«Наука» прибывает на МКС. Фото: Мак Кроуфорд из NSF/L2.
Российский многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ) «Наука» использовал свои шансы на успешную стыковку с МКС после долгого и трудного путешествия, продолжавшегося более 20 лет, и проблемами с двигательной установкой после запуска, которая поставила под угрозу успех миссии.
Стыковка также не обошлась без проблем: российские космонавты отметили, что «Наука» не двигалась по правильному курсу менее чем за час до стыковки; однако тормозной импульс быстро устранил проблему. После устранения неполадок с ручной стыковочной системой «ТОРУ», «Наука» успешно стыковалась в автоматическом режиме с портом в надире сервисного модуля «Звезда» в 09:29 EDT/13:29 UTC, что стало первым крупным расширением в российском сегменте за более чем 20 лет.
ОБНОВЛЕНИЕ — 29 июля, 5:34 EDT / 21:34 UTC
В 12:34 EDT/16:34 UTC системы МКС зарегистрировали отклонение от номинальной ориентации. Гироскопы станции попытались исправить ошибку ориентации, но не смогли.
В 12:42 по восточному поясному времени/16:42 по всемирному координированному времени отклонение ориентации МКС превысило пределы, и была объявлена чрезвычайная ситуация с потерей ориентации, в результате чего НАСА и МКС получили высший приоритет через сеть связи TDRS (спутник слежения и ретрансляции данных) на геостационарной орбите.
В это время МКС была отдана команда на свободный дрейф, гироскопы были отключены, а аварийное управление было передано российскому сегменту и служебному модулю «Звезда». «Звезда» также пыталась исправить ориентацию станции, сражаясь с «Наукой», поскольку новый модуль продолжал запускать двигатели.
В течение следующих 45 минут российские диспетчеры пытались прекратить запуск двигателей «Науки», которые происходили без команды. Во время этого времени вертикальное движение МКС никогда не превышало 0,5 градуса в минуту, и экипаж не почувствовал этого движения.
По сообщениям российских СМИ, «Наука» сожгла оставшееся топливо во время этих подруливающих включений.
В 13:29 EDT/17:29 UTC, когда двигатели «Науки» больше не работали, российские диспетчеры смогли использовать двигатели «Прогресс МС-17», чтобы вернуть Станцию в режим ориентации и вернуться к стабильной ориентации.
В связи с необходимостью оценки станции миссия Starliner OFT-2, запуск которой был запланирован на 30 июля, была перенесена не ранее, чем во вторник, 3 августа 2021 года, в 13:20:10 EDT/17:20: 10 UTC.
ОБНОВЛЕНИЕ — 29 июля, 1:53 EDT / 17:53 UTC
После успешной стыковки со станцией, примерно через три часа в 12:45 EDT / 16:45 UTC, когда космонавты открыли люк «Звезды» к «Науке», новый модуль внезапно запустил двигатели без команды.
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» запустила собственные двигатели, чтобы попытаться исправить проблему. Однако двигатели «Науки» продолжали ошибочно включаться, и два модуля, по сути, боролись друг с другом: «Наука» меняла положение МКС, 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 злы крепления модулей Станции.
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 неконтролируемые включения. Постоянное отключение двигателей будет достигнуто, когда МКС пройдет обратно над российскими наземными станциями.
В настоящее время нет никаких признаков повреждения Международной космической станции, и все системы на МКС работают нормально.
Как это может повлиять на запланированный запуск Starliner в пятницу, 30 июля, пока неизвестно.
Стыковка модуля «Наука»
«Наука» преследовала Международную космическую станцию (МКС) в течение последних восьми дней после запуска на ракете-носителе «Протон-М» с космодрома Байконур в Казахстане 21 июля.
Сразу после успешного вывода на орбиту высотой 190 x 350,1 км были отмечены проблемы с системой связи и двигательной установкой модуля. Первоначальное устранение неполадок осложнялось ограничением связи в короткие периоды, когда модуль находился в пределах досягаемости российских наземных станций.
