Прежде, чем рассказать о международной космической станции, необходимо вернуться на несколько лет назад и проследить, как решался вопрос создания орбитальных станций в различных странах и, в первую очередь, в Соединенных Штатах Америки и Советском Союзе, а затем в России. О создании и развитии орбитальных станций в СССР от первого «Салюта» до современного орбитального комплекса «Мир» рассказано в главе «Орбитальные станции».
Как уже говорилось ранее, еще в 1976 году НПО «Энергия» выпустило технические предложения по созданию усовершенствованных орбитальных станций ДОС №7 и 8. Что касается ДОС №7, то он со временем превратился в орбитальный комплекс «Мир». Естественно, что опыт создания и эксплуатации его позволял сделать полезные выводы для следующей орбитальной станции.
Впрочем, еще до запуска базового блока 17КС №12701 для орбитального комплекса «Мир» появились планы использования его дублера — базового 17КС №12801. В 1984 году в НПО «Энергия» был разработан проект орбитальной станции, использующей в качестве жилого модуля базовый блок 17КС №12801. Это уже был проект не станции, а орбитального сборочно-эксплуатационного центра, что явилось данью традиции соперничества с Америкой, ведь в США в начале 80-х годов появился аналогичный проект космического операционного (эксплуатационного) центра SOC. Одними из главных задач центра были сборка и развертывание крупногабаритных конструкций и обслуживание спутниковых систем, включая их ремонт. Центр имел разветвленную инфраструктуру, включая заправочные станции, ремонтные стапели, буксиры для доставки к нему отдельно летающих платформ и спутников. Основные элементы ОСЭЦ должны были выводиться ракетой-носителем «Энергия».
Позже проект претерпел эволюцию: уточнялись задачи, менялись концепции. В декабре 1986 года в НПО «Энергия» были разработаны технические предложения по станции 180ГК «Мир-2», которая должна была стать первым этапом к созданию ОСЭЦ. 14 декабря 1986 года первым заместителем генерального конструктора Ю.П. Семеновым был подписан эскизный проект по станции «Мир-2», но только 25 декабря 1989 года вышло решение Госкомиссии о развертывании работ над «Миром-2». Масса этой станции должна была составлять 100-120 тонн, объем гермоотсеков — 360 м3, мощность системы энергопитания — 100 кВт, экипаж — 3-6 человек.
Первым должен был быть запущен в августе 1993 года жилой модуль 17КС №12801 на орбиту с наклонением 65°. К нему в октябре 1993 года планировалось пристыковать базовый модуль станции (МоБ) в составе грузового транспортного аппарата снабжения ГТА-С №1 массой 90 тонн, запускаемого ракетой-носителем «Энергия» (14А10) с блоком доразгона, созданного на базе блока ДМ. Затем до июня 1994 года должно было завершиться создание орбитальной станции «Мир-2» первого этапа и бортовой электростанции. Для этого планировалось развернуть на «Мире-2» энергетический модуль, состоящий из большой фермы с поворотными солнечными батареями.
Для доставки на станцию различных полезных грузов и экипажей должны были использоваться орбитальные корабли «Буран», грузовые транспортные корабли «Прогресс М2» (11Ф615А75М), выводимые на орбиту ракетой-носителем «Зенит», многоразовые пилотируемые корабли «Заря» (14Ф70). Для снабжения станции ежегодно требовалось два запуска «Зари», три запуска ТГК «Прогресс М2» и один-два запуска «Бурана». Правда, в эскизном проекте (1987 год) рассматривалась возможность доставки экипажей модифицированным транспортным кораблем 11Ф732, выводимым ракетой-носителем «Зенит», или штатным кораблем 11Ф732, выводимым ракетой-носителем 11А511У2. Высота рабочей орбиты станции планировалась 400-450 км.
В 1994-1997 годах строительство «Мира-2» должно было включать запуски к нему технологического модуля в составе ГТА-С №2, модуля целевой служебной аппаратуры (ГТА-С №3), биотехнологического модуля (ГТА-С №4). Кроме того, планировалось установить на главной ферме, помимо восьми больших солнечных батарей, еще и восемь солнечных газотурбинных установок ГТУ, а также собрать платформу научной аппаратуры.
В 1997-2000 годах на базе «Мира-2» должно было начаться создание орбитального сборочно-эксплуатационного центра. Для этого планировалось запустить еще четыре больших модуля в составе ГТА-С: главный центральный модуль со служебными системами, модуль с мобильным транспортным аппаратом, заправочный модуль, модуль технического обслуживания и ремонта. Кроме того, на ОСЭЦ должны были быть доставлены средства обслуживания: автоматический космический аппарат обслуживания, телеоператор, буксиры на химическом (11Ф45) и ядерном (17Ф11) топливе, а также буксиры, работающие на солнечной энергии, и средства хранения компонентов топлива и заправки. На ОСЭЦ планировалось развернуть ангар-хранилище и строительно-монтажный комплекс. Для перемещения экипажа за бортом и при проведении ремонтно-профилактических работ с КА предполагалось использование новых скафандров со средством передвижения космонавтов типа испытанных в 1989 году Александром Викторенко и Александром Серебровым.
В 1990 году начались работы по выпуску конструкторской документации. Однако этот проект не получил развития, во-первых, из-за отсутствия ракеты-носителя большой размерности, ведь «Энергия» так и не была принята в эксплуатацию. Во-вторых, переход к станциям такой размерности был плохо обоснован. И, в-третьих, ремонт отечественных спутников на орбите был практически невозможен, поскольку у всех из них служебная аппаратура размещается только в гермоотсеках, в связи с чем их разборка и сборка возможна только в заводских условиях. Требовалось принципиально новое, модульное построение космических аппаратов, но к этому ни на одном из предприятий отечественной ракетно-космической промышленности даже не приступали. Одним словом: планов громадье, а к.п.д. как у паровоза. К тому же в 1991 году как следствие политического и экономического кризиса наступил распад Советского Союза, что вынужденно привело к отказу от всех крупных космических программ. Тут уж было не до жиру, лишь бы выжить.
Впрочем, несмотря на тяжелый экономический кризис, инженерная мысль не дремала, и в 1992 году был выпущен проект орбитальной станции «Мир-2» значительно меньших размеров. Конечно, она во многом повторяла свою предшественницу — орбитальную станцию «Мир». Во-первых, базовый блок был таким же (ведь это был все тот же 17КС №12801) и имел те же 4 боковых стыковочных узла для размещения модулей. Во-вторых, основное снабжение станции осуществлялось с помощью транспортных кораблей «Союз» и «Прогресс», поэтому и экипаж станции составляет 2-3 человека, а в период пересменки — 5-6 человек. Но были и существенные отличия. Во-первых, наклонение орбиты увеличивалось с 51,6° до 65°, что с одной стороны существенно расширяло возможности по наблюдению большей части территории России, да и всей Земли, а с другой — позволяло использовать для запусков транспортных кораблей космодром Плесецк.
Во-вторых, для увеличения энергетических возможностей станции и исключения затенения одних солнечных батарей другими была введена научно-энергетическая платформа НЭП, которая представляет собой большую ферменную конструкцию, закрепленную на базовом блоке. На концах НЭП будут размещены поворотные панели солнечных батарей и солнечные газотурбинные установки. Суммарная мощность системы энергоснабжения — 38 кВт. Кроме того, на ферме будут установлены радиаторы, выносные двигательные установки, а также научные приборы со своей системой наведения. Доставка фермы на орбиту производится с помощью грузового корабля «Прогресс».
В-третьих, научные модули, один из которых создавался Европейским космическим агентством, будут меньшей размерности и создаваться на базе «Прогресса» по типу астрофизического модуля «Гамма», ведь опыт создания модулей для орбитального комплекса «Мир» показал, что 20-тонные модули на базе функционального грузового блока очень сложны и имеют длительный цикл изготовления и испытаний.
Общий вес станции «Мир-2» составлял около 90 тонн при массе исследовательской аппаратуры 15 тонн. Высота рабочей орбиты — 450 км. Продолжительность штатной эксплуатации — 3 года, но просматривался и срок активного функционирования 10 лет. Для снабжения орбитальной станции предполагалось использовать наряду с «Союзами» и «Прогрессами» многоразовый орбитальный корабль «Буран», а в будущем перейти на снабжение многоразовыми космическими кораблями «Заря», выводимыми на орбиту ракетой-носителем «Зенит» (11К77). Для выведения транспортных кораблей «Союз» и «Прогресс» с космодрома Плесецк требовалась более мощная чем «Союз-У» ракета-носитель, поэтому возник проект ракеты-носителя «Союз-2» («Русь»).
Начало эксплуатации орбитальной станции «Мир-2» планировалось на 1996 год. Первым должен был быть запущен базовый блок. Затем с помощью несколько пусков грузовых кораблей «Прогресс М» доставлялась и разворачивалась НЭП. Правда, оставалась еще призрачная надежда на использование для этих целей «Бурана». Вслед за этим в 1996 году запускались стыковочный отсек и служебный модуль, в 1997 году — биотехнологический модуль, в 1998 году — технологический. На «Мире-2» должен был постоянно присутствовать экипаж из 2-3 человек.
