Орбитальные станции

Орбитальные станции (ОС) - большие искусственные спутники, длительное время функционирующие на околоземных, окололунных или околопланетных орбитах. Орбитальные станции могут быть пилотируемыми или автоматическими. Пилотируемые ОС между сменами экипажей космонавтов работают в автоматическом режиме.

В отличие от автоматических искусственных спутников и пилотируемых космических кораблей орбитальные станции предназначены для выполнения длительных комплексных программ научно-технических и прикладных исследований околоземного пространства, Земли, небесных тел, а также исследований в области биологии и медицины, материаловедения, метеорологии и других областях науки и испытаний новых космических систем и оборудования.

Масса и габариты ОС, длительность ее функционирования и численность экипажа определяются способом сборки ОС и возможностями ее снабжения расходуемыми материалами (топливо, пища, вода, кислород и др.).

Возможны два способа создания ОС. При первом способе станция полностью собирается на Земле и выводится на орбиту одной ракетой-носителем. В этом случае масса и габариты ОС ограничены возможностями ракеты-носителя, в связи с чем способ пригоден для сборки ОС массой, не превышающей 100-150 т. При втором способе сборка осуществляется непосредственно на орбите из самостоятельных блоков, секций, элементов или космических кораблей, которые выводятся несколькими ракетами-носителями. Этот способ позволяет в принципе создавать ОС любой массы, объема, размеров. Впервые орбитальная станция такого типа была создана в 1969 г. путем состыковки двух советских космических кораблей "Союз-4" и "Союз-5".

Орбитальная станция 'Салют-4'

Создание пилотируемых ОС длительного функционирования требует решения сложных научно-технических и медико-биологических проблем. Одна из наиболее важных - встреча на орбите и стыковка космических аппаратов. Первая ручная стыковка осуществлена 16 марта 1966 г. экипажем американского космического корабля "Джемини-8" с ракетой "Аджена". Впервые автоматическая встреча и стыковка на орбите осуществлена 30 октября 1967 г. советскими спутниками "Космос-186" и "Космос-188". Решение этой и ряда других принципиальных проблем позволило СССР и в некоторой мере США создать долговременные пилотируемые ОС со сменяемыми экипажами.

Всего до 1 января 1986 г. было запущено 8 ОС: семь советских типа "Салют" и американская "Скайлэб". На станциях "Салют" работало 32 экипажа (48 космонавтов), на станции "Скайлэб" - 3 экипажа (9 космонавтов).

Орбитальная станция "Салют" была запущена 19 апреля 1971 г. В начале июня на станцию был доставлен первый в истории космонавтики экипаж в составе космонавтов Г. Т. Добровольского, В. Н. Волкова и В. И. Панаева. Они выполняли в течение 23 сут обширную программу исследований и экспериментов: астрофизических наблюдений, испытаний в различных режимах работы бортовых систем, наблюдений и фотографирования земной поверхности, атмосферных образований, метеорологических явлений, разносторонних медико-биологических исследований. При возвращении на Землю из-за разгерметизации спускаемого аппарата космонавты погибли.

На последующих станциях "Салют" были проведены длительные экспедиции. Так, космонавты П. И. Климук и В. И. Севастьянов работали на станции "Салют-4" свыше двух месяцев.

Наиболее совершенные из ОС этого типа - "Салют-6", запущенная 29 сентября 1977 г. и функционировавшая на орбите 4 года 10 месяцев (до 29 июня 1982 г.), и "Салют-7", запущенная 19 апреля 1982 г. В отличие от предыдущих ОС у этих станций два стыковочных узла, что позволяет причаливать к станциям двум космическим кораблям одновременно. На базе станции "Салют-6" были впервые созданы орбитальные научно-исследовательские комплексы, включавшие также транспортные космические корабли "Союз" и грузовые автоматические корабли "Прогресс". С помощью кораблей "Прогресс" была решена проблема доставки на станцию топлива для двигательных установок, расходуемых материалов для обеспечения жизнедеятельности экипажа, оборудования для замены исчерпавшего свой ресурс, а также новой научной аппаратуры.

Орбитальный комплекс 'Салют' - 'Союз'

Грузовой корабль "Прогресс" был создан на базе космического корабля "Союз". Он выводится на орбиту с помощью той же ракеты-носителя, что и "Союз". При общей массе 7000 кг "Прогресс" способен доставить на околоземную орбиту 2300 кг грузов, в том числе 1000 кг топлива.

Общая масса научно-исследовательского комплекса (станция "Салют-6" плюс два транспортных корабля) - 32,5 т, масса самой станции - 18,9 т, общая длина орбитального комплекса - 29 м (станции - 15 м), максимальный диаметр станции - 4,15 м, размах с развернутыми панелями солнечных батарей - 17 м. В станции "Салют-6" - пять отсеков.

