Полет станции “Мир” продолжается: 11 лет на орбите.

Одиннадцать лет назад в Советском Союзе была запущена восьмая долговременная орбитальная станция (ДОС). Это событие произошло 20 февраля 1986 г. в 00 ч 28 мин 23 с по декретному московскому времени. Для выведения станции “Мир” на низкую опорную орбиту использовалась ракета-носитель (РН) “Протон”, стартовавшая с космодрома Байконур. Последующий перевод на рабочую орбиту высотой около 350 км был осуществлен с помощью двигательной установки самой ДОС.

В настоящее время высота орбиты станции “Мир” корректируется в пределах 375-410 км, чему соответствует изменение периода обращения в пределах 91,9-92,6 мин, угол наклонения к плоскости экватора равен 51,6°.

Первый экипаж в составе командира Леонида Кизима (третий полет) и бортинженера Владимира Соловьева (второй полет) прибыл на станцию 15 марта 1986 г. в грузо-пассажирском транспортном корабле “Союз Т-15” (последний корабль этой серии), который стартовал 13 марта с космодрома Байконур. Отсюда проводились все последующие запуски модулей ДОС (РН “Протон”), транспортных кораблей “Союз” и “Прогресс” (РН “Союз”). Упомянутый экипаж провел уникальную космическую экспедицию, установив своеобразный космический рекорд работы на двух станциях в одном полете. Проработав на станции “Мир” до 5 мая, космонавты отстыковались и отправились на летавшую в то время по орбите вокруг Земли станцию “Салют-7”. Проведя там научные эксперименты (с 6 мая по 25 июня; всего 49 сут 22 ч), экипаж на корабле “Союз Т-15” вернулся на станцию “Мир”, захватив с собой около 300 кг наиболее ценной научной аппаратуры. Исследования на станции “Мир” были продолжены до 16 июля, общее время работы на ней первой основной экспедиции (ЭО-1) составило 70 сут 11 ч 58 мин.

За одиннадцать лет полета ДОС “Мир” находилась без экипажа только 13,5 месяцев, а с 8 сентября 1989 г. постоянно обитаема. Конфигурация ДОС “Мир” за десять лет претерпела значительные изменения и сейчас она выглядит следующим образом. Основу станции составляет базовый блок “Мир”, к агрегатному отсеку которого пристыкован астрофизический модуль “Квант”, имеющий стыковочный узел по схеме “конус-штырь” для взаимодействия с ТКА “Союз” или “Прогресс”. К четырем боковым стыковочным узлам переходного отсека пристыкованы: модуль дооснащения “Квант-2”, технологический модуль “Кристалл”, исследовательский модуль “Спектр” и научный модуль “Природа”. На осевом стыковочном узле (по схеме “конус-штырь”) оставлено место для причаливания ТКА “Союз” или “Прогресс”. На модуле “Кристалл” установлен андрогинный стыковочный узел, предназначавшийся для стыковки с многоразовым орбитальным кораблем “Буран”. В 1993 г. к нему пристыковывался корабль “Союз ТМ-16”. Сейчас этот узел применяется для стыковок с американской многоразовой орбитальной ступенью “Атлантис”. При этом используется присоединенный к модулю “Кристалл” специальный стыковочный отсек, доставленный в полете STS-74. В перечисленной комплектации масса станции из шести модулей составляет около 122 т, суммарный объем герметичных помещений — более 400 м³. Кроме шести модулей ДОС в данный сложный орбитальный научно-исследовательский комплекс могут входить один (или два) пилотируемый корабль “Союз”, автоматический корабль “Прогресс” (или второй “Союз”) и “Атлантис”. Тогда общая масса орбитального комплекса составляет около 250 т. Габаритные размеры комплекса весьма внушительны: 33 м по главной продольной оси, которая проходит через блок “Мир”, модуль “Квант” и два транспортных корабля; 27,5 м по корпусам модулей “Квант-2” и “Спектр”; около 31 м по корпусам модулей “Природа” и “Кристалл” со стыковочным отсеком.

За время полета на внешней поверхности ДОС появились заметные конструктивно-компоновочные изменения. В 1987 г. Ю.В. Романенко и А.И. Лавейкин установили на базовом блоке дополнительную третью солнечную батарею. В 1991 г. В.М. Афанасьев и М.Х. Манаров смонтировали на нем телескопическую грузовую стрелу и испытали ее работоспособность. С тех пор эта стрела облегчает транспортировку грузов и космонавтов к месту работы и экономит массу времени при выходе в открытый космос. В том же году А.П. Арцебарский и С.К. Крикалев собрали из стержневых элеметов 20-секционную ферму “Софора” длиной 14 м. С помощью монтажной платформы ферма закреплена на модуле “Квант” под углом 79° к продольной оси ДОС. На свободном конце этой фермы в 1992 г. А.Я. Соловьев и С.В. Авдеев смонтировали выносную двигательную установку для облегчения управления станцией по крену. В 1993 г. А.А. Серебров и В.В. Циблиев рядом с “Софорой” собрали из трансформируемых ячеек ферму “Рапана” длиной 6 м, которая затем была В. Г. Корзуном и А.Ю. Калери достроена фермой “Стромбус” до 11,5 м. В 1995 г. В.Н. Дежуров и Г.М. Стрекалов одну из солнечных батарей модуля “Кристалл” перенесли на модуль “Квант”. В общей сложности совершено 59 выходов в открытый космос суммарной продолжительностью 259 ч 47 мин. Один выход на 6 ч 2 мин совершили американцы из ступени “Атлантис”, когда она была пристыкована к станции “Мир”.

Бортовая энергосистема ДОС снабжает научную аппаратуру и оборудование бортовых обеспечивающих систем электроэнергией от аккумуляторов, систематически заряжаемых с помощью солнечных батарей. Состав газовой среды в жилых и рабочих помещениях ДОС не отличается от земного. Это позволяет использовать обычное оборудование для научных исследований, облегчает сравнение результатов экспериментов, проводимых на орбите, с контрольными на Земле, а также уменьшает опасность возникновения пожаров. Здесь прошли всестороннюю проверку и включены в штатный состав система обеспечения жизнедеятельности экипажа, получающая кислород методом электролиза воды, а также безрасходная система ориентации и стабилизации с использованием силовых гироскопов (гиродинов).

Одним из важнейших достоинств конструктивно-компоновочной схемы станции “Мир” является заложенная при проектировании высокая ремонтопригодность. Благодаря удачно подобранной стратегии регламентно-профилактических работ удалось значительно увеличить ресурс ее активного существования.

Важный результат программы - создание системы транспортно-технического обеспечения (ТТО) космических объектов (КО) на орбите. Эта система предназначена для выведения КО на заданные орбиты, увеличения срока активного существования, повышения эффективности, надежности и безопасности эксплуатации обслуживаемых КО. Очевидно, что без ТТО невозможно было обеспечить длительный полет ДОС. Уникальным достижением мировой космонавтики является успешное обеспечение длительного эффективного функционирования станции “Мир” в течение уже более одиннадцати лет. При этом системой ТТО решаются следующие основные задачи:

доставка и смена экипажей основных экспедиций ДОС;

доставка на станцию и возвращение на Землю экипажей посещения;

материально-техническое обеспечение станции, т.е. снабжение расходными компонентами, запчастями и т.п.;

4) регулярное и оперативное возвращение на Землю результатов деятельности экспедиции на орбите;

5) техническое обслуживание (профилактика, ремонт, замена блоков);

6) проведение монтажно-сборочных работ (солнечные батареи, радиоантенны, исследовательская аппаратура, ферменные конструкции);

7) сборка многоблочной ДОС. Впервые потребность создания транспортно-космических систем (ТКС) возникла после появления в 1971 г. долговременных орбитальных станций типа “Салют”. ТКС предназначались для повышения эффективности и увеличения сроков эксплуатации ДОС путем решения задач ТТО с помощью транспортных космических аппаратов (ТКА). Для решения этих задач создан комплекс грузо-пассажирских (“Союз”, “Союз-Т”) и грузовых (“Прогресс”) космических аппаратов, а также спускаемых грузовых капсул (СГК). В КБ “Салют” и на машиностроительном заводе им. М.В. Хруничева был разработан функционально-грузовой модуль, решавший задачи универсального транспортного корабля снабжения (УТКС). Он прошел успешные летные испытания в автономном полете (“Космос-929”) и использовался (“Космос-1267”, “Космос-1443”, “Космос-1686”) для расширения возможностей станций “Салют-6” и “Салют-7”. В настоящее время на основе УТКС создаются блоки международной станции “Альфа”. На этом же заводе изготовлялись все станции типа “Салют” и блоки станции “Мир”, здесь серийно выпускается одна из самых надежных в мире РН “Протон”.