В 1993 году проект «Мира-2» претерпел новые изменения. Добавились два универсальных стыковочных модуля, у каждого из которых было по шесть стыковочных узлов. К переходной камере на корме базового блока должен был причалить второй стыковочный отсек. Число целевых модулей выросло до трех (плюс модуль для исследования природных ресурсов Земли), не считая служебного модуля типа модуля дооснащения «Квант-2».
Однако состояние экономики России и финансовые трудности не позволили проекту выйти из бумажной стадии и вынуждали неоднократно продлевать работу орбитального комплекса «Мир».
Надо сказать, что название «Мир-2» всплыло еще раз в 2000-2001 годах, когда шла подготовка к затоплению орбитального комплекса «Мир». Отдельные политики, и не только они, в пику МКС призывали к созданию новой национальной орбитальной станции «Мир-2». Но ущербность и предвзятость подобных высказываний была очевидна. У России денег на создание и содержание своей станции просто не нашлось бы, а рассчитывать на приток иностранных инвестиций, как показал опыт компании MirCorp, бессмысленно.
В Америке же после завершения программы «Скайлэб» работы по орбитальным станциям практически прекратились. Все силы и средства были брошены на программу «Спейс Шаттл». И хотя в рамках этой же программы с участием европейских стран была создана орбитальная лаборатория «Спейслэб», ее возможности были ограничены возможностями многоразового транспортного корабля, в грузовом отсеке которого она и совершала полет. Максимальная продолжительность полета «Спейслэб» составила 16 суток. Конечно, это не шло ни в какое сравнение с длительными полетами на советских (российских) орбитальных станциях.
В рамках ограниченного финансирования специалистами НАСА предлагались различные варианты дешевых орбитальных станций. В одном из них шаттл выводил на орбиту отработанный подвесной топливный бак, после чего его дооборудовали для работы на нем космонавтов. Такой вариант уже рассматривался на начальной стадии создания станции «Скайлэб», и ничего нового он дать не мог. В другом варианте предлагалось создать автономную станцию MOF из нескольких состыкованных модулей «Спейслэб». Такой вариант также не вызвал энтузиазма, да и был он лишь бледной копией многомодульного орбитального комплекса «Мир».
После начала полетов шаттла остался позади пик затрат на его создание. В то же время заключенные между СССР и США договоры о сокращении стратегических вооружений ОСВ-1 и ОСВ-2 привели к тому, что необходимость в создании новых межконтинентальных баллистических ракет резко падала. Американский аэрокосмический промышленный комплекс оставался не у дел. Попытка раздуть программу так называемых "звездных войн" в рамках стратегической оборонной инициативы быстро сошла на нет. В этих условиях только грандиозный космический проект мог спасти аэрокосмическую промышленность США. Таким мог бы стать полет человека на Марс, однако научная отдача от прогулки астронавтов по "красной планете" была бы несопоставима с затратами на его реализацию, и вряд ли бы Конгресс США одобрил бы финансирование такого проекта.
Гораздо более выигрышным мог стать проект орбитального комплекса на околоземной орбите. Особенно, если его хорошо преподнести. Поэтому в начале 80-х годов возник проект Космического операционного (эксплуатационного) центра SOC. В его задачи входили:
● сборка, проверка и вывод на рабочую орбиту крупногабаритных космических систем;
● сборка на орбите, запуск, возвращение и обслуживание пилотируемых и беспилотных космических объектов;
● обслуживание автономных спутников, обращающихся на орбите вместе с Центром SOC;
● дальнейшее развитие долговременной деятельности человека в космосе с постепенным уменьшением зависимости осуществляемых операций от управления и снабжения с Земли.
Как видно из перечисленного выше Космический эксплуатационный центр рассчитан на выполнение только эксплуатационных задач и никакой науки. Поэтому в составе Центра SOC должны были войти:
● комплекс для изготовления, сборки и испытаний крупногабаритных конструкций;
● комплекс для сборки, проверки и запуска межорбитальных буксиров, в том числе пилотируемого OTV для полетов космонавтов на стационарную орбиту.
Работы по нему возглавлял Научно-исследовательский центр НАСА имени Джонсона. Ряд фирм по контракту с ним вели проработки конструкции SOC. Согласно проекту компании «Боинг» сначала за 2-3 пуска собирается ядро станции, состоящее из фермы с солнечными батареями и радиаторами и обитаемого блока. Экипаж на первых порах состоит из 4 человек. На втором этапе к ядру добавляется еще один обитаемый блок, а численность экипажа возрастает до 8 человек. В конечном итоге на борту станции должно работать 16 космонавтов. Смена экипажа — каждые 90 суток. Всего же для строительства Центра SOC потребуется 10 полетов шаттла, а для обслуживания — 4-8 полетов ежегодно.
В числе перспективных задач значилась сборка экипажем SOC межпланетного комплекса для полета человека к Марсу. Однако, учитывая, что большинство дорогостоящих спутников выводится на геостационарную орбиту, их обслуживание практически невозможно. А собирать и заправлять на орбите спутники и разгонные блоки при том, что все компоненты и топливо тоже доставляются с Земли, просто нерентабельно. Да и вообще такой комплекс мог обслуживать спутники, летающие по орбите с наклонением близким к SOC. Следовательно, чтобы проект орбитального комплекса получил одобрение Конгресса и Президента США, а значит, и финансирование, необходимо было представить его в виде национальной задачи. В этом случае его рентабельность отступала на второй план, а на первый выходило требование научной отдачи.
Именно поэтому параллельно с работами по Космическому эксплуатационному центру SOC в НАСА проводились исследования по выбору облика орбитальной станции, в которой бы мирно уживались научные исследования и решение военных задач, а также обслуживание спутников. 20 апреля 1982 года в НАСА была образована Группа по проблемам создания орбитальной станции под руководством Джона Ходжа и Роберта Фрейтага, которая в августе того же года выбрала 8 фирм для заключения с ними контрактов, предусматривающих анализ требований и возможных задач будущей станции (этап А). Как всегда это были ведущие аэрокосмические компании США: «Боинг», «Дженерал Дайнэмикс», «Грумман Аэроспейс», «Локхид», «Мартин-Мариетта», «Макдоннел Дуглас», «Рокуэлл интернешнл» и TRW.
В августе 1983 года НАСА, подведя итоги этапа А, представило свои предложения по орбитальной станции. В числе основных аргументов в пользу ее создания было постоянное пребывание человека в космосе для решения гражданских и военных задач, что позволяло сократить отставание в этом вопросе от Советского Союза, а также более полное использование возможностей многоразовой транспортной космической системы «Спейс Шаттл». Тогда же появилось предложение о привлечении к строительству орбитальной станции европейских стран.
Надо сказать, что работы по орбитальной станции вызвали противоречивые отклики. Военные в лице Министерства обороны и Объединенного комитета начальников штабов были против, поскольку объем задач, решаемых на станции в их интересах, был невелик, а потраченные на нее деньги можно было бы использовать для создания боевого ВКС типа TAV. Также против были Госдепартамент и бюджетное управление при президенте, что также естественно, так как затраты на программу оценивались в несколько миллиардов долларов. Но самое интересное, что и научное сообщество Америки выступало против создания станции, поскольку научная отдача от нее несопоставима с вложенными затратами. Ведь размещение на борту огромного количества разнородных научных приборов неизбежно приводило к столкновению между интересами различных экспериментов. Так требования к ориентации у астрономических приборов и приборов наблюдения за атмосферой и земной поверхностью принципиально различны. А создание абсолютной невесомости для выращивания высококачественных кристаллов и вовсе невозможно из-за микроускорений, постоянно возникающих на борту от работающих электромеханических приборов и систем (привода, вентиляторы, гиродины, насосы системы жизнеобеспечения и т.п.) и присутствия человека.
Вообще-то необходимость постоянного присутствия космонавтов на борту станции довольно сомнительна. Большинство экспериментов можно и нужно проводить и без участия человека, достаточно лишь время от времени забирать результаты экспериментов и пополнять расходуемые материалы. Человек нужен лишь для исследования влияния невесомости на его организм, то есть, полет человека ради самого человека. Неизбежно возникает вопрос: "А зачем?". Аргумент о необходимости подготовки пилотируемого полета на Марс не выдерживает никакой критики, ведь неизвестно когда он будет. Говорят, лет через 20. Но так же говорили и в 70-е годы, и в 80-е, и в 90-е, и сейчас, следовательно, перспективы его туманны. Гораздо более эффективным было бы создание на те же деньги специализированных спутников и посещаемых платформ, к.п.д. которых был бы несравненно выше. Все сказанное относится и к советским (российским) орбитальным станциям, хотя в отличие от Америки в нашей стране протестов ученых против непомерных затрат на создание орбитальных станций никто и никогда не слышал. Да даже если бы они и произносились, генералы ВПК вряд ли бы обратили на них внимание, ведь орбитальные станции относились не к сфере науки, а к сфере государственной политики для пропаганды достижений социалистического строя.
За проект орбитальной станции выступили Министерство торговли США и Агентство по контролю над вооружениями и разоружением, которые понимали политическую выгоду от его реализации. Для НАСА же проект создания орбитальной станции служил оправданием собственной деятельности. Однако в условиях такой разноголосицы для принятия решения о развертывании работ, а, следовательно, и выделении под это больших денег нужен был весомый голос.
25 января 1984 года в ежегодном «Послании о положении страны» Президент США Рональд Рейган объявил о решении развернуть работы по орбитальной станции и создать ее за 10 лет. Он также обратился к Европе, Канаде и Японии с предложением принять участие в создании станции. Руководство работами по орбитальной станции было поручено Центру Джонсона. Теперь уже во главу угла были поставлены научные задачи, а уж затем обслуживание спутников.
При выборе внешнего облика станции учитывались и проработки по Космическому эксплуатационному центру SOC. В качестве концепций построения рассматривались вертикальная и горизонтальная структура. Было выбрано вертикальное построение типа "башенная опора", предложенное компанией «Боинг». Орбитальная станция состояла из опорной фермы длиной 120 метров, ориентированной по местной вертикали, пяти герметичных блоков, прикрепленных на ближнем к Земле конце опорной фермы, и поперечной фермы длиной 60 метров с панелями солнечных батарей и радиаторами на противоположном конце опорной фермы. Мощность солнечных батарей составляет 80 кВт. Экипаж из 6-8 человек сменяется каждые 90 суток. Станция собирается на орбите высотой 530 км и наклонением 28,5°. Все блоки выводятся на орбиту шаттлом. Начало сборки — в 1994 году. Первой выводится поперечная ферма с солнечными батареями, второй — опорная ферма, и только третьим обитаемый блок — жилой модуль. Всего на станции будут размещены 2 жилых модуля, 2 лабораторных модуля и один блок-хранилище расходуемых материалов — модуль снабжения. Монтаж станции предполагалось завершить за 9-12 месяцев после 7 полетов шаттла. Эксплуатировать станцию предполагалось в течение 25 лет. Затраты на ее создание оценивались в 8 миллиардов долларов.
После выбора облика станции Центр Джонсона заключил контракты по этапу В с компаниями «Боинг» и «Мартин-Мариетта» на предварительное проектирование и обоснование проектов. Казалось бы, теперь дело пойдет. Но история многострадальной американской станции только начиналась. Уже осенью 1985 года НАСА отказалась от схемы "башенная опора" и приняла за основу концепцию "двухкилевой станции" с более жесткой конструкцией. Основой этой станции служили уже две параллельные опорные фермы длиной по 110 метров и расстоянием между ними 44,5 метра. Концы опорных ферм были соединены поперечными фермами — это уже был фактически прямоугольник. На поперечных фермах размещались научная аппаратура и антенны для связи с Землей. Посередине прямоугольника проходила еще одна главная поперечная ферма длиной 154 метра, на концах которой располагались солнечные батареи и радиаторы системы терморегулирования. Мощность солнечных батарей составляла: на первом этапе 75 кВт (1780 м2), а на втором — 300 кВт (6000 м2). К главной поперечной ферме крепились те же 5 герметичных блоков-модулей, но среди них появились европейский модуль «Колумб» и японский JEM. Сюда же причаливал и шаттл. Для строительства станции планировалось 14 полетов шаттла и затем 8-9 полетов в год для ее обслуживания.
Кроме герметичных блоков на станции находились также ангары для обслуживания спутников, причем для этого использовался дистанционно управляемый оператор OMV. Для работы со спутниками и монтажа ферм и блоков в разных местах станции устанавливаются несколько канадских манипуляторов, аналогичных установленным в грузовом отсеке шаттла. Рабочая орбита станции осталась той же, но монтажная орбита была понижена до 400-410 км. Экипаж станции вначале составлял 6-8 человек, и смена его происходила каждые 90 суток. В случае аварии на борту экипаж укрывался в аварийном убежище, которым служим один из модулей. Ресурсы его были рассчитаны на 28 суток, в течение которых можно было подготовить к запуску шаттл, поскольку он не мог длительное время летать в составе станции, а своего корабля-спасателя на станции не было. Кроме собственно станции планировался еще и запуск двух автономных платформ, одна из которых обращалась бы по полярной орбите, а другая — в плоскости орбиты станции с периодическим посещением ее космонавтами или стыковкой со станцией для ремонта. Станция рассчитана на эксплуатацию в течение 30 лет, причем ежегодно для ее обслуживания требуется до 5 полетов шаттла.
Несколько подробнее стоит рассказать о появлении в составе станции японского и европейского модулей. Пригласив Европу, Канаду и Японию к участию в строительстве станции, американцы убивали сразу нескольких зайцев. Во-первых, использовался научно-технический потенциал многих стран, во-вторых, часть расходов перекладывалась на плечи других участников проекта, и, наконец, международный статус станции не позволил бы слишком легко от нее отделаться, ведь тогда бы случился международный скандал. Между прочим, по этому же пути пошли и в Советском Союзе при создании межпланетных станций «Вега», «Фобос» и «Марс-96».
Для японцев это был подарок судьбы, поскольку никаких собственных орбитальных станций они в ближайшие десятилетия и не планировали. Сразу резко вырос космический бюджет, и повысилась роль японского национального космического управления НАСДА. Более того, получил одобрение и вышел из чисто бумажной стадии проект национального многоразового корабля НОРЕ для снабжения японского модуля JEM в составе американской орбитальной станции. Собственно модуль JEM состоит из герметичного модуля длиной 10 метров и диаметром 4,2 метра, герметичного блока-хранилища расходуемых материалов, негерметичной платформы и манипулятора для работы с полезной нагрузкой на платформе.
В отличие от Японии у Европейского космического агентства была собственная программа создания орбитальной станции. Начало ей было положено предложением Рейгана участвовать в строительстве американской орбитальной станции. Уже 27 июня 1984 года на заседании Совета ЕКА была предварительно утверждена программа создания европейской орбитальной станции «Колумб». Конечно, в Европе и до этого велись проработки, ведь уже была создана орбитальная лаборатория «Спейслэб», но все это не выходило за рамки научно-исследовательских работ. Именно приглашение американцев дало толчок серьезным работам в этом направлении. Согласно программе «Колумб» предполагалось создать сразу несколько аппаратов. Во-первых, автономная посещаемая станция MTFF, состоящая из 1-2 герметичных блоков типа «Спейслэб» и агрегатного блока с солнечными батареями. Во-вторых, герметичный модуль АРМ, также созданный на базе «Спейслэба», который предполагается состыковать с американской орбитальной станцией, а также две автономные платформы типа «Эврики», одна из которых летает на полярной орбите, изредка посещаемые космонавтами для настройки научной аппаратуры. Снабжение всех аппаратов предполагалось с помощью разрабатывавшегося в это же время европейского многоразового корабля «Гер-мес».
Поначалу работы по всем аппаратам, включая автономную орбитальную станцию MTFF, шли достаточно живо. Последняя даже получила имя «Паллас». Ее запуск планировался на 1998 год. Однако прошедшее в начале 90-х годов сокращение космических бюджетов европейских стран привело к почти полному свертыванию программы пилотируемых полетов. Остался лишь герметичный модуль в составе американской орбитальной станции. Он-то и получил имя всей программы «Колумб».
В целом проект "двухкилевой станции" стал вершиной американской технической мысли. Это был действительно масштабный проект, почти не уступающий по размаху работ программам «Аполлон» и «Спейс Шаттл», хотя и он имел свои недостатки, например: отсутствие корабля-спасателя для экстренной посадки космонавтов, сложность монтажа и большой объем работ космонавтов в открытом космосе, необходимый для сборки станции. По мере продвижения работ все громче раздавались голоса оппонентов, в том числе и в Конгрессе. Большинство из них было связано со все возрастающим удорожанием проекта. НАСА, понимая, что сокращение финансирования достаточно реально, начало прорабатывать возможные пути отступления, но так, чтобы сохранить саму станцию.
Уже летом 1986 года, то есть спустя всего 2 месяца после утверждения концепции "двухкилевой станции", проект был пересмотрен. В качестве ее основы на первом этапе служила главная поперечная ферма длиной 135 метров, на который были установлены солнечные батареи и радиаторы и к которой крепились герметичные модули: американский жилой и лабораторный модули; европейский модуль «Колумб» и японский JEM. Для американских модулей изготовителем была выбрана компания «Боинг». В течение трех лет станция достраивается до двухкилевой.
В первом полете, который планировался на март 1995 года, должна была быть выведена часть фермы с солнечными батареями, после четвертого полета вместе с доставкой лабораторного модуля уже возможна работа космонавтов на борту станции в режиме посещения, а после одиннадцатого полета — постоянное пребывание экипажа на станции, максимальная численность которого составляла 8 человек. Всего же предполагалось построить станцию после 20 полетов шаттла, но рассматривались и варианты выведения отдельных частей с помощью одноразовых носителей.
Пересмотренный проект позволял избежать больших пиковых затрат, и в 1987 году он получил одобрение всех участников, а Конгресс США утвердил финансирование работ по первичной орбитальной станции. Тогда же в 1987 году Центр Лэнгли начал проработку вариантов корабля-спасателя CERV. 30 сентября 1988 года в Вашингтоне между США, ЕКА, Канадой и Японией было подписано предварительное соглашение о сотрудничестве в рамках программы создания орбитальной станции, которой в том же году 18 июля Президент США Р. Рейган выбрал имя «Фридом» («Свобода»). При этом затраты только США на ее создание выросли уже до 16 миллиардов долларов, а по другим оценкам — все 25 миллиардов.
