Российский модуль проявил самодеятельность на орбите
30 июля 2021, 10:20
Драматически прошла в четверг стыковка нового российского модуля «Наука» с Международной космической станцией.
► Показать
Почему события сразу после стыковки заставили нервничать Центр управления полетами и экипаж МКС, почему модуль изначально создавался с большими проблемами – и причем здесь производственные сложности украинских поставщиков?
Модуль «Наука» начали создавать еще в 1995 году. В начале своей разработки он была дублером «Зари», первого модуля российского сегмента МКС. После успешного запуска «Зари» на орбиту, «Наука» оказалась не у дел, а неиспользованный служебный модуль было решено перепрофилировать в научный.
К тому моменту готовность «Науки» составляла около 80%, но изменение предназначения заставило полностью пересобрать и в значительной мере модернизировать всю начинку модуля. Делать это пришлось за счет скудного бюджета Роскосмоса, так как сотрудничество с НАСА касалось только «Зари», которая уже ушла на орбиту.
В результате работы по «Науке» стартовали только в 2004 году и продолжались почти восемь лет, до конца 2012-го. Однако в начале 2013 года при проведении госприемки комиссия выявила большой процент брака в системах «Науки». Главной проблемой стала загрязненность трубопроводов системы заправки топлива посторонними частицами (металлической стружкой), которая была допущена при сборке «Науки». С такими «подарками» внутри топливная система была полностью непригодна, поэтому модуль был возвращен на инспекцию и доработку всех систем.
Однако исправить брак в топливной системе оказалось практически невозможным. Проблемой стала конструкция баков «Науки»: они были изготовлены по уникальной сильфонной технологии – стальные баки представляли собой тонкую металлическую «гармошку», которая могла распрямляться от давления компонентов топлива и обеспечивала многократную заправку баков.
К моменту начала ремонта «Науки» технология изготовления таких баков была утрачена, документация потеряна, а восстановление производства было практически нереальным.
Автор статьи знает об этом не понаслышке: в 2007 году он пытался восстановить производство сильфонной трубы на Никопольском трубном заводе на Украине. Однако это оказалось невозможным: половина производственной линии была утрачена, вторая превращена в металлолом, инструментарий потерян, а инженерный и рабочий персонал утратил необходимые компетенции.
В результате в Роскосмосе выбрали компромиссное решение: «Науку» решили снабдить переделанными баками от разгонного блока «Фрегат», вместо утраченных сильфонных. Новые баки были более тяжелыми и неудобными для постоянных заправок, характерных для МКС, но здесь уже сработало известное правило: «за неимением гербовой бумаги пишем на обычной». Вторая переделка «Науки» заняла еще восемь лет, в результате чего модуль был готов к запуску только в начале 2021 года. Таким образом, «Наука» поставила своеобразный рекорд среди космических аппаратов: период от начала ее сборки и до момента выхода на орбиту составил целых 26 лет.
Что произошло после старта
После запуска «Науки» с космодрома Байконур, который произошел 21 июля, появился еще один повод для беспокойства: сразу же после штатного окончания работы ракеты «Протон» станция слежения в Барнауле кратковременно потеряла телеметрию, поступающую с борта модуля. Практически сразу же несколько источников заявило, что с «Науки» не были получены подтверждения об исправности системы сближения «Курс» и главных двигателей ДКС (двигатели коррекции и сближения).
Обе эти системы критически важны для стыковки с МКС: «Курс» обеспечивает навигацию на финальном этапе точного сближения, а импульсы от ДКС необходимы для коррекции орбиты модуля. Коррекция орбиты стала первым испытанием стойкости «Науки», так как «Протон» вывел модуль на достаточно низкую орбиту, с перигеем в 190 км. Это обычная практика запусков – дальнейшее изменение орбиты обычно делает сам космический аппарат, в более экономичном режиме. Но на орбите с низким перигеем модуль мог находиться не более одной недели, после чего торможение в верхних слоях атмосферы неизбежно повело бы его к поверхности нашей планеты.
Неопределенности в ситуацию с «Наукой» добавил и сам Роскосмос: там никак не комментировали вопрос возможных неполадок в модуле, лишь подтвердив потерю телеметрии над Барнаулом.
На следующий день, 22 июля, ситуация стала угрожающей: «Наука» пропустила первую из четырех запланированных коррекций орбиты. Из-за возникших проблем с коррекцией орбиты Роскосмос даже отложил отстыковку модуля «Пирс» от МКС, место которого должна была занять «Наука». Но к вечеру того же дня кризис был преодолен: в Роскосмосе сообщили, что первое включение двигательной установки модуля «Наука» и импульс формирования орбиты прошли штатно, а перигей орбиты модуля поднялся до 230 км.
Однако сомнения в корректности работы ДКС остались – по итогам модуль был вынужден использовать для сближения с МКС не четыре запланированных коррекции орбиты, а целых пять. Было ли это связано с пропуском времени для первой коррекции или с неполной функциональностью двигательной системы «Науки» – неизвестно, поскольку Роскосмос и тут воздержался от комментариев.
На этом негативном фоне стыковка «Науки» с МКС, которая произошла 29 июля в 16:29 московского времени, прошла на удивление гладко. Модуль после начального облета МКС с первого раза зашел на траекторию сближения со станцией и успешно пристыковался со служебным модулем «Звезда» в автоматическом режиме. Система сближения «Курс» и двигатели ориентации модуля отработали штатно, а скорость касания составила 8 см/с при максимально допустимых 15 см/c.
Взбесившийся модуль
Согласно процедуре интеграции модуля в МКС, российские космонавты должны были войти в «Науку» спустя два часа после стыковки. Однако спустя три часа после стыковки, в 19:45 по Москве, «Наука» неожиданно включила двигатели. Астронавты из американского сегмента МКС, которым была хорошо видна «Наука» из обзорных иллюминаторов, сообщили диспетчерам на Земле, что видят нечто странное: движение неустановленных частиц возле модуля, что говорит о работе двигателей или об утечке газа.
Чтобы минимизировать последствия от этого сбоя в «Науке», диспетчеры начали запускать двигатели на двух других модулях российской части МКС, включившись в то, что они сами назвали «перетягиванием каната». По результатам такое противостояние «Науки» со «Звездой» и «Прогрессом» закончилось вничью – орбиту станции удалось в общем сохранить, однако всю МКС развернуло на 45 градусов от ее начального положения.
Через час нештатной работы двигатели «Науки» удалось отключить и вернуть контроль за ситуацией на МКС. Инцидент не представлял опасности для экипажа станции, сама она не получила никаких повреждений. Комментарии некоторых «экспертов» о том, что «Наука» якобы «пнула» МКС и у станции «отвалились солнечные батареи», оставим на их совести – к моменту инцидента модуль и станция уже были в жесткой связке, а «отвалить» солнечные батареи об окружающий вакуум пока что на орбите никому не удавалось. По словам руководителя программы МКС в НАСА Джоэла Монталбано, космонавты даже не почувствовали движения станции во время инцидента, что и обусловило запоздалую реакцию на такое «вопиющее непослушание» нового модуля.
Пока неясно, что стало причиной нештатного срабатывания двигателей. Пресс-служба Роскосмоса прокомментировала нештатную ситуацию на «Науке» как «работу с остатками топлива» и процессом перевода модуля «Наука» из полетного режима в режим «состыкован с МКС». Конечно, такого рода комментарий выглядит попыткой сохранить хорошую мину при плохой игре. Ряд источников в отрасли говорит о том, что речь могла идти об утечке гелия, который используется для наддува баков, хотя нельзя исключать и полноценного срабатывания двигательной установки «Науки».
Скорее всего, сейчас острый кризис уже миновал: двигательная установка российского модуля уже надежно заглушена, а ориентацию МКС выправят штатными средствами. На срочно собранной пресс-конференции представитель НАСА на МКС Джоэл Монталбано сообщил, что Роскосмос возглавит расследование ситуации с модулем «Наука», но в нем также примут участие и американские инженеры. При этом Роскосмос предпочел сделать вид, что ничего особенного не произошло – по крайней мере, если верить источнику РИА «Новости» в Роскосмосе, «никаких комиссий по этому вопросу, тем более с инженерами НАСА, создаваться не будет, ситуация принята как штатная». Но это именно слова источника, официальных комментариев от Роскосмоса на момент публикации текста не поступало.
