все орбитальные станции в истории
История орбитальных станций
Орбитальная станция (ОС) — космический аппарат, предназначенный для долговременного пребывания людей на околопланетной орбите с целью проведения научных исследований в условиях космического пространства, разведки, наблюдений за поверхностью и атмосферой планеты, астрономических наблюдений и т. п.
Космические корабли «Союз» и «Союз-Т»
Экипаж «Союза», состоявший из двух космонавтов, мог управлять движением космического корабля на орбите, выполнять маневры и ориентировать солнечные батареи на Солнце.
Космические корабли могли стыковаться друг с другом, перейти из одного в другой можно было через открытый космос. Для этого были предусмотрены выходные люки, а экипаж снабжался специальными скафандрами. Полетных скафандров для защиты в случае разгерметизации корабля у космонавтов не было.
В 1969 г. пилотируемые КК «Союз-4» и «Союз-5» совершили стыковку в космосе. Летом 1970 г. состоялся длительный 18-дневный полет КК «Союз-9» с космонавтами А.Г. Николаевым и В.И. Севастьяновым на борту. На этом эпоха первых «Союзов» закончилась. Изначально «Союз» разрабатывался как часть советской лунной программы, но когда от нее отказались, он был переделан в транспортный корабль для доставки экипажей и обслуживания орбитальной станции. Главным отличием нового «Союза» стала система стыковки, которая позволяла переходить космонавтам из корабля на станцию без выхода в открытый космос. Самым известным полетом «Союза» стала совместная советско-американская экспедиция в 1975 г. 117 июля КК «Союз-19» успешно состыковался с кораблем «Аполлон-АСТП», что стало началом нового этапа международного сотрудничества в освоении космоса.
«Союзы» зарекомендовали себя как сравнительно надежные аппараты, но развитие космической техники требовало нового корабля. Им стал «Союз Т», рассчитанный на экипаж из трех человек в полетных скафандрах.
Аппараты этой модификации успешно обслуживали советские орбитальные станции с 1980 по 1986 гг, совершив 14 пилотируемых полетов.
Трагедии «Союза»
Освоение нового КК «Союз» было связано с человеческими жертвами, которые стали первыми и пока единственными потерями в отечественной космонавтике. 23 апреля 1967 г. с космодрома Байконур стартовал «Союз-1» с космонавтом В.М. Комаровым на борту.
Сразу после выхода на орбиту начались неполадки в работе корабля, и центр управления принял решение срочно возвращать космонавта на Землю. Во время спуска основной парашют не раскрылся, и Комаров разбился вместе с СА. Через 4 года, когда КК «Союз-11» с Г.Т. Добровольским, В.Н. Волковым и В.И. Пацаевым возвращался на Землю после экспедиции на ДОС «Салют», на спуске произошла разгерметизация СА, и все трое космонавтов погибли.
Программа «Союз-Апполон»
На подготовку такого полета ушло несколько лет. Прежде чем это стало возможно, советским и американским конструкторам-пришлось решить целый комплекс проблем по совместимости двух кораблей. При создании как «Аполлона», так и «Союза» подобные совместные полеты даже не планировались. Системы жизнеобеспечения на обоих кораблях кардинально различались — на «Аполлоне» была атмосфера из чистого кислорода под пониженным давлением, тогда как на «Союзе» она была сходна с земной. Также предстояло разработать новый стыковочный агрегат, чтобы два корабля могли состыковаться в космосе. Чтобы космонавты и астронавты могли перемещаться между кораблями, конструкторы создали специальный переходный отсек длиной 3 м, который выводил на орбиту «Аполлон». Чтобы избежать декомпрессии из-за разницы в давлении на кораблях, экипажи, покинув свой корабль, проводили в этом отсеке около 3 часов, прежде чем перейти к соседям.
15 июля 1975 г. с космодрома Байконур стартовал космический корабль «Союз-19» с космонавтами А.А. Леоновым и В.Н. Кубасовым на борту. В тот же день с мыса Канаверал в космос отправился «Аполлон», в экипаж которого вошли астронавты Т. Стаффорд, В. Бранд и Д. Слейтон. Спустя двое суток, 17 июля корабли состыковались, образовав орбитальную станцию. «Союз-Аполлон». Станция просуществовала 2 дня, в течение которых экипажи совершили 4 перехода между кораблями. 19 июля корабли расстыковались, потом ненадолго состыковались повторно, а затем по отдельности вернулись на Землю.
Совместный советско-американский полет заложил основы международного сотрудничества в космосе, которое затем развилось в программу «Мир-Шаттл» и сегодня продолжается на международной космической станции.
Универсальный стыковочный агрегат
Использовавшиеся на «Союзе» и «Аполлоне» стыковочные агрегаты были не только выполнены по активно-пассивной схеме, но и являлись несовместимыми меж собой. При такой конструкции на двух совместимых аппаратах, стоят разные стыковочные агрегаты: один так называемый «активный», или «штырь», а второй — «пассивный», или «конус». В рамках решения проблемы стыковки советские ученые разработали универсальный, или андрогинный стыковочный агрегат АПАС-75, который с некоторыми модификациями используется до сих пор, в том числе и на МКС. В отличие от предыдущих агрегатов, при необходимости обе стороны АПАС могли выполнять активную или пассивную роли.
Орбитальные станции «Салют»
В 1964 г. генеральный конструктор В. Челомей предложил советскому правительству идею орбитальной пилотируемой станции (ОПС), которая смогла бы пробыть в космосе несколько лет и была рассчитана на экипаж из 2-3 космонавтов.