По мере усложнения станций типа “Салют”, снабженных двумя стыковочными узлами, и создания станции “Мир” с семью узлами расширился круг решаемых ими задач, заметно возросли требования и были выдвинуты новые задачи ТТО. Появились новые транспортные корабли: модернизированные “Союз ТМ” и “Прогресс М”. Кроме того, учитывая экстремальные условия космических полетов, экспериментально прорабатывались задачи аварийного спасения и срочного возвращения экипажей на Землю. Станция “Мир” с 1987 г. работает в рамках международных программ. С 1995 г. международной стала и транспортно-космическая система, после того, как в ее состав была функционально включена американская орбитальная ступень “Атлантис”. В ходе продолжительной эксплуатации ТКС накоплен бесценный опыт управления длительными орбитальными полетами.

За одиннадцать лет работы транспортно-космической системы проведено 77 успешных запусков ракеты-носителя “Союз”, 6 стартов “Протона” и 5 стартов “Спейс Шаттла” (данные приводятся на 20 февраля 1997 г.). С использованием грузопассажирских кораблей типа “Союз” доставлено 23 экспедиции основные (30) и 14 экспедиций посещения (ЭП). При этом за 25 пилотируемых полетов кораблей “Союз” на станцию “Мир” прибыло 22 советских, 13 российских и 15 иностранных (из 9 стран) космонавтов (67 “человекополетов”). В пяти полетах “Атлантиса” было доставлено 5 членов основных экспедиций (среди них двое наших) и 25 членов (один канадец, остальные американцы) кратковременных экспедиций посещения. Всего на станции “Мир” побывало 79 космонавтов и астронавтов (97 “человекополетов”). При этом Александр Викторенко и Анатолий Соловьев работали на станции по четыре раза, еще 12 человек по два раза. Суммарная продолжительность работы космонавтов и астронавтов на станции “Мир” составила более 9000 “человекосуток”. С помощью 18 грузовых ТКА “Прогресс” и 33 “Прогресс М” доставлено около 125 т грузов, что превосходит суммарную массу шести модулей самой станции. Это еще раз подчеркивает важность ТКС.

Основные направления научных исследований на ДОС “Мир”: астрофизика, геофизика, космическая технология, медицина, биология, биотехнология.

Самыми значительными астрофизическими достижениями стали наблюдения с телескопами орбитальной обсерватории “Рентген”, установленной на модуле “Квант”, созданной совместно специалистами СССР, Великобритании, Нидерландов, ФРГ и ЕКА. Получен огромный объем информации о рентгеновских источниках в различных районах Вселенной. Регулярно с помощью телескопов “Глазар” и “Глаэар-2” проводились обзоры небесной сферы для создания звездного атласа в ультрафиолетовом диапазоне. Очень повезло астрономам, что вспышка сверхновой в Большом Магеллановом Облаке произошла в тот момент, когда на орбите уже находилась станция “Мир”. Это позволило наблюдать развитие сверхновой в диапазонах электромагнитных волн, недоступных для наземных приборов.

С помощью различных спектрометров в течение многих лет ведутся регулярные геофизические исследования. Проводятся измерения потоков 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, вопросы применения фармакологических средств и специальных устройств, обеспечение психологической поддержки и многое другое. Это позволило без ущерба для здоровья совершать длительные космические полеты, сохраняя высокую работоспособность и хорошее самочувствие у мужчин и женщин. Обширная статистика это подтверждает. Наш единственный в мире многолетний опыт в этой области сейчас интенсивно осваивают американские ученые и астронавты для реализации его на станции “Альфа”. Советскими и российскими космонавтами за 11 лет в 17 полетах достигнута длительность пребывания на орбите 4-5 месяцев, около 6 месяцев продолжалось 18 полетов, четыре полета (Романенко Ю.В., Титов В.Г., Манаров М.Х., Крикалев С.К.) длились 10-12 месяцев. Кроме того, превысив рекорды своих стран, два американских астронавта летали на станции “Мир” по 4 месяца и немецкий космонавт - 6 месяцев. Полеты космонавтов на станции “Мир” существенно подняли планку и мировых рекордов. Врач В.В. Поляков совершил два полета продолжительностью 240 и 437 сут, установив абсолютные мировые рекорды продолжительности за один полет и по суммарному пребыванию в космосе. Особого внимания заслуживают рекордные полеты женщин: 169-ти суточный полет Елены Кондаковой и 188-ми суточный полет Шеннон Люсид.

Полет станции “Мир” продолжается (2-е полугодие 1995 г.).