Типовые элементы

Система МОС должна базироваться на эксплуатации в различных сочетаниях следующих орбитальных объектов - типовых элементов МОС:

1. Обычный транспортный пилотируемый корабль (ТПК) "Союз",
2. Обычный транспортный грузовой корабль (ТГК) "Прогресс",
3. Грузовой корабль-модуль "Стыковочный отсек" (СО), разработанный для МКС,
4. Модернизированный беспилотный корабль (МБК) на базе ТПК "Союз",
5. Служебно-энергетический отсек (СЭО) на базе СО,
6. Стыковочный адаптер (СА) на базе СО,
7. Лабораторный модуль (ЛМ) на базе РН "Союз", "Союз-ФГ".
8. Лабораторный модуль (ЛМ-Б) на базе РН "Аврора", "Союз-2".

Связки из двух, трех, четырех или пяти таких кораблей (модулей) должны позволять решать в космосе достаточно широкий круг задач. При этом каждая связка имеет качественные отличия по возможностям осуществления тех или иных задач. Это позволяет решать целевые задачи на орбите с минимальной избыточностью используемых средств.

Из шести приведенных элементов МОС три элемента - ТПК, ТГК и СО - являются готовыми к эксплуатации в настоящее время кораблями РКК "Энергия" и, следовательно, не требуют дополнительных средств на разработку. Длительность разработки других трех элементов системы - МБК, СЭО и ЛМ - должна составлять 1:3 года. Таким образом, начало пилотируемых программ должно обеспечиваться уже в текущем году (за счет связок традиционных космических средств). В течение последующих трех лет последовательно (с появлением новых элементов) должны будут выполняться миссии с расширенным кругом задач, а через 3-4 года на орбите будет функционировать орбитальная станция, основанная на новых (отличных от МКС) принципах эксплуатации и развития.

Транспортный пилотируемый корабль (ТПК) "Союз"

ТПК "Союз" (рис.1) предназначен для выполнения задач доставки экипажа из двух-трех человек на околоземную орбиту высотой до 450 км, активной стыковки с орбитальными объектами, обеспечения жизнедеятельности экипажа до 5,5 суток в автономном полете и его возвращения на Землю в заданный район.

Транспортный грузовой корабль (ТГК) "Прогресс"

ТГК "Прогресс" (рис.2) предназначен для выполнения задач доставки полезного груза массой 1800 кг сухих грузов и 2080 кг жидких и газообразных рабочих тел на околоземную орбиту высотой до 450 км, активной (либо пассивной, при необходимости) стыковки с орбитальными объектами и обеспечения управляемого затопления отработанных грузов в заданной акватории мирового океана.

Корабль-модуль "Стыковочный отсек" (СО)

СО (рис.3) предназначен для обеспечения возможности "выхода" космонавтов в открытый космос при нахождении отсека в орбитальных пилотируемых связках, предоставления дополнительного объема для работы космонавтов на орбите (до 13 куб. м), а также для доставки сухих грузов массой до 900 кг при выведении. СО совместно с приборно-агрегатным отсеком (ПАО) составляет грузовой корабль-модуль, который может осуществлять активные автоматические стыковки с орбитальными объектами. После стыковки ПАО может отделяться и автономно утилизироваться. При этом на СО освобождается второй стыковочный агрегат для приема грузовых, пилотируемых кораблей и модулей.

Требуемый ресурс СО на орбите в составе МОС - 5 лет.

Модернизированный беспилотный корабль (МБК) на базе ТПК "Союз"

МБК (рис.4) предназначен для выполнения задач доставки полезного груза массой около 2100 кг сухих грузов на околоземную орбиту высотой до 450 км, проведения космических экспериментов длительностью до 180 суток в автономном полете, пассивной стыковки с орбитальными объектами для проведения обслуживания груза либо возвращения экипажа с орбитального объекта и возвращения порядка 230-800 кг полезного груза (либо экипажа из 2-3 человек и 70 кг полезного груза) на Землю.

Необходимо рассмотреть две модификации МБК:

1. МБК-Гр - вариант грузового МБК, т.е. когда корабль используется только для доставки и возвращения полезных грузов;
2. МБК-ПВ - вариант пилотируемого возвращения, когда требуется доставка на орбиту полезного груза, его обслуживание на орбите, а возвратить на Землю требуется экипаж соответствующей экспедиции посещения (после переоснащения спускаемого аппарата МБК).

Для модификации МБК-Гр необходимо рассмотреть возможность многократного использования спускаемого аппарата, что позволит снизить стоимость каждой миссии.

Поскольку для МБК не потребуется использовать на носителе систему аварийного спасения, необходимо предусмотреть возможность использования в качестве бытового отсека грузовой отсек ТГК "Прогресс".

