Таблица 7. Космонавты, совершившие шесть и более выходов в открытый космос на ОК «Мир»
| Космонавт | Количество выходов | Суммарная длительность |
| А.Я. Соловьев | 16 | 77 час 46 мин |
| С.В. Авдеев | 10 | 41 час 59 мин |
| А.А. Серебров | 10 | 31 час 48 мин |
| Н.М. Бударин | 8 | 44 час 00 мин |
| Т.А. Мусабаев | 7 | 41 час 18 мин |
| В.М. Афанасьев | 7 | 38 час 33 мин |
| С.К. Крикалев | 7 | 36 час 29 мин |
| М.Х. Манаров | 7 | 34 час 32 мин |
| А.П. Арцебарский | 6 | 32 час 17 мин |
| Ю.И. Онуфриенко | 6 | 30 час 30 мин |
| Ю.В. Усачев | 6 | 30 час 30 мин |
| Г.М. Стрекалов | 6 | 21 час 54 мин |
| А.С. Викторенко | 6 | 19 час 39 мин |
| В.В. Циблиев | 6 | 19 час 11 мин |
СТЫКОВКИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ,
ДРАМЫ НА ОРБИТЕ И НА ЗЕМЛЕ
Стыковка — одна из наиболее сложных и ответственных технических операций, которые проводятся в космосе. Для того чтобы состыковать вместе два космических аппарата, необходимо их предварительно сблизить, причем очень аккуратно с малой скоростью особенно на конечном участке, чтобы исключить соударение друг с другом.
Первая автоматическая стыковка на орбите была выполнена космическими аппаратами «Космос-186» и «Космос-188» 30 октября 1967 г. Правда, полной стыковки тогда не получилось — корабли выполнили лишь жесткий механический захват, но и это была уже победа.
Первая успешная стыковка пилотируемых космических средств состоялась 16 января 1969 г. Это были ТПК серии 11Ф615А8 «Союз-4» и «Союз-5», в составе экипажей которых входили: В.А. Шаталов, Б.В. Волынов, А.С. Елисеев и Е.В. Хрунов. При этом Е.В. Хрунов и А.С. Елисеев осуществили переход из корабля в корабль через открытый космос.
19 апреля 1971 г. на орбиту была выведена первая орбитальная станция «Салют», а 23 апреля 1971 г. к ней стартовал ТПК «Союз-10» с первой экспедицией в составе В.А. Шаталова, А.С. Елисеева и Н.Н. Рукавишникова. Эта экспедиция должна была работать на ОС «Салют» в течение 22-24 суток. ТПК «Союз-10» состыковался к орбитальной станции «Салют», но из-за повреждения стыковочного агрегата пилотируемого корабля во время стыковки, космонавты не смогли перейти на борт станции.
6 июня 1971 г. ТПК «Союз-11» успешно доставил на орбитальную станцию «Салют» первый экипаж.
Для обеспечения сближения и стыковки космических средств вначале применялась аппаратура «Игла» и ее модификации. Первые пилотируемые корабли были оборудованы аналоговой системой управления, реализующей автономное сближение по методу параллельного наведения с дальности около 20 км.
С 1979 г. на ТПК «Союз Т» (11Ф732) был установлен бортовой цифровой вычислительный комплекс «Аргон», программное обеспечение которого позволило оптимизировать процесс сближения космических аппаратов.
Отработка систем сближения «Игла» на космодроме Байконур проводилась испытателями 1-го НИУ, которые внесли огромный вклад в процесс повышения эксплуатационных характеристик систем сближения. Заметную роль при этом сыграли такие специалисты своего дела как Д.А.Меркулов, А.Н.Чемакин, Д.А.Боголюбов, Ю.Г.Никитин, А.Ф.Комков, В.В.Павлов, А.А.Жеребцов, А.И.Даньшов, В.С.Сиченко, А.В.Скиба.
Система сближения «Игла» и ее модификации эксплуатировались до 1986 г. после чего она была заменена аппаратурой современной разработки — «Курс», которая впервые успешно прошла отработку и испытания в составе ТПК «Союз ТМ» (11Ф732А51 № 51), а затем ТГК «Прогресс М» (11Ф615А55) и продолжает обеспечивать успешную стыковку космических средств и в настоящее время.
К ОК «Мир» совершили полеты и стыковались с ним 100 советских (российских) космических средств. В их числе:
— ТПК серии «Союз Т» (11Ф732) — 1;
— ТПК серии «Союз ТМ» (11Ф732А51) — 30 (один беспилотный);
— ТГК серии «Прогресс» (11Ф615А15) — 18;
— ТГК серии «Прогресс М» (11Ф615 А55) — 43;
— ТГК серии «Прогресс М1» (11Ф615А55) — 3;
— Модули серии 77К — 5.
Кроме этого, с 1995 г. к ОК «Мир» девять стыковок осуществлено МТКС «Шаттл».
При эксплуатации ОК «Мир» стыковка ТПК «Союз Т», «Союз ТМ», ТГК «Прогресс», «Прогресс М», «Прогресс М1» и модулей осуществлялась с помощью систем сближения различной модификации разработки НИИ ТП (Главные конструкторы направления — А.С. Моргулев, В.В. Сусленников, С.Б. Медведев): «Игла 1Г» (11Л929Г), «Игла 1Р», «Игла 2-Р », «Игла 2-Р2», «Мера» (17Р62А, 17Р62П), «Курс» (17Р64, 17Р64-01, 17Р64 — 03, 17Р65, 17Р66), оптический «Курс» (17Р616Э), которые обладали не только высокими характеристиками измерений параметров относительного движения космических аппаратов, но и достаточно высокой степенью надежности. Необходимо заметить, что в отличие от системы сближения «Игла» (измерительный канал, которой работал с 20 км), измерения системы «Курс» могут использоваться системой управления с дальности 400 км.
Отработка и испытания систем сближения космических аппаратов с целью моделирования условий космического полета проводилась в специальных сооружениях — безэховых камерах: «ЭХО-3» на ТП-2Т, «БЭК-35» на ТП 11П592, внутренние стены, потолок и пол, которых были облицованы специальным радиопоглощающим покрытием «Луч-100» («ЭХО-3») и «Дон» («БЭК-35»), которое позволяло в процессе испытаний систем сближения исключить отражение сигналов бортовой аппаратуры от конструкций сооружения, стендов и наземного оборудования. Все эти меры позволяли исключить влияние «паразитного» отраженного сигнала от конструкций технологических подставок и стендов на сигналы каналов угловых параметров бортовой аппаратуры.
Для более точного восприятия процесса сближения космических средств необходимо остановиться на ряде моментов, которые предшествуют тому конечному результату, ради которого нацелен всегда и труд испытателей космодрома и экипажей космического корабля — доклад: «Есть касание!».
Процесс сближения космических аппаратов можно разделить на два участка:
1-й — баллистическое сближение, которое осуществляется с помощью импульсов, рассчитываемых баллистиками. Время старта космического аппарата выбирается так, чтобы после выведения в космос плоскость, его орбиты максимально совпадала с плоскостью орбиты орбитальной станции;
2-й — автономный участок, на котором сближение осуществляется автоматически с помощью алгоритмов, заложенных в БЦВК, с определенной дальности, использующих измерения бортовой системы сближения.
Автономный участок, в свою очередь состоит из четырех этапов:
а) дальнего автономного сближения, завершающегося на дальности около 400 м;
б) облета кооперируемой станции по направлению к заданному стыковочному узлу;
в) зависания (на этой стадии скорость космического средства относительно станции равна нулю);
г) причаливания к кооперируемой станции.
Стыковка ТПК серии «Союз ТМ» и ОК «Мир», в большинстве случаев, планировалась в начале третьих суток полета корабля (на втором витке третьих суток, т.е. 34-й виток).
На 3-4-м витках полета корабль выполняет двухимпульсный маневр по подъему своей орбиты. Импульсы рассчитываются так, чтобы после их выполнения разность средних величин высот ТПК «Союз ТМ» и ОК «Мир» обеспечивала прибытие его к ОК «Мир» на дальность от 300 до 900 км в середине 32-го витка. Величина импульсов рассчитывается баллистическими службами, обеспечивающими полет. Информацию об орбитах корабля и ОК «Мир» для расчетов получают при помощи наземных измерительных пунктов (НИП) с использованием систем радиоконтроля орбиты (РКО) 20Г6 или 38Г6. Посредством радиотехнических средств НИП проводится контроль обмена различной информацией между бортом корабля и ОК «Мир».
Рассчитанные на Земле, импульсы коррекции орбиты вводятся в БЦВК корабля, который с помощью бортовых приборов системы управления реализует их исполнение. На 17-м витке, в соответствии с последними измерениями РКО, уточняющими необходимую орбиту ТПК, выполняется еще один импульс.
На 32-м витке система управления ТПК «Союз ТМ» приступает к выполнению процесса автономного автоматического сближения, для реализации которого в БЦВК корабля вводятся параметры орбит ТПК «Союз ТМ» и ОК «Мир», рассчитанные баллистической службой на момент начала автономного управления сближением по последним измерениям РКО. После этого алгоритмы БЦВК ТПК «Союз ТМ» самостоятельно рассчитывают необходимые импульсы для выполнения процесса сближения по энергетическим оптимальные траекториям и для их реализации выдают необходимые команды в бортовые системы.
С дальности около 200 км БЦВК (как указывалось выше) использует поступающие от системы сближения «Курс» параметры движения космического аппарата относительно ОК «Мир».
В процессе сближения экипаж осуществляет визуальный контроль стыковки по стыковочной мишени на ОК «Мир», которая подсвечивается Солнцем или фарой, расположенной на кооперируемом ТПК «Союз ТМ».
С дальности 400 м ТПК «Союз ТМ» осуществляет облет ОК «Мир» для выхода в зону стыковки к заданному стыковочному узлу ОК «Мир».
После облета и зависания напротив заданного стыковочного узла, выдается экипажем разрешение на выполнение режима «Причаливание» и затем осуществляется механическое соединение космического аппарата с ОК «Мир» в единый объект.
В процессе отработки и испытаний бортовой аппаратуры сближения были апробированы многие передовые методы, которые позволили в дальнейшем оптимизировать процесс испытаний сложных систем сближения космических средств. Многие предложения инженеров-испытателей 1-го НИУ и Центра 12Ц были реализованы в новых методиках проверки параметров бортовых систем сближения космических средств. Отдельные предложения были реализованы в качестве изобретений, что позволило сократить время проведения испытаний бортовой аппаратуры не в ущерб качеству и расходу ресурса бортовой аппаратуры. В качестве примера, можно констатировать, что сначала время наработки бортовой аппаратуры «Курс» в составе ТПК «Союз ТМ-2» в процессе подготовки и испытаний» в БЭК «Эхо-3» составляло около 36 часов, а уже на ТПК «Союз ТМ-3» этот процесс подготовки составил 9 часов, что позволило значительно сократить ресурс бортовой аппаратуры при наземной отработке на ТП-2Т без ущерба качеству испытаний.
Неоценимую помощь при отработке и испытаниях бортовой аппаратуры систем сближения, разработке новых методик и их проверок на космодроме Байконур оказывали: специалисты предприятий-разработчиков аппаратуры. Среди них можно назвать: от НИИ ТП — В.В. Сусленников, С.И. Нейман, А.И. Бурдин, В.Ю. Галион, В.С. Широков, А.В. Пахомов, Р.А. Парецкий, М.Ю. Мицмахер, В.А. Володин, И.А. Рожков, а от ГКБ НПО (РКК «Энергия») — А.П. Перегонцев, Л.Н. Уставщиков, Г.В. Руднев, В.И. Трофимов, Э.В. Захаржевская. Плодотворную помощь при комплектовании рабочих мест испытаний бортовой аппаратуры наземным оборудованием и при отработке систем сближения на технических комплексах оказывали и руководители направления: В.П. Легостаев, В.Н. Бранец, П.Н. Куприянчик.
К сожалению, их огромный опыт по испытаниям различных систем сближения и запас знаний со временем становится не востребованным, т.к. молодежь все меньше и меньше стремится к этой профессии. Не малую роль в этом сыграло и то, что оплата специалистов такого уровня оставляет желать лучшего. Вот и создается ситуация, когда ветераны уходят, а на замену им порой некому прийти.
Таблица 7. Стыковки космических аппаратов с ОК «Мир»
| Наименование серии космический аппарат | Кол-во запусков | Кол-во стыковок с ОК «Мир» | Примечание |
| «Союз Т» | 1 | 2 | Вторая стыковка после перелета на ОС «Салют-7» и обратно |
| «Союз ТМ» | 30 | 50 | Один КК выполнил три перестыковки с ОК «Мир», один — две, 15 — по одной. |
| «Прогресс» | 18 | 18 | |
| «Прогресс М» | 43 | 47 | По две стыковки — 4 КА |
| «Прогресс М1» | 3 | 3 | |
| Модули | 5 | 13 | Модуль «Кристалл» пять раз перестыковывался с ОК «Мир», модули «Квант-2», «Спектр», «Природа» — по одному разу. |
| МТКС «Шаттл» | 9 | 9 | Семь стыковок с МТКС «Атлантис»; по одной с МТКС «Дискавери», «Индевор» |
| Итого | 109 | 142 |
Всего за время полета ОК «Мир» было осуществлено 142 стыковки, включая перестыковки кораблей и модулей с одного узла на другой.
Следует заметить, что операции стыковки космических аппаратов проходили не всегда гладко. Так, стыковка модуля «Квант» удалась только со второй попытки, т.к. первая не удалась из-за ошибки в алгоритмах работы системы управления. Но когда модуль состыковался, процесс стягивания стыковочных механизмов остановился, т.к. стягиванию помешал посторонний предмет (мешок с отходами), вклинившийся между модулем и базовым блоком, для удаления которого потребовался выход в открытый космос.
Модуль «Квант-2» тоже стыковался со второй попытки (отключение системы сближения «Курс» на модуле «Квант-2»), а его автономный полет принес немало волнений.
Также со второй попытки была проведена стыковка к ОК «Мир» и стыковочно-технологического модуля «Кристалл».
В процессе полетов на ОК «Мир» произошло много различных ситуаций, которые ставили под угрозу не только выполнение задач программы полета, но и жизнь членов экипажа. На некоторых ситуациях, которые позволяют оценить сложность и опасность создавшегося положения, но и грамотные действия экипажа, хотелось бы остановиться.
При возвращении на Землю экипажа ТПК «Союз ТМ-5» в составе В.А. Ляхова и А. Моманда (Афганистан) создалась аварийная ситуация, которая могла бы привести к трагическим последствиям. Посадка ТПК «Союз ТМ-5» планировалась на 06.09.1988 г. В соответствии с циклограммой спуска командир экипажа В.А. Ляхов вручную отстрелил бытовой отсек. Эта операция на ТПК серии «Союз Т» и «Союз ТМ» проводилась еще на орбите до выдачи тормозного импульса, что позволяло значительно сэкономить топливо. Вскоре после отстрела бытового отсека и возникла нештатная ситуация, которая быстро переросла в аварийную. Из-за отказа датчика инфракрасной вертикали (ИКВ-1) системы ориентации корабля при прохождении кораблем терминатора загорелась аварийная индикация «Невыполнение ориентации». Затем снялся признак «Готовность системы ориентации» корабля (это одно из условий включения сближающего — корректирующего двигателя — СКД), и он в расчетное время не включился. БЦВК перешел в режим «ожидания», а В.А.Ляхов анализировал создавшуюся ситуацию. Однако через семь минут ориентация восстановилась, а БЦВК неожиданно выдал команду на запуск СКД. В.А. Ляхов посмотрел на глобус (в ТПК «Союз ТМ» имеется такой маленький глобус, по которому в любой момент космонавты могут определить, куда приземлится спускаемый аппарат, если спуск начнется в текущий момент) и район посадки был обозначен … в Тихом океане! Время включения было нерасчетным, и поэтому командир экипажа через 6 сек, вынужден был выключить двигатель. Спуск был перенесен на следующий (резервный) виток. Во время сеанса связи на борт ТПК «Союз ТМ-5» по командной радиолинии в БЦВК была заложена новая циклограмма спуска. Эта циклограмма была рассчитана на то, что СКД вовсе не включился, поэтому управляющая информация не содержала данные по величине тормозного импульса, на самом деле он включился, но отработал всего 6 сек. Ни экипаж, ни операторы ЦУП этой ошибки не заметили. Следовательно, по роковому стечению обстоятельств она оказалась ошибочной и двигатель снова включился, но, отработав всего 6 сек, вместо положенных 200 сек для создания полноценного тормозного импульса, снова выключился. Тогда командир экипажа снова включил СКД, но через 14 сек опять произошло выключение СКД. В.А. Ляхов снова включил СКД, пытаясь «дожать» тормозной импульс. Однако когда СКД отработал 33 сек, нарушился режим стабилизации и командир вынужден был прекратить торможение, выключив двигатель. Корабль никак не удавалось свести с орбиты! Но и это было еще не все.
