Космос

[tomcat]

часть 1

Космодром «Восточный»: ну что, поехали?…

28 апреля 2016 Игорь Афанасьев , Дмитрий Воронцов
Сегодня, 28 апреля состоялся первый пуск с нового российского космодрома «Восточный». Ракета-носитель «Союз-2.1а» вывела на орбиту три космических аппарата: «Ломоносов», «Аист-2Д» и «Контакт-наноспутник». Завершился первый этап «марафона», стартовавший за восемь с половиной лет до этого…


Страница 1 - Выход к космосу

• Страница 2 - Не «Русь». Первый запуск

Острая необходимость создания национального российского космодрома была осознана сразу после распада СССР. До того момента для пусков в пространство в течение многих десятилетий использовались три «космические гавани» — Капустин Яр, Байконур и Плесецк.


Первый (самый маленький) был основан в 1946 году в Астраханской области как полигон для испытаний ракетной техники. С 1962 года отсюда на орбиту стали запускаться малые спутники серии «Космос». К 1991 году возможности полигона, включающего один стартовый комплекс с двумя пусковыми площадками для лёгких ракет-носителей, резко ограничивали поля падения отделяющихся частей, находящиеся, в том числе, в пределах Атырауской и Западно-Казахстанской областей независимой Республики Казахстана.

Второй (самый крупный) был построен к началу 1957 году в Кзыл-Ординской области Казахстана близ посёлка Тюратам между городками Казалинск и Джусалы в качестве полигона для лётных испытаний и боевого дежурства межконтинентальных баллистических ракет (МБР) Р-7. Отсюда 4 октября 1957 года на орбиту вышел первый в мире искусственный спутник Земли ПС-1. Постепенно Байконур стал универсальным космодромом: здесь эксплуатировались ракеты-носители всех классов, запускавшие на различные орбиты и траектории пилотируемые корабли, космические станции и другие аппараты гражданского и военного назначения.

Третий (самый северный) был создан к 1960 году южнее Архангельска как позиционный район базирования усовершенствованных «межконтиненталок» Р-7А (Объект «Ангара»), а через шесть лет получил статус космодрома. Поначалу Плесецк эксплуатировался в интересах Минобороны, и некоторое время считался самым «пускающим» космодромом мира. Отсюда могли стартовать ракеты-носители лёгкого и среднего классов, но энергетически невыгодное положение высокоширотное положение не позволяло осуществлять из Плесецка запуски пилотируемых кораблей и тяжелых геостационарных спутников связи.


Существующие космодромы не полностью подходили для выполнения всех аспектов российской космической программы

В итоге, после распада СССР на российской территории не осталось ни одного полноценного космодрома, дающего возможность выполнять весь спектр космических запусков. Независимый доступ в космос стал для страны проблемой.

Уже в 1992 году начались работы по проекту универсального носителя «Ангара», реализация которого открывала путь к запускам тяжелых космических аппаратов на высокоэнергетические орбиты с территории России. На начальном этапе проектируемый ракетно-космический комплекс планировалось развернуть в Плесецке, а позднее — на Дальнем Востоке, где позиционному району 27-й Краснознамённой дальневосточной дивизии Ракетных войск стратегического назначения, расположенному близ Углегорска в Амурской области, в 1996 году был присвоен статус космодрома. Увы, Свободный так и не стал полноценным космодромом: с марта 1997 по апрель 2006 года отсюда к орбите ушли лишь пять лёгких конверсионных «Стартов-1». А создание комплекса «Ангара» по многим причинам (в основном, финансовым) растянулось на два десятилетия и первые пуски новой универсальной ракеты из Плесецка были выполнены лишь в 2014 году.


Первый пуск тяжёлой ракеты «Ангара А-5» состоялся в конце декабря 2014 года. Фото: © РИА НОВОСТИ/Пресс-служба МО РФ

Таким образом, несмотря на то, что юридические вопросы использования Байконура постепенно были урегулированы, задача независимого гарантированного доступа России в космос решена не была. Кроме трудностей организационного плана, эксплуатация российского космодрома несёт заметное финансовое бремя, связанное с арендной платой ($ 115 млн в год) и ощутимыми затратами на поддержание объектов наземной инфраструктуры, находящихся на казахстанской территории.

Между тем, Соединённые Штаты имеют три действующих космодрома (Канаверал во Флориде, Ванденберг в Калифорнии, Среднеатлантический региональный космопорт в Вирджинии), а также базы, с которых можно осуществлять космические пуски (Кодьяк на Аляске и Уайт-Сэндс в Нью-Мехико). Свои космодромы строят частные компании (например, SpaceX). Китай располагает четырьмя космодромами, Япония — двумя, Евросоюз — одним.


Космодромы мира

Боевые операции западных стран в Ираке и Югославии показали всю важность космической поддержки: связь, навигация и разведка стали ключевыми факторами успешной войны. К середине 2007 года высшее политическое руководство России ребром поставило вопрос о создании полноценного российского космодрома, призванного открыть полностью независимый доступ в космос, гарантируя выполнение национальных отечественных, а также международных и коммерческих космических программ, снизив политические риски.

Место для «космической гавани» выбиралось с учётом самых разнообразных факторов. Точка старта должна находиться как можно ближе к экватору для уменьшения затрат топлива при запуске геостационарных спутников. Трассы полета средств выведения не должны пролегать над густонаселёнными районами. Зоны отчуждения под поля падения отделяемых частей носителей должны располагаться только на территории России, а их число необходимо минимизировать.


Трассы введения с космодрома Восточный. С плаката Роскосмоса

Соответственно, космодром следует строить по возможности ближе к океанскому побережью, учитывая наличие энергетической, транспортной и промышленной инфраструктуры, сейсмические и погодные условия.

Во время первого поиска места для дальневосточного космодрома наиболее оптимальными представлялись два района — город Углегорск в Амурской области (где расположен космодром Свободный) и Советская Гавань на побережье Тихого океана.

Оба района имели приблизительно равную функциональность, причём последний был даже несколько предпочтительнее из-за близости к океану (отработавшие ступени могли падать в нейтральных водах), но первый находился в лучших сейсмических условиях. Его в конечном итоге и выбрали. 6 ноября 2007 года Президент В.В. Путин подписал указ о строительстве космодрома Восточный вблизи Углегорска. С этого момента начались рекогносцировочные и расчётно-сметные работы, а также решались различные организационные вопросы.

Роль новой стартовой площадки не сводилась лишь к выполнению пусковых кампаний и обеспечению независимого доступа в космос. Эти задачи сами по себе важны, но отнюдь не единственны. Строительство и эксплуатация космодрома должны были улучшить демографическую и социально-экономическую ситуацию на российском Дальнем Востоке, а также обеспечить развитие местной промышленной базы, в том числе путём привлечения инвестиций отечественного и иностранного частного капитала. Например, председатель Наблюдательного совета некоммерческого «Института демографии, миграции и регионального развития» Ю.В. Крупнов рассматривал Восточный как важный фактор реализации Государственной программы по переселению соотечественников.


Ю.В. Крупнов считает космодром Восточный важным фактор реализации Госпрограммы переселения соотечественников

Не менее важным было и то, что вместе со строительством предполагалось изменить практически всю материально-техническую часть отечественной космонавтики, провозгласив лозунг «Новому космодрому — новую ракету и новый космический корабль!» Разумеется, обновление парка средств выведения требовало технического перевооружения отрасли. Таким образом Восточный становился системообразующим проектом, призванным стать локомотивом для теряющей конкурентоспособность отечественной ракетно-космической промышленности.

В основу космодрома ставилась совершенно новая ракета-носитель среднего класса повышенной грузоподъёмности (РН СКПГ), создаваемая в рамках опытно-конструкторской работы (ОКР) «Русь-М», и пилотируемый перспективный транспортный корабль нового поколения ПТК НП. Вместе они образовывали Перспективную пилотируемую транспортную систему ППТС.


Носитель среднего класса повышенной грузоподъёмности и пилотируемый корабль нового поколения должны были образовать перспективную пилотируемую транспортную систему. Графика А. Шлядинского

Разработка ракеты, получившей по шифру ОКР «популярное» (хотя и неофициальное) название «Русь-МП» (литера «П» означала «пилотируемая»), началась ещё в 2007 году, когда Федеральное космическое агентство запросило от предприятий отрасли предложения по облику нового пилотируемого носителя. Свои варианты представили Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс» (ныне Ракетно-космический центр (РКЦ) «Прогресс»), Государственный космический научно-производственный центр (ГКНПЦ) имени М.В. Хруничева, Ракетно-космическая корпорация (РКК) «Энергия» имени С.П. Королёва и Государственный ракетный центр (ГРЦ) имени академика В.П. Макеева. Во всех предложениях фигурировал одноразовый носитель, способный вывести на низкую околоземную орбиту аппарат массой свыше 20 т. Параллельно РКК «Энергия» и ГКНПЦ прорабатывали пилотируемый корабль.

В начале 2009 года Роскосмос объявил конкурсы на эскизное проектирование носителя «Русь-МП» и корабля ПТК НП. Технические требования к ракете строились на результатах проектных проработок РКК «Энергия», учитывая предложения ГРЦ и «ЦСКБ-Прогресс». В марте 2009 года триумвират этих предприятий и выиграл конкурс, получив контракт стоимостью около 375 млн руб. Предложение ГКНПЦ («Ангара-А5П») было отвергнуто.


В конкурсах Роскосмоса рассматривались различные варианты развития перспективных средств выведения.

Концепция носителя предусматривала создание ракеты стартовой массой 673-688 т. Первая ступень представляла собой жёсткую связку трёх одинаковых унифицированных ракетных блоков с двигателями РД-180В, работающими на жидком кислороде и керосине. Вторая ступень оснащалась четырьмя кислородно-водородными двигателями РД0146. «Русь-МП», способная запускать на низкую околоземную орбиту груз массой свыше 23 т, с запасом решала задачу выведения ПТК НП начальной массой 14 т в варианте для снабжения орбитальных станций. Избыточная энергетика создавала необходимый резерв на случай нештатных ситуаций: сверхгарантийный запас топлива в верхней ступени обеспечивал продолжение полета при отказе одного РД0146 либо выход корабля на траекторию, обеспечивающую минимальный риск при спасении экипажа. Конструкция и размерность допускали создание на базе блоков ракеты носителя тяжёлого класса грузоподъемностью до 55 т и более, открывая путь к пилотируемым экспедициям на Луну.


Ракеты-носители, разрабатываемые в рамках ОКР «Русь-М», занимали в панах Роскосмоса значительное место



Весной 2009 года конкурс на эскизное проектирование ПТК НП выиграла «Энергия», обойдя Центр Хруничева, представивший вариант развития концепций, разработанных с участием предприятия в 1960 — 1980 годах. Первоначально новый корабль делался в двух основных вариантах: околоземный (для снабжения Международной космической станции, МКС) и лунный — для выхода на окололунную орбиту. Первый должен был обеспечить полет шести космонавтов плюс возвращение на землю груза массой 500 кг, а второй — отправить к Луне четверых космонавтов плюс 100 кг груза. Кроме базовых, в состав ППТС должны были входить корабли для автономных (научных, прикладных, туристических) полётов, спасатель, беспилотный грузовик, а также беспилотный грузовозвращающий корабль.

Первый пуск «Руси-МП» с Восточного планировался на 2015 год, а первый пилотируемый полёт — на 2018 год. Для реализации проекта на новом космодроме предполагалось построить два универсальных стартовых комплекса с соответствующей технической инфраструктурой. На втором этапе к носителю должна была присоединиться Многоразовая ракетно-космическая система (МРКС-1) с крылатой первой ступенью, способная выводить на низкую орбиту полезные нагрузки массой от 20 до 60 т. На третьем этапе на Восточном возводилась инфраструктура для пусков сверхтяжёлых носителей.


В.В. Путин оценивает макет космодрома Восточный. На переднем плане – макет ракеты-носителя «Русь-М»

Под эти планы формироваться системный проект нового космодрома. В 2011 году велось техническое и эскизное проектирование, из федерального бюджета пришли первые 1,4 млрд рублей на прокладку железных и автомобильных дорог, монтаж линий электропередач и промышленной эксплуатационной базы. На первый этап строительства — создание обеспечивающей инфраструктуры — до 2015 года из федеральной целевой программы «Развитие космодромов» было выделено 81 млрд рублей, из «Федеральной космической программы» — ещё 92 млрд руб. Общую стоимость проекта оценивали в 300 млрд рублей.

Работа набирала обороты, казалось — всё идёт по плану. В 2011 году началась расчистка стройплощадки, завершился не только эскизный, но и технический проект «Руси-М» и ПТК НП. И тут, как гром среди ясного неба, грянуло «переформатирование» всего проекта Восточный. Его инициатором выступил В.А. Поповкин, с апреля 2011 года возглавивший Роскосмос. Уже осенью, выступая в Госдуме, он сообщил о решении закрыть «Русь-М».


7 октября 2011 года В.А. Поповкин (в центре) объявил о решении остановить проектирование «Руси-М» (vpk.name)

 

[tomcat]

часть 2

Космодром «Восточный»: ну что, поехали?…

28 апреля 2016 Игорь Афанасьев , Дмитрий Воронцов
Сегодня, 28 апреля состоялся первый пуск с нового российского космодрома «Восточный». Ракета-носитель «Союз-2.1а» вывела на орбиту три космических аппарата: «Ломоносов», «Аист-2Д» и «Контакт-наноспутник». Завершился первый этап «марафона», стартовавший за восемь с половиной лет до этого…

Решение было нелёгким, ведь именно под эту ракету «рисовался» облик космодрома. Среди причин пересмотра проекта В.А. Поповкин назвал чрезмерное потребное финансирование и отсутствие видимых преимуществ перед «Ангарой». Как же так? Ведь всего два года назад «Русь-МП» с триумфом выиграла конкурс, обойдя ту же «Ангару-5П»!

Ответ на этот вопрос невозможен без непредвзятого взгляда на состояния российской ракетно-космической отрасли, который показывает, что даже в благополучные 1970-1980-х годах отечественная промышленность не смогла создать ни одного успешного современного космического носителя, которые так или иначе не базировался бы на МБР. В самом деле, проекты первых специальных ракет «для космоса» Н-1 и «Энергия» потерпели крах (первая так и не достигла орбиты, вторая оказалась не нужна после второго полёта), модульные носители 11К37 и 11К55 вместе с многочисленными вариантами развития той же «Энергии» остались на бумаге. Лишь «Зениту» повезло, да и то достаточно условно: при всех технических достоинствах он оказался прочно привязан к потребностям космических программ — сначала военной, а потом и коммерческой — и не смог обрести статуса универсального носителя.


Самые удачные и востребованные советские носители разрабатывались на базе баллистических ракет (voennoe-obozrenie.ru)

Проект комплекса «Ангара», разрабатываемый с 1992 года, показал, что отечественная ракетно-космическая промышленность не в состоянии быстро создать тяжёлый носитель. Проблемы лежали на поверхности: снижение профессионального уровня кадров, регресс поставщиков (а некоторые предприятия-смежники просто не пережили «проклятые 90-е»), износ основных фондов, разрушение кооперации, трудности работы в новых экономических условиях структур, сформированных в 1950-1960 годы. Цифры и сроки реализации, представленные при защите проекта «Русь-М», заставили крепко задуматься... Было понятно, что затевать ещё одну дорогостоящую разработку — а новая ракета была вовсе не проще «Ангары-А5» — значило поставить крест на планах ввода Восточного в эксплуатацию в обозримом будущем. Чтобы выдержать директивные сроки, необходимо было иное решение…

Оно было найдено – вместо высокотехнологичной, престижной, но труднореализуемой «Руси-М» перейти на проверенный временем «Союз-2» и … «Ангару». Последняя к тому моменту практически завершала цикл наземной экспериментальной отработки и выходила на этап лётно-конструкторских испытаний. Для ускорения процесса в проекте Восточного было решено воплотить наработки, полученные в ходе разработки наземной инфраструктуры для «Руси-М».


С космодрома Восточный должны стартовать ракеты-носители «Союз-2» и «Ангара»

Заметим: решение не простое и обсуждается до сих пор. С одной стороны, оно резко затормозило развитие космической ракетной техники в стране. С другой позволило ускорить стройку и дать чёткие перспективы Восточному. Вероятно, стремление возможно быстрее обеспечить полный и независимый доступ России в космос оказалось весомее соображений технического прогресса.

После расстановки приоритетов строительство стало набирать темпы. Возведение объектов началось в июле 2012 года. На территории космодрома должны вырасти свыше 500 зданий и сооружений, необходимо построить аэродром, кислородно-азотный и водородный заводы для получения компонентов ракетного топлива на месте. Кроме того, надо развернуть современный измерительный комплекс, проложить 115 км автомобильных и 125 км железных дорог, включая ветку от станции «Ледяная» Транссибирской железной дороги. Для специалистов космодрома и их семей возводится наукоград Циолковский, рассчитанный на 20—30 тысяч человек. В городе планируется ввести в строй около 30 объектов социально-культурного и бытового назначения, а также 42 многоэтажек для проживания специалистов космодрома и их семей. В перспективе Циолковский должен стать одним из самых современных населённых пунктов Амурской области.


Наукоград Циолковский в представлении архитекторов

Цифры оттеняют отличия Восточного от остальных космодромов России: он значительно компактнее, занимает всего около 700 км2, тогда как площадь Байконура — 6717 км2, а Плесецка — 1762 км2. Космические объекты сосредоточены на техническом и стартовом комплексах. В их состав входят сложные инженерные сооружения: пусковое устройство, заправочный комплекс, монтажно-испытательные корпуса для подготовки средств выведения, автоматических космических аппаратов и пилотируемых кораблей.

На Байконуре или в Плесецке блоки ракеты разгружаются в одном здании, собираются в другом, а заправка вынесена за много километров. Перевозка между объектами космодрома увеличивает риск повреждения ракет и спутников из-за тряски, вибрации и возможных ударов. На Восточном все операции, кроме пусковых, происходят под одной крышей закрытого помещения. Здесь осуществляется приёмка блоков носителя и космического аппарата и производится интеграция ракеты с космической головной частью. Только заправка разгонного блока отнесена на некоторое удаление.