Спустя 3 года ОКБ-52 Челомея подготовило проект ОПС «Алмаз», которая могла выполнять как военные так и мирные научные задачи. Основной целью стан ции было ведение космической разведки. Состояла она из 4 основных частей: агрегатного отсека, отсека с телескопом для наблюдения за Землей, рабочего отсека и возвращаемого аппарата. Работы по «Алмазу» шли медленно, поэтому в 1971 г. в космос была запущена упрощенная версия станции — «Салют-1». Она состояла из 3 отсеков — агрегатного, рабочего и переходного, к которому пристыковывался КК «Союз». Первый «Алмаз» был выведен на орбиту только спустя 2 года. Во второй половине 70-х в космос отправились станции нового типа («Салют-6» и затем «Салют-7»), способные принять 2 космических корабля одновременно. «Салют-6» состояла из 5 блоков: переходного, рабочего, промежуточного, агрегатного и отсека научной аппаратуры.
В переходном отсеке была расположена шлюзовая камера, через которую космонавты могли выходить в открытый космос, чтобы работать снаружи станции. Для этого был разработан новый скафандр «Орлан-Д».
Ранее на советских орбитальных станциях такой возможности не было. Специально для обслуживания «Салюта-6» конструкторы создали грузовой корабль «Прогресс».
Савицкая Светлана Евгеньевна (р. 1948 г.)
Летчик-испытатель, вторая в мире женщина-космонавт после В. Терешковой, первая женщина, вышедшая в открытый космос, единственная женщина дважды Герой Советского Союза. В 1982 и 1984 гг. совершила 2 полета к орбитальной станции «Салют-7».
Космический корабль «Спейс шаттл»
Многоразовый транспортный космический корабль (МТКК) «Спейс шаттл» — космический челнок, разработка которого началась в 1971 г. для поддержки будущих американских проектов по освоению внеземного пространства.
После закрытия программы «Скайлэб» НАСА предложило использовать его как универсальное средство выведения на околоземную орбиту.
«Спейс шаттл» строился как корабль, способный доставить в космос спутник любого вида и назначения. Корабль представлял собой орбитальный самолет, который выводился в космос двумя многоразовыми твердотопливными ускорителями (ТТУ), закрепленными по бокам внешнего топливного бака. В момент старта начинали работать двигатели обоих ТТУ и три двигателя корабля, используя топливо из огромного подвесного бака. Затем на высоте 50 км ТТУ отделялись и на парашютах опускались на Землю. Пустой внешний бак сгорал в плотных слоях атмосферы. Выполнив ®Р1программу, орбитальный самолет «Спейс шаттл» приземлялся на аэродром и после техосмотра был готов к новому полету. Самым слабым местом нового космического корабля было отсутствие системы аварийного спасения.
Экипаж не имел ни малейших шансов выжить в катастрофе во время взлета или посадки. «Спейс шаттл» оказался самым небезопасным космическим кораблем за всю историю космонавтики, который унес жизни 14 человек.
Кроме того, при создании «шаттлов» планировалось, что за счет многоразовой системы они значительно снизят расходы на доставку полезного груза в космос и смогут стартовать каждые несколько недель. Но на практике промежутки между стартами корабля составлял несколько месяцев, пуски часто переносились, а доставка груза в итоге получилась очень дорогой.
Как правило, полет «шаттла» продолжался от 5 до 16 суток, наименьший экипаж состоял из 2 человек, максимально корабль мог принять на борт 11 человек. Начиная с 1981 г. эти корабли совершили 135 полетов в космос. Первый старт «шаттла» состоялся 12 апреля в 20-летнюю годовщину полета в космос Ю.А. Гагарина.
После закрытия программы «Скайлэб» у НАСА не было денег на строительство новой орбитальной станции, но тут на помощь пришло Европейское космическое агентство, которое в 1974 г. приступило к созданию многоразового орбитального модуля «Спейслэб». Этот лабораторный блок устанавливался в грузовой отсек «шаттла» и был рассчитан на 50 полетов. В обмен на это европейцы получили возможность отправлять в космос своих астронавтов. Первым из иностранцев в 1983 г. полетел на «шаттле» немец У. Мербольд. В том же году в космос полетела первая женщина-астронавт С. Райд.
С этого времени НАСА стало периодически включать женщин в экипажи «шаттлов», всего в космосе побывали 57 женщин-астронавтов, 4 из них погибли.
В 1990 г. шаттл «Дискавери» вывел на орбиту телескоп «Хаббл», обслуживание и ремонт этого аппарата возможно только с «шаттлов», поэтому сейчас данные работы, в том числе и возвращение целых спутников с орбиты на Землю, выполнить невозможно. МТКК часто использовались для запусков и ремонта спутников и космических станций, выводя их в космос вместе с разгонными блоками, после закрытия программы эта возможность исчезла. «Шаттлы» принимали участие в сборке орбитальных станций «Мир» и МКС, поскольку только они могли доставить в своих огромных грузовых отсеках модули, у которых не было собственных двигательных установок.
Программа «Спейс шаттл» предоставила человечеству уникальные возможности работы в космосе, но, несмотря на постоянную модернизацию, за три десятилетия полетов эти корабли устарели как морально, так и физически, исчерпав свой ресурс обновления. С 2011 г. полеты на «шаттлах» прекращены и все корабли отправились в музеи.
Катастрофы «шаттлов»
«Спейс шаттл» не имел системы аварийного спасения астронавтов. 28 января 1986 г. МТКК «Челленджер» взорвался почти сразу после старта, все 7 человек экипажа погибли.
После этого астронавты стали надевать полетные скафандры и получили возможность в случае аварии выпрыгнуть из корабля с парашютом. Но данная мера оказалась неэффективной. 1 февраля 2003 г. МТКК «Колумбия» развалился при входе в плотные слои атмосферы, в этой катастрофе погибли все 7 астронавтов, находившихся на борту.
