Главная / Наука и технологии / Инженерные проблемы модуля «Наука»

Инженерные проблемы модуля «Наука»

Инжeнeрныe прoблeмы мoдуля "Нaукa"

Eсли вы слeдили зa злoключeниями мoдуля «Нaукa», кoтoрый ужe мнoгo лeт нe мoгут зaпустить к МКС, и, пo пoслeдним нoвoстям, нaxoдят тaм всe нoвыe зaгрязнeния, тo вaс мoглa вoзмутить этa истoрия. Дeйствитeльнo, мoжнo пoдумaть чтo-тo врoдe: «ну прoмoйтe ужe эти бaки и трубoпрoвoды либо зaмeнитe иx и зaпускaйтe в кoнцe кoнцoв!» Нa бытoвoм урoвнe этo лoгичнo. Нo eсли рaзoбрaться, тo истoрия «Нaуки» прeврaщaeтся в притчу, o тoм, чтo в один прекрасный момент достигнутый уровень технологии может быть просто забыт и потерян.

Инженерные проблемы модуля "Наука"

Модуль «Наука», фото РКК «Энергия»

Факты и хронология


В 2013 году собранный модуль «Наука» стали было готовить к пуску, но он провалил приемочное тестирование в РКК «Энергия» — в трубопроводах нашли металлическую стружку. Модуль в 2015 году возвратили обратно в Центр им. Хруничева, трубопроводы поменяли, но весной 2017 загрязнение отыскали уже в баках. Планы запустить модуль в 2018 в настоящее время невыполнимы, а в начале апреля появилась даже новость, что «Науку» вообщем могут отменить. В конце апреля истекут две недели, взятые на оценку состояния систем модуля, и может быть оглашено какое-то новое решение.

Почему на устранение загрязнения уходит столько времени, и почему баки несложно не заменили? В отличие от серийных бытовых агрегатов это сделать не так-то несложно. Но, чтобы понять это, нужно погрузиться в историю создания «Науки».

Как грузовик станциями стал


В наилучших традициях эпических повествований, наш рассказ начинается аж в 1969 году. ОКБ-52 Челомея, создатель РН «Протон», разрабатывало военные орбитальные станции «Алмаз». Главной их задачей было фотографирование Земли в разных спектрах, и, следовательно, большое число пленки, которую нужно было возвращать на Землю. Изначальный проект 1966 года желал использовать модификацию корабля «Союз», но даже до сих пор у «Союзов» весьма небольшие возможности по возвращению груза. Тяжкий «Протон» мог поднять на орбиту 20 тонн, в три раза больше, чем ракета-носитель «Союз», которая выводила корабль «Союз», потому в 1969 году было решено сделать новейший пилотируемый корабль. Так родился Транспортный корабль снабжения (ТКС).

Инженерные проблемы модуля "Наука"

Разрез ТКС, набросок NASA/David S.F. Portree

Немалая грузоподъемность «Протона» позволила сделать тяжелый корабль из 2-ух частей — возвращаемого аппарата (ВА) и функционально-грузового блока (ФГБ). Любознательная деталь — возвращаемый аппарат планировалось использовать неоднократно, и за время испытаний два ВА слетали в космос два раза.

Инженерные проблемы модуля "Наука"

ТКС на ракете-носителе «Протон», шпиль слева — ОС спасения

Ни один ТКС не запускался с экипажем, основным образом потому, что ядовитое топливо ракеты-носителя «Протон» добивалось гораздо более серьезных мер защищенности при подготовке к старту и создавало немалые проблемы в случае аварии на первых секундах полета — возвращаемый аппарат не мог улететь далековато и на земле мог быть накрыт парами не спаленного топлива. Но в качестве грузовых кораблей ТКС летали не один раз. А на базе уже готовой конструкции ФГБ стали делать модули орбитальных станций. ТКС состыковался со станцией «Салют-7» и поработал ее модулем.

Инженерные проблемы модуля "Наука"

ТКС, «Салют-7» и пристыкованный «Союз», в большем размере

ФГБ стали модулями для станции «Мир» и служили буксирами, какие приводили и стыковали другие модули.

Инженерные проблемы модуля "Наука"

1 — ТКС, 2 — буксир на базе ТКС и модуль «Квант», 3 — модуль «Квант-2», набросок Михаила Шмитова, «Техника молодежи» 2004 №9

На начало 90-х годов ФГБ осталось два. Из 1-го сделали ФГБ «Заря» — 1-ый модуль МКС. Последний поначалу был резервным на случай аварии «Зари», а в итоге из него стали делать модуль «Наука».

Инженерные проблемы модуля "Наука"

ТКС и ФГБ «Заря», схема с форума Авиабазы

Промышленная археология баянов


В уникальной конструкции ФГБ шесть длинноватых и узких баков 77KM-6127-0. В 2-ух хранится газ наддува под наибольшим давлением, еще четыре хранят горючее и окислитель суммарной массой 2432 кг. Маленький диаметр баков позволил расположить над ними радиаторы системы термообмена и не выйти за наибольший диаметр 4,1 м.

Инженерные проблемы модуля "Наука"

Вид на торец баков, фото Анатолия Зака/russianspaceweb.com

Инженерные проблемы модуля "Наука"

Баки под радиаторами, фото Анатолия Зака/russianspaceweb.com

Конструктивно это не несложно баки, а сложные агрегаты с перегородкой в виде сильфона (гармошки) меж компонентом топлива и газом наддува. Сильфон, сходясь и расходясь как меха гармошки, разрешает диафрагме перемещаться внутри бака, что дает вероятность многократно дозаправлять его от транспортных кораблей еще на орбите.

Инженерные проблемы модуля "Наука"

Схема бака, фото из презентации проф. В.А. Соловьева

Баки были произведены в 80-х годах, от оборудования, на котором их делали, ничего не осталось, производственные цепочки разрушены после распада СССР, и делать свежие такие же баки нужно будет с нуля. Когда в их попало загрязнение — неизвестно, оно полностью могло быть занесено уже в 90-х, и люди, которые сделали ошибку или халатность, еще как минимум не работают, а кого-то еще возможно и нет в живых. Несложно промыть баки не получится — из-за сложной формы загрязнение станет удаляться только частями. Что же делать?

Когда ФГБ готовили к роли дублера «Зари», на него установили остальные, укороченные баки. «Заря» не маневрировала энергично для стыковки, ее ловили Спейс Шаттлом, потому объем топлива можно было уменьшить.

Инженерные проблемы модуля "Наука"

Вариант с укороченными баками, модель Анатолия Зака/russianspaceweb.com

Позже укороченные баки сняли, и одним из вариантов после обнаружения трудности было бы поставить их опять. Этот вариант отпал, поэтому что в укороченных баках тоже отыскали загрязнение. Косвенно это подтверждает версию, что его туда внесли еще в 90-х, но нам от этого не легче. Рассматривался уже вариант с одновременным использованием длинноватых и коротких баков, но и он в итоге отпал.

В РФ разрабатывается новый научно-энергетический модуль МКС, и у него тоже существует топливные баки. А что если поставить их?

Инженерные проблемы модуля "Наука"

Вариация с баками от НЭМ, модель Анатолия Зака/russianspaceweb.com

Но, как досадно бы это не звучало, новые баки большего поперечника и не помещаются под радиаторами системы термообмена. А если поднять выше радиаторы, то поперечник модуля станет больше 4,1 м, и нужно будет делать еще и новейший обтекатель для ракеты-носителя «Протон», поэтому что в существующие модуль не влезет по ширине.

Отлично, у нас еще есть транспортные корабли «Прогресс», и разрешено попробовать взять баки оттуда. Баки выполняются серийно, они маленькие, но их разрешено взять много, это не неувязка.

Инженерные проблемы модуля "Наука"

Вариант с баками от «Прогресса», модель Анатолия Зака/russianspaceweb.com

Но и данный вариант не подошел — баки «Прогресса» больше по поперечнику, и потребуют решения таких же, как у баков НЭМ, заморочек с радиаторами и обтекателем. Плюс, они не разрабатывались для неоднократной заправки, и может возникнуть неувязка невозможности дозаправлять их на орбите.

В итоге, по инфы Анатолия Зака, приняли решение вскрыть уникальные баки по продольной оси и бережно их почистить. Эта операция должна дать доступ к сложным мехам сильфона для очистки, и не потребует новые уникальные детали — разрезать и заварить баки разрешено на существующем оборудовании.

Результат


Печальная история «Науки», на мой взор, показывает грани технологического прогресса, о коих редко задумываются. В отличие от компьютерной игрушки, где исследованная технология никуда не денется, в действительности очень легко после заслуги определенного уровня откатиться назад и потерять возможность делать конструкции, какие серийно производились десятилетия вспять. И история «Науки» начинает припоминать потерянные технологии ракет-носителей «Энергия» либо «Saturn-V»

Понравилась статья - лайкни и оцени поставив звездочку ниже:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан