Исследование космоса и проникновение в его пространство - извечная цель научно- технического прогресса и вполне логичный этап прогресса. Эра, которую принято называть космической, была открыта 4 октября 1957 года в момент запуска первого искусственного спутника Советским Союзом. Всего через три года в иллюминатор на Землю смотрел Юрий Гагарин. С того времени человеком происходит по экспоненте. Интерес людей ко всему космическому нарастает. И семейство "грузовиков" космоса «Прогресс» - не исключение.
Доставить груз
Станции на орбите «Салют» эксплуатировались недолго. И причинами того была необходимость доставки на них топлива, элементов жизнеобеспечения, расходных материалов и ремонтного оборудования в случае поломок. Для третьего поколения «Салютов» было решено включить в проект пилотируемых кораблей «Союз» и грузовой элемент, позже получивший название грузовой космический корабль «Прогресс». Бессменным разработчиком всего семейства «Прогрессов» и сегодня остается ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени Сергея Павловича Королева, расположенная в г. Королев, что в Московской области.
История
Разработка проекта велась под кодом 7К-ТГ с 1973 года. На базовом пилотируемом корабле типа «Союз» решено было предусмотреть проектирование автоматического транспортного космического корабля, который будет доставлять до 2,5 тонн груза на орбитальную станцию. Грузовой космический корабль «Прогресс» в испытательный запуск отправился в 1966 году, а в следующем году - в пилотируемый. Испытания оказались успешными и оправдали надежды конструкторов. Первая серия грузовых кораблей «Прогресс» пробыла в эксплуатации до 1990 года. Всего взлетело 43 корабля, включая неудачный запуск под названием «Космос-1669». Далее были разработаны модификации корабля. Грузовой космический «Прогресс М» осуществил 67 взлетов на протяжении 1989-2009 годов. С 2000 по 2004 года 11 взлетов сделал «Прогресс М-1». А грузовой корабль «Прогресс М-М» запускался до 2015 года 29 раз. Последняя модификация «Прогресса МС» актуальна и сегодня.
Как все происходит
Грузовой корабль «Прогресс» - это автоматический беспилотный аппарат, который выводится на орбиту, затем включает двигатели и сближается с Через 48 часов он должен состыковаться и разгрузиться. После этого в него помещается то, что уже не нужно на станции: мусор, отработанное оборудование, отходы. С этого момента это уже объект, засоряющий околоземное пространство. Его отстыковывают, при помощи двигателей он отходит от станции, сбрасывает скорость, попадает в атмосферу Земли, где грузовой корабль «Прогресс» сгорает. Происходит это в заданной точке над Тихим океаном.
Как это устроено
Все модификации грузового корабля «Прогресс» устроены в целом однотипно. Различия в начинке и специфических обеспечивающих системах понятны лишь специалистам и не являются темой статьи. В строении любой модификации выделяют несколько существенно разных отсека:
- грузовой;
- дозаправочный;
- приборный.
Грузовой отсек герметичный и имеет стыковочный агрегат. Его предназначение - доставить груз. Отсек дозаправки не герметичный. Он содержит токсичное топливо и именно не герметичность защищает станцию в случае его утечки. Агрегатный или приборный отсек позволяет осуществлять управление кораблем.
Самый первый
Грузовой космический корабль «Прогресс-1» взмыл в космос 1978 года. Проверка работы систем управления, аппаратуры сближения и стыковки показала возможность сближения со станцией. Он совершил стыковку с орбитальной станцией «Салют-6» 22 января. За работой корабля осуществлял контроль а руководили процессом космонавты Георгий Гречко и Юрий Романенко.
Самый последний
Последняя модификация «Прогресс МС» имеет рад существенных отличий, которые улучшили функциональность и повысили надежность грузового корабля. Кроме того, он оснащен более мощной защитой от метеоритов и космического мусора, имеет дублирующие электрические двигатели в стыковочном аппарате. Он оснащен современной командно-телеметрической системой «Луч», которая поддерживает связь в любой точке орбиты. Запуски проводятся при помощи ракет-носителей «Союз» с космодрома «Байконур».
Катастрофа корабля «Прогресс МС-4»
В канун нового года, 1 декабря 2016 года с Байконура совершила старт ракета-носитель «Союз-У», что вывозила на орбиту грузовой корабль «Прогресс МС-4». Он вез космонавтам новогодние подарки, оранжерею «Лада-2», скафандры для работы в режиме открытого космоса «Орлан-МКС» и другой груз общей массой 2,5 тонн для космонавтов Международной космической станции. Но на 232 секунде полета корабль пропал. Позже выяснилось, что ракета взорвалась и корабль орбиты не достиг. Обломки корабля упали в районе гористой и безлюдной территории республики Тыва. Причины крушения предлагались различные.
«Прогресс МС-5»
Эта катастрофа не повлияла на дальнейшие космические работы. 24 февраля 2017 года на орбиту вышел грузовой корабль «Прогресс МС-5», который донес часть техники, что была потеряна в предыдущей катастрофе. А 21 июля он был отсоединен от и благополучно затоплен в той части Тихого океана, которую называют «кладбище космических кораблей».
Планы на будущее
Ракетно-космическая корпорация «Энергия» объявила о своих планах - создании многоразового пилотируемого транспортного корабля «Федерация», который придет на смену беспилотным прогрессам. Новый «грузовик» будет более грузоподъемный, иметь более совершенные бортовую и навигационную системы. Но самое главное - он сможет вернуться на Землю.
В ходе которой к МКС был отправлен космический корабль Dragon c грузом на борту, примечательна многим. Не в последнюю очередь тем, что на МКС на этот раз отправили большое количество научного оборудования, которое позволит провести ряд интересных и нужных для науки экспериментов (их планируется провести около 250). Об этом на Geektimes .
Кроме того, эта миссия отличается от всех других тем, что к МКС был запущен космический грузовик, который уже был в космосе. Речь идет о повторном использовании космического корабля Dragon, который был ранее возвращен на Землю и восстановлен. Таким образом, SpaceX доказывает возможность удешевления полетов в космос и доставки грузов на борт МКС.
Вообще говоря, грузовик Dragon (разные корабли) побывал в космосе уже 13 раз, 11 запусков было осуществлено в рамках программы НАСА, которая носит название . Всего в рамках этой программы к МКС летает два космических грузовика. Dragon - первый, а Cygnus от Orbital ATK - второй. Но лишь Dragon пережил полет в космос, спуск на Землю и повторный полет.
Dragon состоит из герметичной капсулы, которая несет груз на станцию и забирает отходы с МКС, а также негерметичного отсека, в котором помещаются солнечные батареи. К сожалению, восстановить можно лишь саму капсулу, а вот отсек с батареями и прочим оборудованием повторно использовать нельзя - он сгорает в атмосфере при возвращении. Перед возвращением капсула отделяется от этого отсека.
Первый Dragon полетел в космос в декабре 2010 года, два раза облетев Землю и погрузившись после этого в воды Тихого океана. В мае 2012 на орбиту отправился второй грузовик, который уже полетел к МКС. Кстати, Dragon, который понес свой груз к орбитальной станции сейчас, впервые полетел в космос в 2014 году, в рамках миссии CRS-4. Запущен он был с Мыса Канаверал 21 сентября, а с МКС грузовик состыковался 23-го. 25 октября Dragon вернулся на Землю, спустившись на парашютах. Система не приземлилась, а приводнилась в Тихом океане.
После этого грузовик тщательно осмотрели и восстановили, включая замену теплового щита. Как оказалось, большинство систем Dragon сохранились в работоспособном состоянии.
