Модуль «Кристалл

«Кристалл» — это советский и российский орбитальный модуль, входивший в состав орбитальной станции «Мир». Он был четвёртым по счёту модулем станции (после базового блока, модулей «Квант» и «Квант-2») и предназначался для проведения технологических экспериментов, отработки технологий получения новых материалов в условиях микрогравитации, а также для обеспечения стыковки с кораблями и модулями по программе «Буран».

История создания и запуска

Разработка модуля «Кристалл» (первоначальное название — «Квант-3») началась в середине 1980-х годов в рамках программы расширения орбитальной станции «Мир». Задача модуля была сформулирована как создание универсального лабораторного отсека для материаловедческих и технологических экспериментов, а также как узла для стыковки с кораблями многоразового использования.

Модуль был изготовлен в Государственном космическом научно-производственном центре имени М. В. Хруничева. Его конструкция во многом базировалась на отработанных решениях модуля «Квант-2», но с иным целевым оборудованием. Стартовая масса модуля составляла около 19,6 тонны, длина — 11,9 метра, максимальный диаметр — 4,35 метра.

Запуск «Кристалла» был осуществлён 31 мая 1990 года с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя «Протон-К». 10 июня 1990 года модуль был пристыкован к станции «Мир» к осевому стыковочному узлу базового блока. Впоследствии, в ходе перестыковок, модуль занимал своё штатное место на одном из боковых узлов переходного отсека.

Конструкция и устройство

Модуль «Кристалл» имел герметичный корпус, разделённый на два основных отсека: приборно-грузовой (рабочий) и переходной (стыковочный). Внешняя поверхность модуля была оснащена панелями солнечных батарей, радиаторами системы терморегулирования и антеннами.

Герметичные отсеки

• Приборно-грузовой отсек — основной рабочий объём, где размещались научная аппаратура, системы жизнеобеспечения, бортовые компьютеры и оборудование для экспериментов. Внутри отсека находились стеллажи с установками для выращивания кристаллов, плавки материалов и других технологических процессов.
• Переходной отсек — выполнял роль шлюза и связующего звена между модулем и другими элементами станции. В нём располагался стыковочный узел, через который модуль соединялся с базовым блоком, а также дополнительный стыковочный узел на другом конце модуля.

Стыковочные узлы

Особенностью «Кристалла» было наличие на его внешнем конце (противоположном от стыковки с базовым блоком) андрогинно-периферийного стыковочного агрегата (АПАС-89). Этот узел был разработан специально для стыковки с советским многоразовым космическим кораблём «Буран». АПАС-89 позволял стыковаться как активным, так и пассивным способом, что было необходимо для сближения с «Бураном». После закрытия программы «Буран» этот узел использовался для стыковки с американскими кораблями «Спейс Шаттл» в рамках программы «Мир — Шаттл».

Системы

• Энергоснабжение: две панели солнечных батарей размахом около 27 метров, обеспечивающие модуль электроэнергией.
• Терморегулирование: жидкостные контуры и радиаторы для отвода тепла.
• Система управления движением: гиродины (силовые гироскопы) для ориентации станции.
• Связь: телеметрическая и командная аппаратура.

Научное и технологическое оборудование

Основное назначение модуля — проведение экспериментов в области материаловедения и космической технологии. На борту «Кристалла» были установлены несколько крупных установок:

• «Кристалл» — установка для выращивания монокристаллов полупроводников (кремний, германий, арсенид галлия) методом зонной плавки в условиях микрогравитации.
• «Зона» — печь для плавления и кристаллизации металлов и сплавов.
• «Галлар» — аппаратура для исследования процессов тепло- и массопереноса в жидкостях.
• «Маяк» — установка для получения тонких плёнок и покрытий методом вакуумного напыления.
• «Пион» — комплекс для изучения влияния космической радиации на материалы.

Кроме того, на модуле размещались:

• Спектрометры для анализа состава атмосферы станции.
• Фотокамеры для съёмки Земли и космоса.
• Оборудование для биотехнологических экспериментов (например, выращивание кристаллов белка).

Эксплуатация на станции «Мир»

Модуль «Кристалл» проработал в составе станции «Мир» с 1990 года до её затопления в 2001 году. За это время на нём было выполнено несколько сотен экспериментов, в том числе:

• Выращивание кристаллов — получены образцы полупроводниковых материалов с улучшенной структурой, которые использовались в промышленности.
• Плавка металлов — отработаны технологии получения сплавов с равномерным распределением компонентов.
• Биотехнологии — получены кристаллы белков для рентгеноструктурного анализа.
• Стыковки с «Шаттлом» — в 1995–1998 годах через узел АПАС-89 модуль «Кристалл» обеспечивал стыковки с американскими космическими кораблями «Спейс Шаттл» (миссии STS-71, STS-74, STS-81, STS-84, STS-89). Это стало важным этапом международного сотрудничества в космосе.

Перестыковки и модернизации

В ходе эксплуатации модуль несколько раз перестыковывался. В 1995 году, в связи с прибытием модуля «Спектр», «Кристалл» был перемещён на боковой узел переходного отсека. В 1996 году, после прибытия модуля «Природа», его положение снова изменилось. В 1997 году, после аварии на станции (пожар и разгерметизация), модуль использовался как временное убежище для экипажа.

Судьба модуля

После завершения программы «Мир» в 2001 году модуль «Кристалл» вместе с остальными элементами станции был сведён с орбиты и сгорел в плотных слоях атмосферы над Тихим океаном 23 марта 2001 года. Несгоревшие фрагменты упали в несудоходный район океана.

Значение и наследие

Модуль «Кристалл» стал одним из ключевых элементов станции «Мир», позволившим проводить масштабные технологические эксперименты в условиях микрогравитации. Он продемонстрировал возможность длительной работы сложного научного оборудования в космосе и отработал технологии, которые впоследствии были использованы при создании модулей Международной космической станции (МКС), в частности российского модуля «Наука».

Опыт, полученный при эксплуатации «Кристалла», лёг в основу программ по космическому материаловедению, которые продолжаются на МКС. Кроме того, модуль сыграл важную роль в развитии международного сотрудничества, обеспечив первую стыковку российского и американского космических аппаратов.

Источники

• «Космическая станция "Мир". Техническое описание» (РКК «Энергия», 1995)
• «Модули станции "Мир"» (ГКНПЦ им. М. В. Хруничева, 1998)
• «Кристалл: космический завод» (журнал «Новости космонавтики», № 6, 1990)
• «Мир: программа и результаты» (сборник статей, 2001)