Подготовка к запуску и старт ФГБ «Заря»
После прибытия модуля на Байконур в январе 1998 года он прошел все необходимые испытания и проверки. Совместно с американской стороной успешно прошли испытания бортовой вычислительной системы связки «ФГБ – УМ Unity - Шаттл» с задействованием ЦУПов в Королеве и Хьюстоне, системы ранней связи, медико-биологического и санитарного обследования ФГБ, а также проведены акустические испытания модуля.
В ночь с 26 на 27 октября был закрыт последний люк в модуль со стороны ПГО-2. 28 октября на «Заре» был установлен промежуточный отсек, соединяющий модуль и РН. На этом же отсеке установлены узлы крепления головного обтекателя.
28–30 октября, согласно графику подготовки «Зари» к запуску, прошло компьютерное моделирование предварительной сборки и определение массы и центра масс модуля. Тут-то и возникла неожиданная проблема: модуль оказался тяжелее расчетного на 520 кг, то есть на орбите выведения он весил бы не 20040 кг, а 20560 кг.
Предыдущее взвешивание модуля проходило в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева в декабре 1997 г. перед отправкой на Байконур. Тогда на модуле не были еще смонтированы солнечные батареи, большинство панелей микрометеоритной защиты, не стояла экранно-вакуумная теплоизоляция. Все это по технологии сборки должно было устанавливаться на космодроме. С другой стороны, на ФГБ еще стояли некоторые технологические заглушки и экраны, вспомогательные кабели и пр., что должно было быть удалено только на Байконуре непосредственно перед запуском. Масса должна была вырасти, но столь большое превышение было полной неожиданностью.
Выяснилось, что перетяжеление «Зари» было связано с целым комплексом причин. На модуле остался ряд технологических кабелей, вес которых был не учтен. В системе кондиционирования защитные шланги, одетые на трубки с теплоносителем, были легче, чем считалось раньше. Американцы попросили загрузить на «Зарю» порядка 100 кг разнообразных грузов вместо оговоренных ранее 10 кг и т.д.
Чтобы решить проблему веса, были проведены мероприятия как с модулем, так и с РН «Протон-К» серии 39501, которой предстояло вывести «Зарю» на орбиту.
Во-первых, были тщательно взвешены все ступени РН. Реальные массы второй и третьей ступеней оказались несколько меньше среднестатистических. Эти реальные массы потом и использовались в баллистических расчетах.
Во-вторых, были рассмотрены возможности по увеличению заправки третьей ступени РН. Бак горючего был достаточно велик, чтобы в него долить некоторое количество несимметричного диметилгидразина. Проблема заключалась в баке окислителя, в котором газовая «подушка» наддува небольшая. Реальный бак оказался несколько большего объема, чем было принято в расчетах. В результате удалось увеличить массу заправки в него окислителя на 130 кг. Весовое соотношение компонентов на 3-й ступени РН должно было остаться 2.54. Допустимый разброс этого соотношения всего 10%, иначе может возрасти температура в камере сгорания ЖРД, что приведет к прогару стенки камеры. Чтобы это соотношение осталось прежним, на третьей ступени потребовалось долить около 50 кг горючего.
В-третьих, на самом модуле пришлось уменьшить массу заправки компонентами топлива на 300 кг. Все эти меры позволили оставить без изменений орбиту выведения ФГБ «Заря» – 185,1х353,9 км
28 октября в РКА состоялся Совет главных конструкторов по запуску «Зари». Никаких технических препятствий для пуска 20 ноября ни со стороны модуля, ни РН, ни стартового оборудования не было. Совет дал добро на установку на «Заре» головного обтекателя и заправку модуля компонентами топлива и сжатыми газами.
2 ноября на «Заре» прошел контроль положения канадских мишеней SVS для стыковки с модулем Unity. Установка головного обтекателя на модуль состоялась 3 ноября.
4 ноября были выполнены заключительные операции на пневмогидросистеме и системе терморегулирования модуля. 5 ноября прошла подготовка и запись исходного состояния систем модуля.
6 ноября ФГБ был перевезен в заправочный корпус. Там с 7 по 12 ноября была выполнена подготовка к заправке и заправка модуля компонентами топлива и сжатыми газами.
На заседании Межведомственной комиссии по запуску ФГ «Заря», которая прошла в Российском космическом агентстве 11 ноября под председательством генерал-лейтенанта Валерия Гриня, было решено осуществить запуск модуля 20 ноября в 09.40.27. ДМВ.
Утром 13 ноября модуль был перевезен в монтажно-испытательный корпус 92-1 космодрома Байконур, где 14 и 15 ноября прошла его стыковка с ракетой-носителем «Протон». На следующий день 16 ноября РН «Протон-К» с ФГБ «Заря» был вывезен из Монтажно-испытательного корпуса и установлен на пусковую установку №23 81-й площадки космодрома.
