Скайлаб

Скайлаб (англ. Skylab, від англ. sky laboratory «небесна лабораторія» — перша американська орбітальна станція. Перебувала на навколоземній орбіті з 1973 по 1979.

Скайлаб
Основні параметри
Повна назва Орбітальна станція «Скайлаб»
COSPAR ID 1973-027A
NORAD ID 06633
Організація НАСА
Тип апарата орбітальна станція
Штучний супутник Землі
Обертів 34981
Дата запуску 14 травня 1973, 17:30:00 UTC
Ракета-носій Сатурн-5
Космодром мис Канаверал
Схід з орбіти 11 липня 1979
Технічні параметри
Маса 77 000
Розміри довжина: 24,6 м
максимальний діаметр: 6,6 м
Орбітальні дані
Нахил орбіти 50 °
Період обертання 93,4 хв
Апоцентр 442
Перицентр 434
Обертів за добу 15,4
Skylab в польоті на орбіті 1973, попереду стикувальний вузол

Станція масою 77 т була виведена на орбіту у безпілотному режимі ракетою-носієм Сатурн V[1]. Три експедиції, що працювали на станції протягом 1973—1974, були доставлені модифікованими кораблями Аполлон, що виводились на орбіту меншим носієм Сатурн-1Б. Протягом двох останніх пілотованих польотів додатковий Аполлон / Сатурн IB стояв готовий до старту для порятунку екіпажу на орбіті, якщо у цьому виникне необхідність.

Станція була пошкоджена під час запуску, коли мікрометеоритний щит під дією швидкісного напору повітря відділився від корпусу, відірвавши одну з двох основних панелей сонячних батарей і заклинивши іншу так, що вона не могла розгорнутись. Це призвело до значної нестачі електроенергії і позбавило «Скайлаб» захисту від інтенсивного сонячного опромінення, загрожуючи унеможливити її використання. Найважливішою метою першої експедиції були ремонтні роботи, що полягали передусім у встановленні заміни теплового екрану та звільненні застряглої сонячної батареї.

На станції протягом її функціонування було виконано численні наукові дослідження, зокрема, сонячної корони, природних ресурсів Землі (експеримент EREP); зроблено тисячі фотографій Землі у видимому, інфрачервоному і надвисокочастотному діапазонах.

Існували плани відновлення і повторного використання станції «Скайлаб», які включали підняття і коригування її орбіти з допомогою космічного човника. Проте проєкт Спейс шаттл затримувався, а станція, орбіта якої знижувалась несподівано швидко внаслідок підвищеної сонячної активності, увійшла в атмосферу і зруйнувалася над західною Австралією 1979. Подальші (після програми «Скайлаб») проєкти НАСА були пов'язані з космічними лабораторіями — Спейслаб, Шаттл-Мир та космічна станція «Фрідом» (пізніше — Міжнародна космічна станція).

Повна вартість програми «Скайлаб» становила близько 3 млрд доларів США у цінах того часу.

Історія

Перші проєкти орбітальних станцій з'являлися у СРСР і США з кінця 1950-их років. Одним з найпоширеніших варіантів була переробка верхнього ступеня ракети-носія в повноцінний орбітальний модуль.

1963 ВПС США запропонували проєкт військової розвідувальної станції «Пілотована орбітальна лабораторія» (англ. Manned Orbiting Laboratory, MOL) на базі верхнього ступеня ракети «Аджена» — проєкт розроблявся, але не був реалізований.

Приблизно в той же час Вернер фон Браун представив ​​концепцію «Практичного застосування програми Аполлон», де серед іншого передбачалося використовувати верхній ступінь ракети Сатурн-1Б як житловий простір орбітальної станції. Фактично станція виконувала два завдання — спочатку виводила себе на орбіту як ракетний ступінь, потім звільнений бак рідкого водню дообладнували і ступінь перетворювався на орбітальний модуль. Передбачалася наявність стикувального вузла, сонячних батарей та іншого обладнання. Проєкт під робочою назвою «Oрбітальна майстерня» (англ. Orbital Workshop) знайшов підтримку керівництва НАСА, почалася реалізація.

Значне скорочення космічного бюджету на початку 70-х років змусило НАСА переглянути свої програми. Значно скоротили програму орбітальних станцій. З іншого боку, після скасування місячних експедицій Аполлон-18, −19, −20 у розпорядженні НАСА залишився запас надважких ракет Сатурн-5, які легко могли вивести на орбіту повністю оснащену орбітальну станцію, варіант з дообладнанням водневого бака ставав неактуальним. Остаточний варіант отримав назву «Скайлаб» — «Небесна лабораторія».