Всего два месяца назад SpaceX успешно запустила в космос Falcon 9, повторно использовав первую посадочную ступень. Тогда компания отправила на орбиту спутник связи SES-10. Кстати, в ходе текущей миссии компании снова удалось вернуть первую стартовую ступень ракеты на Землю.
SpaceX пришлось пройти долгий путь для того, чтобы сделать это возможным. Сейчас возвращение ступеней ракет-носителей этой компании - уже почти что рутинная задача, но за всем этим кроется сложная, кропотливая работа инженеров, ученых, самого Маска и других сотрудников.
Изначально компания пыталась вернуть первую ступень своей ракеты на парашютах. Но ступень не выдержала вход в атмосферу, так что парашюты были бесполезны. После обновления в 2009 году конфигурация ступени была изменена. Так, двигатели Merlin-1C заменили на Merlin-1D, а также расположили двигатели не квадратом, а восьмиугольником, назвав эту конфигурацию OctaWeb.
В 2015 году была представлена финальная разработка, получившая название Falcon 9 Full Thrust. Здесь было сделано много изменений по сравнению с первыми вариантами. Одна из важнейших модификаций - сжатие жидкого кислорода при сверхнизкой температуре, что позволило заливать больший объем окислителя. Кстати, в 2016 году при заправке Falcon 9 случилась , в результате чего ракета взорвалась. SpaceX одновременно лишилась ракеты и груза на сумму в $200 млн. Тогда специалисты выяснили, что проблема была в тонкой переборке резервуара, которая не выдержала повышенного давления. Вообще говоря, тогда случилось сразу несколько технических сбоев одновременно, что считалось практически невозможным, что и привело к взрыву.
Ракета-носитель Falcon 9 впервые совершила плановый полет в июне 2010 года. Ну а сегодня в 00:07 по московскому времени состоялся очередной запуск, в ходе которого на МКС планируется доставить около трех тонн груза. Через 8 минут после старта первая ступень ракеты успешно приземлилась недалеко от места запуска. Космический корабль Dragon был успешно выведен на промежуточную орбиту. Этот запуск должны были выполнить еще в 2 июня, но из-за неблагоприятной погоды его пришлось перенести на 4 июня, причем решение об отмене запуска было принято за считанные минуты до старта.
Что же, осталось лишь поздравить SpaceX с очередным успехом.
Запуск ракеты-носителя Antares c кораблем Cygnus с космодрома на острове Уоллопс
Ракета-носитель Antares с грузовым кораблем Cygnus успешно стартовала с американского космодрома на острове Уоллопс 12 ноября в 15:19 по московскому времени. Через 11 минут после старта вторая ступень вывела корабль на целевую орбиту высотой около 200 километров, после чего грузовик отделился и отправился в самостоятельный полет к МКС, стыковка с которой планируется на 14 ноября. Запуск удалось осуществить со второй попытки - первоначально он планировался на субботу, но в последние минуты был отложен на сутки из-за появления легкого самолета в закрытой зоне космодрома.
Корабль назван S.S. Gene Cernan - в честь астронавта Юджина Сернана , последнего на данный момент человека, стоявшего на поверхности Луны. Он доставит на МКС продовольствие для экипажа, научное оборудование и другие грузы, например, специальную камеру для съемки образовательного VR-фильма, а также 14 малых спутников стандарта CubeSat. Стыковка корабля со станцией планируется на 14 ноября. Трансляция запуска шла на официальном сайте NASA.
Корабль Cygnus приближается к МКС
Космический грузовик Cygnus был разработан в рамках программы NASA Commercial Orbital Transportation Services, которая была запущена в 2006 году. Задача программы - переложить на плечи частных компаний задачи по доставке грузов, а затем и экипажей на Международную космическую станцию, чтобы аэрокосмическое агентство могло сосредоточиться на разработке корабля «Орион» и ракеты SLS. Компании SpaceX и Orbital Sciences Corporation (сейчас Orbital ATK) создали два космических корабля - Dragon и Cygnus. C 2012 года эти космические грузовики выполняют грузовые миссии к станции в рамках программы Commercial Resupply Services.
