Сроки службы КА, как автоматических, так и пилотируемых, постоянно увеличиваются. И если первые орбитальные станции были рассчитаны на несколько лет максимум, то современные модули МКС будут находиться в космосе не менее пятнадцати. При создании ФГБ «Заря» перед конструкторами КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева возникла непростая задача обеспечения 15-летнего гарантийного срока службы блока. К числу оборудования, которое требует периодических замен части своего оснащения, относится аппаратура системы терморегулирования (СТР) ФГБ. Это связано с тем, что в состав внутреннего и наружного контуров СТР входят постоянно работающие центробежные насосы, перекачивающие теплоноситель, и устройство регулирования расхода жидкости (РРЖ), которое распределяет потоки теплоносителя во внешнем контуре. После нескольких лет службы необходимо заменять насосы и РРЖ.
Впервые плановая замена насосов внутреннего контура СТР была осуществлена на «Мире». Именно насосы быстрее всего вырабатывали свой ресурс и имели наименьшее время гарантийной работы. Поэтому во внутреннем контуре СТР «Мира» были установлены специальные сменные панели, где располагались все насосы и гидравлические разъемы (устройства для соединения панели с трубопроводами, заполненными теплоносителем). Были сконструированы очень надежные и безопасные гидроразъемы, которые практически не давали пролива теплоносителя. Это подтверждено многолетней эксплуатацией «Мира» и неоднократными заменами панелей внутреннего контура СТР. Однако отработанные конструкции и технологии относились только к внутреннему контуру СТР, а замена составных частей внешнего контура не предусматривалась.
В начале проектирования ФГБ перед конструкторами встала проблема замены насосов и РРЖ внешнего контура на поверхности модуля. Разработчики КБ «Салют» впервые в мире решили сделать сменной часть оборудования внешнего контура СТР.
Напомним, что система терморегулирования «Зари» имеет два контура, внутренний и внешний, причем каждый контур дублирован. Во внутреннем контуре все насосы размещены в сменных панелях, которые периодически заменяются. Один из внешних контуров работает, а другой находится в «холодном резерве» (контур отключен, но при отказе работающего может быть введен в действие по команде с Земли). Оба внешних контура имеют по два сменных элемента: панель насосов и РРЖ.
За 6 лет полета «Зари» были 5 раз успешно заменены сменные панели насосов внутреннего контура СТР. Но сейчас заканчивается гарантийный срок сменной панели РРЖ внешнего контура. Заменить ее нужно было не позднее ноября 2004 г.
Конструкция этой панели не имеет аналогов в мировой практике, и вот почему. Условия внекорабельной деятельности космонавтов существенно отличаются от земных. Один пример: чтобы космонавту только сжать руку в перчатке скафандра, требуется усилие 10 кг. При работах в скафандре требуется, чтобы рукоятки имели большие размеры. Нельзя использовать небольшие маховики, которые применены для стыковки в сменной панели внутреннего контура СТР. Усилия, которые прикладывает космонавт в процессе работы, строго определены (от минимального до максимального).
Работами по созданию, наземным испытаниям, тренировкам экипажей и непосредственно работой в Центре управления полетами руководило направление пилотируемых программ КБ «Салют». Сотрудники КБ работали совместно со специалистами РКК «Энергия», которые отвечают за ВКД.
Панель РРЖ, где находится сам регулятор, два гидроразъема и один электроразъем, сделана так, что одним поворотом специальной (довольно большой) ручки происходит стыковка гидроразъемов и отдельно стыковка электроразъема, а открытие магистралей происходит только после герметизации мест стыковки. Для обеспечения безопасности экипажа был также разработан специальный герметичный контейнер. Панель, заранее заправленная теплоносителем, помещается в этот контейнер, доставляется на грузовом корабле «Прогресс» на МКС и извлекается лишь во время выхода.
Совместно с РКК «Энергия» была разработана не только конструкция панелей и контейнеров, но и бортовая документация для космонавтов. Эти инструкции создаются в «Энергии» на базе исходных данных разработчиков тех систем, на которых планируются работы по замене или ремонту. Поэтому специалисты КБ сотрудничали с отделом, представляющим ГКНПЦ в ЦУПе, и с соответствующей службой РКК «Энергия».
Контейнер с новой панелью был доставлен на МКС «Прогрессом М-49». Еще раньше привезли специальную «площадку фиксации», спроектированную в КБ «Салют» для удобства работы в космосе при смене панели, и 26 августа 2002 г. она была установлена на «Заре». Замена панели была намечена на сентябрь 2004 г.
В ЦУПе ГКНПЦ имеет два рабочих места, одно из которых находится в большом зале, где есть телевизионное изображение и связь с экипажем. Там группа «Конструкция» ГКНПЦ консультирует руководителя полета и его подчиненных при проведении всех операций на модуле, а также космонавтов, выполняющих различные работы, при анализе возможных нештатных и аварийных ситуаций. Специалисты, хорошо знающие конструкцию модуля, могут дать квалифицированный ответ. Второе рабочее место расположено в отдельной комнате, где находится группа управления полетом «Зари» (модуль управляется полностью автоматически или по радиокомандам без участия экипажа). Там же находится группа анализа телеметрической информации.
Вечером 3 сентября разработчики и конструкторы сменной панели РРЖ СТР приехали в ЦУП. Выход экипажа, который сопровождался в ЦУПе службой ВКД РКК «Энергия», начался штатно. Без замечаний прошла и замена панели. Сказались тренировки Геннадия Падалки и Майкла Финка в ЦПК, где на макете и в гидробассейне все операции были отработаны четко и в полном объеме. После замены на панель были поданы команды с целью ее проверки (тест), которая прошла по плану. И все же присутствовавшие волновались: такая работа делалась впервые в космонавтике. Е.И.Демидова, В.Д.Кузьмин (разработчики СТР), Т.К.Кудрявцева (разработчик инструкции для космонавтов), Д.В.Коврижкин (сменный руководитель полета «Зари»), И.М.Азимов, С.Б.Киселев и В.П.Бодунов (члены группы управления полетом ФГБ) работали четко, обеспечив грамотное управление операциями на модуле.
Итак, подтвердилась правильность решения о замене частей СТР, доказано конструктивное совершенство панели и технологическая оптимальность операций. Данный успешный опыт может быть распространен и на другие подобные системы в целях продления сроков службы пилотируемых КА. В частности, подобные технологии могут быть применены и развиты на новом российском модуле МКС, создаваемом в ГКНПЦ на базе ФГБ-2. Это тем более актуально, что сейчас проходят переговоры между Центром Хруничева, «Боингом» и NASA о продлении срока эксплуатации «Зари» более 15 лет.
<
ВЕРНУТЬСЯ
