Космонавтика + УМ Причал

Российское государственное информационное агентство РИА сообщает, что NASA и Роскосмос ведут переговоры о соглашении, которое в конечном итоге позволит космическим кораблям SpaceX Dragon и другим будущим кораблям пристыковаться к новому российскому «узловому» модулю «Причал», недавно установленному на Международной космической станции (МКС).

«Причал», что по-русски означает «пирс», был успешно выведен 24 ноября на орбиту ракетой «Союз-2.1». Буксир, переделанный из беспилотного корабля снабжения «Прогресс», доставил десятилетний модуль на МКС через два дня полета на орбите. Кульминацией миссии стала успешная стыковка 26 ноября. «Причал» весит почти четыре тонны (3890 кг/8600 фунтов) и представляет собой сферический герметичный модуль диаметром 3,3 м (~ 11 футов), единственное предназначение которого — принимать прибывающие грузовые и пилотируемые корабли и (теоретически) поддерживать дальнейшее расширение российского сегмента космической станции.

Неизвестно, сможет ли Роскосмос построить и запустить какой-либо из нескольких новых запланированных модулей космической станции вовремя, чтобы это действие имело смысл.

Помимо значительной неопределенности о намерениях России продолжать поддерживать свой сегмент МКС после 2030 года, Роскосмос пережил кошмарные часы при подготовке двух последних «новых» модулей — «Причал» и «Наука». Жилой и лабораторный модуль «Наука» изначально планировалось запустить в 2007 году. Только четырнадцать лет спустя — в июле 2021 года — Роскосмосу, наконец, удалось закончить и запустить модуль, который затем совершил незапланированное длительное самостоятельное включения двигателя, которое могло легко повредить или уничтожить всю станцию в тот же день, когда модуль прибыл на Станцию.

Между тем, работы на модуле «Причал» начались в 2007 году, и первоначально ожидалось, что модуль будет запущен в 2013 году. Реальные работы начались в 2010 году, а строительство модуля было завершено к 2014 году. Планировалось, что «Причал» станет продолжением «Науки». Впоследствии «Причал» был вынужден провести почти семь лет на хранении, до того, как его наконец вытащили из чулана и запустили в ноябре 2021 года.

Теперь шансы на то, что «Причал» когда-либо поддержит еще один российский модуль МКС, совершенно невелики, но «узел» по-прежнему имеет большой потенциал для работы исключительно в качестве стыковочного узла или (согласно его тезке) «пирса». Оснащенный шестью стыковочными портами, один из которых теперь соединяет его с модулем «Наука» и остальной частью МКС, остальные пять портов фактически свободны для использования любыми прибывающими российскими космическими кораблями, включая грузовые корабли «Прогресс», пилотируемые корабли «Союз» и корабли следующего поколения «Орел». Однако, по данным Роскосмоса и государственного СМИ РИА, в список возможных пользователей могут быть добавлены космические корабли SpaceX Crew и Cargo Dragons, а также другие американские космические корабли, которые будут использовать западный стандарт международного стыковочного адаптера (IDA).

Чтобы космический корабль, оснащенный портом IDA, мог стыковаться с одним из четырех радиальных портов «ASP-GB» модуля «Причал», сначала необходимо спроектировать, сконструировать, запустить и установить какой-либо адаптер на российский порт. Специфика этой работы, скорее всего, является предметом «переговоров», а именно, как Роскосмос получит компенсацию за создание своей части этого гипотетического адаптера. NASA, вероятно, закупит и предоставит новый порт IDA, а Россия построит соединение ASP-GB. Как это принято в программе МКС, компенсация, скорее всего, будет в форме предоставленных услуг, а не прямой оплаты, при этом NASA, возможно, запустит дополнительного российского космонавта или предоставит дополнительный груз на определенный период.

Если это будет реализовано, добавление третьего порта IDA на Международной космической станции значительно упростит жизнь NASA. Даже сейчас, имея всего два космических корабля (Crew и Cargo Dragon), о которых нужно беспокоиться, NASA вынуждено очень тщательно планировать график прибытия и отправления и уже вынуждено было заставить SpaceX выполнить несколько маневров по перемещению Crew Dragon, чтобы подготовиться к прибытию других кораблей Dragon. В ближайшем будущем космический корабль Boeing Starliner и полугодовые частные миссии Crew Dragon на МКС также потребуют свободных портов, что еще больше усложнит планирование графика прибытия и отправления космических кораблей.

