Международная космическая станция — самый крупный объект, который люди когда-либо запускали в космос. Станция постоянно развивается для проведения новых миссий и экспериментов. Но несмотря на миллиардное финансирование НАСА, Роскосмоса и Европейского космического агентства, а также серьезную работу экспертов и ученых над техническим оснащением, ЧП на борту МКС все-таки происходят. Неожиданно появилась дыра в обшивке «Союза», сломался туалет у американских астронавтов, а вышедшая из строя система охлаждения могла зажарить орбитальных жильцов заживо. «Хайтек» подготовил подборку опасных аварий на МКС за всю ее историю.
Загадочная дырка на станции
30 августа 2018 года выяснилось, что внезапное падение давления на МКС стало следствием появления отверстия размером в 2 мм в обшивке орбитального корабля «Союз», на котором в июне на станцию прибыли космонавты — американка Серина Ауньен-Чэнселлор, немец Александр Герст и россиянин Сергей Прокопьев. Драма разворачивалась в 404 км от Земли. В СМИ появлялась информация, что сначала дырку пытались заткнуть пальцем, но Прокопьев позже категорически опроверг эту любопытную деталь. Астронавты в рамках срочного ремонта закрыли отверстие липкой пленкой, которая не теряет свои свойства при экстремальных температурах. Позже российские космонавты укрепили самодельную заплатку герметиком и марлей. Так же поломка была под круглосуточным наблюдением, ее состояние каждый час фиксировалось. Давление внутри МКС со временем стабилизировалось. В качестве защитной меры была увеличена подача кислорода.
Официально было объявлено, что неисправность не несла смертельной угрозы для космонавтов, никаких иных утечек или повреждений обнаружено не было. Но так и осталось загадкой, как на «Союзе» появилась эта странная дырка. К счастью, поломка была обнаружена в августе, а не в декабре, когда трое космонавтов должны были погрузиться в капсулу «Союза» и вернуться на Землю.
По состоянию на январь 2018 года, МКС посетили 230 человек из 18 стран. Время пребывания астронавта на станции и время проводимых на ней исследований распределяются между космическими агентствами в зависимости от того, сколько денег или ресурсов они вложили. МКС получает материалы от 15 стран. НАСА, Роскосмос и Европейское космическое агентство являются основными партнерами космической станции, которые вносят большую часть финансирования.
Роскосмос созвал комитет для определения происхождения этой дыры. В качестве эксперта был приглашен и Том Стаффорд, бывший астронавт НАСА, который занимал пост председателя целевой группы Консультативного совета агентства по готовности МКС к внештатным ситуациям.
Дмитрий Рогозин, директор Роскосмоса, в первые дни после аварии исключил из списка возможных причин производственный дефект. Звучали предположения, что дыра образована космическим объектом, известным как микрометеор.
Микрометеориты — крошечные, как песчинки, космические объекты, двигающиеся в космосе со скоростью в тысячи километров в час. Они могут легко пробить даже металл. На протяжении десятилетий они оставляли свои следы на различных космических кораблях и спутниках.
Было также предположение, что дырку просверлили еще на Земле, по ошибке, далее она была заклеена, чтобы скрыть дефект от тщательных проверок, а через два месяца в космосе клей начал «травить». Но эта догадка была категорически опровергнута Роскосмосом.
СМИ цитировали неназванных чиновников космического агентства, которые утверждали, что это был акт диверсии, совершенный для проверки готовности космонавтов к внештатным ситуациям, которые могут возникать на станции. Роскосмос даже обвинил американских астронавтов, заявив, что таким образом они могли пытаться доставить больного коллегу домой без финансовых вложений с их стороны.
Это привело к раздраженному заявлению НАСА, в котором указывалось, что «отсутствие производственного брака не обязательно означает, что дыра была создана специально или с недобросовестным намерением».
12 декабря 2018 года глава Роскомоса Дмитрий Рогозин после проведенной экспертизы в открытом космосе по вскрытию противометеоритной защиты «Союза» и изучения повреждения в бытовом отсеке заявил, что происхождение отверстия до сих пор остается загадкой. Операция по исследованию обшивки не дала точного ответа относительно того, когда было просверлено отверстие. Космонавты взяли образцы вокруг повреждения.
Российский космонавт Максим Сураев, который дважды прилетал на МКС и провел там в общей сложности почти год, поделился мнением, что дырку в стене на борту «Союза МС-09» мог просверлить психически неуравновешенный член команды Международной космической станции.
И тем не менее, несмотря на охлаждение в отношениях ведомств, на днях Дмитрий Рогозин в официальном заявлении сообщил, что Российское космическое агенство по заказу НАСА займется разработкой «Союза» для высадки на Луну.
Не долетели
Что примечательно — 11 октября отправка экипажа для расследования происхождения дыры чуть не обернулась новой трагедией. Российский космонавт Алексей Овчинин и его американский коллега Ник Хейг чудом благополучно вернулись на Землю после аварии их корабля «Союз» на второй минуте полета.
