Провожаем «Науку»
Старт модуля «Наука» к МКС — без шуток эпохальное событие, мы ждем его больше 10 лет. Если все пройдет по плану, в составе российского сегмента появится третий большой модуль, новые места для жизни и работы космонавтов, дополнительная энергия. Однако старт — это только начало. Сам полет будет длиться восемь суток, а потом предстоит еще многое сделать, чтобы модуль смог начать полноценно работать. Рассказываем, как именно «Наука» будет лететь к МКС, как ее будут встречать, и чем пожертвует станция, чтобы принять в свой состав новый модуль.
«Наука», она же МЛМ-У, отправится к Международной космической станции с космодрома Байконур завтра вечером, 21 июля. Старт запланирован на 17:58:21 по московскому времени.
Трансляция старта
Смотреть интернет-трансляцию запуска в канале Роскосмоса на YouTube можно будет начиная в 16:30 по московскому времени 21 июля:
NASA TV начнет трансляцию в 17:00 по московскому времени:
Сам модуль уже упаковали под обтекатель ракеты «Протон-М». Его масса — 20 302 килограмма, это близко к пределу возможностей ракеты, которая может выводить до 22,4 тонны на орбиту высотой 200 километров.
На внешней поверхности модуля установлен европейский манипулятор ERA. Внутри — баки с водой, элементы систем терморегуляции, поручни для выходов в открытый космос, кабели. Модуль отчасти играет роль грузового корабля — ту, для которой создавались предки МЛМа, корабли ТКС (о родословной «Науки» мы рассказывали в материале «Роковая стружка»).
Контейнер с грузами, которые отправятся на МКС внутри модуля МЛМ: это емкости с водой, элементы манипулятора ERA, поручни для установки на внешней поверхности модуля, вентиляторы системы терморегуляции, кабели
Два других больших модуля: «Заря» и «Звезда» улетели на орбиту еще в 1998 и 2000 году, для их доставки потребовались два пуска ракет «Протон». Два модуля поменьше, стыковочный «Пирс» и малый исследовательский модуль (МИМ) «Поиск» были запущены в 2001 и в 2009-м, их привезли модифицированные грузовые корабли «Прогресс». Наконец, пятый российский модуль, «Рассвет», добрался к МКС в грузовом отсеке шаттла «Атлантис» 11 лет назад.
В первоначальных планах МКС никакой «Науки» не предусматривалось. Предполагалось, что Россия установит два больших исследовательских модуля и научно-энергетическую платформу с большими солнечными батареями. Потом место двух научно-исследовательских модулей в планах занял один-единственный — собственно, «Наука», а место научно-энергетической платформы — два научно-энергетических модуля, НЭМ. Однако НЭМы к МКС, скорее всего, уже не полетят — недостроенный модуль теперь планируется сделать базовым элементом национальной российской станции (о ней подробнее в материале «Прекрасная РОСС будущего»).
Отчасти «Наука» уже давно на МКС: еще 11 лет назад на станцию доставили несколько ее элементов, в том числе шлюзовую камеру и радиатор системы охлаждения. В мае 2010 года их привез шаттл «Атлантис» вместе с «Рассветом». Сейчас и шлюз, и радиатор, а также запасной локоть манипулятора ERA и переносное рабочее место для работы снаружи станции ждут своего часа на внешней поверхности станции.
Красным обозначены шлюзовая камера и панели радиаторов системы охлаждения, которые уже есть на МКС
Модуль «Рассвет» с элементами МЛМа
После «Науки» к станции отправится уже последний российский элемент — узловой модуль УМ, который полетит к МКС на «голове» модифицированного «Прогресса-М-УМ». Но сначала в октябре к надирному стыковочному узлу с МИМ-2 перестыкуется грузовой корабль «Прогресс МС-17». На пассивный гибридный стыковочный узел «Науки» установлен временный адаптер, позволяющий причаливать к модулю пилотируемым кораблям «Союз» и грузовым «Прогрессам» (диаметр шпангоута кораблей меньше чем у УМ). Перед прилетом узлового модуля «Причал» «Прогресс МС-17» отстыкуется вместе с адаптером.