Разгрузка и сборка блоков ракет-носителей на Восточном проводятся под одной крышей закрытого помещения

Новинка — сборка ракет «Союз-2» и «Ангара-А5» в общем Технологическом комплексе космодрома (ТКК), который строится поэтапно. На первом этапе будет сдана в эксплуатацию часть комплекса, отвечающая за сборку, подготовку и испытание «Союза», на втором — «Ангары». Параллельно возводятся участки ТКК для подготовки космических головных частей — включая разгонные блоки, аппараты (в том числе пилотируемые корабли) и головные обтекатели — соединённые трансбордерной галереей.


Участки технологического комплекса соединяет трансбордерная галерея

Для подготовки носителей «Союз» на стартовом комплексе впервые в России используется мобильная башня обслуживания (МБО) высотой 52 м и массой 1600 т, полностью закрывающая ракету от непогоды и обеспечивающая гораздо более комфортные условия работы стартового расчёта в условиях сурового климата.

Темпы возведения стартового комплекса характеризуют следующие цифры. Работы начались в июле 2012 года. К ноябрю 2013 года был вырыт котлован и заложены фундаменты сооружений ТКК. В конце 2015 года завершились все основные строительно-монтажные работы первого этапа, в том числе в монтажно-испытательном корпусе ракеты-носителя (МИК РН) площадью более 12 000 м2.

МИК РН включает административно-производственную и сборочно-испытательную части со сложнейшими инженерными системами и уникальным оборудованием. Высота сборочного зала превышает 37 м, производственное помещение оснащено двумя мостовыми кранами грузоподъёмностью 50 т каждый. Одна из стен зала — сплошной витраж площадью более 6 000 м2, позволяющий в полной мере использовать дневной свет для дополнительного освещения. Семиэтажная административно-производственная часть (более 700 помещений различного назначения) для повышения надёжности разбита на три температурно-сейсмичных блока.


Строительство технологического и стартового комплексов космодрома Восточный (состояние на 3 июля 2015 года)

Объекты первой очереди космодрома, обеспечивающие подготовку и запуск космических аппаратов научного, народно-хозяйственного, двойного и коммерческого назначения были построены и введены в эксплуатацию в конце 2015 — начале 2016 года.

Последующие этапы развития Восточного связаны со строительством и вводом в строй технического и стартового комплексов ракеты «Ангара», а также с началом пилотируемых полётов и реализацией российской лунной программы. Второй этап должен начаться в 2016 году, первые пуски намечены на 2021 год. Пусковая инфраструктура для «Ангары» будет создаваться с учётом опыта, полученного в Плесецке (и наоборот — решения, реализованные в ТКК Восточного, найдут применение на северном космодроме). С универсального стартового комплекса смогут взлетать все ракеты семейства, в том числе тяжёлая грузовая «Ангара-А5», пилотируемая «Ангара-А5П» и «лунная» «Ангара-А5В». В конструкции старта будет учтено использование первого российского кислородно-водородного разгонного блока КВТК, а также пилотируемых кораблей ПТК НП.


Следующий этап развития космодрома Свободный связан с ракетой-носителем «Ангара»


В перспективе Восточный рассматривается как площадка для пилотируемых полётов в дальний космос. Для этого после 2025 года возможно создание на космодроме стартового комплекса для ракеты-носителя сверхтяжёлого класса, с параметрами которой Роскосмос должен определиться в этом году.

К сожалению, строительство с самого начала сопровождалось проблемами финансового и организационного плана. Довольно долго решался вопрос о выделении земель, а государственную экспертизу проект космодрома прошёл только в 2014 году! Соответственно, работы на Восточном начинались в условиях бессистемной выдачи проектно-сметной документации, в которую впоследствии было внесено около 8 000 изменений.

Не обошлось и без банальных растрат и хищений. За время строительства возбуждено множество уголовных дел, своих постов лишились руководители крупных организаций. Проект пришлось взять под жёсткий контроль. За последние годы Президент В.В. Путин, премьер-министр Д.А. Медведев несколько раз посещали стройку, а визиты вице-премьера Д.О. Рогозина на Восточный проходят практически ежемесячно. Космодром является предметом первостепенного внимания со стороны руководителей Роскосмоса.


Вице-премьер Д.О. Рогозин и руководитель «Роскосмоса» И.А. Комаров на космодроме Восточный 3 июля 2015 года.

Несмотря на это сроки сдачи объектов постоянно отставали от графика. Кроме вышеуказанных были причины и внешнего плана, в том числе связанные с антироссийскими санкциями — они сказались на поставках инженерного оборудования космодрома. В представленной строителям проектно-сметной документации неоднократно обозначались конкретные производители того или иного (обычно, уникального) зарубежного оборудования. Часть систем удалось заменить на доступные импортные, часть — на отечественные или поставить из стран, не участвующих в санкционном давлении. Полностью отказаться от импорта не получилось, так как в некоторых случаях российских аналогов пока просто нет...

В целом усилиями правительства и руководства отрасли, а также специалистов и рабочих подрядных организаций отставание от графика удалось сократить от месяцев к неделям. Всё же выдержать директивный срок первого пуска (до конца 2015 года) не смогли, и В.В. Путин своим решением перенёс дату на апрель 2016 года.


В.В. Путин в МИКе космодрома Восточный. 14 октября 2015 года.


Блоки носителя «Союз-2.1А» для первого пуска прибыли на Восточный 24 сентября 2015 года. Путь с самарского «Прогресса» на космодром занял 18 дней. Однако по организационно-техническим причинам, связанным с неготовностью технического и стартового комплекса, подготовка и тестирование ракеты начались лишь зимой. Параллельно, в январе-феврале 2016 года активно велись автономные испытания систем стартового и технического комплексов.

21-26 марта успешно прошёл так называемый «сухой вывоз» — операция, в ходе которой с носителем выполнялись все предстартовые работы за исключением заправки и собственно пуска. Сухой вывоз нужен для примерки ракеты к механическим агрегатам и системам стартового комплекса, а также для проведения испытаний. Подобная генеральная репетиция пуска здорово облегчает и упрощает последующую «боевую» работу.


«Сухой вывоз» ракеты «Союз» для примерки к стартовому комплексу космодрома Восточный

Параллельно с ракетой готовились к полёту и полезные нагрузки — спутники «Ломоносов», «Аист-2Д» и SamSat-218 («Контакт-наноспутник»).

Первый — плод совместной работы студентов Московского государственного университета (МГУ) и специалистов Научно-производственной корпорации «Космические системы мониторинга, информационно-управляющие и электромеханические комплексы» имени А.Г. Иосифьяна (Корпорация ВНИИЭМ), которые разработали аппарат на базе спутника дистанционного зондирования «Канопус-В». «Ломоносов» предназначен для исследования транзиентных световых явлений в верхней атмосфере Земли, радиационных характеристик магнитосферы и фундаментальных космологических исследований. Это первый в стране проект космического аппарата, который финансируется за счёт университета. Подготовку спутника к полёту вели инженеры и техники ВНИИЭМ.


Сборка космической головной части с блоком выведения «Волга» и тремя спутниками. (вперёдроссия.рф)

Малый космический аппарат «Аист-2Д» разработан учёными Самарского государственного аэрокосмического университета (СГАУ) имени С.П. Королёва и специалистами РКЦ «Прогресс». Спутник, оснащённый радиолокатором и оптической системой, предназначен для наблюдения за земной поверхностью. Он способен видеть даже объекты, скрытые кронами деревьев или облачностью. По словам учёных, локатор, разработанный в Поволжском государственном университете телекоммуникаций и информатики (ПГУТИ) и работающий в новом Р-диапазоне частот, уникален. «Подобной аппаратуры в мире пока нет. Моностатический радиолокатор BIOSAR P-диапазона с разрешением 30 м планируется к запуску Европейским космическим агентством в 2020 году», — отмечают они. Всего на «Aиcтe-2Д» установлено восемь типов научной аппаратуры, шесть из которых разработаны и изготовлены в СГАУ.

Наноспутник SamSat-218, также разработанный в СГАУ, решает ряд технологических и образовательных задач, и, в первую очередь, предназначен для отработки алгоритмов ориентации аппаратов класса «нано». Его создатели также намерены освоить технологию управления спутником по мобильному спутниковому телефону системы GlobalStar: авторы эксперимента планируют «звонить» на борт аппарата и получать необходимую телеметрическую информацию о ходе полёта.


Самарский малый космический аппарат «Аист-2Д».

23 апреля ракету космического назначения (РКН) «Союз 2.1а» для первого старта установили в пусковое устройство. Начались предстартовые проверки. Интересный факт: на время подготовки и пуска со стартового комплекса был эвакуирован... кот, проживающий под строительным вагончиком примерно в 100 м от стартового стола.

25 апреля президент Российской ассоциации авиационных и космических страховщиков (РААКС) Павел Шутов сообщил, что конкурс на право застраховать первый пуск с Восточного выиграла компания «ВТБ страхование», заключившая договор с Роскосмосом.

Павел Шутов: «Конкурс на право застраховать первый пуск с Восточного выиграла компания «ВТБ страхование»»

Лимит ответственности по страхованию РКН составил 1,8 млрд рублей, по наземной инфраструктуре космодрома — 3 млрд рублей. Кроме того, через Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры (ЦЭНКИ) произведено страхование гражданской ответственности с максимальной суммой выплат в размере 3,6 млрд рублей. Помимо «ВТБ Страхования», состраховщиками были «Ингосстрах», «Согаз» и Страховой центр «Спутник».

Таким образом, общая сумма выплат, причитающихся в случае неудачного пуска, составит до 8,4 млрд рублей. Павел Шутов сказал, что премия страховщика составит 132 млн рублей по ракете, не озвучив данные по страхованию наземной инфраструктуры.

26 апреля в 21:30 мск Госкомиссия (сопредседатели — первый заместитель генерального директора Госкорпорации «Роскосмос» Александр Иванов и заместитель командующего космическими войсками Воздушно-космических сил России Андрей Иванишин) дала «добро» на заправку ракеты космического назначения (РКН) «Союз-2.1а» компонентами топлива и сжатыми газами.

Первая попытка пуска «Союза-2.1А»

27 апреля в 02:36 мск на основании результатов заправки Госкомиссия приняла решение готовить ракету РКН к пуску. Была выдана команда на начало автоматических циклов предстартовой подготовки ракеты и блока выведения и отвод мобильной башни обслуживания (МБА).

Увы, обещанная видеотрансляция с космодрома на сайте «Роскосмоса» так и не началась. Да и пуск в объявленное время (05:01:21 мск) не состоялся. По словам главы Госкорпорации Игоря Комарова, «За 2,5 минуты до контакта подъема произошел автоматический отбой циклограммы. После команды «наддув» произошла автоматическая остановка пуска в связи со сбоями работы автоматизированной системы управления. Орбита для выведения была солнечно-синхронная, в связи с этим планируется перенос на одни сутки, за это время будем отрабатывать все отклонения».

Через пару минут после «не старта». Фото Марины Лысцевой

Что касается причин, приведших к остановке, то Игорь Анатольевич сообщил: «Удалось достаточно четко локализовать проблемное место, где могло все произойти». Башню обслуживания накатили на ракету, стоявшую, что называется, «под парами». Всю первую половину дня шли работы по поиску и устранению неисправности. Наконец, в 23:30 Госкомиссия приняла решение пускать «Союз-2.1а» в запасной день, 28 апреля в 5:01 мск. Почти все вчерашние процедуры повторились.

Наконец, старт состоялся! Ракета «Союз-2-1А» с блоком выведения «Волга» и спутниками «Михайло Ломоносов», «АИСТ-2Д» и «Контакт-Наноспутник» поднялась со стола под действием силы тяги двигателей четырех боковых блоков первой ступени и центрального блока второй ступени. Впервые в российской космической программе носитель был оснащен внешними видеокамерами («рокеткамами») для съёмки запуска «с точки зрения взлетающей ракеты», но в прямой эфир кадры не шли.

После старта носитель лёг на трассу в северо-западном направлении, формируя траекторию полёта на приполярную орбиту с наклонением 97.272 градусов к экватору.

Один из первый снимков старта «Союза» с Восточного

Через две минуты после пуска четыре «боковушки» отделились от «центра» и понеслись к расчётной зоне падения в Амурской области. Створки обтекателя, защищающего полезную нагрузку, были сброшены через 3,7 минуты полёта на участке работы второй ступени и упали в расчетной зоне в Республике Саха (Якутия).

За несколько мгновений до окончания работы второй ступени, на 4,8 минуте полёта включился двигатель третьей ступени. Его газы истекали через решетчатый межступенчатый переходник, который затем отделился вместе со второй ступенью. Всего через две секунды после набора тяги были сброшены три секции хвостового отсека третьей ступени. Вместо со второй ступенью они пронеслись по баллистической траектории и упали в расчётном районе Республики Саха.

Третья ступень работала до 8,7 минут полёта и отделила блок «Волга» с тремя спутниками на эллиптической промежуточной орбите. В течение более чем 40 минут «космический буксир» и его груз летели пассивно. Затем наступил момент, когда «Волга» впервые включила двигатель: почти трёхминутный импульс увеличил апогей орбиты до 500 км над Землёй. В течение ещё 45 минут блок по инерции поднимался к апогею переходной орбиты, где на две минуты вновь работал двигатель, после чего связка очутилась на околокруговой орбите высотой около 500 км.

Блок выведения «Волга» формирует орбиту спутников. Графика РКЦ «Прогресс»

Менее чем через полчаса после того, как выключился двигатель второй ступени, крошечный «Контакт-Наноспутник» вышел из своего пускового контейнера с краю конического адаптера полезной нагрузки на верхней части блока выведения «Волга». Ровно через 10 минут спутники «Михайло Ломоносов» и «Аист-2Д», установленные под некоторым углом в верхней части «Волги», отделились от блока.

После освобождения от полезного груза, «Волга» совершит маневр схода с орбиты, войдет в плотные слои атмосферы и сгорит над отдалённым районом Тихого океана примерно в 12:00 мск.

В этом году это — первый и единственный пуск. На следующий год с первого национального гражданского космодрома Восточный должны состоятся еще два запуска.

 

[tomcat]

Фото дня: первые снимки с борта космической обсерватории «Ломоносов»
18.05.2016 [12:27], Сергей Карасёв
Космическая обсерватория МГУ «Ломоносов» передала на Землю первые изображения с бортовых камер сверхширокого поля зрения «ШОК».

Напомним, что аппарат «Ломоносов» был выведен на орбиту в ходе первого пуска ракеты с космодрома Восточный, который состоялся 28 апреля 2016 года. Спутник предназначен для исследования экстремальных космических явлений в атмосфере Земли, ближнем космосе и Вселенной, например гамма-всплесков или космических лучей предельно высоких энергий.

МГУ

На борту обсерватории установлен ряд научных приборов, включая «ШОК». Это устройство состоит из двух неподвижных быстрых широкоугольных камер, поле зрения которых находится в области детектирования гамма-всплесков другими инструментами, расположенными на борту спутника.

Камеры предназначены не только для синхронных наблюдений самых мощных взрывов во Вселенной (гамма-всплесков), которые являются результатом столкновения нейтронных звёзд и чёрных дыр. В то же время они являются прообразом будущей космической системы оповещения астероидной опасности и предупреждения столкновения с космическими аппаратами.

МГУ

Уже на первых полученных кадрах зафиксированы десятки пролетающих мимо «Ломоносова» искусственных спутников Земли и их обломков (космического мусора). К примеру, видны два искусственных объекта, находящихся на различном расстоянии от камер на фоне звёздного неба.

Прибор «ШОК» на борту «Ломоносова» войдёт в состав единой системы наблюдения, объединённой с наземной инфраструктурой роботизированных телескопов МГУ «Мастер».

 

[tomcat]

На спутнике «Ломоносов» активирована вся научная аппаратура
02.06.2016 [14:51], Сергей Карасёв
Служебная платформа космического аппарата «Ломоносов» прошла весь комплекс испытаний по программе лётных тестов, о чём сообщает «Корпорация ВНИИЭМ».

Напомним, что спутник «Ломоносов» был выведен в космос в ходе первого запуска ракеты-носителя с космодрома Восточный 28 апреля нынешнего года. С 10 мая специалисты приступили к последовательной проверке научных приборов спутника.

Роскосмос

В самом начале была протестирована аппаратура мониторинга и исследования космической радиации — ДЭПРОН (дозиметр электронов, протонов и нейтронов). Этот прибор позволит специалистам не только вести мониторинг радиационной обстановки, но и исследовать физические явления, связанные с природой самой радиации.

Затем был успешно протестирован прибор ИМИСС-1, предназначенный для регистрации микроускорений в рамках программы исследования компенсации расстройств органов зрения человека в условиях микрогравитации. 11 мая проверен спектрометр рентгеновского и гамма-излучений БДРГ, предназначенный для исследований гамма-всплесков. А 13 мая успешно включён детектор заряженных частиц ELFIN, основная научная задача которого — изучить механизмы потерь электронов и протонов.

16 мая впервые в космосе заработали два уникальных мини-телескопа — ШОК. Эти приборы предназначены для синхронных оптических наблюдений самых мощных взрывов во Вселенной — гамма-всплесков.

«Корпорация ВНИИЭМ»

19 мая был развёрнут в рабочее положение и включён астрофизический прибор — ультрафиолетовый телескоп «ТУС»: это большой зеркальный телескоп с очень высоким временным разрешением (менее 1 микросекунды). Он будет исследовать на ночной стороне Земли космические лучи внегалактического происхождения — частицы самых больших энергий из всех известных человечеству.

Наконец, 30 мая успешно включён последний прибор из состава научной аппаратуры — UFFO, который предназначен для исследования ранней фазы (переднего фронта) космических гамма-всплесков с целью тестирования данного физического явления в качестве космологической эталонной свечи для изучения и понимания Вселенной на ранней стадии развития.

Таким образом, на сегодняшний день активирована вся научная аппаратура спутника «Ломоносов». Замечаний к функциональности служебной платформы нет.

 

[tomcat]

часть 1

Первый полет «Союз МС»: полвека эволюции

7 июля с Байконура стартовала ракета-носитель «Союз-ФГ» с модифицированным транспортным кораблём «Союз МС». А 28 ноября 1966 года с того же стартового комплекса в полёт отправился прототип самого первого «Союза» — спутник «Космос-133». И полувековой юбилей, и запуск самой совершенной модификации — прекрасный повод вспомнить историю корабля и разобраться в его устройстве

Рождение «Союза»
Первые пилотируемые корабли-спутники серии «Восток» (индекс 3КА) создавались для решения узкого круга задач — во-первых, чтобы опередить американцев, и, во-вторых, чтобы определить возможности жизни и работы в космосе, изучить физиологические реакции человека на факторы орбитального полёта. Корабль блестяще справился с поставленными задачами. С его помощью был осуществлён первый прорыв человека в космос («Восток»), состоялась первая в мире суточная орбитальная миссия («Восток-2»), а также первые групповые полёты пилотируемых аппаратов («Восток-3» — «Восток-4» и «Восток-5» — «Восток-6»). Первая женщина попала в космос также на этом корабле («Восток-6»).

