Грузовой корабль ATV

ATV (Automated Transfer Vehicle) — европейский автоматический грузовой космический корабль, предназначенный для доставки грузов, топлива, воды, воздуха и научного оборудования на Международную космическую станцию (МКС). Разработан и произведён Европейским космическим агентством (ЕКА) при участии промышленных подрядчиков, в первую очередь компании Airbus Defence and Space. Корабль являлся одним из крупнейших и наиболее грузоподъёмных автоматических транспортных средств, когда-либо созданных для обслуживания орбитальных станций. Всего было построено и запущено пять кораблей ATV, все они успешно выполнили свои миссии в период с 2008 по 2015 год.

История создания

Предпосылки

В конце 1990-х годов, после распада СССР и начала международного сотрудничества по программе МКС, возникла необходимость в создании надёжного и вместительного грузового корабля для снабжения станции, который мог бы дополнять российские «Прогрессы» и американские шаттлы. Европейское космическое агентство, стремясь получить статус полноправного партнёра по программе МКС, предложило разработать собственный грузовой корабль. В 1995 году ЕКА и НАСА подписали соглашение, в рамках которого Европа обязалась построить ATV в обмен на доступ к ресурсам станции и право отправлять на МКС своих астронавтов.

Разработка и производство

Разработка ATV началась в 1996 году. Головным подрядчиком выступила компания EADS Astrium (ныне Airbus Defence and Space). Проект предусматривал создание корабля, способного не только доставлять грузы, но и выполнять функции коррекции орбиты МКС, а также уводить станцию от космического мусора. Первый полёт изначально планировался на 2003 год, но из-за технических сложностей, задержек в финансировании и необходимости интеграции с европейским стартовым комплексом на Куру (Французская Гвиана) запуск был перенесён на 2008 год.

Конструкция и устройство

ATV состоял из двух основных модулей: служебного (космический корабль) и грузового (герметичный отсек).

Служебный модуль

Служебный модуль (Spacecraft Module) содержал все системы управления, двигательную установку, систему электропитания, терморегулирования и связи. Основу двигательной установки составляли четыре жидкостных ракетных двигателя S5.150 (тяга по 490 Н каждый), работающих на смеси монометилгидразина и тетраоксида диазота. Эти двигатели использовались для коррекции орбиты МКС. Кроме того, имелись 28 двигателей малой тяги для ориентации и маневрирования. Электропитание обеспечивалось четырьмя большими солнечными батареями, установленными на крестообразном каркасе. Размах панелей составлял 22,3 метра, а общая мощность — около 4,8 кВт.

Грузовой модуль

Грузовой модуль (Cargo Carrier) представлял собой герметичный цилиндр объёмом 48 м³, оснащённый стеллажами для хранения грузов. Внутреннее давление поддерживалось на уровне, комфортном для экипажа (около 1 атм). Корабль мог доставлять:

• Сухие грузы (научное оборудование, продукты питания, одежду, запчасти) — до 5,5 тонн.
• Воду — до 840 кг.
• Газ (воздух, кислород, азот) — до 100 кг.
• Топливо — до 860 кг для дозаправки баков МКС (с помощью специальной системы перекачки).

Общая полезная нагрузка составляла до 7,6 тонн, что делало ATV самым грузоподъёмным автоматическим кораблём своего времени (уступая только пилотируемому кораблю «Союз» по массе, но значительно превосходя его по грузоподъёмности).

Система стыковки

ATV использовал российскую систему стыковки «Курс» и узел типа «штырь-конус» (российский стандарт). Стыковка производилась к российскому сегменту МКС (к модулям «Звезда» или «Пирс»). Процесс был полностью автоматическим, но контролировался с Земли и экипажем станции. В случае отказа системы корабль мог быть отведён на безопасное расстояние.

Запуски и миссии

Все пять кораблей ATV были запущены с помощью ракеты-носителя «Ариан-5» (модификация ES-ATV) с космодрома Куру во Французской Гвиане. Каждый корабль получал собственное имя в честь известных европейских астрономов и учёных.

Процесс миссии

После вывода на орбиту ATV в течение нескольких суток выполнял серию манёвров для сближения с МКС. Стыковка происходила автоматически, с использованием лазерного дальномера и системы «Курс». После стыковки экипаж открывал люки и разгружал корабль. В течение нескольких месяцев ATV оставался пристыкованным к станции, периодически включая свои двигатели для коррекции орбиты. После завершения миссии корабль загружался отходами, отстыковывался и сходил с орбиты, сгорая в плотных слоях атмосферы над Тихим океаном.

Значение и наследие

Программа ATV стала важнейшим этапом в развитии европейской космонавтики. Она позволила ЕКА получить опыт создания крупных космических аппаратов, отработать технологии автоматической стыковки и управления полётом. Корабль доказал свою надёжность: все пять миссий прошли без серьёзных сбоев.

На основе конструкции ATV был разработан служебный модуль для американского корабля «Орион» (European Service Module). Этот модуль, созданный компанией Airbus Defence and Space, обеспечивает «Орион» энергией, движением, терморегулированием и хранением запасов. Таким образом, технологии, заложенные в ATV, продолжают использоваться в программе НАСА «Артемида» по возвращению человека на Луну.

Критика и недостатки

Несмотря на успешность, программа ATV подвергалась критике за высокую стоимость. Каждый запуск обходился ЕКА в сумму около 500–600 миллионов евро, включая стоимость ракеты-носителя и самого корабля. Это делало ATV одним из самых дорогих грузовых кораблей в истории. Кроме того, корабль был одноразовым — после схода с орбиты он полностью уничтожался, что не позволяло использовать его повторно.

После завершения программы в 2015 году ЕКА не разработало прямого преемника ATV. Вместо этого было принято решение участвовать в проекте американского грузового корабля Cygnus (разработчик — компания Orbital Sciences, ныне Northrop Grumman), который использует некоторые технологии ATV, но имеет меньшую грузоподъёмность.

Интересные факты

• Названия кораблей ATV были выбраны по результатам открытого конкурса среди школьников и студентов стран-участниц ЕКА.
• Корабль «Jules Verne» (Жюль Верн) был назван в честь французского писателя-фантаста, предсказавшего многие космические достижения.
• Во время миссии «Edoardo Amaldi» ATV впервые использовался для увода МКС от космического мусора — корабль включил двигатели на несколько минут, изменив орбиту станции.
• ATV был единственным кораблём, способным доставлять на МКС топливо в больших объёмах (до 860 кг) и одновременно выполнять коррекцию орбиты, что делало его незаменимым для поддержания высоты станции.

Источники

• Европейское космическое агентство (ESA) — официальные пресс-релизы и технические отчёты по программе ATV.
• Airbus Defence and Space — описание конструкции и истории разработки ATV.
• Научно-популярные издания: «Новости космонавтики», «Space News», «Aviation Week & Space Technology».
• Книга: «The Automated Transfer Vehicle: A European Contribution to the International Space Station» (автор: J. L. B. de la Fuente).