История космической станции «Мир»

Орбитальная космическая станция "Мир" являлась орбитальной космической пилотируемой станцией третьего поколения. Пилотируемые станции третьего поколения отличались наличием базового блока ББ с шестью стыковочными узлами, что давало возможность создания на орбите целого космического комплекса.

Увеличить
ОКС МИР
Размеры:2100х2010
Тип: Рисунок JPEG
Размер:3,62 МБ Станция "Мир" имела ряд принципиальных особенностей, характеризующих новое поколение орбитальных пилотируемых комплексов. Главным из них следует назвать реализованный в ней принцип модульности. Это относится не только ко всему комплексу в целом, но и к отдельным его частям и бортовым системам. Головным разработчиком "Мира" является РКК "Энергия" им. С.П. Королева, разработчик и изготовитель базового блока и модулей станции - ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. За годы эксплуатации в состав комплекса дополнительно к базовому блоку введены пять крупных модулей и специальный стыковочный отсек с усовершенствованными стыковочными агрегатами андрогинного типа. В 1997 г. комплектация орбитального комплекса завершена. Орбита ОКС “Мир” располагала наклонением 51,6. Первый экипаж на станцию доставил космический корабль “Союз Т-15”.
Базовый блок ББ — первый компонент космической станции «Мир». Был собран в апреле 1985 года, с 12 мая 1985 года подвергался многочисленным испытаниям на монтажном стенде. В результате блок был существенно доработан, особенно его бортовая кабельная система.

На смену еще летавшей ОКС “Салют-7” был выведен на орбиту ракетой-носителем “Протон” ББ десятой ОКС “Мир” (ДОС-7) 20 февраля 1986 г. Этот "фундамент" станции по габаритам и облику подобен орбитальным станциям серии "Салют", так как основан на базе проектов Салют-6 и Салют-7. В то же время, имелось немало кардинальных отличий, к которым относились более мощные солнечные батареи и передовые, на тот момент, компьютеры.

Основу составлял герметичный рабочий отсек с центральным постом управления и средствами связи. Комфорт для экипажа обеспечивался двумя индивидуальными каютами и общей кают-компанией с рабочим столом, устройствами для подогрева воды и пищи. Рядом размещалась беговая дорожка и велоэргометр. В стенку корпуса вмонтировалась портативная шлюзовая камера. На наружной поверхности рабочего отсека размещались 2 поворотные панели солнечных батарей и неподвижная третья, смонтированная космонавтами в ходе полета. Перед рабочим отсеком - герметичный переходный отсек, способный служить шлюзом для выхода в открытый космос. Он имел пять стыковочных портов для соединения с транспортными кораблями и научными модулями. За рабочим отсеком - негерметичный агрегатный отсек. В нем - двигательная установка с топливными баками. Посередине отсека - герметичная переходная камера, оканчивающаяся стыковочным узлом, к которому в ходе полета был подсоединен модуль "Квант".


Базовый модуль имел два двигателя, расположенных в кормовой части, которые были разработаны специально для орбитальных маневров. Каждый двигатель был способен к толчку 300 кг. Однако, после прибытия на станцию модуля Квант-1, оба двигателя не могли полноценно функционировать, так как кормовой порт был занят. Снаружи агрегатного отсека на поворотной штанге находилась остронаправленная антенна, обеспечивающая связь через спутник-ретранслятор, находящийся на геостационарной орбите.

Главной целью Базового модуля было обеспечение условий для жизнедеятельности космонавтов на борту станции. Космонавты могли просматривать кинофильмы, которые доставлялись на станцию, читать книги — на станции была обширная библиотека

2-й модуль (астрофизический, “Квант” или "Квант-1") был выведен на орбиту в апреле 1987 г. Его пристыковали 9 апреля 1987 г. Конструктивно модуль представлял собой единый гермоотсек с двумя люками, один из которых является рабочим портом для приема транспортных кораблей. Вокруг него распологался комплекс астрофизических приборов, преимущественно для исследования недоступных наблюдениям с Земли рентгеновских источников. На наружной поверхности космонавты смонтировалы два узла крепления поворотных многоразовых солнечных батарей, а также рабочая площадка, на которой веделся монтаж крупногабаритных ферм. На конце одной из них размещалась выносная двигательная установка (ВДУ).

Основные параметры модуля Квант таковы:
Масса, кг 11050
Длина, м 5.8
Максимальный диаметр, м 4.15
Объем, находящийся под атмосферным давлением, куб. м 40
Площадь солнечных батарей, кв. м 1
Выходная мощность, кВт 6

Модуль Квант-1 разделялся на два отдела: лабораторию, заполненную воздухом, и оборудование, помещeнное в негерметичном безвоздушном пространстве. Лабораторное помещение, в свою очередь, делилось на отсек для приборов и на жилой отсек, которые разделены внутренней перегородкой. Лабораторный отсек соединялся с помещениями станции через шлюзовую камеру. В отделе, не запоненном воздухом, распологались стабилизаторы напряжения. Космонавт может контролировать наблюдения из помещения внутри модуля, заполненного воздухом при атмосферном давлении. Этот 11-тонный модуль содержал астрофизические инструменты, систему поддержания жизнеобеспечения и оборудование контроля за высотой. Квант также позволял проводить биотехнологические эксперименты в области ативирусных препаратов и фракций.

Комплекс научной аппаратуры обсерватории "Рентген" управлялся командами с Земли, однако режим работы научных приборов определялся особенностями функционирования станции "Мир". Околоземная орбита станции являлась низкоапогейной (высота над земной поверхностью около 400 км) и практически круговой, с периодом обращения 92 минуты. Плоскость орбиты наклонена к экватору примерно на 52°, поэтому дважды за период станция проходила через радиационные пояса - высокоширотные области, где магнитным полем Земли удерживаются заряженные частицы с энергиями, достаточными для регистрации чувствительными детекторами приборов обсерватории. Из-за создаваемого ими высокого фона во время прохождения радиационных поясов комплекс научных приборов всегда отключался.

Другой особенностью являлось жесткое соединение модуля "Квант" с остальными блоками комплекса "Мир" (астрофизические приборы модуля направлены в сторону оси -Y). Поэтому наведение научных приборов на источники космического излучения осуществлялось путем разворота всей станции, как правило, с помощью электромеханических гиродинов (гироскопов). Однако сама станция должна быть определенным образом ориентирована по отношению к Солнцу (обычно поддерживается положение осью -X в сторону Солнца, иногда - осью +X), иначе снизится выработка энергии солнечными батареями. Кроме того, развороты станции на большие углы приводили к нерациональному расходу рабочего тела, особенно в последние годы, когда пристыкованные к станции модули придали ей значительные моменты инерции из-за 10-метровой длины при кресто-образной конфигурации.

Поэтому, с годами, по мере пополнения станции новыми модулями, условия наблюдений усложнялись, и далее в каждый момент времени наблюдениям была доступна только полоса небесной сферы шириной 20o вдоль плоскости орбиты станции - такое ограничение накладывала ориентация солнечных батарей (из этой полосы нужно еще исключить полусферу, занятую Землей, и область вокруг Солнца). Плоскость орбиты прецессировала с периодом 2.5 месяца, и в целом недоступными для приборов обсерватории оставались только области вокруг северного и южного полюсов мира.

В результате продолжительность одного сеанса наблюдений обсерватории "Рентген" составляла от 14 до 26 минут, а за сутки организовывался один или несколько сеансов, причем во втором случае они следовали с интервалом около 90 минут (на соседних витках) с наведением на один и тот же источник.

В марте 1988 г. вышел из строя звездный датчик телескопа ТТМ, в результате чего перестала поступать информация о наведении астрофизических приборов во время наблюдений. Однако на работу обсерватории эта поломка существенно не повлияла, так как проблему с наведением удалось решить без замены датчика. Поскольку все четыре прибора жестко связаны между собой, то эффективность спектрометров ГЕКСЕ, ПУЛЬСАР Х-1 и ГСПС стали вычислять по расположению источника в поле зрения телескопа ТТМ. Математическое обеспечение для построения изображения и спектров этого прибора подготовили молодые ученые, ныне доктора физ.-мат. наук М.Р.Гильфанрв и Е.М.Чуразов. После запуска спутника "Гранат" в декабре 1989 года эстафету успешной работы с прибором ТТМ приняли К.Н. Бороздин (ныне - канд. физ.-мат. наук) и его группа. Совместная работа "Граната" и "Кванта" позволила существенно повысить эффективность астрофизических исследований, поскольку научные задачи обеих миссий определялись отделом Астрофизики высоких энергий.

В ноябре 1989 г. работа модуля "Квант" была временно прервана на период изменения конфигурации станции "Мир", когда к ней с интервалом в полгода были последовательно подстыкованы два дополнительных модуля: "Квант-2" и "Кристалл". С конца 1990 г. регулярные наблюдения обсерватории "Рентген" были возобновлены, однако ввиду увеличения объема работ на станции и более жестких ограничений на ее ориентацию среднегодовое количество сеансов после 1990 г. значительно сократилось и более 2 сеансов подряд не проводилось, тогда как в 1988 - 1989 годах за сутки иногда организовывалось до 8-10 сеансов.

С 1995 года начались работы по переработке программного обеспечения проекта. До этого времени наземная обработка научных данных обсерватории "Рентген" производилась в ИКИ РАН на общеинститутской ЭВМ ЕС-1065. Исторически сложилось так, что она состояла из двух этапов: первичной (выделение из "сырой" телеметрии модуля научных данных по отдельным приборам и их очистка) и вторичной (обработка и анализ собственно научных данных). Первичной обработкой занимался отдел Р.Р.Назирова (в последние годы основную работу в этом направлении выполняла А.Н.Ананенкова), а вторичной - группы по отдельным приборам из отдела Астрофизики Высоких Энергий.

Однако к 1995 году назрела необходимость перехода на более современную, надежную и производительную вычислительную технику - рабочие станции SUN-Sparc. За сравнительно короткий срок архив научных данных проекта был скопирован с магнитных лент на жесткие носители. Программное обеспечение для вторичной обработки данных было написано на языке ФОРТРАН-77, поэтому его перенос в новую операционную среду потребовал только незначительной коррекции и также не занял слишком много времени. Однако часть программ для первичной обработки была на языке PL и по разным причинам переносу не подлежала. Это привело к тому, что к 1998 г. первичная обработка новых сеансов стала невозможна. Наконец, осенью 1998 г. был заново создан блок, обрабатывающий "сырую" телеметрическую информацию, поступающую с модуля КВАНТ, и производящий разделение первичной информации по различным приборам, предварительную очистку и сортировку научных данных. С этого времени весь цикл обработки данных с обсерватории РЕНТГЕН проводится в отделе Астрофизики Высоких Энергий на современной компьютерной базе - IBM-PC и рабочих станциях SUN-Sparc. Проведенная модернизация позволила существенно увеличить оперативность обработки поступающих научных данных.

Стыковочный модуль

Увеличить
Стыковочный Модуль
Размеры:1234х1063
Тип: Рисунок GIF
Размер:47,6 КB 6-й модуль (стыковочный) был пристыкован 15 ноября 1995 г. Этот сравнительно небольшой модуль создан специально для стыковки корабля "Атлантис", и доставлен на "Мир" американским "Спейс шаттлом".

Стыковочный отсек (СО) (316ГК) — предназначался для обеспечения стыковки МТКС серии «Шаттл» с ОК «Мир». СО представлял собой цилиндрическую конструкцию диаметром около 2.9 м и длиной около 5 м и был оснащен системами, которые позволяли обеспечивать работы экипажа и контролировать его состояние, в частности: системами обеспечения температурного режима, телевидения, телеметрии, автоматики, освещения. Пространство внутри СО позволяло работать экипажу и размещать оборудование в процессе доставки СО на ОК «Мир». На поверхности СО были закреплены дополнительные солнечные батареи, которые после стыковки его с ОК «Мир» были перенесены экипажем на модуль «Квант», средства захвата СО манипулятором МТКС серии «Шаттл», средства обеспечения стыковки. СО был доставлен на орбиту МТКС «Атлантис» (STS-74) и с помощью собственного манипулятора и осевого андрогинно периферийного агрегата стыковки (АПАС-2) был подстыкован к стыковочному агрегату на шлюзовой камере МТКС «Атлантис», а затем, последний, вместе со СО пристыковывался к стыковочному агрегату модуля «Кристалл» (ось «-Z») с помощью андрогинного периферийного агрегата стыковки (АПАС-1). СО 316ГК как бы удлинял модуль «Кристалл», что позволяло стыковаться американским МТКС серии с ОК «Мир» без перестыковки модуля «Кристалл» на осевой стыковочный агрегат базового блока (ось «-Х»). электропитание всех систем СО обеспечивалось от ОК «Мир» через разъемы в узле АПАС-1.

Год 2001-й

23 марта станция была сведена с орбиты. В 05:23 московского времени двигателям «Мира» был дан приказ тормозить. В районе шести утра по Гринвичу «Мир» вошел в атмосферу в нескольких тысячах километрах к востоку от Австралии. Большая часть 140-тонной конструкции сгорела при входе в атмосферу. До земли долетели лишь фрагменты станции. По размеру некоторые были сравнимы с малолитражным автомобилем. Обломки «Мира» упали в Тихий океан между Новой Зеландией и Чили. Около 1500 обломков приводнились в районе, площадь которого составила несколько тысяч квадратных километров — на своеобразном кладбище российских космических кораблей. С 1978 года в этом регионе закончили свое существование 85 орбитальных конструкций, в том числе несколько космических станций.

Свидетелями падения раскаленных обломков в океанские воды стали пассажиры двух самолетов. Билеты на эти уникальные рейсы стоили до 10 тысяч долларов. Среди зрителей было несколько российских и американских космонавтов побывавших до этого на «Мире»