Хотя НАСА по-прежнему планировала постепенно перейти от первичной станции до двухкилевой, но складывалось впечатление, что первичная станция так и останется окончательным вариантом и никакого наращивания ее не будет. Об автономных платформах никто речь уже не вел. Каждый год при обсуждении бюджета в Конгрессе звучали голоса с требованиями сокращения расходов на проект орбитальной станции и даже полного ее закрытия. Разумеется, ни Президент США, ни руководство НАСА не могли игнорировать подобные выступления. И хотя станция «Фридом» пользовалась поддержкой президента Буша, в 1991 году из Белого дома поступило указание о сокращении расходов еще на 15%, а в целом предполагалось сэкономить на строительстве 6 миллиардов долларов. Это привело еще к одному пересмотру проекта, который был представлен в марте 1991 года. В нем главная поперечная ферма, которая уже уменьшилась со 135 до 97 метров, была урезана еще в 2 раза и составила 48,5 метров. До 4 человек был сокращен и экипаж орбитальной станции. Также резко уменьшался объем внешнекорабельной деятельности космонавтов для монтажа станции. Другим странам-участницам проекта ничего не оставалось делать, как согласиться с очередным упрощенным вариантом.
Избранный в конце 1992 года новый Президент США Билл Клинтон провозгласил одной из своих целей достижение сбалансированного бюджета, для чего требовалось снизить государственные расходы. Разумеется, станция «Фридом» стала одним из первых кандидатов на сокращение, поскольку произведенные расходы на нее уже составили к этому времени 8 миллиардов долларов, а общие затраты оценивались в 36 миллиардов, то есть создание станции становилось самой дорогой космической программой. К примеру, общие затраты на все полеты человека к Луне по программе «Аполлон» составили 26 миллиардов долларов. Здесь же, потратив 8 лет работы и израсходовав 8 миллиардов, которых бы с лихвой хватило на всю программу создания многоразового транспортного корабля — шаттла, даже не приступили пока к технической реализации.
В марте 1993 года Клинтон обратился к НАСА с просьбой коренным образом в течение 90 суток пересмотреть проект станции в сторону ее удешевления без отказа от нее, в частности, сократить продолжительность эксплуатации с 30 до 15 лет. НАСА соответствующим образом прореагировало и предложило несколько вариантов орбитальной станции в зависимости от выделяемых средств. Среди вариантов была даже переоборудованная орбитальная ступень «Колумбия», у которой вместо крыльев размещались солнечные батареи. В то же время управление по научной и технической политике пришло к выводу, что потребные затраты значительно превышают выделяемые средства. Финансирование было приостановлено. Это был фактический коллапс американской орбитальной станции «Фридом».
Почему же это произошло в стране, которая уже имела опыт реализации таких крупномасштабных космических проектов, как «Аполлон» и «Спейс Шаттл»? Пожалуй, основным отличием их от программы создания орбитальной станции было наличие четко поставленной цели. Для программы «Аполлон» это было высадка человека на Луну до конца 60-х годов, а для программы «Спейс Шаттл» — создание многоразовой транспортной космической системы. После определенного периода проектно-поисковых работ и постановки задачи все силы и средства были брошены на безусловное ее выполнение. Изменения, возникающие в процессе работы, касались только совершенствования характеристик и повышения эффективности и надежности.
Конечно, и на этих программах сказались ограничения по расходам. Но в программе «Аполлон» это коснулось только уменьшения числа запусков к Луне с 10 до 7, а в программе «Спейс Шаттл» — выбор концепции частично многоразовой системы вместо полностью многоразовой, например, применение неспасаемого подвесного топливного бака.
В отличие от них программа орбитальной станции не имела четко поставленной задачи, не было и конкретных заказчиков. Была попытка объединить под одной крышей и ученых, и военных, и решение своих задач. Единственная цель, которая просматривалась довольно четко, это — попытка НАСА обеспечить себя денежной работой на долгие годы. Такой перечень совершенно разнородных задач позволял произвольным образом компоновать станцию в зависимости от приоритетов сегодняшнего дня, что и происходило в течение 9 лет с 1984 по 1993 год. Именно эта неопределенность фактически сгубила станцию «Фридом». Для сохранения проекта нужно было что-то делать.
Спасение пришло с совершенно неожиданной стороны. В роли спасителя выступила Россия, которая поначалу рассматривалась как соперник и которую Америка собиралась догнать и перегнать. А все началось с корабля-спасателя. Как известно, его отсутствие на станции «Фридом» вызывало постоянную критику со стороны оппонентов. Еще в 1987 году Центр Лэнгли начал проработку корабля-спасателя, однако потребные затраты на его создание (около 2 миллиардов долларов) вступали в противоречие с требованиями о сокращении расходов. Требовалось нетривиальное решение, позволившее бы обзавестись кораблем при минимальных затратах. Взоры естественным образом обратились к СССР, где вот уже в течение более двух десятилетий успешно эксплуатировались пилотируемые космические корабли «Союз», «Союз Т» и «Союз ТМ», доставлявшие экипажи на орбитальные станции «Салют» и «Мир». Продолжительность их совместного полета в составе станции достигла уже 200 суток. Конечно, это было меньше заданного по ТЗ одного года (а в перспективе до 3 лет), но все же гораздо больше, чем у шаттла.
Поэтому совсем неслучайной оказалась встреча на Международном конгрессе по астронавтике, проходившем в октябре 1991 года в Монреале, Генерального конструктора НПО «Энергия» Ю.П. Семенова с вице-президентом компании «Боинг» Р. Грантом. Причем встреча произошла по инициативе именно представителя «Боинга», головного разработчика американской части станции «Фридом». Произошел обмен мнениями по ряду вопросов, в том числе и по возможности покупки американцами космического корабля «Союз ТМ» для использования его в качестве корабля-спасателя для станции «Фридом».
В НПО «Энергия» с энтузиазмом восприняли подобную возможность. Одно дело — катать космонавтов разных стран в качестве извозчиков, и совсем другое — продавать свою продукцию, особенно в условиях кризиса отечественной экономики и снижения уровня финансирования космической отрасли. Поэтому уже 21 февраля 1992 года Ю.П. Семенов, выступая в согласительном подкомитете по бюджету Сената США, предложил использовать «Союз ТМ» в качестве корабля-спасателя для американской орбитальной станции «Фридом», а также сдавать в аренду часть орбитального комплекса «Мир». В те же февральские дни состоялась повторная встреча с Р. Грантом, в результате которой была достигнута договоренность о совместной работе и взаимном обмене по различным направлениям ракетно-космической техники, в том числе по кораблю-спасателю. Вскоре было получено добро из Белого дома, и в марте группа специалистов НАСА побывала в НПО «Энергия», а мае 1992 года был впервые получен контракт от НАСА на анализ возможностей применения корабля «Союз ТМ» в качестве корабля-спасателя орбитальной станции «Фридом».
Работы по кораблю-спасателю были восприняты на НПО «Энергия» с надеждой. Они давали шанс выжить в непростых условиях, сложившихся в России после распада СССР на фоне развала экономики и гиперинфляции. В 1992 году рассматривался даже вопрос о затоплении орбитального комплекса «Мир» в связи с нехваткой средств. Дополнительный импульс работы по кораблю-спасателю получили после подписания 17 июня 1992 года в Вашингтоне Президентом США Джорджем Бушем и Президентом России Б.Н. Ельциным совместного российско-американского «Соглашения о сотрудничестве в области исследования космического пространства в мирных целях».
В ходе работ по исследованию возможностей применения пилотируемого корабля «Союз ТМ» в качестве корабля-спасателя для американской станции «Фридом» рассматривались такие вопросы, как автономное выведение корабля на орбиту с наклонением 28,5° ракетой-носителем «Протон» с разгонным блоком с космодрома Байконур, выведение его в грузовом отсеке шаттла, посадка спускаемого аппарата в пустынных районах Австралии, увеличение продолжительности совместного полета в составе станции до 3 лет и многое другое. Кроме того, необходимо было доработать спускаемый аппарат с тем, чтобы обеспечить размещение в нем американских астронавтов, чей рост в большинстве превышал возможности СА. Ведь на шаттле летали космонавты, чей рост достигал 195 см, а для «Союза» он не превышал 185 см. После завершения исследований в ноябре 1992 года был подготовлен итоговый технический отчет, а сами итоги работ были обсуждены на заключительной встрече в декабре 1992 года, где российская и американская стороны пришли к выводу, что использование модифицированного корабля «Союз ТМ» в качественного временного корабля-спасателя для американской орбитальной станции «Фридом» является технически реализуемым и что работы целесообразно продолжить.
С начала 1993 года работы по кораблю-спасателю «Союз ACRV» на базе корабля «Союз ТМ» перешли в новую стадию. В марте 1993 года заключается второй, более крупный контракт между НАСА и НПО «Энергия», по которому последняя приступала к разработке предварительного проекта с проведением ряда экспериментальных работ. В ноябре 1993 года был подготовлен итоговый отчет, представляющий проект корабля-спасателя. А в декабре того же года на встрече в Хьюстоне рассматривался проект, содержащий вывод о готовности к переходу на следующую стадию работ — разработку документации и проведение экспериментальной отработки. Однако в это же время НАСА расторгло контракт в связи с решением о прекращении работ по станции «Фридом» и переходе к проектированию новой международной космической станции «Альфа». Решение о выборе корабля-спасателя для американского экипажа этой станции НАСА отложило до 1997 года.
