Размеры и компоновка са союз. Транспортный пилотируемый корабль «Союз ТМА-М

23 апреля 1968 г. ракетой-носителем 11А511 был выведен на околоземную орбиту новый космический корабль 7К-ОК, получивший название «Союз». Корабль пилотировал летчик-космонавт СССР, Герой Советского Союза Владимир Комаров. В ходе полета выявилось много отказов из-за несовершенства конструкции, что послужило причиной сокращения программы. А 24 апреля, во время спуска с орбиты, произошла катастрофа - отказала система спасения спускаемого аппарата. Он разбился от удара о землю, и космонавт, к сожалению, погиб. Это была первая жертва пилотируемой космонавтики.

Так трагически начиналась судьба нового космического корабля.

В дальнейшем упорным трудом разработчиков и испытателей космический корабль и его ракета-носитель неоднократно совершенствовались и были доведены до высокой степени надежности. Созданы новые модификации космических кораблей - это «Союз Т» и «Союз ТМ», а также ракеты-носите-ли для них- «Союз У» и «Союз У-2». Они предназначались для пилотируемых полетов по программам долговременных орбитальных станций «Салют» и «Мир», а также советско-американской программы «Союз-Аполлон», в ходе выполнения которой состоялся первый полет международного экипажа. В настоящее время космический корабль и ракета-носитель служат для обеспечения международной космической станции.

Предлагаем чертежи ракеты-носителя «Союз У-2», которая 18 мая 1991 г. вывела на околоземную орбиту космический корабль «Союз ТМ-12», совершавший полет к космической станции «Мир». В состав международного экипажа входили два космонавта СССР Анатолий Арцебарский, Сергей Крикалев и англичанка Хелен Шарман. Эта ракета послужила Александру Левых прототипом для создания в лаборатории ракетно-космического моделизма Московского городского дворца детского (юношеского) творчества ее модели-копии и помогла стать ему чемпионом России, Европы и мира.

История ракеты-носителя (РН) «Союз» началась в 1960 г., когда в ОКБ-1 под руководством главного конструктора ракетно-космических систем С.П.Королева приступили к разработке четырехступенчатой РН, позже получившей название «Молния». Эта ракета-носитель должна была решать широкий круг задач: от запуска межпланетных станций до вывода на околоземные орбиты телекоммуникационных искусственных спутников Земли. Ее трехступенчатый вариант, получивший индекс 11А57, предназначался для вывода на околоземные орбиты тяжелых разведывательных кораблей-спутников «Зенит-4».

Базой для РН 11А57 стала знаменитая королевская «семерка». Вновь разработанная мощная 3-я ступень - ракетный блок (РБ) И - имела диаметр 2,66 м и длину по корпусу 6,745 м. Основой для нее послужили конструкция и двигатель 2-й ступени межконтинентальной баллистической ракеты Р-9. Ее четырехкамерный жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) РД-0110 «открытой» схемы с тягой 30 т работал на жидком кислороде и керосине, как и обе нижние ступени, и имел удельный импульс 330 с. Двигатель разработан воронежским КБ под руководством главного конструктора С.А.Косберга.

Блок И состоял из сферического бака горючего, приборного отсека, бака окислителя и хвостового отсека. Особенности его конструкции позволили заметно снизить массу. Двигатель без традиционной силовой рамы крепился к днищу бака окислителя, а хвостовой отсек был отделяемым. Управление полетом производилось четырьмя рулевыми соплами, через которые выпускался отработанный газ из турбонасосного агрегата ЖРД. Разделение 2-й и 3-й ступеней происходило по «горячей схеме» (то есть при работе двигателя 2-й ступени), а через 5- 10 с сбрасывался и хвостовой отсек блока И, разделяющийся на три секции. Трехступенчатый носитель позволял выводить на околоземные орбиты полезный груз массой до 5,9 т. С его помощью запущены первые многоместные корабли-спутники «Восход» и «Восход-2». При полете последнего, в марте 1965 г., космонавт Алексей Архипович Леонов впервые в мире вышел в космическое пространство.

В марте 1963 г. в ОКБ-1 был завершен эскизный проект комплекса сборки и маневрирования на орбите, одна из целей которого- пилотируемый полет к Луне. В состав комплекса входили: космический корабль 7К, заправляемая на орбите космическая ракета 9К и танкер-заправщик 11 К. Для выведения их на околоземные орбиты предполагалось создать на базе РН 11А57 новый носитель 11А511. В дальнейшем схема комплекса неоднократно видоизменялась и в итоге трансформировалась в современную, состоящую из орбитальной станции, пилотируемого («Союз») и транспортного («Прогресс») кораблей.

Пилотируемый корабль 7К-ОК состоял из трех частей. Спереди располагался бытовой отсек (БО) со стыковочным узлом и переходным люком. За ним - спускаемый аппарат (СА), служивший кабиной космонавтов. Далее - приборно-агрегатный отсек, в котором размещались приборы управления, баки с топливом и корректирующая двигательная установка корабля, предназначенная для изменения траектории полета, причаливания и торможения при спуске на землю. Стартовая масса корабля составляла от 6,46 до 6,56 т.

У ракеты-носителя 11А511 (по сравнению с 11А57) увеличилась до 6,5 т масса выводимого полезного груза и изменилась система аварийного спасения. Для этого ракета запускалась с наклонением 51,5 градуса к плоскости экватора, использовалась облегченная до 150 кг система телеизмерений и осуществлялся индивидуальный подбор двигателей для центральных блоков с удельным импульсом не менее 252 с у земли и 315 с в пустоте. Конструктивные доработки носителя были минимальны - изменены стыковочный узел 3-й ступени (блок И) с полезным грузом и форма головного обтекателя (ГО).

Ракета-носитель 11А511 состояла из пакета ракетных блоков 1 -й и 2-й ступеней, 3-й ступени (блока И) и космического корабля 7К-ОК, закрытого на активном участке головным обтекателем, на вершине которого располагалась двигательная установка системы аварийного спасения (ДУ САС). Длина РН составляла 49,913 м, стартовая масса - 309 т. Размах по аэродинамическим рулям - 10,412 м.

САС предназначалась для спасения экипажа во время выведения КК на орбиту. На первом участке полета, от момента старта до сброса ДУ САС и ГО, предусмотрен увод от аварийной ракеты отделяемого головного блока (ОГБ). В его состав входит ДУ САС и верхняя часть головного обтекателя, внутри которого размещена уводимая часть корабля (БО и СА). На обтекателе смонтированы четыре решетчатых стабилизатора, раскрывающихся при отделении ОГБ. Приведение САС в действие, когда РН находится на Стартовом комплексе, производится по команде с пункта управления запуском, а во время полета - автоматически. На первом участке САС действует следующим образом: при подаче команды отделяется СА от приборно-агре-гатного отсека и верхней части динамического обтекателя, раскрываются замки консолей решетчатого стабилизатора, который обеспечивает аэродинамическую стабилизацию полета, затем срабатывает основной двигатель ДУ САС, который уводит ОГБ на безопасное расстояние (около 1 км). Там СА отделяется от ОГБ, и вводится в действие его парашютная система.

ДУ САС представляет собой комбинацию из трех ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ): основного двигателя, двигателя увода, который уводит ДУ САС от ракеты-носителя в момент Штатного отделения от головного обтекателя, и двигателя склонения, предназначенного для увода ДУ САС в сторону от направления полета РН.

Летные испытания корабля «Союз» начались 28 ноября 1966 г. Программа завершилась к концу 1971 г. За этот период было 19 пусков (один из которых оказался неудачным). По традиции название корабля перешло и к ракете-носителю.

