Поговорим об орбитальных станциях?

В последние дни в сети появилось много материалов и обсуждений, связанных с 15-летним "юбилеем" схода с орбиты первой в мире многомодульной орбитальной станции Мир. Не вижу, что тут отмечать. Старушка-станция многократно превысила рассчетный ресурс, была критически изношена, пострадала от пожаров внутри и столкновения с кораблем Прогресс, частично разгерметизировалась, её солнечные батареи были побиты-поломаны, на станции завелась плесень - поддерживать сущетвование этого полутрупа было очень дорого, а пребывание на её борту людей становилось крайне опасным.

Но суть не в этом. Я пишу эту статью, чтобы рассмотреть аспекты создания, идею и смысл существования орбитальных станций.

Итак, в середине 60-х годов товарищ Челомей, создавший ракету УР-500 "Протон", но оттесненный на обочину пилотируемой космонавтики товарищем Королёвым, предложил Дмитрию Федоровичу Устинову проект военной орбитальной станции Алмаз, которая, по сути, представляла собой космический корабль несколько большего размера, с продленным сроком автономного функционирования в космосе. Цель создания этих станций была четко определена: космическая разведка с перспективой превращения станции в орбитальный центр управления боевыми космическими аппаратами типа истребителей спутников.

Тут совпали интересы. Советский космос проходил по ведомству и существовал на деньги военных, но для них пилотируемая космонавтика не работала - королёвские Р-7, Востоки и Восходы, лунная программа - всё работало на идеологические структуры, хоть и финансировалось армией. Конечно, Устинову очень хотелось, чтоб хоть часть пилотируемой космонавтики подчинялась военным и работала на военных. С другой стороны, Челомею хотелось иметь свою пилотируемую космонавтику, своих космонавтов и применения своей ракете УР-500 (с перспективой создания более мощной УР-700).

Собственно проект челомеевской станции базировался на возможностях этой самой ракеты Протон. Была бы ракета с большей грузоподъёмностью, станции Челомея были бы больше, но УР-500 могла поднять на орбиту до 20 тонн, значит и лимит веса станции - 20 тонн.

Программа орбитальных пилотируемых станций получила название Алмаз. Это были космические аппараты с обитаемым объемом 90 кубометров, рассчитанные на пребывания экипажа из 2 человек. Экипаж должен был вести визуальное наблюдение и фотографирование районов, которые интересовали заказчика. Фотопленки должны были сбрасываться на землю в специальных маленьких спускаемых аппаратах, входить в атмосферу и опускаться на парашюте. На случай "промаха", посадки за пределами СССР, предусматривалась система самоуничтожения этих спускаемых аппаратов.

Менталитет военного ведомства понятен - раз это военный объект, то его надо охранять от покушений супостатов. Враги обязательно захотят нашу станцию захватить или сбить и поэтому надо иметь на борту вооружение. Для защиты от спутников-инспекторов и перехватчиков потенциального противника, Алмазы оснащались модифицированной автоматической пушкой НР-23 конструкции Нудельмана - Рихтера (система Щит-1), на смену которой позднее, на первой станции Алмаз второго поколения, должна была прийти система Щит-2, состоящая из двух ракет класса космос-космос. Алмазы 2-го поколения должны были получить (и получили) радиолокационную систему бокового обзора с синтезированной аппертурой, способную делать практически фотографические изображения районов и отдельных объектов, испульзуя методы радиолокации.

Позже, когда в начале 70-х американцы объявили о программе создания орбитальных челноков и рассказали о их предположительных параметрах, параноидальные мозги военных тут же решили, что, поскольку размеры грузового отсека шаттла могут вместить Алмаз, то "это ж-ж-ж-ж не просто так". Шаттлы собираются красть с орбиты советские станции! То, что максимальный вес груза, который шаттл мог вернуть на Землю всего 14 тонн, а Алмаз весит целых 20, в голову им не приходило.

Королёв тоже заинтересовался орбитальными кораблями увеличенного размера и продленного автономного пилотируемого полета. У Челомея были проблемы с системами жизнеобеспечения и двигательной установкой, Королёв протянул ему "дружескую руку" в лице гениального конструктора Феоктистова, создателя пилотируемых кораблей от Востоков до Союзов. За это, Королёв получил несколько корпусов Алмазов, построенных у Челомея. Так началась программа Долговременных Орбитальных Станций (ДОС). Феоктистов помог Челомею системами жизнеобеспечения и маневрирования, разработанными для корабля Союз, а у Королёва начали переделку Алмазов по своим соображениям. Королев и его наследники продолжали мечтать о дальнем космосе и рассматривали ДОСы, как опытно-экспериментальный вариант будущих орбитальных комплексов от которых корабли полетят на Луну и Марс.

Если бы королёвская Н1 начала летать, основываясь на опыте ДОСов, королёвцы собирались строить и выводить на орбиту станции весом до 95-100 тонн. Это уже серьёзные штуки, особенно, если они модульные.

Но мечтам о больших станциях не суждено было сбыться. Н1 взрывалась, лунную программу закрыли, Н1 повелели изничтожить и с ней вместе засохла мечта об огромных орбитальных станциях.

Время и события распорядились так, что, проиграв лунную гонку. СССР либо должен был уйти из пилотируемого космоса, либо найти какой-то способ зацепиться хоть на земной орбите. И тут в самый раз пришлись Алмазы. "Ага", - сказали наверху, "они жизнями астронавтов рискуют на Луне, а мы займемся освоением орбиты". Зрена там "осваивать"? Неважно. Наши космонавты будут совершать длительные полеты на орбитальных станциях. И начали запускать.

Салют-1, запущенный на орбиту ракетой Протон 19 апреля 1971 года, был королёвским ДОСом. ДОС-1. Станция продержалась на орбите 175 суток. Первая попытка доставить на станцию экипаж, на корабле Союз-10, не получилась. Второй экипаж, на Союзе-11, смог всё-таки пристыковаться и перейти на станцию. Пробыв в Салюте 22 дня, насытившись "приключениями" (включая пожар на станции), экипаж, в составе космонавтов Добровольского, Волкова и Пацаева, вернулся на свой корабль. При спуске, после отделения агрегатного отсека, произошла разгерметизация спускаемого апппарата и космонавты, летевшие без скафандров, погибли. После этого корабли Союз стали 2-местными, а космонавты стали облачаться в скафандры. Соответственно, и орбитальные станции стали 2-местными. В 90-100 кубах объёма трем космонавтам всё равно было тесновато.

Салют-1 сошел с орбиты 11 октября 1971 года.

Салют-2 был челомеевским Алмазом, то есть Орбитальной Пилотируемой Станцией (ОПС). По устройству, ДОСы немножко отличались от ОПСов, хотя принципиально это было одно и тоже.

3 апреля 1973 года ракета Протон вывела первый ОПС на орбиту, но случился УПС - на 13-е сутки станция разгерметизировалась. 25 апреля станция, остававшаяся на слишком низкой орбите, перестала отвечать ЦУПу, началось торможение и 28 мая Салют-2 хлопнулся недалеко от Австралии.

Салют в разрезе

В США увидели в советских станциях некий технологический и политический вызов, типа продолжения космической гонки. Поэтому он быстренько сварганили свою орбитальную станцию, в 3,5 раза больше, чем советские ОПСы и ДОСы, известную всем как Скайлэб. В 1972-м триумфально закрылась лунная программа США. 6 раз американцы высаживались на Луну. Продолжение полетов, запланированные экспедиции Аполлонов -18, -19 и -20 были отменены поскольку победа в лунной гонке уже была достигнута, новые экспедиции не вызывали общественного интереса, а денег на них требовалось немало. Ещё в 65-м фон Браун предлагал "практическое применение программы Аполлон" в виде использования верхней ступени Сатурна в качестве орбитальной станции. В то же время, коммиссия под руководством вице-президента США Спиро Агню, разработала космическую программу на после-лунный период. Эта программа, в частности, включала создание орбитальных станций на 50 человек экипажа (на орбите Земли) и на 20 человек экипажа (на лунной орбите). В программе Агню станции рассматривались в качестве баз для строительства межпланетных транспортных систем и как космопорты. Но Конгресс опять отказался финансировать эти проекты - не было политического стимула. Зато появился "советский вызов", связанный с орбитальными станциями. И тогда вспомнили о предложении фон Брауна: верхнюю ступень Сатурна шустро переделали в орбитальную станцию с 2 стыковочными узлами, с отсеком орбитальной обсерватории ATM (Apollo Telescope Mount). Поскольку корабли Аполлон и ракеты Сатурн ещё производились на потоке, это решение было вполне логичным.  14 мая 1973 года, когда ещё падала неуправляемая и мертвая станция Салют-2, могучий Сатурн-5 вывел на околоземную орбиту станцию Скайлэб стартовым весом 77 тонн (орбитальной массой 68 тонн без корабля Аполлон). В 350 кубометрах обитаемого пространства Скайлэба могли жить и работать по 3 человека.

Скайлэб в разрезе

Скайлэб

Но при выведении на орбиту произошел небольшой инцидент.  При выведении со станции сорвало теплоизолирующий экран (выполнявший также функцию защиты от метеоритов), который вырвал одну СБ и заклинил другую. Вскоре на станции стала катастрофически нарастать температура, достигнув внутри 38 °C, а на внешней стороне — 80 °C. «Скайлэб» осталась без электроснабжения и без терморегулирования, и эксплуатация её была практически невозможна. Для разрешения ситуации было решено доставить на станцию замену экрану — своеобразный «зонтик», полотнище, натянутое на 4 раздвигающиеся спицы. Зонтик был в кратчайшие сроки изготовлен и уже 25 мая отправился на станцию вместе с первой экспедицией. Первая экспедиция SL-2 (Чарлз Конрад, Пол Уайтц и Джозеф Кервин) продлилась 28 суток (25.05.1973 - 22.06.1973) и носила не столько научный, сколько ремонтный характер. В ходе нескольких выходов в космос астронавты раскрыли заклинившую солнечную батарею и восстановили терморегуляцию станции с помощью установленного теплозащитного зонтика. Вторая экспедиция тоже занималась ремонтом, установив дополнительную термозащиту и поменяв некоторые гироскопы. Последняя, третья экспедиция уже была научной. Все экспедиции били последовательно все рекорды длительности пребывания в космосе, были проведены сотни экспериментов, наблюдений, сделаны научные открытия (открыты, например, "коронарные дыры" на Солнце). Выходы в открытый космос во время экспедиций включали регулярную смену плёнки астрономических инструментов, установленных на внешней стороне станции. Всё это должно было доказать Конгрессу целесообразность использования орбитальных станций, а НАСА держала в уме отложенные планы создания больших орбитальных станций, как трамплина в дальний космос.

Тем не менее, Конгресс, только что утвердивший программу спейс-шаттл, не получил вразумительного объяснения зачем им нужны орбитальные станции. Научные открытия - это хорошо, но что от них пользы США. как стране? В связи с началом создания системы спейс-шаттл, Конгресс прекратил финансирование строительства новых ракет Сатурн-5 и кораблей Аполлон. НАСА успела построить второй Скайлэб, но у них оставался только два Сатурна (для запуска Скайлэб-Б и экспедиции) и всего один корабль Аполлон. Вместо Скайлэб-Б, Конгресс решил отправить в космос Аполлон по программе Союз-Аполлон, чисто политической и символической. Больше ни ракет, ни кораблей для полетов на Скайлэб не осталось, станцию законсервировали "до лучших времен", когда начнут летать шаттлы. Шаттлы должны были откорректировать орбиту Скайлэба, доставить туда экипаж. припасы и новое оборудование. А там, глядишь, русские сновачто-то придумают, политическая погода изменится и НАСА дадут деньги на строительство огромной станции, на регулярные рейсы к ней шаттлов, может даже на межпланетные полеты.

Но НАСА уже успела полностью обюрократиться, строительство и испытание шаттлов затягивались, солнечная активность разогрела верхние слои атмосферы, граница влияния атмосферы повысилась, Скайлэб начал быстро терять скорость и высоту, а Конгресс не видел необходимости в спасении станции. Пробыв на орбите больше 6 лет, 11 июля 1979 года, станция сошла с орбиты и упала в океан в 1300 км южнее Кейптауна.

Все эти 6 лет, пока летал Скайлэб, СССР продолжал запускать, или пытался запускать, очередные ОПСы и ДОСы. В июне 1974 - Алмаз-2 (Салют-3), потом, как раз перед сходом с орбиты предудешего Салюта - в декабре, Салют-4 (ДОС). Все Салюты были одно-модульными, сначала с 1, потом с 2 стыковочными узлами для присоединения пилотируемых и грузовых кораблей. Все Салюты были, по сравнению со Скайлэбом, крохотными и не очень "долговременными". Скайлэб пробыл на орбите больше 6 лет и был до самого конца в полностью рабочем состоянии. Салюты сходили с орбиты меньше, чем за год, часто и критично портились. На Салют-4 появились солнечный телескоп и другие научные приборы. На нем побывали 2 пилотируемые экспедиции (ещё одна закончилась аварийным запуском и суборбитальным полетом). Салют-5 снова был Алмазом (ОПС-3), но он впервые для советских станций продержался на орбите больше года, 411 дней. Челомей не хотел зависить от королёвских Союзов и предложил свои корабли, которые даже летали в космос под маркой ТКС (Транспортный Корабль Снабжения). Это был большой корабль, весом больше 20 тонн, с большим обитаемым объёмом (49,88 м³), но его на орбиту мог выводить (и выводил) только Протон, на котором нельзя было запускать пилотируемые корабли в виду ненадежности и ядовитости топлива.

ТКС

У СССР не было ни программы, ни замыслов межпланетных пилотируемых полетов. Салюты летали, но были слишком маленькими для чего-то серьёзного. На них проводил какие-то исследования, какие-то эксперименты, но правильнее сказать, проводили время. Туда возили "иностранных космонавтов", их использовали в пропагандистских целях, но реального толку от них не было. Американцы раньше натолкнулись на эту проблему и переориентировались на использование шаттлов, вместо висения на станции. Но у СССР выбора не было. Либо закрывать пилотируемые программы, либо станции. В конце концов, после очередного Салют-7, пролетавшей почти 9 лет (и тем, наконец, в 1991 году,  побившей рекорд покойного Скайлэба), переживший 6 экспедиций посещения, надо было что-то радикальное предпринимать.

Надо сказать, что 7-й Салют планировали использовать с челноками Буран, как Скайлэб планировали использовать с шаттлами. Но Буран слетал только раз, в 1988-м и программа была закрыта.

И тогда одномодульные Салюты превратили в 6-модульный Мир. По сути, это были те же ОПСы и ДОСы, плюс модули, сделанные на базе челомеевского ТКС. Получилось что-то побольше Салютов. но такое же бессмысленное. Внешне станция, как ёжик, "ощетинилась" солнечными панелями, которые никак не хотели синхронно ориентироваться. Я бы назвал этот вид "неряшливым".

станция Мир

Беда Мира была в том, что то, что было приемлимо в одномодульных станциях (наличие маршевых двигателей, 32 двигателей ориентации, баков с горючим и окислителем, систем астронавигации, маневрирования, стыковки, связи и управления), в многомодульной станции, созданной из тех же модулей, стало многократно дублироваться - каждый модуль имел всю эту муйню, но в составе станции это всё было ненужным весом и объёмом. Проект Мира начали рисовать в 76-м. Первый модуль вышел на орбиту в феврале 86-го. Если бы начал работать Буран, то Мир, возможно, стал похожим на МКС, но советский челнок не состоялся. Пока Мир строился, СССР приказал долго жить и холодная война закончилась. Началась недолгая дружба России с цивилизованным миром, на станцию стали летать космонавты многих стран, началась совместная советско-американская программа Мир-Шаттл. Советские космонавты отправлялись на станцию на шаттлах, шаттлы возили на Мир грузы, добавили к Миру ещё один стыковочный модуль, научные модули Спектр и Природа.

Но в конце 90-х начала сказываться недолговечность советской конструкции, наваливались проблемы, начались аварии и станция стала непригодной для эксплуатации. И ненужной.

Уже началось строительство МКС, в которой использовали пару Салютовских модулей, шаттлы позволили создать значительно большую станцию, с более рациональной структурой, позволили установить внешние фермы, на которых разместили дополнительное оборудование, склады и солнечные панели. Если Мир только догнал Скайлэб по обитаемому объёму, то МКС превзошла этот показатель почти втрое. Но суть дела не изменилась.

МКС

Начавшись, как военный и военно-политческий проект, станции быстро утратили чисто военную ориентацию и остались исключительно политическими. Делу практического широкого освоения околоземного пространства они не служили, о пилотируемых полетах в дальний космос речи вообще не было. "Важнейшие эксперименты" высасывали из пальца, ценность их была практически нулевой. Можно только отметить, что Мир и МКС дали намеки на более практическое использование станций в качестве астрономических обсерваторий, отельно-туристических и промышленно-исследовательских центров. Только намеки. Только по причине дороговизны полетов на орбиту.

В остальном, все станции, от Салют-1 и до МКС, были 45-летним топтанием на месте, которое отняло у человечества освоение Луны и Марса, широкую экспансию в околоземное пространство. Если можно сказать, что Гагарин и Королёв открыли человечеству дорогу в космос, а Нил Армстронг и Вернер фон Браун - дорогу к планетам, орбитальные станции на 45 лет опустили перед человечеством шлагбаум и высосали из человечества немеряно денег, сил и ресурсов.

В 2005-м году президент Буш попытался разобраться, какой смысл имеет МКС. Долгие часы разговоров с руководством НАСА выявили полную бессмысленность использования орбитальных станций без перспективы превращения их в трамплин для пилотируемого дальнего космоса. Высочайшим повелением было постановлено, чтобы НАСА вышла из проекта МКС не позднее 2015 года, а за одно, прекратить использование шаттлов после завершения строительства МКС в 2010-2011 гг. НАСА было велено вернуться к настоящей работе, к продвижению в дальний космос и разработке новых технологий. Околоземное пространство было приказано отдать частникам. Для становления и развития коммерческого частного космоса Буш приказал НАСА открыть проект Коммерческие Орбитальные Транспортные Системы (COTS). Начался процесс постепенной передачи обязанностей НАСА в ближнем космосе частным фирмам. НАСА продала несколько своих старых, законсервированных проектов частникам. Так появились надувные модули орбитальных станций Бигелоу Аэроспейс и Дрим Чейсер компании Сьерра Невада Корп. Контракты НАСА по программе COTS, в декабре 2008 года выиграли старт-ап Илона Маска, СпейсХ, и компания Орбитал Сайенз. Одновременно с этим появились Вирджин Галактик и Блю Ориджин - как говорил Горби, "процесс пошел и мы поможем его расширить или углУбить".

НАСА получила приоритетную программу Созвездие, которую они, впрочем, благополучно профукали.

Сменилась администрация в Белом Доме и снова сменились приоритеты. Программу спейс-шаттл Обама продлевать не стал, а вот программу работы по МКС для НАСА продлил до 2025 года. Программу Созвездие он закрыл, зато начал программу SLS.

Во всяком случае, после 40 лет тупого топтания на месте и загнивания, космические программы зашевелились. Китай, Индия, Япония, Южная Корея и Европейское Космическое Агентства заявили о своих планах в ближнем и дальнем космосе. СпейсХ заявил о своих планах по колонизации Марса. Бигелоу заявляет планы на строительство целых орбитальных городов, рядом с которыми сегодняшняя 916-кубовая МКС будет смотреться пигмейчиком. Вирджин Галактик и Блю Ориджин, пестуют планы перейти от суборбитальных полетов к полетам на станции Бигелоу. Летать к станциям Бигелоу собираются Драконы-2 СпейсХ, CST-100 Боинга, упомянутые выше Дрим Чейсеры и Локхид теперь пытается реанимировать свои старые проекты с НАСА. Получается, что орбитальные станции "меняют масть", становятся практическими, начинают способствовать действительно широкому освоению околоземного пространства. Осенью Маск обещал презентацию проекта пилотируемых полетов на Марс и обратно, как первой фазы проекта колонизации Марса. В ноябре они обещают (снова обещают) испытательно-демонстрационный запуск Фалькон-Хэви - первой ракеты, в официальных характеристиках которой записано "полезная нагрузка на поверхность Марса - 13,15 тонны.

Нам остается только молить бога, чтоб всё не вернулось назад к бессмысленным, бестолковым и дорогим орбитальным станциям а-ля МКС. Чтоб нам не стали опять вешать лапшу про "эпохальные открытия" и "важнейшие эксперименты". Я уже чувствую, что скоро они заявят, что пока не пройдет опыт с зачатием ребенка в невесомости они лететь на Марс не смогут. А потом будет эксперимент с родами в невесомости. Потом им понадобится зачать, родить и вырастить ребенка на орбите, хотя бы до возраста после полового созревания. А как же иначе лететь на Марс?

К 80-му году люди могли ступить на поверхность Марса. Пусть это был бы просто флаговтык, даже не предпосылка к колонизации планеты. Но это было бы... Если бы не эти орбито-отсидельцы, укравшие у человечества минимум 3 десятилетия в космосе.

Ежели кто несогласен, давайте, перечисляйте, что конкретно было сделано на орбитальных станциях:

а) для масштабного распостранения человечества в ближнем околоземном пространстве;

б) для продвижения пилотируемой космонавтики в дальний космос.