Funkcional'no-gruzovoi blok "Zarya".
1.08.2000 0:00 | A. B. Zheleznyakov/Enciklopediya Kosmonavtika
Funkcional'no-gruzovoi blok (FGB) "Zarya" yavlyaetsya pervym elementom Mezhdunarodnoi kosmicheskoi stancii (MKS). On razrabotan i izgotovlen GKNPC imeni M.V.Hrunicheva (g.Moskva, Rossiya) v sootvetstvii s kontraktom, zaklyuchennym s general'nym subpodryadchikom po proektu MKS - kompaniei "Boing" (g.H'yuston, shtat Tehas, SShA). S etogo modulya nachinaetsya sborka MKS na okolozemnoi orbite. Na nachal'noi stadii sborki FGB obespechivaet upravlenie poletom svyazki modulei, elektropitanie, svyaz', priem, hranenie i perekachku topliva.
Osnovnye tehnicheskie harakteristiki
Massa na orbite 20040 kg Dlina po korpusu 12990 mm Maksimal'nyi diametr 4100 mm Ob'em germetichnyh otsekov 71,5 kubm Razmah solnechnyh batarei 24400 mm Ploshad' fotoelektricheskih elementov 28 kv.m Garantirovannaya srednesutochnaya moshnost' elektrosnabzheniya napryazheniem 28 V 3 kVt Moshnost' elektrosnabzheniya amerikanskogo segmenta do 2 kVt Massa zapravlyaemogo topliva 3800 kg Raketa-nositel' "Proton" Parametry orbity vyvedeniya: vysota v perigee 180 km vysota v apogee 340 km period obrasheniya 89,6 min naklonenie 51,6 grad Vysota orbity sborki 385 km Vysota rabochei orbity 350-500 km Dlitel'nost' funkcionirovaniya na orbite 15 letKomponovka
Komponovka FGB vklyuchaet i sebya priborno- gruzovoi otsek (PGO) i germetichnyi adapter (GA), prednaznachennyi dlya razmesheniya bortovyh sistem , obespechivayushih mehanicheskuyu stykovku s drugimi modulyami MKS i pribyvayushimi na MKS korablyami. GA otdelen ot PGO germetichnoi sfericheskoi pereborkoi, v kotoroi imeetsya lyuk diametrom 800 mm. Na vneshnei poverhnosti GA imeetsya special'nyi uzel dlya mehanicheskoyu zahvata FGB manipulyatorom korablya "Shattl". Germetichnyi ob'em PGO sostavlyaet 64,5 kub.m ., GA - 7.0 kub.m. Vnutrennee prostranstvo PGO i GA razdeleno na dve zony: pribornuyu i zhiluyu. V pribornoi zone razmesheny bloki bortovyh sistem. Zhilaya zona prednaznachena dlya raboty ekipazha. V nei nahodyatsya elementy sistem kontrolya i upravleniya bortovym kompleksom, a takzhe avariinogo opovesheniya i preduprezhdeniya. Pribornaya zona otdelena ot zhiloi zony panelyami inter'era. PGO funkcional'no razdelen na tri otseka: PGO-2 - eto konicheskaya sekciya FGB, PGO-3 - primykayushaya k GA cilindricheskaya sekciya, PGO- 1 - cilindricheskaya sekciya mezhdu PGO-2 i PGO-Z.
Stykovochnye agregaty
FGB osnashen tremya stykovochnymi agregatami.
Aktivnyi gibridnyi stykovochnyi agregat ustanovlen na perednem torcevom shpangoute PGO i ispol'zuetsya dlya stykovki so sluzhebnym modulem. Na zadnem torcevom shpangoute GA imeetsya passivnyi androginnyi periferiinyi agregat stykovki (APAS), prednaznachennyi dlya stykovki s amerikanskim germetichnym adapterom RMA-1, cherez kotoryi FGB budet soedinen s modulem Node-1 "Edinstvo" (Unity).
Na GA nahoditsya takzhe passivnyi stykovochnyi agregat tipa "konus". On ustanovlen perpendikulyarno prodol'noi osi FGB i prednaznachen dlya stykovki s pilotiruemymi i gruzovymi korablyami i so stykovochno-skladskim modulem MCC-1/DSM-1.
Reaktivnye dvigateli
Na FGB imeyutsya tri tipa reaktivnyh dvigatelei: dvigateli korrekcii i sblizheniya (DKS) , dvigateli prichalivaniya i stabilizacii (DPS) i dvigateli tochnoi stabilizacii (DTS).
V kachestve dvigatelei korrekcii i sblizheniya (DKS) ispol'zuyutsya dva zhidkostnyh reaktivnyh dvigatelya tipa 11D442 mnogokratnogo vklyucheniya. Sistema podachi komponentov topliva - turbonasosnaya, imeyushaya dva rezhima raboty: rezhim tyagi i rezhim perekachki. S pomosh'yu etih dvigatelei osushestvlyaetsya korrekciya orbity FGB pa etape avtonomnogo poleta, a sistema podachi obespechivaet takzhe perekachku topliva iz bakov s nizkim davleniem v baki s vysokim davleniem. Kazhdyi iz DKS imeet tyagu 417+ 16 kgs.
V kachestve dvigatelei prichalivaniya i stabilizacii (DPS) ispol'zuyutsya 24 zhidkostnyh reaktivnyh dvigatelya tipa 1 1D45 8 mnogokratnogo vklyucheniya s vytesnitel'noi sistemoi podachi komponentov topliva. Eti dvigateli prednaznacheny dlya stabilizacii FGB. Kazhdyi iz DPS imeet tyagu 40 + 2,0 kgs.
Tochnaya stabilizaciya FGB, neobhodimaya pri stykovke s korablem "Speis shattl", obespechivaetsya s pomosh'yu 16 zhidkostnyh reaktivnyh dvigatelei tipa 17D58E mnogokratnogo vklyucheniya s vytesnitel'noi sistemoi podachi komponentov topliva. Kazhdyi iz dvigatelei tochnoi stabilizacii (DTS) imeet tyagu 1,36 + 0,06 kgs.
Toplivnaya sistema
Toplivnaya sistema prednaznachena dlya hraneniya komponentov topliva i podachi ih k dvigatelyam.
Dlya dvigatelei FGB ispol'zuetsya samovosplamenyayusheesya dvuhkomponentnoe toplivo, sostoyashee iz goryuchego i okislitelya. Goryuchee - nesimmetrichnyi dimetilgidrazin, okislitel' - azotnyi tetraksid.
Toplivnaya sistema vklyuchaet v sebya dve podsistemy: nizkogo davleniya i vysokogo davleniya. Podsistema nizkogo davleniya prednaznachena dlya hraneniya komponentov topliva i podachi ih k dvigatelyam bol'shoi tyagi - DKS. Podsistema vysokogo davleniya prednaznachena dlya hraneniya komponentov topliva i podachi ih k dvigatelyam maloi tyagi - DPS i DTS.
Goryuchee i okislitel' hranyatsya v 16 toplivnyh bakah (po 8 bakov dlya kazhdogo komponenta). V pyati bakah goryuchee i v pyati bakah okislitel' nahodyatsya pod vysokim davleniem, v ostal'nyh pod nizkim.
Vse baki vmeshayut v sebya 6100 kg topliva. FGB zapuskaetsya s chastichno zapravlennymi bakami, soderzhashimi 3800 kg topliva. Dozapravka bakov na orbite osushestvlyaetsya ot gruzovyh korablei snabzheniya cherez gidravlicheskie raz'emy v stykovochnyh agregatah. Takie raz'emy imeyutsya na nizhnem stykovochnom uzle, kotoryi nahoditsya na GA, a takzhe na osevom stykovochnom uzle v perednei chasti PGO.
Sistema energosnabzheniya
Sistema energosnabzheniya (SES) FGB prednaznachena dlya obespecheniya elektropitaniem postoyannogo toka vseh potrebitelei dannogo modulya i modulei amerikanskoyu segmenta na nachal'nom etape sborki MKS, a na bolee pozdnih etapah - dlya priema chasti elektricheskoi energii ot amerikanskogo segmenta i sluzhebnogo modulya i peredachi ee na rossiiskii segment.
Pervichnym istochnikom energii na FGB yavlyayutsya solnechnye batarei (SB). V sostav SB vhodyat dve paneli. Ploshad' fotoelektricheskih preobrazovatelei na kazhdoi iz nih sostavlyaet 28 kv.m (7 m v dlinu i 4 m v shirinu). Fotoelektricheskie yacheiki zashisheny s obeih storon prozrachnym pokrytiem iz stekla i licevoi poverhnost'yu obrasheny v odnu storonu. 90% solnechnoi energii ulavlivaetsya poverhnost'yu batarei, obrashennoi k Solncu, i 10% energii ulavlivaetsya obratnoi storonoi, chto daet vozmozhnost' ispol'zovat' solnechnyi svet, otrazhennyi ot Zemli.
Mehanizm raskrytiya SB pozvolyaet proizvodit' ih skladyvanie i povtornoe raskrytie. V sluchae otkaza elektroprivoda paneli SB mogut byt' raskryty ili slozheny vruchnuyu ekipazhem vo vremya vyhoda v otkrytyi kosmos.
Sistemy sluzhebnogo borta i stancionnogo borta
Funkcional'no bortovye sistemy FGB razdelyayutsya na sistemy sluzhebnogo borta i sistemy stancionnogo borta.
Sistemy sluzhebnogo borta obespechivayut rabotu FGB vo vremya vyvedeniya ego na orbitu, avtonomnogo poleta i chastichno, kogda on nahoditsya v svyazke s drugimi modulyami MKS. V sostav sistem sluzhebnogo borta vhodyat:
sistema upravleniya (SU);
dvigatel'naya ustanovka (DU);
sistema podachi i perekachki topliva (SPiPT);
sistema upravleniya bortovym kompleksom (SUBK):
sistema vnutrennego osvesheniya (SVO);
komandno-izmeritel'naya sistema (KIS) "Komparus ";
radiotelemetricheskaya sistema BR-9CU- 8;
radiotelemetricheskaya sistema "Sirius-4";
sistema elektrosnabzheniya (SES);
sistema orientacii solnechnyh batarei (SOSB):
sistema obespecheniya teplovogo rezhima (SOTR);
sistema pozharoobnaruzheniya i pozharotusheniya (SPoPT );
aktivnaya radiotehnicheskaya sistema sblizheniya i stykovki "Kurs-A".
Sistemy stancionnogo borta prednaznacheny dlya obespecheniya raboty FGB v sostave MKS. V sostav stancionnogo borta vhodyat:
sistema stykovki (SS);
sistema integracii i sopryazheniya (SIS);
sistema obespecheniya gazovogo sostava (SOGS);
sistema televideniya (ST);
sistema telefonnoi svyazi (STS);
apparatura sbora soobshenii (ASS);
bortovaya vychislitel'naya sistema (BVS);
oborudovanie teleoperatornogo rezhima upravleniya (TORU) sblizheniem i prichalivaniem;
passivnaya radiotehnicheskaya sistema sblizheniya i stykovki "Kurs-P".
Shema poleta
FGB "Zarya" vyvoditsya na ellipticheskuyu orbitu raketoi- nositelem "Proton". Minimal'naya vysota etoi orbity sostavlyaet okolo 180 km, maksimal'naya - okolo 340 km. Posle otdeleniya ot poslednei stupeni rakety- nositelya na FGB raskryvayutsya antenny sistem "Kurs" i " Komparus" i paneli SB, perevodyatsya v rabochii rezhim sootvetstvuyushie bortovye sistemy.
Upravlenie poletom FGB osushestvlyaetsya iz rossiiskogo Centra upravleniya poletami - CUP-M (g.Korolev Moskovskoi obl.). Prichem peredacha komand vozmozhna kak cherez nazemnye stancii slezheniya, raspolozhennye na territorii Rossii, tak i cherez amerikanskii Centr upravleniya poletom - CUP-H (g. H'yuston, shtat Tehas), a takzhe cherez sputniki-retranslyatory.
Vo vtorye sutki poleta FGB provoditsya testovoe vklyuchenie odnogo iz dvuh dvigatelei bol'shoi tyagi - DKS. Posle testa s pomosh'yu etogo dvigatelya daetsya impul's na povyshenie perigeya orbity do 250 km. Na chetvertye i pyatye sutki vklyucheniem vse togo zhe dvigatelya formiruetsya krugovaya orbita vysotoi okolo 385 km - tak nazyvaemaya orbita sborki, na kotoroi FGB budet ozhidat' prileta korablya "Speis shattl" STS-88 s modulem Node-1 "Edinstvo" (Unity).
Polet STS-88 predstoit sovershit' korablyu "Indevor" ( Endeavour).
Na tretii den' posle starta "Indevor" podhodit k FGB i zahvatyvaet ego svoim manipulyatorom. Dlya etogo na germetichnom adaptere (GA) FGB imeetsya special'nyi uzel. Posle mehanicheskogo zahvata s pomosh'yu manipulyatora FGB sostykovyvaetsya s amerikanskim germetichnym adapterom RMA- 1, kotoryi soedinen s modulem Node-1. Na sleduyushii den' dvoe a ctronavtov vyhodyat v otkrytyi kosmos dlya stykovki elektroraz'emov mezhdu FGB i RMA-1.
V posleduyushie dvoe sutok proizvoditsya nadduv RMA-1, vyravnivanie davleniya v GA i RMA-1, kontrol' germetichnosti styka mezhdu GA i RMA- 1, kontrol' parametrov atmosfery v FGB. Zatem nachinaetsya podgotovka k vhodu ekipazha "Indevora" v FGB. Vyravnivaetsya davlenie v GA i v priborno-agregatnom otseke (PGO) FGB. Astronavty vhodyat snachala v GA, zatem otkryvayut lyuk v PGO i perehodyat tuda. Predusmatrivaetsya provedenie televizionnoi peredachi iz FGB vo vremya nahozhdeniya tam ekipazha. V tot zhe den' ekipazh vozvrashaetsya v svoi korabl', germetichno zakryv za soboi lyuki.
Eshe primerno sutki prodolzhaetsya polet pervyh modulei MKS v svyazke s korablem "Indevor". Zatem korabl' otstykovyvaetsya i, sovershiv oblet, vozvrashaetsya na Zemlyu. MKS v sostave FGB i Node-1 budet prodolzhat' avtonomnyi polet. Ee sleduyushim elementom dolzhen stat' sluzhebnyi modul', posle prihoda kotorogo na MKS uzhe mozhet postoyanno nahodit'sya ekipazh.
Po materialam prospekta "Mezhdunarodnaya kosmicheskaya stanciya. Funkcional'nyi gruzovoi blok "Zarya"
Centra upravleniya poletami Rossiiskogo kosmicheskogo agentstva