Многоцелевой лабораторный модуль «Наука

Многоцелевой лабораторный модуль «Наука» (МЛМ-У, заводское обозначение 77КМ) — это российский модуль Международной космической станции (МКС), предназначенный для проведения научных экспериментов, дооснащения станции и обеспечения её функционирования. Разработан и изготовлен Государственным космическим научно-производственным центром имени М. В. Хруничева (ГКНПЦ им. Хруничева). Стал третьим российским исследовательским модулем после модулей «Звезда» и «Поиск». Запуск состоялся 21 июля 2021 года, стыковка с МКС — 29 июля 2021 года.

История создания

Проект модуля «Наука» имеет длительную и сложную историю, уходящую корнями в 1990-е годы. Первоначально модуль создавался как дублёр для первого модуля МКС — функционально-грузового блока «Заря» (ФГБ). Однако после того, как «Заря» был успешно выведен на орбиту в 1998 году, дублёр (ФГБ-2) остался на Земле и был законсервирован.

В 2004 году было принято решение переоборудовать ФГБ-2 в многоцелевой лабораторный модуль для МКС. Проект получил название МЛМ «Наука». Первоначально запуск планировался на 2007 год, однако из-за хронического недофинансирования, задержек в разработке и смены технических требований сроки неоднократно переносились. В 2013 году модуль был отправлен в ГКНПЦ им. Хруничева для доработки, но из-за выявленных дефектов в топливной системе и необходимости замены ряда компонентов возвращение в лётное состояние затянулось.

Окончательное решение о возобновлении работ было принято в 2016 году. В 2019 году модуль прошёл наземные испытания, а в 2020 году — подготовку к запуску на космодроме Байконур. Запуск состоялся 21 июля 2021 года с помощью ракеты-носителя «Протон-М». После восьми суток полёта и выполнения нескольких манёвров коррекции орбиты «Наука» пристыковалась к надирному порту служебного модуля «Звезда» 29 июля 2021 года.

Конструкция и технические характеристики

Модуль «Наука» представляет собой герметичный цилиндрический корпус с коническими днищами, оснащённый двумя панелями солнечных батарей и системой терморегулирования. Конструктивно он основан на платформе ФГБ (функционально-грузовой блок), используемой для модулей «Заря» и «Звезда».

Основные параметры

• Длина: около 13 метров.
• Максимальный диаметр: 4,11 метра.
• Масса при запуске: около 20,3 тонны (с топливом).
• Масса на орбите: около 20,2 тонны (после выработки топлива).
• Герметичный объём: около 70 м³ (из них полезный — 33 м³).
• Количество солнечных батарей: 2 панели, размах — около 29 метров.
• Энергоснабжение: до 2,5 кВт (средняя мощность).

Системы и оборудование

Модуль оснащён следующими системами:

• Система управления движением и навигации (СУДН): обеспечивает ориентацию модуля и его сближение со станцией.
• Система терморегулирования: поддерживает температуру внутри модуля в диапазоне 18–28 °C.
• Система обеспечения газового состава: подача кислорода и удаление углекислого газа.
• Система связи: обеспечивает передачу данных на Землю и внутри МКС.
• Шлюзовая камера: предназначена для выноса научного оборудования в открытый космос (установлена на внешней поверхности).
• Европейский манипулятор ERA (European Robotic Arm): установлен на модуле в ходе выхода в открытый космос в 2021–2022 годах. Манипулятор способен перемещать грузы массой до 8 тонн и обслуживать внешнюю поверхность станции.

Научное оборудование

Модуль «Наука» предназначен для проведения экспериментов в области физики, биологии, материаловедения, медицины и космической технологии. Внутри модуля установлено несколько научных приборов и установок, часть из которых была разработана совместно с европейскими партнёрами.

