива они сожгли, определить сложно. Суммарно в двух баках высокого давления около 890 килограммов. Если предположить, что все 55 минут работал только один двигатель ДПС (а чтобы уводить модуль как можно быстрее можно было включить шесть из них), то при расходе топлива 158 граммов в секунду, он мог сжечь 521 килограмм топлива.
Но и это не минимально возможное количество топлива в баках высокого давления. Двигатели ДПС, как правило, не работают непрерывно — продолжительность непрерывного импульса не должна превышать 1000 секунд. Сколько было импульсов, какие были паузы между ними, сколько в них участвовали двигателей, из бумаг ЦУПа неизвестно.
Поэтому каким был риск, и могли ли специалисты провести вторую попытку стыковки — мы не знаем.
Будет нам «Наукой»: 9 вопросов к модулю «Наука», отправленному к МКС
Как появился модуль «Наука»?
Мы привыкли, что каждые полтора часа над Землей делает виток самый большой рукотворный объект в космосе — Международная космическая станция (МКС). Ее размеры 109 x 73 x 27 метров, а масса — более 400 тонн. Вывести в космос такой объект за один раз не под силу никому. Поэтому придумали модульную систему для орбитальной станции. В космос запускаются отдельные блоки, такие как первый модуль «Заря», МЛМ или поменьше, а уже на орбите стыкуются в единую конструкцию, внутри которой космонавты могут жить как дома: воздух есть, они имеют некоторую защиту от радиации
Как все началось?
В 1993 году Россия и США заключили соглашение о создании общей станции, а в 1995 году наш Центр им. М. В. Хруничева начал делать первый модуль МКС — «Заря» — по заказу американцев. Чтобы подстраховаться, параллельно создавался дублер модуля «Заря» — ФГБ-2 (функционально-грузовой модуль), который был на 80% готов к 1998 году. Это был будущий модуль «Наука».
В 1998 году году «Заря» успешно была запущена и стала первым кирпичиком МКС. Россия переключила все внимание с ФГБ-2 на собственный модуль «Звезда». А будущая «Наука» осталась ждать своего часа в цеху — ее услуги пока были не нужны. Так началась более чем 20-летняя эпопея МЛМ «Наука» на Земле. В результате последующих приключений и получился МЛМ (многоцелевой лабораторный модуль) «Наука». Точнее МЛМ-У (многоцелевой лабораторный модуль усовершенствованный — это название он получил после долгих переделок, но давайте не будем его использовать, чтобы не множить сущности).
По размерам этот модуль сравним с первыми блоками МКС, самыми большими: 13 метров в длину и 4 метра в диаметре, объем герметичных отсеков — 70 кубических метров. Это почти 40% объема текущего российского модуля, который включает жилой блок «Звезда», функционально-грузовой блок «Заря», стыковочный и стыковочно-грузовые модули «Пирс» и «Рассвет», а также малый исследовательский модуль «Поиск». Объем последнего всего 12,5 кубического метра — в таких условиях приходится вести исследовательскую работу.
Но главное — не размеры «Науки», а функционал. Подробно о ее структуре мы расскажем ниже, но в целом этот модуль заточен под то, чтобы вести научную работу в промышленных масштабах. Ведь только на орбите есть условия для экспериментов, проверяющих решения для дальних межпланетных перелетов, только там есть невесомость и практически неотфильтрованная космическая радиация.
Почему он прождал на Земле более 20 лет?
В начале 2000-х решили, что ФГБ-2 можно превратить в склад и даже сдавать место в нем в аренду американцам. В процессе переделки демонтировалась часть аппаратуры, спиливались трубопроводы. Видимо, в тот момент в топливную систему попала металлическая стружка, из-за которой модуль мог вовсе остаться на Земле.
К 2004 году необходимость в складе отпала. Модуль решили переделать в лабораторию для научных экспериментов. Официально появилось название «МЛМ «Наука». Но объем переделок был таков, что их закончили только к 2012 году.
Что сделали со стружкой?
