Почему России пришлось пересмотреть орбиту станции РОС и что это дает

После начала вооруженного конфликта на территории Украины Россия начала процедуру «цивилизованного и взаимовыгодного развода» со странами коллективного Запада по проекту МКС. Вопрос лишь в том, получится ли довести до ума в разумные сроки национальную станцию РОС?

Вопрос этот далеко не праздный, поскольку из-за санкционного режима и критической зависимости от импортной микроэлектроники и прочего западного оборудования очень многие наши высокотехнологичные проекты превратились в «долгострои». Есть ли пределы для сдвига вправо сроков в пилотируемой космонавтике?

Эволюция проекта РОС

Напомним, что изначально Российская орбитальная станция (РОС) проектировалась как абсолютно независимый космический форпост на уникальной полярной орбите с наклонением 96,8 градуса, что давало колоссальное преимущество – отечественная станция каждые полтора часа видела сто процентов территории РФ, включая Северный морской путь и арктическую зону.

Первый этап развертывания предусматривал последовательный вывод Научно-энергетического (НЭМ), Узлового, Шлюзового и Базового модулей. Избыточная энергетика НЭМ в 55 киловатт позволяла бы запитать мощные комплексы оптико-электронной разведки и радары дозора, способные пробивать полярную облачность. Однако этот амбициозный проект тоже серьезно пострадал из-за санкционных ограничений.

В частности, высокоширотная орбита РОС регулярно пересекает радиационные пояса, что требовало утяжеления защитных экранов бортовых компьютеров из-за дефицита отечественных радиационно-стойких чипов класса Space. Вес модулей критически вырос, что потребовало существенной корректировки ТТХ и новой сертификации. В результате сроки первых запусков привычно и неумолимо сдвинулись вправо на рубеж 2028-2030 годов.

И это в самом оптимистичном сценарии, поскольку мы пока что сознательно берем за скобки разрушительные последствия конфликта на Украине для отечественной экономики и промышленности! При этом как-то незамеченным осталось одобренное учеными РАН изменение наклонения орбиты станции РОС с 96,8 градуса на традиционные 51,6 градуса, что радикально переписало ключевые характеристики проекта.

С одной стороны, это решение вернуло российскую национальную станцию под защиту магнитного поля Земли, позволив отказаться от концепции вахтовых посещений и сохранить постоянный режим обитаемости без утяжеления корпусов тоннами свинцовой брони. Более того, при запуске на 51,6 градуса ракета-носитель «Ангара» получает мощный подталкивающий импульс от вращения планеты, что резко увеличивает ее полезную грузоподъемность со старых космодромов.

С другой стороны, расплатой за эту экономию стала потеря Россией арктических «глаз» – орбитальная станция ослепла на Севере, вернувшись на привычную траекторию МКС, откуда видно лишь 5 процентов нашей территории. Потому встает вопрос, а надо ли городить огород с РОС, если уже есть российский сегмент МКС?

Отделение российского сегмента МКС?

Стоит напомнить, что в прессе ранее регулярно всплывала идея просто полностью отстыковать весь отечественный сегмент от МКС в момент закрытия международной программы. Очевидный плюс такого решения – это получение «готовой» национальной станции на орбите без затрат на строительство новых корпусов с нуля, что спасло бы отряд космонавтов от многолетнего простоя, а «Роскосмос» – от потери компетенций.

Однако проблема в том, что подобное решение несет в себе смертельную угрозу для экипажа, поскольку служебный модуль «Звезда» и блок «Заря» находятся в эксплуатации более двадцати шести лет, их алюминиево–магниевые швы поражены хроническими микротрещинами, через которые воздух постоянно уходит в открытый космос, а внутренние трубопроводы деградировали.

Главная же и неустранимая проблема в случае полной отстыковки – это последующий энергетический и информационный голод. Российский сегмент изначально проектировался как зависимый элемент и на 60-70 процентов питается за счет перетоков электричества от поворотных ферм американских солнечных батарей. Переход в автономное плавание мгновенно погрузит наши отсеки в энергетический блэкаут, заставив отключить большинство научных приборов МЛМ «Наука».

В плане связи ситуация аналогична, поскольку управление идет через американскую группировку TDRSS, а отечественные спутники «Луч» к текущему году имеют огромные мертвые зоны над планетой. Спасать изношенное и подтекающее железо советской эпохи, которое обречено быть затоплено вместе с МКС к 2030 году из-за усталости конструкций, считается экономически бессмысленно.

Или не совсем?

Компромиссная мини-станция РКС?

В сухом остатке после изменения высоты орбиты РОС наиболее технически обоснованным и по-настоящему компромиссным вариантом выглядит сценарий поэтапной подготовки к отделению от МКС только самых свежих отечественных отсеков – а именно, Многоцелевого лабораторного модуля «Наука» и узлового модуля «Причал», запущенных в 2021 году.

Старый, изношенный каркас «Звезды» тогда отправляется на затопление вместе с МКС, а «Наука» становится жилым и лабораторным ядром новой национальной мини-платформы. Критические проблемы автономного существования в этом проекте условной Российской космической станции могут быть решены следующим образом.

Проблема энергоснабжения закрывается за счет экстренного вывода на орбиту отдельного специализированного Энергетического модуля с раскрываемыми панелями большой площади, который пристыкуется к одному из портов «Причала». До его прилета экипаж сможет работать на борту в экономном посещаемом режиме, привозя запасы кислорода и поглотительные патроны углекислого газа на кораблях «Прогресс».

Связь тогда будет переведена на спутниковую группировку «Луч» нового поколения, а задачи маневрирования и регулярной корректировки высоты орбиты возьмет на себя тяжелый разгонный буксир на базе грузового корабля повышенной емкости. Именно здесь решение РАН вернуть орбиту РОС на наклонение 51,6 градуса выступает главным условием успеха.

Ранее, когда станцию планировали строить под углом 96,8 градуса, идея спасения «Науки» была невозможна, поскольку модуль физически не имел такого запаса топлива, чтобы изменить наклонение орбиты на сорок пять градусов, преодолев сопротивление Земли. Теперь, когда новая национальная станция РОС и старая МКС летят по одной и той же траектории, этот проект упрощается до предела.

Спасение «Науки» и «Причала» становится оптимальным промежуточным решением: их можно напрямую отстыковать, временно перевести в автономный полет, а затем постепенно состыковать с новыми модулями РОС, запускаемыми с Восточного. В результате экономятся значительные бюджетные средства, и страна вместо очередного «космического долгостроя» получает готовую орбитальную мини-лабораторию с приличным остаточным ресурсом планера на одной орбите с МКС.