Пилотируемый маневрирующий модуль
В трех полетах «шаттлов» астронавты во время выходов в открытый космос пользовались установкой для перемещения и маневрирования, которая позволяла им автономно летать вокруг космического корабля. В 1984 г. во время миссии шаттла «Челленджер» астронавт Б. Маккэндлесс впервые испытал это устройство, став первым человеком, работавшим в открытом космическом пространстве без какой-либо связи с кораблем, в свободном полете. После катастрофы «Челленджера» от пилотируемого маневрирующего модуля отказались по соображениям безопасности. Но уже в 1990 г. сходное устройство было испытано советскими космонавтами на станции «Мир». Сегодня реактивные ранцы используются на МКС при выходах в открытый космос только как средство спасения астронавта.
Космический корабль «Буран»
Когда в 1971 г. в США началась разработка МТКК «Спейс шаттл», стало понятно, что Советский Союз должен иметь такой же аппарат.
Начиная с 1965 г. конструктор Г.Е. Лозино-Лозинский вел работы над орбитальным самолетом «Спираль», однако теперь этот проект не мог конкурировать с американским кораблем. Работы по нему закрыли, и Лозино-Лозинскому предстояло создать более совершенный многоразовый транспортный космический корабль — «Буран». Первый аппарат был построен к 1984 г.
Внешне советский МТКК получился очень похожим на своего американского собрата, однако между ними были существенные различия. «Буран» был намного более безопасен. При аварии ракеты-носителя во время вывода на орбиту он мог автоматически отделиться от ракеты-носителя и вернуться на Землю. Если нештатная ситуация произошла бы при приземлении, пилоты могли катапультироваться. На «шаттлах» такой возможности предусмотрено не было. Американский корабль садился с выключенными двигателями и на ручном управлении, тогда как «Буран» был оснащен посадочными тормозными двигателями и мог приземляться в автоматическом режиме. РН «Энергия», выводившая советский МТКК на орбиту, стала одной из самых мощных ракет в мире, по грузоподъемности она в 5 раз превышала параметры «Протона».
Она состояла из двух ступеней: четырех боковых блоков, которые после выработки горючего опускались на парашютах на землю, и несущего блока, на который крепилась полезная нагрузка. РН «Энергия» могла использоваться для выведения на орбиту сверхтяжелых грузов, в том числе межпланетных пилотируемых кораблей для запланированных советских экспедиций на Луну и Марс.
Единственный полет «Бурана»
К этому времени на Байконуре к полету были полностью готовы 2 комплекса «Буран-Энергия», и еще 3 корабля и ракеты-носителя в разной степени готовности находились на заводских стапелях. Последняя надежда на возобновление уникальной программы исчезла в 2002 г., когда был распущен отряд космонавтов «Бурана», все эти годы ждавших полета в космос на своих кораблях.
Орбитальная станция «Мир»
В 1981 г. советские конструкторы приступили к разработке нового типа орбитальных станций, которые состояли из большого количества модулей и могли находиться в космосе намного дольше.
Базовый блок орбитальной станции нового поколения «Мир» был похож на «Салют-7», однако его компоновка была совершенно другой. На переходном отсеке основного блока станции конструкторы разместили 4 боковых стыковочных узла. Именно туда монтировались модули с научно-исследовательской аппаратурой. Это позволило разгрузить базовый блок станции и создать в нем более удобные условия для жизни космонавтов.
На станции появились спальные каюты для экипажа. На базовом блоке было 2 осевых стыковочных узла. Научные модули сперва стыковались к ним, а затем, при помощи манипулятора, перестыковывались на боковые узлы. Служебные модули были построены на основе транспортных кораблей снабжения ТКС.
В феврале 1986 г. базовый блок станции «Мир» был выведен на орбиту. Началась длинная эпопея последней советской орбитальной станции, которая проработала в космосе 15 лет, во много раз перекрыв все возможные сроки эксплуатации.
В марте того же года космонавты Л.Д. Кизим и В.А. Соловьев пристыковались к «Миру», расконсервировали станцию, затем отправились на «Салют-7», в течение 20 дней переносили со станции в корабль «Союз» оборудование, а потом вернулись на «Мир». Это был первый межорбитальный полет в истории космонавтики. Экспедиция Кизима и Соловьева длилась 125 суток.
После развала СССР завершение строительства станции «Мир» финансировало НАСА. После начала строительства МКС в 1998 г. существование «Мира» потеряло смысл, и в марте 2001 г. станция была затоплена в Тихом океане.
Международная космическая станция
Международная космическая станция, летящая сегодня над нашей планетой, стала плодом экономических кризисов и разумного компромисса между США и Россией.
В начале 80-х гг. XX в. советские конструкторы приступили к строительству ДОС «Мир-2». К 1986 г. были закончены работы над базовым жилым блоком «Звезда», а в следующем 1987 г. макет станции «Мир-2» представили на обозрение мировой общественности в Монреале. Падение СССР означало прекращение соперничества двух сверхдержав в космосе. Российские конструкторы обладали уникальными разработками и многолетним опытом, а американская сторона имела достаточно финансовых возможностей для того, чтобы оплатить смелые проекты.
Всего в создании МКС согласились участвовать 16 стран. К 1993 г. в российском бюджете не было средств на завершение функционально-грузового блока «Заря», и НАСА согласилось профинансировать окончание строительства российского сегмента будущей станции. Именно «Заря», выведенная на орбиту в 1998 г., стала первым кирпичиком, положенным в основу МКС.