Конструкція

Скайлаб була побудована на основі корпусу верхнього ступеня ракети Сатурн-1Б. Корпус був вкритий теплоізоляцією, внутрішній простір баків було пристосовано для життя і наукових досліджень.

Схематичне зображення «Скайлаб» в розрізі, що дає уявлення про розміри станції. Зліва — пристикований транспортний корабель КК Аполлон
Схематичне зображення. Всередині «Скайлаба»

У верхній частині корпусу були встановлені відсік обладнання, шлюзова камера з основним осьовим і резервним бічним стикувальним вузлами довжиною 5,28 м і діаметром 3 м, до якої був прикріплений масивний відсік астрофізичних наукових приладів «Телескоп Аполлон» (англ. ATM Apollo Telescope Mount) — сонячна обсерваторія, що працювала у багатьох ділянках спектру. Після виходу на орбіту відсік повертався на 90 °, відкриваючи доступ до осьового стикувального вузла.

Стикувальний модуль мав два стикувальні вузли і шлюзову камеру з люками для виходів у відкритий космос.

Порожній водневий бак ступеня утворював орбітальний блок станції внутрішнім діаметром 6,6 м, розгороджений ґратчастими перегородками на лабораторний (ЛВ) і побутовий (ПВ) відсіки висотою 6 м і 2 м. Кисневий бак використовувався для збору відходів. В ЛВ виконувались наукові експерименти, у ПВ екіпаж відпочивав, готував і вживав їжу, спав, виконував процедури особистої гігієни. Все необхідне для діяльності трьох екіпажів перебувало на борту «Скайлаба» під час запуску: 907 кг продуктів і 2722 кг води.

Система електропостачання станції складалася з шести панелей сонячних батарей (СБ): основних, що розгорталися на корпусі у вигляді двох великих крил, і чотирьох, що розкривалися хрестоподібно на блоці АТМ. Також електричну енергію постачали паливні елементи пристикованого корабля Аполлон.

Зовнішня довжина комплексу «Скайлаб» з пристикованим транспортним кораблем Аполлон — 36 м, маса — 91,1 т. У житлових відсіках загальним обсягом 352,4 м³ підтримувалася штучна киснево-азотна атмосфера (74 % кисню і 26 % азоту) з тиском 0,35 атм і температурою 21-32 ° С.

«Скайлаб» мала величезний внутрішній обсяг, надаючи практично необмежену свободу пересувань, наприклад легко можна було стрибати від стінки до стінки під час занять гімнастикою. Астронавти вважали побутові умови на станції вельми комфортними: зокрема, там був встановлений душ. Був і спеціалізований туалет — шафа розміром з автомат для продажу газованої води з трьома сечоприймачами, який робив автоматичний аналіз сечі; для зручності фіксації тіла перед ним до підлоги були прикріплені гумові капці. Вода не регенерувалася. Кожен астронавт мав невеликий окремий відсік-каюту — нішу зі шторкою, де було спальне місце і ящик для особистих речей.

У задній частині розташовувався великий бак для відходів, паливні баки для двигунів маневрування, а також тепловий радіатор.

Запуск
Запуск РН «Сатурн-5» із орбітальною станцією «Скайлаб»

«Скайлаб» запустили 14 травня 1973 о 17:30 UTC ракетою-носієм «Сатурн-5», а через добу ракетою Сатурн-1Б на станцію мала вирушити перша експедиція в складі командира — Чарлза Конрада, пілота командного модуля — Пола Уайтца та лікаря Джозефа Кервіна.

«Скайлаб» вийшла на майже кругову орбіту висотою 435 км, розкрилися сонячні батареї на ATM, проте одна СБ на корпусі станції не розкрилася, а інша відірвалася. Як показало розслідування, при виведенні зі станції зірвало теплоізоляційний екран (що виконував також функцію захисту від метеоритів[2], який вирвав одну СБ і заклинив іншу. Незабаром на станції почала зростати температура, досягнувши всередині 38 °C, а назовні −80 °C. «Скайлаб» залишилася без електропостачання і терморегуляції, експлуатувати її було практично неможливо. Для вирішення ситуації на станцію вирішено доставити заміну екрану — своєрідну «парасольку», полотнище, натягнуте на 4 розсувні спиці. «Парасолька» була в найкоротші терміни виготовлена і 25 травня надіслана на станцію разом з першою експедицією.

Експедиції на «Скайлаб»

На станції побували, як і планувалося, три експедиції. Основним завданням експедицій було вивчення адаптації людини до умов невагомості і проведення наукових експериментів. Оскільки сам запуск станції мав позначення SL-1 («Скайлаб-1»), три пілотовані польоти мали номери 2, 3 і 4.