В сегменте МКС США действительно есть только два порта, которые все еще доступны для преобразования в стандарт IDA, и оба необходимы для обеспечения безопасных, избыточных грузовых перевозок с беспилотных космических кораблей Cygnus и (уже в следующем году) Dreamchaser в течение 2020-х годов. В конечном итоге это означает, что соглашение о размещении третьего порта, доступного американским кораблям в российском сегменте — единственный очевидный способ, которым NASA может дать себе передышку в течение следующего десятилетия эксплуатации космических кораблей и станции.

Первоисточник:

«Причал» на МКС. Фото: NASA

После запуска нового модуля стыковочного узла к Международной космической станции (МКС) в среду, 24 ноября, в 13:06 UTC/8:06 EST, Роскосмос успешно пристыковал узел «Причал» к модулю «Наука» МКС.

Модуль добавит дополнительные стыковочные порты в российский сегмент и является последним российским дополнением запланированным для форпоста.

История

Первоначальная конфигурация российского сегмента МКС предусматривала создание универсального стыковочного модуля (UDM) для расширения доступных стыковочных портов российского сегмента для добавления будущих модулей. Но этот модуль был отменен в начале программы МКС из-за проблем с бюджетом.

Однако из концепции UDM выросло новое предложение по узловому модулю (NM), который даст российскому сегменту возможности расширения, поскольку все его стыковочные порты либо используются, либо зарезервированы для посещения космических кораблей.

Узловой модуль, названный «Причал», является отходом от предыдущей концепции конструкции российской станции, которая обычно включала основной модуль (которым в случае МКС является модуль «Звезда») с единым с ним сферическим стыковочным отсеком, к которому состыкованы все другие модули.

Проблема с этой конструкцией заключается в том, что она делает основной модуль незаменимой частью станции, так как все другие модули должны быть отсоединены от основного модуля для замены основного — что технически невозможно, если все модули будут состыкованы.

Это означает, что по мере того, как основной модуль стареет и его системы начинают выходить из строя, нет другого выбора, кроме как построить совершенно новую станцию, даже если другие модули могут быть более новыми и отлично работать.

Концепция узлового модуля по существу отделяет сферический стыковочный отсек от основного модуля и превращает его в отдельный элемент станции. Затем все модули станции будут стыковаться с узловым модулем. Идея состоит в том, что каждый модуль будет заменяться без необходимости отстыковки всех остальных.

В этом смысле «Причал» по сути является российским эквивалентом узловых модулей американского сегмента станции.

Первоначально планировалось, что два модуля Science & Power (NEM) будут состыкованы с «Причалом» в рамках расширения российского сегмента с конечной целью в один прекрасный день отделиться от МКС и превратить их в свободно летающую станцию.

Однако в апреле 2021 года Роскосмос объявил, что NEM больше не планируются для МКС и вместо этого станут частью новой независимой российской космической станции, для которой будет построен новый узловой модуль.

«Причал» проходит предстартовые испытания на Байконуре. (Источник: Роскосмос)

Хотя Роскосмос с тех пор несколько отступил от этих заявлений, учитывая бюджетные реалии российской космической программы и оставшийся срок службы МКС, маловероятно, что какие-либо дополнительные модули когда-либо будут пристыкованы к «Причалу».

Таким образом, несмотря на то, что «Причал» представляет собой интересный модуль во многих отношениях, он уже по сути является бесполезным дополнением станции, поскольку сам по себе не добавляет никаких дополнительных возможностей к МКС по сравнению с тем, что уже есть у станции.

Конструкция

«Причал» представляет собой сферический модуль с шестью стыковочными портами — двумя осевыми и четырьмя радиальными.

Стыковочные порты относятся к гибридному типу, по сути, это комбинация Андрогинной периферийной системы стыковки (APAS) и системы «штырь-конус» SSVP.

Сама стыковочная муфта такая же, как и конструкция APAS, но первоначальный захват выполняется с помощью зонда и тормозного механизма, а не удлинительного кольца захвата. Цель использования гибридной системы — предоставить более широкий люк для более крупных постоянных модулей.

Стыковочный порт «Причал» в зените — это активный гибридный порт с оборудованием, позволяющим стыковаться с МКС. Пять оставшихся портов являются пассивными гибридными портами, позволяющими подключать к ним другие модули. Стыковочный порта модуля «Причал» в надире (обращенным к Земле) — оснащен специальным адаптером SSPA-GM для преобразования гибридной стыковочной системы в систему, совместимую с системой «штырь-конус» SSVP. Этот адаптер преобразует стыковочный хомут APAS гибридного порта надир в стыковочный хомут SSVP, но по-прежнему использует тот же стыковочный хомут для первоначального захвата.