Транспортные корабли для МКС
После завершения программы НАСА «Спейс шаттл» серьезно встал вопрос о снабжении грузами МКС, поскольку мощностей российских транспортных кораблей «Прогресс» для этого не хватало.
Американские «шаттлы» внесли огромный вклад в строительство МКС, и именно на них лежала основная нагрузка по снабжению станции, — один такой корабль мог доставить столько же груза, сколько 10 российских «Прогрессов». Однако, после гибели корабля «Колумбия» в 2003 г. было принято решение о прекращении программы «Спейс шаттл» в 2011 г. После этого единственным способом добраться до МКС оставались бы российские корабли b «Союз ТМА» и «Прогресс». Чтобы исправить такое положение, НАСА, ЕКА и Японское космическое агентство начали создавать собственные транспортные космические корабли, без которых обеспечить дальнейшее нормальное функционирование МКС было невозможно.
НАСА объявило конкурс на разработку подобного корабля и по его результатам отобрало двух победителей — компанию SpaceX с многоразовым кораблем «Дракон» (о котором будет подробнее рассказано далее) и Orbital Sciences Corporation с кораблем «Сигнус».
«Сигнус» конструктивно похож на европейский корабль ATV и также не предназначен для возвращения на Землю — загруженный мусором с МКС, он сгорает в плотных слоях атмосферы. С 2013 по 2016 гг. было совершено 6 запусков. Японский транспортный корабль HTV («Конотори») тоже похож на своих собратьев и так же, как ATV, не имеет автоматической системы стыковки, им управляют с МКС, захватывая манипулятором и пристыковывая к станции. HTV отправляют на МКС 1 раз в год.
Снабжение станции
Экипаж Международной космической станции состоит из 6 человек, жизнеобеспечение которых полностью зависит от поставок грузов с Земли. В полностью автономном режиме космонавты смогли бы прожить на станции более полугода, однако для нормальной работы на МКС требуется отправлять хотя бы один транспортный корабль раз в 3 месяца. Корабли доставляют на станцию пищу, воду, топливо, средства гигиены, фильтры углекислого газа, без которых на МКС невозможно было бы поддерживать пригодную для людей атмосферу, и многое другое, необходимое для жизни и работы в космосе.
Транспортный корабль ATV
Автоматический грузовой корабль (ATV ) на сегодня является самым сложным космическим кораблем, созданным Европейским космическим агентством. Он был разработан на основе проекта европейского пилотируемого корабля «Герман», работы над которым были заморожены. Первый полет ATV к МКС состоялся в 2008 г., с этого времени станцию посетили 5 кораблей данного типа. Будучи размером с автобус, одноразовый ATV способен доставить на МКС более 7,5 т полезного груза.
Космический корабль «Дракон»
Разработанные компанией SpaceX частный транспортный космический корабль «Дракон» и ракета-носитель «Фалькон-9» в недалеком будущем станут наравне с российскими космическими аппаратами обеспечивать доставку экспедиций на МКС.
Работы над космическим аппаратом «Дракон» компания SpaceX начала в 2004 году и через 8 лет корабль смог совершить свой первый полет к Международной космической станции. Генеральный директор и главный инженер Илон Маск поставил перед собой задачу максимально удешевить запуск, что и достигается за счет многоразовых корабля и первой ступени ракеты-носителя. В отличие от других космических кораблей «Дракон» создан как моноблок, который после полета целиком, в том числе и двигательная установка, возвращается на Землю и может быть использован повторно. На сегодня «Дракон» совершил уже 12 полетов к МКС, 11 из которых оказались удачными.
Возвращаемая ступень
Краткая история советских космических станций: от «Салюта-1» до «Мира» Статьи редакции
Проиграв США лунную гонку, Советский Союз не сдался — 19 апреля 1971 года на земную орбиту была выведена первая в истории долговременная космическая станция «Салют-1».
Орбитальная станция — это тоже космический корабль. Но, в отличие от обычного корабля, станция рассчитана на долговременное нахождение на земной орбите — она может автономно работать в течение многих месяцев и даже лет, а внутри неё достаточно пространства для организации научных экспериментов и досуга космонавтов.
Первая станция, «Салют-1», находилась на орбите 175 суток, хотя космонавты фактически были на её борту всего 22 дня, и закончилась их экспедиция трагическим образом — об этом я ещё расскажу. Но «Салют-1» был одномодульной станцией, срок же службы современных многомодульных станций практически не ограничен. Судите сами: первый модуль Международной космической станции отправили на орбиту в 1998 году — то есть сейчас, когда я пишу эту главу, ему уже исполнилось 20 лет!
А теперь давайте перейдём к истории появления на свет первой орбитальной станции.
Можно сказать, что эта история началась 10 декабря 1963 года. В тот день NASA официально объявило об открытии программы Manned Orbiting Laboratory (MOL) — «Обитаемая орбитальная лаборатория».
NASA и до того были проекты орбитальных станций, но дальше набросков и предварительных идей дело не заходило, и уж тем более серьёзного финансирования на такие программы никто не выделял. Разработчиком MOL стала Douglas Aircraft Company; проект станции предполагал постоянный экипаж из двух человек и 40-дневное нахождение аппарата на орбите. Основное назначение MOL было не научно-исследовательское, а шпионское: станция оснащалась оборудованием для фотографирования, радиотехнической разведки и прочих подобных действий.
О программе MOL практически сразу узнали в СССР, и уже в 1964 году в ОКБ-52 под личным руководством Владимира Челомея закипела работа над нашим ответом американцам — военной орбитальной станцией «Алмаз». Проект был грандиозным, и, на мой взгляд, его воплощение с помощью технологий, доступных в 1960-х годах, кажется весьма сомнительным. Конструкция «Алмаза» выглядела следующим образом.
«Домом» для космонавтов служил бытовой отсек — там они должны были спать, есть и проводить досуг (на который оставалось не то чтобы много времени). За ним следовал рабочий отсек — здесь располагалось различное навигационное оборудование, а также разработанный специально для программы гигантский 2,5-метровый телескоп-фотоаппарат «Агат-1», на тот момент самый мощный подобный прибор в мире.
По сути, он позволял делать съёмку поверхности Земли, аналогичную современным снимкам Google Maps. На «Агат-1» можно посмотреть и сегодня — в 2017 году его достали из закрытых фондов ВПК «НПО машиностроения» и передали в Музей космонавтики в Останкине. Третьим блоком станции был двигательный отсек. В нём же располагались системы стабилизации: ввиду своего разведывательного назначения станция должна была постоянно смотреть на Землю.
К торцу «Алмаза» мог пристыковаться корабль снабжения (подразумевался «Союз»), и если экипаж самой станции состоял из трёх человек, то с экипажем корабля он увеличивался до шести. Также существовали наработки «Алмаза» с двумя спускаемыми аппаратами, кроме того, рассматривалась установка на станцию вооружения для уничтожения вражеских спутников и даже (!) для бомбардировки планеты.
НР-23 переработали для стрельбы в вакууме и назвали «Щит-1» (впоследствии был ещё «Щит-2» для другого военного проекта). Она выполняла 950 выстрелов в минуту компактными 200-граммовыми снарядами, способными на расстоянии в несколько километров превратить в металлолом всё что угодно. Её хотели жёстко закрепить на брюхе корабля и наводить поворотом всей станции.
Сложным моментом была стабилизация при отдаче — планировалось компенсировать её дополнительной тягой двигателей. Чисто теоретически «Алмаз» не должен был, да и не мог ни на кого нападать: громоздкая станция весила почти 18 тонн и наводилась очень медленно, так что пушка в первую очередь предназначалась для обороны. Наземные испытания орудия провели успешно, а до космических дело не дошло.
Всё упёрлось в практику. У ЦКБ машиностроения, которое возглавлял Челомей, не было опыта создания систем для орбитальных полётов, кроме того, уровень развития техники на тот момент ещё не позволял создать проект такой сложности. Разработка всё затягивалась, на каждую решённую техническую проблему возникало десять нерешённых.
По сути, к концу 1960-х проект так и остался абсолютно сырым. Замечу, что в США ситуация обстояла не лучше: расходы росли, времени требовалось всё больше, и в 1969 году, когда оказалось, что беспилотные спутники наблюдения справляются с разведкой не хуже людей с фотоаппаратами, программу MOL попросту закрыли.
1967 году эскизный проект «Алмаза» был утверждён, а в 1968-м начали делать первые элементы «в железе», в частности корпуса отсеков. Но уже тогда все понимали, что если «Алмаз» и отправится на орбиту, то не раньше середины 1970-х. В этот момент на сцене появились инженеры из ЦКБЭМ — в прошлом ОКБ-1 Королёва.
Космический опыт ЦКБЭМ был несоизмеримо больше, чем у ОКБ-52, и специалисты, базируясь на наработках коллег, предложили куда более жизнеспособный проект — научно-хозяйственную орбитальную станцию без военных надстроек, значительно менее сложную и реализуемую за короткий срок.
Предложение понравилось секретарю ЦК КПСС Дмитрию Устинову, он его пролоббировал, и работа закипела. Челомей, кстати, всем происходящим был крайне недоволен: по сути, у него из-под носа увели почти законченный проект, при этом воспользовавшись всеми его разработками.
Будущий «Салют» получил техническое наименование ДОС («долговременная орбитальная станция»), весь же комплекс, состоящий из орбитальной части и корабля снабжения, назвали ДОС-7К. В декабре 1969 года в правительство поступило предварительное техническое предложение по станции, а 9 февраля 1970-го вышло постановление ЦК КПСС о разработке комплекса. Челомей с его военными инициативами работу продолжал, но отошёл на второй план.
Станцию действительно создали в кратчайшие сроки — этому помогло использование уже готовых элементов: корпуса «Алмаза» и корабля «Союз». Кроме того, не нужно было думать о ракете-носителе — ОКБ-23 (сегодня это ГКНПЦ им. М. В. Хруничева), подразделении челомеевского ОКБ-52, к 1965 году разработали и полностью подготовили новенький «Протон», изначально проектировавшийся для «Алмаза». Первый запуск «Протона» (его двухступенчатой модификации УР-500) состоялся 16 июля 1965 года — на орбиту отправили тяжёлый научный спутник «Протон-1», от которого ракета-носитель и унаследовала своё несекретное название.
Для ДОС предполагалось использовать модификацию «Протон-К», одну из самых массовых и успешных ракет-носителей этой программы: с 1967 по 2012 год «Протоны-К» стартовали 310 раз! Она представляла собой трёхступенчатый (с возможностью добавления четвёртой ступени) носитель тяжёлого класса, предназначенный для советской программы облёта Луны, совершивший первый полёт 10 марта 1967 года — тогда на орбиту вывели опытный спутник «Космос-146», построенный в рамках программы «Зонд». Занятно, но неудачами закончились 15 (!) запусков «Протона-К» из первых 21, а из остальных 289 — всего 18, что сделало эту ракету-носитель одним из самых надёжных представителей своего класса.
Конструкция «Салюта-1» — такое название получила мирная станция — в целом явно базировалась на «Алмазе». Она представляла собой три цилиндра разного сечения. Самый большой был агрегатным отсеком, в котором располагались корректирующие двигатели — модификация модели, взятой от «Союза», — а также энергетическая установка с солнечными батареями («крыльями»).
