Миру — «Мир»: как СССР создал первую модульную космическую станцию

20 февраля 1986 года с космодрома Байконур ракета-носитель «Протон-К» запустила на орбиту основной модуль орбитальной станции «Мир». Она должна была проработать на орбите пять лет. Но проработала в три раза дольше, пережив государство, которое её создало.

Слово «модуль» прозвучало неспроста. «Мир» стал первой в истории человечества орбитальной станцией, которая собирается как конструктор — к базовому модулю присоединяются другие, предназначенные для той или иной конкретной задачи.

Никогда до этого человечество не выводило в околоземное пространство столь долгоживущий и одновременно сложный объект.

Сейчас, когда расширившийся космический клуб разрабатывает свои национальные станции, все его члены используют наработки советских ученых. Этот опыт стал частью мирового достояния.

Станция была разработана во времена противостояния СССР и США, поэтому нельзя не упомянуть те времена, когда каждый «огромный шаг человечества» был предметом соперничества.

Разбег в космической гонке

В Лос-Аламосе и НИИ № 88 в подмосковном Калининграде (ныне Королёв) разрабатывали собственные концепции, готовясь захватить решающие позиции в ракетно-космической схватке. К концу 1950-х обе страны обладали технологиями, военной мотивацией и политической потребностью демонстрировать превосходство.

Наша страна успела первой, запустив 4 октября 1957 года ракету Р-7 с первым искусственным спутником Земли. На орбиту вывели небольшой шар диаметром около 58 см с радиопередатчиками, которые издавали знаменитое «бип-бип».

Сам по себе спутник нес совсем немного научной аппаратуры, но с политической точки зрения эффект был оглушительный. В американских газетах произошедшее назвали «спутниковым шоком».

В 1958 году было создано Национальное космическое агентство США — NASA, с главной задачей — обогнать СССР.

Однако следующий ход также остался за нами. 12 апреля 1961 года на орбиту вышел «Восток-1» с майором ВВС Юрием Гагариным на борту. Мир убедился: «Советы» могут не только отправить человека в космос, но и вернуть его на Землю, превратив в живой аргумент в свою пользу.

Ответом стала лунная программа США, увенчавшаяся в июле 1969 года экспедицией «Аполлона-11» и «маленькими шагами» Нила Армстронга и Базза Олдрина.

В США и сейчас полагают, что таким образом им удалось выиграть космическую гонку, несмотря на то, что по ряду направлений они остались вторыми.

Но именно на этом рубеже перед обеими сторонами встал вопрос: что дальше?

От военного противостояния к научному

После того как все мыслимые «призовые места» были заняты, а все «флаги» воткнуты, оказалось, что дальнейшая гонка касается только сугубо военных технологий — количества и качества крылатых и иных ракет. Предел космической науки, по сути, был достигнут, и соревноваться стало особо не за что.

В начале 1970-х годов США и СССР пошли на разрядку отношений. Были подписаны договоры об ограничении вооружений, а Леонид Брежнев и Ричард Никсон прикладывали усилия для того, чтобы снизить риск прямого конфликта.

Изменившиеся политические реалии позволили перейти от почти военного противостояния к сотрудничеству в космосе. Хотя противостояние между советской и американской наукой продолжилось, оно перешло из горячей фазы в стиле «кто первый» в более конструктивную плоскость — «кто лучше закрепит за собой результат».

Наглядным символом разрядки была совместная программа «Союз-Аполлон», которая предполагала стыковку советского и американского аппаратов в открытом космосе.

Оба корабля стартовали 15 июля 1975 года, а 17 июля состоялась стыковка и знаменитое рукопожатие — Алексей Леонов и Томас Стаффорд встретились в переходном модуле. Космонавты и астронавты переходили друг к другу в гости, проводили совместные эксперименты, вместе общались с Землёй в прямом эфире.

Но, несмотря на разрядку, деление на соревнующиеся военно-политические блоки никто не отменял. Равно как и научное соперничество двух сверхдержав.

Перед космической наукой встала новая задача: как найти практическое применение умению выводить пилотируемые корабли в околоземное пространство.

До сих пор визиты в космос были краткими: Гагарин провел на орбите 108 минут, Герман Титов — более суток, астронавт НАСА Гордон Купер — около 34 часов.

К середине 1960-х был достигнут определенный «потолок» пребывания в спускаемых аппаратах или капсулах — 14–15 суток.

Длительное пребывание в космосе сказывалось на мышцах, скелете, сосудистой системе, сердце. Возвращение на Землю также отзывалось физическими проблемами, после чего космонавтам требовалось длительное восстановление.

Был достигнут предел как возможностей техники, так и возможностей человеческого организма, не прошедшего специальную подготовку. И чтобы удлинить срок пребывания человека в космосе, американская и советская школы вновь пошли разными путями.

Грузовик или дом на орбите?

Советские ученые ещё в 1960-е годы задались проектом создания полноценной базы в космосе, где люди могли бы находиться долго. Первой серьёзной концепцией была — что неудивительно — военная станция «Алмаз», которую в конце 1960-х годов продвигал конструктор Владимир Челомей. Это должна была быть орбитальная платформа с экипажем-наблюдателем.

Затем, когда спутники научились самостоятельно фотографировать Землю, проект свернули. Но наработки были использованы для создания гражданской станции «Салют-1». Идея была заманчивой: американцы разово слетали на Луну и вернулись, но советские люди будут присутствовать на орбите в режиме регулярной ротации.

Первый экипаж не смог попасть внутрь «Салюта» из-за проблем со стыковкой. Вторая экспедиция отработала почти три недели, что стало огромным успехом. Но при возвращении произошла трагедия: 30 июня 1971 года из-за разгерметизации погибли космонавты Георгий Добровольский, Владислав Волков и Виктор Пацаев.

Однако программу не закрыли, потому что погибшие космонавты ценой своей жизни показали, что космос пригоден не только для «командировки», но и может быть местом длительной работы.

Так начался новый этап гонки — уже не «кто быстрее», а «кто дольше». И этот этап гонки выиграл Советский Союз. Если на «Салюте-1» экипаж провел 23 дня, то на станции «Салют-7» в 1984 году экипажем был установлен новый рекорд — 237 суток пребывания в космосе.

США в 1973 году запустили космическую станцию Skylab, но результаты проекта не удовлетворили НАСА. После этого американская сторона сделала ставку на развитие программы многоразового космического корабля — «челнока» Space Shuttle.

Концепция предполагала создание своего рода космического грузовика, который мог совершать регулярные вылеты, выводить спутники на орбиту, обслуживать космические аппараты, проводить эксперименты и возвращать грузы на Землю. Всё это время экипаж жил внутри самого корабля. Типичная миссия длилась одну-две недели.

Забегая вперед, можно отметить, что программа просуществовала 30 лет с 1981 по 2011 год. Экспедиции «шаттлов» позволили выполнить массу задач. Но программа была омрачена катастрофами двух космических аппаратов Challenger (1986 год) и Columbia (2003 год), экипажи которых погибли.

Каждая авария приводила к приостановке программы. К концу 2000-х стало ясно: система слишком сложная и старая, содержание флота обходится слишком дорого, при этом остаются серьезные риски.

В это время Советский Союз исчерпал потенциал программы «Салют» и пришел к концепции модульной космической станции, которая используется до сих пор.

Обживая космос

Проект станции «Мир» был разработан в 1978 году, в начале последнего витка холодной войны и научно-технической конкуренции с американцами.

В последующие годы советские разработчики пошли дальше первоначального проекта. Было решено серьезно увеличить станцию за счет принципиально новой компоновки. Тогда и возникла идея модулей: запускаем базовый блок, а затем планово пристыковываем к нему дополнительные научные модули.

Была разработана стратегия снабжения экипажа, которому предстояло долго находиться на орбите.

Результатом многолетней работы советской науки и промышленности стал запуск 20 февраля 1986 года базового блока станции «Мир». Масса модуля составила 20 тонн, длина — около 13 м. Станция имела один жилой отсек, базовые системы жизнеобеспечения и узел стыковки. На раннем этапе «Мир» был больше «платформой» для тестирования длительных миссий, чем полноценной лабораторией.

Для долговременного присутствия человека была отработана программа доставки грузов кораблями «Союз» и автоматическими грузовыми кораблями «Прогресс». Конструкция «Союза» с тремя отсеками — жилым, приборным и шлюзовым — позволяла надежно стыковаться с узлами станции и выполнять функции спасательного корабля в случае непредвиденной аварии.

Параллельно с «Союзами» с 1978 года начали летать первые грузовые корабли «Прогресс», специально разработанные для снабжения орбитальных станций. Использовавший базовую платформу «Союза» «Прогресс» был полностью автоматическим. Он мог подвозить на станцию воду, кислород, продукты, топливо для коррекции орбиты и оборудование для научных экспериментов. После выполнения миссии «Прогресс» отстыковывался и сгорал в атмосфере, одновременно избавляя станцию от мусора.

С каждым годом корабли модернизировались. В 1988-м появились версии с увеличенной грузоподъёмностью.