Развитием этого направления стали аппараты с индексами 3КВ и 3КД, с помощью которых были осуществлены первый орбитальный полёт экипажа из трёх космонавтов («Восход») и первый выход человека в открытое космическое пространство («Восход-2»).


Первый в мире космический корабль «Восток». Графика А. Шлядинского

Однако ещё до того, как были установлены все эти рекорды, руководителям, конструкторам и проектантам королёвского Опытного конструкторского бюро (ОКБ-1) было ясно, что для решения перспективных задач лучше подойдёт не «Восток», а другой корабль, более совершенный и безопасный, обладающий расширенными возможностями, увеличенным ресурсом систем, удобный для работы и комфортный для жизни экипажа, обеспечивающий более щадящие режимы спуска и большую точность посадки. Для повышения научной и прикладной «отдачи» требовалось увеличить численность экипажа, введя в него узких специалистов — врачей, инженеров, учёных. Кроме того, уже на рубеже 1950—1960-х годов создателям космической техники было очевидно, что для дальнейшего изучения космического пространства нужно освоить технологии встречи и стыковки на орбите для сборки станций и межпланетных комплексов.

Летом 1959 года в ОКБ-1 начался поиск облика перспективного пилотируемого корабля. После обсуждений целей и задач нового изделия было решено разработать достаточно универсальный аппарат, пригодный как для околоземных полётов, так и для облётных лунных миссий. В 1962 году в рамках этих изысканий был инициирован проект, получивший громоздкое название «Комплекс сборки космических аппаратов на орбите спутника Земли» и короткий шифр «Союз». Основной задачей проекта, в ходе решения которой предполагалось освоить орбитальную сборку, был облёт Луны. Пилотируемый элемент комплекса, имевшего индекс 7К-9К-11К, получил название «корабль» и имя собственное «Союз».


Комплекс сборки космических аппаратов на орбите спутника Земли («Союз») должен был включать двухместный пилотируемый корабль для облёта Луны, разгонный блок для старта с околоземной орбиты и серию орбитальных танкеров-заправщиков. Рисунок В. Некрасова из архива «Новостей космонавтики»

Принципиальным его отличием от предшественников были возможности стыковки с другими аппаратами комплекса 7К-9К-11К, полёта на большие (вплоть до орбиты Луны) расстояния, входа в земную атмосферу со второй космической скоростью и посадки в заданном районе территории Советского Союза. Отличительной чертой «Союза» стала компоновка. Он состоял из трёх отсеков: бытового (БО), приборно-агрегатного (ПАО) и спускаемого аппарата (СА). Такое решение позволило обеспечить приемлемый обитаемый объём для экипажа из двух-трёх человек без существенного роста массы конструкции корабля. Дело в том, что спускаемые аппараты «Востоков» и «Восходов», покрытые слоем теплозащиты, содержали системы, нужные не только для спуска, но и для всего орбитального полёта. Вынеся их в другие отсеки, не имеющие тяжёлой теплозащиты, проектанты могли заметно сократить общий объём и массу спускаемого аппарата, а значит, значительно облегчить весь корабль.

Надо сказать, что по принципам разбиения на отсеки «Союз» мало чем отличался от своих заокеанских конкурентов — кораблей Gemini и Apollo. Однако американцам, обладающим большим преимуществом в области микроэлектроники с высоким ресурсом, удавалось создавать сравнительно компактные аппараты, не разделяя жилой объём на независимые отсеки.


Американский корабль Gemini был принципиально близок к «Союзу», но не имел дополнительного обитаемого отсека и оказался легче благодаря некоторым технологическим преимуществам

Из-за симметричного обтекания при возвращении из космоса сферические спускаемые аппараты «Востоков» и «Восходов» могли совершать лишь неуправляемый баллистический спуск с достаточно большими перегрузками и невысокой точностью. Опыт первых полётов показал, что эти корабли при посадке могли отклоняться от заданной точки на сотни километров, что значительно затрудняло работу специалистов по поиску и эвакуации космонавтов, резко увеличивая контингент сил и средств, привлекаемых для решения этой задачи, зачастую заставляя их рассредоточиваться по огромной территории. Например, «Восход-2» сел со значительным отклонением от расчётной точки в таком труднодоступном месте, что поисковики лишь на третьи (!) сутки смогли эвакуировать экипаж корабля.

Спускаемый аппарат «Союза» обрёл сегментально-коническую форму «фары» и при выборе определённой центровки летел в атмосфере с балансировочным углом атаки. Несимметричное обтекание порождало подъёмную силу и давало аппарату «аэродинамическое качество». Этим термином определяется отношение подъёмной силы к лобовому сопротивлению в поточной системе координат при данном угле атаки. У «Союза» оно не превышало 0,3, но этого хватало, чтобы на порядок (с 300—400 км до 5—10 км) повысить точность приземления и вдвое-второе (с 8—10 до 3—5 единиц) снизить перегрузки при спуске, делая посадку гораздо более комфортной.


Схема размещения космонавтов в спускаемом аппарате корабля «Союз»

«Комплекс сборки космических аппаратов на орбите спутника Земли» не был реализован в первоначальном виде, но стал родоначальником многочисленных проектов. Первым был 7К-Л1 (известен под открытым названием «Зонд»). В 1967-1970 годах по этой программе было предпринято 14 попыток запуска беспилотных аналогов этого пилотируемого корабля, 13 из которых имели целью облёт Луны. Увы, по разным причинам лишь три можно считать успешными. До пилотируемых миссий дело не дошло: после облёта Луны американцами и высадки на лунную поверхность интерес руководства страны к проекту угас, и 7К-Л1 закрыли.

Лунный орбитальный корабль 7К-ЛОК был частью пилотируемого лунного комплекса Н-1 — Л-3. В период с 1969 по 1972 год советская сверхтяжёлая ракета Н-1 стартовала четырежды, и каждый раз с аварийным исходом. Единственный «почти штатный» 7К-ЛОК погиб при аварии 23 ноября 1972 года в последнем пуске носителя. В 1974 году проект советской экспедиции на Луну был остановлен, а в 1976 году отменён окончательно.


Корабль для облёта Луны 7К-Л1 «Зонд» на разгонном блоке и в полётной конфигурации. Графика А. Шлядинского

В силу разных причин как «лунные», так и «орбитальные» ответвления проекта 7К-9К-11К не прижились, а вот семейство пилотируемых кораблей для проведения «тренировочных» операций по встрече и стыковке на околоземной орбите состоялось и получило развитие. Оно отпочковалось от темы «Союз» в 1964 году, когда было принято решение отработать сборку не в лунных, а в околоземных полётах. Так появился 7К-ОК, получивший в наследство имя «Союз». Основные и вспомогательные задачи первоначальной программы (управляемый спуск в атмосфере, стыковка на околоземной орбите в беспилотном и пилотируемом вариантах, переход космонавтов из корабля в корабль через открытый космос, первые рекордные автономные полёты на длительность) удалось решить за 16 запусков «Союзов» (восемь из них прошли в пилотируемом варианте, под «родовым» именем) до лета 1970 года.


Космический корабль «Союз» 7К-ОК с активным стыковочным узлом. Графика А. Шлядинского

Оптимизация задач
В самом начале 1970-х годов Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ, так с 1966 года стало называться ОКБ-1) на базе систем корабля 7К-ОК и корпуса орбитальной пилотируемой станции ОПС «Алмаз», спроектированной в ОКБ-52 В. Н. Челомея, разработало долговременную орбитальную станцию ДОС-7К («Салют»). Начало эксплуатации этой системы лишало смысла автономные полёты кораблей. Космические станции обеспечивали получение гораздо большего объёма ценных результатов из-за более длительной работы космонавтов на орбите и наличия места для установки различной сложной исследовательской аппаратуры. Соответственно, корабль, доставляющий экипаж к станции и возвращающий его на Землю, из многоцелевого превращался в одноцелевой транспортный. Эта задача была возложена на пилотируемые аппараты серии 7К-Т, созданные на базе «Союзов».


Корабль «Союз-11» стыкуется со станцией «Салют-1». Графика А. Шлядинского

Две катастрофы кораблей на базе 7К-ОК, произошедшие за сравнительно короткий период времени («Союз-1» 24 апреля 1967 года и «Союз-11» 30 июня 1971 года), заставили разработчиков пересмотреть концепцию безопасности аппаратов данной серии и провести модернизацию ряда основных систем, что негативно сказалось на возможностях кораблей (резко уменьшился срок автономного полёта, экипаж сократился с трёх до двух космонавтов, которые совершали теперь полёт на ответственных участках траектории одетыми в аварийно-спасательные скафандры).

Эксплуатация транспортных кораблей типа 7К-Т при доставке космонавтов на орбитальные станции первого и второго поколения продолжилась, но выявила ряд крупных недостатков, обусловленных несовершенством служебных систем «Союза». В частности, управление движением корабля по орбите было слишком «привязано» к наземной инфраструктуре сопровождения, управления и выдачи команд, а используемые алгоритмы не страховались от ошибок. Поскольку СССР не имел возможности разместить наземные пункты связи по всей поверхности земного шара вдоль трассы, полёт космических кораблей и орбитальных станций значительную часть времени проходил вне зоны радиовидимости. Зачастую экипаж не мог парировать нештатные ситуации, возникающие на «глухой» части витка, а интерфейсы «человек — машина» были настолько несовершенными, что не позволяли в полной мере использовать возможности космонавта. Запас топлива для маневрирования оказался недостаточен, часто не позволяя осуществить повторные попытки стыковки, например при возникновении сложностей во время сближения со станцией. Во многих случаях это приводило к срыву всей программы полёта.


Стыковка корабля «Союз-15» со станцией «Салют-3» («Алмаз») не удалась из-за отказа системы сближения транспортного корабля. Графика А. Шлядинского

Для пояснения того, как разработчикам удалось справиться с решением этой и ряда других проблем, следует отступить немного назад во времени. Вдохновлённый успехами головного ОКБ-1 в области пилотируемых полётов, Куйбышевский филиал предприятия — ныне Ракетно-космический центр (РКЦ) «Прогресс» — под руководством Д. И. Козлова в 1963 году начал проектные проработки по военно-исследовательскому кораблю 7К-ВИ, который, кроме прочего, предназначался для разведывательных миссий. Не будем обсуждать саму проблему присутствия человека на спутнике-фоторазведчике, которая сейчас кажется по меньшей мере странной, — скажем лишь, что в Куйбышеве на основе технических решений «Союза» был сформирован облик пилотируемого аппарата, в значительной мере отличающегося от прародителя, но ориентированного на запуск с помощью ракеты-носителя того же семейства, что выводило корабли типа 7К-ОК и 7К-Т.

Проект, в который закладывалось несколько изюминок, космоса так и не увидел, и был закрыт в 1968 году. Основной причиной обычно считают стремление руководства ЦКБЭМ монополизировать тематику пилотируемых полётов в головном конструкторском бюро. Оно предложило вместо одного корабля 7К-ВИ спроектировать орбитальную исследовательскую станцию (ОИС) «Союз-ВИ» из двух компонентов — орбитального блока (ОБ-ВИ), разработку которого поручили филиалу в Куйбышеве, и пилотируемого транспортного корабля (7К-С), который проектировался своими силами в Подлипках.


Облик военно-исследовательского корабля 7К-ВИ с точки зрения художника журнала Flieger Revue

Были задействованы многие решения и наработки, сделанные как в филиале, так и в головном КБ, однако заказчик — Министерство обороны СССР — признал более перспективным средством разведки уже упоминавшийся комплекс на основе ОПС «Алмаз».

Несмотря на закрытие проекта «Союз-ВИ» и переброску значительных сил ЦКБЭМ на программу создания ДОС «Салют», работы по кораблю 7К-С продолжились: военные готовы были использовать его для проведения автономных экспериментальных полётов с экипажем из двух человек, а разработчики видели в проекте возможность создания на основе 7К-С модификаций корабля различного целевого назначения.

Интересно, что проектированием занималась команда специалистов, не связанная с созданием 7К-ОК и 7К-Т. Поначалу разработчики пытались, сохранив общую компоновку, улучшить такие характеристики корабля, как автономность и способность к маневрированию в широких пределах, путём изменения силовой конструкции и мест расположения отдельных модифицированных систем. Однако по мере продвижения проекта стало ясно, что кардинальное улучшение функциональности возможно лишь путём внесения принципиальных изменений.


Устройство корабля «Союз-Т». Графика В. Некрасова из архива «Новостей космонавтики»

В конечном итоге проект имел коренные отличия от базовой модели. 80% бортовых систем 7К-С были разработаны заново или значительно модернизированы, в аппаратуре применена современная элементная база. В частности, новая система управления движением «Чайка-3» строилась на базе бортового цифрового вычислительного комплекса на основе компьютера «Аргон-16» и бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Принципиальным отличием системы стал переход от прямого управления движением по данным измерений к управлению на основе корректируемой модели движения корабля, реализованной в бортовом компьютере. Датчики навигационной системы измеряли угловые скорости и линейные ускорения в связанной системе координат, которая, в свою очередь, моделировались в компьютере. «Чайка-3» рассчитывала параметры движения и автоматически управляла кораблём в оптимальных режимах с наименьшим расходом топлива, вела самоконтроль с переходом — в случае необходимости — на резервные программы и средства, выдавая экипажу информацию на дисплей.

Принципиально новым стал пульт космонавтов, установленный в спускаемом аппарате: основные средства отображения информации имели командно-сигнальные пульты матричного типа и комбинированный электронный индикатор на основе кинескопа. Принципиально новыми были приборы обмена информацией с бортовым компьютером. И пусть первый отечественный электронный дисплей обладал (как шутили некоторые специалисты) «интерфейсом куриного интеллекта», это уже был значительный шаг к тому, чтобы перерезать информационную «пуповину», связывающую корабль с Землёй.


Пульт космонавтов спускаемого аппарата корабля «Союз-Т». Фото с сайта

Была разработана новая двигательная установка с единой топливной системой для основного двигателя и микродвигателей причаливания и ориентации. Она стала надёжнее и вмещала больший запас топлива, чем раньше. На корабль вернули солнечные батареи, снятые после «Союза-11» для облегчения, усовершенствовали систему аварийного спасения, парашюты и двигатели мягкой посадки. При этом корабль внешне оставался очень похож на прототип 7К-Т.

В 1974 году, когда Минобороны СССР решило отказаться от автономных военно-исследовательских миссий, проект переориентировали на транспортные полёты к орбитальным станциям, а численность экипажа довели до трёх человек, одетых в обновлённые аварийно-спасательные скафандры.

Другой корабль и его развитие
Корабль получил обозначение 7К-СТ. По совокупности многочисленных изменений ему даже планировали дать новое имя — «Витязь», однако в итоге обозначили как «Союз Т». Первый беспилотный полёт новый аппарат (ещё в варианте 7К-С) совершил 6 августа 1974 года, а первый пилотируемый «Союз Т-2» (7К-СТ) стартовал лишь 5 июня 1980 года. Столь длительный путь к регулярным миссиям обуславливался не только сложностью новых решений, но и определённым противодействием «старой» команды разработчиков, которые параллельно продолжали доработки и эксплуатацию 7К-Т — в период с апреля 1971 года по май 1981 года «старый» корабль 31 раз слетал под обозначением «Союз» и 9 раз как спутник «Космос». Для сравнения: с апреля 1978 года по март 1986 года 7К-С и 7К-СТ совершил 3 беспилотных и 15 пилотируемых полётов.


Экспериментальный полёт Apollo – «Союз». Для стыковки использовался корабль модификации 7К-ТМ. Картина художника Роберта Маккола

Тем не менее, завоевав место под солнцем, «Союз Т» со временем стал «рабочей лошадкой» отечественной пилотируемой космонавтики — именно на его базе началось проектирование следующей модели (7К-СТМ), предназначенной для транспортных полётов к высокоширотным орбитальным станциям. Предполагалось, что ДОС третьего поколения будут работать на орбите с наклонением 65° для того, чтобы трасса их полёта захватывала большую часть территории страны: при запуске на орбиту с наклонением 51° всё, что остаётся севернее трассы, недосягаемо для приборов, предназначенных для наблюдения с орбиты.

Поскольку ракета-носитель «Союз-У» при запуске аппаратов к высокоширотным станциям недобирала примерно 350 кг массы полезного груза, она не могла вывести на нужную орбиту корабль в штатной комплектации. Необходимо было компенсировать потери грузоподъёмности, а также создать модификацию корабля, обладающую повышенной автономностью и ещё большими возможностями для маневрирования.

Проблему с ракетой решили переводом двигателей второй ступени носителя (получил обозначение «Союз-У2») на новое высокоэнергетическое синтетическое углеводородное горючее «синтин» («циклин»).


«Циклиновый» вариант ракеты-носителя «Союзу-У2» летал с декабря 1982 года по июль 1993 года. Фото Роскосмоса

А корабль переделали, оснастив усовершенствованной двигательной установкой повышенной надёжности с увеличенным запасом топлива, а также новыми системами – в частности, старую систему сближения («Игла») заменили новой («Курс»), позволяющей проводить стыковку без переориентации станции. Теперь все режимы нацеливания, в том числе на Землю и Солнце, могли выполняться либо автоматически, либо при участии экипажа, а сближение осуществлялось на основе расчётов траектории относительного движения и оптимальных манёвров — они выполнялись с помощью бортового компьютера при использовании информации от системы «Курс». Для дублирования был введён телеоператорный режим управления (ТОРУ), позволявший в случае отказа «Курса» космонавту со станции взять управление на себя и вручную состыковать корабль.

Корабль мог управляться по командной радиолинии или экипажем с использованием новых бортовых устройств ввода и отображения информации. Обновлённая система связи позволяла при автономном полёте связаться с Землёй через станцию, к которой летел корабль, что существенно расширяло зону радиовидимости. Вновь переделали двигательную установку системы аварийного спасения и парашюты (для куполов использовали облегчённый капрон, а для строп — отечественный аналог кевлара).

