Независимый бостонский альманах

Через тернии - к звездам

30-11-2018

insight_mars

  • Двадцать лет - полёт пока нормальный

    Между тем, как-то не заметно прошёл юбилей довольно значимого события. Двадцать лет назад в эти дни началась, можно сказать, новая эра. 20 ноября 1998 года с космодрома Байконур в Казахстане стартовала тяжелая советская ракета "Протон-К" с первым компонентом Международной космической станции (МКС). Модуль "Заря" должен был обеспечивать электропитанием и возможностью поддерживать высоту орбиты начальные элементы станции, которой предстояло вырасти в то, что сегодня стало крупнейшим искусственным спутником Земли и самым сложным инженерным достижением в истории цивилизации.


    Старт "Протона-К" с модулем "Заря" c Байконура 20 ноября 1998 года. Фото: NASA

    В тот день 20 ноября 1998 года через несколько часов после вывода на орбиту высотой 250 миль (400 км) со склонением в 51,6 градуса к экватору, развернулись солнечные батареи "Зари". Ещё через две недели состоялся запуск шаттла Endeavor с первым построенным в США элементом МКС - модулем Unity. "Заря", известная также как Функциональный Грузовой Блок, должна была выступать в качестве соединителя между российским сегментом станции (ROS) и американским орбитальным сегментом (USOS). Дружба-жвачка Востока и Запада в космосе, начавшаяся в ноябрьский день двадцать лет назад, преодолела многолетние экономические трудности и политические разногласия и не раз стояла на грани краха.


    Модули "Заря" (нижний) и Unity (сверху) во время сборочных операций на STS-88 в декабре 1998 года. Фото: NASA

    История началась 25 января 1984 года, когда тогдашний президент Рональд Рейган официально объявил, что Соединенные Штаты построят постоянную космическую станцию "и сделают это в течение десятилетия". Рейган, конечно, подробно обсудил ранее эту концепцию с директором NASA Джимом Беггсом. Через несколько недель, в апреле 1984 года, бывший руководитель полетов NASA Нейл Хатчинсон был назначен первым руководителем программы Космической станции в Космическом центре Джонсона (JSC) в Хьюстоне. Именно под его руководством появились на свет первые чертежи и проекты того, что сегодня летает у нас над головами.

    Эти ранние проекты были довольно впечатляющими по своим масштабам и возможностям. При суммарном жилом объеме в 31 тысячу кубических футов (878 кубических метров) станция с рабочим названием "Power Tower" должна была собираться на околоземной орбите членами экипажей нескольких шаттлов. В апреле 1984 года проект "Power Tower" описывал станцию, состоящую из длинной центральной фермы с группой жилых и научных модулей на одном конце и мощным набором солнечных батарей и сервисным отсеком на другом. В начале 1985 года были заключены контракты на предварительное проектирование. Ожидалось, что строительство начнется в 1992 году.


    Концепция "Power Tower", представленная в апреле 1984 года, была самым ранним воплощением того, что позже стало космической станцией Freedom. Рисунок: NASA

    Но после катастрофы шаттла Challenger весной 1986 года дизайн станции изменился, она стала похожа на катамаран с группой модулей в центре, чтобы разместить центр тяжести в наиболее удобное для исследования микрогравитации место. В это же время количество американских научных модулей уменьшилось до одного, поскольку европейское и японское космические агентства захотели иметь собственные модули на станции. В сентябре 1986 года строительство такой станции с "двумя килями" оценивалось в $14,5 млрд, а использование шаттлов для сборки станции откладывалось на непонятный срок. Все эти издержки вызвали обеспокоенность в Конгрессе и NASA было вынуждено рассматривать другие возможные проекты, начиная от монолитной станции типа Skylab и заканчивая сборной конструкцией, планируемую стоимость которой удалось уменьшить примерно до $12,2 млрд.

