Орбитальные станции второго поколения («Салют-6», «Салют-7») являются усовершенствованным вариантом станций серии «Салют». Основные изменения в конструкции и системах станций были предусмотрены с целью увеличения продолжительности работы в пилотируемом режиме и объема проводимых исследований и экспериментов. На агрегатном отсеке станции были установлены: второй стыковочный узел, связанный с рабочим отсеком герметичной промежуточной камерой, новая объединенная двигательная установка, которая может многократно заправляться в полете, дополнительная аппаратура, обеспечивающая возможность автоматического сближения и причаливания транспортных кораблей к станции со стороны агрегатного отсека. Для обслуживания орбитальной станции на базе космического корабля «Союз» был создан грузовой автоматический транспортный корабль «Прогресс», с помощью которого на станцию доставляются запасы средств системы жизнеобеспечения, топливо, расходуемые материалы, оборудование и приборы.

Орбитальная станция состоит из герметичных переходного отсека (ПО), рабочего отсека (РО), отсека научной аппаратуры (ОНА), промежуточной камеры (ПК) и негерметичного агрегатного отсека (АО). ПО, РО и ПК являются обитаемыми, и, кроме того, РО выполняет основные бытовые функции.

Переходный отсек имеет цилиндро-коническую форму. Диаметр цилиндрической части 2 м, длина 1,7 м. Общая длина со стыковочным агрегатом 3 м, свободный объем около 7 м³. Он предназначен для проведения научных исследований и экспериментов и перехода экипажа из транспортного корабля в орбитальную станцию. Из ПО может осуществляться выход экипажа в космическое пространство через люк диаметром (в «свету») 0,8 м, закрываемый герметичной крышкой. ПО изготовлен из алюминиевого сплава и жестко (через резиновое уплотнение) крепится к РО.

На шпангоуте конической части ПО установлен пассивный стыковочный агрегат, обеспечивающий многократную стыковку. Внутри отсека размещены оборудование систем терморегулирования, жизнеобеспечения, научная аппаратура и другое оборудование (фотокамеры, блоки для биологических экспериментов и т.п.). Снаружи отсека находятся антенны радиосистем сближения, аппаратура датчиков, агрегаты систем терморегулирования и жизнедеятельности, научно-исследовательская аппаратура и т. п. Корпус ПО снаружи покрыт экранно-вакуумной изоляцией. На участке выведения на орбиту ПО закрыт обтекателем, который сбрасывается после прохождения плотных слоев атмосферы.

Рабочий отсек имеет максимальный диаметр 4,15 м, длину 9,1 м, свободный объем 39 м³ (объем по внутренним обводам герметичного корпуса 74 м³) и предназначен для осуществления основных операций по управлению полетом, проведения научно-технических исследований и экспериментов, выполнения комплекса физических упражнений, приема пищи, сна, отдыха. РО представляет собой по форме два цилиндра (один диаметром 2,9 м и длиной 3,5 м, другой диаметром 4,15 м и длиной 2,7 м), соединенных конической оболочкой длиной 1,2 м. Торцевые поверхности отсека образованы сферическими оболочками. Отсек имеет более 20 иллюминаторов для работы с приборами ориентации и навигации, фотографирования и визуальных наблюдений. В центре сферической оболочки, разделяющей РО и ПО, имеется люк (диаметром в «свету» 0,8 м). Внутри отсека установлены основные приборы и агрегаты систем управления станции, жизнеобеспечения, терморегулирования, энергопитания, радиосвязи, основная аппаратура для проведения научных исследований и наблюдений.

В передней части отсека у люка для перехода в ПО расположен центральный пост управления станцией (для двух членов экипажа), с которого осуществляются операции по управлению практически всеми системами станции и по контролю их работы (в том числе проведение операций по включению корректирующей двигательной установки, некоторых навигационных измерений и т.п.). В этой же части РО расположены два поста для проведения астроориентации, а также находятся стол для приема пищи, бак с питьевой водой, подогреватель пищи, библиотечка, магнитофон и др.

Три поста для работы с научно-исследовательской аппаратурой, проведения медико-биологических экспериментов, наблюдения за земной поверхностью расположены в задней части отсека, имеющей больший диаметр, там же находятся спальные места, шкафы-холодильники для хранения пищи, запасы воды, а также размещается комплекс средств для компенсации воздействия невесомости («бегущая дорожка», велоэргометр, нагрузочные костюмы, вакуумная емкость). В отдельном, изолированном от основного объема отсеке находятся туалет с ассенизационно-санитарным устройством.

Снаружи передней части РО установлены радиационные поверхности системы терморегулирования, занимающие большую часть поверхности корпуса, оптическая аппаратура и датчики систем ориентации и навигации, три панели солнечных батарей. При выведении на орбиту передняя часть РО находится под обтекателем.

Агрегатный отсек имеет форму цилиндра диаметром 4,15 м и длиной 3,5 м. В агрегатном отсеке расположены объединенная двигательная установка, включающая два корректирующих ракетных двигателя тягой по ~300 кгс, исполнительные органы системы ориентации и стабилизации - 32 основных и дублирующих двигателей малой тяги (около 14 кгс каждый) и 6 топливных баков. Снаружи отсека установлен ряд приборов, входящих в систему сближения: антенны, световые индексы, мишени, телевизионная камера. АО заканчивается шпангоутом, с помощью которого станция устанавливается на ракете-носителе.

Промежуточная камера имеет максимальный диаметр 2 м, длину 1,6 м, приварена к заднему днищу РО и соединяется с ним через люк с гермокрышкой. На противоположной стороне ПК установлен второй стыковочный агрегат, к которому могут причаливать как пилотируемые, так и грузовые транспортные корабли. Для заправки двигательной установки станции от транспортного корабля «Прогресс» на стыковочном агрегате имеются гидроразъемы. Внутри ПК может устанавливаться и научное оборудование.
Орбитальный научно-исследовательский комплекс «Салют-7» - «Союз-Т» - «Прогресс»
1 Антенны системы сближения.
2 Иллюминатор.
3 Дополнительные панели солнечных батарей.
4 Солнечная батарея.
5 Поручни.
6 Спальное место космонавта.
7 Контейнеры с пищевыми рационами.
8 Промежуточная камера.
9 Автоматический грузовой космический корабль «Прогресс».
10 Доставляемый груз.
11 Мишень для визуального наблюдения при ручной стыковке.
12 Агрегатный отсек.
13 Туалет.
14 Отсек научной аппаратуры.
15 Душевая установка.
16 Многозональная фотокамера МКФ-6М.
17 Рабочий отсек.
18 Крышка люка.
19 Центральный пульт управления.
20 Пульт управления системой выхода в открытый космос.
21 Скафандр.
22 Люк выхода в открытый космос.
23 Переходный отсек.
24 Оптический визир спускаемого аппарата.
25 Солнечная батарея.
26 Пилотируемый космический корабль «Союз Т».

Основные системы станции

Система ориентации и управления движением предназначена для управления положением станции в пространстве: построения различных видов ориентации, стабилизации станции при работе корректирующей двигательной установки, управления станцией при сближении и стыковке с транспортным космическим кораблем. В состав системы входят: построитель местной вертикали, ионные датчики ориентации по вектору скорости, блоки управления, визуальные оптические приборы, гироскопические приборы и др. Для создания управляющих моментов используются ЖРД малой тяги (общее число основных и дублирующих двигателей - 32).

Система управления бортовым комплексом, состоящая из пультов управления, программно-временных устройств и бортовой ЦВМ, обеспечивает выдачу команд на включение и выключение бортовых приборов и агрегатов, обработку информации о состоянии и работе систем и отображение ее на бортовых пультах, распределение электропитания и другие операции.

Основной источник электроэнергии на борту станции «Салют» - солнечные батареи. Три панели солнечных батарей общей площадью около 60 м² работают совместно с кадмиево-никелевой буферной батареей. Панели солнечных батарей являются поворотными относительно корпуса станции. Автономная автоматическая система обеспечивает ориентацию каждой из них на Солнце.

Бортовой радиокомплекс проводит траекторные измерения, прием подаваемых с Земли команд управления, передачу на Землю телеметрической информации о состоянии экипажа, работе бортовых систем и результатах научных исследований, двустороннюю телефонную и телеграфную связь с Землей, передачу телевизионных изображений.

Система терморегулирования поддерживает необходимые температуру воздуха и относительную влажность в обитаемых отсеках, а также температуру аппаратуры, оборудования, конструктивных узлов, расположенных в герметичных и негерметичных отсеках. В состав системы терморегулирования входят два независимых жидкостных контура (охлаждения и обогрева) с наружными радиационными теплообменниками, вентиляторы, насосы и другое оборудование.

Система жизнеобеспечения станции поддерживает состав атмосферы в герметичных отсеках, близкий к земному, обеспечивает удовлетворение потребностей экипажа в пище, воде, удаление отходов, безопасность экипажа при выходе в космическое пространство и в случае аварийной разгерметизации обитаемых отсеков, проведение медицинских и санитарно-гигиенических мероприятий. Обогащение атмосферы станции кислородом и удаление углекислого газа производятся с помощью блоков регенераторов. Вредные примеси и пыль поглощаются из атмосферы специальными фильтрами. Твердые отходы собираются и хранятся в герметичных емкостях и удаляются через шлюзы. Предусмотрены устройство для подогрева пищи, комплекты столовых принадлежностей, салфеток и т. п. В состав санитарно-гигиенического оборудования входят пылесос, электробритвы, полотенца, комплекты белья и др.

Основные исследования и эксперименты на орбитальной станции «Салют-6»

Физика и астрофизика. Исследовались астрофизические источники в ультрафиолетовом, инфракрасном, сантиметровом и радиодиапазонах (субмиллиметровый телескоп БСТ-1М, радиотелескоп КРТ-10 с диаметром зеркала 10 м), оценивалось пробивное действие микрометеоритов (аппаратура ММК-1).

Природные ресурсы Земли. Велись наблюдения и фотографирование поверхности Земли в интересах геологии, геодезии, географии, метеорологии, океанографии, мелиорации, сельского, лесного и рыбного хозяйства, использовались прецизионный шестиобъективный фотоаппарат МКФ-6М, фотоаппарат КАТЭ-140 и комплект ручных оптических приборов для визуального наблюдения. Исследовалось излучение земной поверхности (телескоп БCT-1M, спектрометрическая аппаратура «Микрон», ИК-спектрометр ФМ-107, УФ-радиометр ФМ-4УФ) с целью изучения динамики перераспределения водяного пара в атмосфере и т. п.

Медико-биологические исследования. Изучалось влияние факторов длительного космического полета на организм человека (аппаратура «Полином-2М», «Левкой-2М», «Тонометр», «Резеда-2М», «Импульс», «Плотность», «Радуга», «Кресло», «Бегущая дорожка», «Тонус», пневмовакуумный костюм «Чибис» и др.). Исследовались процессы развития различных биологических объектов (аппаратура «Медуза», «Малахит-2», «Рост растений», «Электропотенциал», «Трек» и др.).

Отработка новых систем, приборов и технологических процессов. Исследовалась технология получения новых монокристаллических, полупроводниковых, оптических и других материалов в условиях невесомости (установки «Сплав-01», «Кристалл», «Пион») и технология нанесения покрытий различного назначения (аппаратура «Испаритель»). Отрабатывались новая двигательная установка, процесс дозаправки станции топливом и пополнения расходуемыми материалами с помощью космического корабля «Прогресс», новая система активного охлаждения, режим экономичной орбитальной ориентации и т. п. Проведены операции в открытом космосе и ремонтно-профилактические работы.

Орбитальная станция «Салют-7»

В конструктивном отношении станция «Салют-7» представляет собой усовершенствованную станцию «Салют-6», хорошо зарекомендовавшую себя во время длительного космического полета и подтвердившую возможность создания на орбите длительно существующих пилотируемых космических комплексов. По сравнению со станцией «Салют-6» в конструкцию станции «Салют-7» введены следующие изменения:

установлен фрезерованный стыковочный узел вместо сварного, что повысило надежность стыковочного устройства, обеспечило возможность стыковки со станцией более тяжелых объектов, а также большего (по сравнению со станцией «Салют-6»)числа грузовых и транспортных кораблей;

установлены крышки и бленды на ряд иллюминаторов, с некоторых иллюминаторов сняты покрытия, что позволило продлить их срок службы, улучшить их оптические характеристики;

доработаны рабочие места космонавтов, доработана конструкция станции под установку приборов и агрегатов, что позволило улучшить эксплуатационные характеристики станции, повысило ее комфортабельность и способствовало успешному осуществлению международной и смешанной экспедиций посещения, когда на станции впервые работали 5 космонавтов;

на наружной поверхности станции установлено специальное крепление, обеспечивающее фиксацию космонавта при выходе в открытый космос;

запланировано наращивание солнечных батарей путем монтажа дополнительных панелей, что позволит компенсировать падение мощности системы электропитания при длительной работе солнечных батарей в условиях космического пространства и сохранить ее номинальное значение до завершающего этапа эксплуатации станции.

В служебные системы станции «Салют-7» введены следующие усовершенствования:

в системе обеспечения газового состава заменены на более совершенные регенераторы, поглотители, вентиляторы и пылесборники;

в комплекте скафандра заменены блоки стыковки на новые, снабженные регенерационными патронами, ликвидирован блок фильтров воды и заменена опора, что позволило увеличить время работы в скафандре до 5,5 ч и улучшить условия работы в нем;

в системе водообеспечения введена система «Родник», предназначенная для хранения питьевой воды и пополнения запасов воды путем заправки с грузового корабля, введен теплообменник-охладитель для охлаждения и подогрева воды до 10°С; указанные доработки направлены на повышение надежности системы водообеспечения и улучшение условий ее эксплуатации;

в системе обеспечения питанием доработаны контейнеры рационов питания и подогреватель пищи, введен бортовой холодильник, что способствовало повышению комфортности условий приема пищи и работы экипажа;

в системе принятия водных процедур установлен новый воздуховсасывающий агрегат усовершенствованной конструкции, введены электронагреватель воды и специальная защита для глаз, заменена оболочка с гермомолнией на более совершенную, что позволило повысить эффективность работы системы и ее надежность;

в системе энергопитания сняты экраны солнечных батарей, исключены солнечные датчики, изменена схема вентиляции буферных батарей, доработаны усилители-преобразователи и блок логики.

Кроме того, на станции «Салют-7» введена в штатную эксплуатацию система высокоточной автономной навигации «Дельта», прошедшая всестороннюю экспериментальную проверку на станции «Салют-6». Установлена система обнаружения и сигнализации пожарной ситуации «Сигнал-В».

Комплекс научного оборудования станции «Салют-7» пополнился такими приборами, как рентгеновский телескоп РТ-4М для наблюдения за астрономическими объектами, электропечи «Кристалл» - «Магма-Ф» и «Корунд» для получения осооо чистых кристаллических материалов, французская фотоаппаратура «Пирамиг» и ПСН для изучения земной атмосферы и межпланетного пространства в видимом и инфракрасном диапазонах спектра, дешифратор снимков «Дуга» для аппаратуры ПСН, многоканальный синтезирующий проектор (МСП), повышающий скорость дешифрирования при получении цветных изображений с многозонального фотоаппарата МКФ-6М, биотехнологическая установка «Таврия» для получения биологически чистых веществ с помощью электрофореза, медицинская аппаратура функциональной диагностики «Аэлита».

Все эти мероприятия по совершенствованию конструкции станции и по дооснащению ее новым научным оборудованием повысили ее надежность, расширили возможность автоматизации управления, обеспечили комфортные условия для экипажа, позволили расширить программу научных экспериментов.

Исследования и эксперименты, выполненные первой основной экспедицией на станции «Салют-7»

За время самой длительной 211-суточной экспедиции космонавтов А. Н. Березового и В. В. Лебедева были проведены 15 коррекций орбиты, 7 стыковок с космическими кораблями (с тремя кораблями «Союз-Т» и четырьмя кораблями «Прогресс»), одна перестыковка космического корабля и выход в открытый космос продолжительностью 2 ч 33 мин. Во время выхода были демонтированы и перенесены в помещение станции: прибор ММК-1 (измеритель потока микрометеоритов), панели с биополимерами, оптические панели и панели с различными конструкционными материалами. В открытом космосе установлены новые аналогичные приборы и панели. Космонавты провели операции с целью оценки эффективности применения термомеханических и резьбовых соединений из различных материалов.

С борта станции были запущены два искусственных спутника Земли - «Искра-2» и «Искра-3» - для проведения экспериментов в области любительской радиосвязи. В экспериментах принимали участие молодежные и студенческие организации СССР, Болгарии, Венгрии, ГДР, Кубы, Лаоса, Вьетнама, Польши, Монголии, Румынии и Чехословакии.

Всего на станции было проведено более 300 экспериментов и исследований, получено около 20 тыс. снимков земной поверхности в интересах науки и народного хозяйства.

Исследования в области астрофизики. С помощью рентгеновского телескопа РТ-4М проведено 8 сеансов наблюдений, во время которых изучались 7 рентгеновских источников. Получена новая информация о сейфертовских галактиках, где наблюдался мощный всплеск излучения, и об источнике Лебедь Х-3. Проведены наблюдения центра нашей Галактики, где происходят мощные интенсивные нестационарные процессы.

С помощью рентгеновского спектрометра СКР-02М-5-2А проведен цикл исследований по обнаружению новых источников рентгеновского излучения галактического и внегалактического происхождения и получению дополнительных данных об уже известных звездах. Исследовались характеристики переменного источника вблизи центра Галактики, мощного рентгеновского объекта Лебедь Х-1, переменного источника в созвездии Змееносца. Зарегистрирована мощная вспышка рентгеновского излучения сейфертовских галактик, которые отличаются активными ядрами. Вспышка длилась 12 ч, и яркость излучения в 30 раз превысила обычный средний уровень излучения этих галактик. Проводились также наблюдения Крабовидной туманности.

Малогабаритный гамма-телескоп «Елена-Ф», доставленный на орбиту грузовым кораблем «Прогресс-15» 20 сентября 1982 г., использовался для измерения потоков гамма-излучения и заряженных частиц в околоземном космическом пространстве.

Применение высокочувствительной фотоаппаратуры «Пирамиг» и ПСН, изготовленной специалистами Франции, позволило провести изучение атмосферы Земли, межпланетной среды и структуры галактик. С помощью электронно-оптического преобразователя удалось в 600 раз усилить естественное излучение объектов. Для дешифровки снимков аппаратуры ПСН и записи полученного изображения на магнитную ленту была использована аппаратура «Дуга», изготовленная специалистами Болгарии. Эта аппаратура применялась для фотографирования ночного неба, полярных сияний, зодиакального света, пылевых облаков в межпланетной среде и излучений верхней атмосферы Земли. Получены снимки кометы Остина. Фотометрия ночного неба с помощью ПСН выявила тонкости структуры слоев гидроксила на высоте 95 км, полярных сияний и серебристых облаков. Всего за время полета получено около 1200 снимков, из них 630 по просьбе ученых Франции. Наблюдались созвездия Стрельца, Ориона, Тельца, Возничего, Андромеды, Кассиопеи, Кита, Пегаса, туманность Андромеды, малое Магелланово облако. Электрофотометр ЭФО-Г, изготовленный в ЧССР, позволял выполнять опознавание звезд, наведение и фотометрические измерения заходящих звезд и планет. Исследовались запыленность и плотность атмосферы Земли.

Исследования в области геофизики. Для сбора информации о природных ресурсах СССР и стран СЭВ использовались многозональный фотоаппарат МКФ-6М, широкоугольный фотоаппарат КАТЭ-140, телевизионная аппаратура «Нива» и многоканальный синтезирующий проектор для совмещения зональных снимков одного и того же участка поверхности МСП-4. Для визуальных наблюдений использовались 12-кратный бинокль, секстант, оптический визир.

Проведено наблюдение и фотографирование крупных кольцевых образований и разломов земной коры в Прибалхашье, на Дальнем Востоке, в районах Белоруссии, Крыма, Украины, Кавказа, Средней Азии, Сибири, Черного и Каспийского морей, акваторий Атлантического и Индийского океанов. Между Каспийским и Аральским морями обнаружена цепочка ранее неизвестных структур, которые могут оказаться нефтегазоносными. На левобережье реки Волги определен контур месторождения газоконцентрата. Было передано около 33 сообщений для геологов. С учетом космических данных в настоящее время шесть геологических отрядов ведут поиск месторождений полезных ископаемых в районах Прикаспия, Арала и Прибалхашья.

Фотографирование с орбиты помогло выявить в калмыцком Заволжье сотни древних поселений и археологические объекты, которые находятся глубоко под поверхностью Земли. Здесь когда-то пролегали дороги, текли реки. Обнаружено свыше 750 древних курганов.

Для инвентаризации природных ресурсов водоемов велись наблюдения в соответствии с двадцатью заданиями по визуально-инструментальному зондированию Земли. Проводились наблюдения морского мелководья: рельефа дна, подводных ложбин, продолжения мысов, кос, подводных образований в дельтах крупных рек и т. п. Отмечалось прохождение паводков по рекам Кубань и Лаба. С борта станции наблюдалось состояние пастбищ в Чечено-Ингушетии, рост хлопка в Средней Азии, состояние посевов в Ставрополье и на Украине. Подобные исследования проводились для ПНР, ЧССР и МНР.

Исследования в области космической технологии. На установках «Кристалл» - «Магма-Ф» с устройством для измерения и записи температуры в различных точках печи и ампул, изготовленным во Франции, проводились эксперименты: «Калибровка», «Ликвация» и «Диффузия». В рамках эксперимента «Калибровка» определялось температурное поле электронагревательной печи в различных режимах ее работы с одновременной регистрацией величины микроускорений, действующих вдоль оси станции. В эксперименте «Ликвация» отрабатывались методы получения новых композиционных материалов, состоящих из элементов с различными плотностями и температурами плавления. Эксперимент «Диффузия» был посвящен исследованию взаимопроникновения веществ в условиях невесомости в системе свинец - медь (свинец расплавлялся, медь оставалась в твердом состоянии). Для всех этих экспериментов ампулы с исходными веществами были подготовлены французскими учеными.

На транспортном корабле «Прогресс-14» на борт станции была доставлена технологическая установка полупромышленного назначения «Корунд». Она предназначалась для получения образцов полупроводниковых и металлических материалов, пригодных для практического использования в экспериментальных приборах. В установке получены монокристаллы селенида кадмия и антимонида индия, которые являются приемниками инфракрасного излучения.

Впервые на борту станции был проведен биотехнологический эксперимент «Таврия». Цель этого эксперимента - изучение процесса разделения смесей клеток тканей и получения высокочистых биологически активных веществ в условиях невесомости с помощью электрофореза (разделение частиц в электрическом поле в жидкой среде). В качестве разделяемых материалов были использованы клетки костного мозга животных, белки крови, клетки селезенки. На базе рассматриваемого метода в будущем станет возможным получение в космосе высококачественных лекарственных препаратов, например инсулина и урокиназы (препарата, препятствующего образованию тромбов).

Технические эксперименты. В рамках программы технических экспериментов проведена отработка высокоточной системы автономной навигации «Дельта», определены динамические характеристики орбитального комплекса (эксперимент «Резонанс»), изучены поведение в космосе различных материалов (нержавеющая сталь, титановые сплавы и т.п.), находящихся под механическим напряжением (эксперимент «Ресурс»), вопросы применимости резьбовых соединений из различных материалов (эксперимент «Исток») и влияния космического вакуума на резиновые пластины (эксперимент «Эласт»).

Медико-биологические исследования. Огромную ценность представляют медико-биологические исследования, проведенные в течение 211-суточного космического полета. В этих экспериментах использовалась новая исследовательская аппаратура «Аэлита» и «Эхограф». Аппаратура функциональной диагностики «Аэлита» позволяет не только изучить деятельность отдельных органов и систем человека, но и в комплексе оценить особенности функционирования организма в условиях невесомости, выявить индивидуальные особенности реакции на невесомость каждого космонавта и скрытые резервы организма человека. С помощью аппаратуры «Эхограф», изготовленной во Франции, проводились измерения распределения крови и скорости кровообращения в организме человека в условиях невесомости.

Фундаментальным результатом медицинских исследований является установление факта, что увеличение продолжительности пребывания человека в космосе до 7 мес не приводит к появлению каких-либо качественно новых функциональных сдвигов в организме космонавтов по сравнению с полетом меньшей длительности. Достижения советской космической медицины позволяют с оптимизмом смотреть на проблемы, связанные с продолжительной работой человека в космосе.

В различных биологических установках («Оазис-1М», «Светоблок», «Фитон», «Малахит» и др.) изучалось развитие высших растений в условиях космического полета. Впервые культивируемые в приборе «Фитон» растения арабидопсиса прошли полный цикл развития и дали семена на 45-е сутки после посева. Таким образом, при соответствующем подборе условий растения способны проходить в космосе все стадии развития.