Забегая чуть вперед, следует отметить, что хотя работы НПО «Энергия» по кораблю-спасателю не завершились его воплощением в металл, они заложили хорошую базу для создания новой модификации космического корабля «Союз ТМА» для обслуживания международной космической станции. В то же время проработки по кораблю-спасателю не прекратились. В преддверии возможного заказа в НПО «Энергия» совместно со специалистами фирмы «Рокуэлл интернешнл» в 1995 году был предложен 8-местный корабль-спасатель массой 12,5 тонны, массой спускаемого аппарата с экипажем 8 тонн и диаметром 3,7 метра. Фактически это был переработанный проект многоразового корабля «Заря» с уменьшенным агрегатным отсеком. Однако в июне 1996 года НАСА приняло решение — на этапе развертывания МКС в качестве корабля-спасателя использовать 3-местный модифицированный корабль «Союз ТМА». В последующем для американской части станции был выбран корабль-спасатель CRV X-38. Но самым главным итогом этой работы явилось то, что корабль-спасатель стал той зацепкой, при помощи которой России удалось с полным правом войти в число стран-участниц проекта международной космической станции.
Завершая разговор о кораблях-спасателях, стоит отметить весьма неожиданное предложение, сделанное НПО «Машиностроение», бывшей челомеевской фирмой. А заключалось оно в том, что на заводе в Реутово сохранилось несколько экземпляров возвращаемых аппаратов 11Ф74 от ТКС, созданных еще для программы «Алмаз». Это был очень заманчивый вариант, поскольку для схода с орбиты и посадки на Землю ему в отличие от «Союза» не требовался приборно-агрегатный отсек — он был оснащен одноразовым блоком схода с орбиты массой 4200 кг. Сам возвращаемый аппарат массой 3800 кг после посадки и восстановления теплозащиты мог использоваться повторно (до 10 раз). Кроме того, на основе ранее имеющегося задела в Реутово был разработан шести— и даже восьмиместный вариант ВА. Однако американцев этот вариант не заинтересовал.
Как уже говорилось, в начале 90-х годов проект орбитальной станции «Фридом» неоднократно пересматривался, сокращаясь, как шагреневая кожа. Постоянно звучали требования, как со стороны Конгресса, так и из Белого дома о сокращении расходов на ее строительство. Стремясь выйти из создавшегося положения, компания «Боинг», головной подрядчик по орбитальной станции «Фридом», пригласила делегацию НПО «Энергия» во главе с генеральным конструктором Ю.П. Семеновым в США.
Такое внимание к России было неслучайным, поскольку Россия накопила колоссальный 20-летний опыт создания и эксплуатации орбитальных станций, и было бы грешно им не воспользоваться, что позволило бы существенно сократить время и расходы на создание орбитальной станции. Встреча представителей компании «Боинг» и НПО «Энергия» состоялась с 6 по 13 марта 1993 года в Сиэтле. Были детально рассмотрены 12 перспективных направлений работ и среди них впервые обсуждались проблемы создания международной космической станции с использованием элементов орбитальных станций «Мир-2» и «Фридом». После обсуждения выявилась возможность создания в 1994-1998 годах международной станции «Мир-2» — «Фридом» с общим объемом финансирования, значительно меньшим по сравнению со станцией «Фридом». В состав станции предполагалось включить:
● от России — базовый блок, служебный и стыковочный модули, шлюз и космические корабли «Союз ТМ» и «Прогресс М»;
● от США — энергетический и лабораторный модули и модуль снабжения.
По окончании переговоров между компанией «Боинг» и НПО «Энергия» было заключено соглашение о дальнейших работах. После возвращения делегации в Москву генеральный директор Российского Космического Агентства Ю.Н. Коптев и генеральный конструктор НПО «Энергия» Ю.П. Семенов обратились к руководителю НАСА Дэниэлу Голдину с предложением о создании международной космической станции с участием в ней России. К письму прилагались эскизы предлагаемой конфигурации станции с входящими в него российскими и американскими элементами.
К этому моменту работы по орбитальной станции «Фридом» окончательно зашли в тупик. Стремясь сократить издержки самого дорогостоящего в стране космического проекта, Белый дом дал НАСА указание работать совместно с русскими в области разработки меньшей и более дешевой космической станции. Выполняя эти указания, НАСА пригласило для консультаций группу российских специалистов, которую возглавили Ю.Н. Коптев (РКА) и Ю.П. Семенов (НПО «Энергия»). Встречи состоялись с 22 апреля по 5 мая 1993 года. Цель встреч — поиск путей использования российского опыта в создании космической техники, в том числе орбитальных станций, для сокращения затрат на программу.
Российская делегация высказала мнение, что наиболее предпочтительным вариантом является совмещение программ создания станций «Фридом» и «Мир-2» в одном проекте, что уже рассматривалось чуть ранее на встрече представителей НПО «Энергия» и компании «Боинг». Однако рабочая группа НАСА представила свои предложения без учета рекомендаций российской делегации, а из ракетно-космической техники России предлагалось использовать только корабль «Союз ТМ» в качестве корабля-спасателя. Поскольку предложенный рабочей группой НАСА проект не сулил значительного сокращения затрат, Конгресс США выразил свое несогласие и потребовал более детального обсуждения с российскими специалистами.
18 июня 1993 года в Вашингтоне Ю.Н. Коптев и директор НАСА Д. Голдин подписали соглашение, в соответствии с которыми РКА и НАСА договорились к 31 августа изучить проект совместного вывода орбитальной станции. Со стороны Белого дома работы по международной космической станции стал курировать сам вице-президент США Альберт Гор.
Подобное внимание Вашингтона имело и политическую подоплеку. К этому времени разгорелся международный скандал, связанный с передачей Россией Индии криогенных кислородно-водородных двигателей для создаваемой индийской ракеты-носителя GSLV и технологии их изготовления, что, по мнению США, нарушало международный договор о нераспространении ракетных технологий. Однако, поскольку Россия не подписала этот договор, особых рычагов воздействия у Америки не было. Но если нет кнута, можно использовать пряник. Им послужило соглашение о полетах американцев на орбитальном комплексе «Мир», а также приглашение участвовать в создании международной космической станции в обмен на отказ от сделки с Индией. Вдобавок России была выделена квота на запуски иностранных связных спутников, в том числе американских. От такого предложения трудно было отказаться. По распоряжению Президента России Б.Н. Ельцина реализация сделки с Индией была приостановлена, но только в той части, которая касалась передачи технологии производства кислородно-водородных двигателей и криогенных разгонных блоков. Количество же поставляемых разгонных блоков из России в Индию наоборот возросло с 2 до 7, и первый летный образец блока 12КРБ был отправлен в Индию в сентябре 1998 года. С другой стороны, эта ситуация стимулировала индийских специалистов к разработке собственного кислородно-водородного двигателя.
Но вернемся к МКС. Июньское соглашение между Ю.Н. Коптевым и Д. Голдиным открыло новый этап совместного российско-американского проектирования международной космической станции. В августе 1993 года в Вашингтоне делегации РКА и НАСА разработали концептуальную модель российско-американского сотрудничества по программам пилотируемых полетов, начиная со станции «Мир» и кончая созданием МКС на базе пилотируемых космических станций «Мир-2» и «Фридом». К 26 августа совместными группами был представлен отчет руководителям РКА Ю.Н. Коптеву и НАСА Д. Голдину. В отчете предлагался возможный план развертывания международной космической станции и ее конфигурации на начальном и конечном этапах.
В состав российской части входили основные элементы станции «Мир-2»: базовый блок, три узловых стыковочных модуля, научно-энергетическая платформа с солнечными батареями и солнечной газотурбинной установкой, служебный модуль с системой жизнеобеспечения, корабли «Прогресс М» и «Союз ТМ».
Американская часть станции вместе с европейским и японским модулями представляла собой вариант "первичной" орбитальной станции «Фридом». В ее составе также была одна ферма, но в отличие от станции «Фридом» строительство начиналось не с нее, а с выведения российского базового блока, после чего станция сразу могла начать функционировать в пилотируемом режиме. Затем к осевому стыковочному узлу переходного отсека стыковались последовательно два стыковочных узловых модуля, а уже к ним — американский узловой модуль, от которого и начиналось строительство американского сегмента.
В ходе проработок был достигнут компромисс по поводу наклонения орбиты. Дело в том, что наклонение 28,5° недоступно для российских космических аппаратов без больших энергетических затрат. В то же время увеличение наклонения снижало массу полезной нагрузки, выводимой шаттлом, примерно на 23%. Но изменение наклонения орбиты с 65 до 51,6° уменьшало возможность наблюдения территории России. Сошлись все-таки на величине 51,6°, освоенной Россией и доступной Америке. Правда, НАСА пришлось проводить мероприятия по снижению стартовой массы шаттла и повышению его энергетических возможностей. В январе 1998 года к станции «Мир» стартовал многоразовый космический корабль «Индевор» с облегченным на 3,6 тонны подвесным топливным баком.