  • Перша експедиція «SL-2» («Скайлаб-2») (Чарлз Конрад, Пол Вайтц, Джозеф Кервін) тривала 28 діб (25.05.1973-22.06.1973) і мала не стільки науковий, скільки ремонтний характер. Під час кількох виходів у космос астронавти розкрили заклинену сонячну батарею і відновили терморегуляцію станції за допомогою встановленої теплозахисної «парасольки».

Виходи у відкритий космос під час експедицій здійснювались для регулярної зміни плівки астрономічних інструментів, встановлених на зовнішній стороні станції[2]. Незважаючи на численні труднощі, експедиціями на «Скайлабі» було виконано чимало біологічних, технічних і астрофізичних експериментів. Найбільш важливими були телескопічні спостереження Сонця в рентгенівському та ультрафіолетовому діапазонах, було знято безліч спалахів, відкриті корональні діри.

Польоти Емблеми Командир Пілот Науковець Дата запуску Дата посадки Тривалість (діб)
Скайлеб-1 «SL-1»
безпілотний запуск космічної станції 14.05.1973
17:30:00 UTC		 11.07.1979
16:37:00 UTC		 2248,96
Скайлаб-2 «SL-2» («SLM-1»)
Чарлз Конрад Пол Вайтц Джозеф Кервін 25.02.1973
13:00:00 UTC		 22.06.1973
13:49:48 UTC		 28,03
Скайлаб-3 «SL-3» («SLM-2»)
Алан Бін Джек Лаусма Овен Герріотт 28.07.1973
11:10:50 UTC		 25.09.1973
22:19:51 UTC		 59,46
Скайлаб-4 «SL-4» («SLM-3»)
Джералд Карр Вільям Поуг Едвард Гібсон 16.11.1973
14:01:23 UTC		 08.02.1974
15:16:53 UTC		 84,04

Завершення проєкту

Пропонувався 20-денний політ SL-5 Скайлаб-5 для наукових експериментів і підняття орбіти станції.

Обговорювалися способи зберегти «Скайлаб» до початку польотів багаторазових кораблів Спейс Шаттл, після чого експлуатувати не менше 5 років.

Програма «Скайлаб-Шаттл» передбачала один політ для істотного підняття орбіти за допомогою рушійного модуля, доставленого шатлом, два польоти експедицій відновлення з доставкою нового стикувального вузла в першому, а потім регулярні багатомісячні експедиції з доведенням екіпажу на станції до шести-восьми осіб, пристикування нового більшого шлюзового модуля, інших модулів (зокрема не призначених для вільного польоту шаттлових лабораторій Спейслаб) і ферм, а також, можливо, дообладнання використаним зовнішнім баком системи Шаттл більшого розміру.

Після польоту ЕПАС (Союз-Аполлон) існувала пропозиція створити комплекс Скайлаб-Салют. Остаточного рішення і фінансування не було ухвалено.

Фрагмент «Скайлаба»

Зростання сонячної активності призвело до збільшення щільності атмосфери на висоті орбіти «Скайлаб», зниження станції прискорилося. Підйом станції на вищу орбіту був неможливий, оскільки у неї не було власного двигуна (підйом орбіти здійснювався тільки двигунами пристикованих КК «Аполлон», в яких на станцію прибували екіпажі). Центр управління польотом зорієнтував станцію на вхід в атмосферу о 16:37 за Гринвічем 11 липня 1979. Районом затоплення станції передбачалася точка за 1300 км на південь від Кейптауна, ПАР. Проте помилка в розрахунках в межах 4 % і той факт, що станція руйнувалася повільніше, ніж передбачалося, привели до зміщення точки падіння незгорілих уламків: частина з них впала в західній Австралії на південь від міста Перт. Деякі уламки були виявлені між містами Есперанс і Роулін і зараз експонуються в музеях.

Сонячний спалах. Знімки зі «Скайлаба»

Посилання

Див. також

Примітки
  1. Skylab Space Station
  2. Глазков Ю.Н ., Колесніков Ю.В. У відкритому космосі. — М. : Педагогіка, 1990. — ( Бібліотечка Дитячої енциклопедії «Вчені-школяреві ») — ISBN 5-7155-0200-4.

Галерея
  • Засоби поводження з відходами в резервній Скайлаб в Американському національному музеї авіації та космонавтики.
  • Астронавт-манекен обідає на борту резервної Скайлаб в Смітсонівський Національному музеї авіації та космонавтики.
  • Космічна лабораторія США з дослідження космосу. Ювілейна марка, випуск 1974 року. Показано станцію після початкового ремонту станції, зокрема парасольку.
  • Ілюстрація конфігурації Скайлаб із пристикованим кораблем «Аполлон».
  • Корабель НАСА для стеження за Скайлаб. Зверніть увагу на радар стеження і антени телеметрії.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.