Орбитальная космическая станция представляет собой совокупность соединенных (состыкованных) друг с другом элементов самой станции и комплекса ее средств. Все вместе они определяют ее конфигурацию. Орбитальные станции нужны были для проведения исследований и экспериментов, освоения длительных полетов человека в условиях невесомости и отработки технических средств космической техники для дальнейшего ее развития.

Орбитальные станции серии «Салют» (СССР)

Впервые задачи по созданию станции «Салют» были поставлены в Советском Союзе, и решались они в течение 10 лет после гагаринского полета. Проектирование, разработки и постройка испытательных систем велись в течение 5 лет. Опыт, полученный при эксплуатации космических кораблей «Восток», «Восход» и «Союз», позволил перейти к новому этапу в космонавтике — к проектированию пилотируемых орбитальных станций.

Работы по созданию станций начались еще при жизни С. П. Королева в его конструкторском бюро, в то время, когда еще шли работы по «Востоку». Конструкторам предстояло сделать много, но самое основное — научить корабли встречаться и стыковаться. Орбитальная станция должна была стать не только рабочим местом для космонавтов, но и их домом на длительный срок. А следовательно, нужно было суметь обеспечить человеку оптимальные условия для длительного пребывания на станции, для его нормальной работы и отдыха. Предстояло преодолеть последствия невесомости у людей, которая являлась грозным противником, так как резко ухудшалось общее состояние человека, а соответственно, и уменьшалась работоспособность. Среди массы проблем, с которыми пришлось столкнуться всем, кто работал над проектом, основная была связана с обеспечением безопасности экипажа в длительном полете. Конструкторам нужно было предусмотреть целый ряд предосторожностей.

Основная опасность заключалась в возникновении пожара и разгерметизации станции. Для предотвращения пожара нужно было предусмотреть различные защитные устройства, предохранители, автоматические отключатели приборов и групп приборов; разработать систему пожарной сигнализации и средства тушения пожара. Для внутренней отделки необходимо было использовать материалы, которые не поддерживали бы горения и не выделяли вредных веществ.

Одной из причин разгерметизации могла стать встреча с метеоритами, поэтому нужно было разработать противометеорный экран. Им стали внешние элементы станции (например, радиаторы системы терморегулирования, стеклопластиковый кожух, покрывающий часть станции).

Немаловажной была проблема создания для станции большого размера и соответствующей ракеты-носителя для доставки его на орбиту. Нужно было найти правильную форму орбитальной станции и ее компоновки (по расчетам идеальной оказалась удлиненная форма). Общая длина станции составила 16 м, вес — 18,9 т.

Прежде чем сконструировать внешний облик станции, нужно было определить количество ее отсеков и решить, как размещать в них аппаратуру. В результате рассмотрения всех вариантов было принято решение разместить все основные системы в том же отсеке, где предстояло жить и работать экипажу. Остальную аппаратуру вынесли за борт станции (сюда вошли двигательная установка и часть научной аппаратуры). В результате получилось три отсека: два герметичных — основной рабочий и переходный — и один негерметичный — агрегатный с двигательными установками станции.

Для питания научной аппаратуры станции и работы бортовых систем на «Салюте» (так решили назвать станцию) установили четыре плоские панели с кремниевыми элементами, способными преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Кроме того, в состав орбитальной станции вошел основной блок, выводимый в космос без экипажа, и транспортный корабль для доставки на станцию рабочей группы космонавтов. На борту станции должно было разместиться свыше 1300 приборов и агрегатов. Для внешних наблюдений на борту «Салюта» сделали 20 иллюминаторов.

Наконец 19 апреля 1971 г. на околоземную орбиту была выведена первая в мире советская многоцелевая станция «Салют». После проверки всех систем и оборудования 23 апреля 1971 г. к ней направился космический корабль «Союз-10». Экипаж космонавтов (В. А. Шаталов, А. С. Елисеев и Н. Н. Рукавишников) осуществил первую стыковку с орбитальной станцией, которая продолжалась в течение 5,5 ч. За это время проводилась проверка стыковочного и других механизмов. А 6 июня 1971 г. запустили пилотируемый корабль «Восток-11». На его борту находился экипаж в составе Г. Т. Добровольского, В. Н. Волкова и В. И. Пацаева. Через сутки полета космонавты смогли перейти на борт станции, и комплекс «Салют-Союз» стал функционировать как первая в мире пилотируемая орбитальная и научная станция.

В течение 23 суток находились космонавты на станции. За это время они выполнили огромную работу по научным исследованиям, испытательным проверкам, сфотографировали поверхность Земли, ее атмосферу, провели метеорологические наблюдения и много другой работы. После завершения всей программы на борту станции космонавты перешли в транспортный корабль и отстыковались от «Салюта». Но из-за разгерметизации спускаемого аппарата они все трагически погибли. Станция «Салют» была переведена на автоматический режим, и ее рейс продолжался до 11 октября 1971 г. Опыт этой станции лег в основу создания космических аппаратов нового типа.

Вслед за «Салютом» последовали «Салют-2», «Салют-3». Последняя станция проработала в космосе в общей сложности 7 месяцев. Экипаж корабля в составе Г. В. Сарафанова и Л. С. Демина, проводивший отработку процессов сближения и маневрирования в различных режимах полета, осуществил первую в мире ночную посадку космического корабля. Опыт первых «Салютов» был учтен в «Салюте-4» и «Салюте-5». Полет «Союза-5» завершил большую работу, связанную с созданием и практическим апробированием орбитальных станций первого поколения.

Орбитальная станция «Скайлэб» (США)

Следующей страной, которая вывела на орбиту станцию, стали США. 14 мая 1973 г. была запущена станция «Скайлэб» (что в переводе означает «Небесная лаборатория»). На ней выполнили полеты три экипажа по три астронавта в каждом. Первыми астронавтами станции стали Ч. Конрад, Д. Кервин и П. Вейц. Обслуживалась «Скайлэб» с помощью транспортного корабля «Аполлон».

Длина станции равнялась 25 м, масса — 83 т. Состояла она из блока станции, шлюзовой камеры, причальной конструкции с двумя стыковочными узлами, астрономической аппаратуры и двух солнечных батарей. Коррекция орбиты осуществлялась с помощью двигателей космического корабля «Аполлон». На орбиту станцию вывели с помощью ракеты-носителя «Сатурн-5».

Главный блок станции разделялся на два отсека: лабораторный и бытовой. Последний был, в свою очередь, разбит на части, предназначавшиеся для сна, личной гигиены, тренировок и экспериментов, приготовления и приема пищи и проведения досуга. Отсек для сна делился на спальные кабины по числу астронавтов, и в каждой из них имелся шкафчик небольшого размера, спальный мешок. В отсеке для личной гигиены размещался душ, умывальник в виде закрытой сферы с отверстиями для рук и приемник отходов жизнедеятельности.

Станция была оснащена аппаратурой для .изучения космического пространства, медико-биологических и технических исследований. Она не предназначалась для возвращения на Землю.

Впоследствии на станции побывали еще два экипажа астронавтов. Максимальная длительность полета составила 84 дня (третий экипаж Д. Карр, Э. Гибсон, У. Поуг).

Американская орбитальная станция «Скайлэб» прекратила свое существование в 1979 г.

Орбитальные станции еще не исчерпали своих возможностей. Но полученные с их помощью результаты дали возможность перейти к созданию и эксплуатации нового поколения космических станций модульного типа — постоянно действующих орбитальных комплексов.

Космические комплексы

Создание орбитальных станций и возможность продолжительных работ космонавтов в космосе стали толчком для организации более сложной космической системы — орбитальных комплексов. Их появление разрешило бы многие нужды производства, научных исследований, связанных с изучением Земли, ее природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Орбитальные комплексы серии «Салют-6»-«Союз» (СССР)

Первый комплекс получил название «Салют-6»-«Союз»-«Прогресс» и состоял из станции и двух пристыкованных к ней кораблей. Его создание стало возможно с появлением новой станции — «Салют-6». Общая масса комплекса составила 19 т, а длина с двумя кораблями — около 30 м. Полет «Салюта-6» начался 29 сентября 1977 г.

