Модуль 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:

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это

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:

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это

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.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это

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.

Источник

Баяны великих предков или инженерные проблемы модуля «Наука»

Если вы следили за злоключениями модуля «Наука», который уже много лет не могут запустить к МКС, и, по последним новостям, находят там все новые загрязнения, то вас могла возмутить эта история. Действительно, можно подумать что-то вроде: «ну промойте уже эти баки и трубопроводы или замените их и запускайте в конце концов!» На бытовом уровне это логично. Но если разобраться, то история «Науки» превращается в притчу, о том, что однажды достигнутый уровень технологии может быть легко забыт и потерян.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
Модуль «Наука», фото РКК «Энергия»

Факты и хронология

В 2013 году собранный модуль «Наука» стали было готовить к пуску, но он провалил приемочное тестирование в РКК «Энергия» — в трубопроводах обнаружили металлическую стружку. Модуль в 2015 году вернули обратно в Центр им. Хруничева, трубопроводы заменили, но весной 2017 загрязнение нашли уже в баках. Планы запустить модуль в 2018 теперь невыполнимы, а в начале апреля появилась даже новость, что «Науку» вообще могут отменить. В конце апреля истекут две недели, взятые на оценку состояния систем модуля, и может быть оглашено какое-то новое решение.

Почему на устранение загрязнения уходит столько времени, и почему баки просто не заменили? В отличие от серийных бытовых агрегатов это сделать не так-то просто. Но, чтобы понять это, надо погрузиться в историю создания «Науки».

Как грузовик станциями стал

В лучших традициях эпических повествований, наш рассказ начинается аж в 1969 году. ОКБ-52 Челомея, создатель РН «Протон», разрабатывало военные орбитальные станции «Алмаз». Главной их задачей было фотографирование Земли в различных спектрах, и, следовательно, большое количество пленки, которую нужно было возвращать на Землю. Изначальный проект 1966 года хотел использовать модификацию корабля «Союз», но даже до сих пор у «Союзов» очень небольшие возможности по возвращению груза. Тяжелый «Протон» мог поднять на орбиту двадцать тонн, в три раза больше, чем ракета-носитель «Союз», которая выводила корабль «Союз», поэтому в 1969 году было решено сделать новый пилотируемый корабль. Так родился Транспортный корабль снабжения (ТКС).

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
Разрез ТКС, рисунок NASA/David S.F. Portree

Большая грузоподъемность «Протона» позволила создать тяжелый корабль из двух частей — возвращаемого аппарата (ВА) и функционально-грузового блока (ФГБ). Любопытная деталь — возвращаемый аппарат планировалось использовать многократно, и за время испытаний два ВА слетали в космос дважды.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
ТКС на ракете-носителе «Протон», шпиль слева — система спасения

Ни один ТКС не запускался с экипажем, главным образом потому, что токсичное топливо ракеты-носителя «Протон» требовало гораздо более серьезных мер безопасности при подготовке к старту и создавало большие проблемы в случае аварии на первых секундах полета — возвращаемый аппарат не мог улететь далеко и на земле мог быть накрыт парами не сгоревшего топлива. Но в качестве грузовых кораблей ТКС летали неоднократно. А на базе уже готовой конструкции ФГБ стали делать модули орбитальных станций. ТКС состыковался со станцией «Салют-7» и поработал ее модулем.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
ТКС, «Салют-7» и пристыкованный «Союз», в большем размере

ФГБ стали модулями для станции «Мир» и служили буксирами, которые приводили и стыковали другие модули.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
1 — ТКС, 2 — буксир на базе ТКС и модуль «Квант», 3 — модуль «Квант-2», рисунок Михаила Шмитова, «Техника-молодежи» 2004 №9

На начало 90-х годов ФГБ осталось два. Из одного сделали ФГБ «Заря» — первый модуль МКС. Последний сначала был резервным на случай аварии «Зари», а в итоге из него стали делать модуль «Наука».

