Техника - молодёжи 2004-10, страница 19
ИГРАЕМ В КУБИКИ...Идея сборки космических аппаратов в космосе появилась едва ли не вместе с идеей о космическом полете. Как и во многих других случаях, техническое обоснование дал Циолковский: возможности ракет ограничены, как по массе, так и по габаритам полезного груза, тогда как в космосе нужны (и возможны) большие и тяжелые конструкции. Значит, выводить по частям, и собирать на орбите... Но путь от идеи до «металла» оказался не легким и не прямым. Вопреки мемуарам не очень следящего за достоверностью С.Н. Хрущева, С.П. Королев считал орбитальную сборку необходимой для создания новой космической техники. Реально таковой виделась, конечно, не клепка из профилей и листового проката, а стыковка полностью готовых модулей (конечно, в дальнейшем и более сложные операции в открытом космосе не исключались). Орбитальную станцию предполагалось создать уже из 7-тонных блоков, выводимых «семеркой» («ТМ» №1, 2004 г.). Именно в ожидании орбитальной сборки выбиралась первоначальная грузоподъемность Н1 («ТМ» №3, 2004 г.). «Тяжелая орбитальная станция» - TOC - должна была стать не только ступенью в отработке марсианского корабля (см. статью в этом №), но и основой МОК - многоцелевого орбитального комплекса, «орбитального пояса» из целевых спутников и систем их орбитального обслуживания («ТМ» №4, 1981 г.). Однако все усилия космической промышленности были сосредоточены на лунной программе, а со смертью Королева о долговременных планах освоения космоса словно забыли. На орбитальной сборке базировалась и первоначальная концепция станции «Алмаз» («ТМ» №6 и №8 за 2004 г.). Однако именно «Алмаз» первым показал главный недостаток таких конструкций: аппараты, собираемые на орбите, при каких-то изменениях программы в ходе ее выполнения могут остаться недостроенными, не смогут решать свои задачи в полном объеме и просто скомпрометируют идею... К сожалению, урок «Алмаза» остался незамеченным. Закономерным был переход к многомодульной схеме в ходе развития орбитальных станций ДОС («ТМ» №7, 2004 г.). Потребности конструкторов и ученых росли, а грузоподъемность носителей -«Протонов» - оставалась все той же - 20 т. Поэтому уже при создании «Салюта-7» часть научной аппаратуры предполагалось разместить на модуле 37К (позднее названном «Квант»), Для нашей космонавтики это был аппарат совершенно нового типа - в нем вообще не предполагалась установка служебных систем. В полете модуль все время должен был работать на внешнем обеспечении, сначала -от буксира (на базе ТКС), затем - от базового блока (ББ) орбитальной станции. Однако изготовление «Кванта» затянулось, и полетел он только к «Миру», в 1987-м. Работа над «Миром» началась еще в 1976-м. В общем, это был МОК, но в «уцененном» варианте: целевые модули (ЦМ) должны были летать постоянно пристыкованными к базовому блоку, но заменяться по мере надобности. ББ делался на основе уже отработанного ДОСа, модули 37К предполагалось стыковать на боковые стыковочные узлы на узкой части рабочего отсека. К станции они должны были лететь с буксирами на базе ФГБ ТКС. Но связка «модуль+буксир» оказалась тяжелой для «Протона», а ресурсов ББ не хватало, поэтому ЦМ решили делать на базе ФГБ ТКС (с оставлением развитого «служебного борта», что усложняло и удорожало конструкцию). Затянулась отладка РСС «Курс», и ЦМ пришлось стыковать не на боковые, а на торцевые узлы, поэтому модули переместились на сферический переходный отсек, позаимствованный из работ НПОМаш. Орбитальный комплекс «Мир» следует считать вершиной развития конструкций, собираемых на орбите из автономных модулей. Но он же показал и недостатки: сложность модулей замедляет их создание и обесценивает научное и практическое значение станции; компоновка «уводит» научное оборудование из наиболее оптимальной зоны его размещения -центра масс комплекса. Наконец, еще в 1960-х, при проектировании долговременной лунной базы («ТМ», №7, 2003 г.) появился принцип «кольца»: между двумя любыми точками гермообъема можно пройти, не выходя наружу, даже если один из отсеков поврежден. Технически это означает, что хотя бы один из отсеков при сборке должен одновременно стыковаться на два узла. Такое возможно только если в его конструкции имеются гибкие элементы, позволяющие «выбрать» неизбежные погрешности наземного изготовления и орбитального монтажа. Т.е. гермоотсеки не могут быть конструктивной основой комплекса, а должны опираться на какой-то внешний каркас. Первой и последней орбитальной станцией США была «Скайлэб» («ТМ» №12 за 1973 г). Она была моноблочной, выполнена на базе 3-й ступени «Сатурна-5» с использованием систем «Аполлонов» и MOL (вспомните историю «Салютов»...). Но всевозможных проектов ОС регулярно обсуждалось в этой стране множество. Опираясь на свой и наш (насколько они его знали) опыт, в 1981 г. американцы приступили к проектированию постоянно действующей орбитальной станции «Freedom» («Свобода»), Основой «Свободы» предполагалась огромная ферма, на которой крепились два жилых, два лабораторных и складской герметичные ЦМ (и другие по необходимости), а также двигатели коррекции и ориентации, топливные баки для них, блоки служебных систем. Сначала (в 1984 г.) предпочтение отдавалось варианту «башня», при котором ферма располагалась по местной вертикали, обитаемые модули -на нижнем ее конце, а панели солнечных батарей вращались вокруг оси, перпендикулярной плоскости орбиты. Этот вариант не был оптимальным для проведения технологических экспериментов (лабораторные модули далеко от центра масс). Поэтому в 86-м перешли к следующему варианту: ферма ориентирована перпендикулярно плоскости орбиты, на ее концах, на поворотных узлах, расположены солнечные батареи, в середине - обитаемые модули, ориентированные по вектору скорости. Был еще вариант, когда к такой схеме добавлялись две вертикальные фермы, справа и слева от обитаемых модулей, замкнутые сверху и снизу в прямоугольник. На верхней и нижней «перекладинах» планировали разместить приборы для наблюдения, соответственно, за космосом и поверхностью Земли. «Свобода» тоже должна была стать основой орбитальной инфраструктуры, хотя и менее амбициозной, чем по отечественным проектам. Она включала бы межорбитальные транспортные аппараты, посещаемую платформу на полярной орбите. В состав станции предполагали включить японский и западно-европей-ский исследовательские модули... Однако американским прожектам 80-х не суждено было сбыться. Стоимость работ даже на «бумажном» этапе росла просто катастрофически, столь же быстро множились и технические проблемы, которые предстояло решать в ходе постройки станции. Постепенно масштабы задуманного стали уменьшаться, а в NASA задумались: как оправдаться перед государственным руководством за 10-летнее проектирование, при том, что «Свобода» все еще оставалась на бумаге? Между тем, с 1984 г. в СССР начали проектировать орбитальную станцию следующего поколения - орбитальный сборочно-эксплуатационный центр. С 1986 г. комплекс получил название «Мир-2». Это снова должна была быть основа многоэлементной орбитальной структуры. Модули должны были доставляться на околоземную орбиту сверхтяжелой УРКТС «Энергия». Общая схема предполагалась аналогичной последней версии «Freedom» с поперечной фермой. Окончательно компоновка, судя по всему, была еще не определена, когда СССР прекратил свое существование. Новой стране развитая пилотируемая космическая система была не нужна - и на поддержание уже летающего «Мира» не хватало сил... Впрочем, разработка новой станции в России продолжалась. «Мир-2» теперь рассматривался как естественное развитие уже летающего комплекса, вернее -как воплощение его первоначальной концепции. Системы энергопитания, терморегулирования, ориентации выносились из базового блока на открытую ферму. ЦМ должны были выводиться «Союзами» и «Зенитами». Увы, и эти планы не были реализованы... ...Говорят, идея исходила от наших: поставленные в состояние выживания любой ценой, отечественные создатели космической техники были готовы, назовем вещи своими именами, продаться кому угодно. Но и для NASA это было спасением: бесценный советский опыт, не отраженный ни в одном учебнике, позволял, наконец, перейти от «бумажного» к следующему этапу постройки орбитальной станции! Решение было простейшим: функцио-нально-грузовой блок («ТМ» №9, 2004 г.) соединил российский и американский сегменты, по существу - «усохшие» «Мир-2» и «Свободу». Однако при «усыхании» оба исходных проекта потеряли столько, что говорить о новой станции как о качественном рывке в развитии космической техники сложно... Тем более, после катастрофы «Колумбии» полеты «Шаттлов» прекратились, и вероятность их возобновления, а значит, - и достройка Международной космической станции в полном объеме, невелика. Сергей АЛЕКСАНДРОВ ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 1 0' 2 0 0 4 17 |