Модуль «Наука» начали создавать еще в 1995 году. В начале своей разработки он была дублером «Зари», первого модуля российского сегмента МКС. После успешного запуска «Зари» на орбиту, «Наука» оказалась не у дел, а неиспользованный служебный модуль было решено перепрофилировать в научный.
К тому моменту готовность «Науки» составляла около 80%, но изменение предназначения заставило полностью пересобрать и в значительной мере модернизировать всю начинку модуля. Делать это пришлось за счет скудного бюджета Роскосмоса, так как сотрудничество с НАСА касалось только «Зари», которая уже ушла на орбиту.
В результате работы по «Науке» стартовали только в 2004 году и продолжались почти восемь лет, до конца 2012-го. Однако в начале 2013 года при проведении госприемки комиссия выявила большой процент брака в системах «Науки». Главной проблемой стала загрязненность трубопроводов системы заправки топлива посторонними частицами (металлической стружкой), которая была допущена при сборке «Науки». С такими «подарками» внутри топливная система была полностью непригодна, поэтому модуль был возвращен на инспекцию и доработку всех систем.
Однако исправить брак в топливной системе оказалось практически невозможным. Проблемой стала конструкция баков «Науки»: они были изготовлены по уникальной сильфонной технологии – стальные баки представляли собой тонкую металлическую «гармошку», которая могла распрямляться от давления компонентов топлива и обеспечивала многократную заправку баков.
К моменту начала ремонта «Науки» технология изготовления таких баков была утрачена, документация потеряна, а восстановление производства было практически нереальным.
Автор статьи знает об этом не понаслышке: в 2007 году он пытался восстановить производство сильфонной трубы на Никопольском трубном заводе на Украине. Однако это оказалось невозможным: половина производственной линии была утрачена, вторая превращена в металлолом, инструментарий потерян, а инженерный и рабочий персонал утратил необходимые компетенции.
В результате в Роскосмосе выбрали компромиссное решение: «Науку» решили снабдить переделанными баками от разгонного блока «Фрегат», вместо утраченных сильфонных. Новые баки были более тяжелыми и неудобными для постоянных заправок, характерных для МКС, но здесь уже сработало известное правило: «за неимением гербовой бумаги пишем на обычной». Вторая переделка «Науки» заняла еще восемь лет, в результате чего модуль был готов к запуску только в начале 2021 года. Таким образом, «Наука» поставила своеобразный рекорд среди космических аппаратов: период от начала ее сборки и до момента выхода на орбиту составил целых 26 лет.
Что произошло после старта
После запуска «Науки» с космодрома Байконур, который произошел 21 июля, появился еще один повод для беспокойства: сразу же после штатного окончания работы ракеты «Протон» станция слежения в Барнауле кратковременно потеряла телеметрию, поступающую с борта модуля. Практически сразу же несколько источников заявило, что с «Науки» не были получены подтверждения об исправности системы сближения «Курс» и главных двигателей ДКС (двигатели коррекции и сближения).
Обе эти системы критически важны для стыковки с МКС: «Курс» обеспечивает навигацию на финальном этапе точного сближения, а импульсы от ДКС необходимы для коррекции орбиты модуля. Коррекция орбиты стала первым испытанием стойкости «Науки», так как «Протон» вывел модуль на достаточно низкую орбиту, с перигеем в 190 км. Это обычная практика запусков – дальнейшее изменение орбиты обычно делает сам космический аппарат, в более экономичном режиме. Но на орбите с низким перигеем модуль мог находиться не более одной недели, после чего торможение в верхних слоях атмосферы неизбежно повело бы его к поверхности нашей планеты.
Неопределенности в ситуацию с «Наукой» добавил и сам Роскосмос: там никак не комментировали вопрос возможных неполадок в модуле, лишь подтвердив потерю телеметрии над Барнаулом.
На следующий день, 22 июля, ситуация стала угрожающей: «Наука» пропустила первую из четырех запланированных коррекций орбиты. Из-за возникших проблем с коррекцией орбиты Роскосмос даже отложил отстыковку модуля «Пирс» от МКС, место которого должна была занять «Наука». Но к вечеру того же дня кризис был преодолен: в Роскосмосе сообщили, что первое включение двигательной установки модуля «Наука» и импульс формирования орбиты прошли штатно, а перигей орбиты модуля поднялся до 230 км.