Эскизный проект на корабль следующей модели — 7К-СТМ — был выпущен в апреле 1981 года, а лётные испытания начались с беспилотного запуска «Союза ТМ» 21 мая 1986 года. Увы, станция третьего поколения оказалась всего одна — «Мир», и летала она по «старой» орбите с наклонением 51°. Но пилотируемые полёты корабля, которые начались с февраля 1987 года, обеспечили не только успешную эксплуатацию этого комплекса, но и начальный этап работы МКС.


Схема корабля «Союз ТМ»

При проектировании вышеуказанного орбитального комплекса для существенного снижения продолжительности «глухих» витков была предпринята попытка создать спутниковую систему связи, контроля и управления на основе геостационарных спутников-ретрансляторов «Альтаир», наземных пунктов ретрансляции и соответствующей бортовой радиоаппаратуры. Такая система успешно использовалась при управлении полётом во время эксплуатации станции «Мир», однако оснастить подобной аппаратурой корабли типа «Союз» в то время всё же не могли.

С 1996 года из-за высокой стоимости и отсутствия месторождений сырья на российской территории пришлось отказаться от использования «синтина»: начиная с «Союза ТМ-24» все пилотируемые корабли вернулись на носитель «Союз-У». Вновь возникла проблема недостаточной энергетики, которую предполагалось решать облегчением корабля и модернизацией ракеты.

С мая 1986 года по апрель 2002 года были запущены 33 пилотируемых и 1 беспилотный аппарат серии 7К-СТМ — все они шли под обозначением «Союз ТМ».


Корабль типа «Союз ТМ», пристыкованный к станции «Мир». En.wikipedia.org

Следующая модификация корабля была создана для эксплуатации в международных миссиях. Её проектирование совпало с разработкой МКС, точнее со взаимной интеграцией американского проекта Freedom и российского «Мир-2». Поскольку стройку предполагалось осуществлять американскими шаттлами, которые не могли подолгу оставаться на орбите, в составе станции должен был постоянно дежурить аппарат-спасатель, способный в случае возникновения чрезвычайной ситуации безопасно вернуть экипаж на Землю.

Соединённые Штаты работали над «космическим такси» CRV (Crew Return Vehicle) на базе аппарата с несущим корпусом X-38, а Ракетно-космическая корпорация (РКК) «Энергия» (так со временем стало называться предприятие — правопреемник «королёвского» ОКБ-1) предлагала корабль капсульного типа на базе масштабно увеличенного союзовского спускаемого аппарата. И тот и другой аппараты должны были доставляться на МКС в грузовом отсеке шаттла, который, кроме того, рассматривался как основное средство полёта экипажей с Земли на станцию и обратно.


Корабль-спасатель CRV должны были делать американские фирмы при участии европейских организаций. Графика ЕКА

20 ноября 1998 года в космос был запущен первый элемент МКС — функционально-грузовой блок «Заря», созданный в России на американские деньги. Строительство началось. На этом этапе стороны осуществляли доставку экипажей на паритетной основе — шаттлами и «Союзами-ТМ». Большие технические сложности, вставшие на пути проекта CRV, и значительное превышение бюджета заставили прекратить разработку американского корабля-спасателя. Специальный российский корабль-спасатель тоже не был создан, но работы в этом направлении получили неожиданное (или закономерное?) продолжение.

1 февраля 2003 года при возвращении с орбиты погиб шаттл Columbia. Реальной угрозы закрытия проекта МКС не было, но ситуация оказалась критической. Стороны справились с возникшим положением, уменьшив экипаж комплекса с трёх до двух человек и приняв российское предложение о постоянном дежурстве на станции российского «Союза ТМ». Затем подтянулся модифицированный транспортный пилотируемый корабль «Союз ТМА», созданный на базе 7К-СТМ в рамках ранее достигнутого межгосударственного соглашения России и США как составная часть комплекса орбитальной станции. Главным его назначением стало обеспечение спасения основного экипажа станции и доставка экспедиций посещения.


Схема размещения на МКС пилотируемых и грузовых транспортных кораблей. Графика HistoricSpacecraft.com

По результатам ранее проведённых полётов международных экипажей на «Союзах ТМ» в конструкции нового корабля были учтены специфические антропометрические требования (отсюда и литера «А» в обозначении модели): среди американских астронавтов есть персоны, довольно сильно отличающиеся от российских космонавтов по росту и весу, причём как в большую, так и в меньшую сторону (см. таблицу). Надо сказать, что эта разница влияла не только на комфорт размещения в спускаемом аппарате, но и на центровку, что было важно для безопасной посадки при возвращении с орбиты и потребовало модификации системы управления спуском.

Антропометрические параметры членов экипажа кораблей «Союз ТМ» и «Союз ТМА»

Параметры «Союз ТМ» «Союз ТМА»
1. Рост, см
• максимальный в положении стоя 182 190
• минимальный в положении стоя 164 150
• максимальный в положении сидя 94 99
2. Обхват груди, см
• максимальный 112 не ограничивается
• минимальный 96 не ограничивается
3. Масса тела, кг
• максимальная 85 95
• минимальная 56 50
4. Длина ступни максимальная, см - 29,5
В спускаемом аппарате «Союза ТМА» установили три вновь разработанных удлинённых кресла с новыми четырёхрежимными амортизаторами, которые регулируются по массе космонавта. Оборудование в зонах, прилегающих к креслам, перекомпоновали. Внутри корпуса спускаемого аппарата в зоне подножек правого и левого кресел сделали выштамповки глубиной около 30 мм, которые позволили разместить рослых космонавтов в удлинённых креслах. Изменился силовой набор корпуса и прокладка трубопроводов и кабелей, расширилась зона прохода через входной люк-лаз. Установлены новый пульт управления, уменьшенный по высоте, новый холодильно-сушильный агрегат, блок запоминания информации и другие новые или дорабатываемые системы. Кабину экипажа по возможности расчистили от выступающих элементов, перенеся их в более удобные места.


Органы управления и системы индикации, установленные в спускаемом аппарате «Союза ТМА»: 1 – командир и бортинженер-1 имеют перед собой интегрированные пульты управления (ИнПУ); 2 — цифровая клавиатура для введения кодов (для навигации по дисплею ИнПУ); 3 — блок управления маркером (для навигации по дисплею ИнПУ); 4 — блок электролюминесцентной индикации текущего состояния систем; 5 — ручные поворотные вентили РПВ-1 и РПВ-2, отвечающие за наполнение магистралей дыхания кислородом; 6 — электропневмоклапан подачи кислорода при посадке; 7 — командир корабля наблюдает за стыковкой через перископический «Визир специальный космонавта (ВСК)»; 8 — с помощью ручки управления движением (РУД) кораблю придаётся линейное (положительное или отрицательное) ускорение; 9 — с помощью ручки управления ориентацией (РУО) кораблю задаётся вращение; 10 — вентилятор холодильно-сушильного агрегата (ХСА), выводящего из корабля тепло и излишнюю влагу; 11 — тумблеры включения вентиляции скафандров при посадке; 12 — вольтметр; 13 — блок предохранителей; 14 — кнопка запуска консервации корабля после стыковки с орбитальной станцией

В очередной раз доработали комплекс средств приземления — он стал более надёжным и позволял уменьшить перегрузки, возникающие после спуска на запасной парашютной системе.

Проблему спасения полностью укомплектованного экипажа МКС из шести человек в конечном итоге решили одновременным нахождением на станции двух «Союзов», которые с 2011 года, после ухода шаттлов в отставку, стали единственными пилотируемыми кораблями в мире.

Для подтверждения надёжности был проведён значительный (по нынешним временам) объём экспериментальной отработки и макетирование с контрольной примеркой экипажей, включая астронавтов NASA. В отличие от кораблей предыдущих серий, беспилотных запусков не проводилось: первый старт «Союза ТМА-1» состоялся 30 октября 2002 года сразу с экипажем. Всего до ноября 2011 года было запущено 22 корабля данной серии.


«Союз ТМА-15» отстыковался от МКС. Фото NASA

 

[tomcat]

часть 2

Первый полет «Союз МС»: полвека эволюции

Цифровой «Союз»

С начала нового тысячелетия основные усилия специалистов РКК «Энергия» были направлены на совершенствовании бортовых систем кораблей путём замены аналогового оборудования цифровым, выполненным на современной компонентной базе. Предпосылками к этому стало моральное старение аппаратуры и технологии изготовления, а также прекращение выпуска ряда комплектующих.

С 2005 года предприятие вело работы по модернизации «Союза ТМА» для того, чтобы обеспечить выполнение современных требований к надёжности пилотируемых кораблей и безопасности экипажа. Основным изменениям подверглись системы управления движением, навигации и бортовых измерений — замена этого оборудования современными приборами на основе вычислительных средств с развитым программным обеспечением позволила улучшить эксплуатационные характеристики корабля, решить проблему обеспечения гарантированных поставок ключевых служебных систем, уменьшить массу и занимаемый объём.


Размещение вновь вводимой аппаратуры на корабле «Союз ТМА-М»

Всего в системе управления движением и навигации корабля новой модификации вместо шести старых приборов общей массой 101 кг установили пять новых массой около 42 кг. Потребление электроэнергии снизилось с 402 до 105 Вт, а производительность и надёжность центральной вычислительной машины выросла. В системе бортовых измерений 30 старых приборов общей массой около 70 кг заменили 14 новыми общей массой примерно 28 кг при той же информативности.

Для того чтобы организовать управление, электропитание и термостатирование новой аппаратуры, соответственно доработали системы управления бортовым комплексом и обеспечения теплового режима, выполнив дополнительные усовершенствования конструкции корабля (улучшена технологичность его изготовления), а также доработав интерфейсы связи с МКС. В результате удалось облегчить корабль примерно на 70 кг, что позволило увеличить возможности по доставке полезного груза, а также и далее повышать надёжность «Союза».

Один из этапов модернизации был отработан на «грузовике» «Прогресс М-01М» в 2008 году. На беспилотном аппарате, являющемся во многом аналогом пилотируемого корабля, устаревший бортовой «Аргон-16» заменили современной цифровой вычислительной машиной ЦВМ101 с тройным резервированием, производительностью 8 млн операций в секунду и ресурсом работы 35 тыс. часов, которая была разработана НИИ «Субмикрон» (Зеленоград, Москва). В новом компьютере используется RISC-процессор 3081 (с 2011 года ЦВМ101 комплектуется отечественным процессором 1890BM1T). Также на борту была установлена новая цифровая телеметрия, новая система наведения и экспериментальным программным обеспечением.


Старая и новая бортовые ЦВМ

Первый старт пилотируемого космического корабля «Союз ТМА-01М» состоялся 8 октября 2010 года. В его кабине стоял модернизированный пульт «Нептун», сделанный с использованием современных вычислительных средств и устройств отображения информации, отличающийся новыми интерфейсами и программным обеспечением. Все компьютеры корабля (ЦВМ101, КС020-M, компьютеры пульта) объединены в общую вычислительную сеть — бортовой цифровой вычислительный комплекс, интегрируемый в вычислительную систему российского сегмента МКС после стыковки корабля со станцией. В результате вся бортовая информация «Союза» может попасть в систему управления станции для контроля, и наоборот. Такая возможность позволяет оперативно изменять навигационные данные в системе управления корабля в случае необходимости выполнения штатного или срочного спуска с орбиты.


Европейские астронавты Андреас Могенсен и Тома Песке отрабатывают на тренажёре управление движением корабля «Союз ТМА-М». Скриншот с видео ЕКА

Первый цифровой «Союз» ещё не отправился в свой пилотируемый полет, а в 2009 году РКК «Энергия» обратилась в Роскосмос с предложением рассмотреть возможность дальнейшей модернизации кораблей типа «Прогресс М-М» и «Союз ТМА-М». Необходимость в этом вызвана тем, что в наземном автоматизированном комплексе управления выводились из эксплуатации морально устаревшие станции «Квант» и «Кама». Первые обеспечивают основной контур управления полётом кораблей с Земли через бортовой радиотехнический комплекс «Квант-В», производимый на Украине, вторые — измерение параметров орбиты корабля.

Современные «Союзы» управляются по трём контурам. Первый — автоматический: бортовая система решает задачу управления без вмешательства извне. Второй контур обеспечивается Землёй с привлечением радиотехнических средств. Наконец, третий — ручное управление экипажем. Предыдущие модернизации обеспечили обновление автоматического и ручного контура. Самый последний этап затронул радиотехнические средства.

Бортовая командная система «Квант-В» меняется на единую командно-телеметрическую систему, оснащённую дополнительным телеметрическим каналом. Последняя резко повысит независимость космических кораблей от наземных пунктов управления: командная радиолиния обеспечит работу через спутники-ретрансляторы «Луч-5», расширив зону радиовидимости до 70% длительности витка. На борту появится новая радиотехническая система сближения «Курс-НА», уже прошедшая лётные испытания на «Прогрессах М-М». По сравнению с прежним «Курсом-А» она легче, компактнее (в том числе за счёт исключения одной из трёх сложных радиоантенн) и энергоэкономичнее. «Курс-НА» производится в России и выполнен на новой элементной базе.


Система сближения «Курс-НА» была проверена в полётах грузовых кораблей «Прогресс М» новых модификаций. Фото Роскосмоса

В состав системы введена аппаратура спутниковой навигации АСН-КС, способная работать как с отечественной ГЛОНАСС, так и с американской GPS, что обеспечит высокую точность определения скоростей и координат корабля на орбите без привлечения наземных измерительных систем.

Передатчик бортовой телевизионной системы «Клёст-М» ранее был аналоговым, теперь его заменили цифровым, с кодированием видео в формате MPEG-2. Как следствие, снизилось влияние индустриальных помех на качество изображения.

В системе бортовых измерений применён модернизированный блок записи информации, выполненный на современной отечественной элементной базе. Существенно изменена система электропитания: более чем на один квадратный метр выросла площадь фотоэлектрических преобразователей солнечных батарей, а их КПД увеличился с 12 до 14%, установлен дополнительный буферный аккумулятор. В результате мощность системы выросла и обеспечивает гарантированное электропитание аппаратуры при стыковке корабля с МКС даже на случай нераскрытия одной из панелей солнечных батарей.

Изменено размещение двигателей причаливания и ориентации комбинированной двигательной установки: теперь программа полета сможет выполняться при отказе одного любого двигателя, а безопасность экипажа будет обеспечена даже при двух отказах в подсистеме двигателей причаливания и ориентации.

В очередной раз повышена точность радиоизотопного высотомера, включающего двигатели мягкой посадки. Доработки системы обеспечения теплового режима позволили исключить нештатное функционирование расхода теплоносителя.

Модернизирована система связи и пеленгации, позволяющая с помощью приёмника ГЛОНАСС/GPS определять координаты места посадки спускаемого аппарата и передавать их поисково-спасательной команде, а также в подмосковный ЦУП по спутниковой системе КОСПАС-SARSAT.

В наименьшей степени изменения затронули конструктив корабля: на корпусе бытового отсека установлена дополнительная защита от микрометеоритов и космического мусора.

Отработка модернизированных систем уже традиционно выполнялась на грузовом корабле — на этот раз на Прогрессе МС, который стартовал к МКС 21 декабря 2015 года. В ходе миссии впервые за время эксплуатации «Союзов» и «Прогрессов» был осуществлён сеанс связи через спутник-ретранслятор «Луч-5Б». Штатный полёт «грузовика» открыл путь к миссии пилотируемого «Союза МС». Кстати, старт «Союза ТМ-20АМ» 16 марта 2016 года завершил данную серию: на корабле был установлен последний комплект системы «Курс-А».

Подготовка к полёту и старт

Конструкторская документация на монтаж приборов и оборудования Союза МС выпускалась в РКК «Энергия» с 2013 года. Тогда же началось изготовление корпусных деталей. Цикл изготовления кораблей в корпорации составляет примерно два года, поэтому начало лётной эксплуатации нового «Союза» относилось на 2016 год.

После того как первый корабль поступил на заводскую контрольно-испытательную станцию, некоторое время его старт планировали на март 2016 года, но в декабре 2015 года перенесли на 21 июня. В конце апреля запуск сдвинули на три дня. СМИ сообщили, что одной из причин переноса стало желание сократить промежуток между приземлением «Союза ТМА-19М» и запуском «Союза МС-01» «в целях более эффективной работы экипажа МКС». Соответственно, дату посадки «Союза ТМА-19М» сдвинули с 5 на 18 июня.

13 января на Байконуре началась подготовка ракеты «Союз-ФГ»: блоки носителя прошли необходимую проверку, и специалисты приступили к сборке «пакета» (связка из четырёх боковых блоков первой и центрального блока второй ступеней), к которому была присоединена третья ступень.


Сборка ракеты-носителя для корабля новой серии. Фото Роскосмоса

14 мая на космодром прибыл корабль, и началась его подготовка к пуску. Уже 17 мая прошло сообщение о проверке автоматической системы управления двигателями ориентации и причаливания. В конце мая «Союз МС-01» испытали на герметичность. В это же время на Байконур доставили двигательную установку системы аварийного спасения.

С 20 по 25 мая корабля тестировался на герметичность в вакуумной камере, после чего был перевезён в монтажно-испытательный корпус (МИК) площадки 254 для дальнейших проверок и испытаний. В процессе подготовки в системе управления обнаружились неполадки, которые могли привести к закрутке корабля при стыковке с МКС. Первоначально выдвинутая версия о сбое программного обеспечения не подтвердилась при испытаниях на стенде аппаратуры системы управления. «Специалисты обновили программное обеспечение, проверили его на наземном тренажёре, однако и после этого ситуация не изменилась», — сообщил анонимный источник в отрасли.


Первый «Союз МС» перед испытаниями в вакуумной камере. Фото Роскосмоса

1 июня специалисты рекомендовали перенести запуск «Союза МС». 6 июня состоялось заседание Государственной комиссии Роскосмоса под председательством первого заместителя главы Госкорпорации Александра Иванова, которое приняло решение перенести старт на 7 июля. Соответственно сдвинулся (с 7 на 19 июля) и запуск грузового «Прогресса МС-03».

Блок управления резервным контуром сняли с «Союза МС-01» и отправили в Москву для перепрошивки программного обеспечения.

