Скайлэб

Статья на основе материалов из Википедии Скайлэб (англ. Skylab, от англ. sky laboratory (букв. небесная лаборатория)) — первая и единственная национальная орбитальная станция США, предназначенная для технологических, астрофизических, медико-биологических исследований, а также для наблюдения Земли. Запущена 14 мая 1973 года, приняла три экспедиции на кораблях «Аполлон» с мая 1973 по февраль 1974 года, сошла с орбиты и разрушилась 11 июля 1979 года.

Длина — 24,6 м, максимальный диаметр — 6,6 м, масса — 77 т, внутренний объём — 352,4 м³. Высота орбиты — 434—437 км (перигей-апогей), наклонение — 50°.

Массо-габаритные параметры (в том числе полезный объём) станции «Скайлэб» превышали в разы характеристики советских орбитальных станций серий ДОС-«Салют» и ОПС-«Алмаз». Также американская станция стала первой, где экипажи работали многократно, и первой была оснащена двумя стыковочными узлами (хотя второй использован не был).

История создания

Первые проекты орбитальных станций стали появляться в СССР и в США с конца 1950-х годов. Одним из самых распространённых вариантов была переделка верхней ступени ракеты-носителя в полноценную орбитальную станцию. В частности, в 1963 году ВВС США предложили разрабатывавшийся некоторое время, но так и не осуществлённый проект военной разведывательной станции Manned Orbiting Laboratory (MOL) на основе верхней ступени ракеты «Аджена». Примерно в то же время фон Брауном была представлена концепция «Практического применения программы „Аполлон“», где среди прочего предполагалось использовать верхнюю ступень ракеты Сатурн 1B в качестве жилого объёма орбитальной станции. Фактически станция выступала в двух ипостасях — сначала выводила себя на орбиту как ракетная ступень, затем освободившийся бак жидкого водорода дооснащался, и ступень превращалась в орбитальную станцию. Предусматривалось наличие стыковочного узла, солнечных батарей и другого оборудования. Проект под рабочим названием «Orbital Workshop» нашёл поддержку руководства НАСА и начал осуществляться.

Серьёзное урезание космического бюджета в начале 1970-х годов заставило НАСА пересмотреть свои программы. Значительному количественному сокращению подверглась и программа орбитальных станций. С другой стороны, после отмены лунных экспедиций Аполлон-18, -19, -20 в распоряжении НАСА остался запас сверхтяжёлых ракет Сатурн-5, которая легко могла вывести полностью оснащённую орбитальную станцию, а значит, половинчатый вариант с дооборудованием водородного бака становился ненужным. Окончательный вариант получил имя «Skylab» — «Небесная лаборатория».

Задействованные структуры

Общее руководство проектом осуществлялось Космическим центром им. Маршалла, Хантсвилл, Алабама. В изготовлении узлов и агрегатов станции были задействованы следующие коммерческие структуры:[1]

Всего, к работам по обслуживанию станции после запуска было привлечено до 23 тыс. работников всех специальностей в периоды пиковой нагрузки, пришедшейся на середину 1973 г. (по мере снижения объёма работы количество привлечённой рабочей силы планомерно сокращалось до 3 тыс. человек в конце 1974 г.)[1].

Конструкция

Скайлэб была построена на основе корпуса верхней ступени ракеты Сатурн-1Б. Корпус был покрыт теплоизоляцией, внутреннее пространство баков было приспособлено для жизни и научных исследований.

В верхней части корпуса были установлены отсек оборудования, шлюзовая камера с основным осевым и резервным боковым стыковочным узлами длиной 5,28 м и диаметром 3,0 м, к которой прикреплен массивный отсек астрофизических научных приборов ATM (Apollo Telescope Mount). После выхода на орбиту ATM поворачивался на 90°, открывая доступ к осевому стыковочному узлу.

Пустой водородный бак ступени образует орбитальный блок станции внутренним диаметром 6,6 м, разгороженный решетчатыми перегородками на лабораторный (ЛО) и бытовой (БО) отсеки и высотой 6 м и 2 м. Кислородный бак служит для сбора отходов. ЛО служит для проведения научных экспериментов, БО — для отдыха, приготовления и приёма пищи, сна и личной гигиены. Все необходимое для деятельности трёх экипажей находится на «Скайлэб» во время её запуска: 907 кг продуктов и 2722 кг питьевой воды.

Система электроснабжения станции состоит из шести панелей солнечных батарей (СБ): основных, развертывающихся на корпусе в виде двух больших крыльев, и четырёх раскрывающихся крестообразно на блоке АТМ.

Внешняя длина комплекса «Скайлэб» с пристыкованным к ней кораблем Аполлон — 36 м, масса — 91,1 т. В жилых отсеках общим объёмом 352,4 м³ поддерживается искусственная кислородно-азотная атмосфера (26 % азота и 74 % кислорода) давлением 0,35 атм и температурой +21…+32 °C.

«Скайлэб» имела огромный внутренний объём, предоставляя практически неограниченную свободу передвижений, например легко можно было прыгать от стенки к стенке во время занятий гимнастикой. Астронавты находили бытовые условия обитания на станции весьма комфортными: в частности, там был установлен душ. Имелся и специализированный туалет — шкаф размерами с автомат для продажи газированной воды с тремя мочеприёмниками, который делал автоматический анализ мочи; для удобства фиксации тела перед ним к полу были прикреплены шлёпанцы. Вода не регенерировалась. Каждый астронавт располагал небольшим отдельным отсеком-каютой — нишей с закрывающейся шторкой, где было спальное место и ящик для личных вещей.

Схематическое изображение «Скайлэб» в разрезе, дающее представление о размерах станции. Слева — пристыкованный транспортный корабль «Аполлон»

Схема внутреннего объёма в разрезе

Вид в полёте спереди на шлюзовую камеру с основным стыковочным узлом и отсек ATM

Упавший фрагмент

Запуск «Скайлэб»

Запуск станции «Скайлэб» ракетой-носителем Сатурн-5

Американская ОС «Скайлэб» была запущена в 17:30 UTC 14 мая 1973 г. ракетой «Сатурн-5», а спустя сутки ракетой Сатурн-1Б на станцию должна была отправиться первая экспедиция в составе командира — Чарлза Конрада, пилота CM — Пола Уайтца и врача Джозефа Кервина.

«Скайлэб» вышла на почти круговую орбиту высотой 435 км, раскрылись солнечные батареи на ATM, однако одна СБ на корпусе станции не раскрылась, а другая оторвалась. Как показало расследование, при выведении со станции сорвало теплоизолирующий экран (выполнявший также функцию защиты от метеоритов[2]:32), который вырвал одну СБ и заклинил другую. Вскоре на станции стала катастрофически нарастать температура, достигнув внутри +38 °C, а на внешней стороне +80 °C. «Скайлэб» осталась без электроснабжения и без терморегулирования, и эксплуатация её была практически невозможна. Для разрешения ситуации было решено доставить на станцию замену экрану — своеобразный «зонтик», полотнище, натянутое на 4 раздвигающиеся спицы. «Зонтик» был в кратчайшие сроки изготовлен и уже 25 мая отправился на станцию вместе с первой экспедицией.

Экспедиции на «Скайлэб»

Выход в открытый космос (полёт Скайлэб-3)

В общей сложности на станции побывали три экспедиции. Основной задачей экспедиций было изучение адаптации человека к условиям невесомости и проведение научных экспериментов. Поскольку сам запуск станции имел обозначение SL-1 («Скайлэб-1»), три пилотируемых полёта имели номера 2, 3 и 4.

Первая экспедиция SL-2 («Скайлэб-2») (Чарлз Конрад, Пол Уайтц и Джозеф Кервин) продлилась 28 суток (25.05.1973 — 22.06.1973) и носила не столько научный, сколько ремонтный характер. В ходе нескольких выходов в космос астронавты раскрыли заклинившую солнечную батарею и восстановили терморегуляцию станции с помощью установленного теплозащитного «зонтика».

Вторая экспедиция SL-3 («Скайлэб-3») (Алан Бин, Джек Лаусма и Оуэн Гэрриотт) продлилась 59 суток (28.07.1973 — 25.09.1973). В ходе выхода в открытый космос установлен второй теплоизолирующий экран, были также проведены операции, связанные с заменой гироскопов[2]:36-38.

Третья и последняя экспедиция SL-4 («Скайлэб-4») (Джералд Карр, Эдвард Гибсон и Уильям Поуг) продлилась 84 дня (16.11.1973 — 08.02.1974). Карр, Гибсон и Поуг стали первыми астронавтами, которые встретили Новый год в космосе. Во время миссии на станции прошел однодневный мятеж, когда команда самовольно прервала связь с центром управления полетом и отдыхала в течение дня. В ходе выхода в открытый космос был исправлен радар для изучения земных природных богатств[2]:39.

Несмотря на многочисленные трудности, экспедициями на «Скайлэб» было проведено огромное количество биологических, технических и астрофизических экспериментов. Наиболее важными были телескопические наблюдения Солнца в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах, было заснято множество вспышек, открыты корональные дыры. Выходы в открытый космос во время экспедиций включали регулярную смену плёнки астрономических инструментов, установленных на внешней стороне станции[2]:39.

Каждая экспедиция ставила рекорд продолжительности пребывания человека в космосе. Первая экспедиция длительностью 28 дней побила рекорд — 23 дня Союза-11 на орбитальной станции Салют-1. Рекорд последней экспедиции — 84 дня был побит в 1978 году на Салюте-6 — 96 дней.

Полная стоимость программы «Скайлэб» составила порядка 3 млрд долларов США в ценах того времени.

Дальнейшая работа станции

Предполагавшаяся подъёмная миссия с Шаттлом

Посвящённая «Скайлэб» марка США 1974 г.

Больше экспедиций на станцию не было. Так как ракета Сатурн-5 была снята с производства, подобную тяжёлую и объёмистую станцию в ближайшие годы выводить в космос было нечем. Потому учёным хотелось сохранить «Скайлэб» для дальнейшего использования. Предлагался 20-дневный полёт SL-5 Скайлэб-5 для научных экспериментов и некоторого поднятия орбиты станции. Обсуждались способы сохранить «Скайлэб» до начала полётов многоразовых кораблей Спейс Шаттл, после чего эксплуатировать не менее 5 лет. Программа «Скайлэб-Шаттл» предусматривала один полёт для существенного поднятия орбиты с помощью доставляемого шаттлом двигательного модуля, два полёта экспедиций восстановления с доставкой нового стыковочного узла в первом, а затем регулярные многомесячные экспедиции с доведением экипажа на станции до шести-восьми человек, пристыковкой нового большого шлюзового модуля, других модулей (в том числе несвободнолетящих шаттловских лабораторий Спейслэб) и ферм, а также, возможно, дооснащаемого оборудованием отработавшего внешнего бака системы Шаттл большего размера. После полёта ЭПАС (Союз-Аполлон) было даже предложение создать комплекс Скайлэб-Салют. Однако окончательного решения о финансировании так и не было принято.

Тем временем возросшая солнечная активность привела к некоторому увеличению плотности атмосферы на высоте орбиты «Скайлэб», снижение станции ускорилось. Подъём станции на более высокую орбиту был невозможен, так как у неё не было собственного двигателя (подъём орбиты осуществлялся только двигателями пристыкованных КК «Аполлон», в которых на станцию прибывали экипажи). Центр управления полётом сориентировал станцию на вход в атмосферу в 16:37 по Гринвичу 11 июля 1979 года. Районом затопления станции предполагалась точка в 1300 км южнее Кейптауна, ЮАР. Однако ошибка в расчётах в пределах 4 % и тот факт, что станция разрушалась медленнее, чем предполагалось, привели к смещению точки падения не сгоревших обломков: часть из них упала в западной Австралии[3] южнее города Перт. Некоторые обломки были обнаружены между городами Эсперанс и Роулинна и сейчас экспонируются в музеях[4].

Ссылки

Примечания

  1. Major MSFC Skylab Contractors . / 1974 NASA Authorization : Hearings, 93rd Congress, 1st Session, on H.R. 4567 (superseded by H.R. 7528). — Washington : U.S. Government Printing Office, 1973. — Pt. 2 — P. 1106, 1250-1251 — 1307 p.
  2. Глазков Ю. Н., Колесников Ю. В. В открытом космосе — М. : Педагогика — (Библиотечка Детской энциклопедии «Учёные — школьнику»), 1990 — ISBN 5-7155-0200-4
  3. «Кладбище» космических кораблей
  4. Alice Gorman The sky is falling: how Skylab became an Australian icon — Journal of Australian Studies, 2011 — 35 — 529-546 — 10.1080/14443058.2011.618507

См. также

Орбитальные станции
Действующие
Будущие
Завершённые
Часть МКС
Отменённые
Военные летательные аппараты и космические корабли McDonnell Douglas
Истребители
Штурмовики
Учебные
Военно-транспортные
Военные вертолёты
Беспилотные
Экспериментальные
Космические корабли
Луна-21(Луноход-2) | Космос-543 | Космос-544 | Космос-545 | Космос-546 | Космос-547 | Молния-1-23 | Космос-548 | Прогноз-3 | Космос-549 | Космос-550 | Космос-551 | OPS 6063 | OPS 8410 | Метеор-1-14 | Космос-552 | Салют-2 | Молния-2-5 | Пионер-11 | Космос-553 | Космос-554 | Интеркосмос-9 | Anik A2 | УС-А | Космос-555 | Космос-556 | Космос-557 | Скайлэб | OPS 2093 | Космос-558 | Космос-559 | D-5B , D-5A | Космос-560 | Циклон | Скайлэб-2 | Космос-561 | Метеор-1-15 | Космос-562 | Космос-563 | Космос-564 , Космос-565 , Космос-566 , Космос-567 , Космос-568 , Космос-569 , Космос-570 , Космос-571 | Космос-572 | RAE 2 | DSP F4 | Космос-573 | Космос-574 | Космос-575 | Целина-О | OPS 4018 | Космос-576 | Зенит-4М | Молния-2-6 | OPS 8261 | ITOS E | Марс-4 | Космос-577 | Марс-5 | Скайлэб-3 | Космос-578 | Марс-6 | Марс-7 | DMSP 7529 | Космос-579 | OPS 7724 | Космос-580 | INTELSAT IV F7 | Космос-581 | Космос-582 | Молния-1-24 | Космос-583 | Космос-584 | Космос-585 | Космос-586 | JSSW 1 | Космос-587 | Союз-12 | OPS 6275 | Космос-588 , Космос-589 , Космос-590 , Космос-591 , Космос-592 , Космос-593 , Космос-594 , Космос-595 | Космос-596 | Космос-597 | Космос-598 | Космос-599 | Космос-600 | Космос-601 | Молния-2-7 | Космос-602 | IMP 8 | Космос-603 | Космос-604 | NNS O-20 | Интеркосмос-10 | Космос-605 | Космос-606 | Маринер-10 | NOAA 3 | Космос-607 | OPS 6630 , OPS 7705 , OPS 6630 P/L 2 | Молния-1-25 | Скайлэб-4 | Космос-608 | Космос-609 | Космос-610 | Космос-611 | Космос-612 | Космос-613 | Молния-1-26 | Космос-614 | Космос-615 | DSCS II F-3 , DSCS II F-4 | AE-C | Космос-616 | Союз-13 | Космос-617 , Космос-618 , Космос-619 , Космос-620 , Космос-621 , Космос-622 , Космос-623 , Космос-624 | Космос-625 | Молния-2-8 | Ореол-2 | Космос-626 | Космос-627

I am not robot