Pulsar

Понедельник, 19.11.2018, 03:30


Приветствую Вас Гость | RSS

Главная | Регистрация | Вход


Меню сайта
Категории
Новые статьи
Новое на форуме
Опрос
Наше Солнце это?
Всего ответов: 11953
Главная » Статьи » Космос » 08.05.2018 » 17:30

Первая и единственная для Америки орбитальная станция - Skylab. Часть первая. История создания и конструкция станции.

Вы читаете первую часть статьи. Нажмите СЮДА для перехода ко второй части.

Skylab — первая и единственная национальная орбитальная станция США. Она была уникальной для своего времени и превосходила советские станции «Салют» и «Алмаз», создаваемые в те времена главным геополитическим соперником США. Сейчас о «Скайлэбе» знают достаточно мало, особенно в русскоязычном сегменте сети Интернет, хотя эта станция во многом уникальна и интересна, так как именно на ней произошёл первый в истории космический бунт, а сама станция по многим своим показателями превзошла все советские станции того времени, что было очень важно для США.

Skylab

Разведывательный проект, жилой модуль в топливном баке и погоня за СССР

Самые первые проекты орбитальных станций (ОС) стали появляться в СССР и США с конца 50-х годов. Создание космической станции рассматривалось как очень важный этап в освоении космоса. Но до практической реализации этих планов оставалось ещё много времени. Тогда конструкторами предлагались различные проекты, в самых популярных вариантах которых предлагалась переделка верхней ступени ракеты-носителя в полноценную орбитальную станцию.

На основе верхней ступени РН «Аджена» в 1963 году был предложен проект разведывательной станции Manned Orbiting Laboratory (MOL, англ. Пилотируемая орбитальная лаборатория). На станции хотели установить оборудование для видовой (т.е. основанной на получении и обработки изображении) разведки. При необходимости станция могла бы и уничтожать вражеские спутники. Работать на станции должны были два астронавта. Станция была одноразовой — после окончания миссии её сводили с орбиты. Но разработку проекта прекратили в июне 1969 года. Во многом это было связано с активным развитием автоматических разведывательных аппаратов и огромной нагрузки на бюджет из-за программы «Аполлон».

Пилотируемая орбитальная лаборатория в представлении художника. Credit: NASA.

Вернер фон Браун, «отец» американской космической программы, в то время выдвинул ещё один вариант создания космической станции. Он предложил идею «Wet Workshop» (анг. «Мокрая секция»). Такое название концепция получила из-за того, что предполагала переоборудование непосредственно на орбите опустошённых баков последней ступени ракеты-носителя (РН) в жилые модули. Через специальный люк удалялось и всё ненужное оборудование. Вместо него устанавливалось оборудование, необходимое для работы станции. Технически это всё было очень сложно сделать, но в результате можно было бы получить станцию с большим жилым объёмом.

Создание и успешное использование РН Saturn V («Сатурн-5») привело к отказу от идеи «Wet Workshop»: ракета «Сатурн-5» была достаточно мощной, чтоб вывести на орбиту уже готовую станцию («Dry Workshop»). Это позволило начать работу над станцией Skylab. Над той станцией, которая и будет создана в США.

Эмблема ОС «Скайлэб». Credit: NASA.

Реализация программы «Скайлэб» и всех дальнейших полётов к ней проводилась в рамках Прикладной программы «Аполлон» (ППА). ППА создавалась как проект альтернативного использования наработок лунной программы «Аполлон». Среди вариантов использования рассматривались такие сложные и невероятно дорогие проекты, как создание лунной базы или пилотируемый облёт Венеры. Но программа «Аполлон» буквально пожирала деньги на свое содержание. И когда её существование было оправдано политической целью, то на это не обращали внимания: победа в Лунной гонке была важнее съедаемых 4,4% (1966 год) американского ВВП. Но после победы в гонке такие затраты стали излишними. Бюджет сократили — последние полёты («Аполлон» 18-20) отменили. Порезали и проекты ППА. Речь о пилотируемом облёте Венеры уже не шла, как и о лунной базе. Из оставшихся проектов было решено развивать только проект создания орбитальной станции.

Бюджет NASA

Бюджет NASA в промежутке с 1958 по 2012 год. Обратите внимание на разницу между двумя годами: 1966 и 1970. Credit: NASA.

Не забываем, что всё это время между двумя сверхдержавами шла Лунная гонка, в которой СССР проиграл по ряду причин. Зато СССР смог запустить «Салют-1» (или Долговременную орбитальную станцию-1 (ДОС-1)), которая была первой в мире орбитальной станции. Запуск был произведён с космодрома Байконур с помощью РН «Протон-К» 19 апреля 1971 года. Масса станции составила 18,4 тонны. Запомним эту цифру.