Параллельно с техникой готовились и экипажи — основной и дублирующий. В середине мая российский космонавт Анатолий Иванишин и японский астронавт Такуя Ониси, так же как и их дублёры — космонавт Роскосмоса Олег Новицкий и астронавт ЕКА Тома Песке, успешно прошли испытания на специализированном тренажёре на базе центрифуги ЦФ-7: проверялась возможность ручного управления спуском корабля при имитации перегрузок, возникающих при входе в атмосферу. Космонавты и астронавты успешно справились с поставленной задачей, «приземлившись» максимально близко к расчётной точке посадки с минимальными перегрузками. Затем продолжились плановые тренировки на тренажёрах «Союза МС» и российского сегмента МКС, а также занятия по проведению научных и медицинских экспериментов, физическая и медицинская подготовка к воздействию факторов космического полёта и экзамены.

31 мая в Звёздном городке было принято окончательное решение об основном и дублирующем экипажах: Анатолий Иванишин — командир, Кэтлин Рубенс — бортинженер №1 и Такуя Ониси — бортинженер №2. В состав дублирующего экипажа вошли Олег Новицкий — командир, Пегги Уитсон — бортинженер №1 и Тома Песке — бортинженер №2.

24 июня основной и дублирующий экипажи прибыли на космодром, уже на следующий день осмотрели «Союз МС» в МИКе площадки 254, а затем приступили к тренировкам в Испытательном учебно-тренировочном комплексе.


Экипаж корабля «Союз МС-01» Кэтлин Рубенс, Анатолий Иванишин и Такуя Ониси представляют эмблему полёта

Интересна эмблема миссии, созданная испанским дизайнером Хорхе Картесом (Jorge Cartes): на ней изображён «Союз МС-01», сближающийся с МКС, а также указаны название корабля и фамилии членов экипажа на языках их родных стран. Номер корабля — «01» — выделен крупным шрифтом, причём внутри нуля изображён крохотный Марс, как намёк на глобальную цель пилотируемой космонавтики на ближайшие десятилетия.

4 июля ракету с пристыкованным кораблем вывезли из МИКа и установили на первую площадку («Гагаринский старт») космодрома Байконур. При скорости движения 3-4 км/ч процедура вывоза занимает около полутора. Служба безопасности пресекала попытки гостей, присутствовавших на вывозе, расплющить «на счастье» монетки под колесами тепловоза, тянущего платформу с уложенной на установщик ракетой-носителем.

6 июля Госкомиссия окончательно утвердила уже намеченный ранее основной экипаж 48-49-й экспедиции на МКС.

7 июля в 01:30 мск началась подготовка ракеты-носителя «Союз-ФГ» к пуску. В 02:15 мск космонавты, одетые в скафандры, заняли свои кресла в кабине «Союза МС-01».



В 03:59 объявлена 30-минутная готовность к пуску, начался перевод колонн обслуживания в горизонтальное положение. В 04:03 мск взведена система аварийного спасения. В 04:08 прошел доклад о выполнении предстартовых операций в полном объёме и эвакуации стартового расчета в безопасную зону.

За 15 минут до старта для поднятия духа «Иркутам» начали транслировать лёгкую музыку и песни на японском и английском языках.

В 04:36:40 ракета стартовала! Через 120 секунд сбросилась двигательная установка системы аварийного спасения и отошли боковые блоки первой ступени. На 295 секунде полёта отошла вторая ступень. На 530 секунде закончила работу третья ступень и «Союз МС» был выведен на орбиту. Новая модификация корабля-ветерана устремилась в космос. Экспедиция 48-49 на МКС началась.

⇡#Перспективы «Союза»
В этом году должны быть запущены ещё два корабля (23 сентября летит «Союз МС-02» и 6 ноября — «Союз МС-03») и два «грузовика», которые по системе управления во многом являются беспилотными аналогами пилотируемых аппаратов (17 июля — «Прогресс МС-03» и 23 октября — «Прогресс МС-04»). В следующем году ожидаются запуски трёх «Союзов МС» и трёх «Прогрессов МС». Примерно так же выглядят планы на 2018 год.

30 марта 2016 года, во время пресс-конференции руководителя Госкорпорации «Роскосмос» И. В. Комарова, посвящённой Федеральной космической программе на 2016—2025 годы (ФКП-2025), был показан слайд, демонстрирующий предложения по запуску к МКС в указанный период в общей сложности 16 Союзов МС и 27 «Прогрессов МС». С учётом уже опубликованных российских планов с конкретным указанием даты запусков до 2019 года табличка в общем согласуется с реалиями: в 2018-2019 годах NASA надеется начать полёты коммерческих пилотируемых кораблей, которые будут доставлять американских астронавтов на МКС, из-за чего отпадёт необходимость в столь значительном числе запусков «Союзов», как сейчас.



План запусков космических кораблей в рамках Федеральной космической программы на 2016—2025 годы, представленный руководителем Госкорпорации «Роскосмос» И. В. Комаровым. Иллюстрация с форума журнала «Новости космонавтики»

Корпорация «Энергия» по контракту с Объединённой ракетно-космической корпорацией (ОРКК) дооснастит пилотируемые корабли «Союз МС» индивидуальным снаряжением для отправки на МКС и возвращения на землю шести астронавтов по договору с NASA, срок окончания действия которого — декабрь 2019 года.

Запуски кораблей будут осуществляться ракетами-носителями «Союз-ФГ» и «Союз-2.1А» (с 2021 года). 23 июня агентство «РИА Новости» сообщило, что Госкорпорация «Роскосмос» объявила два открытых конкурса на изготовление и поставку трёх ракет «Союз-2.1А» для выведения грузовых кораблей «Прогресс МС» (срок отгрузки — до 25 ноября 2017 года, начальная цена контракта — более 3,3 млрд рублей) и двух «Союз-ФГ» для пилотируемых кораблей «Союз МС» (срок отгрузки — до 25 ноября 2018 года, максимальная цена на изготовление и поставку — более 1,6 млрд рублей).

Таким образом, начиная с только что проведённого запуска, «Союз МС» становится единственным российским средством доставки на МКС и возвращения космонавтов на Землю.

Варианты корабля для околоземных орбитальных полётов

Название «Союз» 7К-ОК «Союз» 7К-Т «Союз» 7К-ТМ «Союз Т» «Союз ТМ» «Союз ТМА» «Союз ТМА-М» «Союз МС»
Годы эксплуатации 1967-1971 1973-1981 1975 1976-1986 1986-2002 2003-2012 2010-2016 2016-…
Общие характеристики
Стартовая масса, кг 6560 6800 6680 6850 7250 7220 7150 -
Длина, м 7,48
Максимальный диаметр, м 2,72
Размах солнечных батарей, м 9,80 9,80 8,37 10,6 10,6 10,7 10,7 -
Бытовой отсек
Масса, кг 1100 1350 1224 1100 1450 1370 ? ?
Длина, м 3,45 2,98 310 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98
Диаметр, м 2,26
Свободный объём, м3 5,00
Спускаемый аппарат
Масса, кг 2810 2850 2802 3000 2850 2950 ? ?
Длина, м 2,24
Диаметр, м 2,2
Свободный объём, м3 4,00 3,50 4,00 4,00 3,50 3,50 ? ?
Приборно-агрегатный отсек
Масса, кг 2650 2700 2654 2750 2950 2900 ? ?
Запас топлива, кг 500 500 500 700 880 880 ? ?
Длина, м 2,26
Диаметр м 2,72
Если проследить всю пятидесятилетнюю эволюцию «Союзов», можно заметить, что все изменения, не связанные со сменой «рода деятельности», в основном касались бортовых систем корабля и сравнительно мало отражались на его внешности и внутренней компоновке. А ведь попытки «революций» предпринимались, и не раз, но неизменно натыкались на тот факт, что такие модификации конструкции (связанные, например, с увеличением размеров бытового отсека или спускаемого аппарата) вели к резкому нарастанию сопутствующих проблем: изменение масс, моментов инерции и центровки, а также аэродинамических характеристик отсеков корабля влекло за собой необходимость проведения комплекса дорогостоящих испытаний и ломки всего технологического процесса, в который с конца 1960-х годов было вовлечено несколько десятков (если не сотен) предприятий-смежников первого уровня кооперации (поставщиков приборов, систем, ракет-носителей), вызывая лавинообразный рост затрат времени и денег, которые могли и вовсе не окупиться полученными выгодами. И даже изменения, не влияющие на компоновку и внешний вид «Союза», вносились в конструкцию лишь при возникновении реальной проблемы, которую не мог решить имеющийся вариант корабля.




Конфигурация уводимой части головного блока с двигательной установкой системы аварийного спасения менялась в зависимости от модификаций «Союза». Графика А. Шлядинского

Союз МС станет вершиной эволюции и последней крупной модернизацией корабля-ветерана. В дальнейшем он будет подвергаться лишь незначительным доработкам, связанным со снятием с производства отдельных приборов, обновлением элементной базы и ракет-носителей. Например, планируется замена ряда электронных блоков в системе аварийного спасения, а также адаптация «Союза МС» под ракету-носитель «Союз-2.1А».

По мнению ряда экспертов, корабли типа «Союз» пригодны для выполнения ряда задач и за пределами околоземной орбиты. К примеру, несколько лет назад компания Space Adventures (выполняла маркетинг посещения МКС космическими туристами) совместно с РКК «Энергия» предлагала туристические полёты по траектории облёта Луны. Схема предусматривала два пуска ракет-носителей. Первым стартовал «Протон-М» с разгонным блоком, оснащённым дополнительным жилым модулем и стыковочным узлом. Вторым — «Союз-ФГ» с «лунной» модификацией корабля «Союз ТМА-М» с экипажем на борту. Обе сборки стыковались на околоземной орбите, а затем разгонный блок отправлял комплекс к цели. Запас топлива корабля был достаточен для выполнения коррекций траектории. По планам путешествие занимало в общей сложности около недели, давая туристам уже через двое-трое суток после старта возможность насладиться видами Луны с расстояния в пару сотен километров.


Разгонный блок с дополнительным жилым модулем и корабль «Союз ТМА-М» перед стартом к Луне. Графика Space Adventures

Доработка собственно корабля заключалась в первую очередь в усилении теплозащиты спускаемого корабля для обеспечения безопасного входа в атмосферу со второй космической скоростью, а также доработки систем жизнеобеспечения под недельный полет. Экипаж должен был состоять из трёх человек — профессионального космонавта и двух туристов. Стоимость «билета» оценивалась в $ 150 млн. Желающих пока не нашлось…

Между тем, как мы помним, «лунные корни» «Союза» говорят об отсутствии технических препятствий к осуществлению подобной экспедиции на доработанном корабле. Вопрос упирается лишь в деньги. Возможно, миссию можно упростить, отправляя «Союз» к Луне с помощью ракеты-носителя «Ангара-А5», стартующей, например, с космодрома Восточный.

Однако в настоящее время представляется маловероятным, что «лунные» «Союзы» когда-нибудь появятся: слишком мал платёжеспособный спрос на такие путешествия и слишком велики затраты на доработку корабля под крайне редкие миссии. Тем более что на смену «Союзам» должна прийти «Федерация» — пилотируемый транспортный корабль нового поколения (ПТК НП), который разрабатывается в РКК «Энергия». Новый корабль вмещает больший экипаж — четыре человека (а при аварийном спасении с орбитальной станции — и до шести) против трёх у «Союза». Ресурс систем и энергетические возможности позволяют ему (не в принципе, а в реалиях жизни) решать гораздо более сложные задачи, в том числе совершать полёты в окололунное пространство. Конструкция ПТК НП «заточена» под гибкое использование: корабль для полётов за пределы низкой околоземной орбиты, транспорт для снабжения космической станции, спасатель, туристический аппарат либо система для возврата грузов.


Сравнение масс, размеров и объёмов космических кораблей «Союз МС» (Россия), «Шэнь Чжоу» (Китай), CST-100 Starliner (США), Dragon-2 (США), Orion (США) и ПТК НП «Федерация» (Россия). Графика с сайта

Отметим, что последняя модернизация «Союзов МС» и «Прогрессов МС» позволяет уже сейчас использовать корабли в качестве «летающих испытательных стендов» для отработки решений и систем при создании «Федерации». Так оно и есть: проведённые доработки стоят в ряду мероприятий, направленных на создание ПТК НП. Лётная сертификация новых приборов и оборудования, установленных на «Союз ТМА-М», позволит принять соответствующие решения применительно к «Федерации».

 

[tomcat]

местным поклонникам "непревзойдённого" западного хайтека посвящается:

SpaceX назвала причину взрыва ракеты Falcon 9
26.09.2016 [19:07], Владимир Мироненко

Компания SpaceX назвала причину взрыва ракеты-носителя Falcon 9 с израильским спутником связи Amos-6 на борту, происшедшего 1 сентября в ходе тестирования двигателей на стартовой площадке космодрома на мысе Канаверал.

U.S. Launch Report/Handout via REUTERS

«На данном этапе расследования предварительный обзор данных и обломков даёт основание предположить, что в системе подачи гелия в резервуар с жидким кислородом второй ступени была значительная трещина», — сообщается в заявлении SpaceX, размещённом на веб-сайте компании.

Представитель SpaceX Декс Торрике-Бартон (Dex Torricke-Barton) отказался обсуждать возможные причины появления трещины в системе подачи гелия, отметив, что расследование ещё не закончено, и компания исследует ещё целый ряд предположений по этому поводу.

Вместе с тем SpaceX заявила, что полученных результатов расследования достаточно для вывода о том, что нынешний инцидент не имеет ничего общего с происшествием в июне 2015 года, когда спустя 2 минуты 19 секунд после старта взорвалась Falcon 9 с кораблём Dragon и более 1,8 т ценного груза для МКС.

nypost.com

Взрыв Falcon 9 на стартовой площадке нанёс значительные повреждения главному месту запуска ракет SpaceX, хотя ключевые участки не были затронуты, сообщила компания, не указав размер ущерба и предполагаемые сроки восстановления. Космический пусковой комплекс-40 (SLC-40) будет отремонтирован, заявил Декс Торрике-Бартон, добавив, что пока рано называть конкретные сроки.

Компания заявила, что перенесёт некоторые миссии на строящуюся пусковую площадку в Космическом центре Кеннеди, принадлежащем NASA. У SpaceX также есть стартовая площадка на базе ВВС Ванденберг в Калифорнии, которая сейчас проходит модернизацию.

Возобновление полётов Falcon 9 намечено на ноябрь 2016 г.

 

[Arkad]

местным поклонникам "непревзойдённого" западного хайтека посвящается:

«На данном этапе расследования предварительный обзор данных и обломков даёт основание предположить, что в системе подачи гелия в резервуар с жидким кислородом второй ступени была значительная трещина», — сообщается в заявлении SpaceX, размещённом на веб-сайте компании.

Ракета...
А они тупо закачивают в пустоты второй ступени гелий, и взлетают как воздушный шарик!
Они бы еще детский шарик с гелием к макушке "ракеты" привязали...

 

[ПосетительМузея]

Не могу щас 'с лету' дать ссылку, но читал, что взрыв произошел после разрыва трубопровода с жидким кислородом. А труба не выдержала нарушения технологии заправки - проще говоря, насос гнал кислород под слишком большим давлением. А передавили, потому что старт планировался на пределе возможностей ракеты, вот и впихивали в баки побольше топлива и окислителя.
А по поводу официальной масковской версии - взрыв же произошел при подготовке к 'огневым испытаниям' (?) ПЕРВОЙ ступени - причем тут гелий, закачиваемый во вторую?

 

[tomcat]

ч1

Наши на Марсе

19 октября 2016 История

• Наука и техника

• Миссия

ExoMars – это совместный проект Европейского космического агентства (ЕКА) и госкорпорации «Роскосмос» по изучению поверхности, атмосферы и климата Марса. Одна из основных задач разработки – поиск признаков жизни. Предыдущие исследования, проведённые с помощью космических аппаратов, не смогли ответить на многие вопросы, в частности – откуда в марсианской атмосфере взялся метан? На Земле этот газ является в основном продуктом биологических процессов, и в гораздо меньшей степени – результатом вулканической или гидротермальной деятельности. ExoMars будет изучать метан и другие газовые примеси в атмосфере Марса.


⇡#История
ЕКА начало изучать возможности посылки космического аппарата к Красной планете в конце 1970-х – начале 1980-х. В июне 2003 года российская ракета «Союз-ФГ», стартовавшая с космодрома Байконур, запустила зонд MarsExpress, который в декабре вышел на орбиту вокруг Марса, реализовав тем самым первый европейский проект в данном направлении. Чуть ранее, в 2002-м, был инициирован проект ExoMars, который рассматривался как специализированная посадочная миссия флагманского класса для биологической оценки марсианской среды и поиска признаков жизни. Для решения данной задачи на Марс в 2009 году предполагалось высадить ровер с научной аппаратурой Pasteur, названной в честь знаменитого микробиолога Луи Пастера.


Так, по мнению художника, мог выглядеть ровер Pasteur в момент взятия пробы марсианского грунта с глубины 2 м. Графика ЕКА

С момента публикации проект испытывал трудности: на целый год задержалось начало финансирования, и срок старта миссии сдвинули на осень 2011 года. В 2005 году к работам присоединились США, предложив организовать ретрансляцию научных данных через марсианский спутник MTO (Mars Telecommunications Orbiter), находившийся в разработке.

По мере проектирования разработка становилась всё дороже, а аппарат всё тяжелее. Когда в ноябре 2005 года началось финансирование очередной фазы работ, выяснилось, что масса межпланетного комплекса превысила возможности запланированного носителя – российского «Союза-2.1Б», а американцы отказались от создания спутника-ретранслятора. Теперь орбитальный и посадочный модули можно было запустить по отдельности двумя «Союзами» или вместе – одной Ariane 5, но денег на это не было. Осенью 2006 года запуск пришлось перенести на ноябрь 2013 года.

В июне 2007 года концепцию миссии пересмотрели: теперь предполагалось использовать ракету Ariane 5, а полезную нагрузку Pasteur сфокусировать на поисках признаков марсианской жизни в прошлом или настоящем.

Весной 2008 года концепция, казалось, была окончательно сформирована, и команда разработчиков рапортовала о готовности перейти к детальному проектированию перелётного аппарата и марсохода. В июне 2008 года было подписано соглашение между ЕКА и Роскосмосом на поставку радиоизотопных нагревателей для ровера и разрешение заказать для запуска «Протон», если в том возникнет необходимость. Вклад NASA сводился к некоторому участию в научной программе и в предоставлении каналов связи с Землёй.

