Первая стыковка с космической станцией

 

6 июня 1971 г. произошел восемнадцатый старт пилотируемого космического корабля «Союз-11». Это произошло в 7 часов 55 минут на космодроме Байконур.

Перед экипажем космического корабля «Союз-11» в составе командира Г.Т.Добровольского, бортинженера В.Н.Волкова и инженера-испытателя В.И.Пацаева Государственной комиссией была поставлена большая и ответственная задача - состыковаться с орбитальной научной станцией «Салют», перейти в ее помещения и в течение многих суток провести запланированные научно-технические исследования и эксперименты.

7 июня космонавтам предстояло провести самый ответственный этап полета — стыковку. Утром на пульте управления «Союз-11» экипажем была включена специальная программа, с помощью которой предстояло провести сближение со станцией «Салют». В 7 часов 27 минут 47 секунд, когда расстояние между кораблем и станцией составляло 6 километров, на 20 секунд включился двигатель, и аппараты автоматически сблизились между собой до 100 метров. Дальше все управление по сближению и причаливанию экипаж проводил вручную. В 8 часов 58 минут стыковка корабля «Союз-11» со станцией «Салют» была завершена. Экипаж тщательно проверил герметичность соединения корабля и станции. После этого было выровнено давление в их отсеках. Убедившись, что все в норме, инженер-испытатель Виктор Пацаев первым перешел на борт «Салюта», следом за ним перешли и остальные члены экипажа. Это произошло 7 июня в 10 часов 45 минут.

Впервые на борт научной орбитальной станции транспортным кораблем был доставлен экипаж. С этого времени в космосе стала функционировать первая пилотируемая орбитальная научная станция. Командир станции Георгий Добровольский доложил на Землю о начале работы экипажа на борту «Салюта».

В первый день пребывания на станции экипаж осмотрел все ее помещения и произвел расконсервацию, а потом проверку научного оборудования. Пилотируемая научная орбитальная станция — это целая научная лаборатория. Длина ее около 20 метров. Объем всех помещений более 100 кубических метров. Вес вместе с кораблем «Союз-11» — около 25 тонн. Конструктивно станция выполнена так, чтобы экипаж в течение длительного времени мог проводить научно-технические и медико-биологические исследования и эксперименты.

29 июня 1971 г. — последний день полета. На борт орбитальной научной станции с Земли поступило указание о завершении полета и подготовке к посадке. Космонавты, убедившись в нормальной работе всех систем корабля и станции, приготовились к посадке. Г.Т.Добровольский, В.Н.Волков и В.И.Пацаев перенесли бортовые журналы и другие материалы научных исследований из станции «Салют» в корабль «Союз-11». Космонавты заняли свои рабочие места, привязались ремнями и после этого проверили работу всех бортовых систем корабля. В отсеках «Союз-11» давление, температура были в норме. Вся аппаратура работала нормально. Радиосвязь с Землей была устойчивой.

В 21 час 28 минут была успешно проведена расстыковка корабля «Союз-11» с орбитальной станцией «Салют», о чем экипаж доложил на Землю. Космический корабль «Союз-11» начал свой самостоятельный полет без станции «Салют». Все системы корабля «Союз-11» функционировали нормально. Около 4 часов продолжался полет «Союза-11» в космическом пространстве до включения автоматической системы ориентации. Наступил момент отделения спускаемого аппарата от приборного и орбитального отсеков. С этого времени с экипажем космического корабля «Союз-11» связь прекратилась. Спускаемый аппарат, в котором находились космонавты Добровольский, Волков и Пацаев, вошел в плотные слои атмосферы. По предварительному заключению врача Анатолия Александровича Лебедева на месте посадки установлено, что экипаж погиб от резкого понижения давления в кабине корабля. Как выяснилось позже, экипаж «Союза-11» погиб в результате нарушения герметичности корабля. Летчики-космонавты СССР Г.Т.Добровольский, В.Н.Волков и В.И.Пацаев полностью выполнили программу научных исследований. Они внесли огромный вклад в дело развития орбитальных пилотируемых полетов.

Записи, сделанные космонавтами в бортовых журналах, личные доклады, записанные на магнитную пленку, большое количество кинокадров, заснятых в космосе, были изучены учеными.