Подготовка к запуску, запуск и выведение на орбиту модуля «Заря» (ФГБ, 77КМ №17501) проходили по штатной пусковой циклограмме аппаратов серии 77КС. Предстартовый отсчет начался с момента Т-08:00 (часов:минут) с включения электропитания головного блока (ГБ) РН и проведения контроля его исходного состояния. В течение следующих полутора часов на модуле были включены командно-измерительная система «Компарус АЗ», телеметрическая система БР-9ЦУ-8, проверено исходное состояние бортовых систем модуля и запись их параметров. Эти операции были завершены к моменту Т-06:55. Заправка «Протона-К» компонентами ракетного топлива началась за 6 час 30 мин до старта. На это время электропитание с модуля было снято. Заправка продолжалась до момента Т-140 мин. Затем наступила часовая пауза, запланированная для компенсации возможного отставания от графика заправки. После завершения заправки было вновь подано электропитание на модуль, включены система обеспечения теплового режима «Зари», внутренний гидравлический контур, вентиляторы, началась подача электропитания на станционные системы. За следующие 20 мин до объявления часовой готовности от РН была отведена башня обслуживания, выполнялись другие операции как на РН и модуле, так и на командном пункте. После отвода башни (Т-65 мин) прошла коррекция прицеливания РН.
В момент Т-49 мин прошел запуск временного механизма старта. В Т-46 мин управление подготовкой к старту перешло на командный пункт (КП), расположенный в бункере менее чем в километре от ПУ №23. Через минуту в этом бункере дежурный офицер боевого расчета произвел первый поворот ключа «Подготовка», после чего началась непосредственная подготовка РН к пуску и пошел предстартовый обратный отсчет времени. В последующие три минуты прошел контроль исходного состояния системы управления и вспомогательных систем на РН «Протон-К», включились ее бортовые телеметрические станции, началась подготовка двигательной установки к запуску.
За 35 мин до пуска служебные системы модуля перешли с наземного на бортовое питание, включилась система обеспечения теплового режима СОТР. В Т-33 мин была включена система управления «Зари» в режиме «Предстартовая подготовка».
В Т-32 мин началась операция точного прицеливания РН «Протон-К», для чего прошел разворот гироскопов на заданный азимут пуска, а в Т-25 мин выполнена точная установка гиростабилизированной платформы системы контроля траектории ракеты в плоскость горизонта и по азимуту. В заключение операции точного прицеливания РН в Т-12 мин начался разворот гиростабилизированной платформы на заданный угол. После его завершения за 8 мин до пуска рулевые машины всех ступеней «Протона-К» были выставлены в нулевое положение. После завершения этой операции на командном пункте зажглись транспаранты «Готовность системы управления» и «Готовность вспомогательных систем».
Одновременно с этими операциями на модуле «Заря» были включены телеметрическая и командно-измерительная системы, система измерения текущих навигационных параметров. В Т-10 мин была подтверждена готовность станционных систем модуля, а через минуту они перешли с наземного на бортовое питание.
За 5 мин до запуска на командном пункте дежурный офицер установил и повернул ключ «Управление пуском». Загорелся транспарант «Старт». Тем самым была включена программа заключительных пусковых операций. Дальше все операции выполнялись в автоматическом режиме, без вмешательства стартовой команды.
Эти операции включали в себя перевод системы телеметрического контроля РН «Протон-К» на бортовое питание (Т-4 мин), выполнение «протяжки» ленточного запоминающего устройства телеметрической системы «Сириус-4» на модуле «Заря» (Т-3.5 мин), «протяжка» ленточных запоминающих устройств наземных станций (Т-3 мин и Т-1 мин). В Т-2 мин на командном пункте загорелись два транспаранта: «Готовность СУ [модуля]» и «Готовность головного блока».
Команда на запуск двигательной установки 1-й ступени ракеты-носителя, состоящей из шести двигателей 14Д14, была выдана временным механизмом стартового комплекса за 2.5 сек до расчетного момента старта. При этом произошел отстрел платы электроразъемов пусковой установки (команда «Земля-борт»), и система управления РН «Протон-К» перешла на питание от бортовых батарей. В Т-1.6 сек ДУ первой ступени вышли на 10-процентную тягу.
В Т-0 (09:40:00 ДМВ) бортовая автоматика выдала команду на перевод ДУ на главную ступень тяги. Контакт подъема РН прошел в 09:40:00.006. В этот момент система управления «Зари» перешла на режим «Выведение». Сброс створок головного обтекателя был осуществлен специальными толкателями. При этом ходом створок обтекателя были раскрыты сложенные антенны АМ-62 и АМ-63 системы «Компарус АЗ» и антенна АМ-67 системы «Сириус». После отделения ФГБ на 3-й ступени сработали четыре пороховых двигателя для ее увода от модуля.
Сам модуль вышел на расчетную орбиту и был взят под управление специалистами Центра управления полетами. И сегодня он находится в полете уже более 24 лет выполняя заложенные в него задачи и оставаясь основой всего грандиозного проекта – Международной космической станции.
В следующем обзоре расскажем о первом пилотируемом полете на будущую станцию, который состоялся в декабре 1998 года на шаттле «Индевор» с миссией STS-88. В ходе этого полета стройка МКС была продолжена и к ФГБ «Заря» были добавлены американский Узловой модуль Unity и гермоадаптеры РМА-1 и РМА-2. В состав экипажа из шести американских астронавтов, входил и российский космонавт Сергей Крикалев.
Данный материал подготовлен по открытой информации ГКНПЦ
им. М.В. Хруничева, ЦНИИмаш, NASA, Boeing, журнала «Новости космонавтики».