Научно-исследовательский орбитальный комплекс «Салют-6»-«Союз»-«Прогресс»

«Салют-6» — станция второго поколения. От своих предшественниц она отличалась многими конструктивными особенностями и большими возможностями. В отличие от предыдущих она имела два стыковочных узла, вследствие чего могла принимать одновременно два корабля, что значительно увеличило количество работающих на борту космонавтов. Подобная система позволила доставлять на орбиту дополнительные грузы, оборудование, запасные части для ремонта аппаратуры. Ее двигательную установку можно было заправлять прямо в космосе. Станция давала возможность выхода в открытый космос сразу двух космонавтов.

Значительно повысилась ее комфортабельность, появилось много других усовершенствований, связанных с системами жизнеобеспечения и улучшениями условий для экипажа. Так, например, на станции появилась душевая установка, цветная телекамера, видеомагнитофон; установлены новые двигатели коррекции, модернизирована система дозаправки топлива, усовершенствована система управления и т. д. Для «Салюта-6» специально были созданы и новые скафандры с автономным обеспечением газовой смеси и температурным режимом.

Станция состоит из трех герметичных отсеков (переходного, рабочего и промежуточной камеры) и двух негерметичных (отсека для научной аппаратуры и агрегатного). Переходной отсек предназначался для соединения с помощью стыковочного узла станции с космическим кораблем, проведения оптических наблюдений и ориентации. Здесь размещались скафандры, пульты обеспечения выхода, необходимое оборудование, посты управления, оснащенные визуальными приборами и аппаратурой для проведения различных исследований. На наружной части переходного отсека установлены антенны радиоаппаратуры сближения, средства ручного причаливания, внешние телекамеры, поручни, элементы фиксации космонавтов и т. д.

Рабочий отсек предназначался для размещения в нем экипажа и основного оборудования. Здесь же находился центральный пост управления с основными системами управления. Кроме того, в отсеке имелись секции для отдыха и приема пищи. В приборной секции разместилась основная бортовая аппаратура (приборы системы ориентации, радиотелеметрии, электропитания и т. д.). Рабочий отсек имел два люка для перехода в переходной отсек и в промежуточную камеру. На наружной части отсека находились датчики системы ориентации солнечных батарей и сами солнечные батареи.

Промежуточная камера соединяла станцию с космическим кораблем с помощью стыковочного узла. В ней размещалось необходимое сменное оборудование, доставляемое транспортными кораблями. В камере имелся стыковочный узел. Жилые отсеки были оборудованы средствами громкоговорящей связи и светильниками для дополнительного освещения.

В отсеке научной аппаратуры размещались крупные инструменты для работы в вакууме (например, большой телескоп с необходимой системой для его работы).

Агрегатный отсек служил для размещения двигательной установки и соединения с ракетой-носителем. В нем располагались топливные баки, корректирующие двигатели и различные агрегаты. На наружной части отсека находились антенны радиоаппаратуры сближения, датчики ориентации солнечных батарей, телевизионная камера и т. д.

Набор аппаратуры для исследований включал в себя свыше 50 приборов. Среди них установки «Сплав» и «Кристалл» для исследования процессов получения новых материалов в космосе.

11 декабря 1977 г. космический корабль «Союз-26» с Ю. В. Романенко и Г. М. Гречко через сутки после старта успешно пристыковался к станции, и космонавты перешли на ее борт, где пробыли в течение 96 суток. На борту комплекса космонавты выполнили ряд мероприятий, запланированных программой полета. В частности, они осуществили выход в космическое пространство для проверки внешних элементов комплекса.

10 января следующего года со станцией «Салют-6» была осуществлена стыковка другого космического корабля с космонавтами В. А. Джанибековым и О. Г. Макаровым на борту. Экипаж успешно перешел на борт комплекса и доставил туда дополнительное оборудование для работы. Так образовался новый научно-исследовательский комплекс «Союз-6»-«Союз-26»-«Союз-27», ставший еще одним достижением космической науки. Два экипажа совместно работали в течение 5 дней, после чего Джанибеков и Макаров вернулись на Землю на корабле «Союз-26», доставив материалы экспериментов и исследований.

С 20 января 1978 г. начались регулярные рейсы с Земли в космос транспортных грузовых кораблей. А в марте этого же года на борт комплекса прибыл первый международный экипаж в составе А. Губарева (СССР) и В. Ремека (ЧССР). После успешного завершения всех экспериментов экипаж вернулся на Землю. Кроме чехословацкого космонавта, на борту комплекса впоследствии побывали венгерский, кубинский, польский, германский, болгарский, вьетнамский, монгольский, румынский.

После возвращения основного состава (Гречко и Романенко) работы на борту комплекса продолжались. Во время третьей, основной, экспедиции была апробирована система телевизионной передачи с Земли на орбитальный комплекс, а также новая радиотелефонная система «Кольцо», с помощью которой можно было вести переговоры космонавтов между собой и с операторами Центра управления полетом из любой зоны комплекса. На борту продолжались биологические эксперименты по выращиванию растений. Часть из них — петрушку, укроп и лук — космонавты употребляли в пищу.

Первый советский орбитальный комплекс пробыл в космосе почти 5 лет (работа завершилась в мае 1981 г.). За это время на борту работало 5 основных экипажей длительностью 140, 175, 185, 75 суток. За период их работы станцию поретили 11 экспедиций, 9 международных экипажей из стран — участниц программы «Интеркосмос»; осуществлено 35 стыковок и перестыковок кораблей. Во время полета были проведены испытания нового усовершенствованного космического корабля «Союз-Т» и ремонтно-профилактические работы. Исследовательские работы, проводимые на борту комплекса, внесли большой вклад в науку изучения планеты и освоения космоса.

Уже в апреле 1982 г. проводились испытания орбитальной станции «Салют-7», которая должна была составить основу следующего комплекса.

«Салют-7» представляла собой усовершенствованный вариант орбитальных научных станций второго поколения. Она имела такую же компоновку, что и ее предшественницы. Как и на предыдущих станциях, из переходного блока «Салюта-7» можно было выходить в открытый космос. Два иллюминатора стали прозрачными для ультрафиолетового излучения, что значительно расширило исследовательские возможности станции. Один из иллюминаторов находился в переходном отсеке, второй — в рабочем. Для защиты иллюминаторов от внешнего механического повреждения их закрыли наружными прозрачными крышками с электроприводами, открывающимися нажатием кнопки.

Отличие заключалось в облагороженном внутреннем пространстве (жилая зона стала более просторной и комфортабельной). В жилых отсеках нового «дома» улучшились спальные места, удобнее стала душевая установка и т. д. Даже кресла по желанию космонавтов сделали более легкими и съемными. Особое место было отведено комплексу для физических упражнений и медицинских исследований. Оборудование состояло из самых современных аппаратов и новых систем, что обеспечивало станции не только лучшие условия для работы, но и большие технические возможности.

Первый экипаж в составе А. Н. Березового и В. В. Лебедева был доставлен на станцию 13 мая 1982 г. кораблем «Союз Т-5». Им предстояло пробыть в космосе 211 суток. 17 мая они запустили собственный малый спутник Земли «Искра-2», созданный студенческим конструкторским бюро Московского авиационного института им. Серго Орджоникидзе. На спутнике были установлены вымпелы с эмблемами союзов молодежи социалистических стран — участниц эксперимента.

24 июня стартовал космический корабль «Союз Т-6» с космонавтами В. Джанибековым, А. Иванченковым и французским космонавтом Жан-Луи Кретьеном на борту. На станции они выполняли все работы согласно своей программе, а основной экипаж помогал им в этом. Через 78 суток пребывания на борту станции А. Н. Березовой и В. В. Лебедев осуществили выход в открытый космос, где находились 2 ч 33 мин.

20 августа к «Салюту-7» пристыковался трехместный космический корабль «Союз Т-5» с экипажем в составе Л. И. Попова, А. А. Сереброва и второй в мире женщины-космонавта С. Е. Савицкой. После перехода космонавтов на борт станции начал функционировать новый научно-исследовательский комплекс «Салют-7»-«Союз Т-5»-«Союз Т-7». Экипаж комплекса из пяти космонавтов приступил к выполнению совместных исследований. После семимесячного пребывания на орбите основной экипаж возвратился на Землю. За это время было сделано много исследований в различных областях науки, выполнено свыше 300 экспериментов и около 20 тысяч снимков территории страны.

Следующим комплексом стал «Салют-7»:«Союз Т-9»-«Прогресс-17», где продолжать работу должны были В. А. Ляхов и А. П. Александров. Они впервые в мировой практике выполнили четыре выхода в открытый космос за 12 дней общей продолжительностью 14 ч 45 мин. За два года работы комплекса на борту «Салюта-7» побывало три основных экипажа, отработавшие соответственно 150, 211 и 237 суток. За это время они приняли четыре экспедиции посещения, две из которых были международными (СССР-Франция и СССР-Индия). Космонавты выполняли на станции сложные ремонтно-восстановительные работы, ряд новых исследований и экспериментов. За пределами комплекса в открытом космосе работала Светлана Савицкая. Затем полет «Салюта-7» продолжался без экипажа.

Уже планировался новый полет на станцию, когда стало известно, что «Салют-7» на вызов Земли не отвечает. Высказали предположение, что станция находится в неориентированном полете. После длительных совещаний приняли решение отправить в разведку на станцию новый экипаж. В его состав вошли Владимир Джанибеков и Виктор Савиных.

6 июня 1985 г. космический корабль «Союз Т-13» покинул стартовую площадку Байконура, а через двое суток космонавты осуществили стыковку со станцией и в течение 5 суток пытались возвратить «Союз» к жизни. Как выяснилось, на станции от буферной батареи отключился основной источник питания — солнечные батареи, в результате чего внутреннее пространство стало похоже на внутреннюю камеру холодильника — все покрывал иней. Вышли из строя некоторые системы жизнеобеспечения. В. Джанибеков и В. Савиных впервые в мировой практике в условиях космического пространства провели капитальный ремонт ряда систем, и вскоре станция вновь могла принимать экипажи на борту. Это продлило ее жизнь еще на один год и сэкономило большие средства.

В ходе эксплуатации «Салютов» был накоплен огромный опыт по организации деятельности и быта экипажа, по техническому обеспечению орбитальных работ и обслуживанию комплексов, проведению сложных ремонтно-профилактических операций в космосе. Успешно апробировали технологические операции — такие, как пайка, механическая и электронная резка металла, сварка и напыление покрытий (в том числе и в открытом космосе), наращивание панелей солнечных батарей.

Орбитальный комплекс «Мир»-«Квант»-«Союз» (СССР)

На орбиту станция «Мир» была запущена 20 февраля 1986 г. Она должна была составить основу нового комплекса, спроектированного в конструкторском бюро «Энергия».

«Мир» — станция третьего поколения. Ее названием создатели стремились подчеркнуть, что они за использование космической техники только в мирных целях. Задумывалась она как постоянно действующая орбитальная станция, рассчитанная на многие годы работы. Станция «Мир» должна была стать базовым блоком для создания многоцелевого научно-исследовательского комплекса.

В отличие от своих предшественников «Салютов» «Мир» относился к постоянно действующим многоцелевым станциям. Ее основу составлял блок, смонтированный из цилиндров разного диаметра и длины. Общая масса орбитального комплекса составляла 51 т, длина его была 35 м.

Базовый блок ОКС «Мир»

От «Салютов» она отличалась и большим количеством стыковочных узлов-причалов. На новой станции их было шесть (раньше только два). К каждому причалу мог пристыковаться специализированный модуль-отсек, меняющийся в зависимости от программы. Следующей особенностью стала возможность присоединения к базовому блоку еще одного постоянного отсека со вторым стыковочным узлом на внешнем торце. Таким отсеком и стала астрофизическая обсерватория «Квант».

Кроме того, «Мир» отличала усовершенствованная система управления полетом и бортовым научно-исследовательским оборудованием; практически все процессы были автоматизированными. Для этого на блоке установили восемь ЭВМ, увеличили энергопитание, уменьшили расход топлива для коррекции орбиты полета станции «Мир».

Два ее осевых причала использовались для приема пилотируемых кораблей типа «Союз» или беспилотных грузовых «Прогрессов». Для переговоров экипажа с Землей и для управления комплексом на борту имелась усовершенствованная система радиотелефонной связи. Если раньше она велась только при наличии наземных станций слежения и специальных морских судов, то теперь на орбиту специально для этих целей вывели мощный спутник-ретранслятор «Луч». Такая система позволила значительно увеличить продолжительность сеансов связи Центра управления полетами с экипажем комплекса.

Значительно улучшились и жилищные условия. Так, например, появились мини-каюты, где космонавты могли посидеть за столиком перед иллюминатором, послушать музыку или почитать книгу.

Модуль «Квант». Он стал первой астрофизической обсерваторией в космосе, основу которой составила уникальная международная обсерватория «Рентген». В ее создании принимали участие ученые Великобритании, ФРГ, Нидерландов и Европейского космического агентства (ЕКА). «Квант» включал в себя телескоп-спектрометр «Пульсар Х-1», спектрометр высоких энергий «Фосфич», газовый спектрометр «Сирень» и телескоп с теневой маской. Обсерватория оснащалась ультрафиолетовым телескопом «Глазар», созданным советскими и швейцарскими учеными, многими другими аппаратами.

Первыми жителями комплекса стали космонавты Л. Кизим и В. Соловьев, прибывшие на «Мир» 15 марта 1986 г. Их основной задачей являлась проверка работы станции во всех режимах, ее вычислительного комплекса, системы ориентации, бортовой электростанции, системы связи и т. д. После проверки космонавты на корабле «Союз Т» 5 мая покинули «Мир» и через сутки состыковались с «Салютом-7».

Здесь экипаж законсервировал бортовые системы и часть аппаратуры станции. Другую часть установок и приборов общим весом в 400 кг, контейнеры с материалами научно-исследовательских работ перенесли на «Союз Т» и переправили их на станцию «Мир». После завершения всей работы экипаж вернулся на Землю 16 июля 1986 г.

На Земле проверили еще раз все системы жизнеобеспечения, приборы и аппараты на станции, оснастили ее дополнительными установками, пополнили запасы топлива, воды и продуктов питания. На станцию все это доставили грузовые корабли «Прогресс».

21 декабря 1987 г. корабль с летчиком В. Титовым и инженером М. Манаровым стартовал в космос. Эти два космонавта и стали первым основным экипажем для работы на борту комплекса «Мир»-«Квант». Через двое суток они прибыли на орбитальную станцию «Мир». Программа их работы была рассчитана на целый год.

Таким образом, запуск станции «Мир» положил начало созданию на орбите постоянно действующих пилотируемых научно-технических комплексов. На их борту производились научные исследования природных ресурсов, уникальных астрофизических объектов, медико-биологические эксперименты. Накопленный опыт по эксплуатации станции и комплекса в целом позволил сделать следующий шаг в разработке пилотируемых станций следующего поколения.

Международная орбитальная станция «Альфа»

В создании международной орбитальной космической станции принимали участие 16 стран мира (Япония, Канада и др.). Станция рассчитана на функционирование до 2014 г. В декабре 1993 г. к работе над проектом была приглашена и Россия.

К ее созданию приступили в 80-х гг., когда президент США Р. Рейган объявил о начале создания национальной орбитальной станции «Фридом» («Свобода»). Собираться она должна на орбите кораблями многоразового использования «Спейс Шаттл». В результате работы стало ясно, что такой дорогостоящий проект можно осуществить только при международном сотрудничестве.

В это время в СССР шла разработка орбитальной станции «Мир-2», так как эксплуатационные сроки «Мира» заканчивались. 17 июня 1992 г. Россия и США заключили соглашение о сотрудничестве в исследовании космоса, но из-за экономических проблем в нашей стране дальнейшее строительство приостановилось, и было решено продолжить эксплуатацию «Мира».

В соответствии с соглашением российское космическое агентство и NASA разработали программу «Мир»-«Шаттл». Она состояла из трех взаимосвязанных проектов: полетов российских космонавтов на кораблях «Спейс Шаттл» и американских астронавтов на орбитальном комплексе «Мир», совместного полета экипажей, включающего стыковку «Шаттла» с комплексом «Мир». Главная цель совместных полетов по программе «Мир»-«Шаттл» — объединение усилий для создания международной орбитальной станции «Альфа».

Международная орбитальная космическая станция должна собираться в период с ноября 1997 г. по июнь 2002 г. Согласно действующим планам, на орбите в течение нескольких лет будут работать сразу две орбитальные станции: «Мир» и «Альфа». Полная конфигурация станции включает в себя 36 элементов, 20 из которых основные. Общая масса станции составит 470 т, длина комплекса — 109 м, ширина — 88,4 м; период функционирования на рабочей орбите — 15 лет. Основной экипаж будет состоять из 7 человек, из которых трое — россияне.