Во время чехарды с включением и выключением двигателя со звуковым сигналом включились термодатчики на разделение спускаемого аппарата и приборно-агрегатного отсека. Именно по их командам спускаемый аппарат отделяется с помощью пиропатронов от приборно-агрегатного отсека. А после последнего выключения двигателя запустился еще и счетчик программно-временного устройства разделения отсеков, которое должно было произойти через 20 минут. Командир вручную отключил термодатчик, но счетчик продолжал отсчитывать роковые минуты, ибо вот-вот должно было произойти разделение спускаемого аппарата и приборно-агрегатного отсека со СКД. А так как СКД не доработал до нужного торможения корабля, то спускаемый аппарат с экипажем мог бы остаться на орбите. Времени в процессе сеанса связи с ЦУП для анализа создавшейся ситуации было очень мало. После того, как засветился транспарант «Программа разделения включена» и «Термодатчик подключен», командир, не дожидаясь разрешения ЦУП, выдал команду «ОДР» (отбой динамических режимов) на запрет выполнения всех динамических режимов, в том числе программы разделения отсеков корабля. Впоследствии в отряде космонавтов ее так и будут называть «командой Ляхова», в память об этом полете. До отстрела приборно-агрегатного отсека с двигателем оставалось уже чуть больше 1 минуты! Если бы это произошло, то спускаемый аппарат с экипажем остался бы на орбите, и космонавты были бы обречены на неминуемую гибель от удушья. К счастью В.А.Ляхову, проявившему незаурядное самообладание и высокий профессионализм, удалось во время предотвратить разделение спускаемого аппарата и приборно-агрегатного отсека. Экипаж провел на орбите дополнительные сутки в спускаемом аппарате без бытового отсека, (а значит без пищи, воды и, главное, туалета — облаченные в скафандры, поскольку тесное пространство спускаемого аппарата не позволяло их снять и потом одеть), но с приборно-агрегатном отсеком. А причина возникшей экстремальной ситуации была в следующем. Когда предыдущий экипаж, на корабле которого В.А. Ляхов и А. Моманд возвращались на Землю, шел на стыковку с ОК «Мир», в БЦВК была введена «уставка» на последнее включение двигателя длительностью 6 сек. Эта же уставка (вместо 200 сек) осталась, когда ТПК «Союз ТМ-5» пошел на спуск. Далее, из-за отказа системы ориентации не сложилась ее автоматическая готовность перед торможением, в результате чего СКД и не включился в заданное время. Но после некоторого перерыва, система восстановилась, и СКД готов был отработать в нужном режиме, но посадка при этом могла произойти в акватории Тихого океана. И только после выдачи ОДР «отбились» 200-секундная и 6-секундная программы, а последующие же операции на разделение спускаемого отсека и приборно-агрегатного отсека остались без изменения. Лишь 7 сентября 1988 г. экипаж с третьей попытки наконец-то благополучно вернулся на Землю.
На последующих ТПК «Союз ТМ» вернулись к старой схеме разделения отсеков — уже после выдачи и отработки тормозного импульса.
25.08.1989 г. была осуществлена стыковка ТГК новой модификации — «Прогресс М1» (11Ф615А55 № 201), оснащенного модифицированной аппаратурой сближения 17Р64-03 («Курс»).
В августе 1990 г. была осуществлена стыковка модуля «Кристалл», оборудованного вторым стыковочным агрегатом типа АПАС для обеспечения стыковки к нему МТКС «Буран», что предусматривалось программой эксплуатации ОК «Мир». Но, как оказалось впоследствии, этому не суждено было случиться. После выведения на орбиту модуля «Кристалл» одна из двух солнечных батарей модуля не смогла полностью раскрыться. Это привело не только к дефициту электроэнергии, но и сказалось на инерционных характеристиках модуля.
В 1990 г. произошло повреждение выходного люка шлюзового отсека модуля «Квант-2», в результате чего пришлось оставить этот отсек разгерметизированным и шлюзоваться в резервном отсеке. Ремонт люка удалось провести только через полгода.
В декабре 1990 г. создалась опасная ситуация при стыковке ТГК «Прогресс М-7»: из-за поломки антенны 3АО-ВКА системы сближения «Курс» на модуле «Квант» и ТГК «Прогресс М-7» пролетел мимо ОК «Мир» на очень близком расстоянии.
В рамках летно-конструкторских испытаний (ЛКИ) предполагалось провести десять пусков РН «Энергия» с МТКС «Буран», причем в первых пусках МТКС «Буран» должен был летать в беспилотном режиме. До полета на МТКС «Буран» будущие командиры экипажа (И.П. Волк, А.С. Левченко) приобретали опыт реального космического полета, совершая полеты в составе экипажей транспортных пилотируемых кораблей типа «Союз Т».
И.П. Волк совершил полет на космическом корабле «Союз Т-12» в июле1984 г. А.С.Левченко совершил полет на ОК «Мир» в составе экипажа ТПК «СоюзТМ-4» в декабре 1987 г. Через два часа после возвращения на Землю И.П. Волк и А.С. Левченко провели эксперимент с целью оценки реакции пилота МТКС «Буран» после воздействия факторов космического полета. На самолетах Ту-154 и МиГ-25, оборудованных системой управления ОК «Бурана», пилоты выполнили самостоятельные полеты до аэродрома Подмосковья и обратно на космодром Байконур.
24 мая 1993 г. на ТПК «Союз ТМ-16» (№ 101) стартовал экипаж ЭО-13 (Г.М. Манаков и А.Ф. Полищук), которые провели испытания ТПК «Союза-спасателя» экипажа и проверку причала АПАС по программе «Буран», выполнив стыковку к модулю «Кристалл». Главное отличие ТПК «Союз ТМ-16» (№ 101) данной модификации от обычного ТПК «Союз ТМ» заключалось в том, что на ТПК «Союз ТМ-16» был установлен стыковочный узел новой конструкции: андрогинно-периферийный агрегат стыковки (АПАС-89). Такой же стыковочный узел должен был устанавливаться на шлюзовой камере МТКС «Буран», расположенной в грузовом отсеке корабля, что позволило бы стыковать ТПК «Союз ТМ» с МТКС «Буран». Была разработана программа полета ТПК «Союз ТМ» № 101 и МТКС «Буран-2», которая включала в себя следующие элементы: после старта МТКС «Буран-2» в беспилотном режиме производится ее стыковка к модулю «Кристалл» ОК «Мир»; экипаж ОК «Мир» переходит в кабину МТКС «Буран-2» и проводит испытания ее бортовых систем, в том числе дистанционного манипулятора; полет в состыкованном состоянии длится в течение суток; после расстыковки МТКС «Буран-2» и ОК «Мир», стартует ТПК «Союз ТМ» № 101 с экипажем на борту и пристыковывается к МТКС «Буран-2»; экипаж в течение суток работает на борту МТКС «Буран-2»; после расстыковки МТКС «Буран-2» выполняет автоматическую посадку; ТПК «Союз ТМ» № 101 с экипажем осуществляет перелет на ОК «Мир» и выполняет стыковку к модулю «Кристалл». Но уже в 1992 г. стало ясно, что идет процесс сворачивания всех работ по программе «Буран» и поэтому было принято решение использовать «Союз ТМ» № 101 для доставки очередной основной экспедиции на ОК «Мир».
3 июля 1993 г. был впервые осуществлен облет ОК «Мир» ТПК «Союз ТМ-17» и его фотографирование. При этом у причала ОК «Мир» впервые находились три корабля: «Союз ТМ-16», «Прогресс М-17», «Прогресс М-18» (при отходе), а с ТПК «Союз ТМ-17» экипажем проводилась съемка.
14 января 1994 г. после расстыковки ТПК «Союза ТМ-17» с экипажем ЭО-14 (В.В. Циблиев и А.А. Серебров) во время облета ОК «Мир» с ЭО-15 (В.М. Афанасьев, Ю.В.Усачев) произошло нерасчетное сближение и вероятность аварии была очень высока.
Вот как вспоминает об этой ситуации Ю.В. Усачев:
«На транспортном корабле включается тормозной двигатель для схода с орбиты. Он (транспортный корабль) увеличивается в размерах, кажется, начинает раскручиваться какая-то пружина — расстояние между нами сокращается все стремительнее. И я понимаю, что если «этому» суждено случиться, то уход в спускаемый аппарат нас не спасет.
Я замер у иллюминатора. Корабль проносится около нас на расстоянии 30-40 метров! Это было похоже на фантастику из серии «Звездные войны». Когда он проскочил, я бросился к иллюминатору в каюте командира, увидел удаляющийся транспортный корабль и почувствовал, что мы были близки к…
И, Господь спас нас пятерых — экипажи станции и корабля. Было немного жутковато осознавать, что можно вот так столкнуться, и привет».
Все произошло, как показали результаты разбора, из-за неисправности ручки управления на ТПК «Союза ТМ-17». Но касание с ОК «Мир» все-таки произошло.
В 1994 г. дважды «отказывался» идти к станции ТГК «Прогресс М-24» из-за сбоев в системе автоматического сближения КА. Из-за повышенной флуктуации сигнала в канале измерения угла крена произошло столкновение ТГК «Прогресс М-24» с ОК «Мир» (было 4 касания). После долгих колебаний в ЦУП было принято решение о проведении впервые стыковки в ручном режиме с помощью системы телеоператорного режима управления (ТОРУ) и командир экипажа Ю.В. Маленченко успешно справился с поставленной задачей. В дальнейшем этот режим несколько раз применялся при стыковках ТГК серии «Прогресс».
В феврале 1995 г. к ОК «Миру» был осуществлен подлет МТКС «Дискавери» (полет STS-63) на 11 метров, т.к. стыковка тогда не предусматривалась, и экипажи могли приветствовать друг друга только через иллюминатор.
10 июня 1995 г. во время перестыковки модуля «Кристалл» с бокового стыковочного агрегата (ось «-Y») на осевой стыковочный агрегат (ось «-Х»), которая необходима была для обеспечения стыковки МТКС «Атлантис», было зафиксировано касание шпангоутов модулей. После перестыковки модуля «Спектр» с осевого стыковочного агрегата на боковой стыковочный агрегат, ранее освобожденный модулем «Кристалл», во время раскрытия солнечных батарей выяснилось, что одна из солнечных батарей не раскрылась. Для определения последствий этой ситуации потребовался дополнительный выход экипажа в открытый космос. В этот критический момент экипаж (В.Н. Дежуров, Г.М. Стрекалов) отказался выходить в открытое космическое пространство (ОКП), объяснив это собственной усталостью (следует отметить, что экипаж совершил к этому времени уже 5 выходов в ОКП).
29 июня 1995 г. МТКС «Атлантис» (полет STS-71) осуществил первую стыковку с ОК «Мир» к стыковочному агрегату модуля «Кристалл». Для этой операции модуль «Кристалл» был перестыкован с бокового стыковочного агрегата (ось «-Y») на осевой стыковочный агрегат (ось «-Х») переходного отсека базового блока ОК «Мир». Следует отметить, МТКС «Атлантис» выполнил за время существования ОК «Мир» еще 6 стыковок и по одной стыковки выполнили МТКС «Дискавери» и «Индевор».
23 апреля 1996 г. при выведении на орбиту модуля «Природа» отказала система энергопитания. Положение усугублялось тем, что в отличие от предыдущих модулей, на этом не было солнечных батарей, и литиевые источники тока были единственным средством обеспечения модуля «Природа» электроэнергией без возможности их подзаряда. В результате этого отказа исключалась возможность повторной стыковки в случае возникновения такой необходимости. Однако, 26 апреля 1996 г. модуль «Природа» благополучно пристыковался к ОК «Мир».
В феврале 1997 г. вышли из строя обе установки по производству кислорода системы «Электрон». Пришлось перейти на резервную систему получения кислорода с помощью твердотопливных генераторов (кислородных шашек). А 23 февраля одна из них загорелась. Отсеки заволокло дымом, так что пришлось надеть противогазы. Но экипаж не растерялся и в короткое время ликвидировал очаг возгорания. В.Г. Корзун и А.Ю. Калери за это были удостоены почетных наград пожарной службы России.
Драматичные моменты были и в процессе проведения операции стыковки с помощью системы ТОРУ. Так, 25 июня 1997 г. при отработке стыковки с помощью ТОРУ с дальних дистанций, ТГК «Прогресс М-34» столкнулся с модулем «Спектр». При этом была повреждена одна из солнечных батарей и нарушена герметичность модуля «Спектр». При создании станции такая ситуация была предусмотрен и если лимит времени у экипажа не превышает пяти минут, то экипажу надо срочно покидать станцию. В данном случае на эвакуацию оставалось почти полчаса. Разгерметизированный модуль изолировали, и экипаж в составе В.В. Циблиева, А.И. Лазуткина и американского астронавта Майкла Фоэла продолжал работу на ОК «Мир». Таким образом, была наглядно продемонстрирована высокая степень живучести ОК «Мир». В настоящее время этот режим используют как резервный, и космонавты отработали все операции этого процесса до автоматизма. А тогда еще это было впервые и доставило всем немало волнений.
14 августа 1997 г. при посадке «Союза ТМ-25» с экипажем ЭО-23 (В.В. Циблиев и А.И. Лазуткин) преждевременно, на высоте 5,8 км произошло включение двигателей мягкой посадки. По этой причине посадка СА была жёсткой, (скорость приземления составила 7,5 м/с), но экипаж, к счастью, не пострадал.
5 сентября 1997 г. американский военный спутник пролетел на расстоянии 470 метров от ОК «Мир». Экипаж заранее был об этом предупрежден специалистами ЦУП и переместился в целях безопасности в спускаемый аппарат ТПК «Союз ТМ-26».
В июле 1999 г., из-за попадания молнии в электроподстанцию г. Королева, было обесточено здание ЦУП, что привело к потере связи с экипажем. Экипаж был предупрежден об этом с помощью средств НИП г. Уссурийска, а связь с ним была восстановлена только через 6 часов.
В 1999 г. вышел из строя спутник-ретранслятор «Гелиос» из-за аварии системы терморегулирования спутника, что не позволяло оперативно проводить сеансы связи с ОК «Мир».
25 декабря 2000 г. произошла потеря связи с ОК «Мир». Все попытки установить связь с ОК «Мир» успеха не имели. Только на следующий день сигнал был зафиксирован в сеансе 14:20-14:29 по борту радиотелеметрической системы (РТС) БИТС-2 и через минуту пропал, но в следующем сеансе сигнал вновь появился.
27 декабря того же года произошло самопроизвольное пропадание сигнала с бортового передатчика РТС БР-9ЦУ-5, который при выдаче дополнительных команд не включился. Информацию о режиме работы системы управления движением сотрудники ЦУП получали через режим «ТВ-дисплей», который используется при стыковке. Закладка базы для построения ориентации тоже была проведена без контроля по телеметрии — только по маркерам с пунктов управления о прохождении команд на борт. Только 30.12.2000 г. удалось построить ориентацию на двигателях, в результате этого приход электроэнергии на модулях «Квант-2» и «Кристалл» стал близок к норме.
31 декабря 2000 г. проведено объединение топливных баков ТГК «Прогресс М-43» и ОК «Мир». Благодаря этому в очередной раз ОК «Мир» удалось спасти.
В январе 2001 г. возникли проблемы с раскруткой гиродинов ОК «Мир» из-за этого пришлось переносить пуск ТГК «Прогресс М1-5».
Немало волнений доставили экипажам во время полета ОК «Мир» утечки теплоносителя из трубопроводов системы обеспечения температурного режима. Поиск нарушений герметичности магистралей этой системы, расположенных в труднодоступных местах, потребовал трудоемкой и кропотливой работы экипажей, с которой они успешно справились. В процессе поиска приходилось отключать магистральные контуры в базовом блоке ОК «Мир» и модуле «Квант», при этом температура в отсеках сразу повышалась. Особенно жарко было в базовом блоке ОК «Мир», в котором температура повышалась порой до 36° С.
Подробнее обо всех этих неприятностях можно ознакомиться в интернет-выпусках «Последних космических новостей» на персональной странице одного из авторов этой книги (http://www.cosmoworld.ru/spaceencyclopedia/).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ОК «МИР»
За 15-летний период полета ОК «Мир», несмотря на нештатные ситуации и непрерывно ухудшающееся бюджетное финансирование, выполнено более 31200 экспериментов по основным направлениям научных исследований, из них по федеральной программе более 23600.
За этот период получены новые результаты, внесшие большой вклад, как в фундаментальную отечественную науку, так и имеющие большую практическую значимость с точки зрения их внедрения в различные отрасли народного хозяйства, образования, здравоохранения, развития и совершенствования космических средств с широким информированием о результатах исследований российского и международного научных сообществ в виде многочисленных публикаций и докладов на отечественных и международных конференциях.
В процессе проектирования и создания ОК «Мир» было разработано более 600 новейших технологий, большинство из которых было внедрено в различные сферы хозяйственной деятельности.
В результате выполнения всех исследовательских программ на станции в период 1986-2000 гг. получены следующие результаты:
— объем передаваемой информации на Землю телеметрическим каналам научной информации составил 1690 Гбайт;
— суммарная масса возвращенных грузов с результатами экспериментов превысила 4700 кг.
В результате эксплуатации ОК «Мир» была реализована комплексная программа научных исследований и прикладных экспериментов (более 16.,5 тыс.) по различным ключевым направлениям с применением многофункциональной аппаратуры России, США, Германии, Чехии, Австрии и Европейского космического агентства.
Основными итогами проведенных на ОК «Мир» исследований в различных областях являются:
Техника:
— проведено более 6700 экспериментов;
— отработана технология по сборке и развертыванию ферменных и пленочных крупногабаритных конструкций;
— отработаны методы и средства проведения ремонтно-восстановительных работ по продлению ресурса станции и аппаратуры;
— получены устойчивые упорядоченные кристаллические структуры, образованные металлическими частицами в плазме разряда постоянного тока в условиях микрогравитации;
— исследованы процессы генерации, сбора и движения монодисперсных капель на модели капельного холодильника-излучателя для подтверждения возможности создания высокоэффективных энергетических установок.
Биотехнология:
— проведено более 130 экспериментов;
— доказана возможность проведения процессов тонкой очистки и разделения, белковых биопродуктов с производительностью в сотни раз выше, чем на Земле;
— получены новые знания по клеткам, белкам и вирусам;
— получены опытные партии новых лекарственных препаратов, а также выделены высокоактивные вещества для производства антибиотиков, применяемых в животноводстве;
— отработаны методы и средства получения высококачественных монокристаллов белков;
— биопрепараты, кристаллы и штаммы, выращенные в космосе, создают предпосылки получения новых эффективных лекарств и другой продукции.
Медицина:
В научных программах, которые были выполнены на ОС «Мир» за время ее эксплуатации, значительное место занимали исследования по космической медицине. Объем проведенных медико-биологических исследований и экспериментов во время пребывания экипажей всех 28 экспедиций составил более 2300, в том числе в 438-суточном полете врача В.В. Полякова выполнено около 800 экспериментов. Главным итогом проведенных исследований можно констатировать тот факт, что за весь период эксплуатации сохранено в целом здоровье и работоспособность экипажей.
— создана система медицинского обеспечения полетов продолжительностью до 1,5 лет, позволяющая уже в наше время осуществить межпланетные полеты;
— создана методика отбора и подготовки специалистов для работ в экстремальных условиях;
— при непосредственном участии врача-космонавта В.В.Полякова, длительное время работавшего на ОК «Мир», выполнена обширная программа нейрофизиологических, гематологических, биохимических исследований и экспериментов;
— результаты исследований и аппаратурные средства внедрены в общемедицинскую практику и используются в МЧС, включая и методы диагностики, и методы лечения, и методы профилактики и реабилитации.
При этом можно привести в качестве примера — телемедицину. Фактически вся диагностика в условиях космического полета строится именно на этой технологии, когда врач и пациент находятся на значительном расстоянии (до 420 км). Эта технология уже была использована при катастрофах в Армении и в Уфе, когда необходимо было срочно передавать медицинские данные в медицинские центры страны. Такая технология активно развивается:
— созданы и апробированы эффективные методы и средства медицинской помощи во время космических полетов и в период послеполетной реабилитации космонавтов;
— накоплен опыт медико-санитарного обеспечения экипажей в длительных полетах и при нештатных режимах работы систем жизнеобеспечения;
— достигнут прогресс в изучении проблем обитаемости пилотируемых комплексов (санитарно-гигиенические, микробиологические и радиационно-физические исследования);
— получение новых данных по особенностям адаптации женского организма, лиц старших возрастных групп и лиц с парциальной недостаточностью к условиям длительного космического полета;
— получены новые данные в области космической физиологии (сердечно-сосудистая система, сенсорные системы, двигательная сфера, метаболизм, психофизиологические реакции и работоспособность и пр.);
— выполненные важные фундаментальные биологические исследования на растениях, птицах, тритонах, улитках и других биообъектах, позволили получить новые исходные данные для развития перспективных биологических систем жизнеобеспечения;
— отработаны основные принципы обеспечения радиационной безопасности экипажей в условиях длительных полетов;
— достигнут существенный прогресс в создании оборудования и аппаратурных комплексов для медицинского обеспечения и исследований, в совершенствовании автоматизации сбора, обработки и хранения медико-биологической информации и создании банка экспериментальных данных, а также в развитии технических систем телекоммуникаций.
Многие направления медицинских исследований проводились с участием ведущих специалистов Института медико-биологических проблем. В частности, проводились исследования по влиянию магнитных бурь на деятельность сердечно-сосудистой системы с использованием уникальной аппаратуры, общий ее вес которой составлял около 1,5 тонн. Большинство результатов исследований и разработанных технических средств нашли широкое применение в здравоохранении и во многих других отраслях народного хозяйства.
Материаловедение.
— выполнено более 2450 экспериментов;
— отработаны базовые технологии производства полупроводниковых материалов и получены образцы, по физическим характеристикам превосходящие земные аналоги, что подтвердило целесообразность организации опытно-промышленного производства полупроводниковых материалов в космосе;
— подтверждено увеличение выхода годных приборов из получаемых материалов в 5-10 раз;
— подтверждены характеристики материалов для длительного функционирования космических станций;
— получены образцы полупроводниковых материалов со свойствами, недостижимыми на Земле, что может вывести приборостроение на новый качественный уровень.
Астрофизика:
— выполнено более 6200 сеансов экспериментов;
— обнаружено жесткое рентгеновское излучение сверхновой 1987А;
— открыты и детально исследованы рентгеновские источники, получившие название KS (Kvant Source);
— детально исследован центр Галактики;
— результаты астрофизических исследований внесены во все каталоги мира.
Исследование земной поверхности и экологический мониторинг:
— произведена фотосъемка 125 млн. км земной поверхности в различных зонах спектра;
— отработаны аппаратурные системы оперативных измерений и передачи данных;
— создан банк данных фото-, видео-, спектрометрической и радиометрической информации.
В процессе эксплуатации ОК «Мир» осуществлялась систематическая работа по съемке различных участков земной поверхности с накоплением данных. Научная программа по дистанционному зондированию Земли была обширна, она касалась и не только исследованию поверхности суши, но и океана, атмосферы и решений экологических проблем. В реализации программы участвовали Болгария, Германия, Италия, Франция, США, Украина и Казахстан.
Аппаратура, которой был оснащен модуль «Природа» позволяла наблюдать состояние земной поверхности в любое время суток, независимо от погоды и освещения.
Международное сотрудничество.
— выполнено 7600 экспериментов в области медицины, биологии, технологии, техники, биотехнологии;
— осуществлено 27 международных экспедиций 21 из них на коммерческой основе;
— на ОК «Мир» работали представители 12 стран и организаций: США, Германии, Англии, Франции, Японии, Австрии, Болгарии, Сирии, Афганистана, Казахстана, Словакии, ЕКА.
Всего на ОК «Мир» было реализовано 55 целевых научно-исследовательских программ, из них 27 — в рамках международного сотрудничества.
За время полета ОК «Мир» появились новые возможности организации производства в космосе. Использование таких уникальных свойств космического пространства, как невесомость, глубокий вакуум, стерильность «атмосферы», стабильность температурного режима и др., позволили не только снизить затраты по выпуску некоторых видов продукции, но и приступить к промышленному производству материалов, качественные характеристики которых не могут быть получены в земных условиях. Проведенные эксперименты дают возможность выявить следующие четыре группы потенциальных объектов промышленного производства в космосе:
1. Электронное оборудование — полупроводники и сверхполупроводники, магнитные детекторы, фильтры ультрафиолетовых и видимых лучей, пьезоэлектрические светоизлучающие диоды, ферроэлектрики, детекторы радиации;
2. Оптическое оборудование — узкополосные фильтры, кристаллы с однородными примесями, оптические устройства для лазерных установок, волоконная оптика, линзы и зеркала с улучшенными характеристиками, керамические волноводы, устройства для хранения голографических изображений;
3. Биомедицинские препараты — вещества высокой чистоты для изготовления вакцин, ферменты, белки, гормоны;
4. Материалы с повышенной прочностью и эрозийной стойкостью, с улучшенными характеристиками для тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, усовершенствованные смазочные материалы и др.
В ходе строительства и эксплуатации ОК «Мир» накоплен огромный опыт, который в настоящее время используется при эксплуатации МКС и будет использоваться для будущих орбитальных станций по различным направлениям, в частности:
1. Применение МТКС серии «Шаттл» для транспортно-технического обеспечения ОК «Мир»:
— отработана операция стыковки;
— получен опыт доставки крупногабаритных отсеков (СО 316ГК) и грузов, а также возврат грузов на Землю с ОК (контейнеры с аппаратурой сближения «Курс», научная аппаратура «Алис» и пр.);
— освоена операция смены космонавтов (астронавтов) на борту ОК «Мир» с помощью МТКС серии «Шаттл»;
— получен опыт совместного управления полетом МТКС серии «Шаттл» и ОК «Мира» из ЦУП — Хьюстон и ЦУП — Москва;
— подтверждена эффективность использования многоразовых МТКС «Шаттл» для доставки и спуска на Землю крупногабаритных грузов.
2. Оценка работоспособности и проведение ремонтных работ ряда систем ОК «Мир» в длительном полете ряда бортовых систем:
— системы терморегулирования;
— бортовой кабельной сети, объединенной двигательной установки, герметичного корпуса;
— системы электропитания.
3. Опыт ликвидации аварийных ситуаций:
— пожара (причиной которого явился твердотопливный генератор кислорода в модуле «Квант»;
— разгерметизация контуров системы терморегулирования;
— разгерметизация модуля «Спектр»;
— ремонт систем жизнеобеспечения;
— ремонт бортового вычислительного комплекса.
4. Опыт взаимодействия международных экипажей:
— уточнены особенности операций международных длительных полетов;
— отработаны операции монтажа (демонтажа) и переноса оборудования с МТКС «Шаттл» на ОК «Мир» и обратно;
— накоплен опыт проведения совместных научных экспериментов;
— отработано взаимодействие при выполнении работ в открытом космосе;
— получен опыт наращивания задач в процессе полета (например, незапланированные заранее выходы в открытый космос, научные эксперименты).
5. Проведение совместных наземных операций с грузами материально-технического обеспечения:
— разработаны совместные технологические процессы при доставке и возврате грузов;
— отработана сборка сложных грузов и их предполетные испытания, накоплен совместный опыт по макетированию размещения грузов.
6. Опыт интеграции (возможности совместного использования) российских и американских грузов:
— оборудования для обеспечения жизнедеятельности экипажа;
— оборудования для обеспечения безопасности экипажа и для эксплуатации комплекса;
— медицинские укладки, инструменты и ремонтное оборудование.
7. Опыт создания и отработки совместной документации.
8. Опыт совмещения разных технических школ создания космической техники, ранее развивавшихся независимо.
9. Адаптация к изменениям задач в течение срока эксплуатации.
ОК «Мир» стал своеобразным летным полигоном для испытаний в реальных условиях многих технических решений и технологических процессов, которые были используемы при проектировании и создании Международной космической станции. Среди них следует назвать в первую очередь:
— впервые в мировой практике реализован модульный принцип строительства на орбите космических сооружений больших габаритов и масс (до 240 т.);
— апробировано применение космических кораблей серии «Союз», «Прогресс», МТКС «Шаттл» в качестве транспортных средств 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 (свыше 15 лет);
— приобретен опыт ликвидации нештатных ситуаций, обеспечения безопасности экипажа и живучести станции;
— приобретен опыт одновременного проведения нескольких международных научных программ интегрированным экипажем;
— приобретен опыт совмещения двух технических школ при создании космической техники для совместного использования;
— проведена отработка технологии совместного управления пилотируемыми космическими объектами двух стран из двух Центров управления — ЦУП-М (г. Королев, Россия) и ЦУП-Х (г. Хьюстон, США).
Таким образом, есть все основания считать, что важнейшим результатом этапа освоения космоса с помощью ОК «Мир», явился рост экономического эффекта применения космической техники в различных сферах хозяйственной практики. Практическое использование возможностей прикладной космонавтики может привести и к росту эффективности широкого спектра отраслей экономики.
Все эти примеры достаточно наглядно свидетельствуют о том, что воздействие космических программ на различные аспекты хозяйственной практики неуклонно возрастает, и становится все более очевидным.
Приведенные данные позволяют высоко оценивать перспективы внедрения космической техники в различные сферы хозяйственной деятельности в предстоящие годы, дают основания полагать, что имеющиеся темпы развития этого процесса способны в обозримом будущем привести к серьезным изменениям в качественном составе применяемых технических средств, обусловив тем самым важные экономические результаты.
Российский ОК «Мир» утвердил основные принципы строительства объектов вне нашей планеты — в этом ее исключительное значение в истории международной космонавтики. Такое мнение в интервью РИА «Новости» высказал директор программ ГКНПЦ им. М.В.Хруничева по строительству российского сегмента Международной космической станции Сергей Шаевич.
По его словам, во-первых, ОК «Мир» доказал, что «строить большие объекты в космическом пространстве можно только путем сборки их в космосе из отдельных конструкций, не собирая их целиком на Земле и потом доставляя в космос». Он отметил, что по этому пути пошли 18 стран, строящих сегодня в космическом пространстве Международную космическую станцию.
Во-вторых, по его мнению, ОК «Мир» подтвердил, что люди могут создавать вне своей планеты надежные и безопасные для жизни и работы модули. Сергей Шаевич напомнил, что из 104 космонавтов, побывавших на ОК «Мир», никто не погиб, кроме того, подчеркнул он, никто из них впоследствии не заболел.
«Люди ХХI века еще воздадут должное труду и подвигу российских специалистов, впервые создавших в космосе такой выдающийся объект, каким была космическая станция «Мир», — сказал директор программ ГКНПЦ им. М.В.Хруничева по строительству российского сегмента Международной космической станции.
«Мир» был «жемчужиной в короне советской космической программы». Работа станции установила внушительное число впечатляющих рекордов: самое продолжительное время пребывания космической станции на орбите — 15 лет один месяц и два дня, самое длительное пребывание в космосе человека — 438 дней. «Она была самым тяжелым, после Луны, объектом, вращавшимся на орбите вокруг Земли», — подчеркнула газета «Жэньминь жибао» (Китай).
ОК «Мир» стал плацдармом человечества в его наступлении на космос. Нет сомнения, что в этом столетии будут созданы новые орбитальные станции на основе ОК «Мир». Человечество не будет вечно приковано к своей колыбели. Результаты, полученные на ОК «Мир», лягут в основу будущих свершений.
Так, в полной мере реализовалась ведущая идея исследований, сформулированная в свое время одним из основателей практической космонавтики, академиком С.П.Королевым: «Космос для науки, только для мирных целей, на благо человека, неутомимо разгадывающего сокровенные тайны природы, — вот тот путь, по которому развиваются и осуществляются советские космические исследования».
Необходимо отметить, что только благодаря ОК «Мир» удалось за десятилетия развала нашей экономики удержать космическую отрасль на достаточно высоком уровне и приумножить научный потенциал в процессе создания, отработки и эксплуатации уникального оборудования ОК «Мир». Десятки тысяч специалистов предприятий и научных учреждений отрасли, работая по программе «Мир», сохранили высокую квалификацию и не были выброшены на улицу волной перестроечного шторма, а новейшие технологии получили дальнейшее распространение в различных отраслях экономики.
ЭКСПЕРИМЕНТЫ, ПРОВОДИМЫЕ ПРИ ЗАПУСКЕ ТРАНСПОРТНЫХ ГРУЗОВЫХ КОРАБЛЕЙ
1. «Прогресс-28» (11Ф615А15 № 137) 03.03.1987 г.-28.03.1987 г.
Проведены эксперименты «Модель» и «Модель-2» с целью подтверждения предложений по созданию космической системы связи в сверхнизком диапазоне частот (СНЧ) и решения задач: раскрытия в условиях космического полета крупногабаритных рамочных антенн (диаметром 20 м), проверки радиофизической теории распространения радиоволн сверх низкочастотного (СНЧ) диапазона в околоземном космическом пространстве и прохождение сигнала до поверхности Земли. При проведении эксперимента были успешно выполнены операции по раскрытию надувных антенн (агрегат АС-20Н) путем наддува их азотом из баллонов дозаправки ТКГ «Прогресс-28». При раскрытии полости антенн были объединены с грузовым отсеком ТГК «Прогресс-28».. Заданная форма антенн и их положение относительно ТГК «Прогресс-28» сохранялось в процессе орбитального полета ТГК «Прогресс-28» в течение 2 суток. В ходе полета было проведено 20 сеансов излучения радиоволн СНЧ-диапазона и его прием на наземных измерительных пунктах и на ОК «Мир». Анализ результатов проведенных экспериментов в целом подтвердил разработанную теорию распространения радиоволн СНЧ-диапазона в ионосферной плазме и магнитном поле Земли. Была подтверждена возможность создания и проверена работоспособность крупногабаритных рамочных антенн диаметром около 20 метров.
2. «Прогресс-30» (11Ф615А15 № 128) 19.05.1987 г.-19.07.1987 г.
Проведен эксперимент «Свет» для получения опытных данных подтверждения технической возможности и оценки целесообразности создания космической линии связи в оптическом диапазоне волн. Сигнал, переданный с борта ТГК «Прогресс-30», был впервые зарегистрирован приемным устройством, погруженным на глубину около 50 метров под водой.
3. «Прогресс-38» (11Ф615А15 № 146) 10.09.1988 г.-23.11.1988 г.
При запуске проведены испытания с экспериментальным сбрасываемым отсеком для подтверждения принципиальной возможности применения открытого катапультируемого кресла К-36М.11Ф35 для спасения экипажа ОК «Буран» на активном участке полета РКН «Союз-У» и определения необходимых доработок.
4. «Прогресс-39» (11Ф615А15 № 147) 25.12.1988 г.-07.02.1989 г.
Проведение эксперимента (см.п.3).
5. «Прогресс-40» (11Ф615А15 № 148) 10.02.1989 г.-05.03.1989 г.
Проведение эксперимента (см.п.3).
Впервые в мире проведен успешный эксперимент «Краб» по развертыванию кольцевых крупногабаритных конструкций (диаметром 20 м каждая), обладающих эффектом памяти формы, c определением их характеристик при выполнении динамических операций КА.
6. «Прогресс-41» (11Ф615А15 № 149) 16.03.1989 г.-25.04.1989 г.
Проведение эксперимента (см.п.3).
7. «Прогресс-42» (11Ф615А15 № 150) 05.05.1990 г.-27.05.1990 г.
Проведение эксперимента (см.п.3).
8. «Прогресс М-7» (11Ф615А55 № 208) 19.03.1991 г.-07.05.1991 г.
Отработка оптической системы сближения космических аппаратов 17Р616Э.
9. «Прогресс М-15» (11Ф615А55 № 215) 27.10.1992 г.-07.02.1993 г.
Проведен эксперимент «Знамя-2» для проверки технических решений, а также основных принципов и методик при создании крупногабаритных (20-метровое зеркало) бескаркасных пленочных конструкций отражателей.
10. «Прогресс М-36» (11Ф615А55 № 237) 05.10.1997 г.-19.12.1997 г.
После расстыковки с ОС «Мир» от ТГК «Прогресс-36» был отделен немецкий спутник « Х-Mir Inspector».
11. «Прогресс М-38» (11Ф615А55 № 240) 14.03.1998 г.-15.05.1998 г.
Эксперимент ГФ-28 «Релаксация»
12. «Прогресс М-39» (11Ф615А55 № 238) 14.05.1998 г.-29.10.1998 г.
Отработка баллистической схемы отхода ТГК «Прогресс М» от ОК «Мир».
13. «Прогресс М-40» (11Ф615А55 № 239) 25.10.1998 г.-11.01.1999 г.
Эксперимент «Знамя 2.5».
14. «Прогресс М-42» (11Ф615А55 № 242) 01.07.1999 г.-02.02.2000 г.
Отработка операции коррекции орбиты ОК «Мир» с помощью 8 двигателей ДПО и СКД. При этом общий вес ОК «Мир» составил 130 тонн.
15. «Прогресс М1-1» (11Ф615А55 № 250) 01.02.2000 г.-26.04.2000 г.
16. «Прогресс М-43» (11Ф615А55 № 243) 17.10.2000 г.-29.01.2001 г.
В отличие от ранее проводимых операций стыковки, в этот раз она проводилась, с целью максимальной экономии топлива ТГК, на пятые сутки. Все маневры выполнялись с помощью 8 ДПО ТГК «Прогресс М1-1», которые имели независимую от ДУ СКД систему подачи топлива из специальных баков. Благодаря этому было сэкономлено 150 кг топлива в СКД. Именно эта двигательная установка наиболее эффективна для выдачи импульса коррекции орбиты ОК «Мир», что позволяет поднять среднюю высоту орбиты на 5 км. Исходя из того, что ОК «Мир» находился на орбите (360 x 300) км, а из-за аэродинамического сопротивления происходит потеря высоты ежесуточно на 500 метров, выигрыш составил 10 суток.
Отработка новых алгоритмов сближения КА и операций по подъему и коррекции орбиты ОК «Мир» с помощью СКД и ДПО (8 штук).
В период полета ОК «Мир» в беспилотном режиме (с 28.08.1999 г. по 06.04.2000 г., а затем с 16.06.2000 г. и до сведения с орбиты) были предусмотрены тестовые проверки бортовой аппаратуры с периодичностью раз в квартал, которые включали в себя:
— проверка системы управления движением;
— тест аппаратуры сближения «Курс-П» (основного и резервного комплектов);
— тестовые включения ДПО;
— тест комбинированного включения ДПО и СКД.
При этом проводилось включение центрального компьютера с помощью радиосистемы «Квант-В», осуществлялась закладка базовой информации и построение ориентации в орбитальной системе координат (ОСК), т.е. когда направление продольной оси ОК «Мир» совпадает с направлением вектора скорости из режима закрутки. В таком положении проводились маневры коррекции орбиты, как на подъем, так и на торможение (в зависимости от того, куда направлен импульс — по ходу полета или против него).
Так, с 07.12.1999 г. по 09.12.1999 г. проводились тестовые проверки ОК «Мир» и ТГК «Прогресс М-42» с включением 8 ДПО на 328,7 сек и формированием импульса 2,5 м/с. Как поддерживался режим стабилизации ОК «Мир», специалисты ЦУП определяли по результатам ТМИ. Затем проводилось включение ДПО и СКД на время до 50 секунд с выдачей импульса 1,6 м/с, а изменение орбиты после этих операций составило:
с Нмах=337,5 км до Нмах=349,9 км
с Нмин=322 км до Нмин=323,8 км
При этом суммарная тяга составила 400 кгс (300 кгс — СКД и 100 кгс — ДПО). Центральный компьютер ОК «Мир» удерживал заданную орбиту комплекса, а БЦВК ТГК «Прогресс М-42», в соответствии с заложенными в него уставками, выполнял операции по включению двигателей ТГК «Прогресс М-42». По проведенным проверкам вопросов не было, что еще раз подтвердило надежность бортовых систем ОК «Мир». После этого ОК «Мир» был переведен в режим закрутки, а стабилизация проводилась с помощью блока управления причаливанием и ориентацией, из-за простоты ее выполнения (с помощью четырех команд) — не надо закладывать в центральный компьютер базу данных, да и расход топлива при этом меньше.
По результатам декабрьских тестов было сделано заключение, что ОК «Мир» готов к продолжению эксплуатации.
УНИКАЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ, ПРОВЕДЕННЫЕ НА ОК «МИР»
Эксперимент «Модель»
В процессе эксплуатации ОК «Мир» продолжились работы по исследованию возможности создания систем связи в СНЧ-диапазоне радиоволн и развертывания в космосе крупногабаритных рамочных антенн. Эти работы ранее проводились на орбитальных станциях «Салют-6» и «Салют-7».
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 ТГК серии «Прогресс». Эксперименты поводились по окончании выполнения ТГК «Прогресс» задач полета. При отчаливании от ОК «Мир» проводилось раскрытие двух рамочных антенн, которые представляли собой два кольца, симметрично расположенные вдоль продольной оси ТГК «Прогресс». Экипаж с помощью имеющихся на ОК «Мир» средств осуществлял контроль раскрытия антенн.
Из большого количества вариантов конструкции рамочных антенн 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 полёта станции «Салют-6» на ТГК «Прогресс-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 и третьем экспериментах («Модель-2»), которые проводились во время полета орбитальных станций «Салют-6» и «Салют-7» в 1982 г. и 1983 г. соответственно, возникли проблемы, связанные с раскрытием антенн и эксперименты не были выполнены в полном объеме.
Успешным был четвертый эксперимент («Модель-2»), который выполнялся в марте 1987 г. на ТГК «Прогресс-28». При этом была применена «надувная» конструкция антенн (агрегат АС-20н), раскрытие которых осуществлялась за счет наддува их азотом из баллонов системы дозаправки ТГК «Прогресс-28» до давления равного 0,5...0,6 кгс/см2. За время около пяти минут антенны приняли форму правильных колец.
В этом эксперименте использовалась усовершенствованная аппаратура (СНЧ-передатчик) и предусматривался прием излучаемых рамочными антеннами СНЧ-сигналов не только на наземных станциях (как в предыдущих экспериментах), но и на борту ОК «Мир». Для этого на станцию был доставлен СНЧ-приемник с трёхкомпонентной 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 объёмом 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 полёта корабля в течение двух суток, при этом корабль с помощью своей системы управления движением поддерживал требуемую ориентацию антенн относительно силовых линий магнитного поля Земли. В процессе построения ориентации ТГК «Прогресс-28» с раскрытыми антеннами был развёрнут на 90 градусов со средней скоростью 0,7 град/с. При этом с помощью телекамеры, установленной на борту корабля, осуществлялся контроль за движением 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 полёта ТГК «Прогресс-28» с раскрытыми антеннами было проведено 20 сеансов излучения СНЧ-сигнала и его прием на наземных станциях и на ОК «Мир». Анализ принятых сигналов в целом подтвердил разработанную теорию распространения СНЧ-радиоволн в ионосферной плазме и магнитном поле Земли. В частности, на ОК «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 общей длиной 10 м штанги, а также накоплен опыт и получены данные, которые могут быть использованы при создании аналогичных конструкций с размерами до 100 м.
В подготовке и проведении эксперимента участвовали Институт электросварки имени Е.О. Патона Академии наук Украинской ССР, Украинский НИИ по переработке полимерных и искусственных волокон, Институт радиотехники и электроники Академии наук СССР, Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Академии наук СССР и ряд других организаций.
Эксперимент «Свет»
Эксперимент «Свет» проводился во исполнение Постановления Правительства от 21 января 1986 г. на ТГК «Прогресс-30», пристыкованном к ОК «Мир» 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 установлен комплекс целевого оборудования массой около 600 кг, разработанный МНИИ РС.
Было успешно проведено более 30 сеансов связи, в ходе которых модулированный оптический сигнал принимался аппаратурой, установленной на двух кораблях, которые располагались в Тихом и Атлантическом океанах. В процессе проведения экспериментов, сигнал, переданный с борта ТГК «Прогресс-30», впервые был зарегистрирован погружаемыми приемными устройствами на глубине около 50 м под водой.
В результате эксперимента были подтверждены расчёты энергетики оптической линии связи, 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 космического модуля «Гамма». Однако возникшие финансовые трудности в стране не позволили продолжить эту работу.
Технический эксперимент «Краб»
С 3 по 5 марта 1989 г. на ТГК «Прогресс-40» и ОК «Мир» был проведён эксперимент «Краб» по исследованию раскрытия, формообразования, жесткостных и динамических характеристик кольцевых рамочных крупногабаритных конструкций диаметром 20 м каждая, использующая для раскрытия звеньев приводы из сплава никелида титана ТН-1, обладающего эффектом памяти формы.
Развертывание кольцевых крупногабаритных конструкций, установленных в специальных ложементах на отсеке компонентов дозаправки ТГК «Прогресс-40», происходило по командам с Земли после отхода корабля от ОК «Мир» на расстояние 70-80 м, при этом орбита комплекса была близка к круговой с высотой 350-400 км и наклонением 51,60. Отход контролировался в ЦУП, а также экипажем с помощью телекамеры, установленной на ТГК «Прогресс-40» по продольной оси (Х).
В процессе выполнения эксперимента были развернуты две кольцевые крупногабаритные конструкции, которые приняли вид двух практически правильных окружностей диаметром 20 м каждая. Развертывание и формообразование наблюдались и регистрировались экипажем ОК «Мир» (космонавты А.А. Волков, С.К. Крикалев и В.В. Поляков).
В последующие двое суток ТГК «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 ТГК «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 расчётным, и практически показать возможность создания крупногабаритных конструкций на орбите ИСЗ, использующих для раскрытия звеньев приводы из материалов, обладающих эффектом памяти формы.
Испытания «Космического мотоцикла»
1 февраля 1990 г. во время работы на борту ОК «Мир» ЭО-5 (А.С. Викторенко и А.А. Серебров) впервые проведено испытание установки для перемещения космонавта (УПК) в открытом космическом пространстве, которое было доставлено на ОК «Мир» в ноябре 1989 года на борту модуля «Квант-2». Основное предназначение УПК, по мнению создателей, обеспечение проведения наружных научно-исследовательских и ремонтных работ, транспортировка инструментов с объекта на объект, обмен визитами экипажей сблизившихся кораблей, а в случае необходимости — эвакуация космонавтов. Применение УПК в составе ОК «Мир» и орбитальных станций должно было повысить эффективность работ, проводимых космонавтами в ОКП по различным направлениям деятельности.
УПК совместно с автономным скафандром «Орлан ДМА» для ОК «Мир» и МТКС «Буран» представляет собой автономную систему с силовой установкой, конструктивно исполненную в виде ранца весом около 200 кг. Скафандр надежно фиксируется в УПК с помощью жесткого специального пояса-шпангоута, снабженного узлами крепления скафандра и системы фиксации оборудования или инструмента. На подлокотниках размещены пульты управления. Подобно космическому кораблю УПК имеет в своем составе различные подсистемы, обеспечивающие работу космонавта в ОКП: электропитания, исполнительных органов, управления, телеметрии (может передавать на Землю до 100 параметров, характеризующих работу УПК и состояние космонавтов) и пр.
Система исполнительных органов УПК состоит из 2-х одинаковых полукомплектов, каждый из которых включает в себя 28-литровый баллон со сжатым воздухом (размещен в ранце), максимальное давление в котором — 350 кгс/см и 16 маленьких реактивных двигателей. Манипулируя воздушными струями, космонавт может заставить УПК двигаться во всех направлениях и вращаться на месте. Все 32 двигателя УПК размещены в ранце таким образом, что при создании линейных перемещений равнодействующая тяг проходит через центр масс УПК-космонавт в скафандре. Вращение УПК осуществляется парами сил, действующих в плоскостях перпендикулярных осям координат, относительно которых производится вращение. При этом создаются минимальные возмущения на вращение при поступательном движении и исключаются поступательные перемещения при вращении.
Подсистема управления предусматривает полуавтоматический режим управления, автоматической стабилизации в ОКП и непосредственно управления и предназначена для выдачи необходимых команд на исполнительные органы с целью создания различных режимов работы: линейных перемещений, вращений, стабилизации положения в ОКП.
Максимальная скорость движения — 30 м/с, максимальное удаление от объекта — 60 м, время автономной работы в одном выходе — 6 часов.
Максимальная угловая скорость при разворотах — до 10 град/сек.
Все системы питаются энергией основного и резервного серебряно-цинковых аккумуляторов с напряжением 27 В, емкость основного аккумулятора — 18 А.ч, резервного — 8,5 А.ч. Для повышения надежности все параметры скафандра и установки передаются радиотелеметрической системой одновременно, обмен информацией осуществляется по кабелю, соединяющему установку со скафандром, а все основные элементы продублированы.
Все системы УПК имели очень высокую степень надежности.
1 февраля 1990 г. в 11 час 15 мин был открыт люк шлюзового отсека модуля «Квант-2» и экипаж вышел в открытый космос. За всеми операциями зорко и с напряжением следили специалисты: управленцы ЦУП и разработчики УПК. А.А. Серебров, оседлав «мотоцикл», отчалил от ОК «Мир». Управляя работой двигателей, А.А. Серебров совершал маневрирование в пространстве во всех плоскостях. При этом максимальное удаление от выходного люка составило 33 м. В процессе эксперимента А.С. Викторенко подстраховывал бортинженера. При испытаниях УПК использовался специальный страховочный трос диаметром 3 мм, но достаточно прочный. После завершения работы в открытом космосе экипаж возвратился в ОК «Мир». Общее время работы экипажа в открытом космосе составило 4 часа 59 минут.
Не все гладко было в этом полете. По плану А.А. Серебров должен был работать в открытом космосе в течение трех витков, но только тогда, когда имелась связь с ЦУП через СР «Альтаир», т.е. по 40 минут. Но из-за сбоев в БЦВК ОК «Мир» ориентации на СР «Альтаир» не было. С ЦУП сеанс связи был длительностью всего 15 минут, когда пролетали над территорией Союза. Получалось так, что четверть часа — работа, а больше часа — ожидание. При этом Солнце располагалось за спиной космонавта, которую от теплых солнечных лучей закрывала конструкция УПК, т.о. космонавт оказывался в тени, а тут еще система охлаждения скафандра работает, поэтому А.А. Серебров основательно замерз и вынужден был выворачивать руки для того, чтобы хотя бы нагреть перчатки Солнцем. Даже два комплекта белья не спасали от холода, и если бы не носки из собачьей шерсти, то было бы очень туго.
А.С. Викторенко совершил аналогичные испытания УПК 5 февраля 1990 г. Время работы экипажа в открытом космосе при этом составило 3 часа 45 минут, а удаление от ОК «Мир» составило 45 м.
В дальнейшем разработчики предлагали оснастить УПК системой дистанционного управления, подчиняющейся командам с ОК «Мир» или МТКС «Буран». Но программа «Буран» была закрыта, а уникальная космическая техника, по мощности и техническим параметрам превосходящая американский аналог того времени, оказалась невостребованной.
Эксперимент «Знамя-2»
Эксперимент «Знамя-2» должен был подтвердить идею, которая была высказана еще в 20-х годах Ф.А. Цандером, о передаче с помощью плоских космических отражателей энергии Солнца на Землю. Для эффективного использования отражателей их площадь должна быть до 10 000 м2. Поэтому разработчики эксперимента столкнулись с проблемой, как при таких площадях минимизировать массу отражателя и обеспечить успешное автоматическое его раскрытие из транспортного положения.
На тот момент развития техники этим условиям лучше всего удовлетворили отражатели, выполненные из полимерной металлизированной пленки, развертывание которых происходило бы за счет центробежных сил, создаваемых путем вращения отражателя вокруг оси, перпендикулярной его плоскости.
