Буде вам «Наука». Як російський модуль ледь не знищив Міжнародну космічну станцію

Accident in the space over Earth

Багатофункціональний лабораторний модуль «Наука» взагалі не мав би з’явитися в складі МКС. Його початково не планували створювати – це був дублер зовсім іншого компонента станції. Потім 15 років «Науку» не могли добудувати. Згодом кілька місяців не могли запустити. Після пуску вісім днів намагалися налагодити роботу двигунів, щоб долетіти до станції. Але фахівці «Роскосмосу» героїчно здолали всі труднощі: 29 липня 2021 року модуль «Наука» успішно пристикувався до МКС. А потім на ньому самі собою ввімкнулися двигуни.

E7d_KHGVcAgMP8W.jpg

Схема Міжнародної космічної станції з усіма модулями і кораблями. “Наука” на ній міститься лівіше від корабля “Союз” – вона так само направлена “донизу”

Космічна «спадщина» СРСР

Для початку – трохи історії. У далекому 1993 році новообраний президент США від Демократичної партії Білл Клінтон прийняв принципове політичне рішення – скасувати будівництво орбітальної станції Freedom, ініційоване президентом Рейганом ще на піку «холодної війни» з СРСР. Його адміністрація вирішила інакше: СРСР розвалився, «холодної війни» нема, Росія будує демократію. Тож краще не витрачати колосальні кошти на проєкт «Свобода», а натомість купити в Росії компоненти, що призначалися для радянської станції «Мир-2». І використати їх для спорудження нової міжнародної станції – майбутньої МКС. Америка на цьому економила сотні мільйонів доларів, час будівництва скорочувався на роки. Ну і радянська космічна спадщина залишалася під контролем: напівголодні російські ракетні фахівці мали б менше причин пропонувати свої послуги Китаю чи Ірану.

Першим (і найголовнішим на той час) компонентом майбутньої Міжнародної космічної станції став так званий функціонально-вантажний блок «Заря». Саме він забезпечував управління, енергопостачання, і на ньому зберігалося пальне. НАСА заплатила за нього 220 мільйонів доларів. І купувала не кота в мішку: в основі модуля були конструкції Транспортного корабля постачання (ТКС у російському скороченні) – одної з найбільш потужних і найбільш засекречених радянських космічних розробок. ТКС був створений для забезпечення функціонування бойових орбітальних станцій «Алмаз». Апарат, розміри і масу якого можна було порівняти з самою станцією, контролював її орбіту, постачав і забирав вантажі, і міг доставляти екіпажі (хоча пілотованих польотів і не відбулося). І його модифікація у компонент орбітальної станції вже була успішно відпрацьована на «Мирі» – на модулях «Квант-2», «Кристал», «Спектр» та «Природа» .

алмаз - ткс.jpg

Бойова станція “Алмаз” (зліва) та пристикований до неї Транспортний корабель постачання – основа модулів “Заря” і “Наука”.

Утім, будуючи майбутній блок «Заря» на основі ТКС, росіяни вирішили перестрахуватися і виготовити для нього дублера – на випадок аварії основного модуля під час пуску або на орбіті. Це було порівняно нескладно і недорого – адже по ТКС існував «запас» ще радянського періоду.

У 1998 році, коли почалася історія Міжнародної космічної станції, функціонально-вантажний блок-2 був готовий на 80%. Він не знадобився – пуск «Зарі» виявився повністю успішним. ФГБ-2 перетворився на двадцятитонну валізу без ручки: у складі станції потреби в ньому не було, але не різати ж його на металобрухт?

Росіяни спробували продати блок американцям: ви ж збираєтеся будувати науковий модуль Destiny, так беріть готовий. Однак «Боїнг» від пропозиції відмовився і виготовив Destiny самостійно. А ФГБ-2 залишився припадати пилом.

І лише у 2006 році, коли ріст нафтових цін реанімував космічні амбіції Кремля, було ухвалене рішення переробити ФГБ-2 у багатофункціональний лабораторний модуль. І пристикувати його до російського сегмента Міжнародної космічної станції.

Багатофункціональний лабораторний брак

За планами, «Наука» мала полетіти до МКС не пізніше 2007 року. Потім пуск перенесли на 2009-й. Потім на 2011-й. Втім, лише у 2012-му блок привезли у підмосковний Корольов на фінальний етап випробувань. І тут, як це часто буває в російській космонавтиці, «щось пішло не так».

Інженери корпорації «Енергія» виявили в трубопроводах та баках модуля дрібнодисперсну металеву стружку. Її потрапляння в клапани і форсунки загрожувало аварійною зупинкою двигунів. Замінити забруднені баки на інші було нереально – завод, який їх виготовляв, перестав існувати, ба більше – в Росії не залишилося виробництва, здатного випускати алюміній та неіржавну сталь із потрібними характеристиками. Довелося знімати трубопроводи і розрізати баки – а потім довго мити їх, видаляючи стружку. Та навіть після цих процедур її знову виявляли – імовірно, стружку створювало тертя між стінками баків і так званими сильфонами – гармошкоподібними трубами для перекачування пального.

mlm_at_baikonur.jpg

Від початку будівництва до запуску “Науки” минуло 25 років

Деякі фахівці російської космічної галузі почали обережно заявляти, що «Науку» до МКС запускати не можна. Адже, окрім стружки в баках, посилювалася проблема природного старіння інших компонентів – зокрема, гумових ущільнювачів. Однак коли в 2018-му на посаду голови «Роскосмосу» перевели віце-прем’єра Дмитра Рогозіна, відомого «імперця» та шовініста, стало очевидно – «Науку» запускатимуть у будь-якому стані. Пропаганда російської космічної величі – понад усе.

Стружка в баках і мікротріщини в трубопроводах? Ну і що, хай двигуни запустяться один-два рази, а після стиковки вони вже не потрібні. Компоненти старіють? Начхати, щось замінимо, а щось і так зійде: МКС теж не нова. Термін експлуатації мав закінчитися в 2019-му? Нічого, продовжимо хоч до 2020-го, хоч до 2030-го. Не обійшлося і без «українського питання» – з «Науки» демонстративно зняли систему управління, яку для всіх попередніх модулів виготовляв харківський завод «Хартрон». «Науку» избавили от украинских узлов», – зловтішалися російські пропагандистські видання.

У 2019-му роботи по завершенню «Науки» активізувалися. Зволікати далі було неможливо: модуль треба було запускати в будь-якому вигляді, поклавшись на споконвічний російський «авось». У серпні 2020-го після випробувань на герметичність «Наука» залізницею прибула на казахський космодром «Байконур» – для передстартових тестів і запуску. Тут знову були виявлені недоліки, але у «Роскосмосі» стверджували, що вони незначні і легко усуваються.

наука -сенсори.jpg

Ті самі сенсори на корпусі “Науки”, які забули прикрити термоізоляцією

Наприкінці червня 2021-го МЛМ «Наука» пристикували до ракети-носія «Протон». І тут сталася чергова драма. Американський журналіст (!) побачив на опублікованому «Роскосмосом» у Твіттері фото «Науки» (!!!), що на кількох сенсорах на корпусі модуля не встановлена екранно-вакуумна ізоляція. Після поширення цієї інформації в інтернеті рогозінці тихенько зняли модуль з ракети і повернули в монтажно-випробувальний цех. Через це пуск відтермінувався ще на тиждень.

«Науку» не спинити…

21 липня 2021 року епічний довгобуд російської космонавтики, багатофункціональний лабораторний модуль «Наука» був успішно виведений на орбіту. Втім, вітальні повідомлення на адресу російської космонавтики дуже швидко вщухли: буквально через кілька годин стало зрозуміло, що власні двигуни модуля, які мали підняти його висоту, не запустилися. У «Роскосмосі» не пояснювали, що сталося: вони б і раді були приховати проблеми з «Наукою», але орбітальні параметри не сховаєш. А вони свідчили про те, що без запуску двигунів модуль зійде в атмосферу і згорить через кілька діб. Повідомлення з неофіційних джерел не додавали оптимізму: двигуни не запускаються, датчики орієнтації видають сигнал «Аварія», система автоматичного зближення «Курс» не працює.

Nauka-launch-scaled.webp

Старт ракети “Протон” з МЛМ “Наука”

Зрештою, уболівальники за успіхи російської космонавтики видихнули з полегшенням – за даними американської системи стеження за космосом NORAD, орбіта «Науки» почала підвищуватися, і на ній модуль міг протриматися принаймні місяць. Але і тут позитиву вистачило ненадовго. Показники приросту орбіти неспростовно вказували на те, що їх забезпечують не маршеві двигуни «Науки», а малопотужні двигуни орієнтації. Замість нормального польоту «Наука» «повзла» до МКС в нештатному режимі. За найбільш оптимістичного розвитку подій це призвело б до втрати ресурсу пального та двигунів. За найбільш песимістичного – «Наука» взагалі б не долетіла до МКС.

Ще кілька днів очікування – і знову позитивна новина. Фахівці «Роскосмосу» змогли перезапустити маршеві двигуни, вони увімкнулися спочатку в тестовому режимі, а потім і в робочому. Орбіта «Науки» швидко зростає, вона зближується з МКС. Фінальним підтвердженням того, що все йде успішно, стало відокремлення модуля «Пірс» із пристикованим до нього вантажним кораблем «Прогрес». Вивільнене місце призначалося для «Науки», а «Пірс» із «Прогресом» згоріли в атмосфері.

пірс.jpg

Модуль “Пірс” і корабель “Прогрес” відстикувалися від МКС, звільняючи місце для “Науки”

29 липня «Наука» успішно здійснила стиковку з МКС. Російські космонавти на борту станції ретельно контролювали процес, щоб на випадок відмови автоматичної системи пристикувати модуль вручну. Але все обійшлося – автоматика відпрацювала штатно. Рогозін у Твіттері вихвалявся: «С сегодняшнего дня иностранцы научатся произносить новое русское слово – Наука». Космонавти почали відкривати люки в суміжному модулі «Звезда», щоб почати розвантажування.

І тут щойно пристикований модуль увімкнув двигуни – і маршеві, і маневрові. Сам собою. Без команди. Ні космонавти на МКС, ні оператори центра управління на Землі не знали, як їх вимкнути.

Ситуація з нештатної перетворювалася на критичну. Щоб компенсувати зміщення, автоматика увімкнула двигуни корекції на модулі «Звезда». Станцію почало «розтягувати» – «Наука» штовхала її в один бік, «Звезда» – в інший. Щоб зменшити перевантаження конструкції, «Звезду» вимкнули і натомість запустили двигуни вантажного корабля «Прогрес». Цей авральний план спрацював – МКС не розвалилася, її просто (!!!) закрутило на 45 градусів.

наука1.jpg

“Наука”, пристикована до МКС. Ось-ось її двигуни нештатно увімкнуться

Тоді як російські космонавти марно намагалися зупинити «Науку», їхні американські сусіди по МКС готували евакуацію. Згодом посадовці НАСА відзначать «феноменальну роботу» астронавтів та наземної команди компанії Ілона Маска SpaceX із підготовки корабля Crew Dragon до термінового старту задля порятунку екіпажу МКС у випадку її руйнування. Вони встигли, однак їхні зусилля не знадобилися: на щастя, станція витримала.

Вимкнути двигуни «Науки» так і не вдалося – вони зупинилися самі після використання всього пального. У НАСА навіть спробували подати це як позитивну новину: мовляв, тепер уже точно «Наука» не загрожує станції, а екіпаж перебуває в повній безпеці.

Утім, навряд чи це когось заспокоїть. По-перше, інцидент був дуже серйозним: станція вартістю в 150 мільярдів доларів могла вчора припинити своє існування. По-друге, не факт, що все закінчилося: нештатні навантаження могли деформувати вузли та конструкції і без того зношеної станції, і ще невідомо, як це проявиться згодом. І по-третє, виникає запитання: а чому НАСА взагалі так благодушно поставилася до стиковки з МКС двадцятитонної старої залізяки, в якої були очевидні проблеми з двигунами і системою управління.

Інцидент з «Наукою» вже створив проблеми. 30-го липня до МКС мав летіти Boeing Starliner – ще один приватний американський корабель, який завершує випробування у безпілотному режимі. Проте ракету з кораблем вже прибрали з пускової позиції: в умовах надзвичайної ситуації на станції такий політ неможливий за визначенням.

starliner.jpg

Ракета Atlas V з кораблем Boeing Starliner. Цей пуск зірваний через інцидент із “Наукою”

Зрозуміло, що Захід, навіть зберігаючи на словах політкоректність, обов’язково зробить висновки щодо інциденту з «Наукою» та діями «Роскосмосу». І було б дуже добре, якби і в НАСА, і в Європейській космічній агенції нарешті позбулися ілюзій про те, що російська космічна галузь може бути для них корисним партнером. Бо в реальності відбувається інше: рогозінці не здатні створити нічого нового (доказом є фіаско ракети «Ангара» та зрив будівництва космодрому «Восточний») і натомість банально паразитують на старій, але дуже надійній радянській космічній спадщині. Вона надійна не тому, що «зроблена в СРСР»– просто на ній за десятиліття експлуатації періодично виходило з ладу все, що в принципі могло вийти з ладу. І ці недоліки після аварій знаходили й усували. Але нову техніку за цією методикою не створиш: бо нема держави, яка забере у громадян передостанні штани, щоб збудувати ракету.

Епізод із фільму “Армагеддон” про російський підхід до ремонту космічної техніки виявився пророчим

Зараз же деградація рогозінського «Роскосмосу» дійшла до того рівня, коли російська космічна галузь не здатна випускати навіть те, що успішно вироблялося і літало в космос 40 років тому. І цю свою нездалість Росія не визнає зараз і ніколи не визнає: пропаганда космічних успіхів, яких насправді немає, є одним з основних складників ідеології Кремля. І лише питання часу, коли черговий російський космічний мотлох не лише щось зруйнує, а й когось уб’є.

рогоз.jpg

І замість епілогу: Рогозін був правий, іноземці дійсно засвоїли слово “Наука”.

MIXADV

цікаве