Проблемы со связью были решены на начальных орбитах; однако проблема с двигательной установкой оказалась более сложной и, как полагали, была связана с тем, что часть системы подачи топлива модуля стала непригодной для использования из-за того, что газы смешались с топливом для главного двигателя.
В сообщениях указывалось, что давление в силовых баках главного двигателя поднялось до неприемлемого уровня из-за более раннего, чем планировалось, выравнивания давления между баками. Таким образом, потребовалось использование двигателей меньшего размера, чтобы сбросить давление в баке до точки, в которой можно было бы использовать основной двигатель.
Это, совместно с ограниченной связью, привело к тому, что несколько из первоначально запланированных включений основных двигателей при выводе на орбиту сближения с МКС были отменены, а затем выполнены с использованием вторичных двигателей модуля.
Этих незапланированных первых включений оказалось достаточно, чтобы предотвратить повторное падение «Науки» в атмосферу в течение нескольких дней из-за низкого перигея в 190 км. Этими первыми включениями двигателей российские диспетчеры смогли стабилизировать «Науку», запустить главный двигатель и удержать модуль на пути к прибытию на станцию 29 июля, как и планировалось изначально.
Приближаясь к МКС, «Наука» по назначению использовала свою автоматизированную систему сближения «КУРС»; однако модуль также был оснащен системой ручной стыковки «ТОРУ», которая позволила бы космонавтам Новицкому и Дуброву на борту МКС взять под свой контроль «Науку» и при необходимости управлять стыковкой вручную.
Для стыковки МКС была ориентирована в особой позиции — наклонена на 90 градусов — для того, чтобы разместить ось стыковки для «Науки» вдоль вектора скорости. Этого не было в первоначальном плане стыковки, согласно которому «Наука» приближалась бы в R-образной зоне или по вектору радиальной скорости, а порт в надире модуля «Звезда» был направлен прямо на Землю.
План ориентации МКС для стыковки был изменен с учетом состояния «Науки» после запуска.
Стыковка была произведена к стыковочному узлу в надире «Звезды», который недавно был освобожден модулем «Пирс». В этом порту используется стыковочная система, называемая гибридным адаптером Drogue (HDA).
Наука, прямо перед инкапсуляцией для запуска. (Источник: Роскосмос)
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 из системы APAS, но вместо того, чтобы использовать кольцо захвата, как в случае с сегментом США, он использует стыковочный механизм, как в системе SSVP. Это позволяет стыковке происходить так же, как и для кораблей «Союз»/«Прогресс», но дает более широкий проход через люк, что полезно для постоянных модулей.
После стыковки и жесткого захвата следующими незамедлительными шагами будут проверки на утечки и герметизация модуля с последующим открытием люка, первым проникновением и активацией модуля.
Планы на будущее:
Всего потребуется до 11 выходов в открытый космос, чтобы полностью оснастить и ввести в действие модуль «Наука», при этом первый из них будет проведен в сентябре.
После того, как модуль будет подключен к МКС с помощью группы кабелей, первым делом будет развернут европейский роботизированный манипулятор (ERA), который был запущен прикрепленным к внешней стороне «Науки».
Это потребует снятия внешних крышек и ограничителей, после чего манипулятор будет активирован и полностью проверен с земли. ERA должен быть полностью готов к работе, чтобы перейти к следующему этапу операций — переносу шлюзовой камеры и радиатора на модуль «Наука».
Этот радиатор и воздушный шлюз были запущены на МКС, прикрепленными к внешней стороне мини-исследовательского модуля-1 (MRM-1) «Рассвет», в ходе миссии STS-132 в мае 2010 года космическим кораблем «Атлантис». Последние 11 лет они терпеливо ждали прилета «Науки».
Разворачиваемый радиатор будет использоваться для добавления дополнительной охлаждающей способности «Науки», что позволит модулю проводить больше научных экспериментов. Воздушный шлюз будет использоваться только для проведения экспериментов внутри и снаружи модуля с помощью ERA — очень похож на японский воздушный шлюз на американском сегменте станции.
