1 июля 2022 года космонавты Олег Артемьев и Саманта Кристофоретти (из ESA) совершат выход в открытый космос по российской программе. Работы будет много — они дооснастят модуль «Наука», доведут до ума манипулятор ERA, запустят 10 наноспутников и проведут прочие операции.

Олега Артемьева можно будет узнать по красным полоскам на скафандре (скафандр «Орлан-МКС» №5), а Саманту Кристофоретти — по синим (скафандр «Орлан-МКС» №4). Саманта была сертифицирована работать в российском «Орлане», а специалисты в Звёздном городке провели для неё полную подготовку для работы в открытом космосе.

Кристофоретти станет первой женщиной в Европейском космическом агентстве, которую «выпустят» в открытый космос. При этом, для Олега Артемьева данный выход станет уже шестым — он уже нагулял за пределами МКС 34 часа и 39 минут.

Полный список задач:

— Запуск 8 наноспутников «ЮЗГУ-55» и 2 наноспутников «Циолковский-Рязань» (созданы студентами Рязанского радиотехнического государственного университета и Юго-Западного государственного университета в Курске);

— перенос платформы с адаптерами с модуля «Поиск» на модуль «Наука»;

— монтаж адаптера для манипулятора ERA на модуле «Поиск»;

— замена рамки с защитными стеклами для камеры CLU-2 на концевом эффекторе КЭ-2 манипулятора ERA;

— перевод внешнего пульта управления EMMI манипулятором ERA в режим хранения на модуле «Наука»;

— закрытие экранно-вакуумной теплоизоляцией системы крепления манипулятора ERA на модуле «Наука»;

— установка блокираторов на грузовые стрелы ГСтМ-1 и ГСтМ-2;

— раскрытие грузовой стрелы ГСтМ-2 от модуля «Заря» до модуля «Поиск»;

— установка второй платформы с адаптерами на модуле «Наука» (опционально).

Внекорабельная деятельность (ВКД) должна занять у космонавтов 6 часов и 35 минут с учётом времени на отдых. Говорят, что во время отдыха космонавты любуются видами Земли, и таким образом приводят мысли в порядок.

Трансляция ВКД-ЕКА доступна на YouTube

И ВК

Уже год как запущен многофункциональный лабораторный модуль «Наука». Сейчас уже кажется, что «Наука» была в составе российского сегмента МКС всегда, настолько мы привыкли к прекрасным фотографиям, сделанным из модуля.

А ведь ещё год назад «Наука» только стартовала, и огромное количество критиков были уверены, что у Роскосмоса не получится поставить в строй модуль, создававшийся много лет. Но совместная работа Центра управления полетами и других специалистов Роскосмоса в течение долгих восьми суток позволила преодолеть все проблемы. Нераскрытие антенны системы «Курс», проблемы с топливным клапаном, невозможность скорректировать орбиту. И даже после практически идеальной стыковки «Науки» сработал человеческий фактор и модуль не переключили в пристыкованное положение. Спустя несколько минут «Наука» включилась и попыталась автоматически перепристыковаться, что повлекло за собой вращение всей станции.

Восемь суток, огромное количество решений, куча нервов и седых волос. Но итог перед нами — самый большой по объёму модуль российского сегмента, места для будущих экспериментов, в том числе и таких сложных как спекание кристаллов прямо на орбите. И, если оглянуться назад, то стоит признать, что решение о запуске было правильным, а «Наука» стоила таких трудностей.

С днём рождения, модуль!

Сейчас за нашими окнами дождь или снег, чтобы выйти на улицу нужна теплая одежда, а на орбите многофункциональный лабораторный модуль "Наука" уже четыре месяца работает в составе Международной космической станции. Завтра к нему должен отправиться сосед - узловой модуль "Причал". А когда "Наука" готовилась к старту, была середина июля, на Байконуре температура поднималась выше 30° Цельсия, а головной убор был необходимостью. Под катом завершающая часть рассказа о поездке на космодром - вывоз и вертикализация "Протона" с модулем "Наука" семнадцатого июля и пуск двадцать первого.