1 -двигательная установка системы аварийного спасения; 2-головной обтекатель; 3 - решетчатый стабилизатор; 4 - переходник; 5 - бак горючего блока И; 6,24 - антенны; 7 - бак окислителя блока И; 8 - сбрасываемый хвостовой отсек блока И; 9 - ферма-переходник; 10 - приборный отсек блока Л; 11 - бак окислителя блока Л; 12 - кронштейн; 13 - силовой конус; 14 - бак окислителя бокового блока; 15 - бак горючего блока А; 16 - бак горючего бокового блока; 17 - стяжные стержни; 18 - хвостовой отсек блока Л; 19-хвостовой отсек бокового блока; 20 - аэродинамический руль; 21 - двигатель РД-108; 22 - двигатель РД-107; 23 - двигатель РД-0110; XVI - заклепочный шов (заклепки с потайной головкой); XVII- заклепочный шов (заклепки с полусферической головкой); XVIII- шов точечной сварки; XIX - сварной шов

Во второй половине 1969 г. в связи с развертыванием работ по созданию долговременной орбитальной станции ДОС-7К (позднее названной «Салют») началась разработка транспортного корабля «Союз», получившего обозначение 7К-Т. Его стартовая масса была увеличена до 6,7 т. Беспилотные запуски этого варианта корабля не проводились. Этап летно-конструкторских испытаний совместили с началом эксплуатации корабля в составе ДОС «Салют». Первый полет состоялся 23-25 апреля 1971 г. (КК «Союз-10»), Второй полет проходил 6-30 июля того же года (КК «Союз-11», экипаж: летчики-космонавты Георгий Добровольский, Владислав Волков и Виктор Пацаев). При спуске, в момент разделения отсеков, произошла - разгерметизация корабля, повлекшая гибель экипажа. Катастрофа потребовала внесения ряда изменений в конструкцию корабля, в первую очередь в средства спасения космонавтов (летные скафандры с системой жизнеобеспечения). Это уменьшило экипаж до двух человек и увеличило стартовую массу корабля до 6,8 т.

С начала 70-х годов начались работы по следующей модификации КК «Союз», которая должна была позволить вернуться к экипажу из трех человек. Для нее приняли обозначение 7К-СТ, а в дальнейшем - наименование «Союз Т». Стартовая масса корабля возросла до 6,83 т. Это потребовало продолжить работы по дальнейшему совершенствованию и унификации ракет-носителей в самарском КБ «Прогресс» под руководством главного конструктора Д.И.Козлова, которые завершились созданием унифицированного носителя «Союз У» (индекс 11А511У), эксплуатирующегося и в настоящее время. Создание нового носителя позволило существенно сократить номенклатуру ракетных блоков.

В 1972 г. начались работы по реализации международной космической программы «Союз-Аполлон» (Программа ЭПАС). Для нее разрабатывалась модификация КК «Союз», получившая обозначение 7К-М. Для выведения на орбиту было решено использовать РН «Союз У» с новой ДУ САС. Спасение экипажа от момента сброса ДУ САС до сброса ГО обеспечивалось установкой под обтекателем четырех РДТТ. Испытания КК 7К-М с новым носителем начались с полета в автомагическом режиме 3 апреля 1974 г. и завершились в том же году полетом КК «Союз-16» со 2 по 8 декабря. А 15 июля 1975 г. стартовал «Союэ-19», который 17 июля успешно состыковался с американским «Аполлоном».

Летно-конструкторские испытания КК 7К-СТ, начатые 6 августа 1974 г., были завершены пилотируемым полетом КК «Союз Т-3» с 27 ноября по 10 декабря 1989 г. Корабли серии «Союз Т» эксплуатировались в составе орбитальных станций «Салют-6, «Салют-7» и «Мир» с марта 1981 по июль 1986 г. В этот период было 13 пилотируемых пусков. При запуске «Союза Т» в сентябре 1983 г. произошла авария РН 11А511У на стартовом комплексе и САС обеспечила спасение экипажа.

Дальнейшая модернизация корабля «Союз Т» привела к созданию очередной модификации 7К-СТМ («Союз ТМ»), стартовая масса которой достигла 7,07 т. Это связано с совершенствованием орбитальных станций и, в частности, с тем, что для них предусматривалась возможность увеличения наклонения орбиты до 65 градусов. Стало необходимым компенсировать потерю 330-350 кг выводимого ракетой-носителем груза. Задача могла быть решена только комбинированным путем: во-первых, за счет повышения возможностей РН, а во-вторых, за счет снижения массы корабля.

В 1984 г. закончились работы по усовершенствованию РН «Союз У». Модернизированная ракета получила название «Союз У-2» (индекс 11А511У-2). Главным ее отличием было использование в центральном блоке вместо керосина синтетического углеводородного горючего «циклин». Его применение позволило достичь более полного сгорания топлива и увеличить удельный импульс двигателя центрального блока на 2-3 с. Это, наряду с некоторыми другими доработками, связанными с модернизацией и уменьшением массы аппаратуры управления, позволило увеличить массу полезного груза до требуемой величины.

Возросшее тепловое воздействие на боковые блоки заставило увеличить размеры теплозащиты на них. Для кораблей «Союз ТМ» была создана новая ДУ САС, имевшая уменьшенный диаметр, что улучшило аэродинамические характеристики ОГБ САС и снизило массу балансировочного груза. Наружную поверхность верхней части головного обтекателя покрыли теплоизоляцией для защиты от воздействия реактивной струи, истекающей из сопел ДУ САС. Важно изменение времени сброса ДУ САС со 160-й на 115-ю секунду полета, что позволило увеличить полезный груз и совместить районы ее падения с боковыми блоками. Летные испытания КК «Союз ТМ» в беспилотном режиме начались 21 мая 1986 г., а пилотируемые полеты -17 февраля 1987 г.

РН «Союз У-2» состоит из пакета ракетных блоков 11С59-2, образованного блоком А 2-й ступени и блоками Б, В, Г и Д 1 -й ступени; 3-й ступени (ракетного блока И 11С510) и сборочно-защитного блока 11С517АЗ, состоящего из ДУ САС, головного обтекателя и переходного отсека. Космический корабль «Союз ТМ» монтируется на переходном отсеке. Сверху он закрывается сборочно-защитным блоком. Длина носителя с КК «Союз ТМ» - 51,316 м, размах по аэродинамическим рулям - 10,303 м, стартовая масса 310 т.

Циклограмма выведения выглядит следующим образом: контакт подъема - 0-я с, сброс ДУ САС -115-я с, отделение блоков 1-й ступени -118-я с, сброс динамического обтекателя - 166-я с, отделение центрального блока-297-я с, сброс хвостового отсека РБ И -305-я с, отделение КК - 541-я с.

В настоящее время РН «Союз У-2» не используется, так как синтетическое горючее весьма дорого, а задачу по выводу КК «Союз ТМ» на орбиты с наклонением 51,5 градуса можно решать, используя носитель «Союз У». В его состав входят пакет 11С59 и верхние блоки, аналогичные «Союз У-2». Размеры комплекса РН «Союз У» - КК «Союз ТМ» такие же, как у РН «Союз У-2», а стартовая масса - 309,7 т.

Сейчас ведутся работы по дальнейшей модернизации РН «Союз» по программе «Русь». Ее задача -повысить энергетические возможности РН для проведения пилотируемых полетов с космодрома Плесецк. Программа состоит из нескольких этапов. На первом предусматривается заменить устаревшую аналоговую систему управления на цифровую с бортовой ЭВМ. Это уменьшит массу аппаратуры управления и повысит ее надежность.

На втором этапе намечается провести модернизацию маршевых ЖРД РД-107 и РД-108 центрального и боковых ракетных блоков. В частности, в камере сгорания заменить головку устаревшей конструкции с 650-ю центробежными форсунками на новую, с 1000-ю струйными форсунками. Эта замена улучшит процессы смешения и горения компонентов топлива в камерах сгорания двигателей, что, в свою очередь, уменьшит пульсации давления и увеличит на несколько единиц удельную тягу. Название модернизированных двигателей - РД-107А и РД-108 А, а модификации РН -«Союз ФГ».

Третий этап предполагает создание усовершенствованного ракетного блока И при сохранении его геометрических размеров. Основой модификации станет новый ЖРД РД-0124 «замкнутой» схемы. Ее применение и улучшенный процесс горения, достигнутый за счет изменения соотношения горючего и окислителя, позволят увеличить удельный импульс на 33 с по сравнению с базовым вариантом двигателя РД-0110. Изменение соотношения компонентов приведет к уменьшению объема бака горючего, нижнее днище которого станет чечевицеобразным. Ракету-носитель со всеми планируемыми модификациями назвали «Союз-2». Она позволит запускать пилотируемые корабли с космодрома Плесецк. Ее летные испытания должны начаться в скором будущем.

Четвертый этап программы «Русь» предполагает глубокую модификацию РН «Союз». Это будет создание практически новой РН с еще более высокими энергетическими возможностями, проект которой уже получил название «Аврора». Он базируется на использовании в центральном блоке мощного ЖРД НК-33 с тягой 150 т, созданного 30 лет назад в ОКБ под руководством главного конструктора Н.Д.Кузнецова для лунной ракеты-носителя Н-1. Его применение потребует перераспределения топлива по ступеням. Диаметры топливных баков центрального блока предполагается увеличить на 0,61 м при сохранении их длины. Боковые блоки останутся без изменения. Это позволит с минимальными переделками использовать конструкцию существующего стартового комплекса РН на базе «семерки». Предстоит создать новую конструкцию 3-й ступени, диаметр которой увеличится до 3,5 м.

Трехступенчатый вариант нового носителя сможет при запуске с космодрома Байконур выводить на низкие орбиты полезный груз массой 10,6 т. А в четырехступенчатом варианте, с разгонным блоком «Корвет», запускать на геостационарную орбиту полезный груз в 1,6 т. В прошлом году между Россией и Францией подписано межправительственное соглашение о строительстве на космодроме Куру (Французская Гвиана) стартового комплекса для ракет-носителей на базе «семерки». Также существует проект строительства космодрома на острове Рождества, расположенного в Индийском океане. В случае реализации любого из проектов новая РН сможет выводить на низкие орбиты груз массой 12 т, а на геостационарные-2,1 т.

В.МИНАКОВ,инженер

Вид корабля "Союз ТМА" в разрезе

История создания

«Союз» - наименование серии советских и российских многоместных космических кораблей для полётов по околоземной орбите. Разработчик и изготовитель корабля - РКК «Энергия».

Ракетно-космический комплекс «Союз» начал проектироваться в 1962 году в ОКБ-1, как корабль для облёта Луны в рамках программы «Зонд» кораблями 7К-Л1, и проект вывода лунного корабля при помощи РН «Протон» - УР500К-Л1. В космос должна была отправиться связка из космического корабля и разгонных блоков (изделия 7К, 9К и 11К). В дальнейшем эти проекты были закрыты в пользу проекта облёта и высадке на Луне, при помощи ракетоносителя «Н-1», с использованием корабля 7К-ЛОК. Параллельно Лунным программам на базе 7К начали делать 7К-ОК - многоцелевой трехместный орбитальный корабль (ОК), предназначенный для отработки операций маневрирования и стыковки на околоземной орбите, для проведения различных экспериментов, в том числе по переходу космонавтов из корабля в корабль через открытый космос.

Испытания 7К-ОК начались в 1966 году. Первые 3 беспилотных пуска: (7К-ОК № 2, известный, как «Космос-133», 7К-ОК № 1 (старт которого был отложен, но привёл к срабатыванию САС и взрыву ракеты в стартовом сооружении), 7К-ОК № 3 «Космос-140») оказались неудачными и выявили серьёзные ошибки в конструкции корабля. 4-й пуск с В. Комаровым («Союз-1») оказался трагическим - космонавт погиб. Тем не менее, конструкцию корабля переработали для пилотируемых полетов и в 1967 состоялась первая, в общем удачная, автоматическая стыковка 2-х «Союзов» («Космос-186» и «Космос-188»), затем - официальная пилотируемая стыковка, далее групповой полёт трёх кораблей сразу и долговременный автономный рекордный полет. Первые шесть запусков корабля "Союз" и («Союз-9») были кораблями серии 7К-ОК.

В 1969 году началась работа над созданием долговременной орбитальной станции (ДОС) «Салют». Для доставки экипажа был в кратчайшие сроки был спроектирован корабль 7КТ-ОК (Т - транспортный) (В иноязычной Wiki, он, иногда, ошибочно называется 7К-ОКС). Отличался стыковочным узлом с внутренним люком-лазом и дополнительными системами связи на борту. Время автономного полёта корабля составляло до 3 суток, а в составе орбитальной станции - до 60 суток. Третий полет корабля этого типа («Союз-10») не выполнил поставленную перед ним задачу. Стыковка со станцией была осуществлена, но "герметичности стыковки" достигнуть не удалось. Четвертый полёт корабля этого типа («Союз-11») закончился трагедией - из-за разгерметизации на участке спуска погибли Г. Добровольский, В. Волков и В. Пацаев, так как они были без скафандров. После аварии («Союз-11») от развития 7КТ-ОК отказались, корабль был переделан (внесены изменения в компоновку СА для размещения космонавтов в скафандрах). Из-за возросшей массы систем жизнеобеспечения новый вариант корабля 7К-Т стал двухместным, лишился солнечных батарей. Этот корабль стал «рабочей лошадкой» советской космонавтики 1970-х: 29 экспедиций на станции «Салют» и «Алмаз». Версия корабля 7К-ТМ (М - модифицированный) использовалась в совместной полёте с американским «Аполлоном» по программе ЭПАС. Далее, следует отметить, что четыре корабля «Союз», официально стартовавшие после аварии («Союз-11») имели в своей конструкции солнечные батареи различных типов, однако это была другая версия корабля «Союз» - (7К-ТМ): («Союз-16»)/(«Союз-19»), а также, модификации (7К-ТМ), соответственно - (7К-Т-АФ):(«Союз-13»), и (7К-МФ6): («Союз-22»).

В конце 1960-х началось проектирование корабля 7К-С для нужд Министерства обороны СССР. Он отличался значительно усовершенствованными системами (цифровая ЭВМ Аргон-16, новая система управления, объединённая двигательная установка). Потом от военного использования 7К-С отказались, (хотя программа испытаний была полностью выполнена!) в пользу более перспективной серии кораблей ТКС («Транспортный корабль снабжения») и модификация кораблей 7К-СТ, «Союз-Т» (Т - транспортный) летала на станции Салют-6 и Салют-7. За счет усовершенствования спускаемого аппарата удалось снова увеличить экипаж до трех человек - на этот раз в скафандрах. Кроме того, в этой модификации снова были добавлены солнечные батареи.

Дальнейшая эволюция систем корабля привела к модификации 7К-СТМ - «Союз ТМ»: новая двигательная установка, улучшенная парашютная система, система сближения и т. д. Первый полёт был совершён в 1986 году к станции «Мир», а последний в 2002 к МКС.

С тех пор и по настоящее время эксплуатируется модификация 7К-СТМА - «Союз ТМА» (А - антропометрический). Корабль был доработан применительно к полётам на МКС, в нём могут работать космонавты, которые не поместились бы в «Союз ТМ» по росту. Для изыскания резервов пульт космонавтов заменён на новый, с современной элементной базой, улучшена парашютная система, уменьшена теплозащита. Последний полет корабля данной модификации запланирован на 30 сентября 2011 года.

В дальнейшем на корабле нового типа 7К-СТМАМ - («Союз ТМА-01М») планируется заменить , на TsVM-101 (она легче на 68 кг. и намного компактнее) и бортовую аналоговую систему телеметрии на более компактную цифровую систему MBITS, в целях улучшения интеграции с бортовой системой управления МКС. Модернизация корабля предусматривает расширения возможностей корабля в автономном полёте и при аварийном спуске. Первый запуск корабля данного типа с экипажем на борту состоялся 8 октября 2010 года, а стыковка с МКС - 10 октября 2010 года.

Разработчиком и изготовителем кораблей семейства «Союз» с 1960-х и по настоящее время является Ракетно-Космическая Корпорация «Энергия». Производство кораблей осуществляется на головном предприятии корпорации в подмосковном городе Королёв, а испытания и подготовка кораблей к запуску - в монтажно-испытательном корпусе (МИК) предприятия на 254-й площадке космодрома Байконур.

Корабли семейства состоят из трёх модулей: приборно-агрегатного отсека (ПАО), спускаемого аппарата (СА), бытового отсека (БО).

В ПАО находится комбинированная двигательная установка, топливо для неё, служебные системы. Длина отсека 2,26 м, основной диаметр 2,15 м, максимальный диаметр 2,72 м Двигательная установка состоит из 28 ДПО (двигатели причаливания и ориентации) по 14 на каждом коллекторе, из которых часть имеет тягу 13,3 кгс, часть (12 штук) - 2,7 кгс, а также сближающе-корректирующего двигателя (СКД) тягой 300 кгс. СКД предназначен для орбитального маневрирования и схода с орбиты. Работает на АТ+НДМГ. Корабли 7К-ОК и 7К-Т были оборудованы КТДУ-35 (корректирующе-тормозная двигательная установка) тягой 4 кН и удельным импульсом (УИ) 282 с. Фактически стояли 2 независимые КТДУ - основная и резервная. Для корабля «Союз-Т» была разработана новая КТДУ-80 той же тяги, но имеющая несколько режимов работы - большой и малой тяги и УИ 286-326 с. Резервный двигатель убрали, а ДПО и СКД объединили в одну систему с общими баками наддува. Потребность в резервном двигателе отпала потому, что с переводом ДПО на двухкомпонентное топливо из объединённой системы появилась возможность схода с орбиты с использованием только ДПО, при отказе КТДУ. У исходного корабля «Союз» ДПО работали на отдельном топливе (перекиси водорода) и не располагали достаточной характеристической скоростью для схода с орбиты без КТДУ. Больше того, при энергичном маневрировании топливо ДПО могло быть израсходовано достаточно быстро, что пару раз (например, в полёте «Союза-3») приводило к срыву программы полёта.

В ПАО также размещены баки с топливом. В самых первых «Союзах» они вмещали 500 кг топлива, у Союза-ТМ - 880 кг, у ТМА - 900 кг. В ПАО же установлены баллоны высокого давления (~300 атм) с гелием для наддува баков.

Система энергоснабжения состоит из солнечных батарей (СБ) и аккумуляторов. До аварии «Союза-11» стояли СБ размахом 9,80 м, и площадью 14 м². Система обеспечивала среднюю мощность - 500 Вт. После аварии СБ убрали ради экономии веса и поставили одни лишь аккумуляторные батареи на 18 кВт·ч. Их хватало на 2 дня автономного полёта. Для программы «Союз-Аполлон» использовалась модификация с СБ площадью 8,33 м² и батареей на 8 кВт·ч. Современные «Союзы» оснащены СБ размахом 10 м и площадью 10 м², что дает среднюю мощность ~ 1 кВт.

В спускаемом аппарате находятся места для космонавтов, системы жизнеобеспечения, управления, парашютная система. Длина отсека 2,24 м, диаметр 2,2 м, жилой объём 3,5 кубометра. Под теплозащитным экраном расположены двигатели мягкой посадки, на внешней поверхности - перекисные двигатели управления спуском, управляющие ориентацией СА во время полёта в атмосфере. Это позволяет использовать аэродинамическое качество СА и снизить перегрузки. В СА помимо космонавтов можно вернуть на землю 100 кг груза («Союз-ТМА»).СА покрыт теплозащитой на основе абляционных материалов.

Бытовой отсек имеет длину 3,4 м, диаметр 2,25 м, объём - 5 кубометров. Он оснащен стыковочным узлом и системой сближения (раньше «Игла», теперь «Курс»). В герметичном объеме БО располагаются грузы для станции, иная полезная нагрузка, ряд систем жизнеобеспечения, в частности туалет. Через посадочный люк на боковой поверхности БО космонавты входят в корабль на стартовой позиции космодрома. БО может быть использован при шлюзовании в открытый космос в скафандрах типа «Орлан» через посадочный люк.

Транспортный пилотируемый корабль новой серии "Союз ТМА-М"

Общие сведения

Транспортный пилотируемый корабль (ТПК) новой серии "Союз ТМА-М" создан на базе корабля "Союз ТМА", полёты которых осуществляются с октября 2002 года.

Заказчик разработки - Федеральное космическое агентство
Головной разработчик - Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва.

Назначение, задачи и основные характеристики корабля новой серии такие же, как и у базового корабля.

ТПК "Союз ТМА-М" по сравнению с базовым кораблём доработан с целью:
замены бортовых приборов системы управления движением и навигации (СУДН) и системы бортовых измерений (СБИ) на приборы, созданные на основе современной элементной базы и развитого программного обеспечения;
расширения функциональных возможностей корабля в части управления бортовыми системами от бортовых вычислительных средств (БВС) СУДН и более глубокой интеграции с БВС Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС) при использовании мультиплексного канала обмена;
увеличения возможности по доставке полезного груза за счет снижения массы бортовых систем.

Проведённые доработки являются одним из мероприятий, направленных на создание пилотируемого транспортного корабля нового поколения (ПТК НП). Лётная сертификация новых приборов и оборудования, установленных на ТПК "Союз ТМА-М", позволит принять соответствующие решения применительно к ПТК НП.

Рождение «Союза»

Первые пилотируемые корабли-спутники серии «Восток» (индекс 3КА) создавались для решения узкого круга задач — во-первых, чтобы опередить американцев, и, во-вторых, чтобы определить возможности жизни и работы в космосе, изучить физиологические реакции человека на факторы орбитального полёта. Корабль блестяще справился с поставленными задачами. С его помощью был осуществлён первый прорыв человека в космос («Восток»), состоялась первая в мире суточная орбитальная миссия («Восток-2»), а также первые групповые полёты пилотируемых аппаратов («Восток-3» — «Восток-4» и «Восток-5» — «Восток-6»). Первая женщина попала в космос также на этом корабле («Восток-6»).

Развитием этого направления стали аппараты с индексами 3КВ и 3КД, с помощью которых были осуществлены первый орбитальный полёт экипажа из трёх космонавтов («Восход») и первый выход человека в открытое космическое пространство («Восход-2»).

Однако ещё до того, как были установлены все эти рекорды, руководителям, конструкторам и проектантам королёвского Опытного конструкторского бюро (ОКБ-1) было ясно, что для решения перспективных задач лучше подойдёт не «Восток», а другой корабль, более совершенный и безопасный, обладающий расширенными возможностями, увеличенным ресурсом систем, удобный для работы и комфортный для жизни экипажа, обеспечивающий более щадящие режимы спуска и большую точность посадки. Для повышения научной и прикладной «отдачи» требовалось увеличить численность экипажа, введя в него узких специалистов — врачей, инженеров, учёных. Кроме того, уже на рубеже 1950—1960-х годов создателям космической техники было очевидно, что для дальнейшего изучения космического пространства нужно освоить технологии встречи и стыковки на орбите для сборки станций и межпланетных комплексов.

Летом 1959 года в ОКБ-1 начался поиск облика перспективного пилотируемого корабля. После обсуждений целей и задач нового изделия было решено разработать достаточно универсальный аппарат, пригодный как для околоземных полётов, так и для облётных лунных миссий. В 1962 году в рамках этих изысканий был инициирован проект, получивший громоздкое название «Комплекс сборки космических аппаратов на орбите спутника Земли» и короткий шифр «Союз». Основной задачей проекта, в ходе решения которой предполагалось освоить орбитальную сборку, был облёт Луны. Пилотируемый элемент комплекса, имевшего индекс 7К-9К-11К, получил название «корабль» и имя собственное «Союз».

Принципиальным его отличием от предшественников были возможности стыковки с другими аппаратами комплекса 7К-9К-11К, полёта на большие (вплоть до орбиты Луны) расстояния, входа в земную атмосферу со второй космической скоростью и посадки в заданном районе территории Советского Союза. Отличительной чертой «Союза» стала компоновка. Он состоял из трёх отсеков: бытового (БО), приборно-агрегатного (ПАО) и спускаемого аппарата (СА). Такое решение позволило обеспечить приемлемый обитаемый объём для экипажа из двух-трёх человек без существенного роста массы конструкции корабля. Дело в том, что спускаемые аппараты «Востоков» и «Восходов», покрытые слоем теплозащиты, содержали системы, нужные не только для спуска, но и для всего орбитального полёта. Вынеся их в другие отсеки, не имеющие тяжёлой теплозащиты, проектанты могли заметно сократить общий объём и массу спускаемого аппарата, а значит, значительно облегчить весь корабль.

Надо сказать, что по принципам разбиения на отсеки «Союз» мало чем отличался от своих заокеанских конкурентов — кораблей Gemini и Apollo. Однако американцам, обладающим большим преимуществом в области микроэлектроники с высоким ресурсом, удавалось создавать сравнительно компактные аппараты, не разделяя жилой объём на независимые отсеки.

Из-за симметричного обтекания при возвращении из космоса сферические спускаемые аппараты «Востоков» и «Восходов» могли совершать лишь неуправляемый баллистический спуск с достаточно большими перегрузками и невысокой точностью. Опыт первых полётов показал, что эти корабли при посадке могли отклоняться от заданной точки на сотни километров, что значительно затрудняло работу специалистов по поиску и эвакуации космонавтов, резко увеличивая контингент сил и средств, привлекаемых для решения этой задачи, зачастую заставляя их рассредоточиваться по огромной территории. Например, «Восход-2» сел со значительным отклонением от расчётной точки в таком труднодоступном месте, что поисковики лишь на третьи (!) сутки смогли эвакуировать экипаж корабля.

Спускаемый аппарат «Союза» обрёл сегментально-коническую форму «фары» и при выборе определённой центровки летел в атмосфере с балансировочным углом атаки. Несимметричное обтекание порождало подъёмную силу и давало аппарату «аэродинамическое качество». Этим термином определяется отношение подъёмной силы к лобовому сопротивлению в поточной системе координат при данном угле атаки. У «Союза» оно не превышало 0,3, но этого хватало, чтобы на порядок (с 300—400 км до 5—10 км) повысить точность приземления и вдвое-второе (с 8—10 до 3—5 единиц) снизить перегрузки при спуске, делая посадку гораздо более комфортной.

«Комплекс сборки космических аппаратов на орбите спутника Земли» не был реализован в первоначальном виде, но стал родоначальником многочисленных проектов. Первым был 7К-Л1 (известен под открытым названием «Зонд»). В 1967-1970 годах по этой программе было предпринято 14 попыток запуска беспилотных аналогов этого пилотируемого корабля, 13 из которых имели целью облёт Луны. Увы, по разным причинам лишь три можно считать успешными. До пилотируемых миссий дело не дошло: после облёта Луны американцами и высадки на лунную поверхность интерес руководства страны к проекту угас, и 7К-Л1 закрыли.

Лунный орбитальный корабль 7К-ЛОК был частью пилотируемого лунного комплекса Н-1 — Л-3. В период с 1969 по 1972 год советская сверхтяжёлая ракета Н-1 стартовала четырежды, и каждый раз с аварийным исходом. Единственный «почти штатный» 7К-ЛОК погиб при аварии 23 ноября 1972 года в последнем пуске носителя. В 1974 году проект советской экспедиции на Луну был остановлен, а в 1976 году отменён окончательно.

В силу разных причин как «лунные», так и «орбитальные» ответвления проекта 7К-9К-11К не прижились, а вот семейство пилотируемых кораблей для проведения «тренировочных» операций по встрече и стыковке на околоземной орбите состоялось и получило развитие. Оно отпочковалось от темы «Союз» в 1964 году, когда было принято решение отработать сборку не в лунных, а в околоземных полётах. Так появился 7К-ОК, получивший в наследство имя «Союз». Основные и вспомогательные задачи первоначальной программы (управляемый спуск в атмосфере, стыковка на околоземной орбите в беспилотном и пилотируемом вариантах, переход космонавтов из корабля в корабль через открытый космос, первые рекордные автономные полёты на длительность) удалось решить за 16 запусков «Союзов» (восемь из них прошли в пилотируемом варианте, под «родовым» именем) до лета 1970 года.

⇡ Оптимизация задач

В самом начале 1970-х годов Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ, так с 1966 года стало называться ОКБ-1) на базе систем корабля 7К-ОК и корпуса орбитальной пилотируемой станции ОПС «Алмаз», спроектированной в ОКБ-52 В. Н. Челомея, разработало долговременную орбитальную станцию ДОС-7К («Салют»). Начало эксплуатации этой системы лишало смысла автономные полёты кораблей. Космические станции обеспечивали получение гораздо большего объёма ценных результатов из-за более длительной работы космонавтов на орбите и наличия места для установки различной сложной исследовательской аппаратуры. Соответственно, корабль, доставляющий экипаж к станции и возвращающий его на Землю, из многоцелевого превращался в одноцелевой транспортный. Эта задача была возложена на пилотируемые аппараты серии 7К-Т, созданные на базе «Союзов».

Две катастрофы кораблей на базе 7К-ОК, произошедшие за сравнительно короткий период времени («Союз-1» 24 апреля 1967 года и «Союз-11» 30 июня 1971 года), заставили разработчиков пересмотреть концепцию безопасности аппаратов данной серии и провести модернизацию ряда основных систем, что негативно сказалось на возможностях кораблей (резко уменьшился срок автономного полёта, экипаж сократился с трёх до двух космонавтов, которые совершали теперь полёт на ответственных участках траектории одетыми в аварийно-спасательные скафандры).

Эксплуатация транспортных кораблей типа 7К-Т при доставке космонавтов на орбитальные станции первого и второго поколения продолжилась, но выявила ряд крупных недостатков, обусловленных несовершенством служебных систем «Союза». В частности, управление движением корабля по орбите было слишком «привязано» к наземной инфраструктуре сопровождения, управления и выдачи команд, а используемые алгоритмы не страховались от ошибок. Поскольку СССР не имел возможности разместить наземные пункты связи по всей поверхности земного шара вдоль трассы, полёт космических кораблей и орбитальных станций значительную часть времени проходил вне зоны радиовидимости. Зачастую экипаж не мог парировать нештатные ситуации, возникающие на «глухой» части витка, а интерфейсы «человек — машина» были настолько несовершенными, что не позволяли в полной мере использовать возможности космонавта. Запас топлива для маневрирования оказался недостаточен, часто не позволяя осуществить повторные попытки стыковки, например при возникновении сложностей во время сближения со станцией. Во многих случаях это приводило к срыву всей программы полёта.

Для пояснения того, как разработчикам удалось справиться с решением этой и ряда других проблем, следует отступить немного назад во времени. Вдохновлённый успехами головного ОКБ-1 в области пилотируемых полётов, Куйбышевский филиал предприятия — ныне Ракетно-космический центр (РКЦ) «Прогресс» — под руководством Д. И. Козлова в 1963 году начал проектные проработки по военно-исследовательскому кораблю 7К-ВИ, который, кроме прочего, предназначался для разведывательных миссий. Не будем обсуждать саму проблему присутствия человека на спутнике-фоторазведчике, которая сейчас кажется по меньшей мере странной, — скажем лишь, что в Куйбышеве на основе технических решений «Союза» был сформирован облик пилотируемого аппарата, в значительной мере отличающегося от прародителя, но ориентированного на запуск с помощью ракеты-носителя того же семейства, что выводило корабли типа 7К-ОК и 7К-Т.

Проект, в который закладывалось несколько изюминок, космоса так и не увидел, и был закрыт в 1968 году. Основной причиной обычно считают стремление руководства ЦКБЭМ монополизировать тематику пилотируемых полётов в головном конструкторском бюро. Оно предложило вместо одного корабля 7К-ВИ спроектировать орбитальную исследовательскую станцию (ОИС) «Союз-ВИ» из двух компонентов — орбитального блока (ОБ-ВИ), разработку которого поручили филиалу в Куйбышеве, и пилотируемого транспортного корабля (7К-С), который проектировался своими силами в Подлипках.

Были задействованы многие решения и наработки, сделанные как в филиале, так и в головном КБ, однако заказчик — Министерство обороны СССР — признал более перспективным средством разведки уже упоминавшийся комплекс на основе ОПС «Алмаз».

Несмотря на закрытие проекта «Союз-ВИ» и переброску значительных сил ЦКБЭМ на программу создания ДОС «Салют», работы по кораблю 7К-С продолжились: военные готовы были использовать его для проведения автономных экспериментальных полётов с экипажем из двух человек, а разработчики видели в проекте возможность создания на основе 7К-С модификаций корабля различного целевого назначения.

Интересно, что проектированием занималась команда специалистов, не связанная с созданием 7К-ОК и 7К-Т. Поначалу разработчики пытались, сохранив общую компоновку, улучшить такие характеристики корабля, как автономность и способность к маневрированию в широких пределах, путём изменения силовой конструкции и мест расположения отдельных модифицированных систем. Однако по мере продвижения проекта стало ясно, что кардинальное улучшение функциональности возможно лишь путём внесения принципиальных изменений.

В конечном итоге проект имел коренные отличия от базовой модели. 80% бортовых систем 7К-С были разработаны заново или значительно модернизированы, в аппаратуре применена современная элементная база. В частности, новая система управления движением «Чайка-3» строилась на базе бортового цифрового вычислительного комплекса на основе компьютера «Аргон-16» и бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Принципиальным отличием системы стал переход от прямого управления движением по данным измерений к управлению на основе корректируемой модели движения корабля, реализованной в бортовом компьютере. Датчики навигационной системы измеряли угловые скорости и линейные ускорения в связанной системе координат, которая, в свою очередь, моделировались в компьютере. «Чайка-3» рассчитывала параметры движения и автоматически управляла кораблём в оптимальных режимах с наименьшим расходом топлива, вела самоконтроль с переходом — в случае необходимости — на резервные программы и средства, выдавая экипажу информацию на дисплей.

Принципиально новым стал пульт космонавтов, установленный в спускаемом аппарате: основные средства отображения информации имели командно-сигнальные пульты матричного типа и комбинированный электронный индикатор на основе кинескопа. Принципиально новыми были приборы обмена информацией с бортовым компьютером. И пусть первый отечественный электронный дисплей обладал (как шутили некоторые специалисты) «интерфейсом куриного интеллекта», это уже был значительный шаг к тому, чтобы перерезать информационную «пуповину», связывающую корабль с Землёй.

Была разработана новая двигательная установка с единой топливной системой для основного двигателя и микродвигателей причаливания и ориентации. Она стала надёжнее и вмещала больший запас топлива, чем раньше. На корабль вернули солнечные батареи, снятые после «Союза-11» для облегчения, усовершенствовали систему аварийного спасения, парашюты и двигатели мягкой посадки. При этом корабль внешне оставался очень похож на прототип 7К-Т.

В 1974 году, когда Минобороны СССР решило отказаться от автономных военно-исследовательских миссий, проект переориентировали на транспортные полёты к орбитальным станциям, а численность экипажа довели до трёх человек, одетых в обновлённые аварийно-спасательные скафандры.

⇡ Другой корабль и его развитие

Корабль получил обозначение 7К-СТ. По совокупности многочисленных изменений ему даже планировали дать новое имя — «Витязь», однако в итоге обозначили как «Союз Т». Первый беспилотный полёт новый аппарат (ещё в варианте 7К-С) совершил 6 августа 1974 года, а первый пилотируемый «Союз Т-2» (7К-СТ) стартовал лишь 5 июня 1980 года. Столь длительный путь к регулярным миссиям обуславливался не только сложностью новых решений, но и определённым противодействием «старой» команды разработчиков, которые параллельно продолжали доработки и эксплуатацию 7К-Т — в период с апреля 1971 года по май 1981 года «старый» корабль 31 раз слетал под обозначением «Союз» и 9 раз как спутник «Космос». Для сравнения: с апреля 1978 года по март 1986 года 7К-С и 7К-СТ совершил 3 беспилотных и 15 пилотируемых полётов.

Тем не менее, завоевав место под солнцем, «Союз Т» со временем стал «рабочей лошадкой» отечественной пилотируемой космонавтики — именно на его базе началось проектирование следующей модели (7К-СТМ), предназначенной для транспортных полётов к высокоширотным орбитальным станциям. Предполагалось, что ДОС третьего поколения будут работать на орбите с наклонением 65° для того, чтобы трасса их полёта захватывала большую часть территории страны: при запуске на орбиту с наклонением 51° всё, что остаётся севернее трассы, недосягаемо для приборов, предназначенных для наблюдения с орбиты.

Поскольку ракета-носитель «Союз-У» при запуске аппаратов к высокоширотным станциям недобирала примерно 350 кг массы полезного груза, она не могла вывести на нужную орбиту корабль в штатной комплектации. Необходимо было компенсировать потери грузоподъёмности, а также создать модификацию корабля, обладающую повышенной автономностью и ещё большими возможностями для маневрирования.

Проблему с ракетой решили переводом двигателей второй ступени носителя (получил обозначение «Союз-У2») на новое высокоэнергетическое синтетическое углеводородное горючее «синтин» («циклин»).

«Циклиновый» вариант ракеты-носителя «Союзу-У2» летал с декабря 1982 года по июль 1993 года. Фото Роскосмоса

А корабль переделали, оснастив усовершенствованной двигательной установкой повышенной надёжности с увеличенным запасом топлива, а также новыми системами - в частности, старую систему сближения («Игла») заменили новой («Курс»), позволяющей проводить стыковку без переориентации станции. Теперь все режимы нацеливания, в том числе на Землю и Солнце, могли выполняться либо автоматически, либо при участии экипажа, а сближение осуществлялось на основе расчётов траектории относительного движения и оптимальных манёвров — они выполнялись с помощью бортового компьютера при использовании информации от системы «Курс». Для дублирования был введён телеоператорный режим управления (ТОРУ), позволявший в случае отказа «Курса» космонавту со станции взять управление на себя и вручную состыковать корабль.

Корабль мог управляться по командной радиолинии или экипажем с использованием новых бортовых устройств ввода и отображения информации. Обновлённая система связи позволяла при автономном полёте связаться с Землёй через станцию, к которой летел корабль, что существенно расширяло зону радиовидимости. Вновь переделали двигательную установку системы аварийного спасения и парашюты (для куполов использовали облегчённый капрон, а для строп — отечественный аналог кевлара).

Эскизный проект на корабль следующей модели — 7К-СТМ — был выпущен в апреле 1981 года, а лётные испытания начались с беспилотного запуска «Союза ТМ» 21 мая 1986 года. Увы, станция третьего поколения оказалась всего одна — «Мир», и летала она по «старой» орбите с наклонением 51°. Но пилотируемые полёты корабля, которые начались с февраля 1987 года, обеспечили не только успешную эксплуатацию этого комплекса, но и начальный этап работы МКС.

При проектировании вышеуказанного орбитального комплекса для существенного снижения продолжительности «глухих» витков была предпринята попытка создать спутниковую систему связи, контроля и управления на основе геостационарных спутников-ретрансляторов «Альтаир», наземных пунктов ретрансляции и соответствующей бортовой радиоаппаратуры. Такая система успешно использовалась при управлении полётом во время эксплуатации станции «Мир», однако оснастить подобной аппаратурой корабли типа «Союз» в то время всё же не могли.

С 1996 года из-за высокой стоимости и отсутствия месторождений сырья на российской территории пришлось отказаться от использования «синтина»: начиная с «Союза ТМ-24» все пилотируемые корабли вернулись на носитель «Союз-У». Вновь возникла проблема недостаточной энергетики, которую предполагалось решать облегчением корабля и модернизацией ракеты.

С мая 1986 года по апрель 2002 года были запущены 33 пилотируемых и 1 беспилотный аппарат серии 7К-СТМ — все они шли под обозначением «Союз ТМ».

Следующая модификация корабля была создана для эксплуатации в международных миссиях. Её проектирование совпало с разработкой МКС, точнее со взаимной интеграцией американского проекта Freedom и российского «Мир-2». Поскольку стройку предполагалось осуществлять американскими шаттлами, которые не могли подолгу оставаться на орбите, в составе станции должен был постоянно дежурить аппарат-спасатель, способный в случае возникновения чрезвычайной ситуации безопасно вернуть экипаж на Землю.

Соединённые Штаты работали над «космическим такси» CRV (Crew Return Vehicle) на базе аппарата с несущим корпусом X-38, а Ракетно-космическая корпорация (РКК) «Энергия» (так со временем стало называться предприятие — правопреемник «королёвского» ОКБ-1) предлагала корабль капсульного типа на базе масштабно увеличенного союзовского спускаемого аппарата. И тот и другой аппараты должны были доставляться на МКС в грузовом отсеке шаттла, который, кроме того, рассматривался как основное средство полёта экипажей с Земли на станцию и обратно.

20 ноября 1998 года в космос был запущен первый элемент МКС — функционально-грузовой блок «Заря», созданный в России на американские деньги. Строительство началось. На этом этапе стороны осуществляли доставку экипажей на паритетной основе — шаттлами и «Союзами-ТМ». Большие технические сложности, вставшие на пути проекта CRV, и значительное превышение бюджета заставили прекратить разработку американского корабля-спасателя. Специальный российский корабль-спасатель тоже не был создан, но работы в этом направлении получили неожиданное (или закономерное?) продолжение.

1 февраля 2003 года при возвращении с орбиты погиб шаттл Columbia. Реальной угрозы закрытия проекта МКС не было, но ситуация оказалась критической. Стороны справились с возникшим положением, уменьшив экипаж комплекса с трёх до двух человек и приняв российское предложение о постоянном дежурстве на станции российского «Союза ТМ». Затем подтянулся модифицированный транспортный пилотируемый корабль «Союз ТМА», созданный на базе 7К-СТМ в рамках ранее достигнутого межгосударственного соглашения России и США как составная часть комплекса орбитальной станции. Главным его назначением стало обеспечение спасения основного экипажа станции и доставка экспедиций посещения.

По результатам ранее проведённых полётов международных экипажей на «Союзах ТМ» в конструкции нового корабля были учтены специфические антропометрические требования (отсюда и литера «А» в обозначении модели): среди американских астронавтов есть персоны, довольно сильно отличающиеся от российских космонавтов по росту и весу, причём как в большую, так и в меньшую сторону (см. таблицу). Надо сказать, что эта разница влияла не только на комфорт размещения в спускаемом аппарате, но и на центровку, что было важно для безопасной посадки при возвращении с орбиты и потребовало модификации системы управления спуском.

Антропометрические параметры членов экипажа кораблей «Союз ТМ» и «Союз ТМА»

Параметры	«Союз ТМ»	«Союз ТМА»
1. Рост, см
. максимальный в положении стоя	182	190
. минимальный в положении стоя	164	150
. максимальный в положении сидя	94	99
2. Обхват груди, см
. максимальный	112	не ограничивается
. минимальный	96	не ограничивается
3. Масса тела, кг
. максимальная	85	95
. минимальная	56	50
4. Длина ступни максимальная, см	-	29,5

В спускаемом аппарате «Союза ТМА» установили три вновь разработанных удлинённых кресла с новыми четырёхрежимными амортизаторами, которые регулируются по массе космонавта. Оборудование в зонах, прилегающих к креслам, перекомпоновали. Внутри корпуса спускаемого аппарата в зоне подножек правого и левого кресел сделали выштамповки глубиной около 30 мм, которые позволили разместить рослых космонавтов в удлинённых креслах. Изменился силовой набор корпуса и прокладка трубопроводов и кабелей, расширилась зона прохода через входной люк-лаз. Установлены новый пульт управления, уменьшенный по высоте, новый холодильно-сушильный агрегат, блок запоминания информации и другие новые или дорабатываемые системы. Кабину экипажа по возможности расчистили от выступающих элементов, перенеся их в более удобные места.

Органы управления и системы индикации, установленные в спускаемом аппарате «Союза ТМА»: 1 - командир и бортинженер-1 имеют перед собой интегрированные пульты управления (ИнПУ); 2 — цифровая клавиатура для введения кодов (для навигации по дисплею ИнПУ); 3 — блок управления маркером (для навигации по дисплею ИнПУ); 4 — блок электролюминесцентной индикации текущего состояния систем; 5 — ручные поворотные вентили РПВ-1 и РПВ-2, отвечающие за наполнение магистралей дыхания кислородом; 6 — электропневмоклапан подачи кислорода при посадке; 7 — командир корабля наблюдает за стыковкой через перископический «Визир специальный космонавта (ВСК)»; 8 — с помощью ручки управления движением (РУД) кораблю придаётся линейное (положительное или отрицательное) ускорение; 9 — с помощью ручки управления ориентацией (РУО) кораблю задаётся вращение; 10 — вентилятор холодильно-сушильного агрегата (ХСА), выводящего из корабля тепло и излишнюю влагу; 11 — тумблеры включения вентиляции скафандров при посадке; 12 — вольтметр; 13 — блок предохранителей; 14 — кнопка запуска консервации корабля после стыковки с орбитальной станцией

В очередной раз доработали комплекс средств приземления — он стал более надёжным и позволял уменьшить перегрузки, возникающие после спуска на запасной парашютной системе.

Проблему спасения полностью укомплектованного экипажа МКС из шести человек в конечном итоге решили одновременным нахождением на станции двух «Союзов», которые с 2011 года, после ухода шаттлов в отставку, стали единственными пилотируемыми кораблями в мире.

Для подтверждения надёжности был проведён значительный (по нынешним временам) объём экспериментальной отработки и макетирование с контрольной примеркой экипажей, включая астронавтов NASA. В отличие от кораблей предыдущих серий, беспилотных запусков не проводилось: первый старт «Союза ТМА-1» состоялся 30 октября 2002 года сразу с экипажем. Всего до ноября 2011 года было запущено 22 корабля данной серии.

Корабль «Союз», который изначально создавался для лунной программы, не возил людей к Луне. Первые полёты тоже не шли идеально - миссии срывались, происходили аварии, даже гибли люди. Но появлялись новые модификации, корабль становился все лучше, и сейчас он является самым надёжным и безопасным пилотируемым кораблём.

— Редактор LJ Media

Есть такие люди, книги, фильмы, которые мотивируют. Часто встречается сюжет, когда у героя поначалу что-то не получается, но он потом достигает большого успеха позже или в другой области. История техники тоже может мотивировать. Корабль «Союз», который изначально создавался для лунной программы, не возил людей к Луне. Первые полеты тоже не шли идеально - миссии срывались, происходили аварии, даже гибли люди. Но появлялись новые модификации, корабль становился все лучше, и сейчас он является самым надежным и безопасным пилотируемым кораблем и уже скоро побьет рекорд Спейс Шаттла в 135 полетов и станет еще и больше всего летавшим кораблем. И не факт, что в будущем найдутся корабли, которые смогут обогнать его по длительности программы - первый беспилотный полет «Союза» состоялся без малого 50 лет назад.

Имена и индексы

Началом работ над тем, из чего вырос корабль «Союз», называют 1962 год. Новый корабль разрабатывался для облета Луны. Но индексы и названия корабля в разных источниках разные - «Север», 5К, программа «А», 7К.

Несмотря на различие индексов и названий, на рисунках уже вполне узнаваемы «фара» спускаемого аппарата «Союза» и цилиндрический приборно-агрегатный отсек с системой терморегуляции. Необычная форма спускаемого аппарата была нужна для Луны. Если «шарик» «Востоков», на которых летали первые космонавты, тормозил в атмосфере при спуске с околоземной с орбиты с перегрузкой ~9 «же», то при возвращении с Луны баллистический спуск привел бы к перегрузке больше 12 «же». К тому же, неуправляемый спуск требовал очень маленького коридора входа - на несколько километров выше, и корабль бы отскочил от атмосферы, на несколько километров ниже - и корабль сгорает с перегрузкой больше 20 «же». И, наконец, район посадки получался очень большим, что затрудняло и удорожало поиски. А «фара» создавала подъемную силу, позволяя управлять процессом торможения, увеличивая допустимую ошибку перегрузки в коридоре входа в атмосферу, снижая перегрузки и уменьшая район поиска.

Спешка

Если на 1962 год СССР лидировал в космической гонке, то к 1965 году уже США стали вырываться вперед. В конце 1965 года «Джемини-6А» сблизился с «Джемини-7», и, хоть формально стыковка не состоялась, было очевидно, что американцы вплотную приблизились к этой задаче. А новый советский корабль, умеющий маневрировать и стыковаться и получивший в итоге индекс 7К-ОК, все еще не был готов. В начале 1966 года внезапно умер С.П. Королев, а заменившему его Василию Мишину не хватало чего-то, чтобы жестко держать программу на рельсах. Началась спешка. В первом беспилотном пуске «Космос-133» практически сразу потратил топливо на двигатели ориентации. Штатное торможение не получилось, в ЦУПе сумели затормозить корабль последовательностью коротких импульсов, но бдительная система подрыва посчитала, что корабль может промахнуться мимо территории СССР, и уничтожила его. Следующий беспилотный «Союз» даже не получил названия - из-за отсутствия зажигания в одной из камер сгорания ракета не стартовала, а система аварийного спасения, для которой забыли учесть вращение Земли, «спасла» исправный корабль. Следующий беспилотный «Союз» - «Космос-140» не смог полноценно выполнить программу испытаний, растратил топливо, а при посадке в его днище прогорела дыра, и корабль утонул в Аральском море.

Казалось бы, надо устранять замечания, запуская беспилотные корабли. Но следующий пуск был запланирован пилотируемым, причем по очень амбициозной программе. В первом же пуске планировалась стыковка двух пилотируемых кораблей с переходом космонавтов между ними через открытый космос. 23 апреля 1967 года стартовал «Союз-1» с Владимиром Комаровым... Нераскрывшаяся солнечная панель поставила крест на программе полета, Комаров с большим трудом, вручную, сориентировал корабль на торможение, но все это было впустую. При посадке отказала парашютная система, и Владимир Комаров погиб. 18 месяцев ушло на исправление ошибок, и шесть беспилотных кораблей были использованы на испытательных полетах.

7К-ОК

В октябре 1968 года в космос отправился «Союз-3» с космонавтом Георгием Береговым. Амбициозная до авантюрности ручная стыковка на ночной стороне не получилась. Проявилась слабость нового корабля - двигатели причаливания и ориентации (ДПО), работающие на перекиси водорода, имели очень маленький запас топлива. Резерва на ошибки людей и техники не было.

ДПО «Союз-19», такие же как и на более ранних кораблях

Первым пилотируемым успехом «Союза» стал полет «Союза-4» и «Союза-5». Впервые состыковались два пилотируемых корабля (американцы использовали специальную беспилотную мишень), что позволило советским СМИ заявить о создании первой космической станции. Случайность, но будущие успехи «Союза» будут связаны именно с ними. А еще в том полете корабль показал себя с лучшей стороны. Авария на «Союз-5», из-за которой он вошел в атмосферу задом наперед, не привела к гибели космонавта. Запасов прочности хватило, чтобы выдержать время, пока приборно-агрегатный отсек, который не отделился штатно, отгорел и отвалился под напором атмосферы. А затем спускаемый аппарат развернулся в правильное положение по принципу «ваньки-встаньки».

Сохранились уникальные съемки интерьера и внешнего вида кораблей.

В исходном варианте 7К-ОК «Союзы» летали до индекса 9.

Менее удачно шли дела у лунного варианта. С 1967 по 1970 год было произведено 14 пусков. Сначала корабль запускали на высокоэллиптическую орбиту, проверяя возможность вернуться с Луны в принципе, затем, с «Зонда-5», 7К-Л1 стали облетать Луну. На «Зонде-5» к Луне успешно слетали и вернулись живыми черепахи, дрозофилы и хрущаки. В последующих кораблях случались аварии, которые бы угрожали жизни космонавтам, если бы они находились на борту. Да и смысл в лунной гонке после победы американцев исчезал. Программу закрыли. Что любопытно, в качестве ракеты-носителя должен был использоваться «Протон», и сохранились необычно выглядящие фотографии «Протона» с системой спасения для пилотируемых полетов.

После успеха американцев с Луной СССР решил ответить асимметрично, сфокусировавшись на орбитальных станциях. Для этого разработали «транспортную» модификацию 7К-Т, которая отличалась от базовой, главным образом, наличием стыковочного устройства с люком, чтобы космонавтам не пришлось переходить в орбитальную станцию через открытый космос. «Союз-10» сумел состыковаться, но люк открыть не получилось. Первым экипажем первой долговременной орбитальной станции стали Добровольский, Волков, Пацаев на «Союз-11». Но при возвращении из-за самопроизвольного открытия в космосе дыхательного клапана космонавты без скафандров погибли. Программа полетов была остановлена на 27 месяцев, а «Союз» 7К-Т стал заметно другим аппаратом. Прежде всего, космонавты стали летать в скафандрах. Дополнительный вес и аварийный запас кислорода привел к тому, что корабль из трехместного стал двухместным. Из-за других доработок корабль еще потяжелел, поэтому солнечные батареи сняли, а на двое суток полета к станции хватало аккумуляторов.

Корабли этой модификации летали аж до 1986 года. Одним из таких кораблей был «Союз-35», для которого есть 360° панорама . Очень интересно смотреть на старые приборы.

7К-ТМ

Политическое решение о совместном полете СССР-США «Союз-Аполлон» стало задачей государственной важности в СССР. И если США использовали штатный «Аполлон», то в СССР была создана целая специальная модификация «Союза». На корабль вернули солнечные батареи, ресурс автономного полета был увеличен с 3 до 7 дней, для стыковки разработали новый стыковочный агрегат АПАС. Кроме «Космосов», которыми обозначали беспилотные испытательные полеты, модификацию 7К-ТМ проверили в пилотируемом полете «Союз-16». А после успешного полета «Союза-19» с «Аполлоном» запасной корабль догрузили научной аппаратурой и отправили в автономный полет как «Союз-22».

7К-С, 7К-СТ

Для «Союза» параллельно разрабатывались . В именно военном виде они так и не слетали, но серьезные улучшения, которые для них разрабатывались, привели к появлению новой модификации корабля - 7К-С и 7К-СТ, которые официально обозначались как «Союз-Т». На корабле появилась бортовая цифровая вычислительная машина «Аргон-16», солнечные батареи вернули, а экипаж сумели увеличить до трех человек.

Новая приборная доска

«Союзы» с индексом -Т летали к «Салютам» −6 и −7 в начале 80-х.

Для новой многомодульной станции «Мир» сделали новую модификацию «Союза». Наконец-то корабль лишился большого своего недостатка - двигателей причаливания и ориентации на перекиси водорода. В новой двигательной установке ДПО и маршевый двигатель работали на гептиле/амиле из одних и тех же баков. Благодаря этому смогли убрать резервный двигатель - в случае отказа основного маршевого двигателя корабль мог вернуться на Землю, тормозя на ДПО. А топлива хватало на то, чтобы исправить ошибку людей или техники. Новая система сближения и стыковки «Курс» избавила орбитальную станцию от необходимости поворачиваться при сближении корабля. Кроме этого снизили массу парашютов, усовершенствовали двигатели мягкой посадки и систему спасения.

Это «Союз ТМА», но новые антенны и другая корма с новым двигателем такие же

Косметические изменения кабины - шкалы теперь не механические, а электронные

Союзы ТМ летали с середины 80-х по 2002 год.

Привыкшие к простору шаттлов американцы сильно удивлялись ограничениям на рост наших космонавтов. Лишить большую часть американского отряда астронавтов возможности полететь на МКС было как-то неправильно, поэтому пришлось разрабатывать новую модификацию корабля. В новый «Антропометрический» «Союз» смогли поместиться гораздо более крупные астронавты. Другие доработки были небольшими.

Корабли этой модификации летали с 2002 по 2010 годы.

ТМА-М

К 2010 году стало ясно, что настала пора обновить электронную начинку. Бортовой компьютер массой в центнер - это как-то уже слишком. Сказано - сделано, в модификации ТМА-М массу компьютера и еще нескольких приборов уменьшили вдвое. Энергопотребление также снизилось.

Ну и, наконец, последняя по времени, и похоже, финальная модификация МС. Новая связь без единого разрыва , еще более надежные двигатели причаливания и ориентации, модная светодиодная фара, улучшенная противометеоритная защита, увеличенные солнечные панели, дополнительные батареи.

Дополнительная информация