Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://galspace.spb.ru/nature.file/splan.html
Дата изменения: Unknown Дата индексирования: Sun Apr 10 01:52:46 2016 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: п п п п п п п п п п п п п п п п п п п |
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы! |
|
Исследование Солнечной Системы - Научные Статьи
| |||||
Космические исследования |
Международная Космическая Станция
Перспективы развития МКС
Представьте. Более 183 тонн веса, примерно 425 кубометров обитаемого внутреннего пространства, длина 44,5 метра (вдоль главной оси, по которой выстроились основные модули), высота - почти 27,5 метров, ширина (по солнечным панелям) - более 73 метров. И это не считая временно прилетающих и улетающих космических кораблей. Если пройти всю станцию вдоль основной оси, то мы увидим следующие ее блоки. Российский сегмент: служебный модуль "Звезда", к которому (со стороны, обращенной к Земле) подсоединен стыковочный отсек-модуль "Пирс"; далее, за "Звездой", расположен функциональный грузовой блок "Заря", продолжающий главную цепочку модулей. За "Зарей" начинается американский сегмент: узловой модуль Unity, к которому сбоку (справа по ходу полета) примыкает шлюзовой модуль Quest, а сверху - вертикальная (если учитывать ориентацию по отношению к проплывающей снизу Земле) ферма. Далее, после Unity, идет американский лабораторный модуль Destiny, к которому сверху прикреплена обширная ферма, называемая главной. Она ориентирована поперек оси модулей. Надо заметить, что фермы станции не просто поддерживают солнечные батареи. Здесь размещена куча электроники, гироскопы, системы охлаждения с радиаторами, антенны, а главная ферма еще является и основой для рельсов, но о них - ниже. Важным элементом МКС является 17,6-метровая робот-рука Canadarm 2 (сделанная в Канаде), которая, благодаря одинаковым разъемам на обоих своих концах, может не только перемещать грузы, но и сама передислоцироваться на разные места станции. В том числе, на так называемый Mobile Transporter - недавно отремонтированную тележку, которая ездит вдоль станционной "железной дороги". Последняя проложена вдоль главной фермы МКС. Благодаря такому "паровозу" рука станции получила огромную зону досягаемости. Вот таков сейчас орбитальный порт, плавающий под знаменами трех частей света. Кстати, о порте: доставку людей на станцию обеспечивают "Союзы" и американские многоразовые челноки, а грузы могут попадать на МКС как благодаря "Прогрессам", так и тем же шаттлам. В последнем случае челноки могут брать в свой грузовой отсек так называемый многоцелевой модуль логистики (MPLM) - большой цилиндр (6,4 х 4,6 метра) со стыковочным узлом. Это - вклад в МКС со стороны Италии, которая построила три таких аппарата - Leonardo, Raffaello и Donatello. Пустой MPLM весит 4,5 тонны, и в него можно загрузить до 10 тонн оборудования для экспериментов и расходных материалов. После стыковки шаттла и станции MPLM вынимают из грузового отсека челнока и перестыковывают, при помощи руки-манипулятора, непосредственно к орбитальному форпосту Земли. А после переноса грузов (в оба конца, кстати) MPLM возвращают в шаттл, который и доставляет модуль обратно на Землю. Так МКС обеспечивается своей основной работой - многочисленными экспериментами, о которых обычно говорят и пишут не слишком много. Если спросить среднестатистического человека о роли МКС в развитии нашей техногенной цивилизации, то едва ли он вспомнит больше, чем громкие восторги по поводу прилета шаттла, наконец, вроде бы разобравшегося со своим опасным, теряющим пену внешним топливным баком. Восторги уместны, учитывая, что американцы проделали колоссальную работу по модернизации своих челноков (Space Shuttle). Но на этом фоне сама работа и будущее развитие МКС уходит в тень. А ведь и тут есть о чем поговорить.
Вот эксперимент, навскидку выловленный из списка опытов, проводимых на МКС при участии российской стороны: "Получение высокоэффективных штаммов микроорганизмов для производства препаратов биодеградантов нефти, средств защиты растений, а также экзополисахаридов, используемых в нефтяной промышленности". Для неспециалиста подобные резюме могут показаться скучными, но за такими строчками - прогресс, который, если так можно сказать, спускается к нам с небес на Землю. Новые материалы, получаемые в условиях невесомости, и изучение реакции человека на длительный полет, исследование космических лучей и биологические опыты, призванные помочь в создании новых лекарств - это и есть главная задача МКС. И дальше число таких экспериментов, проводимых одновременно, будет нарастать лавинообразно. Ибо строительство Международной космической станции, начатое в 1998 году и прерванное в 2003-м - будет продолжено уже в этом году. Свет в конце тоннеля забрезжил для МКС после успешного полета Discovery. Ведь после долгого ограничения на число постоянных обитателей - всего-то в два человека - экипаж станции насчитывает теперь троих. Миссия STS-115, запланированная на сентябрь, должна доставить на орбиту очередные элементы станции - новые фермы, солнечные батареи и аккумуляторы. Затем будут еще старты шаттлов с фермами и другими узлами на борту, а в одном из следующих полетов американцы пристыкуют к лаборатории Destiny (спереди по ходу полета) модуль под названием "Узел 2" (Node 2). Это очень важный элемент МКС. Дело в том, что позднее, справа и слева по направлению полета, именно к Node 2 причалят европейская лаборатория Columbus и японская Kibo. Columbus, где, в частности, разместится европейская биолаборатория, должен стартовать в следующем году. Японский модуль - позже (дата пока не определена). Японская лаборатория состоит из трех крупных элементов, которые должны быть доставлены на МКС за три отдельных полета шаттла. Это собственно центральный модуль лаборатории, дополнительный складской модуль и наружная "платформа расширения", на которой в открытом космосе будут менять то или иное экспериментальное оборудование, предназначенное для экспериментов в вакууме. Кстати, все лабораторные модули МКС обладают стандартизированными стойками для установки блоков с экспериментальным оборудованием. Собственно такие блоки составят один из главных грузов на линии "земля-орбита". Завершая объяснение важности Node 2, добавим, что к нему смогут стыковаться различные корабли и модули MPLM. Со временем МКС обрастет еще рядом узлов и модулей. И тут нужно отметить российский сегмент, который пополнится научно-энергетической платформой, многоцелевым исследовательским модулем Enterprise и вторым функционально-грузовым блоком (ФГБ-2). Также нужно вспомнить интересный узел "Купол" (Cupola, название итальянское, так как построен этот объект в Италии), который будет смонтирован на модуле "Узел 3" (Node 3). Это действительно купол с рядом очень крупных иллюминаторов, через которые обитатели станции, как в театре, смогут наблюдать приход кораблей и контролировать работу своих коллег в открытом космосе. А работать ведь будут все больше и чаще. Ведь после достройки МКС она будет весить 455 тонн и насчитывать 1,2 тысячи кубометров обитаемого объема. Во весь рост встает вопрос: "Кто и как все это хозяйство будет обслуживать и обеспечивать пассажиро- и грузопоток по трассе "Земля-МКС"? Неужели опять "Прогрессы"? Далеко не только они. Свои "новые ответы" на этот вопрос приготовили Европа, Япония и Россия. "Неземной плацдарм" - МКС Сейчас мы знаем: первоначальные планы по развертыванию МКС, составленные десятилетие назад, оказались слишком оптимистическими. Но теперь снова есть повод для оптимизма. Строительство возобновлено, а главное - страны участницы продвигают целый ряд проектов, призванных всерьез превратить дорожку для людей в космос, поддерживаемую в основном "Союзами", в широкую магистраль. С 2009 года постоянный экипаж МКС будет увеличен до 9 человек. Соответственно, возрастет и количество экспериментов. Приятно отметить, что только Россия запланировала на следующие годы аж 331 эксперимент на МКС; в медико-биологической сфере, по изучению природных ресурсов Земли и исследованию планет Солнечной системы, по биотехнологиям и космическим технологиям, по изучению космических лучей, в сфере материаловедения и так далее. Несомненно, не отстанут в этом деле и партнеры России по МКС - Европа, Канада, США и Япония. А это значит, что тонны и тонны оборудования, расходных материалов будут с "нетерпением" ожидать доставки на орбиту. Поток грузов возрастет в разы. И здесь будет трудно переоценить роль новых космических аппаратов, создаваемых в ряде стран. Разумеется, в строю останутся проверенные пилотируемые "Союзы" и транспортники "Прогресс". Да и шаттлы, до 2010 года, должны сыграть большую роль в работе станции и очень важную - в ее досборке. Однако возможности по обеспечению "логистики МКС" этими двумя системами не исчерпываются. Европейское космическое агентство (ESA) и его партнеры уже построили новый корабль-транспортник - Automated Transfer Vehicle (ATV), который будет выводиться на базовую орбиту (высотой 300 километров) ракетой Ariane-5 ES ATV, откуда ATV за счет своих двигателей перейдет на орбиту МКС (400 километров над Землей). Полезный груз этого автоматического корабля длиной 10,3 метра и диаметром 4,5 метра составляет 7,5 тонн. Это будет и экспериментальное оборудование, и пища, и воздух, и вода для экипажа МКС. Первый из ряда ATV, запланированных к запуску на МКС, получил имя собственное Жюль Верн (Jules Verne). Он должен отправиться на орбиту в следующем году. После стыковки с МКС (кстати, в автоматическом режиме) ATV сможет проработать в ее составе полгода, после чего корабль загрузят мусором и в управляемом режиме затопят в Тихом океане. Кстати, в ATV можно заправить до 4,7 тонн топлива, и с помощью собственных двигателей он сможет несколько раз за время своего полугодового "дежурства" поднимать орбиту МКС. Вообще же, ATV планируется запускать раз в год, а всего их будет построено 7 или больше (точное число пока не определено). И это не единственный из последователей российских рабочих лошадок - кораблей снабжения "Прогресс". Позднее к программе МКС подключится японский автоматический грузовик H-II Transfer Vehicle" (HTV), выводимый на орбиту японской же ракетой-носителем H-IIB, которую сейчас еще разрабатывают. Полный вес HTV составит 16,5 тонн, из которых 6 тонн - это полезный груз для станции. Он сможет оставаться пристыкованным к МКС до одного месяца. А что же Россия? Генеральный конструктор РКК "Энергия" Николай Севастьянов в интервью (PDF-документ) журналу "Новости космонавтики" рассказал, что нынешние наши пилотируемые "Союзы" претерпят в ближайшие годы глубокую модернизацию, в результате которой от прежних кораблей останутся разве лишь корпуса. Будет заменена вся начинка, в особенности - электронные системы управления и связи, что позволит нарастить полезную нагрузку корабля за счет сокращения веса электронного оборудования. Такой модернизированный "Союз" появится на "сцене" в 2010 году. Он будет не только эффективнее в доставке людей и грузов на МКС, но и сможет находиться в составе станции почти один год.
Новая электронная аппаратура, отработанная на обновленном "Союзе" - позже перекочует на перспективный многоразовый российский корабль "Клипер". Этот шестиместный крылатый челнок задуман в двух вариациях. В основе каждой - многоразовый возвращаемый аппарат. А вот сзади к нему, перед запуском, можно будет добавлять два разных отсека - агрегатно-бытовой (АБО) или двигательный (ДО). Первый вариант рассчитан на такой сценарий полета. Ракета-носитель "Союз-2-3" выводит "Клипер" на опорную орбиту. С нее до орбиты МКС челнок добирается за счет двигателей АБО. Этот же отсек служит для стыковки с МКС и через него же экипаж перебирается на станцию, переносит грузы. При возвращении двигатели АБО обеспечивают тормозной импульс, после чего "Клипер" планирует домой, на посадочную полосу, а АБО отбрасывается и сгорает в атмосфере. А вот второй вариант эксплуатации "Клипера", можно сказать, почти многоразовый, если не считать, конечно, ракеты-носителя. Секрет тут в том, что за "Клипером", поднявшимся в космос, но на сравнительно низкую орбиту, будет прилетать межорбитальный буксир "Паром", постоянно дежурящий в составе МКС. "Паром" - это новая разработка, призванная сменить со временем грузовые "Прогрессы". Этот буксир должен подтягивать с низкой опорной орбиты до орбиты МКС так называемые "контейнеры" - сравнительно простые грузовые "бочки" с минимум оборудования, выводимые в космос при помощи "Союзов" или "Протонов" и несущие, соответственно, от 4 до 13 тонн грузов. "Паром" имеет два стыковочных узла: один для контейнера, второй - для причаливания к МКС. После вывода контейнера на орбиту паром за счет своей двигательной установки спускается к нему, стыкуется с ним и поднимает его к МКС. А после разгрузки контейнера "Паром" спускает его на более низкую орбиту, где тот отстыкуется и самостоятельно тормозит (у него тоже есть небольшие двигатели), чтобы сгореть в атмосфере. Буксир же останется ждать новый контейнер, чтобы доставить его к МКС. И так много раз. От контейнеров же "Паром" дозаправляется, а, находясь на дежурстве в составе МКС, проходит, по мере надобности, профилактический ремонт. Впервые "Паром" должен полететь в космос в 2009 году, и сначала - именно как буксир для контейнеров. Но после взлета "Клипера" (первый его пилотируемый рейс на орбиту, испытательный, намечен на 2014 год, ввод в эксплуатацию - 2016-й) "Паром" сможет работать и как буксир для "Клипера", которому, таким образом, не понадобится АБО для поднятия своей орбиты с опорной до высоты МКС. "Паром" же будет и спускать "Клипер" на низкую орбиту, перед тем, как челнок, уже за счет своих двигателей, расположенных в отсеке ДО, затормозит для входа в атмосферу. "Клипер" планируется выпустить в пяти экземплярах, каждый из которых сможет слетать в космос до 60 раз. Если еще вспомнить, что американцы полным ходом разрабатывают свой корабль CEV, можно сказать, что через несколько лет земная космонавтика не будет испытывать недостатка в транспортных и пилотируемых кораблях. А ведь в эту область еще и небольшие частные фирмы нацелились. Источник:
| ||||||||||||||||||||||
![]() |
|