Космические грузовые корабли "Прогресс", "Прогресс-М" и их модификации

     Опыт разработки первой орбитальной станции показал, что длительный полет космонавтов на станции связан с организацией регулярного грузопотока. Поэтому для разрабатывавшейся в 1973 г. долговременной орбитальной станции " Салют-6" (ДОС N5) была предпринята попытка организации такого грузопотока в целях увеличения продолжительности ее активного существования.
     Ограничение возможности транспортных пилотируемых КК "Союз" не позволяло одновременно с доставкой экипажей привозить на станцию необходимое количество расходуемых материалов и оборудования. Это побудило искать иные пути решения проблемы регулярного снабжения станции расходуемыми материалами.
     Естественно, что одним из наиболее простых решений этой задачи была разработка специального транспортного средства с максимальным использованием задела уже отработанного и хорошо зарекомендовавшего себя с точки зрения выполнения автоматического полета КК "Союз".
     Так родилась идея создания на базе транспортного пилотируемого КК "Союз" грузового корабля (ГК), которому впоследствии было присвоено название "Прогресс".
     Не существовало дилеммы: "быть или не быть" кораблю, но "каким ему быть" - вот вопрос. Нужно было определить его размеры, рассчитать, сколько и каких материалов и оборудования, необходимых для обслуживания орбитальных станций типа "Салют", он сможет взять на борт. Одни разработчики считали, что он должен быть пилотируемым, другие предпочитали беспилотный вариант.
     Первое предложение давало возможность вернуть материалы и оборудование на Землю, зато второе было экономичнее: при одинаковой общей массе корабля масса груза оказывалась существенно больше, а материалы с результатами научных исследований, проведенных на станции, могли возвращаться на транспортных КК "Союз" одновременно с доставкой на станцию и возвращением на Землю экипажа. Победила экономика: ГК "Прогресс" только доставляет материалы и оборудование на станцию.
     Определить размеры грузового корабля было непросто: вышедшее из строя или исчерпавшее свои возможности оборудование требовало замены в относительно короткий срок, затраты на доставку грузов (с учетом непредвиденных ситуаций, которые могли привести к потере выводимых на орбиту материалов и оборудования) должны были быть минимальными, элементы конструкции корабля должны были создавать как можно меньше помех работе антенн, оптических датчиков и солнечных батарей станции, а система ориентации и управления его движением вместе со сближающе-корректирующей установкой должны были обеспечивать проведение орбитальных маневров станции.
     Оптимальные размеры и масса грузового корабля для станции "Салют-6" оказались близкими к размерам и массе транспортного КК "Союз", что позволило использовать приборы, агрегаты и элементы его конструкции. Материалы и оборудование, доставляемые на станцию, решили размещать в герметичном грузовом отсеке, оснащенным стыковочным агрегатом, который имел люк для входа в этот отсек.
     Агрегаты и пневмогидроарматуру, обеспечивающие транспортирование ядовитых компонентов топлива и сжатых газов размещались в негерметичном отсеке, что исключило попадание паров топлива в жилые помещения, а возможные утечки сжатого газа не повышают давление внутри герметичных отсеков. Негерметичным был и отсек с агрегатами и пневмогидроарматурой системы двигателей ориентации и сближающе-корректирующей установки. Бортовые системы располагались в герметичном приборном отсеке.
     При разработке грузового корабля конструкторы учитывали , что его стартовая масса и максимальные размеры со сложенными антеннами не должны превышать аналогичные размеры КК "Союз", что позволило бы использовать для его запуска ту же ракету-носитель, что выводит на орбиту КК "Союз".
     Грузовой корабль имел три основные отсека: грузовой со стыковочным агрегатом, отсек компонентов дозаправки и приборно-агрегатный.