Orbital создала для запуска своего корабля ракету Antares. На ее первой ступени стояли двигатели AJ-26 - реконструированные советские двигатели НК-33, построенные в конце 1970-х годов для лунной ракеты Н-1. Четыре запуска «Антареса» - один тестовый, с макетом корабля Cygnus, и три по программе снабжения МКС - прошли успешно, но пятая миссия в октябре 2014 года закончилась катастрофой : ракета взорвалась через шесть секунд после запуска. Расследование показало, что сбой произошел в турбонасосе двигателя первой ступени. Orbital приняла решение отказаться от двигателей AJ-26 и заключила с российским «Энергомашем» соглашение о поставках двигателей РД-181. Пока новая версия ракеты разрабатывалась, Cygnus два раза к МКС ракета Atlas V (чья первая ступень оснащена российским двигателем РД-180). «Антарес» с двигателями РД-181, получивший обозначение Antares 230, впервые стартовал в октябре 2016 года и успешно вывел на орбиту корабль Cygnus с 2,4 тонны груза.
Эмблема миссии Cygnus CRS OA-8
Нынешний полет станет вторым для новой версии «Антареса». Всего грузовик Cygnus доставит на МКС около 3350 килограмм полезной нагрузки, что станет рекордно большим грузом, доставленным на станцию с помощью ракеты Antares.
В герметичном грузовом отсеке корабля, созданном итальянской компанией Thales Alenia Space, находятся 1,2 тонны продовольствия для экипажа МКС, 132 килограмма оборудования для выходов в открытый космос, 851 килограмм другого оборудования и запасных частей - например, расходные материалы для 3D-принтера и специальная 360-градусная камера, с помощью которой экипаж станции снимет эпизоды для документального VR-фильма National Geographic о Земле. В том же отсеке - 740 килограммов научного оборудования, в частности, экспериментальные установки для изучения влияния микрогравитации на растения, насекомых, а также на бактерии, в числе которых - золотистый стафилококк.
Снаружи на служебном модуле корабля установлены специальные пусковые контейнеры с 14 малыми спутниками стандарта CubeSat , которые будут отправлены в космос уже после отстыковки грузовика от МКС. В их числе - аппарат EcAMSat , на его борту будут проводиться эксперименты по проверке устойчивости бактерий к антибиотикам в условиях невесомости. Пара спутников OCSD предназначена для испытания систем связи и передачи данных с помощью лазеров как на Землю, так и между спутниками. Аппарат Asgardia 1, созданный на средства основателя самопровозглашенного космического государства «Асгардия» и экс-гендиректора НПО «Алмаз» Игоря Ашурбейли, предназначен для проверки устойчивости SSD-дисков к условиям космической радиации. На диске записаны имена и файлы «граждан» Асгардии.
После разгрузки корабля его пространство впервые используют в качестве рабочего места для экипажа - в него временно перенесут стойку для экспериментов TangoLab . Через месяц Cygnus заполнят мусором и отходами, затем он отстыкуется от МКС, поднимет свою орбиту до примерно 500 километров, и выпустит 14 спутников CubeSat. Затем корабль войдет в плотные слои атмосферы и сгорит вместе с мусором.
Летом 2017 года SpaceX впервые успешно на Землю дважды летавший к МКС корабль Dragon, который, как и Cygnus, используется для доставки грузов на станцию в рамках программы Commercial Resupply Services.
