Сколько готовили к старту и какие грузы несет: что нужно знать о новом «Прогрессе»
Прямо сейчас к Международной космической станции летит новый грузовой корабль — «Прогресс МС-31». Его запуск состоялся несколько минут назад — в 22:32 мск — с помощью ракеты «Союз-2.1а», на которую нанесено особое изображение — символ легендарного проекта «Союз — Аполлон», объединившего две космические державы. На своем борту «грузовик» несет свыше 2,6 тонны различных грузов, включая оборудование для научных экспериментов. Сколько по времени готовили корабль к старту, какие испытания он проходил и что конкретно везет на станцию — в материале Pro Космос.
Долгий путь к космическому дому
Подготовка грузового корабля к полету на МКС велась почти три месяца. 14 марта «Прогресс МС-31», в полном объеме прошедший цикл тестов бортовых систем и электрических испытаний служебного оборудования и аппаратуры, отправили из Королёва на Байконур железной дорогой. Путь до космодрома занял четыре дня, после чего «грузовик» законсервировали до конца апреля (иными словами, отправили на хранение, где он дожидался своей очереди для подготовки к старту).
После расконсервации корабль 15 мая отправили на испытания в безэховую камеру — специальное помещение в монтажно-испытательном корпусе площадки 254. Стены камеры изнутри покрыты радиопоглощающим материалом, который не отражает, а аккуратно рассеивает звуковые и электромагнитные волны, по сути, создавая своего рода «радио-штиль». Так имитируются «тишина» космоса.
Это позволяет проверить функционирование бортовых радиосистем корабля. Часто безэховую камеру сравнивают с акустической кабиной: при записи в ней вокала или подкаста аудиодорожка получается «чистой» без акустического эха. Как устроена безэховая камера, почему испытания в ней крайне важны и из чего конкретно делают этот радиопоглощающий материал — читайте в разборе.
На следующем этапе «Прогресс МС-31» прошел испытания в вакуумной камере — еще одном незаменимом инструменте, который используется для подготовки космической техники к полету за пределы нашей планеты. В этой камере отсеки и бортовые системы «грузовика» проверялись на герметичность — такие тесты позволяют еще до старта понять, как корабль будет вести себя в космическом вакууме. Основная задача — проверить «грузовик» на утечки. Но что будет, если найдут течь в корабле? Ответ на этот и другие вопросы — в этой статье.
Что же до «Прогресса МС-31», то испытания в вакуумной камере он прошел успешно, после чего его вернули на рабочее место и 15 июня проверили его солнечные батареи. Как это происходило? Специалисты развернули панели и облучили их сотней мощных ламп, имитирующих солнечный свет — так они оценили, насколько хорошо батареи вырабатывают электрический ток, нет ли обрывов в цепях, соединяющих фотогальванические элементы.
Все дело в том, что путь «грузовика» к станции обычно занимает двое суток, и ему нужна энергия. Пока «Прогресс» движется по орбите, его положение относительно нашей звезды постоянно меняется. Для ориентации солнечных панелей проводится «закрутка» корабля: он плавно вращается вокруг своей оси (чуть больше 2° в секунду), благодаря чему лучи попадают на батареи — последние, в свою очередь, питают энергией бортовые системы.
Успешная проверка солнечных батарей позволила «грузовику» приступить к новому этапу — заправке топливом, которая состоялась 24 июня. А до этого корабль взвесили в монтажно-испытательном корпусе, где он также прошел балансировку. Возникает вопрос: почему «Прогресс» взвешивают до заправки, когда еще не все грузы уложены?
Хотя «математическая модель», учитывающая массо-габаритные характеристики корабля, просчитывается заранее, фактическая масса и размещение грузов могут незначительно отличаться от идеальных. Это сказывается на положении центра масс — геометрической точки, положение которой определяется распределением массы внутри корабля. В условиях космоса даже самое малое — на десятки миллиметров — смещение направления тяги двигателей, не проходящий через центр масс, может иметь большие последствия в виде вращения космического аппарата.
Поэтому заправка, как объясняют специалисты РКК «Энергия», — это последний шанс повысить точность балансировки корабля, «недолив» топливо в один бак и «перелив» в другой.
Непосредственно перед стартом система управления движением и навигации (СУДН) имеет полную картину того, как масса распределяется по кораблю. Эти данные СУДН еще раз перепроверит во время полета и при необходимости внесет корректировки в расчетную модель движения, чтобы корабль, аккуратно повышая орбиту, спустя двое суток смог достичь своей цели.
После завершения всех испытаний и проверок «Прогресс МС-31» отправили на интеграцию с ракетой «Союз-2.1а», которая незадолго до этого была собрана в «пакет» — что это такое и как происходит сборка носителей, подробно рассказали в материале. 26 июня «грузовик» соединили с переходным отсеком, который механически объединяет третью ступень ракеты и корабль, а также обеспечивает интеграцию командного интерфейса «Прогресса» в бортовую систему управления «Союза», а затем — скрыли его под головным обтекателем.
Важно понимать, что после «накатки» извлечь «грузовик» из-под обтекателя уже нельзя — это может сорвать запуск. Поэтому перед тем, как спрятать корабль под защитой, специалисты тщательно проверяют всю аппаратуру, проводя «авторский осмотр». Но для чего нужен головной обтекатель? Во-первых, он защищает тонкую аппаратуру на корпусе корабля от мощного набегающего потока воздуха. Во-вторых, оберегает от высоких температур: когда ракета с «Прогрессом» проходит плотные слои атмосферы, нагрев носовой части может превышать 100 °C.
Сброс головного обтекателя происходит уже в разреженных слоях: срабатывают пирозамки, после чего специальные механизмы разворачивают створки вокруг шарниров внизу и расталкивают половинки в стороны. Точность тут очень важна — чтобы обтекатель отлетел как можно дальше, не ударив по кораблю или ракете.
После общей сборки, которая была завершена 30 июня, ракету с кораблем установили на стартовый стол 31-площадки Байконура. За их вывозом и вертикализацией могли наблюдать гости космодрома. Если вы тоже хотите попасть на Байконур, но не знаете как — ищите ответ в карточках.
Какие грузы везет «Прогресс»
Корабль «Прогресс МС-31» доставит на орбиту 2625 кг различных грузов, которые крайне необходимы для жизни и работы космонавтов на станции. Во-первых, «грузовик» несет на борту 950 кг топлива для дозаправки МКС, во-вторых — 50 кг азота для пополнения атмосферы «космического дома».
Среди других ценных грузов — питьевая вода для системы «Родник» (420 кг), продукты питания (344 кг) и предметы первой необходимости для экипажа, в частности одежда, санитарно-гигиенические и медицинские средства (все это занимает 317 кг).
Свыше 540 кг приходится на аппаратуру и расходные материалы для дооснащения и планового ремонта бортовых систем МКС, а также оборудование для исследований и научных экспериментов.
К слову, в этот раз «Прогресс» доставит материалы для девяти экспериментов. В их числе:
«Виртуал», цель которого — изучить, какое влияние отсутствие гравитации оказывает на зрение, вестибулярный аппарат и ориентацию человека. Космонавты надевают VR-очки и выполняют задания, пока невесомость сбивает с толку их органы чувств. Это позволяет выявить новые данные о том, как в условиях длительных полетов меняются сенсорные взаимодействия и адаптация;
«Импульс» — этот эксперимент помогает оценить, можно ли применять импульсные плазменные инжекторы как источники ионосферных возмущений и низкочастотных электромагнитных волн. Специалисты исследуют, как искусственные плазменные потоки «возмущают» окружающий космос и влияют на распространение радиоволн;
«Биодеградация» — отслеживает состав микроорганизмов и то, как они воздействуют на конструкционные материалы. Для проведения этого эксперимента используется укладка «Биопробы», которая позволяет отбирать образцы с поверхностей, сохранять их и доставлять на Землю для анализа. Задача — разработать методы, которые помогут обеспечить биологическую безопасность космических аппаратов;
«Фуллерен» — направлен на создание высокочистых кристаллов фуллерена. Это углеродное соединение, чья молекулярная структура представляет собой замкнутый выпуклый многогранник. На Земле такие кристаллы получить очень сложно — из исходного материала выходит всего 3-10% фуллерена, и, как правило, с примесями или дефектами. В космосе же удается создавать чистые материалы;
«Биополимер» — исследует механизмы микробиологических разрушений. В рамках эксперимента на станцию доставляют образцы полимерных материалов и размещают их на 1,5–2 месяца в наименее проветриваемых зонах модулей МКС. Затем образцы возвращают на Землю для анализа. Задача эксперимента — создать полимерные материалы, стойкие к биологической коррозии;
«Мираж» — в ходе него космонавты занимаются выращиванием полупроводниковых монокристаллов. Их получают в специальной печи: сначала ее вакуумируют, а потом начинают плавку. В условиях невесомости расплав застывает более равномерно, за счет чего кристаллы получаются более однородными и качественными;
«Спланх» — это не только название эксперимента, но и одноименного прибора. Его накладывают на живот космонавта, чтобы оценивать состояние его пищеварительной системы. В условиях космоса в последней могут возникать изменения, и какие именно — позволяет выявить «Спланх». Эксперимент проводят дважды за экспедицию: на 90-120-е и 150-180-е сутки;
«Орбита-МГ» — здесь задействуют такие приборы, как ультразвуковой дефектоскоп, ультразвуковой толщиномер и вихретоковый дефектоскоп. Для чего они нужны? Для контроля негерметичностей — космонавты сканируют как уже подтвержденные, так и возможные места возникновения утечек. Основная цель — создать систему, которая позволила бы регистрировать и локализовать образование трещин на борту МКС;
«Сепарация» — посвящен отработке и тестированию системы регенерации воды из урины (мочи). Ученые ищут способы усовершенствовать технологию, а именно использовать более современные материалы и методы очистки. Вода, полученная в результате регенерации, используется для технических нужд, — приготовления пищи, мытья и так далее. Создание такой системы крайне важно для будущих межпланетных полетов — например, на Луну или Марс, так как доставка туда воды с Земли будет ограничена.
Что же касается самого корабля «Прогресс МС-31», то он изготовлен в РКК «Энергия» имени С.П. Королёва (входит в Роскосмос). Как устроен «Прогресс» и почему он такой — подготовили подробный разбор.
Полет под символом сотрудничества
Несколько слов стоит сказать и ракете «Союз-2.1а», с помощью которой был запущен «грузовик». На ее головной обтекатель нанесли логотип юбилея, посвященного 50-й годовщине миссии «Союз — Аполлон» — этот легендарный проект объединил две космические державы, впервые в истории человечества осуществившие совместный пилотируемый космический полет.
Он стартовал 15 июля 1975 года: сначала с Байконура взлетел корабль «Союз-19» с космонавтами Алексеем Леоновым и Валерием Кубасовым, а через семь с половиной часов с мыса Канаверал — «Аполлон», в экипаж которого вошли астронавты Томас Стаффорд, Дональд Слейтон и Вэнс Бранд. Корабли состыковались на орбите 17 июля — по сути, это был прообраз будущей МКС.
Во время этого исторического полета члены советского и американского экипажей четыре раза переходили из одного корабля в другой. 19 июля «Союз» и «Аполлон» расстыковались. Но что было после этого? Сотрудничество двух стран возродилось в 1995 году, когда американский шаттл «Атлантис» впервые состыковался с российской орбитальной станцией «Мир». Подробнее о еще одном легендарном полете — в нашей статье.