Это позволит кораблям «Союз» и «Прогресс» пристыковаться к надирному порту модуля «Причал», таким образом сохраняя четыре стыковочных порта российского сегмента для прилетающих транспортных кораблей.

В том маловероятном сейчас случае, когда новый модуль должен был пристыковаться к «Причалу», этот адаптер сначала нужно было бы удалить с помощью уходящего космического корабля «Прогресс», чтобы преобразовать порт надира обратно в гибридную конфигурацию (с стыковочным кольцом APAS), чтобы позволить новому модулю состыковаться.

Однако это сделало бы порт «Причал» непригодным для стыковок кораблей «Союз» и «Прогресс», в результате чего количество доступных для посещения транспортных портов на российской стороне сократилось до трех.

Также «Причал» включает в себя крепления для манипулятора «Ляпа». Это мини-роботизированный манипулятор, используемый для перемещения модулей из одного стыковочного порта в другой, поскольку будущие модули, прибывающие в «Причал», будут стыковаться с портом в надире, поскольку стыковка с любым из осевых портов создаст проблемы выбора «коридоров подхода» и чрезмерных осевых нагрузок.

Ссылка на твит

Вновь прибывший модуль затем переместится в осевой порт с помощью через манипулятора «Ляпа», который будет расположен на модуле и подключаться к соответствующему разъему на модуле «Причал». Затем рука «Ляпы» будет вращать и перемещать модуль из порта в надире к осевому порту.

Манипуляторы «Ляпа» использовалось на космической станции «Мир», и новая китайская станция также имеет аналогичную конструкцию. Последний раз рука «Ляпа» использовалась на орбите в апреле 1996 года для перемещения модуля «Природа» после стыковки.

Для запуска «Причал» был соединен с модифицированным двигательным модулем корабля «Прогресс», который будет выполнять все необходимые маневры сближения и стыковки со станцией. Специально модифицированный модуль двигательной установки, получивший название «Прогресс М-УМ», по сути, представляет собой космический корабль «Прогресс» с удаленным герметичным грузовым отсеком и установленным на его место «Причалом».

Как только «Прогресс М-УМ» выполнит свою обязанность по доставке «Причала» на МКС, он отделится от «Причала» и совершит сход с орбиты, разрушившись в атмосфере. Эта же концепция использовалась для доставки модулей «Пирс» и «Поиск» на МКС в 2001 и 2009 годах соответственно.

Запуск и стыковка

«Причал» был запущен ракетой-носителем «Союз 2.1б» с космодрома Байконур в Казахстане в 13:06 UTC / 8:06 EST. После отделения от ступени «Блок-И» на орбите «Причал» сообщил, что все в порядке, и модуль начал двухдневнуый полет на встречу с МКС.

Когда «Причал» успешно вышел на орбиту и подтвердил исправность, космический корабль

«Прогресс МС-17» был отстыкован от стыковочного узла многоцелевого лабораторного модуля (МЛМ) «Наука» в четверг, 25 ноября.

Ракета «Союз 2.1б» с «Причалом», благополучно находящимся внутри обтекателя полезной нагрузки, выкатывается в Зону 31/6 на Байконуре для запуска. (Источник: Роскосмос)

Уходящий «Прогресс» взял с собой переходник стыковочного хомута SSPA-GM Hybrid-to-SSVP, который был того же типа, что и на «Причале».

Этот адаптер присутствовал в надирном порту «Наука», который является гибридным типом, чтобы позволить кораблям «Союз» и «Прогресс» (которые используют систему SSVP) пристыковаться к нему. Это было сделано в качестве «страховки» на случай, если «Причал» не сможет выйти на орбиту.

Только после того, как «Причал» благополучно оказался на орбите и по пути к МКС, уходящий «Прогресс МС-17» снял адаптер, который преобразовал порт «Науки» в надире обратно в гибридную конфигурацию и подготовил его к приему «Причала».

Затем «Причал» пристыковался к порту «Наука» в надире в пятницу, 26 ноября, в 15:19 UTC / 10:19 EST, используя автоматизированную систему стыковки «Курс».

После проверки на герметичность открытие люка будет выполнено в следующие дни. От «Причала» планируется отделить двигательный сегмент «Прогресс М-УМ» 21 декабря. 19 января в России состоится выход в открытый космос для соединения кабелей между «Наукой» и «Причалом».

Первая стыковка с «Причалом» запланирована на 18 марта 2022 года с космическим кораблем «Союз МС-21».

Первоисточник: