Кратчайшая дорога в космос

В рубрике Исследования - 2020-10-22

Александр Губерт
“Союз МС-17” долетел до МКС за рекордно короткое время - 3 часа и 4 минуты
С космодрома “Байконур” 14 октября 2020 года в 8 часов 45 минут по московскому времени успешно стартовала ракета-носитель “Союз-2.1.а” с пилотируемым кораблем “Союз МС-17”. В этот же день в 11.49 (мск) корабль причалил к модулю “Рассвет” Международной космической станции. Люки были открыты, и экипаж в составе космонавтов Сергея Рыжикова, Сергея Кудь-Сверчкова и астронавта НАСА Кэтлин Рубинс перешел на МКС

 Таким образом, время полета к МКС по новой, сверхкороткой двухвитковой схеме (то есть за два оборота вокруг планеты) составило 3 часа и 4 минуты, что явилось рекордом скорости полета транспортного пилотируемого корабля к станции. Обычно полет “Союзов” к МКС занимает более шести часов, что в свое время тоже было рекордом, ведь еще раньше (да и сейчас случается) такой полет длился двое суток. К примеру, полет экипажа “Союз ТМА-18М” с нашим Айдыном Аимбетовым в сентябре 2015 года составил как раз двое суток, хотя первоначально планировался как шестичасовой.
Все информационные ленты запестрели сообщением о состоявшемся рекорде. Объявило об этом и руководство “Роскосмоса”. На этом фоне как-то обыденно смотрелась новость о самом старте и полете космонавтов.
Действительно, полеты на орбиту стали обыденностью, хотя люди все так же рискуют своими жизнями, как и десятки лет назад. Конечно, техника и системы отработаны, много раз проверены. Однако нештатные ситуации случаются и сегодня. Всего два года назад аварией закончился старт пилотируемого “Союза МС-10”. Во время запуска корабля, на борту которого находились космонавт “Роскосмоса” Алексей Овчинин и астронавт НАСА Ник Хейг, сработала система аварийного спасения. Спускаемый аппарат аварийно приземлился по трассе полета. Так что, несомненно, все, кто решается войти в корабль, готовый к старту, - уже герои.
Итак, полет к МКС за три с небольшим часа - это рекорд. Вопрос: зачем он нужен, что он дает пилотируемой космонавтике, кроме экономии времени, и в чем сложность сокращенной схемы?
Начнем с того, что сама возможность сократить время полета к МКС появилась после многочисленных модернизаций средств выведения и, соответственно, создания ракеты “Союз-2.1.а” и корабля “Союз МС”. То есть техники, позволяющей по своим характеристикам и возможностям системы управления выводить объекты на заданную орбиту с высочайшей точностью.
Также важными особенностями реализации двухвитковой схемы сближения со станцией являются предварительное формирование требуемой рабочей орбиты МКС и точное выполнение заложенной в бортовой вычислительный комплекс корабля программы автономного наведения. Для реализации схемы полета необходимо выполнение некоторых условий, главное из которых - обеспечение так называемого компланарного выведения, когда плоскость орбиты МКС совпадает с плоскостью выведения корабля.
Надо просто попытаться представить себе, какая должна быть точность расчетов баллистики ракеты-носителя и корабля, как безупречно должны отработать все двигатели, системы наведения и ориентации в пространстве. Так что технологическое достижение несомненно.
Однако, прежде чем рисковать космонавтами и отправить их в трехчасовой полет, надо было отработать новую схему на “грузовиках” так же, как ранее отрабатывали шестичасовую (четырехвитковую) схему. И в 2018-2020-х годах на пяти грузовых кораблях “Прогресс” была успешно протестирована сверхбыстрая трехчасовая схема. Самый “шустрый” из “Прогрессов” добрался до станции за 3 часа 18 минут.
Ну а каковы практические плюсы новой схемы?
Как отметил в интервью ИТАР-ТАСС после сверхбыстрых полетов еще “Прогрессов” генеральный конструктор ракетно-космической корпорации “Энергия” Евгений Микрин (скоропостижно скончавшийся в мае этого года), “одним из плюсов двухвитковой схемы является переход на технологию быстрой стыковки, что обеспечивает безусловное улучшение эксплуатационных характеристик космического аппарата”. Он добавил, что схему сближения удалось сократить благодаря системным обновлениям навигации и выведения, внедренным в корабли новой серии. По его словам, самое главное для применения новой схемы - подходящие баллистические условия.
А руководитель летно-космического центра РКК “Энергия”, Герой России космонавт Александр Калери сказал, что прежде всего полет по двухвитковой схеме будет проще с точки зрения работы космонавтов - меньше операций, меньше включений двигателя “Союза”. Также он сказал, что “новая схема в перспективе может стать полезной для других пилотируемых программ. Чем большим набором инструментов мы владеем, тем проще решать задачи - есть из чего выбирать. В частности, для будущей российской лунной программы может быть выбрана многопусковая схема - перелетный модуль будут собирать из нескольких частей на орбите Земли. Корабль из состава перелетного модуля будет в одном старте ракеты, а разгонный блок - во втором. Может возникнуть необходимость делать это быстро”.