 Первая в мире орбитальная станция

 

19 апреля 1971 года в Советском Союзе был произведен запуск первой в мире орбитальной научной станции "Салют". Это был новый тип космического аппарата, позволяющий автоматически и с участием человека проводить комплексные научные исследования в условиях продолжительного полета.

"Салют" — серия пилотируемых орбитальных станций СССР. Под общим названием "Салют" на орбиту выводились орбитальные станции по гражданской программе "Долговременная орбитальная станция" разработки Центрального конструкторского бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ, ныне Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева) и по военной программе "Алмаз" (ОПС) разработки Центрального конструкторского бюро машиностроения (ЦКБМ, ныне Военно-промышленная корпорация "НПО машиностроения").

Долговременная орбитальная станция (ДОС), начала разрабатываться в ЦКБЭМ под руководством главного конструктора Василия Мишина в конце 1969 года.

Она создавались на базе орбитальной пилотируемой станции военного назначения "Алмаз", которая была разработана в ЦКБМ под руководством главного конструктора Владимира Челомея.

Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о разработке и создании долговременных орбитальных станций вышло 16 февраля 1970 года, а уже в феврале 1971 года станция была отправлена на космодром.

Она состояла из двух герметичных (переходного и рабочего) и одного негерметичного (агрегатного) отсеков. Переходный отсек — один из жилых отсеков станции (диаметр два метра, длина три метра), был предназначен для проведения научных наблюдений и экспериментов. Стыковочный узел отсека обеспечивал многократную стыковку станции с транспортным космическим кораблем на орбите и переход космонавтов через люк-лаз. Внутри отсека были установлены оборудование систем терморегулирования, жизнеобеспечения, научная аппаратура. Снаружи находились панели солнечных батарей, антенны, датчики, агрегаты системы терморегулирования, блоки звездного телескопа и др. В рабочем отсеке, расположенном в средней части станции и состоявшем из двух зон диаметром 2,9 и 4,15 метра, общей длиной 9,1 метра, были установлены основные приборы и агрегаты систем управления станцией, жизнеобеспечения, энергопитания, аппаратура радиосвязи, а также аппаратура для проведения научных исследований и наблюдений. Он был предназначен для проведения основных операций по управлению полетом, научных исследований и наблюдений, для выполнения космонавтами комплекса физических упражнений, приема пищи, отдыха.

За рабочим отсеком находился негерметичный агрегатный отсек, в котором были размещены корректирующая двигательная установка с запасами топлива, исполнительные органы системы ориентации, основные и дублирующие двигатели малой тяги, а также ряд других агрегатов и приборы. Всего на борту станции было размещено свыше 1300 приборов и агрегатов.

Первоначально долговременную орбитальную станцию планировалось именовать "Зарей", но, узнав, что такое же название уже носит летающий спутник Китая, перед стартом станцию было решено именовать "Салют". Это название и закрепилось за всеми последующими станциями данного типа.

Орбитальная станция "Салют" была выведена на орбиту с космодрома Байконур ракетой-носителем "Протон-К" 19 апреля 1971 года. Первая экспедиция на станцию (космонавты Владимир Шаталов, Алексей Елисеев и Николай Рукавишников) на космическом корабле "Союз-10" стартовала 23 апреля 1971 года. Полностью состыковаться с "Салютом" не удалось — не произошла "стяжка" корабля и станции до образования внутреннего герметичного перехода. Экипаж облетел станцию, сфотографировал стыковочный узел и возвратился на Землю.

В течение последующих 1,5 месяцев станция совершала полет в автоматическом режиме; проводились работы по контролю состояния и функционирования бортовых систем, поднятию орбиты, приему и обработке научной информации, а на Земле были проведены дополнительные наземные испытания стыковочных узлов и серия интенсивных тренировок космонавтов.

Второй экипаж в составе Георгия Добровольского, Владислава Волкова и Виктора Пацаева, стартовавший 6 июня 1971 года на корабле "Союз-11", 7 июня успешно состыковался с "Салютом". На орбите начала работать первая в мире пилотируемая орбитальная станция с первым экипажем на борту.

Дальнейший полет станции "Салют" проходил в беспилотном режиме. В это время на ней систематически проводились научно-технические исследования и контроль работы систем, агрегатов и научной аппаратуры в условиях длительного пребывания в космическом пространстве.

