Космическая станция «Мир» — от создания до утилизации: факты об орбитальном объекте

Космическая станция «Мир» – один из последних крупных проектов, которые успел реализовать СССР. В позднем Советском Союзе окончательно не бросили амбициозные планы по освоению космоса. Нереализованной осталась лунная база «Звезда», от строительства которой отказались в условиях холодной войны. Основные черты закрытого проекта достались «Миру», который должен был стать городом на орбите, где люди могли жить и работать.

Подробнее о строительстве и эксплуатации советской космической станции – в материале 24СМИ.

Орбитальные станции в XX веке

В 1869 году американский писатель Эдвард Эверетт Хейл создал повесть «Кирпичная луна», в которой описал аппарат, напоминающий космическую станцию (КС). Серьезная и научно обоснованная идея строительства орбитальной станции (ОС) принадлежит «отцам» космонавтики, в том числе Константину Циолковскому. Ученые считали, что перед полетами к другим планетам на орбите необходимы станции-аванпосты. Теоретики возлагали на объекты ряд задач: исследования, производство, наблюдение, ремонт.

Рассматривали варианты применения ОС в военных целях. Отец немецкого ракетостроения Герман Оберт в 1923 году объяснил, как станция поможет вести войны. Так, ученый предлагал использовать аппарат для разведки, управления армией, применения оружия массового поражения. Оберт описал вариант создания зеркала диаметром 100 км рядом с ОС, которое фокусировало бы солнечные лучи для влияния на климат. Ученый считал, что с помощью станции можно уничтожать заводы и города, управлять погодой.

Мирный и военный способы использования ОС были известны в СССР. Сергей Королев в начале 1960-х разрабатывал тяжелую орбитальную станцию (ТОС). Советские инженеры спроектировали аппарат для выполнения научных и военных задач. Но в 1965-м изменилась концепция ТОС. Королеву предстояло построить многоцелевую космическую базу-станцию (МКБС).

Аппарат хотели превратить в «космическую гавань», в которую могли заходить другие орбитальные объекты. Например, разведчики, которые доставляли на базу фотоматериалы, пополняли запасы топлива, проводили ремонт. МКБС на чертежах оснастили противоракетным и противокосмическим оружием. Но проект свернули в пользу долговременной орбитальной станции (ДОС) «Салют».

К 1970 году освоение космоса вышло на новый уровень: ученые убедились, что долговременное пребывание человека за пределами Земли возможно. Но для этого людям нужна была обустроенная база на рубеже между голубой планетой и просторами Солнечной системы. Первые космические станции в мире запустили СССР и США. При этом советские инженеры опередили американских коллег на два года. Страна Советов запустила ДОС «Салют» в 1971-м, а Штаты отправили на орбиту «Скайлэб».

Пока американцы готовили первую ОС, советские ученые запустили еще два аппарата – «Салют-2» и ДОС-3, на орбите они продержались 54 и 11 дней соответственно. До 1982 года СССР успешно поднял в термосферу еще четыре станции. Уникальность «Салюта-7» заключалась в том, что он состоял из двух модулей. Советский Союз в 1980-х вышел в мировые лидеры в области ОС, а венцом программы стал проект нового уровня – «Мир».

Космическая станция «Мир» — цели и история создания

История ОС «Мир» началась в 1976 году, когда сотрудники научно-производственного объединения «Энергия» разработали техническое предложение по усовершенствованию ДОС. К августу 1978-го подготовили эскиз проекта, а через полгода стартовало строительство. Начали с базового блока, бортового и научного оборудования. Работа кипела 5 лет.

В 1984-м все ресурсы направили на программу «Буран», в рамках которой построили многоразовый транспортный космический корабль. Работу над «Миром» почти заморозили до вмешательства секретаря ЦК КПСС Григория Романова, который поставил цель завершить строительство к XXVII съезду партии (февраль-март 1986-го).

В создании станции участвовало 280 предприятий. Разрабатывали и изготавливали базовый блок, бортовое и научное оборудование специалисты Научно-производственного центра им. Хруничева. Техническое задание готовили сотрудники «Энергии» во главе с академиком Валентином Глушко.

Базовый блок строили с оглядкой на конструкцию «Салютов», но уникальность проекта заключалась в наличии еще 5 целевых модулей и дополнительного усовершенствованного стыковочного узла. Инженеры создавали пилотируемую космическую лабораторию. Главная цель станции заключалась в продолжительных экспериментах и исследованиях, которые невозможно провести в условиях Земли.

От идеи до завершения создания базового блока прошло 10 лет. Строительство на первых порах шло размеренно, а затем было заморожено. Особой интенсивностью отметился последний год, когда инженерам поставили задачу успеть к важному событию в истории ЦК КПСС. Нужно было не просто достроить станцию к съезду, а успешно запустить ДОС. Команда справилась с задачей: ракета «Протон» вывела базовый блок на орбиту 20 февраля 1986-го, а открытие съезда состоялось 25 февраля.

Конструкция и технические особенности

К орбите сначала отправили базовый блок, который представлял собой усовершенствованную версию «Салютов». Станцию укомплектовали новой системой управления, которая состояла из двух компьютеров «Аргон-16». Устройства можно было перепрограммировать с Земли.

Аппарат получил мощную энергосистему. Кислородом станцию обеспечивала новая система электролиза воды «Электрон», а связь с Землей – спутник-ретранслятор. В базовом блоке разместили техническую зону, часть аппаратуры и оборудования, отвечающих за управление рядом систем (движение установки, связь, электропитание).

«Квант-1»

Год и два месяца на орбите находился один базовый блок. В апреле 1987-го к нему добавили астрофизический модуль «Квант-1». Блок, вес которого составлял 11 тыс. т, построили для проведения исследований в области внеатмосферной астрономии. Модуль, размером 5,8 × 4,15 м, состоял из герметичного лабораторного отсека с переходной камерой и негерметичным помещением с научными приборами.

«Квант-2»

На исходе 1989 года советскую ДОС дополнили вторым модулем. Блок, масса которого в 1,7 раза больше «Кванта-1», пополнил комплекс оборудованием и научной аппаратурой. Кроме того, «Квант-2» обеспечил возможность выхода в открытый космос. Модуль разделили на три отсека: грузовой, научный, шлюзовой.

«Кристалл»

Последний модуль, который пристыковался к ДОС в эпоху СССР. «Кристалл» предназначался для создания полупроводников и лекарственных препаратов, исследований в сфере белковой инженерии, гибридизации клеток, проведения экспериментов в области астрофизики и геофизики.

«Спектр»

Модуль запустили в 1995 году. Мощности «Спектра» использовали для изучения природных ресурсов Земли, атмосферы, космического излучения. На базе модуля проводили медико-биологические исследования и наблюдали, какие изменения происходят с материалами в открытом космосе.

«Природа»

Модуль запустили через два месяца после 10-й годовщины вывода «Мира» на орбиту. На базе последней части станции изучали, как влияет космическое излучение на организм человека. В условиях невесомости производили особо чистые лекарства. Продолжали изучать поведение материалов в условиях открытого космоса.

За полгода до отправки «Природы» к ДОС присоединили дополнительный стыковочный шлюз, предназначенный для соединения с американскими челноками «Шаттл».

Характеристики

Космическая станция «Мир» двигалась вокруг планеты со скоростью 27–28 тыс. км/ч. Каждые 90 минут ДОС совершала один оборот – 16 раз в сутки. Вес станции был в 6,7 раз больше «Салюта-1» – 124 тыс. т. Размеры станции сопоставимы с габаритами многоквартирного дома. Например, высота аппарата составляла 27,5 м, длина – 19 м, а ширина – 30 м.

Исследования и эксперименты

За 15 лет космонавты провели на орбитальной станции 31,2 тыс. экспериментов, из которых 23,6 тыс. – по федеральной программе. По телеметрическим каналам связи исследователи передали 1,65 Тб научной информации. Общий объем грузов с результатами экспериментов превысил 4,7 тыс. кг.

Техники отработали методы и средства ремонта и восстановления аппаратов станции для продления ее ресурса. Ученые исследовали процессы, которые подтвердили возможность создания высокоэффективных энергетических установок.

Материаловеды отработали базовые технологии производства полупроводниковых материалов и получили образцы, физические характеристики которых превосходят земные аналоги. Ученые пополнили знания по клеткам, белкам, вирусам. В рамках биотехнологических экспериментов специалисты провели тонкую очистку и разделение белковых продуктов с производительностью в сотни раз выше, чем на Земле.

Астрофизики обнаружили жесткое рентгеновское излучение сверхновой звезды SN 1987A (168 тыс. световых лет от Земли). Ученые открыли и исследовали рентгеновские источники, которые получили название Kvant Source (KS). Астрофизики пополнили знания о центре Млечного Пути. Кроме того, с орбитальной станции сделали тысячи фото, на которые попали 125 млн кв. км Земли.

Советские и российские космонавты сотрудничали с иностранными исследователями, которые использовали ресурсы «Мира» для научных экспериментов. Первый иностранец посетил ДОС в июле 1987-го. Это был Мухаммед Фарис – первый и пока единственный (по состоянию на 2023 год) космонавт из Сирии. Затем на борт станции своих космонавтов отправляли Австрия, Афганистан, Болгария, Великобритания, Германия, Канада, Словакия, Япония. Больше всего иностранных гостей было из США – 34 астронавта.

Происшествия и аварии

15-летняя эксплуатация станции не обошлась без внештатных ситуаций. В советские времена аппарат отработал без происшествий. Первый инцидент произошел в январе 1994 года, когда во время расстыковки корабль «Союз ТМ-17» под управлением Василия Циблиева дважды ударился о модуль «Природа». Инцидент не имел серьезных последствий ни для космического судна, ни для станции, ни для экипажа.

Пожар

23 февраля 1997 года на «Мире» произошел пожар, когда на борту было 6 человек, из которых двое – иностранцы. К станции были пристыкованы 2 корабля, которые могли эвакуировать космонавтов, но путь к одному судну оказался отрезан огнем. Пожар ликвидировали, а затем установили, что возгорание произошло из-за дефекта в кислородной шашке.

Проблемы с кислородом

Через месяц космонавты столкнулись с новыми проблемами. Сначала сбой дала система «Электрон», которая обеспечивала станцию кислородом. Затем произошла утечка ядовитого этиленгликоля. Температура воздуха почти в два раза превысила допустимый уровень – 50 °C при допустимых 28 °C. К жаре прибавилась высокая влажность, что превратило станцию в филиал тропического леса. К концу апреля нашли десяток трещин в трубках системы кондиционирования. Дефекты устранили, и объект вернулся в штатный режим работы.

Столкновение со «Спектром»

В июне 1997-го случилась третья за год авария. Транспортное судно «Прогресс М-34» столкнулся со «Спектром». Корабль повредил солнечные батареи и оставил пробоину в модуле площадью 2 кв. см., что привело к снижению давления воздуха на станции. Экипаж, который состоял из трех человек, изолировал поврежденный модуль. Жизнеобеспечение станции сохранили ценой отключения солнечных батарей «Спектра», которые давали 40% электроэнергии.

Модуль до аварии проработал два года. Впоследствии «Спектр» пытались починить, но безрезультатно. Восстановили выработку электроэнергии, которая продолжалась до контролируемого свода станции с орбиты.

Причины прекращения эксплуатации

По иронии судьбы расчетный срок эксплуатации «Мира» составлял 5 лет – ровно до года распада СССР. Однако станция пережила страну, построившую ее, на 10 лет. Объект планировали заменить в 1991-м на «Мир-2», но политические события, повлекшие за собой сокращение финансирования, растянули эксплуатацию на 15 лет. Кризисным для станции стал 1997 год, когда обнаружили ряд дефектов. Не прибавили срока службы пожар и столкновение со «Спектром».

Причинами остановки эксплуатации «Мира» стали выработка ресурсов станции, череда происшествий и аварий. Власти посчитали, что ежегодные траты в $200 млн на объект, который морально устарел и перестал приносить пользу, – это нерационально. Пребывание людей на станции стало небезопасным в конце 1990-х.

Кроме того, в 1998 году начала работу Международная космическая станция. Россия участвовала в запуске МКС с самого начала. В декабре 1998-го Сергей Крикалев, как представитель РФ, вошел внутрь нового объекта.

Затопление орбитальной станции

«Мир» предлагали отремонтировать, указывая, что ресурс станции не выработан и на 50%. Споры о целесообразности сведения объекта с орбиты идут и спустя 20 лет. Но на исходе 2000 года правительство РФ одобрило решение о затоплении станции, преодолевшей путь в 3,6 млрд км, что больше расстояния от Земли до Урана. Сергей Крикалев считал, что «Мир» можно было сохранить и сделать основой российского сегмента МКС.

Первая проблема, с которой столкнулись при сведении станции с орбиты, – это нехватка топлива. Объем предстояло увеличить примерно в 2 раза. Задача заключалась в том, чтобы не просто спустить станцию на Землю, а затопить ее в строго определенном квадрате, не затронув судоходные пути и заселенные острова Тихого океана.

Эксперты решили подождать, пока ОС сама опустится и ее начнет тормозить атмосфера. Параллельно к станции пристыковался грузовой корабль «Прогресс», с помощью которого корректировали заданную область падения. Нужное положение станции определяли с помощью программы, которая моделировала движение объекта.

Падение станции наблюдали с Фиджи, куда прибыли журналисты и туристы. Над островом кружили два самолета, с борта которых люди смотрели на летящие горящие обломки на фоне ночного неба. Но по иронии судьбы те, кто был в самолете, не увидели падение станции. Зато фото сделали те, кто остался на острове.

Операцию по сведению ОС провели 23 марта 2001 года. Причиной затопления называли даже наличие на борту мутировавших вирусов и опасных бактерий. Но космонавты, побывавшие на орбите в последние годы работы станции, возвращались здоровыми и невредимыми. Затопление ОС выбрали, опираясь на опыт аналогичного способа утилизации космических кораблей и спутников.

Сейчас обломки станции лежат на дне Тихого океана, на глубине 4–5 км. По разным оценкам, в атмосфере не сгорело от 12 до 25 т груза.

Значение для науки и след в культуре

За 15 лет на станции провели тысячи экспериментов, которые внесли вклад в развитие народного хозяйства, образования, здравоохранения. Результаты, полученные в экспедициях, легли в основу дальнейших исследований, публикаций, докладов российских и иностранных ученых.

Станция «Мир» произвела революция в освоении космического пространства, доказав, что не существует ограничений на строительство и обслуживание многомодульных конструкций. Развеяла предрассудки о том, что человек не может долго находиться в космосе. Длительное пребывание на станции помогло сформировать требования к физической и психологической подготовке современных космонавтов.

Первого космического туриста приняла не МКС, а «Мир». Полет японского журналиста Тоёхиро Акиямы оплатила телерадиокомпания, в которой он работал. Станция не стала основой МКС, но технологический и организационный опыт советских и российских специалистов использовался при создании самой большой космической станции.

«Мир» вдохновил американских кинематографистов на создание картины «Армагеддон» в 1998-м с Брюсом Уиллисом. По сюжету на борту произошел пожар, что, вероятно, было навеяно событиями 1997 года. Фильм раскритиковали и особенно провальной назвали съемку взрыва станции.

В картине «Железное небо» создатели пофантазировали на тему модернизированной станции «Мир» для борьбы с нацистами: якобы затопление ОС было фикцией. Действия происходят в 2012 году.

Интересные факты

1. На борту «Мира» установили ряд рекордов мирового уровня. Самым известным из них стал результат по времени непрерывного пребывания человека в космическом полете. Рекорд поставил космонавт и врач Валерий Поляков, который посещал ДОС дважды. Вторая экспедиция медика длилась 437 дней.

Среди женщин рекорд установила Шеннон Лусид, которая в 1996-м пробыла на станции 188 дней. В период с сентября 1989-го по 1999-й на «Мире» беспрерывно находились люди. Таким образом, станция на протяжении 3642 дней была постоянно заселенной.

2. Мировое сообщество предлагало варианты сохранения ОС. Иран хотел купить станцию или финансировать обслуживание объекта 2–3 года в обмен на подготовку иранских космонавтов. Считается, что президент Мохаммад Хатами хотел использовать «Мир» в военных целях.

3. Западные телевизионщики увидели в станции площадку для съемок реалити-шоу. Доходы от рекламы планировали пустить на обслуживание ОС.

4. Российская корпорация MirCorp собрала $40 млн на обслуживание космической станции. Компания выступала за финансирование научных проектов с помощью развития космического туризма.

5. В феврале 1993 года космическая станция «Мир» стала площадкой для эксперимента в рамках проекта «Знамя». На станции развернули 20-метровый отражатель, который направил солнечный свет на Европу. С юга Франции в Западную Россию луч добрался со скоростью 8 км/с. Суть проекта заключалась в создании зон, где день длился бы 24 часа.