Мы уже привыкли к новостям с самого дорогого научного эксперимента человечества — МКС обошлась уже примерно в 150 млрд долл. Но регулярно возникают вопросы, что будет после 2024 года, до которого рассчитано ее нахождение на орбите. В 2018 году США думали об уходе из проекта, чтобы перекинуть финансирование на программу лунной орбитальной станции. Сейчас оба проекта планируются параллельно. Но 18 апреля 2021 вице-премьер РФ Юрий Борисов заявил о планах России выйти из МКС.
Российская орбитальная служебная станция
С тех пор было еще несколько заявлений и в целом Россия увязывает участие МКС с отменой санкций к предприятиям космической отрасли. Кроме того, запуск нового модуля «Наука» остался в планах, так что вопрос, похоже, подвис. Будем считать эту статью разбором потенциальной возможности России сделать свою орбитальную станцию. Что она для этого может и что нового она даст по сравнению с МКС и «Миром».
Пока не было планов по созданию новой орбитальной станции, не было и модулей под нее. А раз нет модулей, то и строить ее не из чего, их создание требует нескольких лет работы.
Чтобы разорвать заколдованный круг, для Российской орбитальной сервисной станции (РОСС) в качестве первого блока предполагалось использовать Научно-энергетический модуль (НЭМ), который ранее планировался для МКС.
Научно-энергетический модуль
Даже с использованием НЭМ в текущем состоянии потребуется еще пара лет для внесения изменений под параметры национальной станции. В частности, в него надо установить две каюты для экипажа, заменить стыковочный агрегат и модифицировать системы навигации и управления движением.
В модуле применены новые технологии, которые повысили его прочность и надежность. Например, швы сварки теперь более не являются слабыми местами и сравнимы по прочности с корпусом. Система охлаждения двойная: внутренняя с безопасным для космонавтов хладагентом, а внешняя — аммиачная.
Учитывая, что «Мир» был построен еще в СССР, а МКС — международный проект, РОСС — первая национальная станция. Но что принципиально нового она может дать, если по-прежнему останется на орбите Земли?
Характеристики на первом этапе развёртывания РОСС
Планируется, что высота орбиты станции составит 300-350 км, а ее наклонение — 97° (у МКС и «Мир» было около 52°). Такая орбита позволит со станции наблюдать всю территорию России, включая арктическую область. Но в приполярных областях Земли радиация выше, чем в средних широтах, поэтому экспедиции на станцию будут короче, и значительную часть времени она будет летать в автоматическом режиме.
Возможности на втором этапе развёртывания РОСС
Полезную нагрузку легче всего выводить на орбиту с наклонением равным широте космодрома. Широта Байконура — 46°, Восточного — 51°, поэтому при полете на РОСС придется затрачивать существенные объемы топлива для коррекции наклонения орбиты. На этом будет теряться часть полезной нагрузки — доставлять грузы «Союзами» будет невыгодно, а выводить модули просто нечем: «Союзы» не потянут, «Протоны» больше не выпускаются. Поэтому для обслуживания национальной орбитальной станции планируется преимущественно использовать модифицированные ракеты «Ангара-А5М», запускаемые с космодрома Восточный.
Не удивляйтесь, если вы не слышали про эту ракету. Даже «Ангара-А5» совершает только испытательные полеты, а ее более мощная модификация «Ангара-А5М» только создается и под нее строится инфраструктура на Восточном.
Так что в любом случае планы по созданию российской станции это не этот и не следующий год. Собственно, ее создавать имеет смысл к 2025 году, если понадобится плавно перебираться с МКС.
Таким образом, если в ближайшее время будет принято решение строить РОСС и сроки не «поедут вправо», то к 2025 году планируется отправить на орбиту первый модуля стации — НЭМ. К этому времени также должны быть созданы узловой и шлюзовой модули, чтобы пристыковывать к станции грузовые и пилотируемые корабли. В том же году планируется закончить базовый модуль: внешне он похож на НЭМ, но создается сразу для РОСС. В 2026 году планируется сделать первый пилотируемый запуск на РОСС
Массо-габаритный макет НЭМ
2025-2026 годы — это первая фаза работы станции: при минимальном наборе модулей и оборудования будут уточнены ее возможности и потребности. На этом этапе модули будут доставляться «Ангарой» с Восточного, а космонавты — на «Союзах» с Байконура.
Во второй фазе, в 2027-2030 годах, планируется увеличить количество модулей, повысить количество пилотируемых и автоматизированных полетов. После создания корабля «Орел» и пилотируемой версии «Ангары», они заменят «Союзы» при доставке космонавтов на станцию, причем запуски будут проводиться с Восточного. Некоторые старты могут производиться с Плесецка, где есть инфраструктура для запуска российской тяжелой ракеты.
Негерметичная часть НЭМ (макет)
При этом планы могут быть скорректированы. Возможно, Россия останется на МКС. При этом не исключено параллельное партнерство … с китайцами. На прошедшей в июне конференции по освоению космического пространства GLEX-2021 Россия и Китай представили проект Международная научная лунная станция. Для нее уже обозначены сроки создания. В пилотируемой космонавтике заявлено о рассматриваемой возможности (то есть тут все очень зыбко, но если интересно — распишу в следующей статье) отправлять российских космонавтов на недавно выведенную китайскую станцию «Тяньгун-3» с европейского космодрома Куру. Космос дает отличные возможности для различных альянсов!
Возвращаясь к РОСС, отметим, что она потребует решений нового технологического уровня. Даже новая «Ангара» будет недостаточна для ее потребностей. Нужна будет «Ангара-А5М», которая за счет модернизированных двигателей получит грузоподъемность, при выводе с Восточного в 27 тонн (на 2,5 тонны больше, чем у базовой версии). Как мы уже упоминали, часть топлива придется потратить для перехода на орбиту РОСС с наклонением 97°. При выводе с Восточного, снижение грузоподъемности «Ангары» составит 4-4,5 тонны. О точных данных говорить пока рано, но получается, что модифицированная «Ангара-А5М» сможет доставлять на российскую орбитальную станцию РОСС грузы общей массой около 23 тонн.
НЭМ — крупный и сложный модуль, его производство потребовало от РКК «Энергия» освоения новых технологий. Вы скорее знаете эту компанию как создателя кораблей «Союз» и «Прогресс». А вот для МКС основные модули сделал ГКНПЦ им. Хруничева: «Заря», «Звезда» и готовящийся к запуску в этом году МЛМ «Наука». На мой взгляд конкуренция предприятиям будет на пользу.
Создание ракет на производстве Центра Хруничева
Это несколько ограничивает возможности выводимых модулей, в частности, на НЭМ не получится сразу поставить гиродины, обеспечивающие ориентацию станции. Придется тратить топливо двигателей ориентации, а значит чаще его завозить.
Зато для НЭМ впервые за 20 лет была воссоздана технология создания многоразовых топливных баков. При этом были применены современные технологии для их облегчения и повышения прочности. А также космонавты отметили, что новый модуль просторнее существующих.
Но главное, ради чего была выбрана орбита новой станции — обзор всей территории России. Это повлечет неудобства, но даст и новый опыт.Например, более высокая радиация из-за прохождения станции через приполярные орбиты не только проблема, но и вызов. Опыт защиты людей и приборов от этой радиации станет хорошей подготовкой для полетов к Луне и в дальний космос.
На производстве Центра Хруничева
Александр Блошенко, исполнительный директор по перспективным программам «Роскосмоса», представляя первый модуль РОСС, отметил, что межпланетные корабли будут похожи на современные орбитальные станции, так как космонавтам предстоит провести в них длительное время. Так что научившись на земной орбите, нам будет проще вернуть человека на Луну, а может и полететь к Марсу.
С тех пор было еще несколько заявлений и в целом Россия увязывает участие МКС с отменой санкций к предприятиям космической отрасли. Кроме того, запуск нового модуля «Наука» остался в планах, так что вопрос, похоже, подвис. Будем считать эту статью разбором потенциальной возможности России сделать свою орбитальную станцию. Что она для этого может и что нового она даст по сравнению с МКС и «Миром».
▍ Проблема курицы и яйца на космическом уровне
Пока не было планов по созданию новой орбитальной станции, не было и модулей под нее. А раз нет модулей, то и строить ее не из чего, их создание требует нескольких лет работы.
Чтобы разорвать заколдованный круг, для Российской орбитальной сервисной станции (РОСС) в качестве первого блока предполагалось использовать Научно-энергетический модуль (НЭМ), который ранее планировался для МКС.
Даже с использованием НЭМ в текущем состоянии потребуется еще пара лет для внесения изменений под параметры национальной станции. В частности, в него надо установить две каюты для экипажа, заменить стыковочный агрегат и модифицировать системы навигации и управления движением.
В модуле применены новые технологии, которые повысили его прочность и надежность. Например, швы сварки теперь более не являются слабыми местами и сравнимы по прочности с корпусом. Система охлаждения двойная: внутренняя с безопасным для космонавтов хладагентом, а внешняя — аммиачная.
▍ С дальним прицелом
Учитывая, что «Мир» был построен еще в СССР, а МКС — международный проект, РОСС — первая национальная станция. Но что принципиально нового она может дать, если по-прежнему останется на орбите Земли?
Планируется, что высота орбиты станции составит 300-350 км, а ее наклонение — 97° (у МКС и «Мир» было около 52°). Такая орбита позволит со станции наблюдать всю территорию России, включая арктическую область. Но в приполярных областях Земли радиация выше, чем в средних широтах, поэтому экспедиции на станцию будут короче, и значительную часть времени она будет летать в автоматическом режиме.
Полезную нагрузку легче всего выводить на орбиту с наклонением равным широте космодрома. Широта Байконура — 46°, Восточного — 51°, поэтому при полете на РОСС придется затрачивать существенные объемы топлива для коррекции наклонения орбиты. На этом будет теряться часть полезной нагрузки — доставлять грузы «Союзами» будет невыгодно, а выводить модули просто нечем: «Союзы» не потянут, «Протоны» больше не выпускаются. Поэтому для обслуживания национальной орбитальной станции планируется преимущественно использовать модифицированные ракеты «Ангара-А5М», запускаемые с космодрома Восточный.
Не удивляйтесь, если вы не слышали про эту ракету. Даже «Ангара-А5» совершает только испытательные полеты, а ее более мощная модификация «Ангара-А5М» только создается и под нее строится инфраструктура на Восточном.
Так что в любом случае планы по созданию российской станции это не этот и не следующий год. Собственно, ее создавать имеет смысл к 2025 году, если понадобится плавно перебираться с МКС.
▍ Предварительное расписание
Таким образом, если в ближайшее время будет принято решение строить РОСС и сроки не «поедут вправо», то к 2025 году планируется отправить на орбиту первый модуля стации — НЭМ. К этому времени также должны быть созданы узловой и шлюзовой модули, чтобы пристыковывать к станции грузовые и пилотируемые корабли. В том же году планируется закончить базовый модуль: внешне он похож на НЭМ, но создается сразу для РОСС. В 2026 году планируется сделать первый пилотируемый запуск на РОСС
2025-2026 годы — это первая фаза работы станции: при минимальном наборе модулей и оборудования будут уточнены ее возможности и потребности. На этом этапе модули будут доставляться «Ангарой» с Восточного, а космонавты — на «Союзах» с Байконура.
Во второй фазе, в 2027-2030 годах, планируется увеличить количество модулей, повысить количество пилотируемых и автоматизированных полетов. После создания корабля «Орел» и пилотируемой версии «Ангары», они заменят «Союзы» при доставке космонавтов на станцию, причем запуски будут проводиться с Восточного. Некоторые старты могут производиться с Плесецка, где есть инфраструктура для запуска российской тяжелой ракеты.
При этом планы могут быть скорректированы. Возможно, Россия останется на МКС. При этом не исключено параллельное партнерство … с китайцами. На прошедшей в июне конференции по освоению космического пространства GLEX-2021 Россия и Китай представили проект Международная научная лунная станция. Для нее уже обозначены сроки создания. В пилотируемой космонавтике заявлено о рассматриваемой возможности (то есть тут все очень зыбко, но если интересно — распишу в следующей статье) отправлять российских космонавтов на недавно выведенную китайскую станцию «Тяньгун-3» с европейского космодрома Куру. Космос дает отличные возможности для различных альянсов!
▍ Компромиссы и прогресс
Возвращаясь к РОСС, отметим, что она потребует решений нового технологического уровня. Даже новая «Ангара» будет недостаточна для ее потребностей. Нужна будет «Ангара-А5М», которая за счет модернизированных двигателей получит грузоподъемность, при выводе с Восточного в 27 тонн (на 2,5 тонны больше, чем у базовой версии). Как мы уже упоминали, часть топлива придется потратить для перехода на орбиту РОСС с наклонением 97°. При выводе с Восточного, снижение грузоподъемности «Ангары» составит 4-4,5 тонны. О точных данных говорить пока рано, но получается, что модифицированная «Ангара-А5М» сможет доставлять на российскую орбитальную станцию РОСС грузы общей массой около 23 тонн.
НЭМ — крупный и сложный модуль, его производство потребовало от РКК «Энергия» освоения новых технологий. Вы скорее знаете эту компанию как создателя кораблей «Союз» и «Прогресс». А вот для МКС основные модули сделал ГКНПЦ им. Хруничева: «Заря», «Звезда» и готовящийся к запуску в этом году МЛМ «Наука». На мой взгляд конкуренция предприятиям будет на пользу.
Это несколько ограничивает возможности выводимых модулей, в частности, на НЭМ не получится сразу поставить гиродины, обеспечивающие ориентацию станции. Придется тратить топливо двигателей ориентации, а значит чаще его завозить.
Зато для НЭМ впервые за 20 лет была воссоздана технология создания многоразовых топливных баков. При этом были применены современные технологии для их облегчения и повышения прочности. А также космонавты отметили, что новый модуль просторнее существующих.
Но главное, ради чего была выбрана орбита новой станции — обзор всей территории России. Это повлечет неудобства, но даст и новый опыт.Например, более высокая радиация из-за прохождения станции через приполярные орбиты не только проблема, но и вызов. Опыт защиты людей и приборов от этой радиации станет хорошей подготовкой для полетов к Луне и в дальний космос.
Александр Блошенко, исполнительный директор по перспективным программам «Роскосмоса», представляя первый модуль РОСС, отметил, что межпланетные корабли будут похожи на современные орбитальные станции, так как космонавтам предстоит провести в них длительное время. Так что научившись на земной орбите, нам будет проще вернуть человека на Луну, а может и полететь к Марсу.