ERA будет использоваться для снятия радиатора и воздушного шлюза с MRM-1 и переносу их на МЛМ— при этом потребуется удлинительная стрела, чтобы позволить ERA достать воздушный шлюз. Ожидается, что этот процесс займет несколько месяцев. Также будет перенесена мобильная рабочая платформа, которая может быть прикреплена к концу манипулятора ERA, чтобы космонавты могли «ездить» на конце руки во время выхода в открытый космос.
«Наука» также имеет стыковочный порт в надире, к которому могут пристыковаться другие модули/транспортные корабли. Этот порт также относится к типу HDA (пассивная сторона), однако имеет специальный адаптер для преобразования его в традиционный порт Probe & Drogue. Этот адаптер преобразует стыковочную манжету APAS в стыковочную манжету SSVP, которая позволит кораблям «Союз» и «Прогресс» стыковаться с MLM.
Внутренний разрез, показывающий план «Науки». (Источник: Роскосмос)
В ноябре Россия запустит к МКС узловой модуль «Причал», который будет пристыкован в надирный порт «Науки» и добавит еще четыре порта типа HDA в российский сегмент для будущего расширения — хотя в настоящее время существующие планы расширения «подвешены в воздухе» после решения России сосредоточить свои будущие усилия на строительстве собственной станции, которая придет на смену МКС, возможно, в сотрудничестве с Китаем.
«Причал» будет стыковаться с «Наукой» с помощью системы HDA, для чего сначала потребуется удалить переходное кольцо HDA-to-SSVP из порта надира «Наука».
Это кольцо было добавлено в качестве «страхового полиса» на случай, если «Причал» не сможет выйти на орбиту, что сделало бы HDA порт «Науки» бесполезным, поскольку корабли «Союз» и «Прогресс» не смогли бы пристыковаться к нему, что оставило бы российский Сегмент всего с тремя используемыми стыковочными портами.
Первая стыковка с «Наукой» запланирована на 28 сентября, когда «Союз МС-18» будет переведен из модуля «Рассвет» в надирный порт модуля «Наука», чтобы освободить «Рассвет» к прибытию корабля «Союз МС-19». Затем МС-18 отстыкуется от «Науки» 17 октября, после чего «Прогресс МС-17» будет отстыкован от МС-2 «Поиск» и 27 октября переброшен на «Науку».
Предполагая, что 24 ноября «Причал» будет успешно запущен, «Прогресс MС-17» отстыкуется от «Науки», забрав с собой адаптерное кольцо APAS-to-SSVP, которое преобразует порт надира «Науки» обратно в конфигурацию HDA, готовую к прибытию «Причала».
Планируемая конфигурация МКС по «Науке» и «Причалу». (Источник: Роскосмос)
В будущем стандартной практикой будет стыковка кораблей «Союз» к надирным портам модулей «Рассвет» и «Причал» и стыковка «Прогресс» к кормовой части порта «Звезда» и зенитному порту «Поиск».
Это связано с тем, что в переходной камере, которая соединяется с кормовым портом «Звезды», есть небольшая утечка, которая требует, чтобы люки модуля оставались закрытыми как можно больше, что заблокировало бы доступ к «Союзу», если бы он был пристыкован к кормовому порту «Звезды». Кроме того, корабли «Прогресс» предпочтительнее для кормового порта «Звезды», поскольку это позволяет им выполнять коррекцию МКС с использованием своих главных двигателей.
«Прогресс» также является предпочтительным для порта в зените «Поиска», поскольку «Поиск» теперь служит воздушным шлюзом Российского сегмента после ухода «Пирса», а доступ к кораблю «Союз», пристыкованному к «Поиску», заблокирован, в то время как в «Поиске» будет сброшено давление во время выхода в открытый космос, что создает проблемы безопасности при сценарии эвакуации с МКС.
Первоисточник:
