Скайлэб
Скайлэб (англ. Skylab, от англ. sky laboratory (букв. «небесная лаборатория»)) — первая и единственная национальная орбитальная станция США, предназначенная для технологических, астрофизических, медико-биологических исследований, а также для наблюдения Земли. Запущена 14 мая 1973 года, приняла три экспедиции на кораблях «Аполлон» с мая 1973 по февраль 1974 года, 11 июля 1979 года вошла в атмосферу Земли и сгорела.
| Скайлэб | |
|---|---|
| Орбитальная станция «Скайлэб» | |
 | |
| Заказчик |
 НАСА |
| Оператор | НАСА |
| Спутник | Земли |
| Стартовая площадка |
мыс Канаверал |
| Ракета-носитель | Сатурн-5 |
| Запуск | 14 мая 1973 17:30:00 UTC |
| Количество витков | 34981 |
| Сход с орбиты | 11 июля 1979 |
| COSPAR ID | 1973-027A |
| SCN | 06633 |
| Технические характеристики | |
| Масса | 77 т |
| Размеры |
|
| Диаметр | 6,6 м |
| Элементы орбиты | |
| Наклонение | 50° |
| Период обращения | 93,4 мин. |
| Апоцентр | 442 км |
| Перицентр | 434 км |
| Витков за день | 15,4 |
| Логотип миссии | |
 |
|
 Медиафайлы на Викискладе | |
Длина — 24,6 м, максимальный диаметр — 6,6 м, масса — 77 т, внутренний объём — 352,4 м³. Высота орбиты — 434—437 км (перигей-апогей), наклонение — 50°.
Массо-габаритные параметры (в том числе полезный объём) станции «Скайлэб» значительно превышали характеристики советских орбитальных станций серий ДОС-«Салют» и ОПС-«Алмаз». Также американская станция стала первой, где экипажи работали многократно, и первой была оснащена двумя стыковочными узлами (хотя второй использован не был).
История создания править
Первые проекты орбитальных станций стали появляться в СССР и в США с конца 1950-х годов. Одним из самых распространённых вариантов была переделка верхней ступени ракеты-носителя в полноценную орбитальную станцию. В частности, в 1963 году ВВС США предложили разрабатывавшийся некоторое время, но так и не осуществлённый проект военной разведывательной станции Manned Orbiting Laboratory (MOL) на основе верхней ступени ракеты «Аджена». Примерно в то же время фон Брауном была представлена концепция «Практического применения программы „Аполлон“», где среди прочего предполагалось использовать верхнюю ступень ракеты Сатурн 1B в качестве жилого объёма орбитальной станции. Фактически станция выступала в двух ипостасях — сначала выводила себя на орбиту как ракетная ступень, затем освободившийся бак жидкого водорода дооснащался, и ступень превращалась в орбитальную станцию. Предусматривалось наличие стыковочного узла, солнечных батарей и другого оборудования. Проект под рабочим названием «Orbital Workshop» нашёл поддержку руководства НАСА и начал осуществляться.
Серьёзное урезание космического бюджета в начале 1970-х годов заставило НАСА пересмотреть свои программы. Значительному количественному сокращению подверглась и программа орбитальных станций. С другой стороны, после отмены лунных экспедиций Аполлон-18, −19, −20 в распоряжении НАСА остался запас сверхтяжёлых ракет Сатурн-5, которые легко могли вывести полностью оснащённую орбитальную станцию, а значит, половинчатый вариант с дооборудованием водородного бака становился ненужным.
Окончательный вариант обитаемой космической станции на околоземной орбите получил имя «Skylab» — «Небесная лаборатория»[1].
Задействованные структуры править
Общее руководство проектом осуществлялось Космическим центром имени Маршалла, Хантсвилл, Алабама.
В изготовлении узлов и агрегатов станции были задействованы следующие коммерческие структуры:[2]
- Универсальный стыковочный узел, интеграция полезной нагрузки — Martin-Marietta Corp., Денвер, Колорадо;
- Шлюзовой отсек — McDonnell Douglas Astronautics Co., Eastern Division, Сент-Луис, Миссури;
- Командно-обслуживающий модуль — Rockwell International Corp., Space Division, Дауни, Калифорния;
- Система пространственной ориентации — Perkin-Elmer Corp., Норуолк, Коннектикут;
- Управляющий гироскоп — Bendix Corp., Тетерборо, Нью-Джерси;
- Электронные вычислительные устройства, блок измерительных приборов — IBM Corp., Хантсвилл, Алабама;
- Научно-техническое оборудование для атмосферных экспериментов — American Science & Engineering, Inc., Бостон, Массачусетс; Ball Brothers Research Corp., Боулдер, Колорадо;
- Двигательная установка — Rockwell International Corp., Rocketdyne Division, Канога-Парк, Калифорния;
- Ступень S-IB — Chrysler Corp., Michoud Assembly Facility, Мишу, Луизиана;
- Ступень S-IC — Boeing Co., Michoud Assembly Facility, Мишу, Луизиана;
- Ступень S-II — Rockwell International Corp., Satellite Systems Division, Сил-Бич, Калифорния;
- Ступень S-IVB (орбитальная станция) — McDonnell Douglas Astronautics Co., Хантингтон-Бич, Калифорния;
- Наземное оборудование — General Electric Co., Хантсвилл, Алабама.
Всего, к работам по обслуживанию станции после запуска было привлечено до 23 тыс. работников всех специальностей в периоды пиковой нагрузки, пришедшейся на середину 1973 года. (по мере снижения объёма работы количество привлечённой рабочей силы планомерно сокращалось до 3 тыс. человек в конце 1974 года.)[2].
Конструкция править
Скайлэб была построена на основе корпуса верхней ступени ракеты Сатурн-1Б. Корпус был покрыт теплоизоляцией, внутреннее пространство баков было приспособлено для жизни и научных исследований.
В верхней части корпуса были установлены отсек оборудования, шлюзовая камера с основным осевым и резервным боковым стыковочным узлами длиной 5,28 м и диаметром 3,0 м, к которой прикреплен массивный отсек астрофизических научных приборов ATM (Apollo Telescope Mount). После выхода на орбиту ATM поворачивался на 90°, открывая доступ к осевому стыковочному узлу.
Пустой водородный бак ступени образует орбитальный блок станции внутренним диаметром 6,6 м, разгороженный решетчатыми перегородками на лабораторный (ЛО) и бытовой (БО) отсеки и высотой 6 м и 2 м. Кислородный бак служит для сбора отходов. ЛО служит для проведения научных экспериментов, БО — для отдыха, приготовления и приёма пищи, сна и личной гигиены. Все необходимое для деятельности трёх экипажей находится на «Скайлэб» во время её запуска: 907 кг продуктов и 2722 л питьевой воды.
Система электроснабжения станции состоит из шести панелей солнечных батарей (СБ): основных, развертывающихся на корпусе в виде двух больших крыльев, и четырёх раскрывающихся крестообразно на блоке АТМ.
Внешняя длина комплекса «Скайлэб» с пристыкованным к ней кораблем «Аполлон» — 36 м, масса — 91,1 т. В жилых отсеках общим объёмом 352,4 м³ поддерживается искусственная кислородно-азотная атмосфера (26 % азота и 74 % кислорода) давлением 0,35 атм и температурой +21…+32 °C.
«Скайлэб» имела огромный внутренний объём, предоставляя практически неограниченную свободу передвижений, например легко можно было прыгать от стенки к стенке во время занятий гимнастикой. Астронавты находили бытовые условия обитания на станции весьма комфортными: в частности, там был установлен душ. Имелся и специализированный туалет — шкаф размерами с автомат для продажи газированной воды с тремя мочеприёмниками, который делал автоматический анализ мочи; для удобства фиксации тела перед ним к полу были прикреплены шлёпанцы. Вода не регенерировалась. Каждый астронавт располагал небольшим отдельным отсеком-каютой — нишей с закрывающейся шторкой, где было спальное место и ящик для личных вещей.
-
Схематическое изображение «Скайлэб» в разрезе, дающее представление о размерах станции. Слева — пристыкованный транспортный корабль «Аполлон» -
Схема внутреннего объёма в разрезе -
Вид в полёте спереди на шлюзовую камеру с основным стыковочным узлом и отсек ATM -
Фрагмент кислородного бака массой около 1200 кг, найденный в 480 километрах восточнее Перта, Австралия
.jpg)
Запуск «Скайлэб» править
Американская ОС «Скайлэб» была запущена в 17:30 UTC 14 мая 1973 г. ракетой «Сатурн-5», а спустя сутки ракетой Сатурн-1Б на станцию должна была отправиться первая экспедиция в составе командира — Чарлза Конрада, пилота CM — Пола Уайтца и врача Джозефа Кервина.
«Скайлэб» вышла на почти круговую орбиту высотой 435 км, раскрылись солнечные батареи на ATM, однако одна СБ на корпусе станции не раскрылась, а другая оторвалась. Как показало расследование, при выведении со станции сорвало теплоизолирующий экран (выполнявший также функцию защиты от метеоритов[3]:32), который вырвал одну СБ и заклинил другую[4]. Вскоре на станции стала катастрофически нарастать температура, достигнув внутри +38 °C, а на внешней стороне +80 °C. «Скайлэб» осталась без электроснабжения и терморегулирования, и эксплуатация её была практически невозможна. Для разрешения ситуации было решено доставить на станцию замену экрану — своеобразный «зонтик», полотнище, натянутое на 4 раздвигающиеся спицы. «Зонтик» был в кратчайшие сроки изготовлен и уже 25 мая отправился на станцию вместе с первой экспедицией[5].
Экспедиции на «Скайлэб» править
В общей сложности на станции побывали три экспедиции. Основной задачей экспедиций было изучение адаптации человека к условиям невесомости и проведение научных экспериментов. Поскольку сам запуск станции имел обозначение SL-1 («Скайлэб-1»), три пилотируемых полёта имели номера 2, 3 и 4.
Первая экспедиция SL-2 («Скайлэб-2») (Чарлз Конрад, Пол Уайтц и Джозеф Кервин) продлилась 28 суток (25.05.1973 — 22.06.1973) и носила не столько научный, сколько ремонтный характер. В ходе нескольких выходов в космос астронавты раскрыли заклинившую солнечную батарею и восстановили терморегуляцию станции с помощью установленного теплозащитного «зонтика».
Вторая экспедиция SL-3 («Скайлэб-3») (Алан Бин, Джек Лаусма и Оуэн Гэрриотт) продлилась 59 суток (28.07.1973 — 25.09.1973). В ходе выхода в открытый космос установлен второй теплоизолирующий экран, были также проведены операции, связанные с заменой гироскопов[3]:36-38.
Третья и последняя экспедиция SL-4 («Скайлэб-4») (Джералд Карр, Эдвард Гибсон и Уильям Поуг) продлилась 84 дня (16.11.1973 — 08.02.1974). Карр, Гибсон и Поуг стали первыми астронавтами, которые встретили Новый год в космосе. Во время миссии на станции прошел однодневный мятеж, когда команда самовольно прервала связь с центром управления полетом и отдыхала в течение дня. В ходе выхода в открытый космос был исправлен радар для изучения земных природных богатств[3]:39.
Несмотря на многочисленные трудности, экспедициями на «Скайлэб» было проведено огромное количество биологических, технических и астрофизических экспериментов. Наиболее важными были телескопические наблюдения Солнца в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах, было заснято множество вспышек, открыты корональные дыры[6]. Выходы в открытый космос во время экспедиций включали регулярную смену плёнки астрономических инструментов, установленных на внешней стороне станции[3]:39.
Каждая экспедиция ставила рекорд продолжительности пребывания человека в космосе. Первая экспедиция длительностью 28 дней побила рекорд — 23 дня Союза-11 на орбитальной станции Салют-1. Рекорд последней экспедиции — 84 дня был побит в 1978 году на Салюте-6 — 96 дней.
Пролёты станции можно было наблюдать невооруженным глазом на фоне вечернего или утреннего неба. Графики наблюдения публиковались в средствах массовой информации[7][8]. В 1974 году на советской станции «Салют-3» Павлом Поповичем по целеуказаниям с Земли был впервые в истории космонавтики проведён эксперимент по оптическому обнаружению «Скайлэб» с помощью бортового прибора «Сокол». Этот результат послужил основой для диссертационной работы Павла Поповича[9][10].
Полная стоимость программы «Скайлэб» составила около 3 млрд долларов США в ценах того времени.
Дальнейшая работа станции править
.jpg)
Больше экспедиций на станцию не было. Так как ракета Сатурн-5 была снята с производства, подобную тяжёлую и объёмистую станцию в ближайшие годы выводить в космос было нечем. Потому учёным хотелось сохранить «Скайлэб» для дальнейшего использования. Предлагался 20-дневный полёт SL-5 Скайлэб-5 для научных экспериментов и некоторого поднятия орбиты станции. Обсуждались способы сохранить «Скайлэб» до начала полётов многоразовых кораблей Спейс Шаттл, после чего эксплуатировать не менее 5 лет. Программа «Скайлэб-Шаттл» предусматривала один полёт для существенного поднятия орбиты с помощью доставляемого шаттлом двигательного модуля, два полёта экспедиций восстановления с доставкой нового стыковочного узла в первом, а затем регулярные многомесячные экспедиции с доведением экипажа на станции до шести-восьми человек, пристыковкой нового большого шлюзового модуля, других модулей (в том числе несвободнолетящих шаттловских лабораторий Спейслэб) и ферм, а также, возможно, дооснащаемого оборудованием отработавшего внешнего бака системы Шаттл большего размера. После полёта ЭПАС (Союз-Аполлон) было даже предложение создать комплекс Скайлэб-Салют. Однако окончательного решения о финансировании так и не было принято.
Тем временем возросшая солнечная активность привела к некоторому увеличению плотности атмосферы на высоте орбиты «Скайлэб», снижение станции ускорилось. Подъём станции на более высокую орбиту был невозможен, так как у неё не было собственного двигателя (подъём орбиты осуществлялся только двигателями пристыкованных КК «Аполлон», в которых на станцию прибывали экипажи). Центр управления полётом сориентировал станцию на вход в атмосферу в 16:37 по Гринвичу 11 июля 1979 года. Районом затопления станции предполагалась точка в 1300 км южнее Кейптауна, ЮАР. Однако ошибка в расчётах в пределах 4 % и тот факт, что станция разрушалась медленнее, чем предполагалось, привели к смещению точки падения не сгоревших обломков: часть из них упала в западной Австралии[11] южнее города Перт. Некоторые обломки были обнаружены между городами Эсперанс и Роулинна и сейчас экспонируются в музеях[12][13][14].
Линейка событий править
В этом разделе в таблице кратко описана последовательность всех событий стыковки/расстыковки орбитальной станции «Скайлэб» с космическими кораблями[15][16].
Всего в таблице присутствует 10 событий. Соответственно орбитальная станция «Скайлэб» находилась на орбите в 9 промежуточных состояниях. Эти состояния делятся на две группы (второй стыковочный узел не использовался):
- 1) орбитальная станция «Скайлэб» не состыкована ни с одним космическим кораблём (зелёный цвет в таблице) — 5 состояний;
- 2) орбитальная станция «Скайлэб» состыкована с одним космическим кораблем (жёлтый цвет в таблице) — 4 состояния.
| № | Дата | Действие | Корабль | Экипаж |
| 1 | 1973-05-14 | Запуск | |
— |
| | ||||
| 1-й экипаж[17] | ||||
| 2 | 1973-05-25 | Стыковка |  (1-й пилотируемый) |
Конрад, Вейтц, Кервин |
| | ||||
| 3 | 1973-05-25 | Расстыковка | (1-й пилотируемый) |
Конрад, Вейтц, Кервин |
| | ||||
| 4 | 1973-05-26 | Стыковка | (1-й пилотируемый) |
Конрад, Вейтц, Кервин |
| | ||||
| 5 | 1973-06-22 | Расстыковка | (1-й пилотируемый) |
Конрад, Вейтц, Кервин |
| | ||||
| 2-й экипаж[18] | ||||
| 6 | 1973-07-28 | Стыковка |  (2-й пилотируемый) |
Бин, Лаусма, Гэрриот |
| | ||||
| 7 | 1973-09-25 | Расстыковка | (2-й пилотируемый) |
Бин, Лаусма, Гэрриот |
| | ||||
| 3-й экипаж[19] | ||||
| 8 | 1973-11-16 | Стыковка |  (3-й пилотируемый) |
Карр, Поуг, Гибсон |
| | ||||
| 9 | 1974-02-08 | Расстыковка | (3-й пилотируемый) |
Карр, Поуг, Гибсон |
| | ||||
| 10 | 1979-07-11 | Окончание существования | |
— |
См. также править
Примечания править
- ↑ Мировая пилотируемая космонавтика, 2005, Глава 12. Программа «Скайлэб», с. 239—255.
- ↑ 1 2 Major MSFC Skylab Contractors. / 1974 NASA Authorization : Hearings, 93rd Congress, 1st Session, on H.R. 4567 (superseded by H.R. 7528). — Washington : U.S. Government Printing Office, 1973. — Pt. 2 — P. 1106, 1250—1251 — 1307 p.
- ↑ 1 2 3 4 Глазков Ю. Н., Колесников Ю. В. В открытом космосе. — М.: Педагогика, 1990. — (Библиотечка Детской энциклопедии «Учёные — школьнику»). — ISBN 5-7155-0200-4.
- ↑ NASA, 1973.
- ↑ Первушин, 2021.
- ↑ Р. Т. Сотникова//Солнце в рентгеновских лучах. Астронет.ру. Архивировано.
- ↑ Joseph M. Jones. My Times: Boxwoods Among The Rockets. — iUniverse, 2004. — С. 143. — 199 с. — ISBN 978-0595308194.. «It was our job to receive this orbital predictions<…>calculated for many U.S. cities—and issue them to the media».
- ↑ T.S. Kelso Архивная копия от 21 августа 2019 на Wayback Machine//Visually Observing Earth Satellites. Satellite Times. September/October 1996. «Skylab was getting lots of attention<…> and the local television station in Kansas City<…>reported a particularly good pass would be visible that evening».
- ↑ Горелик А. «Цицерон даёт добро» Архивная копия от 24 августа 2022 на Wayback Machine. «Новости космонавтики», 2003, № 9(248), с.72.
- ↑ Бодрихин, 2014, Первопроходцы космоса: «...Мы, например, по целеуказаниям с Земли видели в перископ «Скайлэб» на расстоянии 70–80 км».
- ↑ «Кладбище» космических кораблей. Дата обращения: 2 декабря 2019. Архивировано 16 сентября 2018 года.
- ↑ Alice Gorman. The sky is falling: how Skylab became an Australian icon : [арх. 28 февраля 2023] // Journal of Australian Studies. — 2011. — Vol. 35. — P. 529—546. — doi:10.1080/14443058.2011.618507.
- ↑ Elizabeth Daoud. Дата обращения: 16 августа 2019. Архивировано из оригинала 16 августа 2019 года.. Skylab crash: The impact NASA’s space station has on the small WA town of Esperance 40 years on. 7news.com.au. 2019-07-15. .
- ↑ Ben Cooper Архивная копия от 17 августа 2019 на Wayback Machine. Skylab’s Remains: NASA Space Station Debris in Australia (Photos). space.com. 2013-05-14.
- ↑ Хронология запусков КК к орбитальной станции "Скайлэб" // Пилотируемая космонавтика в цифрах и фактах. URL: [[1]]
- ↑ Орбитальная станция "Скайлэб" ("Skylab") // Пилотируемая космонавтика в цифрах и фактах. URL: [[2]]
- ↑ Космический корабль "Скайлэб-2" ("Skylab-2") // Пилотируемая космонавтика в цифрах и фактах. URL: [[3]]
- ↑ Космический корабль "Скайлэб-3" ("Skylab-3") // Пилотируемая космонавтика в цифрах и фактах. URL: [[4]]
- ↑ Космический корабль "Скайлэб-4" ("Skylab-4") // Пилотируемая космонавтика в цифрах и фактах. URL: [[5]]
Литература править
- Афанасьев И. Б., Батурин Ю. М., Белозёрский А. Г. и др. Мировая пилотируемая космонавтика. История. Техника. Люди / Батурин Ю. М.,. — М.: «РТСофт», 2005. — 752 с. — ISBN 5-9900271-2-5.
- Бодрихин Н. Г. Челомей. — М.: Молодая гвардия, 2014. — 490 с. — (Жизнь замечательных людей, вып. 1476). — ISBN 978-5-235-03718-2.
- Первушин А. И. Кошмар «Скайлэба» // Warspot. — 2021. — 14 май.
- Saturn 5 Launch Vehicle Flight Evaluation Report, SA-513, Skylab 1 (англ.). — Научно-технический отчёт НАСА, 1973. — 253 p.
Ссылки править
- Страница программы Skylab на сайте НАСА
- Взлет и падение «Скайлэб» — единственной американской орбитальной станции // Лента. Ру, 11 июля 2014
- «С вами говорит Картер»: как США уронили станцию на Австралию // Газета.Ru, 11.07.2019
- Skylab на энциклопедии «Астронавтика» (англ.)
- Фотографии интерьера станции на сайте НАСА
Видео активности космонавтов на станции Skylab
