ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и РКК «Энергия» им. С.П.Королева предлагают к реализации проект беспилотного модульного грузового транспортного корабля (ГТК), запускаемого на РН «Протон-М» для доставки тяжелых крупногабаритных грузов как в герметичном отсеке, так и на внешней (негерметичной) платформе.

Основные мотивы для разработки тяжелого ГТК:

1. Необходимость создания транспортного средства, способного работать в резерве системы Space Shuttle, заменить ее в случае необходимости или снизить частоту ее использования в программе МКС.

Это повысит надежность программы МКС в целом (что особенно актуально после катастрофы «Колумбии») и позволит уменьшить частоту запусков оставшихся кораблей системы Space Shuttle и более экономно расходовать механический ресурс их конструкции² в течение всего срока эксплуатации МКС.

2. Уменьшение стоимости транспортных операций по строительству и оснащению МКС. При использовании системы Space Shuttle эти затраты значительны. Снижая стоимость транспортных операций, соответственно уменьшается стоимость создания МКС.

В этом процессе должны быть заинтересованы все страны – участницы проекта МКС, так как при уменьшении стоимости программы относительная доля вкладов остальных партнеров увеличится.

3. Сокращение сроков развертывания МКС в полной конфигурации.

До тех пор, пока NASA не выяснит причины катастрофы «Колумбии» и не проведет необходимые мероприятия по увеличению надежности системы Space Shuttle, сроки окончания строительства МКС останутся неопределенными. ГТК позволил бы выйти из данного положения и достаточно оперативно завершить развертывание станции.

С целью решения задачи создания ГТК для резервирования транспортных операций системы Space Shuttle применяются:

• РН тяжелого класса «Протон-М», способная доставить на орбиту корабль массой порядка 21 т;

• конструктивно-технологический задел элементов ФГБ «Заря», СМ «Звезда» и модифицированного приборно-агрегатного отсека (ПАО) корабля «Прогресс-М»;

• отработанные ГКНПЦ и РКК «Энергия» существующие технологии проектирования, изготовления и эксплуатации ракетно-космической техники для пилотируемой космонавтики.

Воздействие на программу МКС минимизируется за счет использования имеющихся на станции портов, средств стыковки и роботизированных средств обслуживания.

Проект тяжелого ГТК, предлагаемый для реализации совместно ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и РКК «Энергия» им. С.П.Королева, предусматривает широкое применение соответствующих элементов конструкции, агрегатов, узлов и разработанных систем и оборудования российских изделий пилотируемой тематики. Он состоит из отсека полезного груза (ОПГ) и модуля со служебными системами (МСС). В качестве первого используется блок на базе модифицированных гермоотсеков ФГБ «Заря» и СМ «Звезда» либо заново разработанная негерметичная внешняя грузовая платформа. В качестве последнего используется модифицированный ПАО грузового корабля «Прогресс-М». Надежность отсека-прототипа подтверждена более чем 200 стыковками. Технология и состав используемого оборудования для обеспечения сближения и стыковки ГТК с МКС аналогичны применяемым на ТКГ «Прогресс-М1» (с требуемой коррекцией ПМО). Конструктивные элементы российских космических изделий соединяются воедино в новой конфигурации.

Разработчики проекта считают, что такое решение позволит создать принципиально новый по задачам и возможностям КА в кратчайшие сроки, опираясь на существующие возможности российской космической отрасли.

Следующая существенная особенность ГТК – полное приспособление его конструкции для транспортировки всех грузов системы Space Shuttle уже интегрированной конфигурации с полным воспроизведением принятых интерфейсов крепления.

ГТК сможет, пристыковавшись к надирному порту ФГБ российского сегмента, доставить на МКС расходуемые запасы жизнеобеспечения и научное оборудование, в т.ч. стойки ISPR. Такие грузы размещаются в герметичном объеме (отсек типа MPLM). Внешние грузы и крупногабаритные элементы конструкции привозятся на негерметичной грузовой платформе.

Используя манипулятор SSRMS, ГТК перестыковывается на Node 2 (по технологии MPLM) или другой узел СВМ для разгрузки. С помощью манипулятора разгружается и внешняя грузовая платформа. Оборудование в виде двойных стоек полезного груза ISPR переносится из ГТК в отсеки МКС через боковой люк в ОПГ, после чего последний может быть заполнен отходами с МКС для их утилизации в процессе схода с орбиты. Доставка и передача на МКС топлива, воды и газов атмосферы (при необходимости) достигается путем применения технологий, отработанных на корабле «Прогресс М».

В соответствии с составом и характеристиками грузопотока, запланированного для системы Space Shuttle для завершения строительства МКС, могут быть созданы следующие модификации тяжелого корабля:

1. ГТК1 для доставки грузов в гермоотсеке;

2. ГТК2 для доставки грузов (массой до 10 т) на внешней грузовой платформе (длиной до 7 м);

3. ГТК3 для доставки крупногабаритных грузов (типа элементов Р3/Р4 или S3/S4 МКС) массой 13.0–15.0 т на внешней грузовой платформе (длиной до 14 м).

Модификации 1 и 2 используют для выведения на орбиту РН «Протон-М»; вариант 3 реализуется при двухпусковой схеме: грузовая космическая платформа (ГКП) выводится на РН «Протон-М», а корабль-буксир «Прогресс-М1» – на РН «Союз-У». ГТК3 образуется после стыковки корабля-буксира с ГКП.

Все конструктивные элементы и бортовое оборудование служебных систем всех модификаций ГТК максимально унифицированы.

Использование этих принципов позволит в кратчайшие для современной пилотируемой космонавтики сроки создать принципиально новые по возможностям КА.

Предлагаемый проект тяжелого ГТК ни в коей мере не затрагивает интересы грузовых кораблей «Прогресс М», ATV и HTV, которые имеют в программе МКС свои эксплуатационные ниши.

С учетом ситуации, сложившейся вокруг системы Space Shuttle, необходимости продолжения строительства станции и того факта, что все элементы ГТК разработаны и испытаны и могут быть соединены в новой конфигурации космического изделия, ГТК предложенной конфигурации, по оценкам головных фирм-разработчиков – ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и РКК «Энергия» им. С.П.Королева, может быть создан через 2.5–3 года, а при определенных обстоятельствах – и через 2 года.

При том условии, что работы по ГТК начнутся в головных фирмах не позднее середины 2003 г., корабль с гермоотсеком (как более простой) может быть готов в IV кв. 2005 г., следующий ГТК с внешней грузовой платформой – в I кв. 2006 г.

В заключение заметим, что большая часть грузов, запланированных для доставки системой Space Shuttle для завершения строительства МКС, может быть доставлена с помощью ГТК. Предложение по созданию тяжелого ГТК, исходя из назначения и характера решаемых задач, для российской стороны может носить только коммерческий характер и может быть реализовано только при финансировании из внешних источников; например, за счет экономии средств путем сокращения частоты запусков системы Space Shuttle. 

1 Подписано в Вашингтоне 29 января 1998 г. и вступило в силу 27 марта 2001 г.; ратифицировано Россией Федеральным законом от 29.12.2000 №164-ФЗ. 2 Основываясь на опыте длительной эксплуатации ОК «Мир», постоянно контролируя состояние металла конструкции (усталостная прочность, старение и коррозия), можно с уверенностью сказать, что эта задача для американской стороны в дальнейшем будет особенно актуальной.

Подготовлено И.Афанасьевым на основе материалов ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и РКК «Энергия» им.С.П.Королева