Многофункциональный лабораторный модуль

Многофункциональный лабораторный модуль (МЛМ, «Наука») — это российский модуль Международной космической станции (МКС), предназначенный для проведения научных экспериментов, обеспечения жизнедеятельности экипажа и выполнения вспомогательных функций по управлению станцией. МЛМ стал одним из крупнейших и наиболее сложных элементов российского сегмента МКС, запущенным в 2021 году после многолетней задержки.

История создания

Предпосылки и разработка

Изначально модуль разрабатывался в 1990-х годах как дублёр первого модуля МКС — «Зари». После завершения строительства «Зари» в 1998 году корпус МЛМ был законсервирован на Государственном космическом научно-производственном центре имени М. В. Хруничева. В 2004 году было принято решение переоборудовать его в полноценный лабораторный модуль для российского сегмента.

Проект неоднократно пересматривался: из-за финансовых трудностей и технических проблем сроки запуска переносились с 2007 года на 2013, затем на 2017, 2020 и, наконец, на 2021 год. В процессе доработки модуль получил новое оборудование, включая систему управления движением и навигации, а также манипулятор ERA (European Robotic Arm), созданный Европейским космическим агентством.

Запуск и стыковка

МЛМ был запущен 21 июля 2021 года с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя «Протон-М». Первоначально стыковка планировалась на 23 июля, но из-за сбоя в работе двигательной установки модуля она была отложена. После серии коррекций орбиты 29 июля 2021 года МЛМ успешно пристыковался к надирному порту служебного модуля «Звезда». Стыковка прошла в автоматическом режиме, однако через несколько часов после неё произошло нештатное включение двигателей модуля, что привело к временному отклонению ориентации станции. Ситуация была стабилизирована включением двигателей российского сегмента и американских модулей.

Конструкция и устройство

Корпус и гермоотсеки

МЛМ представляет собой герметичный цилиндрический корпус длиной около 13 метров и максимальным диаметром 4,1 метра. Внутренний объём составляет около 70 м³, из которых примерно 33 м³ приходятся на жилую зону. Модуль разделён на два основных гермоотсека:

• Рабочий отсек — для размещения научного оборудования, систем жизнеобеспечения и рабочих мест экипажа.
• Переходная камера — для стыковки с другими модулями и выхода в открытый космос.

Системы

МЛМ оснащён следующими ключевыми системами:

• Система управления движением и навигации (СУДН) — включает гиродины, двигатели ориентации и корректирующие двигатели.
• Система терморегулирования — поддерживает температуру в гермоотсеках в диапазоне 18–28 °C.
• Система электропитания — использует солнечные батареи общей площадью около 40 м², вырабатывающие до 3 кВт электроэнергии.
• Система обеспечения газового состава — регенерирует кислород и удаляет углекислый газ.
• Система связи — обеспечивает передачу данных на Землю через спутники-ретрансляторы.

Внешнее оборудование

На внешней поверхности модуля установлены:

• Манипулятор ERA — европейский роботизированный манипулятор длиной 11,3 метра, способный перемещать грузы массой до 8 тонн. Он предназначен для обслуживания внешнего оборудования и перемещения космонавтов во время выходов в открытый космос.
• Радиаторы системы терморегулирования.
• Антенны связи и навигации.
• Научные приборы для наблюдения за Землёй и космосом.

Научное оборудование

Универсальные рабочие места

МЛМ оснащён несколькими универсальными рабочими местами (УРМ) для проведения экспериментов в условиях микрогравитации. Каждое УРМ включает крепления для аппаратуры, системы электропитания, сбора данных и видеонаблюдения.

Основные научные приборы

На модуле установлены следующие научные комплексы:

• «Лазома-М» — лазерный спектрометр для анализа состава атмосферы станции.
• «Икарус» — система мониторинга миграции животных на Земле (совместный проект с Германией).
• «Кулоновский кристалл» — установка для исследования плазменно-пылевых структур.
• «Матрешка-Р» — дозиметрический комплекс для измерения радиационного фона.
• «Спектр-Рентген-Гамма» — телескоп для наблюдения за космическими источниками рентгеновского излучения (частично выведен из строя после нештатной ситуации).

Европейский вклад

Помимо манипулятора ERA, Европейское космическое агентство предоставило для МЛМ:

• Систему «Европейский грузовой модуль» — для хранения и транспортировки грузов.
• Научные контейнеры для биологических и материаловедческих экспериментов.

Применение и значение

Научные исследования

МЛМ предназначен для проведения экспериментов в области:

• Физики жидкостей и газов — изучение капиллярных эффектов и конвекции в невесомости.
• Биологии и биотехнологии — выращивание кристаллов белков, культивирование клеток.
• Материаловедения — получение новых сплавов и композитов.
• Медицины — изучение влияния длительного космического полёта на организм человека.
• Астрофизики — наблюдение за космическими объектами.

Техническое значение

МЛМ выполняет несколько вспомогательных функций:

• Обеспечение жизнедеятельности — регенерация воды и кислорода, поддержание комфортных условий для экипажа.
• Управление станцией — модуль может использоваться как резервный центр управления ориентацией МКС.
• Стыковка — переходная камера позволяет принимать грузовые корабли «Прогресс» и пилотируемые «Союз».
• Обслуживание внешнего оборудования — манипулятор ERA упрощает ремонт и замену приборов на внешней поверхности станции.

Роль в российском сегменте

МЛМ стал третьим по величине модулем российского сегмента после «Зари» и «Звезды». Его ввод в эксплуатацию позволил расширить научную программу и снизить зависимость от американского сегмента в части управления станцией.

Эксплуатация и инциденты

Нештатная ситуация 2021 года

Через несколько часов после стыковки, 29 июля 2021 года, произошло неконтролируемое включение двигателей МЛМ. Причиной стал сбой в программном обеспечении системы управления, из-за которого модуль не получил команду на отключение двигателей после стыковки. В результате ориентация МКС изменилась на 45 градусов, что потребовало экстренной коррекции. Инцидент не привёл к повреждению станции или угрозе для экипажа.

Текущее состояние

По состоянию на 2024 год МЛМ функционирует в штатном режиме. Научные эксперименты проводятся по расписанию, манипулятор ERA используется для внешних работ. Модуль планируется эксплуатировать до завершения программы МКС, ориентировочно до 2028–2030 годов.

Интересные факты

• Первоначально модуль назывался «ФГБ-2» (функционально-грузовой блок), затем «МЛМ» и получил неофициальное название «Наука».
• Строительство модуля заняло более 20 лет — от начала проектирования до запуска.
• Манипулятор ERA является первым роботизированным манипулятором на российском сегменте МКС.
• МЛМ стал самым тяжёлым модулем, когда-либо запущенным ракетой «Протон-М» (стартовая масса около 20,3 тонны).

Источники

• Отчёт Роскосмоса о запуске и стыковке МЛМ (2021).
• Техническое описание модуля «Наука» на сайте ГКНПЦ им. М. В. Хруничева.
• Данные Европейского космического агентства о манипуляторе ERA.
• Материалы NASA о конфигурации МКС (2019–2023).