11 октября 1971 года были проведены заключительные операции с целью спуска "Салюта" с орбиты. В результате торможения станция перешла на траекторию спуска, вошла в плотные слои атмосферы над заданным районом акватории Тихого океана и прекратила существование. Первая долговременная орбитальная станция находилась на орбите 176 суток.

Общая масса станции "Салют" после стыковки с транспортным кораблем была равна 25,6 тонны, в том числе масса орбитального блока — 18,9 тонны, масса транспортного корабля — 6,7 тонн. Общая масса научных приборов и инструментов весила свыше 1,2 тонн. Длина в состыкованном состоянии составляла 23 метра, длина орбитального блока — 16 метров, максимальный диаметр — 4,15 метра, максимальный поперечный размер станции по раскрытым солнечным батареям — 11 метров, объем герметичных отсеков — около 100 кубических метров.

Эксплуатация первой ДОС "Салют" выявила ряд ее конструктивных и технических недостатков, которые накладывали существенные ограничения на эффективность использования станции и значительно ограничивали время ее функционирования. Поэтому конструкция следующих станций была доработана и усовершенствована.

С 1973 года по 1986 год были запущены еще шесть орбитальных станций под названием "Салют" — "Салют-2" (1973; из-за разгерметизации не эксплуатировалась в пилотируемом режиме), "Салют-3" (1974-1975), "Салют-4" (1974-1977), "Салют-5" (1976-1977), "Салют-6" (1977-1982) и "Салют-7" (1982-1991), на которых работали советские и зарубежные космонавты. В космосе было проведено множество различных научных экспериментов, отработана система жизнедеятельности космонавтов.

Конструкция "Салютов" стала основой создания не только долговременных орбитальных станций, но и орбитального комплекса "Мир" и российского сегмента Международной космической станции.

 

 

Орбитальный комплекс "Мир"

 

Орбитальный комплекс "Мир" (ОК "Мир") является первой в мире орбитальной станцией, построенной по модульному принципу, когда к базовому блоку можно присоединять другие элементы, необходимые для выполнения тех или иных функций.

Он эксплуатировался на орбите с 20 февраля 1986 года (с момента запуска базового блока) по 23 марта 2001 года. В отличие от выведенных Советским Союзом в 1970-1980-х годах на орбиту долговременных орбитальных станций серии "Салют" ОК "Мир" был постоянно обитаемым космическим объектом.

Проект станции "Мир" начал разрабатываться в 1976 году. Активные работы по строительству орбитальной станции стартовали в 1979 году, но в 1984 году были на время приостановлены – все силы космической индустрии Советского Союза шли на создание космического корабля "Буран".

Головным разработчиком ОК "Мир" стало Научно-производственное объединение "Энергия" (ныне Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева). Всего над проектом работало около 280 предприятий, функционирующих под эгидой 20 министерств и ведомств.

Началом развертывания многоцелевого постоянно действующего пилотируемого комплекса модульного типа "Мир" на околоземной орбите стал запуск 20 февраля 1986 года базового блока с помощью ракеты-носителя "Протон", стартовавшей с космодрома Байконур.

Базовый блок являлся основным звеном всей орбитальной станции, объединяющим ее модули в единый комплекс. Он использовался для пристыковки модулей, транспортных пилотируемых и автоматических грузовых кораблей, обеспечивал необходимые условия для работы и отдыха космонавтов. В нем находились оборудование управления служебными системами обеспечения жизнедеятельности экипажа станции и научной аппаратурой, а также места для отдыха экипажа.

Для удобства космонавтов были оборудованы две индивидуальные каюты и общая кают-компания с рабочим столом, устройствами для подогрева воды и пищи, беговая дорожка и велоэргометр. Базовый блок состоял из переходного отсека с пятью пассивными стыковочными агрегатами (один осевой и четыре боковых), рабочего отсека, промежуточной камеры с одним стыковочным агрегатом и негерметичного агрегатного отсека.

На начальном этапе после выведения на орбиту Земли базовый блок эксплуатировался как моноблочная пилотируемая орбитальная станция. 9 апреля 1987 года к нему был пристыкован первый экспериментальный модуль "Квант", предназначенный для выполнения программы астрофизических и других научных исследований и экспериментов. С этого момента началась сборка пилотируемого орбитального комплекса "Мир". Предполагалось, что комплекс будет полностью собран в течение нескольких лет. В связи с задержкой разработки и изготовления модулей и недостаточным финансированием сборка комплекса "Мир" затянулась.

Только в 1996 году был окончательно сформирован облик орбитального комплекса "Мир". В состав него в полной сборке входили, кроме базового блока и модуля "Квант", еще модули "Квант-2", "Кристалл", "Спектр", "Природа" и стыковочный отсек.

Модуль "Квант-2" предназначался для дооснащения станции оборудованием и аппаратурой, в состав которых входили средства жизнеобеспечения и средства обеспечения выходов космонавтов в открытый космос, система электропитания, комплект гиродинов (устройства для высокоточной ориентации и стабилизации) и двигатели ориентации для системы управления движением комплекса. Он был выведен на орбиту 26 ноября 1989 года и 6 декабря 1989 года состыкован с орбитальным комплексом "Мир".

Модуль стыковочно-технологический "Кристалл" предназначался для выполнения программы опытного производства полупроводниковых материалов и биопрепаратов, научных экспериментов и работ по совершенствованию космической техники, а также для обеспечения стыковки с кораблем "Буран" и кораблем-спасателем "Союз ТМ". Он был выведен на орбиту 31 мая 1990 года и 10 июня того же года состыкован с орбитальным комплексом "Мир".

Научная аппаратура модуля "Спектр" предназначалась для исследования природных ресурсов Земли, верхних слоев земной атмосферы, собственной внешней атмосферы орбитального комплекса, геофизических процессов естественного и искусственного происхождения в околоземном и космическом пространстве и в верхних слоях земной атмосферы, космического излучения, медико-биологических исследований, изучения поведения различных материалов в условиях открытого космоса. Он был запущен 20 мая 1995 года и 1 июня того же года состыкован с орбитальным комплексом.

Основным назначением модуля "Природа" являлось исследование поверхности и атмосферы Земли, атмосферы в непосредственной близости от "Мира", влияние космического излучения на организм человека, изучение поведения различных материалов в условиях космического пространства, а также получение в условиях невесомости особо чистых лекарственных препаратов. Он был запущен 23 апреля 1996 года и 26 апреля того же года состыкован со станцией.

Стыковочный отсек, созданный в Ракетно-космической корпорации "Энергия" им. С.П. Королева, был предназначен для обеспечения стыковок американских кораблей системы "Спейс Шаттл" (Space Shuttle) со станцией "Мир" без изменения ее конфигурации. Он был доставлен на орбиту в ноябре 1995 года на американском многоразовом космическом корабле "Атлантис" (Atlantis) и пристыкован к модулю "Кристалл".

Общая масса комплекса (в полной сборке) – более 125 тонн, общий объем герметичных отсеков – примерно 400 кубических метров.

Транспортно-техническое обеспечение полета станции осуществлялось с помощью пилотируемых транспортных кораблей типа "Союз " и грузовых кораблей типа "Прогресс".

Обеспечение управления комплексом было возложено на Центр управления космическими полетами (ЦУП), являющийся одним из подразделений Федерального государственного унитарного предприятия "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш, ныне АО "ЦНИИмаш"). До этого ЦУП был основным звеном в контуре управления полетами пилотируемых долговременных орбитальных станций "Салют", транспортных кораблей "Союз" и "Прогресс".

ОК "Мир" предназначался для длительных полетов экипажей из двух-трех космонавтов с целью проведения технологических экспериментов по отработке процессов полупромышленного производства полупроводниковых материалов и медицинских препаратов, а также для проведения технических, биомедицинских, геофизических, астрофизических и других экспериментов и исследований.

За время эксплуатации на орбитальном комплексе была размещена научная аппаратура более 240 наименований производства 27 стран общей массой 11,5 тонны, а с учетом вспомогательного оборудования и средств обеспечения общая масса комплекса целевых нагрузок составила 14 тонн. Данный комплекс научной аппаратуры позволял выполнять фундаментальные и научно-прикладные исследования по девяти направлениям в различных областях науки и техники.

На начальном этапе работы орбитального комплекса "Мир" его эксплуатация была возможна только в режиме посещения, а эксплуатация в режиме постоянно действующей станции была ограничена из-за отсутствия необходимых средств системы управления движением и системы обеспечения жизнедеятельности.