     Опыт полетов показал, что для увеличения продолжительности функционирования станции и обеспечения длительных полетов на ней космонавтов, в первую очередь необходимы: восполнение запасов систем обеспечения жизнедеятельности; поддержание требуемых параметров орбиты станции и восполнение запасов топлива ее объединенной двигательной установки, доставка ремонтного оборудования при возникновении отказов на станции, требующих ремонта или замены вышедших из строя приборов и удаление отходов с последующим их затоплением в заданную точку акватории Мирового океана.
     Решение этих задач и было возложено на грузовой корабль "Прогресс".
     Наличие научно-технического и производственного задела по пилотируемым КК "Союз" позволило в короткий срок разработать необходимую проектную, конструкторскую, рабочую и эксплуатационную документацию, а также завершить экспериментальную отработку и изготовление первых летных образцов.
     Разработка эскизного проекта на грузовой корабль "Прогресс" была начата в середине 1973 г. и закончена в феврале 1974 г.
     Грузовой корабль "Прогресс" являлся составной частью долговременной орбитального комплекса и разрабатывался в соответствии с постановлением Правительства по созданию станции "Салют-6".
     Разработка конструкторской, схемной и эксплуатационной документации была проведена в 1974 - 1976 гг., а экспериментальная отработка и изготовление первого летного образцах были завершены к ноябрю 1977 г.
     Серии транспортных грузовых кораблей, первоначально состоявшей всего только из двух кораблей, был присвоен индекс 11Ф615 А15 с N 101. В дальнейшем заказ грузовых кораблей был увеличен до 50 штук.
     Длительная наземная отработка бортовых систем и конструкции, применение приборов и агрегатов, прошедших летные испытания на КК "Союз", позволили совместить две задачи: доставку грузов на станцию "Са-лют-6" и первые летные испытания систем и конструкции нового грузового корабля.
     Первый грузовой корабль "Прогресс-1" был запущен 20 января 1978 г. Как только отделилась последняя ступень ракеты-носителя, по команде с Земли раскрылись антенны радиотехнических систем и выдвинулась в исходное положение штанга активного стыковочного агрегата. В течение первых суток проверялась работоспособность бортовых систем и, прежде всего, системы ориентации и управления движением, радиотехнической аппаратуры сближения и стыковки, а также сближающе-корректирующей двигательной установки. Заключительной операцией первых суток полета была коррекция орбиты корабля. На вторые сутки полета был проведен последний этап коррекции орбиты, что позволило к концу вторых суток завершить формирование монтажной орбиты грузового корабля с параметрами, необходимыми для сближения и стыковки со станцией. В начале третьих суток полета началось автоматическое сближение, причаливание и стыковка корабля со станцией. Центр управления полетом и космонавты Ю.В.Романенко и Г.М.Гречко, находившиеся на станции "Салют-6", благодаря телевизионному репортажу с борта станции и постоянной радиосвязи непрерывно контролировали ход операции. 22 января в 13 ч 12 мин московского времени произошла сцепка стыковочных агрегатов грузового корабля и станции "Салют-6", а затем стягивание стыковочных агрегатов. Были состыкованы электро- и гидроразъемы системы дозаправки топливом, после чего система электропитания корабля была подключена к системе электропитания станции и экипаж смог управлять системами корабля со станции "Салют-6".
     Четвертые сутки полета отводились на отдых экипажа, однако Центр управления полетом по настоятельной просьбе космонавтов Ю.В.Романенко и Г.М.Гречко разрешил открыть люки, ведущие в грузовой отсек, так как им хотелось как можно быстрее посмотреть на доставленный груз. Экипажу предстояло снять и перенести на станцию несколько сотен предметов массой до 1,3 т (это только кажется, что в невесомости легко), закрепить каждый предмет на своем месте, а затем перенести в грузовой отсек использованные агрегаты и приборы (тоже несколько сотен килограммов) и закрепить их. Космонавты в это время были не только "грузчиками", параллельно они готовились к дозаправке станции топливом и газами.
     Станцию можно было дозаправить и по командам с Земли. Но Земля приняла решение, что дозаправку будет проводить экипаж, а специалисты Центра управления полетом будут следить за ней и при необходимости давать консультации. А консультации могли понадобиться: ведь для дозаправки двигательной установки станции каждым компонентом топлива космонавты должны были проверить герметичность магистрали, количество топлива, оставшегося в баках станции к моменту дозаправки, снизить давление в баках до заданной величины и проследить за поступлением топлива из баков грузового корабля в баки станции.
     25 января экипаж приступил к переноске грузов и дозаправке станции топливом. Несмотря на то, что эти операции выполнялись в орбитальном полете впервые, все прошло в полном соответствии с программой и 3 февраля работа была закончена. 4 февраля экипажу был предоставлен день отдыха. А 5 февраля первый грузовой корабль выступил в роли и первого космического буксира: была проведена коррекция орбиты станции с помощью системы управления и двигательной установки грузового корабля. 6 февралям корабль "Прогресс-1" был отстыкован от станции, а 8 февраля разрушился над акваторией Тихого океана.
     Грузовой корабль "Прогресс-1" имел массу 7020 кг, массу доставляемого груза до 2300 кг, в том числе в грузовом отсеке до 1300 кг и в отсеке компонентов дозаправки до 1000 кг, время полета до 3-4 сут. и время полета в составе орбитальной станции до 30 сут; высоту орбиты 200-350 км и ее наклонение 51,6⁰.
     Летная эксплуатация грузовых кораблей "Прогресс" показала их высокую надежность и эффективность, все 43 корабля выполнили свою задачу.
     В 1986 г. в связи с возникшими трудностями в обеспечении поставок бортовой аппаратуры, использовавшей уже устаревшую к этому времени элементную базу, была проведена кардинальная модернизация корабля, в ходе которой основные бортовые системы, включая и солнечные батареи, были заменены аналогичными с находящегося в стадии эксплуатации модернизированного транспортного пилотируемого КК "Союз ТМ".
     После модернизации грузовой корабль получил название "Прогресс М" (индекс 11Ф615 А55 с N 201).
     Эскизный проект на модернизированный грузовой корабль был выпущен НПО "Энергия" в мае 1986 г.
     Летные испытания грузового корабля "Прогресс-М" были начаты в августе 1989 г. ("Прогресс-М-1") и закончены в феврале 1990 г. ("Прогресс-М-2"). Так же, как и для ГК "Прогресс", летные испытания были совмещены с выполнением основной задачи - доставкой грузов на станцию.
     Учитывая необходимость повышения надежности выполнения самой ответственной операции - стыковки корабля и станции, в период 1990-1991 гг. была разработана принципиально новая система телеоператорного режима управления, с помощью которой экипаж станции мог проводить стыковку грузовых кораблей в "ручном" режиме, используя при этом межбортовую радиолинию для передачи командной и телевизионной информации.
     Аппаратура телеоператорной системы управления в 1992 г. была установлена на станции "Мир" и на грузовых кораблях, начиная с ГК "Прогресс М-15". Впервые режим телеоператорного управления был успешно использован при стыковке ГК "Прогресс М-24" (при третьей попытке стыковки), когда первые две попытки закончились неудачно из-за повышенных флюктуаций сигналов радиотехнической системы сближения "Курс", выдаваемых в систему управления корабля.
     Полеты первых 27 ГК "Прогресс М" подтвердили эффективность мероприятий по модернизации систем и обеспечили бесперебойное снабжение станции "Мир".
     Во время полетов грузовых кораблей "Прогресс" был рассмотрен вопрос об их использовании для проведения научных и прикладных исследований и экспериментов в интересах развития и совершенствования конструкции и систем космической техники. Исследования и эксперименты планировалось проводить параллельно с выполнением основной задачи по доставке расходуемых материалов и оборудования на станцию, что позволяло выполнять их все оперативно и с минимальными затратами.
     За период эксплуатации (1978-1994 гг.) 26 кораблей "Прогресс" и "Прогресс-М" были использованы для проведения экспериментов и исследований, наиболее крупными из которых были создание и отработка прототипа радиолокационной космической системы обнаружения подводных и надводных объектов (эксперимент "Квант"), крупногабаритных рамочных радиоантенн (эксперименты "Модель-1", "Модель-2", "Краб") и оптической аппаратуры (эксперимент "Свет"), для систем космической связи, больших пленочных отражателей (эксперимент "Знамя-2") в интересах создания парусов для космических аппаратов и отражателей солнечного света из космоса на Землю и возвращаемой баллистической капсулы (ВБК).
     Кроме проведения исследований на базе конструкции грузовых кораблей был создан также специальный астрофизический автоматический аппарат (модуль "Гамма").
     Что же показал опыт создания и длительной эксплуатации грузовых кораблей "Прогресс" и "Прогресс М"?
     Во-первых, грузовой корабль был первым и, по состоянию на 1985 г., единственным автоматическим аппаратом, обеспечивающим снабжение орбитальных станций всем необходимым для их длительного и эффективного функционирования.
     Во-вторых, грузовой корабль, созданный в основном с использованием систем и конструкций КК "Союз", стал качественно новым целевым аппаратом, решающим важные, свойственные только ему задачи.
     В-третьих, благодаря применению прошедших длительную летную отработку бортовых систем и элементов конструкции, а также технологии их изготовления и испытаний, грузовые корабли подтвердили высокий уровень надежности, что позволило всем им (43 корабля "Прогресс" и 27 кораблей "Прогресс М") выполнить основную программу полета.
     В-четвертых, грузовой корабль явился весьма эффективной базой как для проведения различных исследований, так и для создания целевых исследовательских модулей, вплоть до таких сложных, как модуль "Гамма".
     И наконец, в-пятых, как показал пример разработки нового грузового корабля "Прогресс М-2" для международной орбитальной станции, на основе бортовых систем и элементов конструкции ГК "Прогресс М" можно было создавать грузовые корабли большей размерности с использованием более крупных ракет-носителей РН "Зенит" и др. При этом большой грузовой отсек становился удобным помещением, используемым как склад для доставленного оборудования и материалов, а также для постепенного размещения удаляемых отходов.
     Таким образом, был создан многоцелевой автоматический корабль, способный доставлять служебное и научное оборудование и средства жизнедеятельности для экипажей станции в качестве грузового корабля; проводить орбитальные маневры станции и доставлять станционные модули как корабль-буксир; доставлять и перекачивать топливо в баки двигательной установки как корабль-танкер; проводить исследования попутно с выполнением основных транспортных задач в роли исследовательского модуля и обеспечивать складирование доставленных на станцию материалов и оборудования, а также удаляемых отходов в качестве станционного склада.

Возвращаемая баллистическая капсула
     В связи с непрерывным ростом объема научно-технических исследований на орбитальных станциях типа "Салют" и "Мир" возникла проблема оперативного возвращения на Землю материалов с результатами исследований.
     Выведение и возвращение капсулы планировалось с помощью грузовых кораблей "Прогресс М", для чего капсула разъединялась на две части и размещалась в грузовом отсеке ГК, экипаж станции перед отстыковкой ГК закладывал внутрь капсулы материалы с результатами исследований, соединял обе части капсулы вместе и закреплял ее на фланце люка стыковочного агрегата корабля и проверял готовность ее систем к выполнению операций для возвращения на Землю, после расстыковки со станцией на грузовой корабль выдавал тормозной импульс, капсула перед входом в плотные слои атмосферы выталкивалась из грузового отсека пружинным механизмом, входила в плотные слои атмосферы, осуществляла баллистический спуск, затем спуск и посадку на парашюте, с высоты 11000...17000 м.
     Возвращаемая баллистическая капсула имела массу 350 кг, в том числе массу возвращаемого груза до 150 кг, длину 1470 и максимальный диаметр 780 мм, точность приземления вдоль по трассе + 125 км и боковой разброс + 15 км и скорость спуска на парашюте 8 м/с.
     В 1990-1994 гг. было выведено на орбиту и возвращено на Землю девять капсул (одна из них после возвращения не была найдена), с помощью которых со станции "Мир" на Землю было доставлено более 500 кг материалов с результатами исследований.

Эксперимент "Квант"
     Эксперимент "Квант" проводился в соответствии с приказом Минобщемаша от 30 июня 1981 г. на грузовых кораблях "Погресс-17" (1983 г.) и "Прогресс-22" (1984 г.). Его целью было получение экспериментальных данных по характеристикам радиолокационной системы "Квант-Сириус" в режиме наблюдения за подводными и надводными целями.
     Радиотехническая система "Квант-Сириус" состояла из трех функционально самостоятельных комплектов аппаратуры и элементов конструкции, включавших космический радиолокатор "Квант" (разработчик Научно-исследовательский институт точных приборов), специальную радиотелеметрическую систему "Сириус" (разработчик Научно-исследовательский институт измерительной техники), антенну радиолокатора "Квант" суммарной площадью около 8 м².
     Если установка на корабле аппаратуры "Квант" и "Сириус" особых проблем не вызвала, то разработка и отработка конструкции раскрываемой антенны радиолокатора "Квант" вылилась в серьезную техническую проблему, которая заключалась в обеспечении точностных характеристик, предъявляемых как к самой антенне, так и к ее привязке к базовым осям корабля (необходимо было учитывать температурные деформации, точность изготовления элементов конструкции, выбор зазоров в механизмах раскрытия и ее установки, а также колебания антенны при работе системы ориентации корабля).
     Грузовой корабль "Прогресс" в очередной раз подтвердил свои широкие возможности по обеспечению эффективного проведения научных и технических экспериментов, даже таких сложных, как эксперимент "Квант". Это позволило в дальнейшем уверенно планировать и другие сложные эксперименты, такие как "Модель", "Свет" и "Знамя".

Эксперименты "Модель"
     В 1980-1987 гг. в соответствии с Постановлением Правительства от 21 января 1986 г. в рамках программ полета орбитальных станций "Салют-6", "Салют-7" и "Мир" было проведено четыре эксперимента на грузовых кораблях "Прогресс" с крупногабаритными рамочными антеннами. Их целью было подтверждение возможности создания космической системы связи в сверхнизкочастотном (СНЧ) диапазоне радиоволн и решение двух основных задач: раскрытие в условиях космического полета крупногабаритных рамочных антенн и проверка радиофизической теории распространения СНЧ-радиоволн в околоземном космическом пространстве и прохождения сигнала до поверхности Земли.
     Согласно теоретическим оценкам в штатной системе связи должны были использоваться передающие рамочные антенны диаметром 100 м. С учетом сложности создания и отработки таких полноразмерных антенн было решено сначала в натурных экспериментах испытать две уменьшенные в пять раз (диаметром 20 м) модели антенн, которые, компактно уложенные в специальных контейнерах, были установлены на внешней поверхности КК "Прогресс".
     Эксперименты проводились по окончании выполнения ГК своих обычных функций по обслуживанию орбитальной станции. После его отстыковки и отхода от станции были раскрыты две рамочные антенны, причем их раскрытие регистрировалось экипажем станции с помощью кино-, фото- и видеоаппаратуры. В раскрытом состоянии антенны должны были представлять собой два правильных кольца, симметрично расположенных по бокам корабля.
     В процессе поисковых исследований было рассмотрено около 30 различных вариантов конструкции рамочных антенн. В результате их анализа для дальнейшей разработки были отобраны три основные конструкции: "упругая", "надувная" и "гармошка".
     "Упругая" антенна представляла собой кольцевой каркас, сваренный из упругих желобчатых профилей, к которому крепилась токопроводящая лента из арамидной ткани с вплетенными медными жилами.
     "Надувная" антенна имела мягкую герметичную торовую оболочку, склеенную из прорезиненной шелковой ткани, на которую был надет токопроводящий рукав, сшитый из аналогичной ленты.
     Антенна - "гармошка" представляла собой замкнутый многозвенник, состоящий из плоских панелей, отштампованных из алюминиевого сплава, соединенных между собой пружинными шарнирами с упорами.
     В первом эксперименте ("Модель"), выполненном в 1980 г. во время полета станции "Салют-6" на ГК "Про-гресс-11", отрабатывалось раскрытие каркасов "упругой" антенны без токопроводящей ленты. В результате эксперимента один каркас полностью раскрылся и принял кольцевую форму, а второй после выхода из контейнера зацепился за выступающие элементы корабля и не смог образовать правильной формы.
     Во втором эксперименте ("Модель-2"), выполненном в 1982 г. во время полета станции "Салют-6" на ГК "Прогресс-14", была сделана попытка раскрыть "упругие" антенны (агрегат АС-20), предполагалось провести сеансы излучения СНЧ-радиоволн с использованием установленного на борту корабля передатчика "Всплеск" и приема сигналов на специально развертываемых наземных станциях. В процессе эксперимента обе антенны полностью вышли из контейнеров, но вследствие неучета вязкости токопроводящей ленты не смогли принять правильную кольцевую форму.
     В третьем эксперименте ("Модель-2"), выполненном в 1983 г. во время полета станции "Салют-7" на ГК "Прогресс-18", предусматривалось раскрытие "упругих" антенн с усиленным каркасом (агрегат АС-20М) и проведение сеансов излучения и приема СНЧ-сигналов. В процессе раскрытия антенна пытались принять кольцевую форму, однако этому мешало то, что от антенн не были отброшены катушки, на которые антенны были намотаны перед укладкой в контейнеры.
     В четвертом эксперименте ("Модель-2"), выполненном 26-28 марта 1987 г. во время полета станции "Мир" на корабле "Прогресс-28", были успешно раскрыты "надувные" антенны (агрегат АС-20Н). "Надувные" антенны раскрывались за счет их наддува азотом из баллонов системы дозаправки ГК до давления 0,5...0,6 кгс/см². Процесс их раскрытия продолжался около 5 мин и в начале характеризовался интенсивной динамикой (антенны образовывали сложные и случайные формы), но по окончании наддува приняли вид правильных колец.
     В этом эксперименте использовался усовершенствованный СНЧ-передатчик и предусматривался прием излучаемых рамочными антеннами СНЧ-сигналов не только на наземных станциях (как в предыдущих экспериментах), но и на борту станции "Мир". Для этого на станцию был доставлен СНЧ-приемник с трехкомпонентной антенной, выдвигаемой из шлюзовой камеры с помощью электропривода на 10-метровой штанге из замкнутого упругого профиля (агрегат АВШ-10). С помощью этих средств предполагалось также регистрировать СНЧ-сигналы, излучаемые различными наземными источниками (эксперимент "Секвента").
     После раскрытия полости антенн были объединены с объемом грузового отсека корабля, в котором предварительно было снижено давление до 0,5 кгс/см², чем достигалась частичная компенсация колебаний внутреннего давления в антеннах из-за их циклического нагрева и охлаждения при изменении светотеневых условий.
     Заданная форма раскрытых антенн и их положение относительно корабля сохранялись в процессе орбитального полета корабля в течение 2 сут, при этом корабль с помощью своей системы управления движением поддерживал требуемую ориентацию антенн относительно силовых линий магнитного поля Земли. В процессе построения ориентации корабля с раскрытыми антеннами он был развернут на 90 градусов со средней скоростью 0,7 град/с, при этом с помощью телекамеры, установленной на борту корабля наблюдалось относительное движение одной из антенн. Аналогично наблюдалось и движение другой антенны в процессе спуска корабля с орбиты по окончании эксперимента. В обоих случаях антенны после нескольких затухающих колебаний восстанавливала свою форму и положение относительно корабля.
     В ходе полета ГК "Прогресс" с раскрытыми антеннами было проведено 20 сеансов излучения СНЧ-сигнала и его прием на наземных станциях и на станции "Мир". Анализ принятых сигналов в целом подтвердил разработанную теорию распространения СНЧ-радиоволн в ионосферной плазме и магнитном поле Земли. В частности, на станции "Мир" удалось зарегистрировать распространение излучаемых СНЧ-сигналов преимущественно вдоль силовых линий магнитного поля Земли, а в отдельных сеансах наблюдались пиковые возрастания сигналов, принимаемых на наземных станциях, в моменты пролета корабля над ними.
     В результате эксперимента была подтверждена возможность создания и проверена работоспособность крупногабаритных рамочных антенн диаметром 20 м и выдвижной 10-метровой штанги, а также накоплен опыт и получены данные, которые могут быть использованы при создании аналогичных конструкций с размерами до 100 м.

Эксперимент "Свет"
     Эксперимент "Свет" проводился во исполнение Постановления Правительства от 21 января 1986 г. на ГК "Прогресс-30", пристыкованном к станции с 21 мая по 19 июля 1987 г. Его целью было получение опытных данных для подтверждения технической возможности и оценки целесообразности создания космической линии связи в оптическом диапазоне волн. На грузовом корабле был размещен комплекс целевого оборудования массой около 600 кг, разработанный Московским НИИ радиосвязи.
     Было успешно проведено более 30 сеансов связи, в ходе которых модулированный оптический сигнал принимался в нескольких частях Земного шара.
     В результате эксперимента были подтверждены расчеты энергетики оптической линии связи, подтверждена процедура вхождения в связь и правильность заложенных в аппаратуру технических решений. Эксперимент проводился без участия экипажа.
     Положительные результаты эксперимента позволили перейти к следующему этапу натурных исследований. В 1990 г. был разработан эскизный проект эксперимента "Свет-2" на базе модуля "Гамма". Однако, возникшие финансовые трудности в стране не позволили продолжить эту работу.

Технический эксперимент "Краб"
     С 3 по 5 марта 1989 г. на грузовом корабле "Прогресс-40" и орбитальной станции "Мир" был проведен космический эксперимент "Краб" по исследованию раскрытия, формообразования, жесткостных и динамических характеристик кольцевых рамочных крупногабаритных конструкций (КГК) диаметром 20 м каждая, использующая для раскрытия звеньев приводы из сплава никелида титана ТН-1, обладающего эффектом памяти формы.
     Развертывание кольцевых КГК, установленных в специальных ложементах на отсеке компонентов дозаправки (ОКД) грузового корабля "Прогресс-40", происходило по командам с Земли после отхода корабля от орбитальной станции "Мир" на расстояние 70-80 м, при этом орбита станции была близка к круговой с высотой 350-400 км и наклонением 51,6⁰. Отход контролировался в Центре управления полетом (ЦУП), а также экипажем станции с помощью телекамеры, установленной на грузовом корабле по оси Х.
     Были развернуты две кольцевые КГК, которые приняли вид двух практически правильных окружностей диаметром 20 м каждая. Развертывание и формообразование наблюдались и регистрировались экипажем станции "Мир" (космонавты А.А.Волков, С.К.Крикалев и В.В.Поляков).
     В последующие двое суток грузовой корабль "Прогресс-40" выполнял динамические операции, при этом поведение развернутых конструкций фиксировалось в ЦУП по телекамере, установленной по второй плоскости грузового корабля. После завершения запланированной программы исследований был выдан тормозной импульс и осуществлен спуск грузового корабля "Прогресс-40" по штатной схеме.
     Проведение эксперимента "Краб" позволило впервые в мировой практике осуществить космический эксперимент по развертыванию кольцевых крупногабаритных конструкций, определить их характеристики при выполнении динамических режимов космическим аппаратом, которые в целом соответствовали расчетным, и практически показать возможность создания крупногабаритных конструкций на орбите ИСЗ, использующих для раскрытия звеньев приводы из материалов, обладающих эффектом памяти формы.

Эксперимент "Знамя-2"
     Идея создания космических отражателей для передачи энергии Солнца на Землю не нова. еще в 20-е годы Ф.А.Цандер предлагал выводить на орбиту зеркала, но сделать это стало возможно только в наше время. Началом работ в этом направлении послужил конкурс, объявленный в 1989 г. юбилейной комиссией Конгресса США в честь 500-летия открытия Америки. Его идея заключалась в выведении на орбиту нескольких солнечных парусных кораблей, разработанных в разных странах, и провести гонку под парусами к Луне и Марсу. Проект солнечного парусного корабля, предложенный НПО "Энергия" и рядом смежных организаций, отличался оригинальностью и простотой, небольшой массой и хорошей управляемостью и стал одним из победителей конкурса. К сожалению, разработка парусника не была доведена до практического применения, так как юбилейная комиссия не нашла средств для продолжения конкурса. Хотя конкурс и не состоялся, но разработку использовали для экспериментов на орбите.
     В 1990 г. по инициативе и под руководством НПО "Энергия" с участием Долгопрудненского конструкторского бюро автоматики и других предприятий был организован консорциум "Космическая регата", проектам которого значительную финансовую поддержку оказало госпредприятие "Ямбурггаздобыча". В НПО "Энергия" решили испытать конструкцию солнечного паруса-отражателя в уменьшенном масштабе на грузовом корабле "Прогресс М-15".
     24 февраля 1993 г. в 3 ч 42 мин после расстыковки грузового корабля со станцией начался сам эксперимент. Время его начала было выбрано с учетом возможности теле- и фоторегистрации раскрытия и дальнейшего полета солнечного отражателя при оптимальном температурном режиме пленочного материала.
     Эксперимент с отражением солнечного света из космоса на ночную поверхность проводился сразу после пересечения терминатора; грузовой корабль ориентировался с учетом направления отраженного солнечного луча в подспутниковую точку при пролете над неосвещенной поверхностью Земли, при этом пятно отраженного солнечного света наблюдалось космонавтами со станции "Мир".
     Траектория движения пятна отраженного солнечного света на поверхности Земли перед восходом солнца проходила через города Лион, Берн, Мюнхен, Прагу, Лодзь, Брест и Гомель. К сожалению, густой облачный покров над юго-западной Европой затруднил наблюдение. При проведении эксперимента велась прямая передача изображения корабля с солнечным отражателем с помощью телекамер корабля, а видеорегистрация с борта станции "Мир" проводилась космонавтами с записью на видеомагнитофон с последующим "сбросом" на Землю через спутник-ретранслятор.
     Анализ переданной на Землю телевизионной и телеметрической информации подтвердил правильность принятых технических решений, а также основных принципов и расчетных методик служащих базой для разработки нового направления по созданию крупногабаритных бескаркасных пленочных конструкций. Такие конструкции могли бы применяться для ретрансляции энергии, теле- и радиосвязи, освещения Земли отраженным солнечным светом, очистки космоса от осколков и для межпланетных перелетов под солнечным парусом.
     Успешное проведение эксперимента "Знамя-2" освещалось средствами массовой информации всего мира и вызвало живой интерес общественности, получив высокую оценку специалистов.
     В дальнейшем консорциум "Космическая регата" принял решение о разработке проектов по созданию 70 метрового солнечного отражателя "Третье светило" и по системе космического освещения районов Заполярья.

Далее...