Приветствую вас, мои космические друзья.
В 1970-х годах в космическом агентстве НАСА существовало два подхода относительно будущего пилотируемых космических полетов после ввода в эксплуатацию космического челнока «Спейс шаттл». С одной стороны, Космический центр имени Джонсона (JSC) в Хьюстоне, придерживался революционной линии развития транспортной космической системы. В то же самое время Космический центр имени Маршалла (MSFC) в Хантсвилле, придерживался линии постепенного развития программы «Спейс шаттл».
Руководители Космического центра имени Джонсона предполагали, что как только космический челнок совершит свой первый полет, космическое агентство НАСА получит финансы на создание большой многоцелевой космической станции на низкой околоземной орбите. Они представляли себе, что в 1980-х в Белый дом придет новый президент и произнесет пламенную речь, наподобие «лунной речи» президента Джона Ф, и провозгласит новую космическую цель США, ну а там и денежки потекут рекой сами собой.
Руководители Космического центра имени Маршалла в Хантсвилле, напротив, не разделяли оптимизма своих коллег. Они ожидали, что бюджеты НАСА в обозримом будущем, останутся на прежнем уровне, поэтому любое развитие космических технологий должно быть поэтапным. То есть, за основу нужно было брать уже существующее космические системы, а затем, постепенно, добавлять к ним новые элементы. Работа MSFC над проектом орбитальной станцией «Скайлэб», которая была запущена в мае 1973 года, помогла сформировать взгляды космического центра в подходах к разработкам космических проектов.
Космическая станция «Скайлэб» масса которой стравляла 77 тонн, включала в себя многофункциональный стыковочный адаптер, монтировку телескопа Apollo (Apollo Telescope Mount - ATM) и орбитальную мастерскую. Космическая станция первоначально задумывалась как элемент программы Apollo Applications Program (AAP).
Apollo Applications Program можно перевести как «Программа приложение», или более точно - «Программа применения «Аполлон»». Как следует из названия, программа AAP предназначалась для применения оборудования, которое было разработано для лунной программы «Аполлон», к новым задачам. Орбитальная станция «Скайлэб» представляла собой переоборудованную третью ступень ракеты «Сатурн-5» S-IVB, которая была оснащена экспериментальным оборудованием, имела просторное жилое пространство и припасы для экипажа. В 1973-1974 годах на станцию «Скайлэб» было совершено три долгосрочные пилотируемые экспедиции, последняя из которых продлилась 84 дня.
Космическое агентство НАСА построило большую часть второй станции «Скайлэб B», но так не смогло добиться финансирования для её завершения и запуска на орбиту. Станция «Скайлэб» оказалась успешной, поэтому Центр в Хантсвилле рассчитывал на то, что на этом основании он «заслужил» финансирование для постройки второй станции.
Однако еще в 1960-х годах руководители Центра усвоили урок: «не следует приравнивать нынешний успех к будущим наградам». Во времена лунной программы «Аполлон» MSFC отвечал за разработку лунной ракеты «Сатурн-5». Тем не менее, даже после того, как MSFC удалось заставить летать самую мощную ракету в мире, центр начал испытывать сокращение финансирования и персонала. К моменту запуска станции «Скалэб» Космический центр в Хантсвилле представлял собой подобие былого величия.
Когда инженеры MSFC внимательно присмотрелись к Космической транспортной системе «Спейс шаттл» (STS), а также к ее европейскому компоненту в виде модуля «Спейслэб» (Spacelab), они увидели в них не перспективу новой большой космической станции, а скорее систему, которая, будучи введена в эксплуатацию, могла бы развиваться и дальше.
В частности, специалисты отметили, что модуль «Спэйслэб», интеграция которого с шаттлом была поручена MSFC, не сможет в полной мере реализовать свой потенциал в качестве орбитальной лаборатории, из-за того, что максимальное время прибывания «Спейс шаттла» на околоземной орбите ограничено семью днями. Челнок и его полезная нагрузка должны были получать электроэнергию от топливных элементов, а это означает, что количество компонентов для работы топливных элементов, которые сможет нести челнок, будет определять продолжительность космической миссии.