МЛМ и УМ могут стать последними элементами МКС вообще — если не сбудутся планы компании Axiom Space добавить к станции четыре частных модуля, два из которых уже заказаны в Европе.
Как устроен полет
Путешествие «Науки» к станции будет долгим: оно начнется вечером в среду, 21 июля и продлится почти восемь суток. За это время произойдет множество событий, не о всех них у нас есть точная информация, поэтому в некоторых случаях мы будем использовать данные о полете близнеца МЛМа — модуля «Заря».
Запуск и вывод на орбиту: Трехступенчатая ракета «Протон-М» с модулем МЛМ под обтекателем стартует в 17:58:21 по московскому времени с 39-й пусковой установки 200-й площадки космодрома «Байконур». Отсюда же в свое время взлетели базовый блок станции «Мир» и три других ее модуля, советские «Венеры» и «Веги», зонды «Марс-96» и «ЭкзоМарс».
Космодром Байконур, 81-я и 200-я площадки с пусковыми установками для «Протонов» в верхнем левом углу
Первая ступень проработает примерно 120 секунд и отделится от носителя на высоте около 43-44 километров, после чего запустится вторая ступень. Ракета в этот момент наберет скорость 1,5 километра в секунду. Где-то на 180-й секунде полета на высоте 78 километров отделятся створки головного обтекателя.
Вторая ступень закончит работать на 330 секунде полета. Ракета в этот момент будет на высоте 138 километров, а скорость ее достигнет 4,4 километра в секунду.
Третья ступень проработает до 580-й секунды и выключится на высоте примерно 190 километров. Скорость ракеты достигнет 7,5 километра в секунду. На этом миссия «Протона» закончится, МЛМ отделится от него и отправится в самостоятельный полет. Примерно на 700-800 секунде полета, это было в случае с «Зарей», должны раскрыться солнечные батареи, включиться система управления и ориентации.
В этот момент модуль должен оказаться на эллиптической орбите с перигеем 190 километров, апогеем 350,1 километра и наклонением 51,6 градуса. После этого ему предстоит самостоятельно добраться до МКС, которая находится круговой орбите высотой 400 километров.
Путешествие на МКС: Дальше «Наука» полетит уже на своих маршевых двигателях — у модуля их два, они работают на топливной паре несимметричный диметилгидразин—тетраоксид азота.
Главная сложность на этом этапе полета состоит в том, что модулю нужно не только добраться до нужной орбиты, но еще и попасть в ту точку, где находится МКС.
Правила маневрирования на околоземной орбите крайне контринтуитивны: например, если вы попробуете догнать другой космический аппарат, который находится на той же орбите, привычным для земли методом — «выжав газ», то есть включив двигатель, то вы добьетесь прямо противоположного результата. После включения двигателя вы, во-первых, перейдете на более высокую орбиту — чем выше скорость аппарата, тем выше апогей орбиты. Во-вторых, вы начнете отставать от вашей цели, поскольку, чем выше орбита, тем длиннее период обращения.
Если же «тормозить», то ваша орбита, наоборот, снизится, но двигаться при этом вы будете быстрее, чем ваша цель, оставшаяся на более высокой орбите — поскольку на более низкой орбите период обращения короче. Когда корабли отходят от МКС и выдают тормозной импульс, они уходят ниже и при этом опережают станцию.
Задача свести в одной точке два объекта — МЛМ и МКС — крайне непроста, полет продлится больше недели. Причем это еще довольно быстро: «Звезда» в 2000 году летела к МКС две недели.
Для того, чтобы два корабля встретились на орбите, должны совпадать три параметра: их плоскость орбиты (одинаковый угол относительно экватора), высота и угол географической долготы. Как только это случится, их относительная скорость станет близка к нулю.
После выведения на орбиту высота апогея МЛМ будет 350,1 километра, перигея 190 километров, а наклонение к плоскости экватора 51,6 градуса — как у МКС. ЦУПу нужно будет не только поднять высоту орбиты модуля примерно до 420 километров, где находится станция, и сблизить «Науку» с МКС при помощи маневров.