Требуемый ресурс МБК на орбите (в автономном полете, в составе МОС) - 180 суток.

Служебно-энергетический отсек (СЭО) на базе СО

СЭО (рис.5) предназначен для доставки на орбиту части служебных систем, дооснащающих орбитальные объекты необходимыми бортовыми системами и энергетикой, позволяющими существенно (на годы) продлевать сроки функционирования орбитальных связок МОС. В качестве прототипа СЭО следует рассмотреть СО и соответствующий грузовой корабль-модуль.

СЭО, аналогично СО, доставляется (активно стыкуется) на борт МОС в составе грузового корабля-модуля. После отделения ПАО на СЭО освобождается второй стыковочный агрегат для приема грузовых, пилотируемых кораблей и других модулей. СЭО должен быть снабжен дополнительными солнечными батареями (СБ) с автоматической одно-степенной системой ориентации на Солнце с установленной мощностью около 4 кВт. Система энергоснабжения (СЭС) СЭО должна быть рассчитана не только на переработку указанной собственной мощности, но и на прием, переработку и буферное обеспечение мощности, генерируемой СБ на борту лабораторного модуля.

На СЭО также возможно размещение энергосберегающих систем - гиродинов, а также высокоинформативных средств связи с Землей (через спутник-ретранслятор), многофункциональных компьютерных средств.

Требуемый ресурс СЭО на орбите в составе МОС - 5 лет.

Стыковочный адаптер (СА)

Стыковочный адаптер (СА) (рис.6) предназначен для обеспечения реконфигурации орбитальной связки, создания "развиваемой" архитектуры станции, для обеспечения аварийной возможности "выхода" космонавтов в открытый космос при нахождении отсека в орбитальных пилотируемых связках, предоставления дополнительного объема для работы космонавтов на орбите (до 11,5 куб. м), а также для доставки сухих грузов массой до 700 кг при выведении. СА совместно с приборно-агрегатным отсеком (ПАО) составляет грузовой корабль-модуль, который может осуществлять активные автоматические стыковки с орбитальными объектами. После стыковки ПАО может отделяться и автономно утилизироваться. При этом на СА освобождается второй стыковочный агрегат для приема грузовых, пилотируемых кораблей и модулей. В отличие от СО, стыковочный адаптер снабжен третьим боковым причалом, оборудованным для приема кораблей и модулей (оснащен радиотехническими и оптическими средствами). В некоторых случаях СА может снабжаться автоматической системой перестыковки (АСПр) модулей. Кроме того, в отличие от СО, СА проектируется на более длительный срок эксплуатации, т.к. на фоне одного СА могут смениться несколько целевых модулей.

Требуемый ресурс СА на орбите в составе МОС - 5:10 лет.

Лабораторный модуль (ЛМ)

ЛМ (рис.7) предназначен для создания на орбите жилого объема порядка 25-30 куб. метров, позволяющего совместно с объемами ТПК, СО, ТГК и СЭО обеспечить жизнедеятельность двух-трех космонавтов сроком до 35 суток (общий объем для работы экипажа в связках МОС может достигать 40-50 куб. м). На борту ЛМ предполагается также проведение различных экспериментов, требующих герметичных объемов, видеосъемок со специальными интерьерами, наблюдений Земли и космического пространства с использованием широких иллюминаторов и т.д.

ЛМ является "пассивным" орбитальным объектом, к которому активно стыкуются остальные корабли и модули МОС. Поэтому двигательная установка ЛМ требуется только для решения задач стабилизации вокруг центра масс и (частично) для хранения топлива, доставленного ТГК.

На этапе автономного полета ЛМ после выведения требуется обеспечить функционирование модуля и его стыковку с ТГК, ТПК либо с СЭО. Для этого на его борту возможно временное размещение части служебных систем (таких как аппаратуры автоматического сближения и стыковки, бортовой вычислительной системы, специальной командной радиолинии и т.д.). После прибытия СЭО эти системы могут быть демонтированы и утилизированы либо возвращены на Землю (например, с помощью МБК).

Требуемый ресурс ЛМ на орбите в составе МОС - 5:10 лет.

Лабораторный модуль для РН "Аврора", "Союз-2" (ЛМ-Б)

ЛМ-Б (рис.17, рис.18, рис.19) предназначен для создания на орбите жилого объема порядка 50 куб. метров, позволяющего совместно с объемами ТПК, СО, ТГК и СЭО обеспечить жизнедеятельность двух-трех космонавтов сроком до 45 суток (общий объем для работы экипажа в связках МОС может достигать 100 куб. м). На борту ЛМ-Б, аналогично ЛМ, предполагается также проведение различных экспериментов, требующих герметичных объемов, видеосъемок со специальными интерьерами, наблюдений Земли и космического пространства с использованием широких иллюминаторов и т.д.