После очередной переделки модуля его проверили и обнаружили металлическую стружку в топливной системе. Видимо, при спиливании лишних баков мелкие частицы попали внутрь патрубков. Посторонние частицы могли нарушить работу двигателей, которые должны работать слаженно и бесперебойно. Мелкие металлические частицы могут нарушить подачу топлива и работу двигателей в целом. Поэтому трубопроводы по возможности заменили, топливную систему промыли.
Если топливную систему промыли, то из баков удалить металлическую стружку оказалось сложно. Внутри баков расположена «гармошка», которая растягивается при заполнении топливом, а потом сжимается, чтобы отдать его в двигатель. Были опасения, что стружка может проколоть «гармошку». Решили двигатели использовать только один раз, при этом подходе стружка не должна вызвать проблем.
Что изменилось в «Науке»?
Проще сказать, что осталось в «Науке» от ФГБ-2. Почти ничего, кроме корпуса и двигательной системы. Была обновлена электроника, в частности система управления, усовершенствована система жизнеобеспечения, а главное, появились места для проведения экспериментов — универсальные рабочие места (УРМ) и современное оборудование.
А операции снаружи можно проводить роборукой ERA размером 11,3 метра. Она может позиционироваться с точностью до 5 миллиметров, работает с грузами до 8 тонн, имеет 7 степеней свободы и 4 камеры. С ее помощью космонавтам будет легче работать в открытом космосе. А для некоторых операций и выход не понадобится: роборука поможет и нужные образцы на внешней оболочке станции перевернуть, и осмотреть снаружи корпус. Отметим, что ERA создана в Европейском космическом агентстве.
Что такое универсальные рабочие места?
Стандартные рабочие места с подведенным электричеством и прочими необходимыми коммуникациями. Все необходимые составляющие для экспериментов доставляются на орбиту в посылке — космонавтам остается собрать экспериментальную установку, как лего.
Всего на «Науке» 14 УРМ внутри модуля и 16 на его поверхности. То есть ученые могут планировать эксперименты не только на станции, но и снаружи, в условиях, максимально приближенных к открытому космосу.
Какой наукой можно заниматься на МЛМ?
Из передового научного оборудования отметим многозонную печь для выращивания кристаллов из расплавов металлов, термостаты для работы с биообъектами и перчаточный ящик.
Отдельное направление — это проверка влияния радиации. В эксперименте «Перепел» планируется вывести птенцов японского перепела в условиях МКС, несмотря на невесомость, температурный режим и радиацию. Аналогичный эксперимент на «Мире» завершился неудачей, пора исправляться. Замкнутый цикл воспроизводства фауны будет необходим в дальних пилотируемых экспедициях.
А внешние УРМ позволят проверить новые вещества в качестве смазки — как они реагируют на вакуум, космический холод и радиацию.
Условия для космонавтов
«Наука» — один из самых больших модулей МКС. Кроме научной составляющей она предлагает больше места для жизни и работы космонавтов. На ней размещены третье спальное место, туалет с системой восстановления воды из урины и система регенерации кислорода на 6 человек.
Новое пространство позволит добавить третьего российского космонавта в состав экспедиций или привезти космического туриста. По идее, идеальным было бы привезти ученого, который смог бы сам следить за экспериментом и оперативно вносить изменения, чтобы получить наилучший результат.
Теперь мы круче американцев?
Вопрос поставлен некорректно. Конечно, хочется выиграть в соревновании, но мы пока бежим в разные стороны. Или даже они бегут, мы плывем. Когда СССР и США устроили «лунную гонку», цель была одинаковая. На МКС нет единой задачи, которую стараются решить 15 государств (не только нам с американцами принадлежит станция). Каждая страна вносит посильный вклад и решает задачи, которые важны именно для нее. Поэтому соревнования пока не получится. Но можно сравнить возможности российских космонавтов без модуля и с ним.
Если модуль «Наука» удачно стыкуется с МКС, то научные возможности российского сегмента возрастут в разы. Конечно, МЛМ — это только инфраструктура, еще надо найти финансирование и эксперименты, которые, если помечать, дадут надежду на Нобелевскую премию. Не думаем, что шансы получить столь известную награду велики, но теперь хотя бы появится на это шанс!
Пока же будем напряженно следить за полетом 20-тонной «Науки» в надежде, что все пройдет успешно.