Первый пилотируемый полет на "Мир" был проведен в период с 15 марта по 5 мая 1986 года. Эксплуатация орбитального комплекса в режиме постоянно действующей станции была начата 8 февраля 1987 года и продолжалась до августа 1999 года с одним перерывом с 27 апреля по 8 сентября 1989 года (в период перехода с пилотируемых кораблей серии "Союз Т" на серию "Союз ТМ"). Смена экспедиций осуществлялась непосредственно на борту комплекса.

На станции с 1987 года реализовывались международные программы исследований. В их выполнении непосредственно на борту станции приняли участие астронавты Франции, Сирии, Афганистана, Болгарии, Японии, Великобритании, Германии, Казахстана, Австрии, США, Канады и стран, входящих в Европейское космическое агентство.

На протяжении 1995-1998 годов на станции "Мир" велись совместные российско-американские работы по программам "Мир – Шаттл", "Мир – НАСА". В рамках этих программ было осуществлено семь кратковременных экспедиций посещения с помощью американского корабля "Атлантис" (Atlantis) и одна с помощью американского корабля "Индевор" (Endeavour), во время которых на станции побывали 34 астронавта США (еще шестеро были доставлены для длительной работы в составе экипажей основных экспедиций), один астронавт Канады, один астронавт Европейского космического агентства, один – Франции и три российских космонавта.

С середины 1999 года в связи с трудностями финансирования программы полета ОК "Мир" в режим эксплуатации комплекса были введены относительно длительные беспилотные участки.

Первый такой перевод ОК "Мир" в режим беспилотного полета после многолетнего непрерывного функционирования в пилотируемом режиме был осуществлен с 28 августа 1999 года.

Последний полет на станцию "Мир" был совершен основной экспедицией в период с 4 апреля по 16 июня 2000 года. После этого было принято решение о прекращении полета орбитального комплекса, так как любая из систем "Мира", изначально рассчитанная на пять лет работы, а отработавшая пятнадцать, могла в любой момент отказать. Большая часть бортовых систем значительно превысила ресурсные характеристики.

24 января 2001 года к станции был отправлен грузовой корабль "Прогресс М1-5", который, пристыковавшись к орбитальному комплексу, сообщил ему несколько импульсов для схода с орбиты. Первый импульс на торможение станции был выдан 23 марта 2001 года в 3.32 мск, второй – в 5.00 мск, третий – в 8.08 мск. В плотные слои атмосферы Земли станция вошла в 8.44 мск, где начала гореть и распадаться на куски. Несгоревшие фрагменты ОК "Мир" приводнились в несудоходном районе Тихого океана примерно к 9.00 мск, не причинив никому вреда.

За время эксплуатации на ОК "Мир" работали 71 человек из 12 стран, а всего на "Мире" побывали 104 человека. В частности, пять раз совершал полеты на станцию Анатолий Соловьев, четыре раза - Александр Викторенко, три раза – Сергей Авдеев, Виктор Афанасьев, Александр Калери и американский астронавт Чарлз Прекорт.

На ОК "Мир" было совершено 78 выходов в открытый космос, выполнено по российской и международным программам более 23 тысяч научных экспериментов и исследований, многие из которых не имеют аналогов в мире. Во время проведения работ в открытом космосе на станции было впервые испытано средство автономного передвижения космонавта, которое позволяло удаляться от космического дома на десятки метров.

Станция "Мир" стала своеобразным летным полигоном для испытаний в реальных условиях многих технических решений и технологических процессов, используемых на Международной космической станции – МКС.

На ОК "Мир" впервые в мировой практике был реализован модульный принцип строительства на орбите космических сооружений больших габаритов и масс; апробировано применение кораблей "Союз", "Прогресс", "Спейс Шаттл" как транспортных средств для доставки экипажей и материально-технического снабжения; проведена отработка взаимодействия международных экипажей в длительных полетах; отработана технология поддержания станции в работоспособном состоянии в течение длительного полета; проведена отработка технологии совместного управления пилотируемыми космическими объектами двух стран из двух Центров управления – ЦУП-М (Королев, Россия) и ЦУП-Х (Хьюстон, США) и др.