МЛМ будет включать свои маршевые двигатели четыре раза. Первое включение поднимет апогей и сделает орбиту модуля эллиптической. Второе поднимет уже перигей, и снова сделает орбиту круговой. Это выведет «Науку» на временную фазирующую орбиту. На этой орбите модуль должен дождаться момента, когда фазовый угол — угол между модулем и МКС — достигнет нужного значения. После этого двигатели включат еще дважды, чтобы вывести «Науку» точно к станции и перейти к стыковке.
Схема выведения МЛМ
Восемь суток на фазирование не только сэкономят топливо, но и позволят проверить бортовые системы МЛМ в автономном полете, чтобы гарантировать безопасность МКС и дать разрешение на отстыковку от станции «Прогресса» с «Пирсом» (о том, зачем это нужно, расскажем ниже).
Стыковка в автоматическом режиме запланирована на 29 июля 2021 года в 16:26 по московскому времени. Российские космонавты (Олег Новицкий и Пётр Дубров) будут контролировать этот процесс из служебного модуля «Звезда», чтобы в случае нештатной ситуации взять управление стыковкой на себя в телеоператорном режиме управления (ТОРУ).
Тем временем на МКС
Сейчас «Науке» некуда пристыковаться: предназначенный для него надирный стыковочный узел «Звезды» занят модулем «Пирс».
«Пирс» освободит это место через два дня после старта «Науки» с Земли. Его отстыкуют при помощи грузового корабля «Прогресс МС-16». Но прежде чем это произойдет, МЛМ должен успешно стартовать и пройти проверки в автономном полете. Только убедившись, что с модулем все в порядке, ЦУП даст команду на отсоединение «Пирса» (в противном случае, если МЛМ не пристыкуется, российский сегмент лишится стыковочного узла для транспортных кораблей). Примерно через четыре часа корабль и модуль (уже получившие прозвища «Герасим» и «Муму») сойдут с орбиты и рухнут в Тихий океан.
Так «Пирс» станет первым модулем МКС, вышедшим из состава станции.
Российский сегмент МКС: в центральной части внизу — «Пирс» с пристыкованным к нему «Прогрессом»
В рамках подготовки к замене «Пирса» на «Науку» космонавтам пришлось переделать массу дел: два раза выйти в открытый космос, чтобы переключить кабели с «Пирса» на МИМ-1, вынести с модуля оборудование, перенастроить систему управления стыковкой, и отключить кабели и трубопроводы внутри станции. Также важно было убедиться, что копия «Пирса», модуль «Поиск», позволит выходить космонавтам в открытый космос без замечаний, чтобы работа на станции продолжалась в штатном режиме.
Зоны падения «Пирса» и «Прогресса»
После отстыковки «Пирса» космонавтам предстоит убедиться, что стыковочный узел к прилету «Науки» готов, и, возможно, срочно выйти в открытый космос, если потребуется, например, его почистить.
Прибытие и обустройство
После стыковки новый модуль нужно будет подключить ко всем системам станции, разобрать и установить оборудование. Предполагается, что космонавтам потребуется примерно восемь раз выйти в открытый космос для того, чтобы подключить кабели систем электропитания и связи, «распаковать» и подготовить к работе европейский манипулятор ERA, установить телекамеры и поручни для работы на внешней поверхности модуля.
Российский сегмент МКС сразу после прибытия «Науки»
Самую заметную часть работы предстоит сделать с помощью ERA: манипулятор должен будет снять с «Рассвета» шлюзовую камеру, которая ждала этого момента 11 лет, и пристыковать ее к «Науке». В дальнейшем ERA и шлюзовая камера позволят сократить количество выходов космонавтов в открытый космос — научные приборы экипаж будет устанавливать снаружи МЛМ на специальные рабочие места манипулятром из ШК.
Манипулятор ERA переносит шлюзовую камеру
Кроме того, с помощью манипулятора предстоит снять с того же «Рассвета» панели системы охлаждения и установить его на корпус МЛМ. Все эти операции тоже потребуют выходов в открытый космос, многочисленных настроек и подключений.
Внутри шлюзовой камеры находится выдвижная платформа для аппаратуры. Манипулятор сможет снимать с этой платформы приборы и устанавливать на внешней поверхности МЛМ, избавив космонавтов от необходимости выходить для этого в открытый космос
На летные испытания модуля отведено 12 месяцев с момента пуска — только год спустя МЛМ будет считаться официально введенным в эксплуатацию. «Наука» станет четвертым большим научным модулем МКС наравне с американским «Дестини», европейским «Коламбус» и японским «Кибо».
Роскосмос проверил состояние стыковочного узла надирного порта модуля «Звезда», он готов к приему модуля «Наука»
Изображение стыковочного узла надирного порта модуля «Звезда», полученное 26 июля с помощью камер манипулятора Canadarm2 на МКС.
27 июля 2021 года Роскосмос рассказал, что после отстыковки модуля «Пирс» специалисты Центра управления полётами изучили стыковочный узел надирного порта модуля «Звезда», куда планируется пристыковать многоцелевой лабораторный модуль «Наука». В результате анализа ими было констатировано отсутствие механических помех для стыковки.
Роскосмос подтвердил готовность стыковочных агрегатов российского сегмента МКС для запланированной стыковки модуля «Науки», который сейчас находится на орбите сближения со станцией.
Вчера начальник отдела баллистики Ракетно-космической корпорации «Энергия» Рафаил Муртазин уточнил, что проверка порта стыковочного узла надирного порта модуля «Звезда» была необходима для изучения возможных мест загрязнения, которые не дадут полную герметизацию модуля «Звезда» после стыковки. Роскосмос планировал, в случае обнаружения нештатного состояния стыка, вывод космонавтов в открытый космос для дополнительного исследования и очистки этого элемента станции. Теперь эта процедура не понадобится. На нее могло уйти от 2 до 3 суток, а это могло отложить дату причаливания «Науки».
Космический журналист Анатолий Зак пояснил, что он проанализировал мозаику изображений порта и, по его словам, тот выглядит безупречно.
Обработанные и собранные вместе фрагменты изображений стыковочного узла надирного порта модуля «Звезда».
Роскосмос не сообщил текущие параметры орбиты модуля «Наука», как и дополнительную информацию о работоспособности ее элементов. Стыковка модуля с МКС была запланирована на 29 июля 2021 года в 16:26 по московскому времени. Пока что это время после старта модуля Роскосмосом скорректировано не было.
Сегодня специалисты группы управления полётом модуля «Наука» сообщили о штатном выполнении нового корректирующего манёвра для подъема орбиты модуля. Следующий импульс двигателей для дальнейшего выстраивания орбиты «Науки» запланирован Роскосмосом на 28 июля.
Текущие параметры орбиты модуля «Наука».
26 июля Роскосмос провел расстыковку связки из транспортного грузового корабля «Прогресс МС-16» и стыковочного отсека-модуля «Пирс» от МКС. Спустя 4 часа аппараты были затоплены в Тихом океане. Место модуля «Пирс» на МКС займет модуль «Наука»
24 июля Роскосмос выполнил двухимпульсную коррекцию орбиты МЛМ «Наука». Следующий запуск двигателей модуля состоится 27 июля.
23 июля специалисты группы управления полетом «Науки» провели первые два корректирующих маневра двигателями модуля.
22 июля СМИ сообщили о неполадках в работе двигателей коррекции и стабилизации модуля. Роскосмос после этого отчитался, что «Наука» находится в работоспособном состоянии.
21 июля 2021 года Роскосмос запустил к МКС многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ) «Наука».
Куда ты, «Наука»? Почему российский модуль пытался улететь с МКС
История путешествия российского модуля «Наука» к Международной космической станции заканчивается драматично: вчера вечером, через несколько часов после успешной стыковки, модуль внезапно включил двигатели и начал поворачивать МКС. Модуль удалось укротить, ориентация станции восстановлена, повреждений не обнаружено, экипаж в безопасности. Рассказываем, что известно на этот час.
Как это было?
Многофункциональный лабораторный модуль (МЛМ) «Наука» пристыковался к надирному стыковочному узлу в переходном отсеке (ПхО) служебного модуля «Звезда» в 16:29 по московскому времени.