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
ТКС и ФГБ «Заря», схема с форума Авиабазы

Промышленная археология баянов

В оригинальной конструкции ФГБ шесть длинных и узких баков 77KM-6127-0. В двух хранится газ наддува под большим давлением, еще четыре хранят топливо и окислитель суммарной массой 2432 кг. Небольшой диаметр баков позволил разместить над ними радиаторы системы теплообмена и не выйти за максимальный диаметр 4,1 м.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
Вид на торец баков, фото Анатолия Зака/russianspaceweb.com

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
Баки под радиаторами, фото Анатолия Зака/russianspaceweb.com

Конструктивно это не просто баки, а сложные агрегаты с перегородкой в виде сильфона (гармошки) между компонентом топлива и газом наддува. Сильфон, сходясь и расходясь как меха гармошки, позволяет диафрагме перемещаться внутри бака, что дает возможность многократно дозаправлять его от транспортных кораблей уже на орбите.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
Схема бака, фотография из презентации проф. В.А. Соловьева

Баки были произведены в 80-х годах, от оборудования, на котором их делали, ничего не осталось, производственные цепочки разрушены после распада СССР, и делать новые такие же баки надо будет с нуля. Когда в них попало загрязнение — неизвестно, оно вполне могло быть занесено еще в 90-х, и люди, которые совершили ошибку или халатность, уже как минимум не работают, а кого-то уже возможно и нет в живых. Просто промыть баки не получится — из-за сложной формы загрязнение будет удаляться только частями. Что же делать?

Когда ФГБ готовили к роли дублера «Зари», на него установили другие, укороченные баки. «Заря» не маневрировала активно для стыковки, ее ловили Спейс Шаттлом, поэтому объем топлива можно было сократить.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
Вариант с укороченными баками, модель Анатолия Зака/russianspaceweb.com

Потом укороченные баки сняли, и одним из вариантов после обнаружения проблемы было бы поставить их снова. Этот вариант отпал, потому что в укороченных баках тоже нашли загрязнение. Косвенно это подтверждает версию, что его туда занесли еще в 90-х, но нам от этого не легче. Рассматривался еще вариант с одновременным использованием длинных и коротких баков, но и он в итоге отпал.

В России разрабатывается новый научно-энергетический модуль МКС, и у него тоже есть топливные баки. А что если поставить их?

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
Вариант с баками от НЭМ, модель Анатолия Зака/russianspaceweb.com

Но, увы, новые баки большего диаметра и не помещаются под радиаторами системы теплообмена. А если поднять выше радиаторы, то диаметр модуля станет больше 4,1 м, и надо будет делать еще и новый обтекатель для ракеты-носителя «Протон», потому что в существующие модуль не влезет по ширине.

Хорошо, у нас еще есть транспортные корабли «Прогресс», и можно попробовать взять баки оттуда. Баки производятся серийно, они маленькие, но их можно взять много, это не проблема.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это
Вариант с баками от «Прогресса», модель Анатолия Зака/russianspaceweb.com

Но и этот вариант не подошел — баки «Прогресса» больше по диаметру, и потребуют решения таких же, как у баков НЭМ, проблем с радиаторами и обтекателем. Плюс, они не разрабатывались для многократной заправки, и может возникнуть проблема невозможности дозаправлять их на орбите.

Печальная история «Науки», на мой взгляд, показывает грани технологического прогресса, о которых редко задумываются. В отличие от компьютерной игры, где исследованная технология никуда не денется, в реальности очень легко после достижения определенного уровня откатиться вспять и потерять возможность делать конструкции, которые серийно производились десятилетия назад. И история «Науки» начинает напоминать потерянные технологии ракет-носителей «Энергия» или «Saturn-V»

Источник

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.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это

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.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это

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».

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это

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.

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это

«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».

Модуль наука что это. Смотреть фото Модуль наука что это. Смотреть картинку Модуль наука что это. Картинка про Модуль наука что это. Фото Модуль наука что это

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.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *