| Версия для печати |
| Тень "Мира" ложится на МКС |
| 13.05.13 09:26 |
Наука, техника, образование |
|
Ленты информационных агентств пестрят сообщениями: "На МКС обнаружена течь аммиака", "Станция может лишиться значительной части электроэнергии", "Непосредственной угрозы для жизни и здоровья экипажа пока нет"…
Итак, на МКС внештатная ситуация. На "шершавом языке" технического отчета произошло вот что: в "Терморегулирующей системе фотовольтаики" (Photovoltaic Thermal Control System – PVTCS) образовалась течь охлаждающей жидкости. Незнакомое большинству читателей слово "фотовольтаика" не что иное, как преобразование солнечной энергии в электрическую. Поэтому, "фотовольтаика" на общедоступном языке – это солнечные батареи, а PVTCS, соответственно, просто система их охлаждения.
В роли охлаждающей жидкости, или хладагента так раз и выступает аммиак. Он забирает излишки тепла от нагревающихся солнечных батарей, позволяя им таким образом выполнять свою главную функцию. Разогревшийся аммиак после охлаждается в радиаторах, закрепленных снаружи станции.
Как система охлаждения "дает жару" экипажу
Вообще данная жидкость с резким запахом уже пыталась осложнить жизнь обитателям МКС. Первый раз это произошло в 2007 году. Но тогда утечка аммиака была столь незначительна, что лишь обратила на себя внимание, не потребовав никаких действий по ее устранению.
В июле 2010 года в результате короткого замыкания выключился один из двух 353-килограммовых насосов, которые гоняют аммиак по периметру станции, обеспечивая внутри комплекса комфортную температуру. Совершив три выхода в открытый космос, астронавты Даг Уилок и Трэйси Калдвелл заменили вышедший из строя насос запасным. Проблема с охлаждением орбитального "дома-лаборатории" была решена, но с отводом излишка тепла от системы его энергообеспечения, как показали дальнейшие события, осталась.
В ноябре 2012 года астронавты Суни Уильямся и Аки Хошида во время выхода в открытый космос проверили и подтянули соединения трубок, по которым струится охлаждающий солнечные батареи аммиак, а также установили запасной радиатор. На какое-то время течь прекратилась. Но 9 мая из того места, где была замечена течь, повалил уже настоящий "снег". Так выглядели превратившиеся в снежно-ледяные хлопья крупные капли аммиака, покидавшие охладительную систему.
Никакой опасности для жизни и здоровья экипажу нет, подчеркнул в интервью газете "Вашингтон Пост" Билл Герстенмайер, ассоциированный администратор НАСА по пилотируемым полетам (проще говоря, начальник управления агентства по пилотируемым полетам). Течь угрожает охладительной системе лишь одной из восьми солнечных батарей МКС. Если даже экипажу не удастся остановить потерю аммиака, то станция лишится 1/8 общего объема электроэнергии, вырабатываемого фотовольтаикой.
"Ничего страшного в этом случае не произойдет, – подчеркнул Герстенмайер, – станция обладает очень большим запасом прочности и живучести. Но если случатся еще один-два подобных отказа, то это уже может быть проблемой". Значительная часть научного оборудования комплекса просто останется без электропитания.
Загадки, загадки…
Пока вопросов, связанных с течью аммиака из системы охлаждения солнечной батареи больше, чем ответов. Та ли эта течь, которая была замечена еще в 2007 году, и которую обитатели МКС попытались исправить в ходе выхода в открытый космос в 2012 году? Не известно. Что стало ее причиной? Кто его знает. НАСА полагает, что могло иметь место повреждение микрометеоритом, осколком космического "мусора", или просто износилась уплотнительная прокладка.
Срочно вышедшие в космос Крисс Кассиди и Том Машбурн (с момента начала сборки и эксплуатации комплекса это уже 168-й выход в открытый космос членов его экипажа) осмотрели предполагаемое место утечки аммиака. Им нужно было торопиться. С учетом объема утечки она должна была прекратиться примерно через семь часов после начала их выхода просто из-за того, что кончился бы весь аммиак. После этого найти "дырку" стало бы неизмеримо сложнее, если вообще возможно.