Ну и, что немаловажно, очень сильно сокращается время пребывания в невесомости космонавтов во время управления кораблем, а значит, управление и стыковку осуществляет не усталый экипаж в период адаптации, а еще достаточно бодрый.
По словам специалистов, вестибулярные проблемы в невесомости сугубо индивидуальны - у кого-то они не возникают вовсе, а кто-то, напротив, очень чувствителен. Поэтому возможность сократить время полета до трех с небольшим часов, когда еще не накопились и не проявились воздействия невесомости, и позволить космонавту адаптироваться уже на станции - еще один плюс новой схемы.
“Двое суток, или 34 витка, - это однозначно перемещение по кораблю в бытовой отсек. Выход в бытовой отсек, перемещение, отдых, сон, прием пищи, ориентация корабля в виде закрутки на Солнце, а это лишнее воздействие во вращающейся системе координат - это все нагрузки на вестибулярный аппарат. При шестичасовом сближении также трудно все время быть на месте без перемещений. А за два витка нет особой необходимости ходить в бытовой отсек - как на старте сели в корабль, так и отработали взлет, сблизились, отманеврировали, состыковались, и только после этого происходит переход в бытовой отсек, то есть движение. Считайте, мы уже на станции в более комфортных условиях”, - пояснил Калери.
Кроме того, новая схема позволит доставлять на МКС скоропортящиеся грузы, например, биоматериалы для экспериментов. Также сокращается расход батареи корабля. “По системе электропитания затраты меньше, потому что корабль летит и по четырехвитковой, и по двухвитковой схеме практически без подзарядки от Солнца - приток солнечной энергии в солнечные батареи минимальный. В связи с этим лететь по сверхкороткой схеме - большой плюс”, - отметил Калери.
Рафаил Муртазин, начальник отдела баллистики ракетно-космической корпорации “Энергия”, также рассказал, что новая схема необходима для отработки технологий, которые потребуются во время лунных миссий, когда будет необходимо проведение быстрых стыковок в космосе.
А еще, по словам гендиректора “Роскосмоса” Д. Рогозина, это откроет возможности для полетов непрофессиональных космонавтов. Ведь одна из причин ускорить доставку космонавтов на МКС возникла именно с появлением на борту “Союзов” гостей - космических туристов. Как уже говорили выше, в конце первых суток полета наступает острая фаза адаптации к невесомости, что может помешать работе экипажа во время активной работы. Туристы как раз и показали все “побочные” эффекты длинной стыковки. “Врачи считают, что усталость от невесомости, падение физических кондиций наступают где-то после шестого-седьмого витка. Вот в этот момент наступает усталость, наступает депрессия”, - сказал в интервью российским СМИ “отец” сверхкороткой схемы Рафаил Муртазин. К тому же сверхкороткая схема не несет дополнительных рисков экипажу и в случае необходимости мгновенно превращается в двухсуточную схему.
Однако, по словам популяризатора космонавтики Максима Цуканова, реальное практическое преимущество по времени (кроме комфорта и экономии энергии) станет приоритетным только тогда, когда российская космонавтика действительно начнет “обживать орбиту”.
К тому же хотя “Роскосмос” и пытается разрабатывать все более быстрые способы доставки на орбиту, происходит это все на том же техническом базисе, который достался в наследство от космонавтики советской. То есть, по сути, это все еще модернизация техники и технологий, начало которым положили Сергей Павлович Королев и его легендарная “семерка” - ракета “Р-7”. Разве что слегка “оцифрованные”.
Запуск 14 октября знаменателен также тем, что он может стать последним запуском американского астронавта в рамках действующего контракта с “Роскосмосом”, поскольку нового контракта не заключено. Ведь после майского полета американского корабля Dragon США больше не зависят от России и теперь могут доставлять астронавтов на станцию своими силами, так сказать, на собственном “батуте”. А на подходе еще Starliner и “Орион”. Россия же за почти 30 лет не создала ничего нового, кроме многострадальной и очень дорогой “Ангары”...
Новая экспедиция проведет на орбите 177 дней. На этот период запланировано 55 научных экспериментов и исследований. Кроме того, космонавты продолжат поиск места утечки воздуха в российском модуле МКС “Звезда”. Также планируют совершить два выхода в открытый космос - в ноябре и феврале.

Пожелаем им удачи!

Поделиться