Григорий Копиев
«Тяньчжоу», в отличие, например, от советского, а ныне российского грузового космического корабля «Прогресс» разработан на основе не пилотируемого транспортного корабля, а главного модуля орбитальной станции - в данном случае «Тянгун-1». Это определяет его самую большую в своем классе грузоподъемность 6500 кг, большой (хотя и не рекордный) объем отсеков полезной нагрузки и возможность длительного автономного полета. По грузоподъемности близки к нему лишь советский грузовой корабль ТКС («Транспортный корабль снабжения», первый запуск состоялся в 1976 г., последний - в 1985-м, в нестоящее время не эксплуатируется) и японский «Конотори» , но последний имеет намного меньшую автономность. При этом в сравнении с японским у китайского аппарата намного лучше соотношение полной массы и массы доставляемого груза - это свидетельствует о качественном росте промышленности КНР, которая сегодня вышла в мировые лидеры, в том числе и в космонавтике.
Торжественная выкатка ракеты-носителя «Великий Поход 7» («Чанчжен 7»)
с грузовым космическим кораблем «Тяньчжоу-1» на стартовый комплекс №2
космодрома Вэньчан - апрель 2017 г.
Фото: kvedomosti.com
Рисунок: cdn2.gbtimes.com
Головной обтекатель ракеты-носителя «Великий Поход 7» с грузовым кораблем «Тяньчжоу-1»
Фото: i.ytimg.com
Особенностью грузового корабля «Тяньчжоу» является также его универсальность - он может использоваться и как дополнительный модуль для размещения научной аппаратуры, и как «буксир», с помощью которого можно выполнять коррекцию орбиты всего комплекса.
Сравнение размеров и грузоподъемности грузовых космических кораблей
|
"Прогресс" |
"Прогресс М" |
"Прогресс М1" |
"Конотори" |
"Сигнус" стандартный |
"Сигнус" улучшенный |
"Тяньчжоу" |
||
|
Страна-разработчик |
||||||||
|
Первый запуск |
||||||||
|
Масса максимальная, кг |
||||||||
|
Габаритные размеры, м |
||||||||
|
Диаметр корпуса |
||||||||
Примечание : в данной таблице советский грузовой корабль ТКС (масса полезного груза 5200 кг) не приведен, т.к. он проектировался как универсальный с возможностью пилотируемого полета
Максимальная расчетная масса груза, который корабля «Тяньчжоу» будет доставлять на орбитальную станцию, равна 6500 кг, но в данном полете она несколько меньше - лишь около 6 тонн. Это топливо для двигателей ориентации, а также предметы питания и снабжения для экипажа. Последнее говорит о том, что возможно в скором будущем на станцию «Тянгун-2» прибудут новые космонавты. Среди научных грузов, которые доставил «Тяньчжоу-1», находятся контейнеры со стволовыми клетками - планируется использовать их для экспериментов по выращиванию искусственных человеческих органов в условиях невесомости.
Рисунок: www.defence24.pl
Это, вероятно, одна из задач следующей экспедиции на «Тянгун-2», пока же она работает в автоматическом режиме. И данный полет грузового космического корабля интересен еще и тем, что впервые в практике китайской космонавтики стыковка космических аппаратов на орбите полета намечены еще две стыковки корабля «Тяньчжоу-1» со станцией «Тянгун-2» для проверки работы задействованных в этом систем, испытаний различных режимов и способов проведения этой важнейшей операции.
Ранее Китай планировал в 2016 г. вывести на орбиту свою третью пилотируемую станцию «Тянгун-3», однако пока ее запуск отложен, а возможно и вовсе будет отменен. Достигнутые успехи делают повторение уже пройденных шагов ненужной тратой ресурсов и очевидно вместо этого «Поднебесная» начнет раньше планового срока 2020 г. строительство многомодульной орбитальной станции, на которой экипажи будут находиться постоянно, сменяя и дополняя друг друга. По своим размерам и возможностям она будет сравнима со станциями «Мир» и МКС. Перспектива начала ее создания зависит от успеха тех испытаний, которые в данный момент выполняются на орбите грузовым кораблем «Тяньчжоу-1» и станцией «Тянгун-2»
Рисунок: www.defence24.pl