И это создало определенную напряженность в отношениях НАСА и Роскосмоса, несмотря на то, что в настоящее время система «Союз» — единственный способ доставить экипаж на МКС и обратно.
В декабре представители Роскосмоса сообщили, что с марта 2019-го время доставки космонавтов «Союзом» на МКС будет сокращено до трех часов.
Самым неудачным годом в истории орбитальных станций (за исключением разве что прошедшего) можно назвать 1997-й. В этом году на орбитальной станции «Мир» случилось целых три аварии. В феврале, когда на станции находилось шесть космонавтов — четверо русских, немец и американка, на борту случилось воспламенение кислородной шашки, которая отвечает за регенерацию атмосферы. Вся площадь «Мира» была задымлена, космонавты были вынуждены покидать станцию в противогазах, на их счастье, они могли эвакуироваться в один из пристыкованных кораблей «Союз-ТМ». Один из космонавтов, Валерий Корзун, потушил пожар двумя штатными огнетушителями, и команда все же вернулась на станцию.
Буквально через месяц на станции отказали модули охлаждения. Температура внутри судна поднялась до +40 °С, но поломку удалось устранить.
А 25 июня грузовой корабль «Прогресс М-34» протаранил одну из составляющих частей орбитальной станции «Мир» — «Спектр». Космонавты станции вовремя задраили люк и спасли коллег от неминуемой смерти по причине разгерметизации.
Место силы
Ахиллесовой пятой на МКС является пресловутый клозет. Его на американской части станции ремонтировали много раз, но он продолжает упрямо выходить из строя (причем в самый неподходящий момент). НАСА купила космический туалет производства российской компании «Энергия» в 2007 году за $19 млн после неудачных попыток американских инженеров создать рабочий проект собственного производства.
Вскоре выяснилось, что российским космонавтам в пользовании новым отхожим местом американцы вежливо отказали, что породило волну как смеха, так и гнева в адрес зарубежных астронавтов. Но кармический бумеранг не заставил себя долго ждать. Уже в 2008 году туалет дал сбой, и в срочном порядке потребовался ремонт системы всасывания. Этот сценарий повторялся много раз, астронавт Тим Пик в 2016 году, после своего первого полета, несмотря на успешно проведенные эксперименты для Европейского космического сообщества, назвал именно успехи в ремонте «фаянсового друга» своей главной миссией на МКС. 4 июля 2018 года американцы все же доверили российским специалистам починить свою гигиеническую комнату с учетом рекомендаций производителя.
Выключите кондиционер, нам дует
В 2010 году на орбитальной станции вышла из строя система кондиционирования — при срабатывании автоматического выключателя насоса сломался один из двух контуров охлаждения, работающий с помощью аммиака. Станция размером с огромный самолет буквально напичкана компьютерами, гаджетами и оборудованием для экспериментов, а они выделяют большое количество тепла. В условиях, искусственно созданных для жизни землян, станцию необходимо остужать, чтобы не допустить перегрева.
Чтобы астронавты чувствовали себя комфортно и в одежде с коротким рукавом, внутри герметичных отсеков установлена вереница металлических шлангов и трубок. В них циркулирует специальная жидкость — теплоноситель. Снаружи корабля устанавливается радиатор-холодильник, поверхность которого не закрыта экранно-вакуумной изоляцией. С ним соединяются трубки активной системы терморегулирования. Нагретый внутри отсека теплоноситель перекачивается в радиатор, который «выбрасывает» ненужное тепло в космическое пространство. Затем охлажденная жидкость вновь возвращается в корабль, чтобы начать все сначала. Вода бы в условиях космоса испарялась и замерзала, потому радиаторы МКС работают на аммиаке. Аммиак хорошо работает в холодильном цикле, охлаждая тепло, полученное и выработанное МКС. Внутренний контур МКС использует для охлаждения обычную воду, которая охлаждается испарением аммиака из внешнего контура.
На сегодняшний день такие низкотемпературные радиаторы позволяют МКС скидывать в окружающее пространство около 70 кВт тепловой мощности с возможностью увеличения теплового сброса еще на 14 кВт.
На Земле воздух нагревается и охлаждается конвекцией,которая возникает в веществе самопроизвольно при его неравномерном нагревании в поле тяготения или с помощью столкновениями между отдельными молекулами воздуха и его постоянной циркуляцией. В космосе нагрев и охлаждение происходят только посредством излучения — солнечными лучами, которые нагреваются и охлаждаются, испуская инфракрасную энергию. Без терморегулятора солнечная сторона МКС будет нагреваться до +121 °C, в то время как термометры на темной стороне будут падать до –157 °C.