Далее шёл жилой, он же рабочий отсек, позаимствованный отчасти из «Алмаза»; он был рассчитан на трёх космонавтов и предполагал возможность проводить эксперименты, заниматься фотосъёмкой, спать, есть, пить, отдыхать — в общем, вести обычную космическую жизнь. Наконец, цилиндр самого маленького диаметра служил переходным отсеком в стыковочный аппарат.
«Салют-1» был выведен на орбиту в беспилотном режиме 19 апреля 1971 года, а спустя четыре дня к нему отправилась экспедиция. Тут-то оказалось, что первый блин, каким бы удачным он ни выглядел, всегда комом.
На корабле «Союз-10», взлетевшем с Байконура 23 апреля, находились три космонавта — Владимир Шаталов, Алексей Елисеев и Николай Рукавишников. Ни Елисеев, ни Рукавишников не были военными; Рукавишников вообще закончил МИФИ, в течение трёх недель на станции ему предстояло заниматься инженерными задачами и научными экспериментами. Но произошёл казус. Сближение и стыковка корабля и станции прошли успешно, штырь корабля-«папы» зафиксировался в конусе станции-«мамы» (это было, к слову, первое применение ССВП). Но оказалось, что конструкторы не предусмотрели отключение двигателей причаливания и ориентации «Союза», которые попытались скорректировать движение корабля без учёта пристыкованной станции деформировали стыковочный узел.
Таким образом, дальнейшая полная стыковка становилась невозможной. При этом и отстыковаться не получалась, поскольку деформированный штырь не выходил из узла «Салюта». Его можно было отстрелить, но тогда он остался бы внутри стыковочного аппарата станции и ни один корабль больше бы к ней не пришвартовался. Через пять с половиной часов после ряда сложностей (космонавты вручную собирали альтернативную электросхему расстыковки) корабль и станцию всё-таки удалось разъединить, и в тот же день «Союз-10» вернулся домой, совершив, между прочим, первую в истории ночную посадку.
Кто же знал, что неприятности только начинаются? 6 июня 1971 года к станции отправилась вторая экспедиция на доработанном «Союзе-11». Экипаж был сходным по составу: командир корабля из военных — подполковник Георгий Добровольский — и двое гражданских — бортинженер Владислав Волков и инженер-исследователь Виктор Пацаев. На следующий день после взлёта «Союз-11» успешно пристыковался к «Салюту». На месте выяснилось, что на станции повреждена вентиляционная система, и космонавты, отремонтировав её, ещё сутки ждали в корабле возможности перейти на «Салют».
После перехода и расконсервации началась работа на орбите. На борту станции было оборудовано семь постов для управления различными системами: пост №1 — центральный, посты №2 и №6 — для управления астронавигацией, №5 — для управления установленным на «Салюте» телескопом «Орион», остальные — для научных и медицинских экспериментов. Особую важность имели медицинские эксперименты, в частности исследования работы сердечно-сосудистой системы.
Физиологические параметры космонавтов замерялись как в состоянии покоя, так и под нагрузкой. Также на протяжении полёта брались пробы крови и т. д. — данные сразу поступали на Землю. Всё это играло значительную роль из-за огромной по тем временам протяжённости полёта. Никто и никогда не находился на орбите три недели. Самый длинный на тот момент полёт американской лунной миссии, Apollo 12, едва превышал 10 дней.
Были и проблемы: 16 июня космонавтам показалось, будто что-то горит. Миссию хотели прекратить досрочно, но после отключения ряда приборов запах гари исчез. 29 июня, законсервировав станцию для следующей экспедиции, экипаж перешёл на «Союз-11», штатно отстыковался, и на следующей день корабль начал снижение. И тогда произошла трагедия.
На высоте около 150 километров при отделении спускаемого аппарата открылся вентиляционный клапан и за считаные секунды стравил давление в отсеке космонавтов до несовместимого с жизнью. Предположительно от ударной волны пиропатронов, разделивших отсеки, сдетонировал пиропатрон, открывавший клапан.
Если бы Добровольский, Волков и Пацаев были в скафандрах, они бы выжили. Кто-то из космонавтов — то ли Добровольский, то ли Пацаев, — пытался ликвидировать утечку, но тщетно: кислородное голодание и острая декомпрессионная болезнь оставляют человеку не более нескольких минут в условиях чудовищной боли, лопнувших барабанных перепонок и затуманенного сознания. Спускаемая капсула приземлилась штатно, но прибывшие на место её посадки спасатели нашли внутри трёх мертвецов.
Важно сказать, что состав Добровольский — Волков — Пацаев был дублирующим. В основной экипаж входили Алексей Леонов, Валерий Кубасов и Пётр Колодин. Но за два дня до старта во время планового медицинского обследования в лёгких Кубасова врачи заметили пятно туберкулёзного характера, и весь экипаж сняли («тройки» были сработавшимися, меняли их только целиком). Подозрение на туберкулёз оказалось ошибочным, но спасло Леонову, Кубасову и Колодину жизнь.
После трагедии остановилась и работа над «Салютом». Следующий космический запуск в СССР был проведён более чем через два года, а станцию свели с орбиты уже в октябре 1971-го. Системы «Союза» за 27 месяцев существенно переработали: изменили схему вентиляции во избежание повторения трагедии, а рычаги управления разместили так, чтобы до любого из них космонавт мог дотянуться без необходимости вставать с кресла.
О таких случаях говорят: «Пока жареный петух не клюнет» — на неудобное расположение управления указывали не раз, но догнать и перегнать Америку было важнее, чем разбираться с эргономикой, и это среди прочего привело к трагедии. Возможно, если бы рукояти управления клапанами располагались поближе, Добровольский успел бы их перекрыть.
Кроме того, отныне и впредь советские космонавты летали только в скафандрах, причём по двое: место третьего члена экипажа заняла система жизнеобеспечения с дополнительным запасом кислорода.
Программа «Салют» продолжалась. Начало было положено, и впоследствии в космос отправились новые орбитальные станции как гражданского, так и военного назначения. «Салют-3» летал 213 дней в 1974– 1975-м, правда, из двух экспедиций удалась лишь одна — второй корабль не смог пристыковаться. Затем были «Салют-4», «Салют-5», «Салют-6» и «Салют-7», и каждая новая станция ставила рекорды как по времени нахождения на околоземной орбите, так и по времени обитаемости.
Пиком программы стал седьмой «Салют»: он находился на орбите 3216 дней, то есть почти девять лет! Из них 816 дней — то есть больше двух лет — станция была обитаема, всего к ней снарядили шесть долговременных экспедиций. Третья основная экспедиция (Юрий Малышев, Виктор Савиных и Валерий Поляков) поставила мировой рекорд по продолжительности пребывания человека в космосе — 236 суток 22 часа 49 минут.
А побить этот рекорд удалось уже на «Мире» — первой в истории многомодульной космической станции.
Знаменитый «Мир», первая многомодульная орбитальная станция, был прямым наследником «Салютов». Более того, базовый блок «Мира», известный как «Заря», изначально назывался именно «Салют-8».
1976 году после запуска секретного на тот момент «Салюта-5» (его задачей было фототелевизионное наблюдение, то есть разведка) в НПО «Энергия», только-только образованном на базе ЦКБЭМ, зашла речь о более сложной станции, состоящей из отдельно доставляемых на орбиту и стыкуемых с базовой структурой модулей. Это называлось «усовершенствованная долговременная орбитальная станция» и подразумевало два концепта: ДОС-7 и ДОС-8. Седьмой «Салют» в результате стал одномодульным и отправился на орбиту в 1982 году. А вот восьмой превратился в «Мир».
Эскизный проект станции был готов к 1978 году, а корпус и оборудование базового блока начали делать в феврале 1979-го. Но станции немного не повезло: в том же 1976 году, когда пошли первые разговоры о многомодульной ДОС, Дмитрий Устинов утвердил техническое задание на разработку корабля многоразового использования.
Причина этого была проста: 17 сентября 1976 года в Южной Калифорнии выкатили из ангара и продемонстрировали нескольким сотням журналистов первый в истории многоразовый челнок — знаменитый Space Shuttle Enterprise. Стало понятно, что Соединённые Штаты сделали огромный рывок и намного опередили СССР в космической гонке — у нас разработка подобного корабля даже не начиналась (возможно, обсуждалась на внутренних совещаниях, но не более). Цель «догнать и перегнать» снова вышла на первый план.
Притом что именно в этой области США догонять было не нужно: мы шли с опережением, и многомодульная станция могла стать отличным ответом проекту Space Shuttle. А первая и единственная орбитальная станция США Skylab приняла всего три экспедиции в 1973–1974 годах, длительное время была законсервирована и наконец упала на Землю в 1979 году.
Ситуацию спас… секретарь ЦК КПСС, но не уже ушедший с этой должности престарелый Устинов, а Григорий Романов. Романов лично распорядился продолжить работы над станцией и запретил её заморозку — и, как выяснилось позже, сделал правильно. Более того, Романов поставил инженерам задачу: завершить все работы по станции к XXVII съезду КПСС, назначенному на 25 февраля 1986 года. Иначе говоря, ДОС должна была быть завершена раньше «Бурана»!
Работа над станцией закипела так же, как ещё пару лет назад кипела над многоразовым кораблём. В общей сложности над системами станции трудились специалисты 280 организаций, хотя базовый блок на основе уже привычного «Салюта» разрабатывало, конечно, НПО «Энергия».
Базовый блок «Мира» имел шесть стыковочных узлов — невероятное для того времени количество. Пять из них располагались в так называемом переходном отсеке, а один — на торце большего цилиндра станции — выводил в агрегатный отсек. Вообще говоря, «Мир» унаследовал черты не столько даже «Салюта», сколько своего прадедушки — «Алмаза». Три цилиндра — большой агрегатный отсек, средний жилой и самый маленький (сфера диаметром 2,2 метра) переходный с пятью стыковочными узлами и возможностью выхода в открытый космос (то есть он также имел функцию шлюзовой камеры).
20 февраля 1986 года, за пять дней до съезда КПСС, базовый модуль был успешно выведен на орбиту ракетой-носителем «Протон-К» (впрочем, не без шероховатостей — орбиту пришлось корректировать из-за ошибки баллистиков). А годом позже, 9 апреля 1987 года, к базовому блоку пристыковался экспериментальный астрофизический модуль «Квант», превратив «Мир» в полноценную многомодульную станцию.
Впоследствии к станции отправили ещё четыре блока: модуль дооснащения «Квант-2» (в 1989 году), стыковочно-технологический «Кристалл» (в 1990-м), исследовательский «Спектр» (в 1995-м) и научно-исследовательский «Природа» (в 1996-м). Корабли снабжения могли пришвартовываться к получившейся конструкции через три узла: один свободный в стыковочном отсеке базового модуля, один в модуле «Кристалл» (специально для «Буранов») и один в модуле «Квант». Два стыковочных узла были оборудованы системой типа «Курс», а один — типа «Игла».
Первыми людьми на «Мире», тогда ещё одномодульном, стали члены экипажа «Союза-Т-15» Леонид Кизим и Владимир Соловьёв. Их корабль имел устаревшую систему «Игла» и потому пристыковывался не к переднему, а к заднему порту, ведущему в агрегатный отсек. Но в целом это был невероятный полёт. «Союз-Т-15» пристыковался к «Миру», космонавты привели станцию в рабочее состояние, а через полтора месяца расстыковались и полетели к… «Салюту-7». На «Салюте» они провели ещё полтора месяца, после чего вернулись на «Мир»! По сути, это были первые в истории полёты между космическими станциями (или космическими базами — называйте как угодно). Маршрут «Союза-Т-15» походил на то, о чём писали фантасты.
Но перспективы самого «Мира» оставались под вопросом. К развалу СССР «Миру» не хватало двух исследовательских модулей — «Спектра» и «Природы», и работа над ними была заморожена из-за нехватки денег, да и из-за политической ситуации в целом. И в 1991 году началась, наконец, международная эра первой в мире многомодульной ДОС. «Спектр» и «Природу» профинансировало NASA (таким образом, «Мир» стал, по сути, международной космической станцией).
Это кардинально изменило назначение «Спектра». Изначально он назывался «Октант» и был разработан КБ Челомея в качестве оборонного корабля, оснащённого ракетами перехвата. В 1992 году холодная война уже закончилась, да и финансировало проект американское агентство, поэтому о его военном назначении забыли и модуль стал исключительно исследовательским.
Кроме того, в ноябре 1995 года шаттл Atlantis доставил на «Мир» седьмой модуль — стыковочный переходник — собственно, для шаттлов. Его приделали к «Кристаллу», ставшему основной точкой входа для американских кораблей. То, что «Кристалл» изначально разрабатывался под причаливание «Буранов», очень помогло: Space Shuttle имел схожую компоновку и параметры. Всего с 1995 по 1998 год шаттлы прилетали на «Мир» восемь раз, из них шесть раз — Atlantis и по одному — Endeavour и Discovery.
Изначально «Мир» был рассчитан то ли на три, то ли на пять лет работы (обе цифры встречаются в технической документации разных лет), но к концу XX века проработал целых 15 лет. Технически были возможны ремонт изношенной станции, реконструкция и замена модулей и т. д. Но Россия не располагала средствами: в 1990-е финансирование космонавтики шло за счёт прибыли от коммерческих полётов иностранных космонавтов и запусков спутников, и этих денег катастрофически не хватало.
Станция же находилась в очень плохом состоянии — изношенные системы то и дело ломались, возникали пожары, отказывала вентиляция, барахлила навигация и т. д. Модуль «Спектр» полностью вышел из строя после того, как 25 июня 1997 года в него врезался грузовой корабль «Прогресс М-34». «Спектр» имел самую большую площадь солнечных батарей и обеспечивал до 40% энергии станции, так что его потеря была фактически невосполнима. Поэтому в последние годы даже научная работа на «Мире» почти не проводилась.
16 июня 2000 года с «Мира» на «Союзе-ТМ-30» вернулась последняя экспедиция (Сергей Залётин и Александр Калери), а 16 ноября Юрий Коптев, на тот момент генеральный директор Роскосмоса, предложил затопить станцию. После ряда прений, в основном политического характера, его предложение было принято в качестве руководства к действию. 21 марта 2001 года станцию свели с орбиты, а спустя несколько часов её самые тугоплавкие детали достигли поверхности планеты и упали в Тихий океан неподалёку от Новой Зеландии.
Объективно говоря, спасать станцию действительно не имело смысла. Проведя на орбите 5511 суток, она полностью выработала заложенный ресурс, а содержание огромной, 140-тонной рассыпающейся на орбите громады было не только чудовищно дорогим, но и опасным. За 15 лет работы на станции провели более 30 000 научных опытов, на ней побывали 104 космонавта из 12 стран мира (причём, что забавно, американских было больше, чем российских и советских).
Космонавт Валерий Поляков установил на «Мире» рекорд по продолжительности нахождения в космосе в ходе одного полёта — 437 суток и 18 часов, аналогичный рекорд для женщин установила американка Шэннон Лусид (188 суток, правда, этот рекорд позже побили). А деньги, освободившиеся в результате отказа от эксплуатации устаревшего «Мира», пошли на содержание и доработку российского сегмента МКС.
Сохранение старой станции серьёзно помешало бы МКС не только в том смысле, что у России иначе не хватило бы средств на строительство новых сегментов, но и в техническом аспекте: «Мир» с определённой регулярностью терял детали, становившиеся космическим мусором, к тому же при наличии в ближнем космосе другого крупного объекта усложнялся расчёт орбиты для кораблей, летящих на МКС.
Главное, что станция «Мир» выполнила важнейшую психологическую задачу. Своим существованием она доказала: строительство сложных многомодульных составных объектов на земной орбите возможно. Международная космическая станция, первый сегмент которой был выведен на орбиту 20 ноября 1998 года, стала в какой-то мере наследницей доживающего последние годы «Мира».
Проект МКС вырос из американского проекта Freedom, заявленного Рейганом ещё в 1984 году, но физическое воплощение станции началось только с присоединением к программе России: на тот момент российские инженеры имели наибольший опыт в строительстве составных станций. Да чего уж там, ни у кого, кроме них, такого опыта не было.
Сегодня на орбите работает одна многомодульная станция — собственно МКС, состоящая из 15 сегментов. Пять из них — российские. Также на орбите есть одномодульная станция — запущенный в 2016 году китайский «Тяньгун-2». Китайцы уже заявили о планируемом строительстве собственной многомодульной станции, но это дело не самого близкого будущего. Хотя кто знает? В технологической сфере китайцы практически всемогущи.