Видео в формате 360° для дополнения текста и фото:

Вывоз

17 июля 2021 года. Местное время - 4:30 утра, на восточной стороне горизонта еще только начинает разгораться заря, но у торца монтажно-испытательного комплекса 92А-50 уже стоят десятки людей. Ворота МИКа открыты, и туда уходят прицепленные к маневровому тепловозу пустые платформы. Это праздничное и торжественное утро - подготовительные работы и испытания на модуле "Наука" закончены, он установлен на ракету-носитель "Протон-М", ракета полностью собрана, перегружена на транспортер-установщик и сейчас отправится на стартовый комплекс. "Науку" провожают разработчики и создатели, космонавты последних наборов, которым в ней жить и работать на орбите, журналисты и блогеры.

Без различимого для непосвященных сигнала тепловоз начинает очень неспешно двигаться. За ним идут целых пять пустых железнодорожных платформ, поэтому для стоящих несколько в стороне зрителей это выглядит как шоу с продуманной интригой. Блогеры гадают, зачем было сцеплять столько платформ, и уже много недель спустя мне в голову приходит вполне рациональная гипотеза - это сделано, чтобы отодвинуть тепловоз подальше от МИКа и не пачкать дизельным выхлопом чистый ангар. Наконец в проеме появляется вагон системы термостатирования (простым языком, вагон-кондиционер).

Длинный поезд, торжественно-праздничная атмосфера и белый цвет вызывают ассоциации со свадьбой в аристократической среде или коронацией. Только в российской космонавтике все наоборот, и пажи со шлейфом платья выходят первыми. Но вот, наконец, появляется главная героиня, невеста и королева - ракета-носитель. В отличие от "Союза", "Протон" вывозят носом вперед. Но на старт он отправится так же, как и "Союз", хвостом вперед. Большие рукава на головном обтекателе - система термостатирования. Наконец, спустя пятнадцать минут, поезд полностью выехал и остановился. Можно фотографироваться. Группа в синих комбинезонах чуть левее центра кадра - космонавты последних наборов.

И все это в динамике, ускоренное в 64 раза.

Пока публика фотографировалась на фоне ракеты, платформы отцепили, и тепловоз стал уводить поезд, уменьшившийся до вагона термостатирования, двух платформ под воздуховоды и транспортера-установщика. Тем временем уже почти рассвело. Обратите внимание, что с этого ракурса видно хвостовое крепление установщика между двумя нижними двигателями ракеты и плоскую панель разъемов в центре.

От МИКа до старта чуть больше десяти километров. Сооружения под "Протоны" находятся в северо-западном (левом верхнем) углу космодрома.

Недалеко от МИКа есть железнодорожный переезд, с которого очень удобно фотографировать вывозимую на старт ракету. Отправляемся туда.

Проблема "Байконура" заключается в том, что это огромная территория, не имеющая полностью охраняемого периметра. На космодром регулярно несанкционированно проникают "сталкеры", которые в лучшем случае сфотографируются в ангаре с "Бураном", а в худшем попытаются сделать что-нибудь еще менее этичное. Из-за этого сооружения имеют собственные локальные заборы и охрану. А вывоз ракеты на старт сопровождается целой процессией. В случае "Науки" первыми шли полицейские с собакой, затем надежность пути проверял дополнительный тепловоз, за ним - еще несколько человек в одеждах технического персонала, и только потом уже двигался поезд, сопровождаемый сразу несколькими автомобилями. Дополнительно сверху, обозревая окрестности, кружил легкий вертолет.

Гвоздь эскорта, конечно же, БРДМ-2 отдельного батальона "Скорпион" Управления МВД РФ по городу Байконур. Контраст военной техники, охраняющей мирный космос, очень любят фотографировать, эти машины есть практически в каждом репортаже с вывоза ракет-носителей на стартовый комплекс. А так в составе кавалькады еще две полицейские машины и пожарная.

Вертикализация

Наша следующая остановка - стартовый комплекс, площадка 200 левая. "Протоны" полетели спустя восемь лет после "семерок", поэтому интересно видеть, как некоторые технические решения выполнены изящнее, с учетом наработанного опыта. Для начала посмотрим на ракету сбоку. Установщик выглядит очень простым и легким, на его фоне аналогичный агрегат "Союза" заметно выше и кажется громоздким.