Астронавты использовали электросверло, чтобы снять насос, откуда, как полагали специалисты, и "убегает" аммиак. Сняли, осмотрели – ничего. Все чисто – никаких "снежинок". То же самое с трубками. Откуда же тогда идет этот проклятый "снег"?
Астронавты сделали максимум того, что могли – заменили блок управления насосом, качающим аммиак и о чудо! – течь прекратилась. Остается лишь надеяться на то, что это не совпадение, а реальное решение проблемы. Во всяком случае, Джоэл Монтанблано, заместитель руководителя программы МКС полагает, что должно пройти от четырех до пяти недель прежде, чем можно будет с уверенностью утверждать, что аммиак тек именно из насоса, и что "пробоина" заделана.
В понедельник, 13-го мая (судя по дате и дню, космоплаватели не особо подвержены суевериям) Машбурну вместе с нынешним командиром станции Крисом Хадвилдом и Романом Романенко предстоит возвращение домой на "Союзе".
Пусть вытек хладагент, но создан прецедент
Но в любом случае этот выход в открытый космос (или "внекорабельная деятельность" – ВКД, если "по-научному") войдет в историю, как самый быстро подготовленный. По словам Норма Найта, главного руководителя полетами НАСА данная ВКД создала прецедент.
Выбор Кассиди и Машбурна на роль "скорой технической помощи" был не случаен. Им уже приходилось вместе делать ВКД в 2009 году. Выработавшееся у них взаимное "чувство локтя", безусловно, укрепило уверенность НАСА в том, что данный выход, хоть и без должной подготовки, пройдет успешно.
Впрочем, говорить о том, что эта ВКД прошла полностью без подготовки, было бы не совсем справедливо. Астронавт НАСА Терри Виртс и астронавт ЕКА Саманта Кристофоретти срочно отработали в бассейне гидроневесомости Космического центра имени Джонсона те действия и процедуры, которые Кассиди и Машбурну предстояло выполнить во время их незапланированного выхода в открытый космос.
Кстати, так же несправедливо было бы и утверждать, что это – первый незапланированный выход в космос в истории НАСА. Пальма первенства здесь принадлежит экипажу шаттла "Дискавери". В апреле 1985 года этот челнок доставил на орбиту в своем грузовом отсеке два спутника связи.
У одного из них не запустился двигатель и два члена экипажа "Дискавери" Дэвид Григгс и Джефф Хоффман были вынуждены срочно выйти в открытый космос, чтобы исправить ситуацию. Успех сопутствовал им лишь частично: удалось вручную включить систему запуска двигателя, но спутник так и не вышел на заданную орбиту.
Зловещее дежавю
Итак, на МКС очередная нештатная ситуация. В общем-то ничего, на первый взгляд особенного. Техника есть техника и она порой ломается, особенно если речь идет о такой сложной конструкции, как орбитальный комплекс. К тому же обитателям станции не привыкать к тому, что она иногда время от времени "подкидывает" им проблемы.
Тут и вышедшее из строя ассенизационное устройство, и отказавший гиродин (гигантский волчок, обеспечивающий определенной положение станции в пространстве), и неоднократные "зацепки" с системой охлаждения… Да много чего еще, о чем даже не всегда сообщают новостные агентства, но что людям посвященным дает основание говорить о том, что у членов экипажа в руках всегда "гаечные ключи".
И, тем не менее, людей, знающих историю космонавтики, наверняка посетило, когда они услышали о течи, чувство дежавю. Основой для этого чувства стал ряд событий, происшедших на станции "Мир" весной 1997 года, когда российскому орбитальному комплексу шел уже 12-й год. Вот их перечень:
05.03.1997 Из-за попадания в рабочий тракт пузырьков воздуха остановилась единственная работающая установка по производству кислорода путем электролиза воды "Электрон" на борту орбитального комплекса "Мир". Ремонт занял несколько часов.
19.03.1997 Из-за отказа датчика угловой скорости в модуле "Спектр", произошло нарущение ориентации орбитального комплекса "Мир". В течение нескольких часов космонавтам пришлось проводить работы по восстановлению ориентации комплекса. К концу дня ориентация комплекса была восстановлена.
19.03.1997 В модуле "Квант" орбитального комплекса "Мир" произошла утечка теплоносителя – спиртового раствора этиленгликоля. Космонавтам пришлось собирать теплоноситель тряпками.
19.03.1997 Обнаружена утечка в одном из контуров системы терморегулирования модуля "Квант-2" орбитального комплекса "Мир". Повысилась температура в жилых помещениях комплекса. Космонавты провели ремонт с использованием специальной замазки и водонепроницаемой ткани.
24.03.1997 На орбитальном комплексе "Мир", из-за выхода из строя системы охлаждения, отключена система удаления углекислого газа "Воздух". Космонавтам пришлось использовать специальные поглотительные патроны.
03.04.1997 На орбитальном комплексе "Мир" из-за негерметичности отключен ряд терморегулирующих контуров. Резко возросла температура в помещениях комплекса до 26-31 градуса по Цельсию. Повышенная температура вынудила отменить некоторые запланированные научные исследования.
"Тень" "Мира" над МКС?
Конечно, нельзя проводить строгую параллель между событиями на российской станции и течью аммиака на МКС, но определенные аналогии все же напрашиваются. Ведь серьезные проблемы на "Мире" начались, как мы уже видели, на 12-м году его существования. Возраст МКС, если считать с момента вывода на орбиту ее первого элемента – "Функционального грузового блока" (ФГБ), уже составляет около 15 лет. Напомним – это почти столько, сколько пролетал "Мир" прежде, чем был сведен с орбиты в марте 2001 года.
Проявим "широту души". Не будем отсчитывать годы жизни международной станции с запуска ФГБ. Все-таки это был "малоодушевленный" элемент МКС. Без российского "Служебного модуля" с его системами жизнеобеспечения экипаж не мог долго в нем находиться. Будем считать, что станция начала свою "полноценную" жизнь с ноября 2000 года, когда на нее прибыл первый постоянный экипаж. Именно с того времени на борту этого "дома-лаборатории" постоянно находятся люди.
Но если с ноября 2000 года, то выходит, что МКС идет уже 13-й год. То есть, станция входит в тот же возраст, в котором был "Мир", когда у него начались серьезные проблемы со "здоровьем".
МКС – это, безусловно, шаг вперед в области создания и эксплуатации долговременных обитаемых комплексов. В настоящее время она состоит из 15 герметичных модулей (у "Мира" было только 7) плюс еще большое количество научного оборудования, размещенного снаружи станции. Общий рабоче-жилой объем МКС составляет 837 кубических метров, что в два с лишним раза больше, чем на "Мире" (376 кубометров). А весит международная станция почти в четыре раза больше, чем "Мир" (450 против 126 тонн).
Но главное – не количество и не масса. В модулях МКС размещено более современное и многофункциональное научное оборудование. На станции постоянно живут и работают шесть членов экипажа, что в два раза больше, чем на "Мире". Наконец, МКС стала первым и достаточно успешным экспериментом по объединению и координации усилий ряда стран в сфере создания и эксплуатации орбитального комплекса.
Российская и международная станции: сравним запас "живучести"
Опыт СССР/России, измеряемый шестью "Салютами", одним "Миром" и тридцатью годами эксплуатации околоземных комплексов, позволил заложить в МКС несколько больший "ген долголетия", чем в "Мир". "Каждый день полета "Мира", каждый отказ, случавшийся на нем, позволял выявить слабые места в его конструкции, которые были усилены при разработке МКС", – сказал в интервью "Голосу Америки" бывший ведущий проектант РКК "Энергия" профессор Леонид Горшков.
"Но при всем при этом, – продолжил Горшков, – с точки зрения базовой конструкции модулей, их систем, а также общей архитектуры, МКС мало чем отличается от российской станции". А это значит, что новый орбитальный комплекс уподобился человеку, который, учитывая ошибки других людей, не пьет, не курит, ведет здоровый образ жизни, своевременно проходит диспансеризацию и, зная наследственную предрасположенность к тем, или иным болезням, обращает особое внимание на их профилактику.
Но при этом без революционных прорывов в области медицины человек этот вряд ли доживет до Мафусаилова века. То же самое и МКС. Никаких радикально новых технических решений в ее конструкцию заложено не было. А это значит, что проблемы "среднего возраста" начнутся у международной станции не намного позже, чем у "Мира".
Среди этих проблем есть одна, которая проявилась под занавес полета российского комплекса. Из-за нее даже такой патриот "Мира" и один из его главных создателей, в то время президент и генеральный конструктор РКК "Энергия" Юрий Семенов, давал станции еще максимум 5 лет на орбите.
Речь идет об усталости металла, накапливающейся в стенках модулях, постоянно находящихся под давлением. Из-за данной усталости в этих стенках образуются микротрещины, из которых начинает утекать воздух. Происходит это вначале очень постепенно, но дальше – больше, и в какой-то момент станция может начать терять атмосферу такими темпами, при которых поддерживать заданное давление внутри комплекса может оказаться весьма проблематично.
Без "скорой помощи"
Есть проблема, которая осложнит "выживание" МКС на орбите по сравнению с "Миром". Это – отсутствие машин "скорой помощи", в роли которых в случае необходимости выступали шаттлы. Летавшие в среднем 5-6 раз в год челноки могли срочно доставить на орбиту груз размером и весом с модуль станции. Тем, что "Мир" пролетал 15 лет, он обязан, в том числе и шаттлам, без задержек привозившим на станцию запасные элементы взамен вышедших из строя.
Теперь шаттлов нет. Автоматические грузовые "Прогрессы" в десять раз уступают челнокам по объему и массе доставляемого на МКС груза (2 350 кг против 24 400 кг) и это при том, что вес и размеры "аптечки", которая может потребоваться на новой станции, скорее всего, будут больше, чем у "аптечки" для "Мира". Ведь международный комплекс намного больше российского, а следовательно, состоит из большего числа элементов и систем, которым может потребоваться замена.
Есть правда автоматические "грузовики": европейские ATV и японские HTV, но летают они в среднем один раз в год-полтора, и грузоподъемность каждого из них в три с лишним раза меньше, чем у шаттла.
Зачем нужна МКС
У некоторых читателей по завершению прочтения этой статьи может возникнуть вопрос: "Ну и зачем все это? Суммарный опыт непрерывной жизни и работы людей в околоземном пространстве насчитывает уже десятки лет. Основные научные данные о влиянии на человека факторов космического полета уже получены. Стоит ли дальше тратить колоссальные деньги на обеспечение полета МКС, тем более, что со временем стоимость ее эксплуатации из-за поломок и отказов будет становиться все более высокой, а у экипажа, занятого ремонтом станции, будет все меньше времени оставаться на науку?"
Стоит. Каждый день полета комплекса, каждый поворот гаечного ключа на орбите – это бесценный вклад в копилку подготовки будущих межпланетных полетов. Выживаемость человека в условиях "дальнекосмических" миссий – это в первую очередь живучесть и ремонтопригодность техники, на которой он эти миссии будет совершать.
Поэтому МКС нужно "гонять" вокруг Земли до тех пор, пока станция не "сдуется", как мячик, не рассыпется от старости, или пока стоимость ее полета не станет запретительно высока (разумеется, все это лишь при условии отсутствия угрозы жизни и здоровью экипажа). И не стоит забывать о том, что МКС – единственный в настоящее время способ человечества поддерживать пилотируемые полеты в "форме". Не станет комплекса и форма эта в отсутствии других "тренажеров" будет довольно быстро утрачена. А восстанавливать всегда дороже и сложнее, чем просто не терять. |
| |
|