Этот первый совместный проект международной космической станции, получившей условное название «Альфа», послужил основой для межправительственного соглашения. 2 сентября 1993 года в ходе визита в США Председатель Совета Министров России В.С. Черномырдин и вице-президент США А. Гор подписали «Совместное заявление о сотрудничестве в космосе», предусматривающее создание совместной станции и длительные полеты американских астронавтов на станции «Мир». С этой встречи начала свою работу Комиссия Гор-Черномырдин, которая обсуждала и решала вопросы российско-американского сотрудничества. В этом же заявлении РКА и НАСА было поручено до 1 ноября 1993 года разработать детальный план по международной космической станции. Тогда же Америка дала добро на запуск своих спутников российскими ракетами-носителями.
За последующие два месяца произошли некоторые изменения в проекте. Американцы, недовольные тем, что их первый модуль выводится не раньше четвертого пуска, с подачи Генерального директора Центра Хруничева А.И. Киселева настояли на замене двух российских стыковочных модулей одним энергетическим блоком ФГБ, с которого и начнется строительство станции, и который станет водоразделом между американским и российским сегментами станции. За его основу был взят разработанный еще в 70-е годы под общим руководством В.Н. Челомея функционально-грузовой блок транспортного корабля снабжения для программы «Алмаз». Именно на его базе были созданы модули для орбитального комплекса «Мир». Но поскольку этого модуля в проекте орбитальной станции «Мир-2» не было, американцы взялись полностью оплачивать его разработку и изготовление, а за Россией оставались только расходы на его запуск. Таким образом, он становился как бы американским, то есть строительство начиналось с запуска якобы американского модуля. Ну что ж, за первенство тоже надо платить, хотя такая уловка американцев никого обмануть не могла — делали-то его в России.
Пока шло уточнение деталей проекта, предпринимались и политические шаги для его поддержки. 16 октября 1993 года в Париже по инициативе НАСА состоялась встреча представителей государств-участников проекта, которые, признавая большие достижения России в области орбитальных станций, направили ей официальное приглашение участвовать в создании международной космической станции. Чуть позже, 27 октября Президент США Б. Клинтон направил главам государств, участвующих в программе создания МКС, письмо с предложением подключить Россию в качестве полноправного партнера к осуществлению этого проекта, подчеркивая при этом, что участие России в создании станции будет выгодно "для всех партнеров, поскольку станцию удастся раньше ввести в строй, сократятся расходы на ее строительство, и увеличится ее потенциал в области научных исследований". Все эти шаги делались исключительно для того, чтобы получить поддержку партнеров и добиться от Конгресса утверждения финансирования проекта МКС.
К 1 ноября 1993 года РКА и НАСА разработали и подписали «Детальный план работ по международной космической станции». В нем были состав участников проекта, общая конфигурация, последовательность сборки и временные рамки строительства станции «Альфа». Первые полеты должны состояться в конце 1997 года (запуск ФГБ — 20 ноября 1997 года), а заключительные — в октябре 2001 года. Эксплуатация станции будет продолжаться в течение 15 лет от момента первого пуска. Постоянный экипаж станции будет состоять из 6-7 человек, что меньше чем в первоначальном варианте орбитальной станции «Фридом» (8 человек), но больше чем в последнем сокращенном варианте (4 человека).
7 ноября 1993 года в Монреале состоялась первая встреча всех стран-участниц проекта: США, Россия, Канада, Япония и представители Европейского космического агентства. На нем план создания станции с участием России получил поддержку всех стран. А утвержден он был 15 декабря 1993 года в Москве премьер-министром России В.С Черномырдиным и вице-президентом США А. Гором, в ходе его визита в Россию. Таким образом, участие России в строительстве МКС стало легитимным. Последующие уточнения деталей привели к подписанию 23 июня 1994 года А. Гором и В.С. Черномырдиным «Совместного заявления о сотрудничестве по международной орбитальной станции», а также контракта между РКА и НАСА «О поставках и услугах для станции «Мир» и международной космической станции». Головными организациями по американскому сегменту стала компания «Боинг» (точнее головным подрядчиком), а по российскому — НПО «Энергия», которое в апреле 1994 года было реорганизовано в ракетно-космическую корпорацию «Энергия» имени С.П. Королева. Большую роль в создании российского сегмента играет и ГКНПЦ имени М.В. Хруничева и его ракетно-космический завод. Именно здесь создаются ФГБ и аппараты на его основе, и здесь же изготавливается служебный модуль — базовый блок.
Началась практическая работа по воплощению в жизнь проекта международной космической станции, причем конфигурация станции практически не менялась, уточнялись лишь детали. Правда, в декабре 1995 года Россия предложила на первом этапе строительства использовать орбитальный комплекс «Мир». Но это сразу ставило американцев в подчиненное положение, и те отказались пересматривать проект. Еще также некоторые американские политики неоднократно предлагали "отрезать" российский сегмент, используя в качестве повода задержки с изготовлением служебного модуля из-за недостатка финансирования, ведь он-то строился на российские деньги. Более того, началось изготовление промежуточного модуля управления ICM, который служил буксиром до полного развертывания станции. Российской стороне в лице генерального конструктора РКК «Энергия» Ю.П. Семенова, генерального директора РКА Ю.Н. Коптева и даже премьер-министра России В.С. Черномырдина удалось убедить американцев, что Россия выполнит свои обязательства. Хотя, конечно же, планы постоянно сдвигались.
Что же представляет собой международная космическая станция? Фактически она является механическим соединением российской станции «Мир-2» и американской станции «Фридом». В ней отсутствует единый подход к созданию систем, агрегатов и модулей. Каждая сторона делает свою часть, практически не оглядываясь на другую. В полете оба сегмента будут соединены через энергетический блок ФГБ, созданный на базе функционально-грузового блока ТКС. Что же тогда дает такой конгломерат каждой стороне помимо политической выгоды? Для американцев это позволит сэкономить часть средств за счет использования на первом этапе строительства станции электроэнергетики и топлива системы ориентации российского модуля, а во-вторых, начать постоянную работу экипажей на станции через полгода после первого запуска (станция «Фридом» должна была начать работу в пилотируемом режиме через 3 года после начала строительства). Для российской же стороны — возможность вообще продолжать пилотируемые полеты. Ведь для чисто национальный станции «Мир-2» денег не хватало, а для друга Клинтона — пожалуйста.
Станция будет собираться на монтажной орбите высотой 380 км и наклонением 51,6°. Ее масса по окончании строительства составит 420 тонн. В составе станции будет 33 блока с общим объемом гермоотсеков около 1200 м3. Максимальный размер станции составляет 108 метров. Станция состоит из двух сегментов: российского и американского. Связующим звеном между ними является созданный в России на американские деньги энергетический блок ФГБ (77КМ), с которого и начинается строительство станции. Внутренний объем ФГБ составляет 71,5 м3, запас топлива в баках — 6 тонн, а площадь солнечных батарей — 56 м2 при вырабатываемой мощности 6 кВт. На случай, если бы запуск был аварийным, подготавливался еще один ФГБ — дублер энергетического блока, который мог быть подготовлен к запуску через 1 год. ФГБ оснащен тремя стыковочными узлами. Один из них осевой ССВП-М типа "штырь" предназначен для стыковки со служебным модулем. Другой осевой, в носовой части ФГБ, андрогинный стыковочный узел типа АПСС предназначен для стыковки с американским узловым модулем «NODE-1». Боковой же также является модернизированным стыковочным узлом ССВП-М типа "конус" и предназначен для приема модулей и транспортных кораблей с аналогичными стыковочными узлами типа "штырь", но в отличие от обычного ССВП диаметр люка у него увеличился с 80 до 110 см.
Следующим важным шагом является запуск сервисного или служебного модуля, созданного на основе базового блока станции «Мир-2» 17КСМ. Он станет основой российского сегмента и одновременно позволит начать постоянную работу на станции экипажа из трех человек. Внешне он мало отличается от базового блока орбитального комплекса «Мир», но в отличие от него на служебном модуле установлены 4 стыковочных узла. Осевой стыковочный узел ССВП типа "конус" на агрегатном отсеке предназначен для приема российских транспортных кораблей «Союз ТМ» и «Прогресс М» и европейского грузовика ATV. Два боковых и один осевой стыковочные узлы, расположенные на переходном отсеке, являются модернизированными ССВП-М типа "конус". Осевым узлом служебный модуль стыкуется с ФГБ. На зенитном стыковочном узле размещается научно-энергетическая платформа, а на надирном — сначала стыковочный отсек СО-1, а затем универсальный стыковочный модуль УСМ. Мощность, вырабатываемая солнечными батареями служебного модуля, составит 8 кВт. Всего же в состав российского сегмента по проекту, утвержденному в 1994 году, входят следующие модули:
Ø служебный модуль;
Ø стыковочный отсек СО-1;
Ø научно-энергетическая платформа НЭП с солнечными батареями и солнечной газотурбинной установкой;
Ø универсальный стыковочный модуль УСМ;
Ø стыковочный отсек СО-2;
Ø два стыковочно-складских модуля ССМ-1 и ССМ-2;
Ø два модуля жизнеобеспечения МЖО-1 и МЖО-2;
Ø три исследовательских модуля ИМ-1, ИМ-2 и ИМ-3.