В рабочем отсеке размещается основное оборудование станции. Из этого отсека экипаж управляет станцией, проводит большинство исследований, здесь космонавты отдыхают, спят, принимают пищу. На переходном отсеке установлен один из двух стыковочных узлов станции. Второй стыковочный узел расположен на промежуточной камере. В переходном отсеке космонавты ведут наблюдения через 7 окон-иллюминаторов. Этот отсек используется также в качестве шлюзового: через него космонавты выходят в открытый космос. В негерметичном агрегатном отсеке размещается двигательная установка станции и другое оборудование, а в отсеке научной аппаратуры - крупные приборы, например субмиллиметровый телескоп.

В 1977-1981 гг. на станции "Салют-6" работали и успешно выполнили программы научных исследований и экспериментов пять основных длительных экспедиций продолжительностью 96 сут (космонавты Ю. В. Романенко и Г. М. Гречко), 140 сут (В. В. Коваленок и A. С. Иванченко), 175 сут (В. А. Ляхов и B. В. Рюмин), 185 сут (Л. И. Попов и В. В. Рюмин) и 75 сут (В. В. Коваленок и В. П. Савиных) и одиннадцать краткосрочных, в том числе восемь международных по программе "Интеркосмос", в состав которых входили космонавты из братских социалистических стран - ЧССР (В. Ремек), ПНР (М. Гермашевский), ГДР (3. Йен), ВНР (Б. Фаркаш), СРВ (Фам Туан), Республики Куба (А. Тамайо Мендес), МНР (Ж. Гуррагча) и СРР (Д. Прунариу).

Общее время функционирования станции "Салют-6" в пилотируемом режиме составило 676 сут, со станцией осуществлено 35 стыковок пилотируемых и автоматических аппаратов. Совместно в полетах со станцией были проведены испытания усовершенствованного транспортного космического корабля "Союз Т".

Космонавты провели интересные исследования, выполнили много важных для науки и народного хозяйства экспериментов. В своих наблюдениях они использовали субмиллиметровый телескоп БСТ, массой 650 кг с диаметром главного зеркала 1,5 м, гамма-телескоп "Елена", радиотелескоп КРТ-10, фотоаппаратуру МКФ-6М, изготовленную в ГДР и позволяющую делать снимки земной поверхности в 6 зонах спектра. С помощью электронагревательных установок "Сплав" и "Кристалл" экипажи выполнили цикл технологических экспериментов. Большое значение для дальнейшего развития пилотируемых полетов в космосе имели медико-биологические исследования.

Фотографирование и визуальные наблюдения, которые ведут космонавты с орбитальных станций, имеют огромное значение для изучения Земли и ее природных ресурсов. Эти исследования уже сейчас приносят весомый экономический эффект.

Они открывают необычайно широкие возможности для дальнейшего развития сельского и лесного хозяйства, гидрологии, океанографии, геологии, метеорологии и других областей народного хозяйства, позволяют улучшить контроль за состоянием природной среды. Все это имеет большое значение в наше время. Приведем примеры того, как результаты исследований, проводимых космонавтами, используются на практике.

Космонавты В. А. Ляхов и В. В. Рюмин в ходе наблюдений с орбитальной станции "Салют-6" обнаружили в Тихом океане вблизи Курильских островов полосу планктона протяженностью до 1000 км. А где планктон, там и скопления рыбы. Данные были переданы тем, кто вел поиск и лов в океане различных видов промысловых рыб. Предыдущий экипаж орбитальной станции - космонавты В. В. Коваленок и А. С. Иванченков - внес большой вклад в разработку методов определения рыбных запасов по результатам визуальных наблюдений с околоземной орбиты. Проверка их сообщений подтвердила, в частности, мнение ученых о перспективности для промысла рыбы районов, расположенных вдали от берегов. Работу в этом направлении продолжили космонавты В. А. Ляхов и В. В. Рюмин.

Второй пример - космическое материаловедение, которое в будущем позволит создать совершенно новые материалы и коренным образом преобразовать технологию изготовления традиционных. На орбитальной станции "Салют-6" космонавты проводили экспериментальную пайку металлов, изучали поведение расплавленных материалов в состоянии невесомости и их затвердение, изучали возможности получения новых материалов, синтез сложных систем, неосуществимый в земных лабораториях, а также исследовали процессы плавления металлов и рост кристаллов полупроводников. Космонавты выполнили интересные технологические эксперименты на установках "Сплав" и "Кристалл".

Результаты этих опытов уже в ближайшем будущем могут найти применение в новейших отраслях науки и техники - микроэлектронике, инфракрасной технике и др. И таких примеров можно было бы привести еще немало. 19 апреля 1982 г. на околоземную орбиту была запущена ОС "Салют-7". Она является усовершенствованным вариантом орбитальных научных станций второго поколения и обладает улучшенными эксплуатационными характеристиками. Как и у ОС "Салют-6", у нее два стыковочных узла, что позволяет ей принимать помимо транспортных космических кораблей с экипажами автоматические грузовые корабли "Прогресс" для материально-технического снабжения ОС всем необходимым. При тех же размерах и конфигурации, что у предыдущей ОС, многие системы "Салюта-7" подвергнуты существенной модернизации. Так, например, два иллюминатора станции теперь прозрачны для ультрафиолетовых лучей, что расширяет исследовательские возможности станции. Она стала более комфортабельной, более удобной для жизни и работы космонавтов, расширились состав и возможности ее научной аппаратуры.

До 1 января 1985 г. на ОС "Салют-7" работали основные длительные экспедиции продолжительностью 211 сут (космонавты А. Н. Березовой и В. В. Лебедев), 150 сут (В. А. Ляхов и А. П. Александров) и 237 сут (Л. Д. Кизим, В. А. Соловьев и О. Ю. Атьков) и четыре краткосрочные, в том числе две международные, в состав которых входили космонавты - граждане Франции (Ж. Л. Кретьен) и Индии (Р. Шарма).

Космонавты - члены длительных и краткосрочных экспедиций - выполнили на орбите огромную научную работу, которая включала исследования и эксперименты в области космической биологии и медицины, астрофизики, космического материаловедения, в том числе в области биотехнологии, изучение природных ресурсов Земли. Космонавты неоднократно выходили в открытый космос для выполнения сложных монтажно-сборочных работ вне помещения ОС. Так, космонавты Л. Д. Кизим и В. А. Соловьев в течение одной экспедиции совершили шесть выходов в открытое космическое пространство продолжительностью 22 ч 50 мин, т. е. почти сутки проработав вне ОС. Космонавт С. Е. Савицкая стала первой в мире женщиной, совершившей выход в открытый космос.

В 1985 г. на ОС "Салют-7" работали космонавты - члены четвертой длительной экспедиции. При этом впервые в практике пилотируемых космических полетов произошла частичная смена экипажа. 6 июня на КК "Союз-13" стартовали космонавты В. А. Джанибеков и В. П. Савиных. Им в трудных условиях, когда связь со станцией была нарушена и она находилась в законсервированном состоянии, удалось осуществить стыковку с некооперируемой станцией и восстановить ее работоспособность. В дальнейшем космонавты выполнили большую научно-исследовательскую работу.

17 сентября 1985 г. на КК "Союз-14" на станцию прибыл экипаж в составе: В. В. Васютин, Г. М. Гречко и А. А. Волков. В течение семи дней пять космонавтов на ОС выполнили запланированную программу научно-технических исследований и экспериментов. Затем космонавты В. А. Джанибеков и Г. М. Гречко вернулись на Землю, а работу на станции продолжили В. В. Васютин, В. П. Савиных, А. А. Волков.

Во время четвертой длительной экспедиции на "Салюте-7" космонавты осуществили выход в открытый космос, выполнили ряд исследований по космической биологии и медицине, астрофизике, космическому материаловедению, геофизике. 21 ноября 1985 г. в связи с болезнью космонавта В. В. Васютина экспедиция была прекращена и космонавты возвратились на Землю.

Создание орбитальных научно-исследовательских комплексов - выдающееся достижение советской космической науки и техники, открывшее новые пути развития космических исследований.

Американская ОС "Скайлэб" была запущена 14 мая 1973 г. На ней работали 3 экипажа космонавтов, которые доставлялись на станцию на КК "Аполлон" (Ч. Конрад, Дж. Кервин, П. Вейц с 25 мая по 22 июня 1973 г.; А. Бин, О. Гэрриот, Дж. Лусма с 28 июля по 26 сентября 1973 г.; Дж. Карр, У. Поуг, Э. Гибсон с 16 ноября 1973 г. по 8 февраля 1974 г.). Масса ОС "Скайлэб" - около 85 т. Основные задачи работы космонавтов на станции: медико-биологические исследования, наблюдения Солнца, изучение природных ресурсов Земли, технологические эксперименты.

Советские ученые и специалисты считают орбитальные станции магистральным путем проникновения человека в космос. С их помощью могут быть решены наиболее крупные и принципиальные задачи дальнейшего изучения и освоения космического пространства. ОС могут служить базами для сборки на орбите массивных пилотируемых космических кораблей, предназначенных для полета к другим планетам Солнечной системы, а также причалами для возвращающихся из дальнего рейса космических кораблей. Существуют проекты создания на околоземных орбитах автоматических ОС - коллекторов солнечной энергии, которая затем в виде микроволнового луча передается на Землю. Технологические эксперименты, которые космонавты проводят на современных ОС, могут в дальнейшем привести к созданию крупных орбитальных заводов для производства в космосе разнообразных материалов. А если заглянуть в далекое будущее, увидим воплощенной мечту гениального русского ученого К. Э. Циолковского об "эфирных" поселениях в космосе, где будут жить и работать десятки и сотни тысяч землян.