Стыковка прошла благополучно, хотя и не без драмы: когда до станции оставалось примерно 10 метров, крен МЛМ достиг 7 градусов — больше расчетного, и руководитель полета Владимир Соловьев сказал космонавту Олегу Новицкому, чтобы он перешел на ручной режим стыковки. Однако в этот момент автоматика начала сама выправлять крен, и Соловьев остановил Новицкого. В итоге вся процедура прошла без переключения на телеоператорный режим управления.
На этом путешествие «Науки», стартовавшей с Байконура 21 июля, закончилось. Открыть люки модуля планировалось вечером — до этого момента космонавтам предстояло еще многое сделать. Когда они наконец перешли к люкам, (по одним данным, открывали внутренний люк переходного отсека, по другим — занимались подключением компьютерной системы МЛМ к системе станции), «Наука» включила двигатели.
События, как рассказал на пресс-конференции через четыре часа представитель NASA Джоэл Монталбано, развивались так: в 19:34 по московскому времени системы МКС зафиксировали отклонение станции от нормального положения. По всей видимости, именно в этот момент «Наука» запустила двигатели, но ни экипаж, ни операторы еще не заметили этого.
Короткий видеоролик, на котором видно, как МКС начинает поворачиваться:
I captured a short clip from the EHDC_6 camera (HDEV feed) during the attitude change when the MLM fired thrusters unexpectedly. This camera normally faces Nadir (down) /1 @Space_Station #NAUKA #MLM pic.twitter.com/DllGIzi6Sa
В 19:42 отклонение превысило допустимый порог и автоматика выдала сигнал тревоги. Гиродины отключились, управление станцией взял на себя российский сегмент и модуль «Звезда» запустил двигатели, чтобы противодействовать «Науке». В течение следующих 45 минут российский ЦУП пытался отключить двигатели МЛМ. В некоторые моменты угловая скорость движения станции достигала 0,5 градуса в секунду.
В 20:29 двигатели «Науки» наконец замолкли, и российский ЦУП с помощью грузового корабля «Прогресс МС-17», пристыкованного к ПхО с противоположной стороны от «Науки», привел станцию в исходную ориентацию.
Текущая конфигурация МКС: «Прогресс» пристыкован над «Наукой»
Журнал «Все о Космосе»
Нештатная ситуация на МКС после стыковки модуля “Наука”
Сегодня в нашем журнале “Всё о Космосе” мы сообщили, что модуль «Наука» находится в составе МКС!
В соответствии с программой полета Международной космической станции сегодня, 29 июля 2021 года, в 16:29:06 по московскому времени состоялась стыковка многоцелевого лабораторного модуля «Наука» с надирным стыковочным узлом служебного модуля «Звезда» российского сегмента МКС. По данным телеметрии и докладам экипажа МКС бортовые системы станции и модуля «Наука» функционируют в штатном режиме. Сообщается на сайте Роскосмоса.
Сообщается, что российские диспетчеры смогли стабилизировать “Науку”, запустить главный двигатель и удержать модуль на пути к прибытию на станцию 29 июля, как и планировалось.
Для стыковки МКС была установлена особая позиция – по существу, наклонение в 90 градусов – для того, чтобы расположить ось стыковки “Науки” вдоль вектора скорости. Это не входило в начальные планы.
Модуль “Наука” был состыкован с надирным портом модуля “Звезда”, от которого 26 июля был отстыкован модуль “Пирс”. В этом порту используется стыковочная система Hybrid Drogue Adapter (HDA). HDA – это российская система, которая по сути представляет собой комбинацию традиционной системы Probe & Drogue (SSVP) и Androgynous Peripheral Attachment System (APAS), на которой теперь базируется стыковочная система Dragon и Starliner.
В частности, HDA использует стыковочный хомут системы APAS, но вместо того, чтобы использовать кольцо захвата, как в случае с сегментом США, он использует стыковочный мост, как в системе SSVP. В этом случае стыковка происходит также, как и для кораблей «Союз» / «Прогресс», но дает более широкий проход через люк.