Строительство российского сегмента будет вестись вокруг служебного модуля. К его боковым узлам будут пристыкованы научно-энергетическая платформа и универсальный стыковочный модуль. Стыковочный отсек СО-2, а также исследовательские модули будут расположены на боковых стыковочных узлах УСМ. Модуль жизнеобеспечения будет располагаться на втором стыковочном узле СО-2. Стыковочно-складской модуль ССМ, предназначенный для доставки и хранения расходуемых материалов, будет пристыкован к надирному стыковочному узлу ФГБ. Все модули после выхода на орбиту совершают стыковку в автоматическом режиме, после чего приборно-агрегатный отсек, созданный на базе грузового корабля «Прогресс», отделяется и тормозится с последующим входом в атмосферу. Тем самым освобождается второй стыковочный узел. Все стыковочные узлы на модулях будут модифицированными типа ССВП-М.
Научно-энергетическая платформа должна была собираться последовательно при помощи трех запусков ракеты-носителя «Зенит». Однако сложность монтажа и потребность в электроэнергии для научных экспериментов в американском лабораторном модуле привели к отказу от такой схемы. Теперь НЭП будет выводиться одним пуском шаттла. На последующих этапах проектирования пришлось отказаться и от солнечных газотурбинных установок из-за неотработанности и заменить их эквивалентными по мощности солнечными батареями, чья суммарная мощность составит 18 кВт.
Доставка экипажей будет осуществляться с помощью модифицированных транспортных кораблей «Союз ТМА». Он же будет служить кораблем-спасателем на первом этапе. Основное их отличие от предыдущей модификации заключается в увеличении продолжительности полета в составе станции — до 380 суток вместо 200, для чего были заменены различные материалы и уплотнители. Кроме того, был доработан спускаемый аппарат для обеспечения размещения в нем высокорослых американских астронавтов. С этой целью целый ряд приборов был заменен на более современные, компактные. В целом масса СА увеличилась до 3000 — 3100 кг, а масса самого корабля до 7200 кг. Для его выведения на орбиту будет использоваться ракета-носитель «Союз-ФГ», а впоследствии — «Союз-2».
Корабли «Союз ТМА» будут стыковаться к стыковочному модулю СО-1, расположенному на боковом узле базового блока, а затем к осевому узлу УСМ, к стыковочному модулю СО-2, расположенному на боковом узле УСМ, и к стыковочно-складскому модулю ССМ. К осевому стыковочному узлу ССВП на агрегатном отсеке будут причаливать грузовые корабли «Прогресс М».
Первоначально планировалось создание 12-тонных модулей и грузовых кораблей «Прогресс М2», выводимых ракетой-носителем «Зенит». Однако наличие только одного старта для этой ракеты (второй был разрушен при аварийном пуске 4 октября 1990 года) и невысокая надежность вследствие неотработанности «Зенита» привели к переориентации на российский носитель «Союз-У». По этой же причине модули МЖО и ССМ были "разбиты" на два модуля каждый: МЖО-1 и МЖО-2, ССМ-1 и ССМ-2. В дальнейшем предполагается использование усовершенствованной ракеты-носителя «Союз-2» или «Русь».
В дальнейшем состав российских модулей претерпел некоторые изменения, но об этом чуть позже.
Строительство американского сегмента начинается доставкой в шаттле узлового модуля «NODE-1» и стыковки его с функционально-грузовым блоком с противоположной стороны от сервисного модуля. Затем к нему будут постепенно пристыковываться различные модули, в том числе: лабораторный, энергетический, японский исследовательский JEM, западноевропейский исследовательский «Колумб», шлюзовая камера и, наконец, американский жилой модуль. С этого момента начинается независимая работа американских экипажей на станции, которые будут доставляться также на шаттле. Поначалу экипаж американского сегмента будет состоять из 3 трех человек, поскольку его численность ограничена вместимостью корабля «Союз ТМ», используемого в качестве корабля-спасателя и пристыкованного к узловому модулю. После ввода в эксплуатацию нового корабля-спасателя CRV-1 численность экипажа американского сегмента возрастет до четырех. В состав экипажа будут входить также японские, канадские и западноевропейские космонавты для работы в модулях, созданных в этих странах. По окончании строительства американский сегмент станции будет состоять из следующих блоков:
Ø три узловых модуля «NODE»;
Ø американский лабораторный модуль;
Ø совместная шлюзовая камера;
Ø американский жилой модуль;
Ø ферма длиной 108 метров с радиаторами и солнечными батареями;
Ø купол для наблюдения за сборкой станции;
Ø канадский манипулятор;
Ø европейский модуль «Колумб»;
Ø японский модуль JEM, состоящий из герметичного лабораторного блока, герметичного блока снабжения и негерметичной платформы с манипулятором.
К 1998 году были постепенно утрясены почти все вопросы. 29 января 1998 года в Вашингтоне было подписано Межправительственное соглашение о реализации проекта МКС, в соответствии с которым в тот же день были подписаны меморандумы о взаимопомощи между НАСА и космическими агентствами Европы, России и Канады. Эти документы определили распределение ресурсов станции между участниками. Больше всего, конечно, досталось США.
На момент подписания Межправительственного соглашения действовал график сборки МКС, утвержденный 27 сентября 1997 года. В таблице приведены только первые пуски российских грузовых кораблей «Прогресс».
| Условное Обознач. | Ракета-носитель | Космический аппарат | Дата запуска | Полезная нагрузка |
| 1А/R | Протон | ФГБ | 30.06.98 | |
| 2А | STS-88 | Индевор | 09.07.98 | Node-1, PMA-1, PMA-2 |
| 1R | Протон | Служ. Модуль | 05.12.98 | |
| Союз-У | Прогресс М1 | 12.98 | ||
| 2А.1 | STS-96 | Индевор | 12.98 | |
| 3А | STS-92 | Атлантис | 01.99 | Z1, PMA-3 |
| 2R | Союз-У | Союз ТМ | 22.01.99 | Экипаж ЭО-1 |
| Союз-У | Прогресс М1 | 02.99 | ||
| Союз-У | Прогресс М1 | 03.99 | ||
| 4А | STS-97 | Дискавери | 04.99 | Р6 с четырьмя СБ |
| 5А | STS-98 | Индевор | 13.05.99 | US Lab |
| Союз-У | Союз ТМ | 06.99 | ЭП-1 | |
| 6А | STS-99 | Атлантис | 06.99 | Манипулятор SSRMS, MPLM-1,Экипаж ЭО-2 |
| 7А | STS-100 | Дискавери | 08.99 | Шлюзовая камера |
| 7А.1 | STS-102 | Атлантис | 11.99 | MPLM-2 |
| Союз-У | Союз ТМА | 04.12.99 | Экипаж ЭО-3 | |
| 4R | Союз-У | СО-1 | 12.99 | Стыковочный отсек |
| UF-1 | STS-104 | Дискавери | 01.00 | MPLM-1, экипаж ЭО-4 |
| 8А | STS-105 | Индевор | 02.00 | Сегмент фермы S0 |
| UF-2 | STS-106 | Атлантис | 03.00 | MPLM-1 |
| Союз-У | Союз ТМА | 25.05.00 | Экипаж ЭО-5 | |
| 9А | STS-108 | Индевор | 06.00 | Сегмент фермы S1 |
| 9А.1 | STS-109 | Атлантис | 07.00 | НЭП, 4 СБ НЭП |
| 11А | STS-111 | Индевор | 10.00 | Сегмент фермы Р1 |
| Союз-У | Союз ТМА | 13.11.00 | Экипаж | |
| Союз-У | Прогресс М1 | 11.00 | Грузы, отделение с СО-1 | |
| 12А | STS-112 | Атлантис | 11.00 | Сегменты фермы Р3/Р4 |
| 3R | Протон | УСМ | 12.00 | |
| 5R | Союз-У | СО-2 | 12.00 | |
| 13А | STS-114 | Индевор | 03.01 | Сегмент фермы S3 |
| 10А | STS-115 | Атлантис | 04.01 | Node-2 |
| Союз-У | Союз ТМА | 05.01 | Экипаж | |
| 1J/A | STS-116 | Дискавери | 05.01 | JEM ELM PS |
| 1J | STS-118 | Атлантис | 08.01 | JEM PM |
| UF-3 | STS-119 | Дискавери | 09.01 | MPLM-3 |
| Союз-У | Союз ТМА | 10.01 | Экипаж | |
| UF-4 | STS-121 | Атлантис | 01.02 | Грузы на SLP-4 |
| 2J/A | STS-122 | Дискавери | 02.02 | JEM EF |
| 9R.1 | Союз-У | ССМ-1 | 02.02 | |
| Союз-У | Союз ТМА | 04.02 | Экипаж | |
| 9R.2 | Союз-У | ССМ-2 | 05.02 | |
| 14А | STS-124 | Атлантис | 05.02 | Сегменты Р4/Р5/Р6, 4 СБ НЭП |
| UF-5 | STS-125 | Дискавери | 06.02 | MPLM-2 |
| 20А | STS-126 | Индевор | 07.02 | Node-3 |
| 8R | Союз-У | ИМ-1 | 08.02 | Исследовательский модуль |
| H-II | HTV | 09.02 | 1-й японский грузовик | |
| Союз-У | Союз ТМА | 09.02 | Экипаж | |
| 1Е | STS-128 | Дискавери | 10.02 | Модуль «Колумб» |
| 10R | Союз-У | ИМ-2 | 11.02 | Исследовательский модуль |
| 17А | STS-129 | Индевор | 11.02 | MPLM-2 |
| 11R | Союз-У | МЖО-1 | 01.03 | |
| H-II | HTV | 02.03 | 2-й японский грузовик | |
| 12R | Союз-У | МЖО-2 | 03.03 | |
| ATV1 | Ариан-5 | ATV | 03.03 | 1-й европейский грузовик |
| 18А | STS-131 | Дискавери | 03.03 | Корабль-спасательCRV-1 |
| Союз-У | Союз ТМА | 03.03 | Экипаж | |
| 19А | STS-132 | Индевор | 04.03 | Сегмент фермы S5 |
| 15А | STS-134 | Дискавери | 07.03 | СБ фермы S6 |
| H-II | HTV | 08.03 | 3-й японский грузовик | |
| UF-6 | STS-135 | Атлантис | 08.03 | Грузы на SLP-1 и MPLM-1 |
| Союз-У | Союз ТМА | 09.03 | Экипаж | |
| UF-7 | STS-136 | Индевор | 10.03 | Центрифуга |
| 16А | STS-137 | Дискавери | 12.03 | Жилой модуль US HAB |
Однако уже вскоре стало ясно, что раньше весны 1999 года запуск Служебного модуля состояться не может. Причина прозаическая — нехватка денег, ведь он-то строился на средства России. Но тогда функционально-грузовой блок, планировавшийся к запуску 30 июня 1998 года, почти год должен был бы летать «порожняком». Поэтому Совет Главных конструкторов, собравшийся в апреле 1998 года в Москве, рекомендовал сместить срок запуска ФГБ с 30 июня на 20 ноября 1998 года.