В начале 1977 года, MSFC предложил первый этап развития Космической транспортной системы, за пределы ее базовой версии. Было предложено включить в ее состав энергетический модуль (Power Module - PМ), который был способен непрерывно вырабатывать 25 киловатт электроэнергии. Конструкция такого модуля была во многом продиктована совместными исследованиями Министерства энергетики и агентства НАСА по созданию солнечных энергетических спутников в 1970-х годах.
Предполагалось, что энергетический модуль будет выводиться на низкую околоземную орбиту в грузовом отсеке космического челнока, и сможет оставаться на орбите в течении пяти лет. Шаттлы могли бы стыковаться с модулем и использовать его электроэнергию для того, чтобы увеличить время космических экспедиций до 30 дней.
В качестве альтернативного варианта, космический челнок мог пристыковать к энергетическому модулю другую полезную нагрузку, и оставить ее на орбите. Это привлекло внимание материаловедов, которые опасались, что движения астронавтов на борту челнока и космической лаборатории могут нарушить и сорвать некоторые эксперименты, проводимые в условиях микрогравитации. Челноки могли бы стыковаться с такой полезной нагрузкой для того, чтобы забрать результаты экспериментов.
Помимо электроэнергии, такой модуль моб бы обеспечить терморегуляцию и ориентацию. Это позволило бы челноку экономить топливо системы ориентации. Полезная нагрузка, предназначавшаяся для стыковки с PM, могла бы не иметь систем терморегуляции и ориентации, что снизило бы ее стоимость.
Инженеры MSFC первоначально планировали создать энергетический модуль на основе конструкции монтировки телескопа Apollo (ATM) станции «Скайлэб». Но вскоре они обнаружили, что модификация ATM для соответствия строгим требованиям размера грузового отсека шаттла обойдется дороже, чем разработка новой конструкции. Тем не менее, они сохранили восьмиугольную форму энергетического модуля, поскольку она эффективно использовала цилиндрический объем грузового отсека, и при этом имела плоские поверхности для установки дополнительных систем.
Специалисты MSFC стремилась снизить стоимость PM за счет использования систем, разработанных для станции «Скалэб», модуля «Спэйслэб» и самого «Спейс шаттла». К ним относились три гироскопа для управления ориентацией и четыре изогнутых радиатора которые устанавливались на створках грузового отсека шаттла. Все основные подсистемы PM должны были быть спроектированы для их замены астронавтами во время выхода в открытый космос.
Модуль должен был иметь массу 14 тонн, и длину 16 метров. Его длина оставляла место в грузовом отсеке шаттла только для размещения стыковочного тоннеля.
По прибытии на низкую околоземную орбиту астронавты должны были открыть грузовой отсек орбитального шаттла и с помощью роботизированной руки достать модуль, а затем пристыковать его к стыковочному узлу шаттла. Далее астронавты должны были развернуть две солнечные батареи энергетического модуля. В полностью развернутом состоянии каждая из них должна была иметь длину 40 метров и ширину 9 метров.
Специалисты рассчитали мощность солнечных панелей таким образом, чтобы они генерировали 59 киловатт электроэнергии, что было на 34 киловатта больше, чем потребляли все системы шаттла и лаборатории «Спэйлэб». Часть этой энергии должна была использоваться для питания систем управления, но большая ее часть шла на зарядку батарей в системе управления полетом, чтобы она могла обеспечивать постоянную мощность в 25 киловатт на протяжении всего времени нахождения космического аппарата в тени Земли.
Инженеры признавали тот факт, что крупные солнечные батареи со временем будут деградировать; по оценкам инженеров, за пять лет они потеряют 5% генерируемой мощности. Аналогичным образом, батареи PM постепенно потеряют способность заряжаться и разряжаться. По оценкам специалистов, через пять лет один из шаттлов должен был вернуть PM для ремонта. Затем другой челнок вновь должен был запустит его на низкую околоземную орбиту для продолжения выполнения своих задач.
Инженеры MSFC представили концепцию энергетического модуля ученым на организованном MSFC семинаре по солнечно-земной физике в октябре 1977 года. Они получили широкую поддержку из-за новых возможностей, которые мог дать новый модуль для Транспортной космической системы STS.
Продолжение следует....