Канун Рождества 2013 года на МКС вышел, мягко говоря, невеселым. Два астронавта отправились в открытый космос на 7,5 часов, чтобы переключить в резервный режим все шланги и клапаны вышедшей из строя системы охлаждения электропитания МКС, которая питается за счет солнечных батарей. За две недели до этого по причине поломки на всей станции были вынуждены свернуть все эксперименты с использованием специального оборудования для экономии энергии. Система охлаждения вышла из строя из-за утечки аммиака. Установление причин утечки и работы по изоляции и замене поврежденного отсека затянулись еще почти на полгода. Все это время станция питалась благодаря резервной системе охлаждения, которая использовалась еще на ранних стадиях сборки МКС.
Звучит вполне безобидно, если не знать, что из себя представляет аммиак. Это ядовитый бесцветный газ, в жидком состоянии даже небольшое количество аммиака может буквально разъедать кожу и мягкие ткани. Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна, потому на предприятиях, которые имеют с ним дело, есть предельная допустимая концентрация газа. Если она превышаем норму даже на 0,001%, работы прекращают, а людей срочно эвакуируют из зараженной зоны. Такой сценарий возможен на Земле, а МКС — хоть и огромная станция, но убежать с нее не представляется возможным. Выдержке космонавтов, работавших при таких условиях, можно только позавидовать.
Аммиак используется для охлаждения каналов энергоснабжения станции, которые обеспечивают МКС электричеством, при этом каждая панель солнечных батарей станции имеет свой независимый контур охлаждения. По предварительным данным НАСА, через 48 часов после начала утечки контур охлаждения, в котором она появилась, может отключиться.
В мае 2017 года, прямо в канун юбилейного, 200-го выхода человека в открытый космос, была обнаружена неисправность воздушного шланга, который служит дыхательной «пуповиной» между астронавтом и станцией. Проблема была в утечке из-за недостаточно герметичного соединения шланга, который крепился к скафандру одного из астронавтов от системы подачи воздуха на самой МКС. К счастью, авария была выявлена еще до выхода в открытый космос. Эта ситуация вынудила НАСА издать специальную инструкцию для астронавтов по поведению в подобных экстремальных условиях. Согласно ей, если поломка случится уже после выхода в открытый космос, космонавт со сломанной подачей кислорода обязан отключить свою систему, и оба космонавта будут использовать один шланг, используя резервный аккумулятор в своих костюмах.
Остались без тюбиков
МКС крайне зависима от поставок снабжения и нового оборудования, поэтому организация новых миссий и экспериментов является важной составляющей его существования. Доставка астронавтов осуществляется исключительно на российских кораблях «Союз». НАСА организует миссии по снабжению, в том числе и продовольствием, на беспилотных кораблях. 28 июня 2015 года запуск миссии снабжения SpaceX закончился взрывом, который уничтожил беспилотный космический корабль Dragon SpX-7 и ракету Falcon 9, приводившую его в движение. Менеджер программы космической станции Майкл Суффредини сообщил, что до конца октября миссия должна была обеспечить экипаж МКС материально-техническим обеспечением. Но жизни астронавтов ничего не угрожало, даже если бы у них кончились еда и вода, для доставки экипажа на Землю было доступно отдельное транспортное средство. Груз на беспилотном космическом корабле Dragon SpX-7 включал в себя пакеты с едой и гигиеническими средствами, системное оборудование, научные материалы, компьютерные комплектующие и космическое оборудование. Также на нем находился стыковочный адаптер для станции для подготовки к будущим коммерческим миссиям. Инцидент был классифицирован как несчастный случай.
5 декабря 2018 года DragonX успешно доставил свой 20-й груз на МКС, но при посадке первой ступени ракета-носитель Falcon9 не достигла своей цели приземления на станции ВВС на мысе Канаверал и вместо этого упала в Атлантическом океане недалеко от космодрома. Илон Маск, глава компании SpaceX, пояснил, что причиной некорректного приземления стала неисправность одного из аэродинамических рулей. Но даже после посадки на воду ступень продолжила передавать данные в центр. Это свидетельствует о том, что ее поломка не носила системный характер. Маск заявил, что опасности для людей заплутавшая ракета не представляла. Это первая неудачная посадка первой ступени за всю историю миссий SpaceX. К счастью, такая неприятность никак не повлияла на саму цель запуска беспилотного корабля. 8 декабря DragonX доставил на МКС 2,5 т груза, в том числе продовольствие для экипажа, оборудование, а также материалы для проведения научных исследований.
МКС — одно из самых главных достижений современной космонавтики. На станции постоянно проводятся эксперименты для различных областей науки, которые, безусловно, становятся вполне ощутимым базисом для революционных открытий на Земле. Большой космический дом завораживает своей сложностью и количеством совершенно уникальных систем — дистилляции, охлаждения, поддержания атмосферного давления, заземления и многих других. Они постоянно совершенствуются, поэтому поломки для последующих доработок неизбежны. Главное, чтобы МКС оставалась безопасной для сотен людей, которые имели счастье побывать в космосе и посмотреть на Землю из иллюминатора.