Россия должна построить несколько модулей, два из которых стали основными сегментами международной орбитальной станции: функционально-грузовой блок и служебный модуль. В результате этого Россия могла использовать 35% ресурсов станции.

Российские ученые предложили создавать первую международную орбитальную станцию на базе «Мира». Они также предложили использовать «Спектр» и «Природу» (работающие в космосе), так как создание новых модулей в связи с финансовыми трудностями в стране задерживалось. Модули «Мира» решено было перестыковать к «Альфе» с помощью «Шаттла».

Станция «Мир» должна стать основой для построения многоцелевого, постоянно действующего пилотируемого комплекса модульного типа. По плану «Мир» представляет собой сложный многоцелевой комплекс, в состав которого, кроме базового блока, входят еще пять. «Мир» составляют следующие модули: «Квант», «Квант-2», «Заря», «Кристалл», «Спектр», «Природа». Модули «Спектр» и «Природа» будут использоваться для российско-американской научной программы. В них разместилась научная аппаратура производства 27 стран массой 11,5 т. Общая масса комплекса составила 14 т. Аппаратура позволит выполнять на борту комплекса исследования по 9 направлениям в различных областях науки и техники.

Орбитальная станция «Мир» в 1991 г.

Российский сегмент состоит из 12 элементов, из которых 9 основных общей массой 103—140 т. В него вошли модули: «Заря», служебный, универсальный стыковочный, стыковочно-складской, два исследовательских и модуль жизнеобеспечения; а также научно-энергетическая платформа и стыковочный отсек.

Модуль «Заря» массой 21 т, разработанный и изготовленный в Центре им. М. В. Хруничева по контракту с фирмой «Boeing», является основным элементом международной орбитальной станции «Альфа». Его конструкция позволяет легко адаптировать и модифицировать модуль в зависимости от поставленных задач и назначения с сохранением надежности и безопасности создаваемых модулей.

Основой «Зари» является грузовой блок для приема, хранения и использования топлива, размещения части систем жизнеобеспечения экипажей. Система жизнеобеспечения может работать в двух режимах: в автоматическом и на случай внештатной ситуации.

Модуль разделен на два отсека: приборно-грузовой и переходной. В первом находится научная аппаратура, расходуемые материалы, аккумуляторные батареи, служебные системы и оборудование. Второй отсек предназначен для хранения доставляемых грузов. На внешней стороне корпуса модуля установлены 16 цилиндрических баков для хранения топлива.

«Заря» оснащена элементами системы обеспечения теплового режима, панелями солнечных батарей, антеннами, системами стыковки и телеметрического контроля, защитными экранами, захватным устройством для кораблей «Спейс Шаттл» и т. д.

Длина модуля «Заря» составляет 12,6 м, диаметр 4,1 м, стартовый вес 23,5 т и на орбите примерно 20 т. В составе международной космической станции модуль может изменять орбиту, стабилизировать полет при стыковках, координировать пространственное положение и мн. др.

Общая масса американского сегмента составила 37 т. Он включает в себя модули: для соединения в единую конструкцию герметичных отсеков станции, основную ферму станции — конструкцию для размещения системы энергоснабжения.

Основу американского сегмента составляет модуль «Юнити». Он выводился на орбиту с помощью космического корабля «Индевор» с космодрома Канаверал с шестью астронавтами (в том числе и российскими) на борту.

Узловой модуль «Юнити» представляет собой герметичный отсек длиной 5,5 м и диаметром 4,6 м. Он снабжен 6 стыковочными узлами для кораблей, 6 люками для перехода экипажей и переноса грузов. Орбитальная масса модуля — 11,6 т. Модуль является связующей частью между российской и американской частями станции.

Кроме того, американский сегмент включает в себя три узловых, лабораторный, жилой, двигательный, международный и с центрифугой модули, шлюзовую камеру, системы энергопитания, обзорную кабину-купол, корабли-спасатели и т. д. К большому американскому модулю присоединяются элементы, разработанные странами — участницами проекта.

Американский сегмент включает и итальянский возвращаемый грузовой модуль, лабораторный модуль «Дестини» («Судьба») с комплексом научной аппаратуры (модуль планируется сделать центром управления научным оборудованием американского сегмента); совместную шлюзовую камеру; отсек с центрифугой, создаваемый на базе модуля «Спэйслэб» и самый крупный жилой блок для четырех астронавтов. Здесь, в герметичном отсеке, размещаются кухня, кают-компания, спальные помещения, душ, туалет и другое оборудование.

Японский сегмент весом 32,8 т включает в себя два герметичных отсека. Его основной модуль состоит из лабораторного отсека, ресурсной и открытой научной платформы, блока с научной аппаратурой, шлюза для выноса оборудования на открытую платформу. Внутреннее пространство занимают отсеки с научной аппаратурой.

Канадский сегмент включает в себя два дистанционных манипулятора, с помощью которых можно будет проводить сборочные операции, обслуживать служебные системы и научные приборы.

Европейский сегмент состоит из модулей: для соединения в единую конструкцию герметичных отсеков станции, материально-технического снабжения «Колумбус» — специального научно-исследовательского модуля с оборудованием.

Для обслуживания орбитальной станции предполагается использовать не только «Спейс Шаттл» и российские транспортные корабли, но и новые американские корабли-спасатели для возвращения экипажей, европейские автоматические и японские тяжелые транспортные корабли.

К моменту окончания строительства международной орбитальной станции «Альфа» на ее борту должны будут работать международные экспедиции из 7 астронавтов. Первым экипажем для работы на международной орбитальной станции выбраны 3 кандидата — россияне Сергей Крикалев, Юрий Гидзенко и американец Уильям Шепард. Командир будет назначен совместным решением в зависимости от задач конкретного полета.

Строительство на околоземной орбите международной космической станции «Альфа» началось 20 ноября 1998 г. с запуска первого российского модуля «Заря». Производился он с помощью ракеты-носителя «Протон-К» в 9 ч 40 мин. по московскому времени с космодрома Байконур. В декабре этого же года состоялась стыковка «Зари» с американским модулем «Юнити».

Все проводимые на борту станции эксперименты проходили в соответствии с научными программами. Но в связи с отсутствием финансирования на продолжение пилотируемого полета с середины июня 2000 г. ОК «Мир» был переведен в режим автономного полета. После 15 лет существования в открытом космосе станция была сведена с орбиты и затоплена в Тихом океане.

За это время на станции «Мир» в период 1986—2000 гг. было реализовано 55 целевых научно-исследовательских программ. «Мир» стал первой в мировой практике международной орбитальной научной лабораторией. Большая часть экспериментов проводилась в рамках международного сотрудничества. Экспериментов, в которых была задействована иностранная аппаратура, было проведено свыше 7500. За период с 1995 по 2000 г. на станции «Мир» было выполнено, свыше 60% всего объема исследований по российской и международным программам.

За все время работы станции на ней было проведено 27 международных экспедиций, 21 из них на коммерческой основе. На «Мире» работали представители 11 стран (США, Германии, Англии, Франции, Японии, Австрии, Болгарии, Сирии, Афганистана, Казахстана, Словакии) и ЕКА. Всего на орбитальном комплексе побывало 104 человека.

Орбитальные комплексы модульного типа позволили проводить более сложные целенаправленные исследования в различных областях науки и народного хозяйства. Например, космос дает возможность производить материалы и сплавы с улучшенными физико-химическими свойствами, аналогичное получение которых на Земле обходится очень дорого. Или известно, что в условиях невесомости свободно парящий жидкий металл (и другие материалы) легко деформируются слабыми магнитными полями. Это дает возможность получения слитков заданной формы высокой частоты, без кристаллизации и внутренних напряжений. А выращенные в космосе кристаллы отличаются высокой прочностью и большими размерами. Например, кристаллы сапфира выдерживают давление до 2000 т на 1 мм2, что примерно в 10 раз превышает прочность земных материалов.

Создание и эксплуатация орбитальных комплексов обязательно приводит к развитию космической науки и техники, освоению новых технологий и совершенствованию научной аппаратуры.

• Космические аппараты: спутники
• Космические аппараты для полета на Луну
• Космические аппараты для полета к планетам Солнечной системы
• Пилотируемые космические корабли
• Транспортные космические корабли
• Космические корабли многоразового использования (челноки)