Слегка забегая вперёд, добавим: уже в 1990-х годах улучшались системы автоматической стыковки, что позволило уменьшить риски и повысить надежность снабжения.

Совместная работа «Союзов» и «Прогрессов» создала уникальный цикл жизни «Мира». Экипаж прибывал, жил на станции месяцы, получал всё необходимое от «грузовика», а затем возвращался на Землю, освобождая место для новых экспедиций.

Благодаря этой системе с 1986 по 2001 год станция могла существовать непрерывно, принимала десятки экипажей и стала местом проведения сотен экспериментов в невесомости, установив рекорды по длительности пребывания человека в космосе, в том числе полёт Валерия Полякова продолжительностью 437 дней.

Идея модульного «конструктора» оправдала себя. На модуле «Квант-1», смонтированном в 1987-м, велись астрономические наблюдения. «Квант-2» (1989 г.) работал как лаборатория и нёс дополнительные системы жизнеобеспечения. Модуль «Кристалл», которым станция «приросла» в 1990-м, стал местом проведения экспериментов в условиях невесомости — от биологических (кристаллизация молекул белка, гибридизация клеток) до астро — и геофизических.

СССР выиграл этап космической гонки по принципу «кто дольше». Но в 1991-м была поставлена точка в истории самого СССР.

1990-е: партнёрство и проблемы

Ещё в годы СССР станцию начали посещать космонавты из соцстран. С распадом Союза, когда возникла иллюзия «дружбы со всеми», открылась возможность для расширения международного сотрудничества.

Космическое наследие, которое сумела сберечь постсоветская Россия (новые модули «Мира», например «Природа», монтировались и в середине 1990-х), в эти сложные времена оставляло возможность для честного и равноправного сотрудничества с американцами — хотя бы на орбите.

3 февраля 1994 года к «Миру» на «Союзе ТМ-18» прибыл первый американец — Норман Тагард. Это было началом глубокой интеграции, которая вскоре вылилась в программу Shuttle–Mir.

27 июня 1995 года шаттл Atlantis (миссия STS-71) впервые пристыковался к станции. Американские корабли начали регулярно привозить астронавтов, оборудование и увозить результаты экспериментов.

Работа шла в условиях, которые идеально показали, зачем нужен такой опыт. В феврале 1997 года на борту возник пожар из-за возгорания кислородной шашки. Огонь продолжался несколько минут, экипажу пришлось работать в дыму и ограниченном пространстве. Станцию удалось сохранить, но стало ясно, насколько важны международные правила действий в чрезвычайных ситуациях.

Ещё тяжелее оказался удар 25 июня 1997 года. Во время ручного эксперимента по стыковке грузовой корабль «Прогресс М-34» столкнулся с модулем «Спектр», повредил его и вызвал разгерметизацию. Экипажу пришлось срочно изолировать отсек, теряя часть энергосистемы.

Дальнейшие месяцы прошли в сложнейших ремонтных работах и восстановлении питания. Американские астронавты участвовали в этих операциях наравне с российскими коллегами.

От «Мира» — к ROS

К концу 1990-х возраст комплекса сказывался всё заметнее, было принято решение завершить историю уникальной станции.

В апреле 2000 года с «Мира» ушёл последний постоянный экипаж, и некоторое время станция продолжала вращаться на земной орбите в автоматическом режиме.

Финал наступил 23 марта 2001 года. Станцию контролируемо свели с орбиты, и её фрагменты упали в южной части Тихого океана. Комплекс прожил в космосе 15 лет — намного дольше первоначальных расчётов.

К этому моменту уже два года на орбите находилась МКС, и в её ежедневной жизни — от схем снабжения до взаимодействия международных экипажей — легко узнавали уроки, выученные на станции «Мир».

На сегодня международные партнёры договорились продлить работу МКС до 2030 года, но рассматриваются варианты продления жизни, как и у «Мира». При этом российский сегмент официально планируется эксплуатировать как минимум до 2028 года.

Именно к этому времени все участники проекта (Россия, США, Канада, Япония и государства — члены ESA) собираются подготовить переход от МКС к будущим платформам, так как станции уже более 25 лет, и многие её системы доживают свой ресурс.

Россия разрабатывает собственную Российскую орбитальную служебную станцию (ROS). Её ядром станет модуль, запуск которого запланирован на 2027 год, а к 2035 году планируется собрать полноценный комплекс из нескольких модулей.

Однако впервые этот опыт был опробован на станции «Мир», которая была плодом космической гонки, но стала первым домом человечества за пределами Земли.