Основные научные приборы

• «Кристаллизатор» — установка для выращивания кристаллов белков в условиях микрогравитации (совместный проект с Германией).
• «Плазменный кристалл-4» — установка для изучения плазменно-пылевых кристаллов (совместный проект с Германией, продолжение экспериментов на модуле «Звезда»).
• «Био-М» — комплекс для биологических экспериментов с микроорганизмами и растениями.
• «Спектрометр» — прибор для измерения космического излучения и радиационного фона.
• «Электронный микроскоп» — высокоточный прибор для анализа структуры материалов в условиях космоса.
• «Лазерный градиометр» — устройство для измерения микроускорений и гравитационных эффектов.

Роль в составе МКС

Модуль «Наука» выполняет несколько ключевых функций на российском сегменте МКС:

• Научно-исследовательская лаборатория: предоставляет герметичный объём для экспериментов, а также внешние площадки для размещения приборов, работающих в открытом космосе.
• Складское помещение: используется для хранения оборудования, расходных материалов и научных образцов.
• Стыковочный узел: оснащён портом для приёма грузовых кораблей «Прогресс» и пилотируемых кораблей «Союз» (после перестыковки модуля «Причал» в 2021 году).
• Система жизнеобеспечения: модуль оснащён оборудованием для регенерации воды и воздуха, что повышает автономность российского сегмента.
• Управление станцией: модуль имеет собственную систему управления, которая может использоваться для коррекции орбиты МКС (в случае отказа основных двигателей).

Проблемы и инциденты

Запуск и ввод в эксплуатацию модуля «Наука» сопровождались рядом технических проблем:

• Задержки при запуске: модуль находился в производстве более 20 лет, что привело к моральному устареванию части электроники и механических компонентов.
• Инцидент с двигателями: 29 июля 2021 года, через несколько часов после стыковки, нештатное включение двигателей модуля привело к изменению ориентации всей МКС. Станция отклонилась от штатного положения на 45 градусов, что потребовало экстренной коррекции с помощью двигателей модуля «Звезда» и грузового корабля «Прогресс МС-17». Причина была установлена как сбой в программном обеспечении системы управления.
• Утечка воздуха: в 2022 году на модуле была зафиксирована незначительная утечка воздуха, которая была устранена экипажем путём герметизации неисправного соединения.
• Проблемы с манипулятором ERA: установка и ввод в эксплуатацию европейского манипулятора заняли более года из-за технических сложностей и необходимости нескольких выходов в открытый космос.

Перспективы

Модуль «Наука» является одним из ключевых элементов российского сегмента МКС на период до 2028 года (предполагаемая дата завершения эксплуатации станции). В перспективе модуль может быть использован в составе будущей Российской орбитальной станции (РОСС) после отстыковки от МКС, однако конкретные планы пока не утверждены.

Кроме того, на базе модуля планируется проведение экспериментов по отработке технологий для дальних космических полётов, включая системы жизнеобеспечения замкнутого цикла и робототехнику.

Интересные факты

• Модуль «Наука» стал самым тяжёлым российским модулем МКС на момент запуска (20,3 тонны).
• Европейский манипулятор ERA, установленный на модуле, является первым роботизированным манипулятором, способным «шагать» по внешней поверхности станции (перемещаться от одного фиксатора к другому).
• Внутри модуля установлен «тренажёр» для экипажа — велоэргометр, используемый для поддержания физической формы космонавтов.
• Срок службы модуля по проекту составляет 15 лет, однако с учётом продления эксплуатации МКС он может быть увеличен до 20–25 лет.

Источники

• Роскосмос. «Многоцелевой лабораторный модуль „Наука“» (официальная страница проекта).
• ГКНПЦ им. М. В. Хруничева. Техническое описание модуля МЛМ-У.
• NASA. «International Space Station: Russian Segment — Nauka Module» (отчёт об эксплуатации).
• Журнал «Новости космонавтики» (№ 8, 2021; № 3, 2022).
• Отчёты о миссии «Союз МС-18» и «Прогресс МС-17» (ЦУП-М, 2021).