Эксперимент проводился с использованием агрегата раскрытия солнечного отражателя, установленного на ТГК «Прогресс М-15», запуск которого к ОК «Мир» состоялся 27.10.1992 г.
Перед проведением эксперимента стыковочный механизм ТГК «Прогресс М-15» был демонтирован и на его место был установлен агрегат раскрытия солнечного отражателя.
24 февраля 1993 г. после расстыковки ТГК «Прогресс М-15» от ОК «Мир» и пересечения терминатора начался эксперимент. ТГК «Прогресс М-15» ориентировался с учетом направления отраженного солнечного света в подспутниковую точку при пролете над неосвещенной поверхностью Земли. Космонавты на ОК «Мир» должны были наблюдать на земной поверхности и регистрировать пятно отраженного отражателем света. Ряд областей земной поверхности был закрыт густым облачным покровом, что затруднило проведение эксперимента. Все же анализ информации, которая была передана на Землю, позволил сделать выводы о правильности принятых технических решениях и перспективности направления использования солнечного паруса для решения задач ретрансляции энергии, теле— и радиосвязи, освещения Земли отраженным солнечным светом, очистки космоса от осколков и для межпланетных перелетов под солнечным парусом.
Эксперимент «Знамя-2.5»
Это один из зрелищных космических экспериментов. Основная цель его — получение отраженного солнечного света на земной поверхности.
Техническая суть эксперимента была в следующем. На ТГК «Прогресс М-40» экипажем вместо стыковочного механизма устанавливается специальное устройство, называемое агрегатом развертывания отражателя (АРО), которое после расстыковки ТГК от ОК «Мир» позволяет развернуть 25-метровую круговую зеркальную конструкцию на торце ТГК «Прогресс М-40». Затем, с помощью ТОРУ поймать в конструкцию Солнце и солнечный «зайчик» направить на ночные районы Земли, что позволит передавать солнечную энергию на Землю и освещать в ночное время различные районы Земли.
В ходе эксперимента решались следующие задачи:
— построение безопасной траектории движения ТГК «Прогресс М-40» вокруг ОК «Мир»;
— построение ориентации ТГК «Прогресс М-40» для отражения солнечных лучей на земную поверхность при входе в тень;
— раскрытие за счет центробежных сил солнечного тонкопленочного отражателя на ТГК «Прогресс М-40»;
— управление с помощью ТОРУ кораблем «Прогресс М-40» и построение трехосной ориентации корабля по теневому индикатору и горизонту Земли таким образом, чтобы при входе в тень отраженный солнечный луч был направлен в под спутниковую точку;
— управление с помощью ТОРУ положением корабля «Прогресс М-40» и тем самым положением пятна отраженного солнечного света от АРО с целью остановки его на выбранных районах земной поверхности при входе в тень;
— построение ориентации солнечных батарей ТГК «Прогресс М-40» на Солнце для подзарядки буферных батарей и возвращение ТГК «Прогресс М-40» в трехосную ориентацию по теневому индикатору и горизонту Земли для продолжения эксперимента;
— построение ориентации ТГК «Прогресс М-40» для безопасного отстрела отражателя и выдачи импульса на увод.
Баллистическая схема отхода ТГК «Прогресс М-40» от ОК «Мир» и навыки экипажа по его управлению отрабатывались при отстыковке ТГК «Прогресс М-39». Баллистическая схема эксперимента при этом была следующая. Режим ТОРУ включается на 13-м суточном витке перед расстыковкой. В это же время экипаж включает телевидение на ОК «Мир». ЦУП видит «картинку» с ТГК «Прогресс М-39». Через 5 минут после начала сеанса связи происходит отделение ТГК «Прогресс М-39». Ориентация ОК «Мир» при этом направлена вдоль вектора скорости, чтобы импульс толкателей ТКГ «Прогресс М-39» обеспечивал движение ТГК на «разгон» (вперед и вверх). Через 10 минут после расстыковки ТГК «Прогресс М-39» выдает первый импульс при помощи ДПО. Этот импульс контролирует только экипаж по видеоконтрольному устройству (ВКУ) и по его окончании выключает телевидение на ТГК «Прогресс М-39». Импульс должен увести ТГК «Прогресс М-39» на безопасное расстояние от ОК «Мир». ОК «Мир» в это время выполняет разворот для обеспечения наблюдения 2-го импульса, который выполняется через 65 минут после расстыковки. Этот импульс предназначен для перевода ТГК «Прогресс М-39» на эллипс «безопасности» относительно ОК «Мир». Плоскость движения ТГК «Прогресс М-39» в эллипсе безопасности перпендикулярна плоскости движения ОК «Мир». Расстояние от ТГК «Прогресс М-39» до ОК «Мир» на момент отработки импульса — 2,3 км. Через 76 минут после расстыковки ТГК «Прогресс М-39» автоматически разворачивается в положение для подсветки под спутниковой точки. После этого угол между направлением на Солнце и продольной осью ТГК «Прогресс М-39» составляет 35°. Контроль осуществляется по теневому индикатору — тень от его диска находится в центре мишени. Это означает, что ТГК «Прогресс М-39» направлен конструкцией «Знамя-2.5» на Солнце и что «зайчик» от зеркала попадет на требуемые районы Земли. Если тень находится не в центре мишени, то экипаж с помощью ТОРУ имеет возможность подправить ориентацию и привести тень индикатора в центр. Экипаж до сеанса связи с ЦУП только контролирует правильность построения ориентации ТГК «Прогресс М-39». Основная работа начинается в зоне видимости НИП 14-го суточного витка. Если тень наблюдается, экипаж под контролем ЦУП в режиме ТОРУ «разваливает» ориентацию, выводя тень из мишени сначала в канале тангажа, а затем по рысканью. Если все идет штатно, то экипажу дается разрешение на выдачу третьего импульса (цель-моделирование проведения компенсационного импульса в эксперименте) если тень находится в центре мишени. За счет этого импульса эллипс «безопасности» получит постоянное смещение назад вдоль трансверсали на 5,8 км за виток. Если импульс ТОРУ экипажем не проводился, то это делает ЦУП на 15-и суточном витке.
Такова планируемая схема эксперимента. Реально он проходил следующим образом. Расстыковка прошла штатно, хотя и с задержкой по времени: команду на расстыковку выдали в 2:00:13 вместо 2:00:00, а время разделения — 2:03:24 вместо 2:03:00. Первый импульс был выдан своевременно, а второй — сдвигом на 24 секунды в 3:08:24. Сеанс связи через СР «Гелиос» не состоялся, поэтому экипаж проводил наблюдение импульса самостоятельно. Тень от мишени была практически в центре, а управление с помощью ТОРУ было выполнено по двум осям без замечаний. Поэтому, экипажу было дано разрешение выдать третий импульс при помощи ТОРУ. Данные по замеру дальности между ТГК «Прогресс М-39» и ОК «Мир» расходились с баллистической схемой на 1 км, т.е. ТГК «Прогресс М-39» был ближе к ОК «Мир», чем планировалось. Поэтому ЦУП принял решение выдать дополнительный импульс на ТГК «Прогресс М-39», с целью увода его на безопасное расстояние. Таким образом, действия экипажа были отработаны полностью, а баллистическая схема эксперимента нуждалась в уточнении, т.к. не удалось построить заданный эллипс «безопасности».
При эксперименте с ТГК «Прогресс М-40» были учтены возможные погрешности от перехода в индикаторный режим за 4 минуты до расстыковки и начала функционирования пружинных толкателей. Поэтому через 10 секунд после отделения от ОК «Мир» ТГК «Прогресс М-40» восстанавливает свою орбитальную ориентацию, а через 59 минут начинает разворот для проведения первого программного импульса. Его длительность около двух минут, а через минуту включаются ДПО. Через 82 минуты проводиться разворот для второго программного импульса и ТГК «Прогресс М-40» переходит на движение по эллипсу «безопасности» относительно ОК «Мир».
Через 86 минут после расстыковки начинался разворот ТГК «Прогресс М-40» и переход его СУ в инерциальную систему координат. При этом обеспечивалось положение ТГК «Прогресс М-40» для подсветки под спутниковой точки на поверхности Земли. Затем управление передается ТОРУ, а БЦВМ ТГК «Прогресс М-40» переводится в индикаторный режим.
Через 90 минут — по КРС «Квант-В» дается разрешение на раскрытие отражателя. Начинает вращаться барабан с катушками, на которые намотаны сектора отражателя. Сектора постепенно выпускаются с катушек, за счет центробежных сил расправляются и в итоге превращаются в сверкающий круг-зеркало диаметром 25 метров. Изготовлено это зеркало из алюминизированной пленки ПЭТФ-ОА-К толщиной 5 микрон. Его масса вместе с элементами конструкции, с помощью которых оно приобретает нужную форму, всего 4,8 килограмм. В процессе эксперимента экипаж должен был управлять ориентацией ТКГ «Прогресс М-40» с раскрытым зеркалом, чтобы удержать пятно отраженного солнечного света на определенной точке земной поверхности. Диаметр этого «зайчика» — 8 километров. Максимальная освещенность — 1 лунетта, что соответствует 0,2 люкса. Конечно, ни о каком столбе света, который будет бороздить ночную тьму, речи не было. Районы подсветки определялись трассой полета и границами тени и света. При высоте орбиты 350-370 километров время подсветки должно составлять 2-3 минуты.
В итоге, для эксперимента были выбраны четыре района:
| Караганда — озеро Зайсан (Казахстан) | 16:06 -16:08 |
| Саратов (Россия) — Актюбинск (Казахстан) | 17:40 -17:43 |
| Ковель — Харьков (Украина) | 19:12 -19:15 |
| Бонн (Германия) — Пльзень (Чехия) | 20:45 -20:47 |
ТКГ «Прогресс М-40» отстыковался от ОК «Мир» (стыковочный узел модуля «Квант») 4 февраля 1999 г. в 12:59:32 ДМВ. Развороты и импульсы с построением эллипса «безопасности» ТГК «Прогресс М-40» отработал без замечаний. В 14:34 ДМВ, когда расстояние между ТГК и ОК «Мир» было 750 метров, выдали команду на включение автоматики раскрытия отражателя (АРО).
В этот момент прошла команда на открытие антенны аппаратуры сближения «Курс» — 2АО-ВКА, которая, открывшись, перекрыла зону нормального раскрытия зеркала АРО. Полотно зеркала стало разворачиваться, раскручиваться и сделало 15 оборотов, зацепилось за антенну 2АО-ВКА. Этот процесс наблюдали с помощью внешней телекамеры ТГК «Прогресс М-40». С помощью включения ДПО грузовик дернулся, и пленка немного съехала с антенны, а после второго импульса соскочила совсем с антенны. Антенну тут же привели в закрытое состояние.
Снова включили АРО, полотнище отражателя завращалось и стало расправляться, наращивая площадь зеркала. Однако через 40 секунд вращение прекратилось, и начавшийся было получаться блестящий круг отражателя, сразу потерял форму. Очевидно, пленка все-таки основательно зацепилась за антенну.
Расстояние между ТГК «Прогресс М-40» и ОК «Мир» уже составило 3,5 километра. После неудачных попыток развернуть зеркало в 13:16:05 была выдана команда на включение ДУ СКД для сведения ТГК «Прогресс М-40» с орбиты.
От неудач никто не застрахован. Однако у эксперимента «Знамя» большое будущее. Это и возможность удлинять световой день на Земле и использовать такие отражатели в качестве солнечных парусов для космических аппаратов.
Эксперимент «Рефлектор»
Эксперимент «Рефлектор» по раскрытию антенны новой конструкции проводился с целью исследования механических характеристик и отработок процесса развертывания и формообразования трансформируемой крупногабаритной рефлекторной антенны во время работы ЭО-27 (В.М. Афанасьев и С.В. Авдеев) 23-28 июля 1999 г.
Эксперимент был подготовлен специалистами РКК «Энергия» и российско-грузинской компанией EGS (Energia — GPI-Space) и профинансирован из внебюджетных средств.
Конструктивно рефлектор представлял собой отражатель параболической формы с восемью электроприводами для принудительного раскрытия. Сам рефлектор состоял из трех основных частей — силового кольца, раскрывающего его, ребер и сетевого полотна, обеспечивающего отражающую поверхность. Размеры конструкции: максимальный диаметр — 6400 мм, минимальный диаметр — 5200 мм, высота — 1100 мм, масса — 38 кг. Пока конструкция радиальных ребер была изготовлена из металла, а в дальнейшем будет изготавливаться из композиционных материалов, что позволит без увеличения массы увеличить размеры антенны. Покрытие антенны будет из позолоченной металлической сетки. Рефлектор отличала повышенная надежность конструкции, необходимая для цифрового теле и радиовещания и навигации, которая позволяет уменьшить рассеивание лучей, а так же повышает мощность принимаемого сигнала и предотвращает частотные потери.
Специалисты РКК «Энергия» адаптировали антенну для испытаний на борту ОК «Мир». Доставка ее была осуществлена на ТГК «Прогресс М-42». Разработан был также и способ крепления антенны к монтажному кольцу фермы, с помощью которого на «Софоре» устанавливали ранее ВДУ.
23 июля В.М. Афанасьев и С.В. Авдеев совершили выход в открытый космос, основной целью которого было раскрытие антенны «Рефлектор» на ферме «Софора». С помощью второй грузовой стрелы космонавты перебрались на ферменную конструкцию «Софора» и перетащили туда укладку с антенной. Именно здесь на середине фермы и должна была раскрыться антенна. Затем они сняли якоря с монтажного кольца, перенесли кольцо в зону работ и закрепили его на середине фермы «Софора». После чего зафиксировали на этом кольце укладку со сложенной антенной и приступили к развертыванию антенны. Вытащили три фиксатора, сняли тканевые накладки, после чего был снят транспортировочный кожух и пристыкован электрический кабель, проложенный по «Софоре». Там же закрепили и пульт управления, с которого была выдана команда на раскрытие. По ней антенна за 7-8 минут должна была раскрыться, но примерно через минуту развертывание прекратилось. Все попытки экипажа по продолжению раскрытия ни к чему не привели. Были выдвинуты две причины не полного раскрытия антенны: механическая и электрическая. Первая предполагала наличие на конструкции замороженного конденсата, который мешал полному раскрытию антенны. Вторая — дефект при стыковке электрических разъемов.
Было принято решение о продолжении работ в процессе третьего выхода в открытый космос. 27 июля техническая комиссия специалистов РКК «Энергия» имени С.П.Королева по результатам проверки электрической цепи дала заключение о неверном подсоединении разъемов антенны «Рефлектор».
28 июля экипаж во время выхода в открытый космос восстановил цепи электрического питания, и антенна была раскрыта полностью!
В сеансе связи 15:32-15:50 ДМВ экипаж сообщил: «Разворачиваем антенну на 180 градусов» после чего оттолкнули антенну, и она стала плавно уходить от ОК «Мир». Весь процесс транслировался на Землю с помощью телевидения.
Резонанс от успеха эксперимента «Рефлектор» в Грузии был таков, что в стране день 28 июля объявили Национальным днем науки.
Разработка антенн большой апертуры позволит решить проблему обеспечения высококачественной космической связи, расширить ее возможности по дистанционному зондированию Земли в интересах науки и национальной безопасности.
ХЛЕБ, МЯСО И … КОСМОС
Конечная цель экспериментов, речь о которых пойдет далее — создание системы жизнеобеспечения экипажей космических кораблей во время длительных межпланетных космических полетов. В них человеку придется воспроизводить привычную для него земную среду: выращивать растения, разводить небольших домашних животных. И хотя в обозримом будущем дальние космические полеты не предвидятся, специалисты космической биологии шаг за шагом продолжают создавать «кусочек Земли» в космосе. И эти шаги имеют поразительные успехи.
Эксперимент «Оранжерея»
В процессе полета ОК «Мир» были проведены эксперименты по выращиванию и содержанию растений в условиях космического полета, что важно для обеспечения длительных межпланетных полетов.
Так, в 1988 г. в установке «Светоблок» проведены исследования роста и развития пшеницы «Эритроспермум» в течение 19 суток. Растения в ходе этого эксперимента находились в угнетенном состоянии, т.к. в установке отсутствовала вентиляция, что привело к значительному изменению баланса газовой среды, излишней влажности воздуха и значительному содержанию вредных примесей.
В 1991 г. на этой же установке осуществлено культивирование пшеницы сорта «Суперкарлик» в течение 157 суток. Было получено растение высотой 13 см, которое имело один побег. Освещенность в установке была низкой, поэтому в ходе эксперимента семена получены не были. Опытное растение доращивали уже на Земле в условиях более высокой освещенности. Однако колос, сформированный в условиях космоса, оказался стерильным.
В 1995 г. проведение эксперимента «Оранжерея-1» дополнилось установкой «Свет» и работы, начатые ЭО-19, продолжил экипаж ЭО-20. Продолжительность эксперимента — 90 суток. Под влиянием факторов внешней среды и при недостаточной освещенности посева цикл нормального развития растений был нарушен. Растения имели меньшие размеры, формировали 12-16 листьев и не образовали колосьев.
В 1996-1997 гг. в оранжерее «Свет» проводился в два этапа эксперимент «Оранжерея-2». Первый этап — культивирование растений в течение полного цикла онтогенеза с отбором проб для получения биохимических, эмбриологических и прочих характеристик растений. Второй — выращивание растений в течение 41 суток с последующей заморозкой в жидком азоте для проведения биохимических исследований. В ходе эксперимента на 5-6 сутки появились всходы, которые были ниже, чем на Земле: в лабораторных условиях этот показатель составил (75÷90)%, а на ОК «Мир» — (56÷73)%. На 11-13 сутки (как и на Земле), было отмечено появление у растений третьего листа, а на 17-20 сутки — начало кущения растения. На 39 сутки высота растений составила 15 -19 см, что на 1см меньше, чем в контрольных наземных экспонатах. На 44-е сутки началось колошение и появление листьев, которое продолжилось вплоть до100-х суток, когда основная часть колосьев уже пожелтела, что является признаком полной биологической зрелости. На 123-и сутки был проведен окончательный сбор пшеницы, срезание колосьев и помещение оставшейся части в упаковку.
Последующий сравнительный анализ биохимических характеристик растений, проведших в космических условиях полный цикл вегетации, дал следующие результаты:
— во всех полетных экземплярах число побегов с колосьями в 2,8 раза выше, по сравнению с предполетным контролем, а высота у полетных растений меньше в 2 раза;
— в растениях ОК «Мир» отсутствовали семена, строение их колосьев имело существенные отличия: масса колосьев была в 2 раза ниже, меньше длина соцветия, уменьшено число колосков в колосе до 8-10 против 13-14 в контрольных образцах, увеличено среднее число цветков в колосьях до 5 против 3 в контрольных экземплярах.
В ходе эксперимента с регистрацией параметров культивирования пшеницы выявлено, что снижение роста пшеницы вызвано повышенной концентрацией (для растений) этилена в атмосфере станции, которая не вредна для экипажа, но вредна для растений.
Эксперимент «Оранжерея-3» проводился в установке «Астрокультура», оснащенной фильтрами очистки атмосферы, которая, к сожалению, вышла из строя после суток работы.
Эксперимент «Оранжерея-4» проводился с пшеницей сорта «Апогей», которая отличается повышенной устойчивостью к влиянию высоких концентраций этилена, что выражается в сохранении способности к воспроизводству. Этот сорт отличается также небольшой высотой, что существенно для условий космического полета. Из посеянных семян на борту взошли только 7, причина тому — недостаточность влаги. Экипаж не смог запустить программу полива установки «Астрокультура». После запуска установки семена были посеяны вторично и в начале декабря дали хорошие всходы, а к 15.01.1999 г. началось колошение пшеницы.
27 января 1999 г. — в колосьях появились семена. У всех растений были зерна. 22.02.1999 г. за день до спуска на Землю срезали 29 колосьев и уложили их в специальную тару. На ОК «Мир» оставили 12 зерен для дальнейшей посадки на орбите, которые были посеяны 9 марта 1999 г. и дали всходы.
В ходе эксперимента было получено в общей сложности 508 зерен (ученые перед проведением эксперимента рассчитывали получить хотя бы 100 зерен).
Результаты, полученные на ОК «Мир» в этих экспериментах уникальны, т.к. растения с длительным циклом развития прошли, полный цикл от семени до семени в условиях космического полета. Было доказано, что высокоорганизованные растения могут расти и размножаться в космосе, а микрогравитация не ограничивает их развитие. Главное отрицательное влияние на их развитие оказывает фактор замкнутого объема и содержание в среде различных загрязнений, которые не вредны для человека, но вредны для растений, а это требует проведение контроля среды.
Эксперимент «Перепел»
В процессе работы ЭО-27 (В.М. Афанасьев, Жан-Пьер Эньере, И. Белла) был завершен биологический эксперимент «Перепел» по выращиванию эмбрионов японского перепела. Учеными Чехословакии по заданию института медико-биологических проблем (ИМБП) был разработан инкубатор, который успешно прошел отработку при полетах в 1990 г. и 1992 г. Этот же инкубатор использовался и при полете ЭО-27.
Цели эксперимента:
— исследование влияния условий микро гравитации на эмбриональное и ранее постэмбриональное развитие японских перепелов;
— исследование влияния искусственной силы тяжести определенного уровня на постэмбриональное развитие японских перепелов.
В процессе эксперимента планировалось решать следующие задачи:
— изучение особенностей развития эмбрионов, инкубированных в условиях микро гравитации, частично прошедших инкубацию на Земле;
— изучение влияния искусственной гравитации со значениями 0,4g и 0,8g на постэмбриональное развитие;
— изучение морфогенеза эмбрионов и птенцов, родившихся в условиях искусственной силы тяжести;
— изучение поведения птенцов в первые сутки жизни в условиях искусственной гравитации;
— исследование вестибулярного аппарата у птенцов, развившихся в условиях искусственной силы тяжести;
— исследование состояния птенцов в условиях земной гравитации в течение 2 месяцев.
Первый эксперимент с перепелиными яйцами проводился на ОК «Мир» в 1990 г. Именно тогда, первым живым существом, родившимся в космосе, был перепеленок, пробивший скорлупу пестренького серо-коричневого яичка 22 марта 1990 г. в специальном космическом инкубаторе. Это была сенсация. Для экспериментов японские перепела были выбраны не случайно. Несмотря на то, что они значительно меньше кур по своей массе, взрослая особь весит всего-то около 100 граммов, их масса, приходящаяся на единицу корма, значительно выше куриной. Яйца же перепелиные, хоть и маленькие, но очень вкусные, и по питательной ценности не уступают куриным яйцам, но они еще и содержат лизоцим, вещество, укрепляющее иммунную систему. Кроме того, перепел не болеет. Температура тела птицы около 41°С), а сальмонелла гибнет, как известно при температуре 38°С. Очень важно и то, что японским перепелам не требуется для развития много времени: птенец появляется на свет на 17-21 сутки после закладки яйца в инкубатор. Перепела начинают нестись гораздо раньше кур, в возрасте 35-40 суток, и сносят иные особи по два яйца в день.
Первый опыт с перепелиными яйцами в условиях космического полета был проведен в 1979 г. на борту биоспутника «Космос-1129» в установке «Инкубатор-1». Целью его было установить, могут ли в условиях невесомости развиваться эмбрионы птенцов. Исследования показали, что развитие эмбрионов шло вполне успешно, т.о. был сделан вывод: невесомость не препятствует развитию живых организмов.
Прошлый опыт был учтен при создании новой установки «Инкубатор-2» для экспериментов на ОК «Мир». Это термостат, с точностью в полградуса поддерживает температуру 37,5°С, обеспечивает постоянная влажность (64-80)% и вентиляцию. Кроме того, воздушный поток может даже поворачивать яйца, точно так же, как на Земле делает несушка. В период работы на ОК «Мир» ЭО-6 (А.Я. Соловьев и А.Н. Баландин) в этом инкубаторе 22 марта 1990 г. и вывелось в космосе первое высокоорганизованное живое существо-перепеленок. С ТГК «Прогресс» на орбиту был доставлен контейнер с 48 яичками японского перепела, которые экипаж поместил в «Инкубатор-2». Согласно программе эксперимента, в определенные дни часть яиц вынималась из контейнера и фиксировалась. Для сравнения в то же время на Земле контрольная группа яиц проходила те же стадии. На 17-й день, самостоятельно проклюнув скорлупку, на орбите появился первый космический житель, массой всего в шесть граммов. То же произошло и в контрольном инкубаторе на Земле: появился первый перепеленок-«дублер» космического! За первым цыпленком появился другой, третий. Однако перепелята не смогли адаптироваться к условиям невесомости. Они как пушинки, хаотически летали внутри «каюты», не умея зацепиться за решетку, Это можно было наблюдать в сеансах связи с экипажем. Из-за отсутствия фиксации тела в пространстве они не смогли самостоятельно кормиться. Четырех перепелят пришлось зафиксировать. Двое из них немного пережили остальных благодаря заботам экипажа. Позже погибли и они. Однако все цыплята и яйца с эмбрионами на разных стадиях развития стали ценным научным материалом. Главное было еще раз доказано, что невесомость не является препятствием для развития организмов.
В августе 1990 г. на орбиту экипажем «Союз ТМ-10» (Г.М. Стрекалов и Г.М. Манаков) были доставлены четыре взрослых японских перепела, которые были одеты в специальные пластиковые жилеты для подвески и фиксации в пространстве. Взрослые особи, в отличие от новорожденных, хорошо ориентировались в пространстве, много ели, а хороший аппетит-первый показатель переносимости невесомости. Вместе с экипажем ЭО-6 эти перепела вернулись на Землю, и после возвращения долго жили и давали потомство.
В 1992 г. исследования продолжались в ходе ЭО-12 (А.Я. Соловьев и С.В. Авдеев). На орбиту было отправлено 40 яиц и специальные мешки-фиксаторы. На 3-и, 7-е, 10-е и 14-е сутки развития экипаж фиксировал по 4 яйца. Тогда на орбите вывелось 6 птенцов, которые впоследствии летали в пространстве как бильярдные шары, совершали головокружительные кульбиты. Выведенные птенцы также были зафиксированы и доставлены на Землю, став ценным научным материалом для биологов.
В 1999 г. ЭО-27 (В.М. Афанасьев, Жан-Пьер Эньере, И. Белла) продолжили эксперимент, который получил название «Перепел СК-6» (аббревиатура СК означает «словацкий космонавт»). В ходе его выполнения планировались новые задачи: изучение поведения птенцов в первые сутки жизни в условиях искусственной гравитации; исследование влияния искусственной силы тяжести на постэмбриональное развитие перепелов; изучение состояния птенцов после полета. Для этого использовалась специально изготовленная к полету центрифуга, работающая в диапазоне от 0,3g до 0,8g. Масса ее — 11,5 кг. На борт ОК «Мир» в транспортном инкубаторе были отправлены перепелиные яйца, 60 штук, инкубированные на Земле до стадии развития эмбрионов (13-14) суток. Такой выбор стадии развития эмбрионов базировался на результатах экспериментов, проведенных в 1993 г. на борту американского корабля Space Shuttle. 22 февраля 56 неповрежденных яиц на ОК «Мир» были помещены в стационарный инкубатор («Инкубатор-1М»). В течение всего срока инкубации два раза в сутки проводился контроль температуры и влажности.
23 февраля экипаж проверил центрифугу, убедился в ее работоспособности и провел тестовую проверку блока содержания птенцов (БСП), а в 16:00 экипаж услышал писк, раздававшийся из нераскрывшихся яиц.
В 18:00 космонавты впервые увидели вылупившихся птенцов, которых в 21:00 пересадили в БСП и включили центрифугу. Однако центрифуга отключилась, проработав всего 15 часов, и часть поставленных задач не была решена.
К вечеру 24 февраля вылупилось уже 30 птенцов, а 25 февраля их было уже 37 штук (из 56). Выведенные птенцы были помещены, как и ранее в БСП, температура внутри которого составляла от +30°С до +32°С. Все, остальные яйца космонавты поместили в отходы.
25 февраля И.Белла занимался кормлением птенцов и по рекомендациям специалистов оставил для возвращения на Землю 10 птенцов, а 21 — зафиксировал в двух контейнерах-фиксаторах и подготовил их к спуску.
Вечером 27 февраля птенцов стали готовить к спуску на Землю: в 22:00 в камеру возврата поместили 10 птенцов, один из которых прошел испытания в центрифуге, и разместили в спускаемом аппарате.
При спуске 7 птенцов погибли от переохлаждения, т.к. температура в спускаемом аппарате была всего +11°С, а камера возврата не обогревалась. И все-таки три птенца вернулись на Землю живыми! Были возвращены и 27 птенцов, зафиксированных на борту в спиртоглицериновом растворе для дальнейшего изучения.
Результаты экспериментов уникальны — впервые в мире с орбиты на Землю возвращены живые птенцы, выведенные в невесомости.
А МНЕ ЛЕТАТЬ ОХОТА…
Безопасность членов экипажа различных космических средств — главное требование полетов в космосе. Существенным фактором при этом являются прочность и герметичность корпусов слагаемых ОК «Мир» (модулей, базового блока). Эти параметры в основном зависят от коррозийного воздействия воздушной среды, действующего на конструкционные материалы корпусов, от воздействия факторов космического пространства на физико-химические свойства металлов и от сохранности свойств уплотнительных элементов в герметичных вводах и запорных устройствах.
ББ ОК «Мир» был рассчитан на эксплуатацию сроком 3 года (т.е. до 20 февраля 1989 г.). Такие начальные сроки эксплуатации имели все пять модулей.
Первый раз продление было сделано в январе 1989 г. (срок эксплуатации базового блока ОК «Мир» продлевался до пяти лет, а модуля «Квант» — до четырех, т.е. до 20 февраля 1991 г.). Затем на Совете главных конструкторов было решено продлить срок эксплуатации ОК «Мир» до середины марта 1994 г.
При определении запаса долговечности ОК «Мир» учитывались определяющие элементы:
— корпус (по вибропрочности);
— стыковочные агрегаты (по прочности и работоспособности);
— солнечные батареи (по вибропрочности и величине токосъема);
— насосы системы терморегулирования (по работоспособности);
— механизмы многократного срабатывания различного назначения (по работоспособности);
— иллюминаторы (по прозрачности);
— двигательные установки (по длительной работоспособности).
Для решения задачи продления ресурса была принята специальная программа. Исполняя ее, экипажи стали проводить ремонтно-восстановительные работы и регулярную замену агрегатов, выработавших свой ресурс. Продление сроков эксплуатации различного оборудования проводилось с учетом предложений отраслевых институтов.
Оперативное решение с экипажем вопросов текущих нештатных ситуаций, возникающих в процессе полета ОК «Мир», стала обеспечивать постоянно действующая группа «Конструкция», входящая в состав ЦУП. С учетом этого комплекса мер в 1990 г. полет ОК «Мир» был продлен до февраля 1995 г. К этому сроку планировалось начать развертывание станции «Мир-2».
Вместо этого в начале 1995 г. началось осуществление программы «Мир-Шаттл», а затем — «Мир-НАСА». А программа «Мир-2» трансформировалась в программу МКС. Начало сборки новой станции постоянно откладывалось, поэтому полет ОК «Мир» периодически продлевался. С конца 1994 г. эта процедура стала ежегодной. В конце года на основании информации с орбиты и наземных испытаний давалось добро еще на один год полета станции.
26 июня 1996 г. Совет главных конструкторов на своем заседании решил направить тогдашнему председателю правительства РФ С.Кириенко послание, где, в частности, говорилось, что решение по финансированию программы ОС «Мир» необходимо принять до 10 июля. В противном случае, специалисты отказывались гарантировать, что они смогут не допустить неконтролируемого падения 140-тонной ОС «Мир» в густонаселенные районы Земли.
2 июля 1996 г. у заместителя председателя правительства Б.Е. Немцова состоялось рабочее совещание с участием представителей РКА, предприятий космической отрасли и Министерства финансов, на котором обсуждались варианты дальнейшей эксплуатации станции. На совещании было принято первичное решение о затоплении ОС «Мир» в середине 1999 г.
22 июля 1996 г. на очередном заседании у Б.Е. Немцова было принято последнее политическое решение — продлить эксплуатацию ОКС «Мир» до середины 1999 г.
Однако и с такими «продлениями» постепенно возникали проблемы, прежде всего финансовые. Так, финансирование научно-исследовательских работ по изучению состояния ОК «Мир» прекратилось с конца 1996 г. Инвесторов искали все, но результаты успеха не имели.
Отсутствие финансирования заставило РКА разослать своим подведомственным предприятиям протокол совещания от 29.05.98 г. с рекомендациями приостановить работы по всем федеральным программам. Борьба за сохранение ОК «Мир» продолжалась. В ней приняли участие видные ученые, руководители крупнейших космических предприятий и отраслей промышленности. Работа велась по всем направлениям, начиная от Государственной Думы и до руководства страны. Был создан благотворительный фонд в защиту ОК «Мир».
Вероятно, самым значительным вкладом в дело спасения «Мира» следует признать деятельность РКК «Энергия» имени С.П.Королева. Из-за недофинансирования государством программ, корпорация была вынуждена вкладывать собственные средства и брать кредиты, чтобы не сорвать обязательства перед партнерами.
Вклады РКК «Энергия» имени С.П.Королева в программу ОК «Мир» составили:
— 1997 г. — 312 млн. руб.;
— 1998 г. — 361 млн. руб.;
— 1999 г. — 460 млн. руб.;
— 2000 г. — 700 млн. руб.
При этом долг составил 1 млрд. 979 млн. рублей, из них около 1 млрд. — долг смежным организациям и почти 1 млрд. рублей это долги по платежам в бюджеты всех уровней.
Возникали на станции и тяжелые в техническом плане ситуации. Наиболее серьезная из них — потеря герметичности модуля «Спектр» в 1997 г.
Техническое состояние ОК «Мир» характеризует в этот момент следующее:
— система управления движением — дефицит ресурсов на базовом блоке, модулях «Квант», «Квант-2», дефицит ресурсов блоков вычислительного комплекса, выработан ресурс гиродинов, истек гарантийный срок эксплуатации аппаратуры сближения 17Р65 («Курс-П»);
— система обеспечения теплового режима — не обеспечивает требуемый тепловой режим, восстановление эффективности магистралей и контуров системы возможно только при наличии экипажа на борту ОК «Мир»;
— система электропитания — 8 из 12 аккумуляторных батарей и приборов автоматики выработали ресурс, стабилизатор тока СТ 25-11 вышел из строя, солнечная батарея модуля «Квант» отключена;
— система бортовых измерений — отказали два передатчика системы БР-9ЦУ-5, дефицит ресурсов приборов системы БИТС-2.
Для оценки состояния металла с точки зрения изменения физико-механических характеристик в конце полета ЭО-27 был проведен эксперимент «Прочность». Однако в связи с ограниченностью времени и недостаточной подготовкой, результаты эксперимента позволяли судить только о качественной, но не о количественной стороне изменения материала.
Отрицательное влияние на металл с внутренней стороны оказали загрязнения атмосферы станции. Они появились из-за проливов электролита, возгорания твердого источника кислорода, проливов теплоносителя из внутренних контуров системы обеспечения теплового режима и ряда других причин. Но главной причиной возможной коррозии является излишняя влага, содержащая человеческий пот и выдыхаемый углекислый газ.
Другим факторам, воздействующим на материалы внутри герметичных объемов модулей, была развивающаяся биофлора. В процессе анализа доставляемых на Землю проб было выявлено около 40 видов микроорганизмов, из них 23 вида грибков. Проведенные рядом институтов исследования позволили сделать вывод, что продукты жизнедеятельности большинства обнаруженных на борту грибов способны вызвать биологическую коррозию металлов. С целью исключения подобных разрушений экипаж, помимо удаления конденсата и влаги, обязан был проводить обработку пораженных грибком мест фунгистаном.
Однако главная причина продления срока эксплуатации ОК «Мир» — отсутствие денег и, как следствие, отсутствие кораблей для продолжения эксплуатации станции.
Долги государства ракетно-космической промышленности на 1999 г. составила 5 млрд. рублей. Руководство РКА неоднократно заявляло, что денег на ОК «Мир» нет, поэтому экипаж ЭО-25 должен спускаться на Землю. Возможно оно (руководство) было и право, так как отсутствие финансирования космической отрасли в этот период было очень скудное. Таким образом, ОК «Мир» должен был остаться без экипажа, что чревато непредсказуемыми последствиями, так как контролируемое сведение ОК «Мир» с орбиты оказалось бы невозможным. Это грозило падением фрагментов ОК «Мир» в самом неожиданном регионе планеты и это при весе ОК «Мир» 140 тонн (для сравнения ОС «Салют-7» весила всего 40 тонн).
Ориентировочная стоимость ОК «Мир» составляла на начало 1999 г. около 3 млрд. долларов. По мнению специалистов, его ресурсы были израсходованы не более чем на 50%, т.е. остаточная стоимость составляла около 1,5 млрд. долларов, а стоимость пользовательских ресурсов ОК «Мир» составляла 220-240 млн. долларов в год. На поддержание и обеспечение нормального функционирования ОК «Мир» требовалось 200 млн. долларов в год. Именно отсутствие финансирования по поддержанию программы ОК «Мир» явилось основной причиной принятия Советом Главных Конструкторов Решения № 285-01/06-99 о переводе ОК «Мир» в беспилотный режим полета.
Предпринимались различные меры по поиску инвесторов и спонсоров для продления срока жизни ОК «Мир». Предложения, которые предлагались спонсорами и инвесторами подробно рассматривались и по ним старались принимать правильные решения по спасению ОК «Мир».
Однако поиски надежных инвесторов ни к чему не привели. А тех, кто мог оказать помощь, США запугали так, что они вынуждены, были отказаться от этой идеи. Избавиться от ОК «Мир» — это заветная мечта американцев. Об этом заявил Заместитель Генерального конструктора РКК «Энергия» имени С.П. Королева В.В. Рюмин на пресс-конференции 22 июня 1999 г.
В октябре 1999 г. РКК «Энергия» имени С.П.Королева и компанией Gold @ Appel был подписан протокол о проведении на ОК «Мир» эксперимента «Трос». Цель работы — поднять орбиту ОК «Мир» и законсервировать ее на один год. В течение этого времени продолжались поиски средств по эксплуатации ОК «Мир» на коммерческой основе. Для его проведения РКК «Энергия» имени С.П.Королева должна была получить от компании в три этапа около 20 млн. долл.
Для реализации эксперимента «Трос» на ОК «Мир» ТГК «Прогресс М» доставляется и впоследствии экипажем развертывается электродинамическая тросовая система MEDTS, которая изготовляется зарубежными партнерами, а РКК «Энергия» имени С.П.Королева создает оснастку и вспомогательное оборудование. Трос состоит из двух частей: одна часть длиной (1÷2) км — диэлектрик, вторая часть — электропроводящий трос длиной 6 км. После доставки тросовой системы на ОК «Мир» космонавты должны были вынести ее на внешнюю поверхность станции и закрепить в районе шлюзового отсека модуля «Квант-2». Затем они должны были прикрепить к свободному концу троса средство передвижения космонавта, которое было неработоспособно и в данном эксперименте предполагалось использовать в качестве груз — балласта для того, чтобы не болтался многокилометровый трос.
Закрепив средство передвижения космонавта к тросу, космонавты должны были вернуться в станцию. Далее, с помощью дистанционного управления включалась система отталкивания средства передвижения космонавта, которое переходит на собственную орбиту, увлекая за собой трос. Затем, к тросу будет подключен источник электроэнергии мощностью около 2 кВт. При этом по закону физики, должна возникнуть сила, которая способна частично компенсировать аэродинамическое торможение станции. Таким образом, при успешном проведении эксперимента «Трос», можно было получить высокоэффективное средство, резко снижающее потребности ОК «Мир» в топливе, расходуемом на проведение коррекции орбиты и, соответственно, в его восполнении с помощью ТГК «Прогресс М1». Однако и этому проекту не суждено было воплотиться в жизнь.
Грандиозный проект коммерциализации ОК «Мир» с помощью компании «MirCorp» также оказался неспособным поддержать ОК «Мир». По подсчетам «MirCorp» производственная деятельность на ОК «Мир», в совокупности с проведением на ней коммерческих экспериментов, могла приносить прибыль в размере 600 миллионов долларов в год (с первого космического туриста Дениса Тито были получены 12 млн. долларов, а на очереди уже стоял итальянец Карло Вибер).
Работники РКК «Энергия» имени С.П. Королева также выступили с инициативой по поддержке программы «Мир». В частности, сотрудники Центра 12Ц предлагали перечислить в фонд поддержки ОК «Мир» зарплату 2-х рабочих дней.
Собирались снимать в космосе и художественное кино по роману Ч. Айтматова «Тавро Кассандры» (режиссер Ю. Кара).
С 7 июня 1999 г. актер В. Стеклов начал подготовку к полету в РГНИИ ЦПК им. Ю.А. Гагарина. Однако все это так и осталось прожектами. Необходимых денег для поддержания ОК «Мир» в рабочем состоянии не нашлось.
Можно было бы спасти и 14 тонн уникального научного оборудования, которое было размещено на ОК «Мир» и создавалось в 27 странах. Для этого требовалось перенести запуск ФГБ «Заря» на 6 часов позже. Тогда бы орбиты «Мира» и МКС совпали, и двумя ТГК «Прогресс» можно было бы выполнить операцию по перебазированию оборудования с ОК «Мир» на МКС, а затем возвратить его на Землю. Но некоторые наши организации выступали против этого, американцы тоже возражали.
Когда стало понятно, что России ОК «Мир» не нужен, в прессе стала появляться информация о возможной его продаже. «Продавали» станцию и китайцам, и индийцам и даже сирийцам. Проходили ли какие-нибудь конкретные переговоры о продаже не известно, а представители «Росавиакосмоса» подобные сообщения категорически опровергали.
Последние 4 года в основном на поддержание ОК «Мир» деньги вкладывали американцы и европейцы. Почему они это делали?
Потому что мы действовали в рамках соглашения по созданию МКС стоимостью 20 млрд. долларов. Партнеры выбрали такую схему, что начинается все с нас. Любой наш отказ, выход из проекта — разрушение кооперации. Но не надо забывать, что МКС построена на базе проекта станции «Мир-2» и все ее наработки были использованы для создания МКС.
Обращает на себя внимание то, что пока ОК «Мир» выполнял американскую программу, разговоров о его затоплении не возникало. Но, как только эта программа была завершена, и американские астронавты приобрели опыт длительных полетов, NASA неоднократно стало назначать нам сроки затопления ОК «Мир», пытаясь убедить нас в его аварийном состоянии. Несомненно, наше участие в строительстве МКС не должно рассматриваться как свертывание национальной программы.
Недавние события на международной арене (Югославия, Ирак) еще раз подтвердили непредсказуемость американских политиков.
Правительство СССР и России, начиная с Горбачева-Павлова, продолжая Ельциным-Кириенко, оказалось не в состоянии финансировать отечественную космическую отрасль даже в объеме, необходимом для ее выживания. Закрытие программ «Энергия-Буран», научных исследований в ближнем и дальнем космосе, дышащие на ладан космические группировки самых важных систем — связи, предупреждения о ракетном нападении, метеорологии — тому свидетельство. Даже обязательства по международным соглашениям уже не являются сдерживающим фактором и поэтому мы стали перед выбором: пилотируемая программа и ее развитие — или космическая связь, разведка? Так как денег на оба этих направления у правительства нет, то приходится выбирать связь и разведку, а остальные программы...
В России программа эксплуатации ОК «Мир» в последнее время легла, в основном, на РКК «Энергия» имени С.П.Королева, которая финансировалась из ее внутренних резервов, т.к. бюджетных средств на ее эксплуатацию не поступало. РКК «Энергия» имени С.П.Королева за последние годы вложила в развитие пилотируемых программ значительную часть средств (см. выше), которые могли бы быть вложены в собственное предприятие, так как правительство РФ от финансирования работ по освоению космоса самоустранилось.
Конечно, два орбитальных комплекса — это огромная нагрузка на бюджет: 1,5 млрд. рублей надо выложить на ОК «Мир» и 2.4 млрд. рублей на МКС, если мы хотим в этих программах участвовать. Но, есть бюджет, в котором 3.4 млрд. рублей на все, из них 2.7 млрд. рублей — на опытно-конструкторские работы. Вот и выбирай. Ибо национальные принципы можно хранить только за счет бюджета.
Следует заметить, что задолженность Правительства РФ по ОК «Мир» к концу апреля 1999 г. уже составляла 1 млрд. рублей. Только на эту сумму можно было бы летать еще почти полгода. Члены Экспертного совета неоднократно указывали на то, что прекращение полета ОС «Мир» в 1999 г. вызовет неизбежный уход России с рынка услуг, реализуемых на пилотируемом орбитальном комплексе. Учитывая то, что многие научные и прикладные ресурсы МКС в значительной степени контролируются США, потенциальные заказчики под их давлением переориентируются на американский сегмент, что, естественно, ослабит конкурентные позиции России в проекте создания и эксплуатации МКС. Кроме того, NASA 15 октября представило в Конгресс США жесткие требования о необходимости вытеснения России до 2003 г. из числа участников крупнейших международных проектов по освоению космического пространства за счет создания недостающих модулей МКС на предприятиях США.
В связи с этим, Экспертно-консультативный совет рекомендовал Правительству считать преждевременным и утратившим силу решение Б.Е. Немцова о прекращении работ с ОС «Мир» и ее затоплении середине 1999 г. Было также рекомендовано объявить завершающий этап летно-конструкторских испытаний ОС «Мир» международным научно-техническим экспериментом, который должен осуществляться за счет внебюджетных средств, образованных вкладами инвесторов и участников эксперимента. При этом должна быть обеспечена защита иностранных инвестиций и освобождение этого проекта от налогообложения. Но оперативных действий со стороны государственных структур не предпринималось.
Объективную оценку состояния ОС «Мир» в 1998 г. дал заместитель Генерального конструктора КБ «Салют» ГКНПЦ имени М.В. Хруничева Э.Т. Радченко, который в последствии был назначен Техническим руководителем по подготовке и испытаниям ФГБ «Заря» на космодроме Байконур: «техническое состояние ОС «Мир» не вызывает сегодня никаких серьезных нареканий. Более того, вернувшись с орбиты, космонавты в один голос отмечают ее отличное «самочувствие». У специалистов на земле такие же данные подкреплены серьезнейшими исследованиями и экспериментами. Они убеждены: станция в состоянии успешно работать еще три года. Конечно, при условии, что будет соответствующее финансирование: многие детали ресурсного оборудования элементарно требуют плановой замены. Насосы, блоки полетного обогрева, вентиляторы… При минимальных затратах, связанных с поддержанием программы космических исследований на «Мире», мы получим дополнительный и очень, замечу, большой научно-технический эффект от ее эксплуатации».
Были направления, которые позволяли найти средства на дальнейшую эксплуатацию ОК «Мир». Вице-премьер РФ И.И. Клебанов в интервью ОРТ в январе 2001 г. сказал, что создание и эксплуатация комплекса обошлись казне государства в 4 млрд. долларов. Однако в ходе коммерческого использования ОК «Мир» 50% этой суммы было возвращено. Может быть, следовало идти по этому пути?
Эта драматическая ситуация (отсутствие финансирования) усугублялась еще и тем, что из-за высокой плотности верхних слоев земной атмосферы в условиях максимального 11-летнего цикла солнечной активности ОК «Мир» начал быстро терять высоту (до 500 метров за сутки) и при этом могло произойти его неконтролируемое падение его на Землю уже в январе 2001 г. В этот момент ОК «Мир» представлял собой космическое тело массой более 130 тонн, которое, разрушаясь при сходе с орбиты, может развалиться на несколько тысяч отдельных фрагментов, причем некоторые из них будут весить до 700 кг и иметь кинетическую энергию, способную пробить железобетонную плиту толщиной 2 метра. Следует отметить, что в районе предполагаемого падения проживает 5 млрд. человек из 6 млрд. населения Земли. Кроме того, здесь находится несколько тысяч опасных техногенных объектов.
Для подъема орбиты ОК «Мир» до высоты 600 км, требовалось в течение 2,5 месяцев запустить 3-4 грузовика-танкера «Прогресс М1» с топливом (один ТГК «Прогресс М1» обеспечивает подъем орбиты на 56 км). Но этих грузовиков не было, да и времени на их изготовление не было, т.к. цикл изготовления корабля и ракеты — 22 месяца. Кроме того, такая орбита является неустойчивой, и для сохранения ОК «Мир» потребовались бы регулярные запуски грузовиков-танкеров, а их тоже не было.
С этого момента судьба ОК «Мир» была предрешена.
Несомненно, проблема ОК «Мир» должна была решаться не на уровне благотворительности и не за счет средств предприятий отрасли, которым государство и так задолжало огромную сумму, а на уровне государственных структур. Но жизнь показала, что проблемы пилотируемого космоса и ОК «Мир» почему-то больше всего волновали Генерального конструктора РКК «Энергия» имени С.П. Королева Ю.П. Семенова и его заместителей, а не руководителей государства и отрасли. Ведь с потерей ОК «Мир» лишаются работы около 100 тысяч квалифицированных специалистов различных отраслей промышленности. Говоря о том, что в стране нет денег, забывают, что только на реконструкцию Большого кремлевского дворца ушло более 300 млн. долларов, а на эти деньги ОК «Мир» можно было бы эксплуатировать еще 6 лет!
Обсудив сложившуюся ситуацию, Правительством РФ было принято решение от 30 декабря 2000 г. № 1035 «О завершении работы орбитального пилотируемого комплекса «Мир» с обеспечением управляемого безопасного схода с орбиты и затоплении его в акватории Мирового океана в феврале-марте 2001 г.
Следует заметить, что до этого были сведены с орбиты в управляемом режиме пять советских орбитальных станций — три ДОС («Салют», «Салют-4», «Салют-6»/ «Космос-1267») и две орбитальные пилотируемые станции («Салют-3», «Салют-5»). Еще четыре орбитальные станции сошли с орбиты бесконтрольно: в 1973 г. — («Салют-2» и ДОС-3 («Космос-557»), которые вышли из строя вскоре после запуска; в 1979 г. американская Skylab, до конца остававшаяся работоспособной, но не имевшая тормозной ДУ; в 1991 г. орбитальный комплекс «Салют-7»/«Космос-1686». К счастью, ни одно падение не сопровождалось человеческими жертвами или серьезными разрушениями. Поэтому решение об управляемом сведении с орбиты ОК «Мир» было честным и единственно возможным.
НАЧАЛО КОНЦА
24 января 2001 г. в 07:28:42.006 ДМВ со стартового комплекса площадки № 1 космодрома Байконур был произведен запуск РН «Союз-У» с грузовым кораблем-танкером ТГК «Прогресс М1-5» (11Ф615А55 № 254).
Последний раз к ОК «Мир» отправился грузовик с печальной, но ответственной миссией — доставке на ОК «Мир» топлива, необходимого для управляемого сведения комплекса с орбиты и затопления его в Тихом океане. В отличие от своих предшественников, ТГК «Прогресс М1-5» не вез никаких сухих грузов. Зато в баки ТГК «Прогресс М1-5» топлива закачали, что называется под завязку: 880,1 кг в баках двигательной установки и 1796,5 кг в системе дозаправки.
Незадолго до запуска «Прогресс М1-5» произошло событие, которое во многом стало прохождением "точки возврата" в выборе автоматического способа прекращения полета российского ОК «Мир». 24 января 2001 г. в 5.58 ДМВ был затоплен ТГК «Прогресс М-43», на борту которого находились продукты питания для «экстренного экипажа». Напомним, что так назывался экипаж, которому в случае невозможности сведения ОК «Мира» с орбиты в беспилотном режиме пришлось бы отправиться на станцию и «вручную» подготовить ее к спуску.
Стыковка «Прогресс М1-5» с ОК «Мир» прошла только на четвертые сутки полета. Сделано это было с целью экономии топлива в баках, используемых СКД.
Для увода с орбиты и затопления ОК «Мир» была запланирована двухсуточная четырехимпульсная схема затопления. Расстыковка модулей и ТГК при своде комплекса с орбиты не предусматривалась.
Ко времени выдачи тормозного импульса ОК «Мир» должен был быть сориентирован с помощью ТГК «Прогресс М1-5» по направлению полета. Затем выдавались три импульса для перевода его с круговой орбиты на эллиптическую (спусковую) — 160 х 230 км. Постоянно требовалось проводить уточнение орбиты для того, чтобы перигей орбиты (нижний участок) располагался над районом затопления. В апогее, когда ОК «Мир» должен был находиться вне атмосферы, которая не мешает ориентации, должен был быть выдан окончательный импульс и выработано все топливо. После этого ОК «Мир» переходил на траекторию входа в атмосферу.
ПОСЛЕДНИЕ СУТКИ
К утру 22 марта 2001 г. комплекс находился в индикаторном режиме (произвольное вращение относительно всех трех осей).
В 04:05 ДМВ началась первая динамическая операция. С помощью двигателей ориентации базового блока и выносной двигательной установки вращение ОК «Мир» было остановлено, включен блок для определения кватернионов (на основании их СУД измеряет и поддерживает ориентацию комплекса).
В 05:37 ДМВ, квантерион был введен в БЦВК и ОК «Мир» развернулась осью» «+Х» (ориентирована вдоль базового блока, «Кванта» и «Прогресса М1-5») перпендикулярно плоскости орбиты, т.е. поперек движения.
В интервале от 07:07 до 07:21 ДМВ проведена проверка ориентации ОК «Мир», контроль параметров орбиты, а также процесс зарядки буферных аккумуляторных батарей, которые ко времени «Ч» должны быть разряжены. В это время все системы станции кроме радиосистем, двух БЦВМ и блока датчиков угловых скоростей (нужны для контроля отклонения комплекса от заданной ориентации) были отключены.
В 10:04 ДМВ по команде с Земли солнечные батареи модуля «Спектр» были выставлены плоскостью вдоль оси Х, чтобы уменьшить парусность комплекса в верхних слоях атмосферы.
В 11:35 ДМВ были откорректированы базисы, т.е. отклонения ориентации по всем трем осям, накопившиеся за предыдущие 4 витка и была заложена циклограмма работы ОК «Мир» на период нахождения его вне зоны радиовидимости, а также перед включением двигателей «Прогресса М1-5» на торможение.
В 15:08 ДМВ перед уходом из зоны радио видимости не выключились передатчики РТС: БР-9ЦУ-3 (на базовом блоке) и БР-9ЦУ-5 (на модуле «Квант»), которые при длительной работе могут выйти из строя. В ЦУП была предпринята попытка выключить их с помощью команд по КРЛ «Квант-В». Но прохождение этих команд на борт и их исполнение в ЦУП контролировать было затруднительно, т.к. комплекс ушел за горизонт.
В 22:00:50 ДМВ комплекс автоматически был стабилизирован относительно звезд (инерциальная стабилизация) с таким расчетом, чтобы ПАО ТГК «Прогресс М 1-5» был направлен против движения и под определенным углом к касательной.
В первые минуты нового дня, 23 марта 2001 г., начался последний акт «трагедии».
В 00:48 ДМВ выяснилось, что передатчик на базовом блоке включился и работает нормально. Ориентация ОК «Мир» определялась по имеющейся информации о положении солнечных батарей на разных модулях и о том, где находится Солнце. Для дополнительного контроля ориентации использовалась видеокамера системы бортового телевидения «Клест» на ПхО, направленная на линию горизонта. Была разработана специальная программа, определяющая, в какой момент времени какой объект на Земле должен быть виден. Моделируя на ПЭВМ положение ОК «Мир» и сравнивая с получаемым реальным изображением, удавалось контролировать ориентацию с точностью до нескольких градусов. Такая погрешность позволяла в любом случае затопить станцию в заданном районе. По секторам солнечных батарей определили, что комплекс принял заданную ориентацию, а по информации оптического звездного датчика убедились, что состояние ОК «Мир» соответствует расчетному. В этом сеансе были заложены необходимые уставки в БЦВК ТГК «Прогресс М 1-5». Расчетная масса ОК «Мир» к этому моменту составила 129,7 тонн.
В 02:19 ДМВ были введены новые данные о допустимом расходе топлива при различных операциях, окончательно введены уставки в БЦВК ТКГ «Прогресс М 1-5», запущен режим работы по признакам, согласно которому запускалась решающая циклограмма. Начался так называемый «паровоз» — цикл команд и операций, финалом которого являлось сведение комплекса с орбиты.
В 03:31:59 ДМВ по заранее заложенной в БЦВК программе, были включены все 8 ДПО ТГК «Прогресс М 1-5», суммарная тяга которых, приведенная к оси «+Х», составила 94,5 кгс.
В 03:44 ДМВ был осуществлен контроль ориентации ОК «Мир» по ТВ-изображению, которая соответствовала расчетной. Также был проведен контроль работы ДПО.
В 03:53 ДМВ было произведено отключение ДПО. Был выработан тормозной импульс 9,28 м./c, в результате чего ОК «Мир» перешел на орбиту 188,909 х 219,244 км, а контроль параметров орбиты осуществлялся всеми доступными средствами, имеющимися на борту ОК «Мир».
В 05:00:24 ДМВ было произведено повторное включение 8-ми ДПО (вне зоны радио видимости).
В 05:16-05:30 ДМВ был осуществлен контроль ориентации, которая оказалась в допустимых пределах.
В 05:22:59 ДМВ было произведено отключение ДПО (величина тормозного импульса составила 10,4 м/с). Сформировалась предпусковая орбита — 158,406 x 219,237 км — с перигеем над районом падения в южной части Тихого океана. Перед выдачей последнего тормозного импульса, когда давление в баках ОДУ упало до 18 атм., было произведено объединение баков ОДУ и системы дозаправки. Т.е. двигатели базового блока, поддерживающие ориентацию в орбитальной системе координат и СКД ТГК «Прогресс М1-5», отрабатывающий тормозной импульс, объединялись.
В 08:07:36 ДМВ было осуществлено включение на ТГК «Прогресс М1-5» всех ДПО и СКД. Суммарная тяга при этом составила 393 кгс. Незадолго до ухода за горизонт СКД выключился и выработался сигнал «Авария СКД» (на самом деле ни какой аварии нет, просто выработалось топливо, а СКД отработал на совесть ). ДПО работали еще 2-3 мин. до полной выработки топлива. Третий тормозной импульс составил 29 м/с и ОК «Мир» вошел в плотные слои атмосферы под немного большим углом, чем планировалось.
В 08:40 ДМВ (по прогнозу) комплекс достиг высоты 110 км, после чего началось его разрушение, отрыв ЭВТИ, солнечных батарей, отдельных элементов конструкции и другого навесного оборудования.
В 08:50 ДМВ (по прогнозу) высота, на которой находился комплекс, составила 80 км. Произошел отрыв и разлет модулей, с последующим их разрушением, а еще через 5 мин несгоревшие обломки могли падать в океан.
В 09:00 ДМВ сменный руководитель полета Андрей Борисенко объявил в ЦУПе по громкой связи: «Легендарный орбитальный комплекс «Мир» прекратил свое существование». На экране ЦУП появилась надпись "15-летний полет "Мира" завершен".
К этому моменту ОК «Мир» совершил 86331 оборотов вокруг планеты Земля!!!
Баллистическая группа ЦУПа выдала информацию о том, что центр рассеивания обломков ОК «Мир» находится в точке с координатами 40° ю.ш. и 160° з.д., а пределы разлета его фрагментов составляют ± 1500 км. Точное время падения не определено, т.к. в районе падения не было наших средств наблюдения. В 08:50-08:51 ДМВ на островах Фиджи наблюдался полет нескольких фрагментов ОК «Мир» в направлении с северо-запада. Одним они показались очень яркими голубоватыми и зеленоватыми точками, другие увидели оттенок желтизны и даже золота, тянущийся за обломками, а хвост был коричневым. Через час телекомпания CNN (США) транслировала запись, сделанную на пляже Нади-Бич перед заходом Солнца и сразу же ставшую исторической.
«МИРовые» РЕКОРДЫ
ОК «Мир» принадлежат все мыслимые и немыслимые рекорды в мировой пилотируемой космонавтике. Большинство достижений интересны лишь узкому кругу специалистов, но некоторые достойны внимания всех. Вот несколько из них.
За 15 лет полета на борту ОК «Мир» побывали 104 космонавта. Чаще всего станцию посещал А.Я. Соловьев (пять раз). Четырежды на борту побывал А.С. Викторенко. Трижды ОК «Мир» принимал россиян В.М. Афанасьева, С.В. Авдеева и А.Ю. Калери, а также американца Ч. Прикурта. Еще 18 космонавтов посетили орбитальную станцию по два раза. Трижды на ее борту одновременно работали 10 космонавтов. Для создаваемой Международной космической станции, которая должна быть (правда, неизвестно, будет ли) гораздо внушительнее по своим размерам и объему внутренних помещений, чем ОК «Мир», такие достижения прогнозируются только в отдаленном будущем.
На станции, кроме россиян, побывали представители 12 стран. Первым иностранцем на ОК «Мир» стал сириец М. Фарис, а последним — словак И. Белла. Кстати, на станции побывали 44 американца. Это больше, чем граждан любой другой страны, включая и Россию.
Больше всех проработал на ОК «Мир» С.В. Авдеев. За три экспедиции он пробыл на борту комплекса в общей сложности два года и 11 дней.
Именно на ОК «Мир» российский врач В.В. Поляков совершил самый длительный в истории человечества космический полет. "Поднявшись" на борт станции 10 января 1994 года, он возвратился на Землю через 14,5 месяцев. За это время на ОК «Мир» работали члены трех основных экспедиций. Но они прилетали и улетали, а Поляков оставался.
В течение 9 лет 11 месяцев и 20 дней ОК «Мир» непрерывно эксплуатировался в пилотируемом режиме. При этом суммарная длительность ее полета в пилотируемом режиме составила 12 лет 7 месяцев. Если бы не старение станции и отсутствие финансирования, во всех учебниках истории могла бы появиться фраза: «С 7 сентября 1989 года человечество постоянно работает в космическом пространстве». Однако реалии нашей жизни заставили 27 августа 1999 года перевести комплекс в автоматический режим, и теперь этот рекорд может быть побит не ранее октября 2010 года, да и то, если не будет проблем на борту Международной космической станции.
11 апреля 1987 г. Ю.В. Романенко и А.И. Лавейкин осуществили выход в открытый космос. Выход носил внеплановый характер и потребовался для осуществления полного стягивания базового модуля станции и астрофизического модуля «Квант», при стыковке которых в автоматическом режиме возникли проблемы. После этого космонавты еще 75 раз покидали борт ОК «Мир», проработав вне корабля, в общей сложности, более 364 часов. Еще дважды космонавтам пришлось работать в разгерметизированном модуле «Спектр», в так называемом "закрытом космосе".
А.Я. Соловьев в процессе полета на ОК «Мир» (ЭО-24) в 1997 г. выполнил 7 выходов в открытый космос. Он также является рекордсменом по общему количеству выходов в открытый космос — 16 выходов!!!
За время полета со станцией стыковались 109 космических аппаратов. Среди них 70 беспилотных и 39 с космонавтами на борту. Девять раз с комплексом стыковались американские корабли многоразового использования. Эти цифры уже приводились в данной книге, но совсем нелишне их повторить.
Все пуски, которые были проведены с помощью РКН «Союз-У» (11А511У) и «Протон-К» (8К82К) были успешными, что еще раз подтверждает качество и надежность отечественной космической техники.
И еще один рекорд, точнее, достижение. Во время полета экипажа ЭО-1 (командир — Л.Д. Кизим, бортинженер — В.А. Соловьев) дважды были совершены межорбитальные перелеты. Первый раз от ОК «Мир» к ОК «Салют-7», второй — от ОК «Салют-7» к ОК «Мир». Кстати, эти операции до сего дня остаются единственными межорбитальными перелетами пилотируемых кораблей от одного объекта к другому.
И последнее, к сожалению, печальное достижение ОК «Мир». Комплекс является единственным космическим аппаратом, которому дважды пришлось "пережить" столкновение с другими кораблями. Первая авария произошла 14 января 1994 г., когда во время планового облета с ним столкнулся «Союз ТМ-17». К счастью, тогда серьезного ущерба не было нанесено ни одному из аппаратов. Второе столкновение случилось 25 июля 1997 г. и по своим последствиям оказалось гораздо серьезнее. На этот раз источником бед стал грузовой транспортный корабль «Прогресс М-34». Когда пытались его пристыковать к комплексу, он не смог сбросить скорость и ударился в модуль «Спектр». Модуль был разгерметизирован и, несмотря на героические усилия членов трех последующих экспедиций, так и остался в нерабочем состоянии. Интересен факт, что при обоих столкновениях одним из аппаратов управлял В.В. Циблиев. Ну не везет, так не везет. Другого тут не скажешь.
* * *
С прекращением работы орбитального комплекса «Мир» закончился 25-летний этап самостоятельной работы России (СССР) в области пилотируемой космонавтики. Новой собственной стационарной космической станции в обозримом будущем у нас не будет, да и реализация подобного исследовательского орбитального комплекса России займет 7-10 лет, а стоимость превысит 5 млрд. долл.
В последнее время и Президент и Правительство России стали больше уделять внимания вопросам космической отрасли, что вселяет определенную надежду на позитивные перемены в этом направлении. Хотелось бы верить, что будет скоро и новый российский «Мир-2» и надежное его финансирование.
Еще неизвестно, что будет в будущем, а вот ИСТОРИЯ «МИРА» СТАЛА ИСТОРИЕЙ МИРА.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Гапонов Владимир Алексеевич родился в 1948 г. в г. Брянске.
В 1966 г. после окончания школы поступил в Тамбовское авиационное техническое училище имени Ф.Э. Дзержинского, по окончании которого проходил службу в частях морской авиации Краснознаменного Тихоокеанского флота.
В 1975 г. поступил в Военную инженерную академию имени А.Ф.Можайского, которую окончил с отличием в 1979 г. и выбрал местом для дальнейшего прохождения службы — космодром Байконур, 1-е Научное Испытательное Управление.
За время службы на космодроме участвовал в отработке и подготовке космических средств по специальным, научным и пилотируемым программам, принимал непосредственное участие в подготовке и испытаниях космических средств на технических позициях космодрома Байконур по программам орбитальной станции «Салют-7», орбитальному комплексу «Мир», специальным и научным программам. Прошел путь от инженера-испытателя до заместителя начальника испытательного отдела.
После окончания службы в Вооруженных Силах продолжил работать в РКК «Энергия» имени С.П. Королева — в Космическом Испытательном Центре по подготовке космических средств на космодроме Байконур. Занимая различные должности, (от инженера до начальника отдела испытаний космических средств), принимал активное участие в решении вопросов организации создания технических комплексов подготовки космических средств и наземного испытательного оборудования, а также испытаний космических средств по пилотируемым программам (заключительный этап эксплуатации ОК «Мир», Международной космической станции, коммерческим и Федеральной космической программам.
Автор 19 научных трудов по актуальным проблемным вопросам испытаний и отработке космических средств.
За большой вклад в процесс отработки и испытаний космической техники награжден орденом и 10 медалями, удостоен почетных званий «Заслуженный испытатель космодрома Байконур» (1991 г.), «Заслуженный испытатель космической техники» (2003 г.), «Заслуженный специалист РКК «Энергия им. С.П.Королева» (2005 г.).
Железняков Александр Борисович родился в 1957 г. в Ленинграде.
В 1980 г. окончил Ленинградский политехнический институт им. М.И. Калинина (ныне Санкт-Петербургский политехнический университет им. Петра Великого).
После окончания института работал в различных НИИ и КБ Ленинграда (Санкт-Петербурга).
Параллельно с основной работой занимается вопросами популяризации достижений отечественной и мировой космонавтики. Автор девяти книг и 250 статей по истории космонавтики. Член Союза журналистов России. Член редакционных коллегий ряда научно-популярных журналов.
Член-корреспондент Российской академии космонавтики имени К.Э. Циолковского (РАКЦ).
Награжден медалью «В память 300-летия Санкт-Петербурга» (2004 г.), а также медалями Федерации космонавтики России: имени К.Э. Циолковского, имени Ю.В. Кондратюка, имени С.П. Королева, имени В.П. Глушко, имени М.К. Янгеля, в честь 40-летия полета В.В. Терешковой.
Лауреат литературной премии Союза писателей Санкт-Петербурга им. А.Р. Беляева (2005 г.).