«Салют-1» с пристыкованным «Союзом» в представлении художника.

Запуск ОС «Салют-1» был неприятным ударом по США, хотя, в какой-то степени, не таким больным после победы в Лунной гонке. Но американцы приготовили достойный ответ советской станции.

Конструкция Skylab. Жизнь на станции.

После отмены полётов на Луну последних «Аполлонов» высвободившиеся РН «Сатурн-5» было решено использовать для вывода на околоземную орбиту Skylab. Именно такая мощная ракета нужна была для вывода этой орбитальной станции, ведь масса этого «монстра» составила 77 тонн (вспомните 18,4 тонны ОС «Салют-1»)! Рекорд того времени.

Над станцией «Скайлэб», как и над лунной программой США, работали тысячи людей и множество американских предприятий, среди которых были многие гиганты машиностроения, а именно: McDonnell Douglas, Rockwell International Corp., Martin-Marietta Corp., Boeing, Chrysler, IBM, General Electric и др.

Станция во время сборки. Credit: NASA.

Саму станцию создали на основе корпуса верхней ступени ракеты «Сатурн-1Б». Корпус основной жилой и рабочей секции был покрыт теплоизоляцией, внутреннее пространство баков было приспособлено для жизни и научных исследований («Dry Workshop»).

Схема внутреннего объёма ОС «Скайлэб». Рисунок в разрезе. Credit: NASA.

В ОС «Скайлэб» можно выделить следующие отсеки:

  • основной отсек;
  • шлюзовая камера со стыковочным узлом, соединённые с основной секцией;
  • отсек астрофизических научных приборов ATM (Apollo Telescope Mount), прикреплённый к шлюзовой камере.

К основной секции и к ATM крепились солнечные батареи. «Аполлоны» стыковались, понятное дело, со стыковочным узлом и шлюзовой камерой.

Фотография станции, сделанная астронавтами миссии «Скайлэб-3» во время стыковки. Обратите внимание на только одну солнечную батарею у основного модуля. О причине этого будет рассказано во второй части. Credit: NASA.

«Скайлэб» в разрезе. Рисунок художника. Credit: Niksoon.

На станции предусматривалась установка шести солнечных батарей: две, прикреплённые к корпусу основного модуля, и четыре на отсеке АТМ. Но на деле, из-за повреждения во время запуска, одна из панелей попросту оторвалась.

На станции отсутствовала система регенерации отходов — они скапливались в специальном баке. Всё необходимое для жизнедеятельности было запущено вместе со станцией, либо оно доставлялось вместе с экспедициями.

На «Скайлэб» была установлена бортовая ЭВМ TC-1, модификация компьютера System/4P компании IBM, который создавался на основе компьютеров класса мэйнфрейм IBM System/360 (S/360). TC-1 – 16-разрядный компьютер, с памятью на основе ферритовых сердечников на 16 000 слов кода. Блок загрузки памяти (MLU) использовал ленточный накопитель (стример), на котором были записаны все программы. Во время запуска компьютер считывал с ленты программу, записывая её в свою ферритовую память. Масса одного компьютера составляла 45 килограмм, а потребляла эта ЭВМ почти 10% от энергии станции, однако компьютеры TC-1 были одними из самых современных среди тех, что устанавливались на космических аппаратах того времени.

Система имела пользовательский интерфейс, который состоял из дисплея, десяти кнопок и трёхпозиционного переключателя. Ввод был возможен только с помощью восьмеричной системы счисления, поэтому из цифр имелись только кнопки от 0 до 7. Помимо цифр, естественно, имелись кнопки «ввод» (Enter) и «очистить» (Clear).

Всего было установлено два компьютера: основной и запасной. TC-1 производил необходимые расчёты для автоматического контроля ориентации станции и солнечных батарей.

Для личных расчётов астронавты использовали калькуляторы HP-35.

HP-35. Credit: Hewlett-Packard.

Для регулирования ориентации станции в космосе использовалось не только топливо, но и гироскопы. Благодаря им можно было бы точно отрегулировать положение станции, что было необходимо для работы ATM. Всего на станции «Скайлэб» имелось три гироскопа, но для поддержания ориентации можно было использовать лишь два.

На раскручивание гироскопов уходило до 10 часов. Ротор гироскопа имел массу в 70 килограмм (155 фунтов) и диаметр в 53 сантиметра (21 дюйм). Скорость вращения роторов доходила до 8950 оборотов в минуту. Работу гироскопов контролировала бортовая ЭВМ.

Для контроля над гироскопами имелось несколько датчиков, которые передавали информацию непосредственно на ЭВМ. На каждый гироскоп приходилось три датчика (9 всего), из которых только два были постоянно активны, а третий — запасной.

Гироскопы на Skylab. Credit: NASA.

На борту станции имелось немало камер, среди которых были как и ручные, так и установленные на ATM. Большинство камер были плёночными, но имелась и телевизионная камера, которая записывала видео в электронном виде (не на плёнку). Так как некоторые плёнки планировалось хранить на станции достаточно долго, то для их защиты от постепенного повреждения радиацией были предусмотрены специальные металлические шкафы.

Плёнка возвращалась на Землю кораблем «Аполлон» после каждой миссии на станцию. Одна специальная транспортная канистра с плёнкой могла иметь массу до 40 килограмм и содержать до 16 000 кадров.

На «Скайлэб» установили очень много научных приборов: коронограф, рентгеновский спектрограф, спектрогелиометр, рентгеновский телескоп, бесщелевой и щелевой ультрафиолетовые спектрографы, упомянутые ранее телевизионные камеры (в том числе и многодиапазонная сканирующая телевизионная камера), инфракрасный спектрометр, радиометр, микроволновый зонд.

Коронарный выброс. Фотография была получена с модуля АТМ 21 августа 1973 года. Сredit: NASA.

Эта фотография нашей звезды была сделана астронавтами экспедиции «Скайлэб-4» 19 декабря 1973 года. Сredit: NASA.

Ураган Эллен. Фотография была сделана астронавтами миссии «Скайлэб-3» в сентябре 1973 года. Сredit: NASA.

ОС «Скайлэб» имела огромный внутренний объём, предоставляя практически неограниченную свободу передвижений. Например, легко можно было прыгать от стенки к стенке во время занятий гимнастикой. На станции имелся бортовой отсек (БО), который включал: специальный душ, туалет, место для приготовления и приема пищи и своеобразные каюты — ниши с закрывающимися шторками, где было спальное место и ящик для личных вещей. Имелся и лабораторный отсек (ЛО), в котором находилось различное оборудование, необходимое для исследований. Бытовой отсек отгораживался от лабораторного решетчатой перегородкой.

Многие фотографии были сделаны во время полётов экипажей на «Скайлэб». Более подробно об этом будет написано во второй части.

Вид на внутренний объём станции. Экспедиция «Скайлэб-4». Credit: NASA.

Вид на стыковочный модуль станции. Credit: NASA.

Астронавт Алан Бин занимается гимнастикой. Экспедиция «Скайлэб-3». Обратите внимание на внутренние размеры. Credit: NASA.

Здесь Алан Бин проводит один из экспериментов с автоматически стабилизированным маневрирующем блоком (англ. Automatically stabilized Maneuvering Unit (ASMU)). Credit: NASA.

Джеральд Карр во время работы с ASMU. Экспедиция «Скайлэб-4». Credit: NASA.

Джеральд Карр «держит пальцем» Уильяма Поуга. Экспедиция «Скайлэб-4». Credit: NASA.

Интерьер. Макет станции на Земле. Credit: NASA.

Оуэн Гэрриотт во время сна. Экспедиция «Скайлэб-3». Credit: NASA.

Оуэн Гэрриотт за пультом управления АТМ. Credit: NASA.

Чарльз Конрад во время тренировки. Экспедиция «Скайлэб-2». Credit: NASA.

Первая в мире космическая стрижка. Гэрриотт обстригает Бина. Экспедиция «Скайлэб-3». Credit: NASA.

Чарльз Конрад принимает космический душ. Экспедиция «Скайлэб-2». Credit: NASA.

На космическом душе Skylab можно остановиться подробнее. Астронавты пребывали на станции месяцами, и его наличие было необходимым для поддержания личной гигиены. Во время его использования астронавт закрывал себя специальным тканевым цилиндром, и под давлением подавалась вода. Внизу специальный насос создавал разреженное давление, благодаря чему капельки воды постепенно двигались вниз. Для ног астронавтов были предусмотрены специальные резиновые держатели.

Схожие душевые системы используются и на МКС.

На станции использовались более удобные туалеты, установка которых позволял, в отличие от «Аполлонов», объём станции.

Уборная. Макет станции на Земле. Credit: NASA.

На «Скайлэб» использовали быстросмываемое мыло и съедобную зубную пасту.

Система спасения

Всякое бывает в космосе. Это понимали и создатели «Скайлэб». На случай аварий была создана особая модификация командного модуля корабля «Аполлон». Этот проект получил название Skylab Rescue (русс. «Скайлэб-спасатель»). Благодаря специальным модификациям он мог вместить на борт и вернуть на Землю пять человек. Вариантов использования было немало: и экстренная доставка грузов, и спасение экипажа…

Расположение астронавтов в корабле Skylab Rescue. Credit: NASA.

Для Skylab Rescue был подготовлен и экипаж (командир Вэнс Бранд и пилот Дон Линд). С ним регулярно отрабатывались на Земле различные сценарии действий при нештатных ситуациях.

«Скайлэб-спасатель» всегда был наготове и мог немедленно отправиться на станцию. Однажды, во время экспедиции «Скайлэб-3», Skylab Rescure уже хотели запускать в космос. Но об этом, как и о самой экспедиции «Скайлэб-3», будет написано во второй части.

Продолжение: часть 2.

Категория: Космос | Добавил: shtonadobno (08.05.2018) | Автор: Колпаксиди Александр Павлович
Просмотров: 1255 | Комментарии: 7 | Теги: орбитальная станция, Saturn V, Skylab, Скайлэб, американцы в космосе, Аполлон, НАСА, США, NASA, Космос | Источник статьи
Всего комментариев: 7
avatar
7 fkv262 • 17:46, 05.09.2018
Смешно одно - при таких громадних объемах Скайлэба - астронавт НАСА на снимке спит в "объеме"  третьей полки общего вагона поезда времен СССР...

Или не все так раскошно как пишут и показывают, или просто не знали чем загрузить вообще эту огромную и явно избыточную по объему "бочку"... 
Жалко было 80-тонной неиспользованной бочки или в очередной раз захотелось "умыть"  СССР с его небольшими бо объемам ДОСами?

Ну так мы их сделали по всем статьям - запустив и скоструировав на орбите МИР...
И в концепции МКС заложены и использованы по большей части компановки мировские, а не огромной и бестолеовой "бочки" Скайлэба...

Посмотрим, что будет с проектом  DSG, который теперь уже плавно трансформирован в LOP-G и уже изначально является международный , хотя постоянно позиционируется как национальный американский... и НАСА пытается диктовать свои условия всем остальным участникам...в том числе и РФ...

Такая же фикция и с "национальным  проектом" пилотируемого КК "Орион" НАСА США, который тоже после кучи пертурбаций и изменений также является международным проектом, поскольку СЕРВИСНЫЙ МОДУЛЬ Ориона (приборно-агрегатный отсек)  ПОЛНОСТЬЮ ДЕЛАЕТ АЭЙРБАС на основе грузовика ЕСА - ATV (всего в проекте участвуют 11 европейских стран).

avatar
0
3 Small-demon • 11:13, 04.06.2018
Объясните мне, несведущему. Почему в 70-х годах американцы могли делать монстра весом 77 тонн, с большим внутренним объёмом и выводить это на орбиту, а сейчас, даже объединившись у космических держав очень скромные результаты? Почему сейчас космонавты и астронавты ютятся в этих тесных отсеках МКС?

avatar
4 Эксельсиор • 11:49, 04.06.2018
Ну, у МКС габариты не такие уж и "тесные", жилой отсек больше 900 куб. м. Тем более, что к ней пристыковано аж три модуля, позволяющих выполнять современные задачи. Времена меняются, и цели миссий меняются аналогично.

avatar
2
5 shtonadobno • 12:37, 04.06.2018
Всё верно, однако я бы ещё добавил финансовую составляющую. Спокойно можно запустить новые "монстры" с такой массой, но для запуска такой тяжёлой станции нужна мощная РН. Для "Скайлэб" использовали сверхтяжёлую РН "Сатурн-5". Стоимость запуска одной этой ракеты переваливает за 1,2 млрд долларов в современных ценах (в разы дороже любой действующей РН). Прибавьте к этому стоимость самой станции и прочие расходы.

Многомодульная же станция собирается на орбите не за один год, это позволяет распределить статьи расходов на более длительный период. И сейчас нет ни одного проекта запуска одномодульной станции такой массы.

avatar
6 Эксельсиор • 23:18, 07.06.2018
Возможно, одномодульная станция не такая удобная, как многомодульная. У новой станции РОС вообще планируется 5 модулей сделать, хотя с таким стремительно сокращающимся финансированием дай Боже хотя бы запустить её.

avatar
1 demidovalex3 • 21:26, 08.05.2018
Просторно по моему

avatar
2 Trall • 22:48, 08.05.2018
Да весьма много места даже по сравнению с мкс!

avatar
Вход

Профиль
Понедельник
19.11.2018
03:30

Интересное
Поиск по сайту

Новости космоса на главной странице Яндекса.

Добавьте наш виджет, кликнув по картинке, и будьте всегда в курсе последних событий.


Чат Пульсар
Статистика

Онлайн всего: 23
Гостей: 23
Пользователей: 0