    В августе 1988 года, накануне возобновления полётов шаттлов президент Рейган объявил, что станция будет называться Freedom ("Свобода"). Спустя месяц NASA подписало десятилетние контракты, чтобы начать работу над станцией и в межправительственном соглашении распределило ресурсы между США и европейскими, японскими и канадскими партнерами. Согласно протоколу этого соглашения, NASA получало 97% ресурсов американской космической лаборатори, оставшиеся 3% отходили Канаде в обмен на канадский роботизированный кран Canadarm. Европа и Япония имели по 51% своих модулей, США - 46% и Канада - 3%. С точки зрения численности экипажа ожидалось, что у Freedom первоначально будет американский штат из четырех астронавтов, работающих посменно по 90-120 дней. Позднее экипажи станции должны были увеличиваться до восьми человек: шести американцев и двух международных астронавтов из Европы, Японии или Канады.


    По словам Рональда Рейгана, станция Freedom должна была стать воротами в дальний космос. Рисунок: NASA

    В это время болтуны в Конгрессе начали выступать против создания станции Freedom, поскольку страна испытывала серьёзный бюджетный дефицит. Конгресс уменьшил ассигнования NASA в 1988 году с $767 млн до $525 млн и фактически сократил их вдвое на 1989-й год по сравнению с тем, что просило космическое агентство. Дальнейшие сокращения произошли в 1990 году, и к этому же времени возникли опасения, что масса станции Freedom станет на 23% больше планируемой, а энергетическое обеспечение будет покрывать лишь 66% потребности в электроэнергии. Группа экспертов оценила необходимость наземной поддержки и обслуживания станции в диапазоне от 2,280 до 3,280 часов в год, вместо 500 часов, первоначально запланированных NASA, что удорожало стоимость всего проекта.

    Новые изменения произошли в последующие месяцы в ответ на продолжающееся сокращения бюджета. В марте 1991-го года NASA обнародовало новый дизайн станции Freedom с уменьшенными лабораторными и жилыми модулями. Станция сокращалась на 40% по размерам, упрощалась солнечная батарея и уменьшалось количество рейсов шаттлов для сборки. Массивные солнечные батареи и должны были бы предварительно многократно испытаны на Земле, чтобы сократить вдвое предсказанное количество часов их обслуживания на орбите. "Мы сократили затраты, упростили дизайн и уменьшили сложность проекта", - рассказывал бывший астронавт Билл Ленуар, заместитель руководителя полётов NASA.


    Одна из версий Freedom после редизайна в марте 1991 года. Рисунок: NASA

    Согласно новому плану, строительство станции должно было начаться в 1996 году, что позволило бы ей стать обитаемой к середине 1997 года, когда астронавты могли бы уже начать проводить научные исследования примерно в течение двух недель, покуда очередной шаттл был пристыкован к станции с очередной сменой её строителей. Ожидалось, что к концу тысячелетия Freedom, оснащенная модулями США, Европы, Японии, канадской роботизированной рукой-краном и тремя комплектами солнечных батарей с производительностью 65 киловатт, была бы постоянно занята штатом из четырех астронавтов. Обсуждались варианты добавления еще одного американского модуля и еще одного набора солнечных батарей, чтобы увеличить их общую мощность до 75 киловатт, что позволило бы комфортно увеличить экипаж до восьми человек.

    В июне 1992 года новоиспеченный администратор NASA Дэн Голдин выступил перед Национальным космическим клубом и разочарованно сообщил, что создание станции снова затягивается. Однако уже в декабре 1992 года были успешно проведены наземные тесты силовых модулей станции, что позволило Дику Корсу, руководителю программы станции в штаб-квартире NASA в Вашингтоне, заметить: "Freedom больше не является бумажной станцией".

    Но 1993-й год стал краеугольным камнем в создании станции, поскольку именно в этот год весь проект оказался на грани закрытия. В конце января 1993 года состоялась инаугурация нового президента, одним из предвыборных обещаний которого было уничтожить "затраты на пустые траты". Первым делом Билл Клинтон рапорядился сократить бюджет NASA на 15 процентов для уменьшения федерального дефицита и уже через две недели в феврале 1993-го года агентство получило указание из Белого Дома полностью изменить дизайн станции Freedom с целью уменьшить её размеры, снизить стоимость, сократить затраты на строительство, ограничить обслуживание и свести к минимуму количество необходимых полётов шаттлов. Полностью уничтожить проект Клинтон не мог, пытаясь сохранить обязательства Соединенных Штатов перед международными партнерами, а разработчики NASA, чертыхаясь, начали штопать скукоженный тришкин кафтан для Freedom.

    В течение следующих нескольких месяцев правительству были представлены три новых варианта строительства резко сокращенной во всех смыслах станции, в одном из которых предполагалось привлечь Россию в международный проект с целью ускорить дело. Глава комитета Конгресса по науке и технике сообщил Клинтону, что США уже обсудили ситуацию с космическими агентствами Канады, Японии и Европы и готовы совместно работать над привлечением "советских активов" в процессе реорганизации Freedom. Россия, со своей стороны, сама без мыла пыталась влезть в международный проект, так как запуск собственной новой станции "Мир-2" откладывался на неопределённые сроки из-за полного развала космической отрасли и прекращения финансирования старых советских космических проектов. Стало ясно, что обе стороны - NASA и Роскосмос - нуждаются друг в друге, чтобы позволить своим космическим программам выжить.

    В июне 1993 года в Консультативный комитет Белого дома по перепроектированию (!) космической станции были представлены три варианта, которые, по словам администратора NASA Дана Голдина, были "технически жизнеспособны, полно и точно описывали все издержки и обеспечивали их покрытие". Во всех трёх вариантах предполагалось использовать комбинацию из уже спроектированных американских модулей Freedom, а также сертифицированных элементов от других участников проекта. Во всех трех случаях российский космический корабль "Союз ТМ" должен был обеспечивать гарантированную возможность возвращения экипажа станции в случае непредвиденных ситуаций.

    Но Клинтон не унимался, по его рекомендации в этом же июне в нижней палате Конгресса прошло голосование о поправке к законопроекту об ассигнованиях NASA, в которой рассматривалось исключение финансирования космической станции. Однако принятие поправки потерпело неудачу с перевесом всего в ОДИН ГОЛОС. В начале августа ещё одна клинтоновская поправка о закрытии проекта Freedom была отклонена Конгрессом и, таким образом, Станция была спасена.

    К августу 1993 года Голдин объявил о выборе Boeing в качестве Генерального подрядчика. В конкурсе NASA участвовали еще две компании из Южной Калифорнии: McDonnell Douglas и Rockwell International Rocketdyne. К слову, уже в 1997 году через четыре года после выигрыша тендера на постройку станции, Boeing купил обоих своих конкурентов со всеми потрохами. В качестве Генерального подрядчика мерилин-монровская фабрика отвечала за проектирование, разработку, строительство и интеграцию элементов Freedom, а также за техническую и консультативную помощь NASA в ежедневной работе станции. На мерилин-монровских фабриках Boeing построил все основные американские элементы Freedom. Компания также готовила каждый компонент орбитальной станции на космодроме в Центре имени Кеннеди к отправке на орбиту на своих шаттлах.

    К весне 1994 года у NASA сформировалась новая окончательная концепция станции и в январе 1995 года был подписан контракт с Boeing на $5.63 млрд для проектирования и строительства. К этому временем Россия была официально включена в программу "Freedom", которую переименовали в "Международную космическую станцию" (МКС). МКС должна была использовать около 75% аппаратного обеспечения, запланированного для Freedom, чтобы сохранить уже сделанные первоначальные инвестиции в проект. Станция должна была включать в себя интегрированную структуру ферм для монтирования на них солнечных батарей и радиаторов, лабораторные и жилые модули США, европейские и японские лаборатории, канадскую робот-кран Canadarm и российский энергетический функциональный грузовой Блок, который позже был назван "Заря", ставший первым элементом МКС для сборки всей станции.

    Первоначальные планы предполагали, что "Зарю" запустят с помощью ракеты "Протон-К" с Байконура в ноябре 1997 года, после чего экипаж шаттла прибудет для доставки соединительного модуля США, известного как "Узел-1" (позже - Unity). Затем в начале 1998 года на орбиту доставят российский сервисный модуль "Звезда", обеспечивающий первые экипажи системой жизнеобеспечения, за которым последует основная часть остальных компонентов станции. По предварительным оценкам, на всё строительство потребовалось бы 55 месяцев. Окончательная миссия по сборке станции должна была состояться в середине 2002 года после 13 российских полётов и 16 рейсов шаттлов. Ожидалось, что стоимость всех затрат составит около $17.4 млрд.