В конце ноября 2008 года на Совете ЕКА министры стран — участниц агентства ограничили возможный европейский вклад суммой в 1 млрд € и настоятельно рекомендовали «искать возможности международного сотрудничества» для завершения миссии. В декабре США объявили о готовности объединить свою марсианскую программу с европейской. Начался «марсианский роман» двух агентств, который длился бурно, но недолго – меньше четырёх лет.

За это время менялась конфигурация миссии, состав научной аппаратуры, ракеты-носители и сроки запуска. В октябре 2009 года ЕКА объявило о новом варианте плана – ExoMars решили разбить на два этапа: в 2016 году летит орбитальный аппарат с приборами для изучения малых компонентов марсианской атмосферы и аппаратурой для ретрансляции данных с марсохода, который уходил вторым запуском, в 2018 году, на американском посадочном комплексе вместе с американским марсоходом MAX-C.


Европейский и американский роверы должны были исследовать поверхность Марса совместно. Рисунок с обложки журнала Astrobiology (v.10, №7, September 2010)

Весной 2011 года оказалось, что NASA не в состоянии выполнить свои обязательства по совместной программе. Из-за риска срыва проекта ЕКА обратило взор на восток: осенью европейцы предложили Роскосмосу принять участие в программе, но уже в качестве не просто поставщика ракеты, а полноправного партнёра. Владимир Поповкин, возглавлявший в то время отечественное космическое ведомство, совместной работой заинтересовался. В начале декабря 2011 года в Париже состоялись переговоры представителей Роскосмоса, ЕКА и NASA. По итогам встречи были созданы две рабочие группы: одна анализировала научную составляющую российского участия, а вторая занималась вопросами адаптации ракеты «Протон-М» к требованиям миссии.

В феврале 2012 года NASA объявило о выходе из программы ExoMars из-за отсутствия средств. У ЕКА остался только один крупный партнёр – Роскосмос. 14 марта 2013 года между двумя агентствами было подписано соглашение, подразумевавшее полноправное участие российских учёных и инженеров во всех международных научных и технических группах в рамках проекта ExoMars, равные права российских и европейских участников проекта на научные данные, а также дальнейшие возможные проекты в области исследований Юпитера и Луны.


14 марта 2013 года руководитель Роскосмоса Владимир Поповкин и генеральный директор ЕКА Жан-Жак Дорден подписали межагентское соглашение о сотрудничестве по проекту ExoMars. Фото ЕКА

Россия должна была обеспечить запуски и участвовать в научной программе обоих этапов проекта, для чего предстояло создать общий с ЕКА наземный комплекс для приёма и обработки научной информации. На первом этапе миссии – ExoMars-2016 – российское участие ограничивалось предоставлением средств выведения и двух научных приборов: блока для исследования химического состава атмосферы и нейтронного детектора. Второй этап миссии – ExoMars-2018 – включал в себя тяжёлый европейский марсоход и российскую посадочную платформу. ExoMars-2016 (в основном в части посадки) должен был стать подготовительным или даже «тренировочным» этапом к ExoMars-2018, в котором решались основные научные задачи миссии на поверхности Красной планеты.

Следует напомнить, что советским и российским учёным хронически не везло с исследованиями Марса, в отличие, например, от программ изучения Луны и Венеры. Последние позволили достичь значимых научных результатов и добиться ряда мировых приоритетов, например в деле первой мягкой посадки на Луну, доставки образцов лунного грунта на Землю с помощью беспилотного аппарата или первой в мире съёмки поверхности Венеры. Что же касается Красной планеты, то СССР предпринял 16 попыток отправки автоматических марсианских станций, и лишь семь из них окончились частичным успехом. Российские же проекты «Марс-96» и «Фобос-Грунт», на которые возлагались большие надежды, потерпели неудачу ещё на стадии запуска…

И вот теперь – ExoMars. Он даёт российским учёным хороший шанс реализовать целый ряд идей, разработанных ранее для миссий «Марс-96» и «Фобос-Грунт», а также для перспективного проекта «Марс-НЭТ». Последний предполагал развернуть в различных частях марсианской поверхности примерно десяток метеостанций для изучения погоды, радиационной обстановки и сейсмической активности на планете Аэлиты.


Участие в проекте ExoMars даёт российским учёным возможность проверить решения и идеи, разработанные для миссий «Марс-96», «Фобос-Грунт» и «Марс-НЭТ». На коллаже – станция «Фобос-Грунт», фото ИКИ РАН, Роскосмос, НПО имени С. А. Лавочкина

⇡#Наука и техника
После заключения соглашения с Россией проект ExoMars-2016 «заморозили»: был утверждён окончательный состав приборов для орбитального модуля, а летом 2013 года ЕКА подписало контракт с концерном Thales Alenia Space на постройку орбитального модуля и посадочного аппарата. Всего на первый этап проекта было выделено 643 млн €, а общие затраты на оба этапа превысят 1 млрд €.




Межпланетный аппарат ExoMars-2016 значительно больше и тяжелее станции MarsExpress. Рисунок с сайта en.wikipedia.org

Научные задачи первого этапа миссии формулировались в следующих пунктах (в соответствии с приоритетностью):

• исследовать состав атмосферы и климат планеты с орбитального аппарата, ответив на вопрос о том, сколько в атмосфере метана и как он распределяется;
• измеряя содержание газов в атмосфере, изучить возможный вулканизм Марса с орбиты;
• изучить распространённость воды в подповерхностном слое с орбиты и внутреннее строение и климат планеты – с поверхности;
• определить теоретическую пригодность поверхности Марса для существования жизни;
• разведать районы посадки ExoMars-2018;
• провести мониторинг радиационной обстановки на траектории перелёта, на орбите и поверхности планеты;
• создать объединённый с ЕКА наземный комплекс приёма данных и управления межпланетными миссиями.

Межпланетный аппарат ExoMars-2016 стартовой массой 4332 кг состоит из двух компонентов: орбитального модуля TGO (Trace Gas Orbiter) и посадочного модуля-демонстратора входа и спуска в марсианской атмосфере EDM (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module) Schiaparelli. Последний назван в честь итальянского астронома Джованни Скиапарелли, открывшего в 1877 году так называемые марсианские каналы.

Орбитальный модуль TGO массой 3755 кг внешне мало отличается от классического геостационарного спутника. Ничего экстраординарного в экстерьере – тот же коробчатый корпус с остронаправленной антенной и раскинувшимися в стороны панелями солнечных батарей. В состав научной аппаратуры входят четыре уникальных прибора:

• NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) – комплекс из трёх спектрометров (двух инфракрасных и одного ультрафиолетового), предназначенный для идентификации компонентов атмосферы с высокой чувствительностью. В создании прибора, разработанного в Бельгийском институте космической астрономии в Брюсселе, участвовали учёные из Испании, Италии, Великобритании, Канады и США;
• ACS (Atmospheric Chemistry Suite) – комплекс для изучения химии атмосферы, состоящий из трёх спектрометров. По характерным особенностям полученных спектров можно узнать, какие вещества составляют атмосферу, определить их концентрацию и распределение по высоте. Все приборы комплекса ACS разработаны в Институте космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) при участии организаций Франции (Лаборатория исследований атмосферы, окружающей среды и космоса LATMOS Национального центра научных исследований CNRS), Германии и Италии. Результаты работы ACS и NOMAD будут дополнять друг друга;
• CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) – система цветной стереоскопической съёмки поверхности для поиска мест, являющихся потенциальными источниками газовых примесей, а также динамических поверхностных процессов, например сублимации, эрозии или вулканизма. С помощью прибора будут подбираться потенциально возможные места посадки лэндера EDM, уточняться данные о деталях рельефа и других возможных опасностях. Система разработана Бернским университетом в Швейцарии с участием организаций из Италии и Польши;
• FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector) – детектор эпитепловых нейтронов с высоким разрешением. Прибор регистрирует и картографирует потоки нейтронов от поверхности Марса, которые позволят судить о содержании водорода (и, как следствие, воды и водяного льда) в приповерхностном слое глубиной до одного метра. Карты распространённости водорода важны для выбора мест посадки будущих марсианских миссий. FREND создан в ИКИ РАН и во многом похож на своих предшественников – российские приборы HEND и LEND для миссий NASA Mars Odyssey и Lunar Reconnaissance Orbiter.

Расположение научных инструментов на модуле TGO. Графика ЕКА

Как следует из аббревиатуры названия, посадочный модуль EDM Schiaparelli массой 577 кг предназначен для отработки технологии посадки и проведения научных исследований на поверхности Марса. В транспортировочном положении он закрыт теплозащитным «коконом» и напоминает «летающую тарелку» диаметром 2,4 м, составленную из двух приплюснутых конусов. Schiaparelli врезается в марсианскую атмосферу со скоростью 5800 м/с. После первоначального аэродинамического торможения вводится в действие парашютная система, а теплозащитный «кокон» сбрасывается по частям. Сначала уходит передний экран. Когда до поверхности останется чуть больше километра, сбрасывается задний экран с парашютом и включаются три блока тормозных двигателей, снижающие скорость спуска до 0,5 м/с. На высоте 2 м двигатели отключаются, и модуль плюхается на поверхность Марса. Удар смягчает специальная сминаемая конструкция в донной части аппарата – никаких особых опорных «ножек» у Schiaparelli нет.

Для посадки намечен район на Плато Меридиана (Meridiani Planum), неподалёку от места высадки американского марсохода Opportunity, который функционирует там уже 12 лет, более чем в 40 раз превысив запланированный срок службы.


Схема посадки на Марс модуля EDM. Графика ЕКА

Поскольку посадочный модуль EDM должен проработать всего несколько суток, он оснащён аккумуляторами и имеет на борту несколько научных инструментов:

• DREAMS (Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface) – комплекс датчиков для измерения скорости и направления ветра на местности, влажности, давления, температуры у поверхности, прозрачности атмосферы и напряжённости электрического поля;
• AMELIA (Atmospheric Mars Entry and Landing Investigation and Analysis) – датчики сбора данных об окружающей обстановке во время входа в атмосферу, спуска и посадки. После определения фактической траектории спуска их информация позволит улучшить модель марсианской атмосферы.
• COMARS+ (Combined Aerothermal and Radiometer Sensors Instrument Package) – комбинированный комплекс аэротермодинамических и радиометрических датчиков для измерения тепловых потоков, воздействующих на хвостовой обтекатель модуля при спуске;
• DECA (Descent Camera) – камера для съёмки на этапе спуска. Начнёт получать изображения вскоре после сброса лобового обтекателя. С интервалом полторы секунды будут сделаны 15 снимков, которые сохранятся в локальной памяти и после посадки будут переданы сначала в компьютер модуля, а затем – на Землю;
• INRRI (INstrument for landing – Roving laser Retroreflector Investigations) – лазерный уголковый отражатель, укреплённый в верхней части снаружи модуля. Предназначен для исследований, проводимых при посадке и передвижении будущего ровера по поверхности. У Schiaparelli служит для поиска посадочного модуля с орбитального методом лазерной локации.

Расположение научных инструментов на посадочном модуле EDM. Графика ЕКА

Комплект научной аппаратуры модуля будет измерять скорость ветра, влажность, давление и температуру на месте посадки. Приборы должны получить первые научные данные по электрическим полям на поверхности планеты, которые в сочетании с исследованиями концентрации пыли в атмосфере обеспечат понимание роли электрических сил в процессе возникновения пылевых бурь.

Как уже отмечалось выше, в 2018 году должен начаться второй этап проекта ExoMars, с гораздо более широким участием России: в нём наши учёные и инженеры получают возможность как показать своё искусство, так и получить бесценный опыт.

Межпланетный аппарат ExoMars второго этапа состоит из перелётного и десантного модулей. Последний разрабатывает российское НПО имени С. А. Лавочкина. Перелётный модуль обеспечит коррекцию курса, снабжение аппарата электроэнергией и поддержание теплового режима. Интересно, что бортовой компьютер, управляющий полётом к Марсу, будет находиться в десантном модуле. Основная задача «десантника» – доставка на поверхность планеты посадочной платформы (тоже российской разработки) и европейского марсохода. Последний впервые в истории космических исследований будет снабжён полноценной буровой установкой, способной многократно извлекать образцы пород из-под поверхности с глубины до 2 м. На марсоходе будут установлены прибор для анализа органических молекул, радар для поиска линз подповерхностного льда, водородный детектор для поиска воды, спектрометры и другие инструменты.


Схема расположения марсохода на посадочной платформе десантного модуля ExoMars второго этапа. Графика НПО имени С. А. Лавочкина

Российская посадочная платформа – это не просто рама для крепления марсохода при спуске. У неё будет собственная научная программа: мониторинг климата и радиационной обстановки на поверхности Марса, исследования состава атмосферы и поверхности, изучение их взаимодействия, а также внутреннего строения планеты. Для этого на платформе будут размещены 11 исследовательских приборов.

Одной из главных научных задач марсохода станет поиск следов жизни, имевшей место в далёком прошлом, когда климат на Красной планете был много мягче. Для этого необходимо обследовать древние породы, сформировавшиеся в присутствии воды. Наличие таких пород накладывает геологические ограничения на поиск подходящей площадки: они должны залегать на поверхности или вблизи неё на достижимом расстоянии от аппарата, независимо от того, в какой точке достаточно большой зоны он совершит посадку.


Европейский марсоход должен найти следы жизни. Графика ЕКА

Поиски подходящего места велись в 2013–2014 годах, рассматривались четыре района: Долина Мавра (Mawrth Vallis), Плато Кислое (Oxia Planum), Долина Гипанис (Hypanis Vallis) и Ложбина Овна (Aram Dorsum).

Схема посадки ExoMars второго этапа во многом похожа на широко освещавшуюся в СМИ последовательность посадки марсохода Curiosity. Однако если американский аппарат на последнем этапе спускали на поверхность тросы с зависшего «небесного крана», в миссии ExoMars требуется посадить платформу, на которой сверху закреплён марсоход.

Десантный модуль включает несколько систем. Теплозащитный «кокон» (передний экран и задний кожух) принимает на себя тепловую и аэродинамическую нагрузку во время входа в атмосферу Марса, а двухкаскадная парашютная система затормозит модуль до дозвуковой скорости, после чего отделится посадочная платформа. Используя двигательную установку, она погасит оставшуюся скорость и мягко приземлится на поверхность планеты. Платформа имеет четыре посадочные опоры и два «пандуса» для схода марсохода.


Схема посадки на поверхность Марса десантного модуля ExoMars второго этапа. Графика НПО имени С. А. Лавочкина

В посадочном модуле будет использована европейская аппаратура, проверенная в миссии ExoMars-2016: бортовой компьютер, радар и радиосистема. Программное обеспечение также предоставят европейские специалисты. Они же будут управлять бортовыми системами всего аппарата на этапах перелёта и спуска/посадки. Российскому компьютеру на посадочной платформе управление будет передано только после схода марсохода с трапов. После этого европейский вычислительный комплекс обеспечит взаимодействие российского с приёмно-передающей аппаратурой платформы.

Однако разработка матчасти для ExoMars второго этапа сильно выбивалась из графика. В конце 2015 года специально организованная группа специалистов Роскосмоса, ЕКА, российских и европейских промышленных компаний начала проработку решений для компенсации задержки. По итоговому отчёту группы в мае 2016 года участники работ решили перенести запуск на следующее пусковое окно, которое откроется в июле 2020 года.

Понятно, что ExoMars-2020 является гвоздём всей программы, но сейчас внимание публики приковано к миссии первого этапа.


Сборка межпланетного аппарата ExoMars-2016 на космодроме Байконур. Фото Роскосмоса

⇡#Миссия
Ожидалось, что ExoMars-2016 стартует 7 января 2016 года. Но, как частенько случается в сложных проектах, срок выдержать не удалось. В начале года испытатели обнаружили проблему с двумя датчиками давления топлива на посадочном модуле. В теории она могла привести к утечке топлива и представлять серьёзную угрозу для успеха посадки на Марс. Было решено эти датчики... попросту удалить из модуля. Работы потребовали времени, и запуск перенесли с января на март. Новое пусковое окно оставалось открытым с 14 по 25 марта, и, благодаря орбитальному расположению планет, ExoMars-2016 по-прежнему мог достичь своей цели в октябре.

Наконец все системы собрали и вновь проверили, получив добро. 14 марта, в начале пускового окна в 12:31:42 по московскому времени (или в 09:31:42 по Гринвичу), межпланетный комплекс стартовал на ракете-носителе «Протон-М». Схема выведения была новой, аппарат выводился на траекторию полёта к Марсу в течение 12 часов. Поскольку предыдущие флагманские российские миссии «Марс-96» и «Фобос-Грунт» потерпели неудачу именно на этапе выведения, можно понять то волнение, которое испытывали все участники проекта. Но все прошло как по маслу.


Старт ракеты-носителя «Протон-М» с аппаратом ExoMars-2016. Фото Роскосмоса

Три ступени ракеты-носителя отработали штатно. Затем четырьмя включениями двигателя разгонный блок сформировал траекторию отлёта. Именно работа «Бриза-М» вызывала особые опасения наблюдателей: ни для кого не было секретом, что за время своей эксплуатации с 1999 года блок стал виновником четырёх аварий при запуске космических аппаратов. Причиной по крайней мере двух из них сочли особенности работы двигателя.

Дело в том, что тяга последнего сравнительно невысока – всего 2 тс (2000 килограмм-сил), и, для того чтобы разогнать аппарат до нужной скорости, он вынужден работать очень долго. Общая длительность его работы в этом запуске составила 2972 секунд (почти 50 минут!). Для сравнения: на блоке ДМ, иногда применяющемся на том же «Протоне-М», двигатель развивает тягу около 8 тс, а американские верхние ступени ракет Atlas V и Delta IV оснащены движком тягой 10-11 тс. Кроме того, чтобы уменьшить гравитационные потери, вызванные низкой тягой, при стандартных перелётах на геопереходную или геостационарную орбиту двигатель «Бриза-М» приходится включать несколько – от трёх до пяти – раз, отрабатывая требуемые приращения скорости относительно короткими импульсами, которые выдаются в районах перигея и апогея. И тем не менее длительность некоторых включений может превышать полчаса – а это много для ракетного двигателя данного типа: длительная работа может вызвать перегрев отдельных узлов или разрушение подшипников турбонасосного агрегата, подающего топливо в камеру сгорания.

В данном случае двигатель включался всего четыре раза. Но, в отличие от запусков геостационарных спутников связи, которые «Бриз-М» выводит обычно за 9 часов, разгоннику пришлось функционировать на 3 часа дольше. Для того чтобы сформировать очень точную траекторию перелёта к Марсу, «Бриз-М» должен был не только разгоняться, но и маневрировать, обеспечивая определённую ориентацию перед включениями двигателя как в зоне радиовидимости наземных пунктов управления, так и вне её. Вся циклограмма работы закладывалась в память компьютера разгонного блока перед стартом на Земле.


Разгонный блок «Бриз-М» после сброса дополнительного топливного бака при выведении на траекторию станции ExoMars-2016. Графика ЕКА

Забавно, но, видимо, именно необычность схемы выведения послужила причиной журналистского ляпа. Сразу после запуска зонда в некоторых СМИ появились броские заголовки: «Бриз-М» смог вывести ExoMars-2016 только с четвёртой попытки!» У знающих людей такая «сенсация» ничего, кроме смеха, не вызвала, а вот неискушённого читателя могла ввести в заблуждение. Тут нельзя не вспомнить бессмертное: «Учите матчасть!»…

Как бы то ни было, разгонный блок благополучно вывел межпланетный зонд на расчётную траекторию, отделился и, включив свой многострадальный двигатель, отошёл на безопасное расстояние. Это не было лишним: через семь часов обсерватория в Бразилии обнаружила «Бриз-М» в сопровождении шести фрагментов – разгонный блок частично разрушился при пассивации баков...

В это время ExoMars-2016, выполнив ориентацию на Солнце, передал сигнал о том, что все его системы работают нормально, и был взят на управление европейским Центром управления полётами (ЦУП) в Дармштадте. Самый первый этап миссии, которая в общей сложности длится семь месяцев, продолжался трое суток. 17 марта проверки завершились, и начался этап ввода аппарата в эксплуатацию. На седьмые сутки после старта планировалась первая коррекция траектории аппарата. Но выяснилось, что она не нужна – «Бриз-М» вывел зонд на отлётную траекторию с точностью более высокой, чем рассчитывалось. На этапе комплексной проверки научной аппаратуры 5 и 6 апреля прошли первые включения российских приборов на TGO. 7 апреля включили камеру высокого разрешения, которая передала первый снимок космического пространства. Анализ данных показал, что приборы успешно перенесли не только нагрузки при старте, но и первые три недели перелёта к Красной планете.


Команда миссии ExoMars Mission в Центре управления полётами ESOC (European Space Operations Centre) в Дармштадте. Фото ЕКА

24 апреля аппарат был введён в эксплуатацию и передан в штатное управление; три раза в неделю ЦУП связывался с зондом, вёл измерения параметров полёта по технологии сверхвысокой точности (Delta-differential One Way Ranging) для подготовки коррекции параметров траектории. Серьёзную плановую коррекцию провели 28 июля — для того, чтобы обеспечить заданную дату прихода в близкие окрестности планеты-цели (19 октября 2016 г.) и минимизировать импульс перевода аппарата на высокоэллиптическую орбиту вокруг Марса. 11 августа прошла вторая коррекция.

6 октября 2016 года команда миссии ExoMars в Дармштадте провела заключительную тренировку с имитацией прибытия на Красную планету.

В эти дни семимесячный полет межпланетного комплекса должен подойти к своей кульминации.

14 октября 8:45 UTC (11:45 ДМВ) была проведена последняя коррекция траектории ExoMars-2016 перед отделением посадочного модуля. Она выполнялась для наведения Schiaparelli на точку входа в атмосферу Марса. На следующий день все системы EDM были включены и протестированы. По радиоканалу специалисты ЦУПа загрузили коды программ, необходимых для автономного трёхдневного полёта модуля.

16 октября в 14:42 UTC (17:42 ДМВ) была подана команда на отделение демонстратора EDM от орбитального модуля TGO. В нынешнем взаимном расположении планет сигнал до Марса идёт примерно 10 минут, и через 21 минуту после команды в ЦУПе раздались нестройные аплодисменты: группа динамики полёта подтвердила разделение отсеков, проанализировав доплеровский сдвиг частоты сигналов.

Затем в зале повисла тишина — радостного оживления не было. Руководитель полёта (Flight Director) объяснил, что «хорошее отделение есть, несмотря на то, что телеметрии с аппаратов нет». Радиотелескоп GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) около Пуны (Национальный центр радиоастрофизики, Институт фундаментальных исследований Тата, Бомбей, Индия) смог принять только несущую частоту радиомаяка аппарата. После этого прямая интернет-трансляция из Дармштадта прервалась: персонал удалился на брифинг.

Через полтора часа на сайте http://exploration.esa.int/mars/ появилось сообщение, что станция дальней космической связи ЕКА в Маларгуэ (Malargüe), Аргентина, получила полный набор данных от TGO и EDM. Теперь стало понятно, что через три дня десантный модуль совершенно точно окажется на Марсе!


Следует отметить, что если бы по каким-то причинам разделение было отменено, имелось еще два расчётных момента для разделения с попаданием на поверхность в «живом состоянии» и один для того, чтобы просто сбросить EDM как балласт.

В крайнем случае, если бы избавиться от Schiaparelli не удалось вообще, предполагался облёт Красной планеты с возвращением к ней через год и хорошим шансом по-прежнему попасть на её орбиту.

17 октября Schiaparelli продолжил двигаться по траектории, соприкасающейся с Марсом, а орбитальный аппарат TGO в 02:42 UTC (05:42 ДМВ) выполнил маневр уклонения, чтобы уйти с этой траектории и в нужный момент начать выход на орбиту искусственного спутника Красной планеты.

К тому времени специалисты провели всесторонний анализ траектории космического аппарата и возможных научных задач для работы на высокоэллиптической околомарсианской орбите, составили программу наблюдений, согласовали ее с работой других систем, подготовили телекоманды для управления аппаратурой и программное обеспечение для последующей обработки уже ноябрьских данных

19 октября в 13:04 UTC (16:04 ДМВ) «орбитер» начал выдачу тормозного импульса. Чтобы снизить скорость тяжёлого (около 3700 кг) перелётного модуля на 1550 м/с и выйти на околомарсианскую орбиту, двигатель TGO тягой всего 43 кгс должен проработать более двух часов — 147 минут! Однако этот моторчик не имеет турбонасоса, и условия его работы несколько другие, чем у двигателя разгонного блока…

Программа выдачи тормозного импульса выполнялась автономно, на основе команд, переданных заранее группой управления из Дармштадта. В 15:30 ДМВ аппарат повернулся соплом против направления движения, заблокировал свою большую остронаправленную антенну диаметром 2,2 м в безопасном положении и зафиксировал панели солнечных батарей. Поскольку «тарелка» при этом не смотрит на Землю, контакт с аппаратом теряется. Радиосистема модуля перестраивается на малонаправленную антенну: пересылать через нее телеметрию и научные сложно, но передаваемый сигнал радиомаяка равномерен почти вне зависимости от ориентации TGO.

На Земле сигнал получают станции в Канберре и Мадриде. В случае отсутствия «нормальной» телеметрии он позволяет группе управления знать, что орбитальный аппарат работает, и показывает скачок частоты, вызванный доплеровским сдвигом в тот момент, когда TGO запускает двигатель на торможение, позволяя следить за ходом выдачи импульса.


Комплекс дальней космической связи DSN (Deep Space Network) NASA в Канберре, Австралия, включает несколько антенн разного диаметра

Окончание маневра TGO приходится на период «затенения» — в 18:11 ДМВ аппарат зайдет за Марс, сигналы от него перестанут поступать на Землю. Выход из тени намечается на 19:25 ДМВ. Итогом маневра станет высокоэллиптическая орбита с плановой высотой 298 х 95 856 км и периодом обращения четверо марсианских суток (чуть больше четырех земных суток). По ней «орбитер» должен летать до конца 2016 года.

Ну а посадочный модуль должен сесть на поверхность Марса сегодня, в день публикации статьи, так что мы будем внимательно следить за событиями и обновлять материал по мере поступления информации.

 

[tomcat]

ч2

Спускаемый модуль «ЭкзоМарса» произвёл посадку на Красную планету
20.10.2016 [01:18], Владимир Мироненко

Спускаемый модуль «ЭкзоМарса» «Скиапарелли» совместного проекта Европейского космического агентства (ЕКА) и госкорпорации «Роскосмос» осуществил посадку на поверхность Марса. Об этом свидетельствует слабый сигнал, поступивший с модуля, прервавшийся перед посадкой.

«Нам точно известно, что аппарат находится на Марсе. Но только неизвестно, к сожалению, какое состояние. Наземная станция в Индии зафиксировала лишь слабый сигнал», — сообщил журналистам руководитель отдела наземных научных комплексов Института космических исследований (ИКИ) РАН Владимир Назаров.

Модуль «Скиапарелли» будет передавать на Землю через спутник-ретранслятор NASA данные о скорости ветра, влажности, давлении и температуре на месте посадки, а также информацию по электрическим полям на поверхности планеты. С его помощью отрабатывалась технология контролируемого спуска и посадки на Марс. Это поможет в реализации второго этапа миссии с российской посадочной платформой и европейским марсоходом.

Также стало известно, что орбитальный модуль TGO (Trace Gas Orbiter) миссии «ЭкзоМарс» завершил манёвр по торможению для выхода на орбиту вокруг Марса. В микроблоге ЕКА в Твиттере сообщается, что сигнал, передаваемый TGO «громкий и ясный».

Модуль TGO будет находиться на этой орбите ещё год. В России сигналы «ЭкзоМарса» будут принимать станции в Медвежьих озерах (Московская область) и Калязине (Тверская область).

 

[be-open]

Спускаемый модуль «ЭкзоМарса» «Скиапарелли» совместного проекта Европейского космического агентства (ЕКА) и госкорпорации «Роскосмос» осуществил посадку на поверхность Марса. Об этом свидетельствует слабый сигнал, поступивший с модуля, прервавшийся перед посадкой.

Разбился(

 

[Arkad]

Разбился(

Не-е! Испугался! "Слабый сигнал перед посадкой" - Увидел, что его ждет - "Вам тут надо - вы сами и летите".

 

[tomcat]

Российские ракеты-носители получат высокопроизводительную систему управления
07.12.2016 [11:49], Сергей Карасёв

В России начата разработка ключевых элементов новейшей системы управления для ракет-носителей, которая позволит улучшить точность выведения космических аппаратов на заданные орбиты.

Роскосмос

Как сообщает госкорпорация Роскосмос, проект реализуют специалисты НПО автоматики (НПОА) им. ак. Н.А.Семихатова в рамках Федеральной космической программы (ФКП) 2016–2025 гг.

Контракт предусматривает разработку бортовой цифровой вычислительной машины нового поколения — системы «Малахит-8». Этот комплекс обеспечит значительно более высокую производительность по сравнению с применяемыми сейчас устройствами при улучшенных габаритно-массовых характеристиках.

В частности, для «Малахит-8» заявлены быстродействие на уровне 300 млн операций в секунду и вес не более 3 кг. Для сравнения: соответствующие показатели системы «Малахит-7», которая сегодня успешно применяется на ракетах «Союз-2», составляют 40 млн операций в секунду и 7 кг.

Роскосмос

Результатом реализации проекта станет комплекс универсальных средств, которые могут быть применены во всех перспективных разработках, в том числе и в авиастроении. Повышение производительности системы повысит объём решаемых задач; кроме того, возрастёт манёвренность объекта управления и точность выведения. Изготовление опытного образца планируется в 2018 году.

 

[tomcat]

Новейший кислородно-метановый двигатель прошёл испытания
30.12.2016 [07:11], Сергей Карасёв

На стенде АО КБХА (входит в интегрированную структуру АО «НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко») состоялись успешные испытания кислородно-метанового двигателя-демонстратора РД0162Д2А.

НПО Энергомаш

Агрегат является опытным образцом для отработки передовых технологий. Речь идёт о создании перспективных многоразовых жидкостных ракетных двигателей для космических аппаратов. Проектом предусмотрено использование экологически чистых компонентов топлива: горючее — сжиженный природный газ, а окислитель — кислород.

Сообщается, что в ходе испытаний было проведено 10 включений двигателя. Особенностью схемы является то, что впервые используется запатентованный двухконтурный газотурбинный привод топливных насосов.

НПО Энергомаш

Отмечается, что в мире пока нет кислородно-метановых двигателей, эксплуатируемых в составе ракет-носителей. Тяга проектируемого агрегата должна составить 85 тонн.

Успешная реализация проекта откроет перспективы для создания по новой технологии маршевых двигателей тягой до 200 тонн для многоразовой первой ступени ракеты-носителя комплекса МРКС-1 (многоразовая ракетно-космическая система первого этапа).

 

[tomcat]

Первый после декабрьской аварии «Прогресс» доставил груз на МКС
25.02.2017 [20:01], Владимир Мироненко

24 февраля российский транспортный грузовой корабль «Прогресс МС-05» успешно пристыковался к российскому стыковочному отсеку «Пирс» (СО-1) Международной космической станции (МКС), сообщили в Центре управления полётами. Стыковка была произведена в 11:30 мск.

Это первый запуск грузового корабля серии «Прогресс МС» после декабрьской аварии. Космический грузовик привёз на МКС около 2,5 т различных грузов, включая топливо для дозаправки МКС, воду и воздух для космонавтов. Также на космическую станцию доставлено научное оборудование и комплектующие, контейнеры с продуктами питания, одежда, медикаменты и средства личной гигиены для членов экипажа. Среди грузов имеется скафандр нового поколения для работы в открытом космосе «Орлан-МКС», экземпляр которого был утрачен из-за аварии 1 декабря 2016 года.

Перечень доставленного оборудования включает видеокамеру для съемки 360-градусного видео, научную аппаратуру для экспериментов «Пробиовит» (для приготовления на борту МКС кисломолочных продуктов) и «Микровир» (для изучения влияния космического полета на заражение бактерий вирусами). Кроме того, грузовиком доставлены продукты и дополнительные кулинарные заказы космонавтов — 50 порций овсяной каши, напиток на основе северных лесных ягод, 16 пачек сырокопченых колбасок, яблочно-клюквенную приправу, 7 кг краснодарских яблок, 4,5 кг апельсинов и 3,5 кг грейпфрутов.

 

[ПосетительМузея]

Прогресс-то первый, но носитель - последний (последний из старой серии союзов, сделанный до начала воронежской халтуры с двигателями)

 

[tomcat]

Вы находитесь здесь

30 марта в 22:27 UTC, когда в Москве было почти полвторого ночи 31 марта, с исторического пускового комплекса LC-39A Космического центра имени Кеннеди на мысе Канаверал во Флориде, откуда в своё время улетали к Луне «Аполлоны», стартовал носитель Falcon-9 FT. В его составе впервые в истории мировой космонавтики ракетная ступень с жидкостными двигателями отправилась в космическую миссию повторно (первый полёт CRS-8 с грузовым кораблём Dragon состоялся 8 апреля 2016 года). Ракета компании SpaceX успешно вывела на орбиту спутник связи SES-10, а первая ступень — «ветеран» — совершила мягкую посадку на автоматическую баржу «Of Course I Still Love You».

⇡#Страхи, страховка и запуск
Оценить «эпохальность» события можно было по той реакции, которую выказывали электронные и печатные СМИ. Ещё бы! «Маск планирует (а по мнению многих, и совершает) революцию в деле осуществления космических транспортных операций: он повторно использует в составе ракеты-носителя ступень, которая уже один раз выполнила свою задачу по запуску спутника, благополучно вернулась на землю, была спасена и восстановлена».


Официально основной задачей миссии объявлялось выведение на геостационарную орбиту спутника связи SES-10. Однако все понимали, что этим полётом SpaceX планировал продемонстрировать возможность многократного применения первой ступени после возвращения из космоса. Вспомогательной задачей считалась посадка ступени (после выполнения основной задачи) на телеуправляемую баржу, находящуюся в море по траектории пуска. В качестве бонуса планировалась попытка спасения створок головного обтекателя.

Ветераны ракетно-космической техники утверждали, что «заказчик запуска ни за что на свете не пойдёт на повторное использование б/у матчасти, тем более на самом напряженном участке выведения». Однако же SES S.A. — глобальный спутниковый оператор со штаб-квартирой в Люксембурге — не только пошёл, но и своей поддержкой позволил компании SpaceX выполнить первый повторный пуск ракеты с реальной («живой») полезной нагрузкой, а не с макетом, как предлагали некоторые.


Спутник SES-10 стартовой массой 5282 кг перед установкой на ракету. Фото SES S.A.

«Будучи первым коммерческим оператором спутниковой связи, осуществившим миссию с компанией SpaceX ещё в 2013 году, мы рады вновь стать первыми в повторном полёте в космос, — заявил технический директор SES Мартин Халливелл (Martin Halliwell). — Мы считаем, что многоразовые ракеты откроют новую эру космических полётов, сделав их более доступными и менее затратными».

После триумфального возвращения ракетной ступени с бортовым номером 1021 почти год назад, специалисты SpaceX провели подробный анализ состояния данного ракетного блока. Больше всего их волновали двигатели — восемь «Мерлинов-1D», собранных по кольцу вокруг девятого, центрального. Для повторного использования ступени были важно иметь 100%-ную уверенность в их исправности после нескольких циклов работы, а также из-за влияния термодинамических нагрузок в ходе возвращения в атмосферу с траектории выведения.

За всю свою жизнь — вплоть до сегодняшней ночи — первая ступень №1021 «проверялась огнём» неоднократно и в итоге до второго пуска наработала шесть включений-выключений двигательной установки (из них три — в первом полёте).

«Мы не ремонтировали эти двигатели, мы хотели лишь поменять некоторые прокладки… — сообщили техники в конце января 2017 года перед огневыми испытаниями на стенде SpaceX в МакГрегоре, штат Техас. — Но конкретно эти двигатели мы просто сняли, протестировали, поставили обратно и прямо сейчас прожигаем».

Следует отметить, что представители SES участвовали в подготовке к данному пуску в течение последних нескольких месяцев. По словам Халливелла, «SpaceX дал инженерам SES… «полную прозрачность» в своих действиях, позволил заглянуть в процесс подготовки двигателей и бортовой радиоэлектроники, а также ознакомиться с результатами испытаний».

Удивляло и то, что страховая премия для первого полёта «использованной» ступени не была повышена, словно все понимали, что внимание к этому пуску особенное и SpaceX ставит на карту многое. Вследствие этого уровень подготовки миссии будет беспрецедентно высоким. По мнению наблюдателей, «по расчётной надежности носитель не будет сильно ниже предшествующих».

Что же касается роста страховки, то «можно говорить о сотых долях процента, — отметил Халливелл. — По сути, никаких изменений в страховой премии не произошло».


Falcon 9FT со спутником SES-10 на старте. Фото SpaceX

Итак, огромную — 70 м высотой — «макаронину» Falcon 9 FT установили в пусковое устройство вечером накануне пуска. Длительность стартового окна составляла 150 минут. Под головным обтекателем ракеты находился SES 10 — спутник связи, изготовленный европейским консорциумом Airbus Defense and Space для трансляции телевизионных программ и передачи данных с геостационарной орбиты по всей Латинской Америке.

Таймлайн, указанный ниже, описывает расчётную циклограмму запуска для первой миссии SpaceX с ранее уже летавшей, спасённой и восстановленной первой ступенью ракеты.

№ п/п Время, ч:мин:сек Событие
1 T - 00:00:00 Старт
2 Т + 00:01:13 Переход через звуковой барьер
3 Т + 00:01:22 Зона максимального динамического давления
4 T + 00:02:38 Выключение двигателей первой ступени
5 T + 00:02:41 Разделение ступеней
6 T + 00:02:49 Первое включение двигателя второй ступени
7 T + 00:03:49 Сброс головного обтекателя
8 T + 00:06:19 Импульс торможения перед входом первой ступени в атмосферу
9 T + 00:08:32 Посадка первой ступени
10 Т + 00:08:34 Первое выключение двигателя второй ступени
11 T + 00:26:29 Второе включение двигателя второй ступени
12 Т + 00:27:22 Второе выключение двигателя второй ступени
13 Т + 00:32:03 Отделение спутника от второй ступени
Девять двигателей первой ступени ракеты включились за пару секунд до старта для проведения автоматической проверки работоспособности. После теста удерживающие зажимы отпустили ракету, и Falcon 9 поднялся с площадки LC-39А и лёг на траекторию полёта.

Вскоре были последовательно пройдены звуковой барьер и зона максимального аэродинамического давления. Отработав положенные 158 секунд, двигатели первой ступени выключились, и через три секунды ступени разделились.


Вид c «рокеткама» на разделение ступеней ракеты Falcon-9. Скриншот с трансляции SpaceX

После включения единственного двигателя второй ступени, когда носитель уже вышел из плотных слоёв атмосферы, был сброшен огромный углепластиковый головной обтекатель диаметром 5,2 м.

Когда двигатель второй ступени ещё работал, первая ступень выполнила «кувырок», раскрыла решетчатые аэродинамические рули в передней части и на 20 секунд включила три из девяти двигателей на торможение, чтобы замедлить скорость входа в атмосферу и создать вокруг хвостовой части газодинамический «колокол».

Последнее включение центрального двигателя для мягкой посадки произошло непосредственно перед приземлением: ступень шла на баржу, находящуюся в Атлантическом океане примерно в 340 милях (550 км) к востоку от мыса Канаверал. В этот момент телетрансляция прервалась, но зал управления взорвался овацией, когда на экране возникла ступень, стоящая на «ножках» на палубе судна-дрона.

В это самое время вторая ступень завершала достижение промежуточной низкой орбиты. Двигатель выключился, и начался короткий 18-минутный пассивный участок траектории («баллистическая пауза»).

После этого последовало короткое включение Илона Маска, который рассказал о «гигантской революции в космических полётах» и поздравил коллег с победой, которую все так долго ждали.

Затем Merlin 1D Vacuum заработал вновь и перевёл ракету на высокоэллиптическую орбиту с апогеем вблизи геостационара. Спутник отделился от второй ступени через 32 минуты после старта.


⇡#Разбор полётов
Насколько исторически значимым событием стал повторный полёт ракетной ступени? Мнения по этому вопросу разделились ещё до миссии. Кто-то считал это прорывом в средствах выведения, который кардинально снизит стоимость доступа в космос. Кто-то думал по-другому, называя эксперименты SpaceX «шоу и цирком», не имеющим ничего общего с технической и экономической целесообразностью.


Кто-то видит в посадках «Фалкона» техническую революцию, кто-то — цирк и шоу

Но объективный взгляд предполагает взвешенность. В истории космонавтики на практике была подтверждена техническая реализуемость многократного использования твердотопливных стартовых ускорителей в орбитальных запусках (Space Shuttle) и жидкостных ракетных блоков в суборбитальных полётах (New Shepard компании Blue Origin). Маск первым решил техническую задачу повторного применения жидкостной ступени орбитального носителя, осложнённую используемыми компонентами топлива (при сжигании керосина в жидком кислороде в агрегатах двигателя выпадает сажа, причиняющая множество серьёзнейших неприятностей). Это значительное достижение с технической точки зрения.

Однако многоразовость нужна для снижения затрат. А здесь всё не так однозначно. На ремонт, восстановление и тестирование уже летавшей ступени SpaceX затратил не менее четырёх месяцев и неизвестную сумму денег. И повторное использование имеет смысл, если затраты на «межполётное обслуживание» не превысят экономии на изготовлении новой ступени. Говорят, заказчику запуска SES-10 обошёлся примерно в $ 40 млн — на треть меньше стандартного ценника. Это специальная цена с учётом возможных рисков. Сможет ли Маск удержаться на таком показателе при повторном использовании первых ступеней в регулярной эксплуатации – большой вопрос. Осторожные эксперты предсказывают возможное снижение прайса процентов на десять. А это не те цифры, которые «кардинально» снизят стоимость космических запусков. Иными словами, Маск доказал техническую возможность повторного использования ракетной техники, а доказать экономическую целесообразность ещё предстоит.

Тем не менее Халливелл заранее сообщил, что если данный запуск будет успешным, в конце этого года его компания сможет запустить ещё два спутника — SES 14 и SES 16 — на ранее использованных ускорителях. «Следующий аппарат, назначенный компании SpaceX, — SES 11 — полетит этим летом на недавно запущенной ракете», — сказал он.

Кроме того, по его словам, переход к многоразовым ракетам вряд ли будет отменён даже в случае аварии.


Спутниковый оператор SES твёрдо намерен переходить на многоразовые ракеты-носители

⇡#Сравнение
Чтобы точнее понять, каких же новых высот достиг Маск, подробнее разберемся с возможными вариантами спасения нижних (первых) ступеней ракет-носителей. К настоящему времени довольно детально изучено три основных способа:

1. Вертикальное парашютирование (в случае необходимости — с применением ракетных двигателей мягкой посадки на последнем этапе).
2. Горизонтальное планирование с использованием крыльев или планирующих парашютов.
3. Вертикальная реактивная посадка на основных или вспомогательных ракетных двигателях.

Основным достоинством указанных способов можно считать то, что они позволяют создать систему (нижнюю ступень) с многократным использованием материальной части в составе ракетно-космического комплекса, а это в два-три раза (в зависимости от кратности применения) снижает затраты на запуск полезной нагрузки.

Основные недостатки способов сводятся к усложнению и удорожанию разработки, изготовления, испытания и эксплуатации ступени, увеличению её «пассивной» массы, что в результате может привести не к падению, а к росту удельной стоимости запуска полезной нагрузки.

⇡#Парашютная и парашютно-реактивная посадка
К настоящему времени успешно реализована только в системе Space Shuttle для возвращения стартовых твердотопливных ускорителей при посадке на воду, а также рассматривалась для спасения боковых блоков первой ступени ракеты-носителя «Энергия» (до практической реализации не доведена). Попытки спасения первых ступеней ракеты-носителя Falcon-1 с помощью парашюта оказались неудачными. Следует также вспомнить отдельные эксперименты по спасению ускорителей ракеты-носителя Ariane-5. Теоретически изучался способ вертолётного подхвата парашютирующих блоков ракеты-носителя «Ангара».

Достоинства парашютной посадки:

1. позволяет использовать земную атмосферу для гашения остаточной скорости после разделения первой и второй ступеней;
2. относительная простота реализации для прочных и устойчивых систем типа твердотопливных ускорителей;
3. сравнительно небольшие затраты массы для них же.

Парашютная посадка ускорителя шаттла

Недостатки:

1. большие площади куполов, штатное раскрытие которых превращается в трудно решаемую проблему при массе возвращаемых грузов (в данном случае — отработавших ступеней) свыше 20-30 т;
2. невозможность обеспечить точную посадку из-за воздействия ветра и других атмосферных возмущений, а также отсутствия органов активного управления приземлением (для дисковых и купольных парашютов);
3. сравнительно большие затраты массы для непрочных жидкостных ракетных блоков из-за необходимости установки дополнительных средств (двигатели мягкой посадки, посадочные опоры, элементы повышения жесткости) для гашения скорости и перегрузки на последнем этапе приземления. Так, для блока А ракеты-носителя «Энергия» масса средств спасения и посадки составляла значительную часть конечной массы, что приводило к росту стоимости разработки и постройки системы. Блок А в одноразовом варианте без средств спасения имел массу на 60% меньше, кроме того, стоимость многоразового блока А в 1990 году составляла 18 млн. руб в то время как пуск ракеты-носителя «Зенит», включающей одноразовый аналог блока А, стоил не дороже 6 млн руб;
4. высокие перегрузки при торможении в атмосфере, в момент ввода в действие парашютной системы и в момент касания поверхности (при отсутствии двигателей мягкой посадки);
5. отсутствие гарантий сохранности конструкции (особенно жидкостных блоков) при посадке из-за невозможности (или крайней сложности) обеспечения нулевой вертикальной и горизонтальной скорости и, соответственно, наличия ударных нагрузок;
6. при посадке непосредственно в воду – сравнительно большие ударные нагрузки и высокий риск коррозии элементов конструкции;
7. большие трудности транспортировки крупногабаритных длинномерных ступеней с места посадки на ремонтный завод или космодром.

⇡#Планирующая посадка по-самолётному
В настоящее время горизонтальная планирующая посадка на аэродром с использованием сравнительно высокого аэродинамического качества реализована на крылатой орбитальной ступени Space Shuttle, на орбитальном корабле «Буран» и на экспериментальном ракетоплане Х-37. В многочисленных проектах 1960-2000-х годов данный способ рассматривался как основной.


Горизонтальная планирующая посадка корабля системы Space Shuttle. Фото NASA

Достоинства:

1. позволяет использовать атмосферу не только для гашения остаточных скоростей, но и для маневрирования (в определённых пределах) по продольной и боковой дальности для выбора места посадки при минимальных затратах топлива;
2. в идеале возможно возвращение и посадка в районе старта, чем снижаются затраты на проведение поисково-спасательных и транспортных операций;
3. высокая точность приземления (в пределах взлетно-посадочной полосы) из-за наличия органов аэродинамического управления;
4. низкие перегрузки во время торможения в атмосфере (примерно 1,5-2 единицы);
5. низкие ударные нагрузки при посадке (вертикальная скорость около 3 м/с может быть погашена амортизаторами шасси).

Недостатки:

1. высокая сложность и стоимость разработки, производства, испытания и эксплуатации из-за наличия самолётных систем и агрегатов (крыло, оперение, шасси, вспомогательные двигатели, аэродинамические органы управления, сложная гидросистема и т. п.)
2. большая громоздкость и высокие затраты массы из-за наличия самолётных систем (до 25-30% от конечной массы спасаемого блока);
3. возможны ограничения на эксплуатацию (лимиты на программу изменения углов атаки при старте и на атмосферном участке выведения, а также исключительно точное соблюдение параметров входа в атмосферу и ограничения на скорость ветра по маршруту возвращения и в месте посадки);
4. невозможность захода на второй круг горизонтальной посадки (для реализации такого шанса требуется оснастить возвращаемый блок вспомогательной двигательной установкой и запасом топлива, что ещё более увеличивает «инертную» массу);
5. необходимость упрочнения баков и других отсеков (ведёт к увеличению конечной массы блока), связанная с высокими поперечными нагрузками, не характерными для одноразовой ракетной техники.

⇡#Вертикальная реактивная посадка
К настоящему времени реактивная посадка в достаточной степени отработана на первой ступени ракеты-носителя Falcon 9 (компании SpaceX) и суборбитальной системе NewShepard (Blue Origin), а также на посадочных аппаратах межпланетных (в основном лунных) зондов и экспериментальных летательных аппаратов типа DC-X и Grasshopper. Реактивная посадка на вспомогательных турбореактивных двигателях рассматривалась в проекте многоразовой ракетно-космической системы «Подъём» предприятия, которое сейчас называется Ракетно-космическим центром (РКЦ) «Прогресс», г. Самара.


Вертикальная реактивная посадка корабля Red Dragon на Марс. Графика SpaceX

Достоинства:

1. сравнительно небольшая стоимость разработки и производства, т. к. основные затраты массы приходятся на самый дешёвый компонент системы – ракетное топливо;
2. возможность ограничения перегрузок при торможении в атмосфере;
3. возможность точной посадки, в т. ч. в районе старта (снижение стоимости поисково-спасательных и транспортных операций);
4. низкие нагрузки при посадке (околонулевая скорость) и низкие поперечные нагрузки при спуске в атмосфере;
5. невысокие потери в массе полезного груза при посадке в районе штатного падения блока (или на посадочную платформу в океане) – от 5 до 15%;
6. возможность использования ракетного блока как в многоразовом, так и в одноразовом исполнении (расширение гибкости эксплуатации).

Недостатки:

1. слабое использование земной атмосферы для гашения остаточных скоростей;
2. повышенные требования к системе управления (фактически использованы технологии, более свойственные современному высокоточному оружию, чем ракетно-космическим комплексам);
3. усложнение ракетного блока из-за установки дополнительных систем (вспомогательные ракетные сопла или двигатели, аэродинамические органы управления, посадочные опоры);
4. высокие потери массы полезного груза при возвращении ступени к месту старта (до 30-50%);
5. ограничения на эксплуатацию (прежде всего, скорость и направление ветра по трассе спуска и в месте посадки);
6. ужесточение требований к двигательной установке (необходимость быстрого многократного автоматического запуска в полёте и возможность глубокого дросселирования тяги при посадке).

⇡#Проснёмся ли мы завтра в новом мире?
В настоящее время после впечатляющих успехов SpaceX и Blue Origin по мнению ряда экспертов, с точки зрения затрат на эксплуатацию всей системы предпочтительнее выглядит вертикальная реактивная посадка. Однако выбор надо делать на основе многократно подтверждённых примеров, подкреплённых реальными цифрами стоимости.

Например, успех данного способа, продемонстрированный компанией Илона Маска, во многом обусловлен возможностью простой, быстрой и дешёвой доставки севшей ступени самоходным судном к прибрежному американскому космодрому: объявленные минимальные потери в массе полезного груза сочетаются с минимальными расходами на поисково-спасательные и транспортные операции. В условиях «континентальных» космодромов (Восточный, Байконур, Плесецк) посадка ступени в тайге или в пустыне в отсутствие транспортной инфраструктуры может оказаться неприемлемой, и единственно возможным может стать возвращение к месту старта. В этом случае более выгодной (из-за меньших потерь в массе полезного груза) может стать самолётный способ.


При пусках ракет с континентальных космодромов посадка многоразовой ступени на пересечённой местности неприемлема

Возможны (и широко рассматриваются) комбинированные способы возвращения, включающие, например, использование аэродинамического качества всей ступени на участке торможения в атмосфере в сочетании с парашютно-реактивной посадкой отделённого от баковых отсеков блока с самым дорогим и сложным оборудованием — маршевыми двигателями и системой управления.

В любом случае следует отметить, что существующие на сегодня критерии разработки одноразовых ракет-носителей, по всей видимости, неприемлемы (или требуют значительной корректировки) при создании многоразовых ракетно-космических систем, даже включающих одну (первую) ступень с вертикальной реактивной посадкой.

 

[ПосетительМузея]

'...ПРОСТО сняли, протестировали и поставили обратно' - 'джентльмены верят друг другу на слово', не так ли? Особенно когда это касается Маска, который и Теслами поначалу торговал в убыток (интересно, а сейчас?), и еще одна компания у него разорилась...
Кроме того, 'дьявол в деталях': основной вопрос был не к ресурсу движка, а к обшивке, которая при посадке обдувалась горячей реактивной струей

 

[tomcat]

'...ПРОСТО сняли, протестировали и поставили обратно' - 'джентльмены верят друг другу на слово', не так ли? Особенно когда это касается Маска, который и Теслами поначалу торговал в убыток (интересно, а сейчас?), и еще одна компания у него разорилась...
Кроме того, 'дьявол в деталях': основной вопрос был не к ресурсу движка, а к обшивке, которая при посадке обдувалась горячей реактивной струей

мне особенно понравилось в статье вот это:

Но объективный взгляд предполагает взвешенность. В истории космонавтики на практике была подтверждена техническая реализуемость многократного использования твердотопливных стартовых ускорителей в орбитальных запусках (Space Shuttle) и жидкостных ракетных блоков в суборбитальных полётах (New Shepard компании Blue Origin). Маск первым решил техническую задачу повторного применения жидкостной ступени орбитального носителя, осложнённую используемыми компонентами топлива (при сжигании керосина в жидком кислороде в агрегатах двигателя выпадает сажа, причиняющая множество серьёзнейших неприятностей). Это значительное достижение с технической точки зрения.

Однако многоразовость нужна для снижения затрат. А здесь всё не так однозначно. На ремонт, восстановление и тестирование уже летавшей ступени SpaceX затратил не менее четырёх месяцев и неизвестную сумму денег. И повторное использование имеет смысл, если затраты на «межполётное обслуживание» не превысят экономии на изготовлении новой ступени. Говорят, заказчику запуска SES-10 обошёлся примерно в $ 40 млн — на треть меньше стандартного ценника. Это специальная цена с учётом возможных рисков. Сможет ли Маск удержаться на таком показателе при повторном использовании первых ступеней в регулярной эксплуатации – большой вопрос. Осторожные эксперты предсказывают возможное снижение прайса процентов на десять. А это не те цифры, которые «кардинально» снизят стоимость космических запусков. Иными словами, Маск доказал техническую возможность повторного использования ракетной техники, а доказать экономическую целесообразность ещё предстоит.