После остановки поезда персонал отсоединяет четыре рукава, идущие к вагону термостатирования. Нижние два закрывают лючками и завинчивают, а на двух верхних остаются красные "рога" переходников - когда подъедет ферма обслуживания, к ним подсоединят рукава стартовой системы. А пока придется постоять четыре часа под палящим солнцем. Ракета белая и хорошо отражает солнечные лучи, иногда дополнительно ее одевают в слой теплозащиты. Но не всегда, "Наука" ехала без этого одеяла.

Следующий важный этап - фиксация стрелы транспортера-установщика в стартовом сооружении. Нижние фиксаторы нам не разглядеть, но вот у верха виднеется зацеп очевидного назначения. В какой-то момент без понятного неспециалисту предупреждения, чтобы можно было успеть заснять этот момент, он сдвигается влево. Компания блогеров гадает, как это сделано, ракету ли двигают или что-то в стартовом сооружении, но уже потом, пересматривая фотографии, я вижу рядом гидравлический поршень. Он, кстати, виден на КДПВ в левой части зеленой стрелы.

Наверное для проверки, разгибают и сгибают обратно верхние крепления на установщике, которые "обнимают" ракету между второй и третьей ступенями. Обратите внимание на то, что перила в левой части предназначены для работ в вертикальном положении, а справа - в горизонтальном. Изящно!

И начинается вертикализация ракеты. Тут-то и становится ясна разница установщиков "Союза" и "Протона". На "Протоне" гидравлику перенесли в стартовое сооружение, а транспортер-установщик представляет собой просто легкую стрелу, стоящую на двух парах двухосных тележек. При подъеме ракеты передняя пара остается на месте, и становится отлично виден шип, на который опирается стрела. Из-за этого, правда, на уже поднятой ракете получается немного сюрреалистическое зрелище стоящей вертикально второй пары тележек.

В отличие от "Союза", который стоит на старте окруженный четырьмя фермами-опорами и двумя кабель-заправочными мачтами, опоры и коммуникации "Протона" убрали в хвостовую часть. Из-за того, что первая ступень собирается уже на космодроме из центрального бака окислителя и шести боковых баков горючего с двигателями, дно бака окислителя открыто. Туда перенесли электрические, пневматические и прочие коммуникации. Стартовые опоры расположены между двигателями, а над ними установлены заправочные горловины. Трубопроводы под гаргротами (в быту есть простой аналог - кабель-канал) разводят компоненты топлива по бакам всех трех ступеней. Одна горловина заправляет все три ступени горючим, одна - первую ступень окислителем, еще одна - вторую и третью ступень окислителем. Разгонный блок и полезную нагрузку заправляют сильно заранее, еще перед установкой на ракету.

Из-за специфики хвостовой части у "Протона" очень интересный газоход. В центре стоит блок разъемов, а по бокам - опоры. Перед установкой ракеты в стартовое сооружение опоры выдвигаются. А когда ракета стартует, опоры складываются и, как и блок разъемов, закрываются защитными обтекателями. Схема с видом сбоку.

А вот фото с форума журнала "Новости космонавтики" (увы, личной возможности сфотографировать с этого ракурса у нас не было). Хорошо видны раскрытые защитные обтекатели. Над пятью из шести опор установлены шланги, соединяющиеся с горловинами на ракете.

Ну и, конечно же, прекрасное зрелище вертикализации в динамике. Обратите внимание, что она разбита на два этапа - сначала ракета движется очень медленно, но после прохода пары десятков градусов переходит в быстрый режим. Время ускорено в 60 раз.

После вертикализации ракета надолго замирает - ее незаметными движениями центрируют относительно блока разъемов. Затем так же незаметно для глаза опускают в стартовое сооружение. Когда появляется возможность, подходим поближе и заглядываем в газоход. Он у "Протона" очень компактный, двусторонний и этим похож на американские конструкции. Сложно сказать, чем руководствовались, выбирая газоход-чашу для "Ангары", но, насколько я помню, у протоновского варианта есть своя специфика. Когда-то давно мне попадалась информация о том, что, якобы, там используется специальный клей, которым покрывают стенки, чтобы они не разрушались под напором раскаленных выхлопных газов. Газоход-чашу можно спокойно выстелить бетонными плитами и менять их раз в несколько десятков лет. И в целом, на "Восточном", помнится, мне рассказывали о почти отсутствующих ремонтно-восстановительных работах после пуска.

После вертикализации нужно отвести стрелу установщика, поставить ее обратно на вторую пару тележек и увести в сторону. А для работ на ракете надо подогнать ферму обслуживания. Официально она ферма, хотя ее хочется назвать башней, по аналогии с мобильными башнями обслуживания для "Союзов" на космодромах Куру и Восточный. Да и технически они весьма похожи - движутся по рельсам, а коммуникации растягиваются и складываются на подвесных рельсах сбоку (на фото слева). Закрытые площадки обслуживания делают ее более комфортной, нежели полностью открытые площадки старта "Союзов". Движется она медленно, примерно час, и мы, сфотографировав ее с более близкого расстояния, уже не стали ждать.

Пуск

21 июля 2021 года, местное время 19 часов. С момента вывоза прошло уже четыре с половиной дня, на ракете провели необходимые подготовительные и проверочные работы. На космодроме наступает вечер, дневная жара сменяется на вполне приятную температуру, а парковку в шести километрах от старта, на которой мы стоим, накрывает тень от гостиницы. Но все это фиксируется машинально - все мысли крутятся вокруг "Науки". Россия двадцать лет не запускала большие модули МКС на "Протонах", и не волноваться не получается. На старте тем временем отводят ферму обслуживания, и ракета остается одиноко стоящей на фоне мачт с прожекторами и молниеотводами.

У кого-то в толпе провожающих есть рация, настроенная на рабочие частоты космодрома, и когда по трансляции тихо звучит "минутная готовность", напряжение достигает предела. Фотоаппараты давно наведены и настроены, и вспышка на старте вдавливает палец на кнопке съемки практически рефлекторно. Время старта: 19:58 местное, 17:58 МСК.

У "Протона" практически бесцветный и бездымный выхлоп, так что эти облака - что-то, сгоревшее на стартовом сооружении.

Ракурс не совсем удачный, выхлоп левого газохода на несколько секунд закрывает ракету (кстати, у газоходов-чаш такого не бывает), но она вскоре вновь становится видимой.

Расстояние в шесть с лишним километров означает, что звук идет до нас более двадцати секунд. Ракета уже давно летит, когда до нашего наблюдательного пункта доходит хлопок - двигатели "Протона" используют самовоспламеняющиеся компоненты и быстрее выходят на режим. "Протон" стартует сразу, в то время как "Союз" проходит, стоя на старте, этапы предварительной и промежуточной тяги, которые дают более слабый звук. Поэтому старт "Протона" слышен как хлопок, за которым следует грохот двигателя.

Коричневый дым в пламени выхлопа - штатный дренаж, все в порядке.

На высоте примерно десять километров ракета начинает оставлять инверсионный след, который быстро заканчивается. Выше условия для его формирования опять неблагоприятные.

Мы успеваем услышать, что солнечные панели раскрыты нормально. Непростая, но в итоге закончившаяся благополучно дорога до МКС у "Науки" только начиналась.

А последнее фото репортажа сделано уже в Уфе. У меня не получилось заснять первые витки "Науки" с Байконура, а потом над моим городом не было видимых пролетов. И только в последние сутки перед стыковкой появился один пролет вечером. На еще светлом небе МКС была прекрасно различима. Спустя несколько минут должна была пролететь "Наука", и я, ничего не видя, все-таки сделал пару десятков снимков. Быстро глянув, ничего не увидел, и расстроился было, что потерял последний шанс. Но уже потом, просматривая более внимательно, увидел еле заметные треки. Еще сколько-то минут в разных графических редакторах и - вуаля! Один из последних витков одиночного полета модуля "Наука".

Выражаю благодарность пресс-службе Роскосмоса за приглашение и, отдельно, Элине, Анне и Екатерине за самоотверженный труд по организации поездки.

Из-за ограничения Пикабу в 51 блок это неполный репортаж. Все 30 фото можно посмотреть в моем ЖЖ.

Предыдущие части:

Часть 4: Монтажно-испытательный комплекс "Протонов" - площадка 92А-50.

Часть 3: Город Байконур.

Часть 2: Стартовый комплекс "Союзов" - площадка 31.

Часть 1: Музей космодрома.

Новый модуль МКС – это не только дополнительная жилплощадь, комфорт и удобства для космонавтов, но и тщательно продуманный лабораторный комплекс. Для размещения научного оборудования имеется 14 рабочих мест внутри модуля и 16 снаружи. Пока там свободно, но по мере ввода «Науки» в эксплуатацию эти места будут заполняться приборами и оборудованием, доставляемыми кораблями «Прогресс» с Земли.

В мае этого года в РКК «Энергия» была утверждена Программа научных и прикладных исследований, планируемых на модуле «Наука» с 2022 года. В ней предусмотрено проведение 33 новых целевых работ, а также продолжение ранее начатых экспериментов на других модулях российского сегмента.

В качестве первоочередных были выбраны 13 исследований.

Эксперимент «Захват-2» проводят инженеры РКК «Энергия». Они уже несколько лет работают над созданием унифицированного манипулятора, обладающего некоторыми функциями человеческой кисти.

Манипулятор разместят на внешней поверхности «Науки», а управлять им будет космонавт с пульта блока сопряжения, размещенного внутри модуля. Планируется отработать захват манипулятором имитаторов поручней с определенной силой сжатия, проверить исправность электроприводов и изучить свойства материалов в условиях открытого космоса.

Данные исследования будут использованы при проектировании робототехнической системы для операций на внешней поверхности космических аппаратов.

В рамках эксперимента «Напор-миниРСА» проверят работу миниатюрного всепогодного радиолокатора для изучения Земли.

Исследование «Капля-2» направлено на испытание капельного холодильника – излучателя тепла для ядерного космического буксира «Зевс», разрабатываемого сейчас в России. Часть экспериментов посвящена материаловедению, ведь микрогравитация позволяет получить материалы с недостижимыми на Земле свойствами. К таким работам относятся «Мираж», «Вампир» и «Фуллерен». Результаты тестов помогут оценить возможности создания на орбите полуавтоматических заводов по производству монокристаллов для нужд микроэлектроники.

Еще одно направление, которое можно назвать традиционным: исследование механизмов адаптации живых организмов к факторам космического полета. Еще в 1970-е годы на станцию «Салют» доставляли оплодотворенные перепелиные яйца, размещали их в инкубаторе, а вылупившихся птенцов возвращали на Землю, чтобы отследить этапы воздействия на них факторов космического полета.

Станция "МИР", 1990г.

На «Науке» планируют вернуться к эксперименту «Перепел», но уже на совершенно ином технологическом уровне. Предполагается на борту МКС с помощью инкубатора получить из оплодотворенных яиц популяцию перепелов, проследить их развитие и адаптацию к невесомости. Не исключено, что птенцы смогут достичь половозрелости и даже дать потомство. В любом случае сам процесс ухода за живыми существами, помимо работы, послужит для космонавтов эффективным антистрессом.

Другой эксперимент – «Мутация» – предусматривает изучение нескольких поколений микробов в условиях космического полета. Эксперимент направлен на изучение влияния факторов космического полета внутри и вне космического корабля МКС на уровень мутагенеза, обмен генетическим материалом, изменение первичного и вторичного метаболизма у микроорганизмов различных таксономических групп. Предполагается определение динамики радиационных воздействий в открытом космосе с помощью микроорганизмов, размещенных на наружной поверхности станции. Будет проведена оценка защитных свойств материалов, защищающих микроорганизмы, помещенные на внешней стороне МКС от ионизирующего излучения. По результатам эксперимента ожидается выявить изменения уровня метаболизма, получить штаммы с улучшенными технологическими свойствами, а также рекомбинантные штаммы и их продукты с новыми свойствами.

Использование результатов эксперимента на Земле - результаты исследований могут быть использованы при изучении влияния экстремальных факторов измененной среды обитания на формирование возбудителей инфекций у человека.

Использование результатов эксперимента для освоения космоса - предполагается использовать штаммы микроорганизмов в качестве биоиндикаторов, определяющих уровень влияния факторов космического полета на живые системы.

В рамках работы «Витацикл-Т» космонавты смогут выращивать любимый многими «китайский салат» (пекинская капуста). “Эксперимент “Витацикл-Т” – это создание оранжереи, позволяющей выращивать растения в промышленных масштабах”, – рассказал заведующий лабораторией разработки и реализации медико-биологических программ ИМБП РАН Юрий Смирнов. На МКС будет доставлена космическая оранжерея, которая в профиль напоминает улитку. Космонавты будут закладывать в оранжерею полоску с семенами, вторую полоску можно будет добавить прокрутив барабан.

Если все пойдет хорошо, одну часть урожая космонавты будут консервировать и отправлять на Землю для исследований, а другую смогут употреблять в пищу. В будущем попытаются вырастить также бобовые и помидоры.

Научный результатом эксперимента будет информация о влиянии режимов увлажнения и аэрации корнеобитаемой зоны в условиях космического полёта на продуктивность, развитие и структуру зеленных растений. Основным техническим результатом будет проверка работоспособности аппаратуры "Витацикл-Т" и отработка режимов работы её основных блоков подсистем, в условиях космического полёта. Результаты будут использованы для создания бортовой конвейерной космической оранжереи для РС МКС, а в дальнейшем - при разработках звена высших растений биотехнических систем жизнеобеспечения экипажей в межпланетных космических экспедициях.

Найдет свое продолжение и эксперимент «Асептик» по проверке эффективности различных дезинфицирующих препаратов для применения на борту МКС.

Исследование «БТН-Нейтрон», тоже не новое, посвящено изучению вредного воздействия космических лучей и высокоэнергетических частиц на космонавтов и космический корабль.

Два спектрометра, доставленные на борт МКС, позволят оценить степень противостояния разных материалов нейтронному облучению. Пока не будет найдено эффективное решение этого вопроса, о межпланетных пилотируемых полетах, к сожалению, остается только мечтать.

Важное место в научной программе на борту модуля занимают эксперименты по наблюдению Земли. Аппаратура «Ракурс» позволит изучать воздушные волны в атмосфере нашей планеты, а в ходе эксперимента «Импульс» ученые будут исследовать свойства ионосферы Земли, «вбрасывая» в нее пучки ионов.

Эксперимент «Капля-2». Исследование гидродинамики и теплопередачи монодисперсных капельных потоков в условиях микрогравитации применительно к капельным холодильникам-излучателям. Описание эксперимента: проблема отвода тепла от ЭУ большой мощности является существенным ограничением для создания таковых ЭУ в космосе. Удельная масса ХИ в массе ЭУ растёт непропорционально быстрее от мощности ЭУ. Для установок мощностью более 1 МВт масса традиционных ХИ при данных температурных параметрах теплоносителя (не более 1500С для турбинной схемы генерации) превышает 50% от массы всей ЭУ. Т.е. масса ХИ становится лимитирующим фактором при создании ЯЭУ большой мощности.

Один из путей по повышения эффективности ХИ заложен в данный эксперимент – это излучение тепла непосредственно с поверхности теплоносителя и как следствие исключение стенок ХИ, которые являются, как источником дополнительного термосопротивления, так и источником массы.

В ходе эксперимента планируется получить данные о характеристиках рабочего процесса капельного холодильника-излучателя в процессе генерации потока монодисперстных капель, их движения к заборнику и сбора капель в коллекторе для замыкания цикла. Эксперимент проводится в полуавтоматическом режиме. Количество сеансов эксперимента - не менее 10.

Ожидаемые результаты будут востребованы для разработки:

- эскизного проекта многоразового межорбитального буксира с капельным холодильником-излучателем;

- предложений по энергетическому и технологическому оборудованию для Лунной базы.  Одновременно эксперимент позволит исследовать фундаментальную проблему тепломассобмена в дисперсных средах.

ЦНИИМАШ, Координационный научно-технический совет https://tsniimash.ru/science/scientific-experiments-onboard-... (для желающих ознакомится с экспериментами, которые проводились/проводятся/готовятся)