Однако сомнения в корректности работы ДКС остались – по итогам модуль был вынужден использовать для сближения с МКС не четыре запланированных коррекции орбиты, а целых пять. Было ли это связано с пропуском времени для первой коррекции или с неполной функциональностью двигательной системы «Науки» – неизвестно, поскольку Роскосмос и тут воздержался от комментариев.
На этом негативном фоне стыковка «Науки» с МКС, которая произошла 29 июля в 16:29 московского времени, прошла на удивление гладко. Модуль после начального облета МКС с первого раза зашел на траекторию сближения со станцией и успешно пристыковался со служебным модулем «Звезда» в автоматическом режиме. Система сближения «Курс» и двигатели ориентации модуля отработали штатно, а скорость касания составила 8 см/с при максимально допустимых 15 см/c.
Взбесившийся модуль
Согласно процедуре интеграции модуля в МКС, российские космонавты должны были войти в «Науку» спустя два часа после стыковки. Однако спустя три часа после стыковки, в 19:45 по Москве, «Наука» неожиданно включила двигатели. Астронавты из американского сегмента МКС, которым была хорошо видна «Наука» из обзорных иллюминаторов, сообщили диспетчерам на Земле, что видят нечто странное: движение неустановленных частиц возле модуля, что говорит о работе двигателей или об утечке газа.
Чтобы минимизировать последствия от этого сбоя в «Науке», диспетчеры начали запускать двигатели на двух других модулях российской части МКС, включившись в то, что они сами назвали «перетягиванием каната». По результатам такое противостояние «Науки» со «Звездой» и «Прогрессом» закончилось вничью – орбиту станции удалось в общем сохранить, однако всю МКС развернуло на 45 градусов от ее начального положения.
Через час нештатной работы двигатели «Науки» удалось отключить и вернуть контроль за ситуацией на МКС. Инцидент не представлял опасности для экипажа станции, сама она не получила никаких повреждений. Комментарии некоторых «экспертов» о том, что «Наука» якобы «пнула» МКС и у станции «отвалились солнечные батареи», оставим на их совести – к моменту инцидента модуль и станция уже были в жесткой связке, а «отвалить» солнечные батареи об окружающий вакуум пока что на орбите никому не удавалось. По словам руководителя программы МКС в НАСА Джоэла Монталбано, космонавты даже не почувствовали движения станции во время инцидента, что и обусловило запоздалую реакцию на такое «вопиющее непослушание» нового модуля.
Пока неясно, что стало причиной нештатного срабатывания двигателей. Пресс-служба Роскосмоса прокомментировала нештатную ситуацию на «Науке» как «работу с остатками топлива» и процессом перевода модуля «Наука» из полетного режима в режим «состыкован с МКС». Конечно, такого рода комментарий выглядит попыткой сохранить хорошую мину при плохой игре. Ряд источников в отрасли говорит о том, что речь могла идти об утечке гелия, который используется для наддува баков, хотя нельзя исключать и полноценного срабатывания двигательной установки «Науки».
Скорее всего, сейчас острый кризис уже миновал: двигательная установка российского модуля уже надежно заглушена, а ориентацию МКС выправят штатными средствами. На срочно собранной пресс-конференции представитель НАСА на МКС Джоэл Монталбано сообщил, что Роскосмос возглавит расследование ситуации с модулем «Наука», но в нем также примут участие и американские инженеры. При этом Роскосмос предпочел сделать вид, что ничего особенного не произошло – по крайней мере, если верить источнику РИА «Новости» в Роскосмосе, «никаких комиссий по этому вопросу, тем более с инженерами НАСА, создаваться не будет, ситуация принята как штатная». Но это именно слова источника, официальных комментариев от Роскосмоса на момент публикации текста не поступало.
Так что пока в «сухом остатке» можно сказать следующее. «Наука» пристыкована к МКС, а ее многострадальная двигательная установка, которую дважды переделывали на Земле, отключена. Иначе говоря, легко отделались, могло быть гораздо хуже. Это главное. А все остальное экипаж МКС будет контролировать и исправлять уже на месте.
Текст: Алексей Анпилогов
интернет 
)