…звучит так, будто двигатели MLM все еще работают, а другие двигатели используются для противодействия им? Это «треш» (trash)…
“Attitude error is decreasing” (from @NASA_Johnson MCC about 20 minutes until orientation error is corrected – but sounds like the MLM thrusters are still firing and other thrusters are being used to counter them? (I am not the expert… just to be clear) pic.twitter.com/G2PsyQsGog
Можно выдохнуть… Хорошие новости от Houston: двигатели Науки больше не работают.
Good news from MCC Houston: Nauka thrusters are no longer firing. Attitude control appears to be stabilizing for the International Space Station.
Сколько можно так держать в тонусе!?
Thrusters on the Service Module of the International Space Station are currently being used to counter errant thrusters on the Nauka module just attached to the station. Listen live to MCC-Houston and ISS crew dialogue here:https://t.co/nRc1zkJnJI
МКС отклонилась на 45 градусов. SM (автоматически отреагировал) на проблему, а затем двигателям “Прогресса” была дана команда вернуть МКС в правильное положение.
30 минут до способности MCC-M управлять подруливающими устройствами. Похоже, бортовой компьютер Науки думал, что он все еще пытается состыковаться.
The @Roscosmos press-service says that the process of transferring the Nauka module from flight mode to the “docked with the ISS” mode is underway. Work is being carried out with the remaining fuel in the module.
Как сообщает пресс-служба @Roscosmos, идет процесс перевода модуля “Наука” из режима полета в режим “стыковка с МКС”. Работа ведется с оставшимся топливом в модуле.
У меня плохое предчувствие, это будет долгая ночь.
НАСА теперь официально подтверждает, что двигатели # Наука непреднамеренно заработали в 11:45 по центральному времени …
NASA now officially confirms that #Nauka‘s engines began inadvertently firing at 11:45 central time…
Экипажу МКС рекомендуется осмотреть возможные повреждения на правом борту МКС (чтобы убедиться, что орбитальный объект не пострадал, по данным НАСА) …
#ISS crew is advised to look at possible debris on the starboard side of the outpost (to make sure there was no damage to the orbital facility, according to NASA)…
В итоге: произошло незапланированное включение двигателей модуля «Наука». Люк «Звезды» был открыт, и экипаж уже приступил к работе, когда в 12:45 по восточному времени «Наука» снова включила двигатели.
Это привело к тому, что МКС покинула свою номинальную ориентацию и в конечном итоге отклонилась на 45 градусов.
Сразу же российские диспетчеры миссии обнаружили проблему, и «Звезда» начала запускать собственные двигатели, чтобы попытаться исправить проблему. Однако двигатели «Науки» продолжали работать ошибочно, и два модуля, по сути, боролись друг с другом, при этом «Наука» выводила МКС из строя, а «Звезда» пыталась, но не могла полностью исправить это.
В то же время НАСА приказало станции перейти в режим свободного дрейфа, чтобы уменьшить нагрузку на модульные точки крепления на аванпосте.
Затем ЦУП-Москва отключил двигатели “Звезды” и использовал двигатели “Прогресс МС-17” для корректировки положения станции.
В конце концов, российские диспетчеры смогли заставить двигатели «Науки» перестать работать; более постоянное отключение двигателей будет достигнуто, когда МКС пройдет над российскими наземными станциями.
В настоящее время нет никаких признаков повреждения Международной космической станции, и все системы на МКС работают нормально.
ICYMI: Earlier today, the Russian Nauka module inadvertently fired its thrusters while docked to the @Space_Station. Mission Control teams corrected the action and all systems are operating normally. The crew was never in any danger. Stay tuned for a media telecon later today: pic.twitter.com/bjuDmdiZu5
Как это может повлиять на запланированный запуск Starliner в пятницу, 30 июля, пока неизвестно. Но похоже, что ракету Atlas V вернут со стартовой площадки. Вероятно, это связано с проблемами модуля “Наука” на Международной космической станции. Следующие доступные дни запуска – 3 и 4 августа.
Дмитрий Рогозин поблагодарил Илона Маска и Билла Нельсона за поздравления:
Thank you Senator! This is a very difficult and important victory for us. https://t.co/qhQPowcdDo
Ирина Дорошенко (Filipok)
Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤
