Заря (космічний корабель)

На останньому етапі розвитку радянської космонавтики пріоритетним напрямком стало будівництво довготривалих орбітальних станцій (ДОС). Щоб розширити можливості експлуатації, їх пропонувалося збирати з блоків, що доставляються один за іншим.

В якості альтернативи важкій космічній станції, яка мала запускатися ракетою Н-1 розглядалася станція, що складається з блоків типу 17К («Салют»). У початку 1976 року НВO "Енергія" випустило Технічну пропозиція по створенню ДОС №7 і ДОС №8. Основами повинні були стати базові блоки 17КС №12701 і 17КС №12801. На них планувалося встановити по два осьових стикувальних вузла для кораблів «Союз-Т» та «Прогрес», а на малому діаметрі робочого відсіку - два бічних стикувальних вузла для цільових модулів, взятих з проекту МОК. Обидві станції планували збирати на орбітах нахилом 65° з оглядом території СРСР, що зажадало розробки більш вантажопідйомної ракети «Союз-У2» і модифікації пасажирського корабля до варіанту «Союз-ТМ».

У 1979 році НВO "Енергія" було перевантажено виконанням великої кількості замовлень, тому довелося викликати на допомогу фахівців Конструкторського бюро «Салют», які значно переглянули проект ДОС. Після тривалого періоду погоджень почалася безпосередня опрацювання модульної станції, однак вона постійно пробуксовувала, адже в той же час діяльність по створенню ракетно-космічного комплексу «Енергія-Буран» входила в найбільш напружений період. У початку 1984 року з'ясувалося, що вкластися в директивні терміни по «Бурану» неможливо, тому уряд прийняв рішення: терміново доробити ДОС №7 і запустити її до дня відкриття XXVII з'їзду КПРС.

Базовий блок 17КС 17КС №12801 припускали використовувати в якості «дублера», якби сталася аварія під час запуску в лютому. Але фахівці розраховували на краще, тому ще в 1984 році приступили до опрацювання на його основі проекту Орбітального складально-експлуатаційного центру (ОСЕЦ).

Завданнями ОСЕЦ були визначені монтаж і розгортання великогабаритних конструкцій, а, крім того, обслуговування супутників, включаючи їх ремонт. Орбітальний центр повинен був володіти розгалуженою інфраструктурою: заправними станціями, стапелями, буксирами. В якості першого етапу пропонувалося, починаючи з серпня 1993 року, зібрати в космосі комплекс 180ГК («Мир-2»).

Можливості кораблів «Союз» і «Прогрес» явно не відповідали настільки амбітним планам. Застосування корабля «Буран» для збірки орбітальних станцій залишалося під питанням. Тому співробітники НВO "Енергія" прийшли до висновку: необхідно створити принципово новий транспортний корабель, здатний вирішувати весь спектр завдань, які виникнуть при будівництві ОСЕЦ.

Ідея універсального багаторазового корабля обговорювалася ще за часів Мішина. Тепер вона отримала схвалення в рамках постанови ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР від 27 січня 1985 року.

Роботи по багаторазовому корабля "Заря" (виріб 14Ф70) були розгорнуті відповідно до Постанови від 27 січня 1985 року. 22 грудня 1986 Військово-промислова комісія Ради Міністрів СРСР прийняла рішення про випуск ескізного проекту багаторазового багатоцільового корабля "Заря".

Корабель повинен був створюватися в два етапи:

• на першому етапі повинен був розроблятися базовий багаторазовий пілотований транспортний корабель;
• на другому - його модифікації для вирішення спеціальних завдань в автономних і спільних з іншими космічними апаратами польотах в широкому діапазоні висот і нахилів (до 97º) орбіт.

Ескізний проект базового корабля був випущений в I кварталі 1987 року і захищений на НТР Мізагмаша. Відповідно отриманих зауважень проект був відкоригований і в травні 1988 року представлений спільному засіданню НТР МЗМ та ГУКОЗ, яка прийняла рішення про викоаняння подальших робіт.

На початку розробки корабель масою близько 13 т замислювався повністю багаторазовим і був одномодульним, тобто будувався у вигляді великого апарату, що спускається з вертикальною посадкою. У верхній частині знаходився висувний стикувальний вузол і приладові відсіки, в середній - кабіна екіпажу, в нижній - важкі агрегати і посадочні двигуни з паливними баками. Для виходу реактивних струменів в лобовому щиті розташовувався відкривається люк.

На той час це рішення було відпрацьовано на повертаємих апаратах Транспортного корабля постачання, але мало ряд недоліків. Для того щоб при посадці не пошкодити корабель власним вихлопом, були потрібні досить довгі посадочні опори. Крім того, розміщення точки прикладання тяги нижче центру мас вимагало створення потужних органів системи управління. Тому було прийнято інший варіант компоновки. Проектанти прибрали руховий відсік з нижньої частини і розташували по периферії спускаємого корабля, який отримав назву «Спускний корабель» (СК).

Зв'язку двигунів розмістили уздовж корпусу, забезпечивши перетин векторів тяги вище центру мас і тим самим підвищивши стійкість. У верхньому днищі відсіку, протилежному лобовому щиту, зробили тунель з люком і ілюмінатори з оптичними візирами для орієнтації. Орбітальне маневрування поклали на окрему двигунну установку (ДУ), яку з підсистемами вивели в одноразовий навісний відсік (НВ), відокремлюваний перед входом в атмосферу.

Аеродинамічна форма повертаємого на Землю корабля була аналогічна формі спускається космічного корабля "Союз" (аеродинамічна якість 0,26 при числі Маха більше 6), частина бортових систем, приладів і агрегатів була запозичена з космічного корабля "Союз-ТМ" і т.д. Разом з тим були застосовані конструкторські рішення, що передбачали використання сучасних матеріалів і нових бортових систем на базі бортового комплексу управління з використанням сучасної обчислювальної техніки.

Багаторазовість досягалося, зокрема, за рахунок застосування теплозахисних матеріалів багаторазового використання (з досвіду "Бурану"), нової схеми вертикальної посадки на Землю за допомогою багаторазових рідинних ракетних двигунів для гасіння вертикальної і горизонтальної швидкостей посадки (щоб уникнути перекочування по грунту) і сотового амортизатора корпусу корабля для виключення його ушкоджень.

Принцип посадки на РРД, крім багаторазовості, відкривав перспективу застосування СК для польотів і на безатмосферні планети. Однак використання цього принципу для повертаємого на Землю пілотованого корабля викликало сумніви у фахівців ряду організацій, головним чином служб ВПС. З метою підвищення безпеки екіпажу до набору необхідної статистики посадок на ЖРД в комплексі засобів посадки передбачалися відпрацьовані і надійні резервні засоби: так на кораблях першого етапу передбачалося використовувати катапультні крісла для порятунку космонавтів в аварійних ситуаціях при посадці і на початковій ділянці виведення на орбіту, хоча розміщення крісел в СК обмежувало б чисельність екіпажу до чотирьох космонавтів.

У складі основної системи посадки планувалося використовувати 24 посадочних двигуна об'єднаної рухової установки тягою 1,5 тс кожен, що працюють на компонентах перекис водню - гас, а для управління спуском - 16 однокомпонентних двигунів тягою 62 кгс кожен, також входять в ОДУ.

Бортовий комплекс управління і комплекс засобів посадки повинен був забезпечувати точність посадки не гірше 2,5 км і перевантаження при посадці - не більше 10 од. В одноразовому навісному відсіку передбачалося розмістити багатофункціональну рухову установку, що забезпечує орбітальне маневрування корабля, зокрема підйом з опорної на робочу орбіту і спуск на Землю з висоти робочої орбіти 200-550 км.

МДУ включала два двигуна тягою по 300 кгс кожен, що працюють на компонентах АТ+НДМГ, а також двигуни причалювання і орієнтації.

Базовий корабель розроблявся як багатоцільовий для вирішення різних завдань в пілотованих і безпілотних польотах у складі орбітальних комплексів і автономно, а також для спільної роботи з буксирами в режимі орбітального маневрування (аж до геостаціонарної орбіти).

Розглядався восьмимісний корабель-рятувальник (2 члена екіпажу плюс пасажири), що доставляється на станцію "Шаттлом".

Корабель мав знаходитися на станції впродовж 5 років в постійній готовності до спуску і мав наступні характеристики:

• маса корабля 12,5 т,
• маса апарата, що спускається з екіпажем до 8 т,
• діаметр апарату, що спускається 3,7 м
• довжина корабля 7,2 м.

В червні 1996 року НАСА прийняло рішення - на етапі розгортання міжнародної станції "Альфа" в якості корабля-рятувальника використовувати тримісний модифікований корабель "Союз-ТМ", роботи по якому були розгорнуті в липні 1996 року.

Однак згодом, коли проект "Альфи" "переріс" в проект Міжнародної космічної станції (МКС), і це рішення було переглянуто американською стороною на користь космічного корабля CRV, який повинен був створюватися на базі Х-38.

В результаті спеціалізований корабель-рятувальник для так і не був створений - через чисельність постійного екіпажу 2 людини, що залишилася після проблем з польотами "Шаттлів", з цією функцією прекрасно справлявся штатний "Союз-ТМА".