На том же Совете было решено исключить из состава российского сегмента МКС модули жизнеобеспечения МЖО-1 и МЖО-2, стыкуемые к боковым узлам УСМ, а также два стыковочно-складских модуля ССМ-1 и ССМ-2 на базе грузовых кораблей «Прогресс», последовательно стыкуемых к надирному узлу ФГБ. Вместо них было решено использовать дублера ФГБ и на его основе создать один стыковочно-складской модуль большего размера МСС с двумя осевыми и тремя боковыми стыковочными узлами. Часть систем, не поместившихся на МСС, предлагалось разместить на универсальном стыковочном модуле.
Новые сроки были утверждены на совещании глав космических агентств стран-участниц проекта МКС, состоявшемся 30-31 мая 1998 года в Космическом центре имени Кеннеди во Флориде.
Первым по новому графику 20 ноября 1998 года с помощью ракеты-носителя «Протон» с космодрома Байконур должен быть запущен функционально-грузовой блок, получивший 2 июня 1998 года название «Заря», который явится ядром и вокруг которого будет строиться вся станция. Между прочим, из-за задержек в изготовлении служебного модуля и связанных с этим переносов запуска ФГБ был дооборудован системой дозаправки.
Следом 3 декабря 1998 года стартует «Индевор» (STS-88), который, сблизившись с ФГБ, извлечет из своего грузового отсека узловой модуль «NODE-1» c шестью стыковочными узлами и пристыкует его к ФГБ, после чего астронавты войдут в модуль и обследуют его. Они же перенесут туда грузы, необходимые для последующей эксплуатации станции. Этот модуль также получил свое название — «Unity» («Юнити»), что означает «Единство». Ко второму осевому стыковочному узлу впоследствии будет пристыкован лабораторный модуль, а к боковым будут пристыкованы промежуточный фотоэлектрический модуль, совместная шлюзовая камера, купол и еще один узловой модуль «NODE-3».
20 апреля 1999 года ракетой-носителем «Протон» будет выведен на орбиту служебный модуль (аналог базового блока орбитальной станции «Мир»), получивший имя «Звезда», который станет основой российского сегмента. После стыковки служебного модуля со связкой ФГБ+Node-1 стартует грузовой корабль «Прогресс-М». Он пристыкуется к служебному модулю со стороны агрегатного отсека и должен будет заправить баки ФГБ топливом. Затем 13 мая 1999 года на международную космическую станцию прибудет «Индевор» (STS-96), который пристыкуется со стороны узлового модуля «NODE-1». Его экипаж разгрузит грузовой корабль, а также доставит на станцию различные грузы, транспортное устройство и грузовую стрелу российского сегмента. Следом за ним 17 июня 1999 года стартует еще один шаттл (STS-92) с грузами.
И, наконец, 20 июля 1999 года будет выведен на орбиту корабль «Союз ТМ», который, пристыковавшись к осевому стыковочному узлу агрегатного отсека служебного модуля, доставит на станцию первый экипаж в составе Юрия Гидзенко, Сергея Крикалева и Уильяма Шеперда, причем если Юрий Гидзенко будет командиром корабля, то американец станет командиром экипажа. Первый экипаж пробудет на станции до декабря 1999 года, когда очередной шаттл (STS-100) доставит второй экипаж в составе Юрия Усачева, Сьюзен Хелмс и Джеймса Восса и спустит на Землю первый. Теперь уже российский космонавт Юрий Усачев будет командиром экипажа станции. Также первому экипажу предстоит принять еще два шаттла, причем второй из них доставит американский лабораторный модуль, после чего можно будет начать полномасштабные научные исследования. Поскольку на орбитальной станции несколько стыковочных узлов, но осевой стыковочный узел на агрегатном отсеке будет занят кораблем «Союз ТМ», то грузовые транспортные корабли «Прогресс М» первый экипаж будет принимать к боковому стыковочному узлу ФГБ.
Незадолго до окончания работы первой экспедиции к международной космической станции стартует корабль «Союз ТМ» с экспедицией посещения в составе командира корабля Талгата Мусабаева и бортинженера Надежды Кужельной. Корабль пристыкуется к боковому стыковочному узлу переходного отсека служебного модуля. Возвратится же этот экипаж на Землю на "чужом" корабле, оставив свой экипажу основной экспедиции. Тем самым будет освобожден осевой стыковочный узел агрегатного отсека станции для приема грузовых транспортных кораблей.
Экипаж третьей основной экспедиции в составе Кеннета Бауэрсокса, Владимира Дежурова и Михаила Тюрина, который стартует на корабле «Союз ТМ» в середине 2000 года пристыкуется уже к боковому стыковочному узлу ФГБ. В состав экипажа четвертой основной экспедиции, который будет доставлен на шаттле, войдут Юрий Онуфриенко, Карл Уолз и Дэниэл Бёрш.
Дальнейшее развитие российского сегмента международной космической станции представлялось следующим образом. Сначала в ходе работы ЭО-3 с космодрома Байконур 1 марта 2000 года стартует ракета-носитель «Союз-У» со стыковочным отсеком СО-1, который причалит к боковому (надирному) стыковочному узлу служебного модуля, после чего агрегатный отсек СО-1 отбрасывается, освобождая еще один стыковочный узел. Этот стыковочный отсек аналогичен летавшему в составе орбитального комплекса «Мир». К этому узлу впоследствии пристыкуется «Союз ТМ» с экипажем пятой основной экспедиции.
Затем с помощью шаттла (STS-109) 12 января 2001 года будет доставлена научно-энергетическая платформа с солнечными батареями, которая будет смонтирована на боковом (зенитном) стыковочном узле служебного модуля и обеспечит российский сегмент энергопитанием, достаточным для проведения научных экспериментов.
Следующий транспортный корабль «Союз ТМ» причалит уже к надирному узлу ФГБ, а к СО-1 пристыкуется грузовой корабль «Прогресс М», который после разгрузки отстыкуется вместе с СО-1 и сведет его с орбиты. На освободившийся узел пристыкуется универсальный стыковочный модуль, разработанный на базе ФГБ и запущенный 27 апреля 2001 года с помощью ракеты-носителя «Протон». Поначалу УСМ планировалось выводить ракетой «Зенит», однако отказ от нее и большой задел по ФГБ привел к переориентации на ФГБ и ракету-носитель «Протон». На этом модуле помимо двух осевых имеется и 4 боковых стыковочных узла. Задним стыковочным узлом УСМ будет причален к станции, а на передней будут приниматься другие модули, которые с помощью манипулятора будут перестыковываться на боковые узлы, а также транспортные корабли. Первым к нему стартует 14 мая 2001 года стыковочный отсек СО-2, который будет перенесен на боковой узел.
В дальнейшем предполагалось разместить на остальных боковых узлах УСМ модули жизнеобеспечения МЖО-1 и МЖО-2, а также исследовательские модули ИМ-1 и ИМ-2, а на надирном узле ФГБ два стыковочно-складских модуля со сквозным переходом, и к ним затем должны будут причаливать транспортные корабли. Однако затем концепция построения российского сегмента, как уже говорилось, подверглась пересмотру. Было решено использовать дублера ФГБ и на его основе вместо двух стыковочно-складских модулей ССМ-1 и ССМ-2 и двух модулей жизнеобеспечения МЖО-1 и МЖО-2 на базе грузовых кораблей «Прогресс» создать один стыковочно-складской модуль большего размера МСС на базе ФГБ-2 с двумя осевыми и тремя боковыми стыковочными узлами. Его запуск с помощью «Протона» планируется на март 2002 года.