    Вид из грузового отсека шаттла Endeavour STS-88 на первые состыкованные элементы МКС: Unity (нижний) и "Заря" Фото: NASA

    В декабре 1994 года началось строительство модуля "Заря" в научно-производственном центре имени Хруничева в Москве. В начале следующего года руководитель программы космической станции NASA Рэнди Бринкли и заместитель руководителя полётов Роскосмоса Борис Остроумов подписали протоколы правительственного уровня для покупки агентсвом NASA модуля "Заря" за $190 млн. А в августе 1995 года Boeing подписал договор с Хруничевым о доставке "Зари" на орбиту. Строительство модуля было завершено к декабрю 1996 года, чтобы через год отправить его на орбиту. В США модуль Unity был тоже построен и доставлен в Космический центр Кеннеди во Флориде в июне 1997 года. Однако третий критический элемент на этой стадии строительства отставал от графика. Готовность российского сервисного модуля "Звезда" с необходимыми для экипажей системами жизнеобеспечения откладывалась на восемь месяцев с марта 1998 года до декабря.

    Несмотря на задержку, прогресс продолжался. К октябрю 1997 года в KSC для интеграции была пара интерфейсов, которые должны быть установлены на обоих концах Unity и Россия заверила NASA в том, что сервисный модуль будет готов к полёту в декабре 1998 года. Это обещание Россия также не смогла сдержать, новая дата для старта "Звезды" была перенесена на апрель 1999 года. NASA пыталось преуменьшить потери из-за задержек, но эти события лишь подчеркнули, насколько аккуратнее и серьёзнее следует быть при выборе партнёров из России для сложных совместных научных и технических проектов.

    Сергей Крикалев (слева) и командир STS-88 Боб Кабана читают инструкцию как попасть в "Зарю". Фото: NASA

    К концу 1998 года стало ясно, что работа по сборке станции, наконец, начинается. Командир экспедиции шаттла, Endeavour STS-88 Боб Кабана, пилот Рик Стaрков и специалисты Джерри Росс, Нэнси Керри и Джим Ньюман тренировались уже два года. К ним присоединился в июле ветеран российской космонавтики Сергей Крикалев, ранее объявленный как член первой длительной экспедиции на МКС. "Заря" вышла на орбиту 20 ноября 1998 года, 4 декабря стартовал шаттл Endeavour с Unity в грузовом отсеке, а 10 декабря, на восьмой день работы экипажа шаттла, соединявшего два модуля, именно Кабана и Крикалёв распахнули дверку из Unity в "Зарю" и стали первыми людьми на МКС.


    MKC в июне 2010 года после отчаливания одной из последних сборочных миссий шаттла STS-132. Фото: NASA

    P.S.

    Марсианские хроники.
    Исследование Марса при помощи космических аппаратов началось 58 лет назад 10 октября 1960-го года с падения обломков советского аппарата Марс М1 №1 (Mars 1960A по классификации NASA или Marsnik-1 по терминологии западной прессы) в сибирской тайге через 5 минут после старта в Байконуре. Через 4 дня та же участь постигла следующий космчиский корабль Marsnik2. Два года учоные работали над ошибками и в октябре-ноябре 1962-го года в течение 10 дней СССР запульнул подряд ещё три ракеты в сторону Марса, но они тоже не смогли преодолеть Земную небесную твердь. Вот так задорно с шашками наголо начиналось освоение красной планеты. Ниже приведены два списка всех марсианских миссий - список неудачных и список успешных. Они напоминают нам известную поговорку о том, что воевать надо не числом, а умением. Жирным шрифтом выделены марсианские космические программы, которые продолжают работу сегодня. Вначале указана страна или космическое агентство, затем название программы или космического аппарата, затем дата миссии. Некоторые даты начала успешных миссий могут не совпадать со справочными: где-то указана дата начала работы аппарата на Марсе, а где-то - дата запуска этого аппарата с Земли. Полет до Марса может занимать от полугода до нескольких лет, в зависимости от целей программы, отсюда и разница.

    НЕУДАЧИ

    СССР 1M No.1 1960 год. Авария ракеты-носителя Молния.
    СССР 1M No.2 1960 год. Авария ракеты-носителя Молния.
    СССР 2MV-4 No.1 1962 год. Не сработала разгонная ступень ракеты Молния.
    СССР Марс-1 1962 год. Утеряна связь на полпути к Марсу.
    СССР 2MV-3 No.1 1962 год. Не сработала разгонная ступень ракеты Молния.
    NASA Mariner-3 1964 год. Не отделился головной обтекатель.
    СССР Зонд-2 1964 год. Не попал в район Марса.
    СССР 2М No.521 1969 год. Авария ракеты-носителя Протон.
    СССР 2М No.522 1969 год. Авария ракеты-носителя Протон.
    NASA Mariner-8 1971 год. Авария ракеты-носителя Atlas Centaur-D.
    СССР Марс-2 1971 год. Неудачная попытка мягкой посадки автоматической станции.
    СССР Космос-419 1971 год. Не сработала разгонная ступень ракеты Протон.
    СССР Марс-3 1971 год. Автоматическая станция и марсоход. Разбились о поверхность, успев передать непонятные данные в течение 14 секунд после падения.
    СССР Марс-4 1974 год. Исследование с облётной траектории. Неудалось попасть на орбиту Марса.
    СССР Марс-5 1974 год. Искусственный спутник Марса. Утеряна связь через несколько дней после первого сеанса связи.
    СССР Марс-6 1974 год. Посадка автоматической станции. Утеряна связь.
    СССР Марс-7 1974 год. Попытка мягкой посадки автоматической станции. Аппарат пролетел мимо Марса.
    СССР АМС «Фобос-1» 1988 год. Утеряна связь.
    СССР АМС «Фобос-2» 1989 год. Выведен на орбиту вокруг Марса. Утеряна связь.
    NASA Mars Observer 1992 год. Утеряна связь.
    Россия «Марс-96» 1996 год. Не сработала разгонная ступень ракеты Протон.
    Япония Нодзоми 1998 год. Не удалось вывести на орбиту вокруг Марса.
    NASA Mars Climate Orbiter 1999 год. Авария при попытке вывода на орбиту вокруг Марса.
    Россия/NASA Mars Polar Lander 1999 год. Авария при посадке на поверхность.
    NASA Deep Space 2 1999 год. Утеряна связь после входа в атмосферу Марса.
    British Beagle-2 2005 год. Посадочный модуль европейского спутника Mars Express, несрабатывание солнечных батарей после посадки.
    Россия Фобос-Грунт 2011 год. Не включилась разгонная ступень ракеты Зенит-2М.
    Россия Инхо-1 (Yinghuo-1) 2011 год. Китайский спутник Марса. Должен был быть доставлен на орбиту в российской миссии Фобос-Грунт.
    Europe Schiaparelli EDM lander 2016. Автоматическая станция. Разбилась о поверхность, успев передать данные в течение 5 секунд.

    УСПЕХИ

    NASA Mariner-4 1964 год. Исследование Марса с облётной траектории, первые снимки другой планеты с близкого расстояния.
    NASA Mariner-6 и Mariner-7 1969 год. Исследование с облётной траектории. Исследование атмосферы с применением спектроскопических методик. Снимки поверхности.
    NASA Mariner-7 1969 год. Исследование с облётной траектории. Определение температуры поверхности по измерениям инфракрасного излучения. Снимки поверхности.
    NASA Mariner-9 1971 год. Первый искусственный спутник Марса, первое картографирование поверхности.
    NASA Viking-1 1976 год. Искусственный спутник Марса и первая работающая автоматическая станция; первые снимки, переданные с поверхности Марса, первые непосредственные исследования атмосферы и грунта, первые эксперименты по поиску жизни на Марсе.
    NASA Viking-2 1976 год. Искусственный спутник Марса и автоматическая станция; снимки с поверхности Марса, исследования атмосферы и грунта, эксперименты по поиску жизни на Марсе.
    NASA Mars Global Surveyor 1996 год. Искусственный спутник Марса (время работы 1996-2004 гг.)
    NASA Mars Pathfinder 1997 год. Автоматическая станция и первый марсоход Sojourner (время работы 4 июля 1997 г. - 27 сентября 1997 г.)
    NASA Mars Odyssey 2001 год. Искусственный спутник Марса.
    Europe Mars Express 2003 год. Искусственный спутник Марса.
    NASA Spirit 2004 год. Марсоход (Продолжительность 4 января 2004 г. - 22 марта 2010 г.)
    NASA Opportunity 2004 год. Марсоход.
    NASA Mars Reconnaissance Orbiter 2006 год. Искусственный спутник Марса.
    NASA Phoenix 2007 год. Автоматическая станция на полюсе Марса. (Продолжительность 25 мая 2008 г. - 2 ноября 2008 г.)
    NASA Dawn 2009 год. Исследование гравитационных полей Марса с облётной траектории.
    NASA Curiosity 2012 год. Марсоход.
    Индия Mangalyaan 2013 год. Искусственный спутник Марса.
    NASA MAVEN 2013 год. Искусственный спутник Марса.
    Europe/Россия ExoMars Trace Gas 2016 Год. Искусственный спутник Марса.
    NASA InSight 2018 год. Автоматическая станция для исследования грунта на глубине до 5 метров.

  • Комментарии
    • starik - 30.11.2018 в 11:31:
      Всего комментариев: 42
      "Дружба-жвачка Востока и Запада в космосе, начавшаяся в ноябрьский день двадцать лет назад..." А программа "Союз - Аполлон", успешно осуществленная в 1975 г., уже сюда не Показать продолжение
      Рейтинг комментария: Thumb up 0 Thumb down 0
      • Д.Ч. - 01.12.2018 в 21:05:
        Всего комментариев: 41
        Не было никакой программы. То есть, дружба была, а жвачки не было. Был одноразовый политический фокус под куполом цирка, устроенный Никсоном и Брежневым для Показать продолжение
        Рейтинг комментария: Thumb up 0 Thumb down 0
    • Просто зритель - 02.12.2018 в 09:40:
      Всего комментариев: 343
      Начиная с 2004 года, когда бывший Президент США Джордж Буш объявил новую стратегию США в космосе, предусматривавшую, в рамках программы «Созвездие», создание Показать продолжение
      Рейтинг комментария: Thumb up 0 Thumb down 0
      • Д.Ч. - 03.12.2018 в 10:17:
        Всего комментариев: 41
        Просто зритель: "Так какая ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА отказа США от этой программы Созвездие? Американцы НЕ СМОГЛИ сделать ДВИГАТЕЛЬ. Даже не смогли повторить тот, что был у Показать продолжение
        Рейтинг комментария: Thumb up 0 Thumb down 0
    • Просто зритель - 03.12.2018 в 20:48:
      Всего комментариев: 343
      21 октября 1960 года кандидаты в президенты сенатор Джон Кеннеди и вице-президент Ричард Никсон во время дебатов обсуждали превосходство русских в космосе. И Кеннеди Показать продолжение
      Рейтинг комментария: Thumb up 0 Thumb down 0
    • Д.Ч. - 04.12.2018 в 01:36:
      Всего комментариев: 41
      На самом деле все было ровно наоборот. Об этом написано в докторской диссертации министра культуры, которую вы пытаетесь превратить в любительскую, а она на 20 коп. Показать продолжение
      Рейтинг комментария: Thumb up 0 Thumb down 0

    Добавить изображение

    
    
    Добавить статью
    в гостевую книгу

    Будем рады, если вы добавите запись в нашу гостевую книгу. Будьте добры, заполните эту форму. Необходимой является информация о вашем имени и комментарии, все остальное – по желанию… Спасибо!

    Если у вас проблемы с кириллическими фонтами, вы можете воспользоваться автоматическим декодером AUTOMATIC CYRILLIC CONVERTER.

    Для ввода специальных символов вы можете воспользоваться вот этой таблицей. (Латинские буквы с диакритическими знаками вводить нельзя!)

    Ваше имя:

    URL:

    Штат:

    E-mail:

    Город:

    Страна:

    Комментарии:

    Сколько бдет 5+25=?