Космический корабль «Союз-ТМА

Союз-ТМА — это модифицированная версия российского трёхместного пилотируемого космического корабля серии «Союз», разработанная в Ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С. П. Королёва. Корабль предназначался для доставки экипажей на Международную космическую станцию (МКС) и их возвращения на Землю. Эксплуатировался с 2002 по 2012 год, после чего был заменён более современной версией «Союз ТМА-М».

История создания

К середине 1990-х годов корабль «Союз-ТМ», использовавшийся для полётов на орбитальные станции «Мир» и ранние этапы МКС, начал морально устаревать. Основные претензии касались системы управления движением и навигации (СУДН), которая была разработана в 1970-х годах и не отвечала современным требованиям по точности и надёжности. Кроме того, возникла необходимость адаптации корабля под требования NASA для полётов к МКС: американская сторона настаивала на увеличении запасов по габаритам и массе для размещения более высоких и тяжёлых астронавтов, а также на улучшении системы аварийного спасения.

Разработка модификации «Союз-ТМА» (индекс «А» означал «антропометрический») началась в 1996 году. Основной задачей было создание корабля, способного вмещать членов экипажа ростом до 190 см и массой до 95 кг (против 182 см и 85 кг у «Союз-ТМ»). Первый беспилотный испытательный полёт состоялся 30 октября 2002 года под названием «Союз ТМА-1». Первый пилотируемый полёт — 26 апреля 2003 года на корабле «Союз ТМА-2», который доставил на МКС экипаж 7-й основной экспедиции (Юрий Маленченко и Эдвард Лу).

Конструкция и устройство

«Союз-ТМА» сохранил общую компоновку предшественников — три отсека: бытовой (БО), спускаемый аппарат (СА) и приборно-агрегатный (ПАО). Однако конструкция была значительно переработана.

Спускаемый аппарат

Главное нововведение коснулось спускаемого аппарата. Для увеличения внутреннего объёма была изменена форма кресел «Казбек-УМ» — они стали более тонкими и регулируемыми по высоте. Это позволило разместить трёх членов экипажа, включая астронавтов с большим ростом. Система амортизации кресел была заменена на новую, с энергопоглощающими элементами, что снизило перегрузки при посадке. Кроме того, был модернизирован пульт управления — вместо электромеханических индикаторов появились жидкокристаллические дисплеи, что повысило информативность и надёжность.

Система управления движением и навигацией

На «Союз-ТМА» была установлена новая СУДН, разработанная на базе бортового компьютера «Аргон-16М». Система обеспечивала автономную навигацию с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS, что позволило отказаться от наземных измерительных пунктов для определения орбиты. Точность выдачи импульсов для коррекции орбиты была повышена до нескольких метров в секунду.

Система аварийного спасения

Была модернизирована система аварийного спасения (САС). На «Союз-ТМА» установили новый двигатель твёрдого топлива, который обеспечивал более быстрое отделение корабля от ракеты-носителя в случае аварии на старте. Время срабатывания сократилось с 0,5 до 0,2 секунды. Кроме того, была улучшена система автоматического ввода парашютов при аварийном спуске.

Теплозащита и парашютная система

Теплозащитное покрытие спускаемого аппарата было усилено в зонах наибольшего нагрева (носовой обтекатель, днище). Парашютная система осталась прежней — два основных купола площадью 1000 м² и 574 м², но была доработана автоматика раскрытия. Посадочные двигатели мягкой посадки (ДМП) были заменены на более мощные, что позволило снизить скорость приземления до 1,5 м/с.

Технические характеристики

Полёты

Всего было произведено 22 пилотируемых и 1 беспилотный запуск кораблей «Союз-ТМА». Ни один из них не закончился аварией или гибелью экипажа. Ключевые полёты:

• Союз ТМА-1 (2002) — беспилотный испытательный полёт к МКС. Успешно состыковался со станцией и вернулся на Землю.
• Союз ТМА-2 (2003) — первый пилотируемый полёт. Экипаж: Юрий Маленченко, Эдвард Лу. Доставил на МКС 7-ю основную экспедицию.
• Союз ТМА-10 (2007) — полёт с участием космического туриста Чарльза Симони (США). Первый полёт туриста на «Союз-ТМА».
• Союз ТМА-20 (2010) — последний полёт базовой версии «Союз-ТМА». Экипаж: Дмитрий Кондратьев, Катрин Коулман, Паоло Несполи.
• Союз ТМА-22 (2011) — последний полёт корабля серии «Союз-ТМА» перед переходом на «Союз ТМА-М». Экипаж: Антон Шкаплеров, Анатолий Иванишин, Дэниел Бёрбанк.

Сравнение с предшественниками и преемниками

По сравнению с «Союз-ТМ», «Союз-ТМА» имел на 15% больший внутренний объём спускаемого аппарата, более современную авионику и улучшенную систему аварийного спасения. Однако масса корабля возросла на 200–300 кг, что несколько снизило грузоподъёмность.

В 2010 году началась эксплуатация модификации «Союз ТМА-М», которая отличалась заменой аналоговой системы управления на цифровую («Аргон-16М2»), уменьшением массы бортовой аппаратуры на 70 кг и повышением точности навигации. «Союз ТМА-М» эксплуатировался до 2020 года, после чего был заменён на «Союз МС».

Интересные факты

• На кораблях «Союз-ТМА» было совершено 5 полётов с космическими туристами (Чарльз Симони, Ричард Гэрриот, Ги Лалиберте и другие).
• «Союз ТМА-13» (2008) стал первым кораблём, который доставил на МКС экипаж из трёх разных стран (Россия, США, Канада).
• В 2009 году на «Союз ТМА-15» был установлен рекорд по количеству членов экипажа на МКС — 13 человек (6 на шаттле и 3 на «Союзе»).
• Все корабли серии «Союз-ТМА» были изготовлены на заводе РКК «Энергия» в Королёве. Сборка и испытания проводились в цехе № 39.

Наследие

«Союз-ТМА» стал важным этапом в эволюции пилотируемых космических кораблей России. Он обеспечил бесперебойную доставку экипажей на МКС в период, когда американские шаттлы были временно выведены из эксплуатации (после катастрофы «Колумбии» в 2003 году). Корабль продемонстрировал высокую надёжность — за 10 лет эксплуатации не произошло ни одной аварии. Опыт, полученный при разработке и эксплуатации «Союз-ТМА», был использован при создании кораблей «Союз ТМА-М» и «Союз МС», а также при проектировании перспективного пилотируемого корабля «Орёл».

Источники

• «Космические корабли „Союз“: история, конструкция, полёты» — под редакцией В. П. Легостаева, РКК «Энергия», 2015.
• «Пилотируемая космонавтика России» — сборник статей, ЦНИИмаш, 2012.
• Данные с сайта Роскосмоса (раздел «Пилотируемые программы»).
• Отчёты NASA о полётах шаттлов и «Союзов» к МКС (ISS Program Office, 2003–2012).
• «Энциклопедия пилотируемых космических полётов» — Дэвид Шейлер, 2010.