22 июля тяжелая ракета-носитель "Протон М" вывела на орбиту модуль "Наука" – новый отсек для российского сегмента Международной космической станции. Многострадальный аппарат, строительство которого началось четверть века назад, должен пристыковаться к МКС примерно через неделю. Однако уже на второй день полета у модуля начались проблемы – его орбита, вопреки плану, не менялась.

Источники нескольких изданий в аэрокосмической отрасли сообщили, что двигатели "Науки", вероятно, не работают из-за проблем в топливной системе. Только вечером в четверг центру управления удалось их запустить. Надежда, что "Наука" доберется до места назначения, сохраняется.

Успешный запуск и стыковка модуля "Наука" (так с некоторого момента стали называть многострадальный аппарат МЛМ-У) нужны российской космонавтике по многим причинам. Это не просто крупнейший проект за много лет, но и очень важное дополнение для российского сегмента МКС. Сейчас у российских космонавтов нет отдельного помещения для проведения научных экспериментов – фактически их приходится выполнять "в проходе", тогда как в составе станции уже работают американский, европейский и японский научные модули.

Кроме того, в "Науке" предусмотрена дополнительная каюта для члена экипажа. В российском модуле "Звезда" всего две каюты, и третий космонавт спал в американском модуле. Но с осени новые космические корабли Crew Dragon компании Space X будут доставлять на МКС по четыре астронавта, и места для россиянина в американском модуле не останется. "Наука" позволит сохранить численный состав российского экипажа на МКС. У модуля есть и другие важные для облегчения работы станции функции, например, дополнительные солнечные батареи и резервный усовершенствованный туалет.

Стружка от старости

Нынешний модуль "Наука" в некотором смысле ровесник всей Международной космической станции. Он начал строиться в рамках заключенного в 1993 году российско-американского договора как запасной для модуля "Заря". "Заря", основа будущей МКС, успешно отправилась на орбиту в 1998 году, и дублер, который тогда назывался ФГБ-2, оказался ненужным. Только спустя 6 лет готовый на 80% ФГБ-2 удалось пристроить: было принято решение построить на его основе новый модуль для российского сегмента МКС, предназначенный главным образом для научных исследований – многофункциональный лабораторный модуль, или МЛМ. Присоединиться к станции он должен был уже в 2007 году.

В течение следующих 14 лет запуск МЛМ переносился много раз по разным причинам. Среди них выделяется проблема, обнаруженная при испытаниях аппарата в 2013 году: специалисты обнаружили в топливопроводах модуля очень мелкую металлическую стружку. Эта стружка может помешать работе клапанов топливной системы, поэтому модуль отправили на доработку, которая затянулась еще на несколько лет. Аппарат за это время переименовали в МЛМ-У (усовершенствованный), хотя в сущности никакой модернизации не произошло. Более того, в 2017 году, через четыре года после того, как стружка была найдена в трубопроводах, такая же стружка была обнаружена и в топливных баках модуля. Внутри этих баков находится сильфон – похожая на меха гармоники конструкция из алюминия и тончайшей, в треть миллиметра, нержавеющей стали. Скорее всего, стружка возникла из-за трения сильфона о стенки бака – в конце концов, аппарат к этому моменту дорабатывался и испытывался уже в течение почти 20 лет.

Очистить баки от стружки было невозможно, запасные оказались точно так же испорчены. Производитель баков, московский завод "Серп и Молот", активно сносился для строительства новостроек. На других российских предприятиях такой технологии не было. Была идея поставить альтернативные баки, но от нее по разным причинам отказались и решили все-таки попробовать очистить оригинальные. Для этого их пришлось разрезать, тщательно отмывать каждый элемент и сваривать заново. Процесс занял еще несколько лет и все равно не дал гарантии, что микроскопической стружки нигде не осталось.

Насколько стружка действительно угрожает работе топливной системы и двигателя? Однозначного ответа ни у кого не было. Комиссия разрешила отправить модуль к МКС, но с условием, что баки будут использованы только один раз, а не многократно в составе топливной системы станции, как изначально предполагалось.

На грани падения?

"Наука" была успешно запущена тяжелой ракетой-носителем “Протон-М” вечером 21 июля. Орбита, на которую вышел аппарат, намного ниже орбиты МКС – модуль весит чуть больше 20 тонн и доставить его выше ракета не могла. Поэтому "Науке" с помощью собственных двигателей, питающихся от тех самых злополучных баков, нужно добраться до орбиты МКС, встретиться со станцией в одной точке и в автоматическом режиме пристыковаться к ней. На этом месте к МКС пока пристыкован малый модуль "Пирс". Если станет ясно, что "Наука" не доберется до станции, "Пирс" отсоединять не будут – он необходим для стыковки космических кораблей снизу станции. Так что по планам, касающимся "Пирса", можно судить о том, все ли в порядке у нового модуля.

Всего "Наука" должна включить двигатели четыре раза: дважды для поднятия орбиты и дважды для стыковки. Первое включение должно было состояться 22 июля, но днем в четверг научно-популярное издание N+1 со ссылкой на источник в отрасли сообщило, что в работе топливной системы модуля произошел сбой. По словам источника, данные телеметрии указывают на то, что сильфоны в некоторых баках порвались, часть топлива перетекла на другую сторону мембраны. Это означает, что топлива может не хватить для необходимых маневров. Удалось ли при этом запустить двигатели, источник не уточнил. "Роскосмос" никак не прокомментировал этот слух, но на то, что с модулем есть проблемы, косвенно указывал перенос даты отсоединения "Пирса" с пятницы на субботу.

Несколько часов спустя о проблемах "Науки" сообщило и издание "Московский комсомолец" со ссылкой на собственные источники. Неназванный собеседник газеты отметил, что орбита модуля не изменилась с момента вывода ракетой-носителем, а значит, двигатели "Науки" не включались, притом что команда на включение на модуль отправлялась. "Если дело не в серьезной поломке топливного агрегата, двигатель может заработать в любой момент, специалисты пытаются реанимировать его круглые сутки. Но может оказаться, что повреждения коснулись самого топливного бака", – сказал источник издания.

Неработающие двигатели не только означали, что модуль никогда не доберется до станции, но и грозили проблемами на Земле. На той орбите, на которой находился аппарат, еще достаточно велико сопротивление атмосферы, и через несколько десятков витков мог произойти неконтролируемый сход "Науки" с орбиты и падение модуля в случайном месте в достаточно широкой полосе, в которую входят Вашингтон, Рим, Париж, многие города Китая. Московский комсомолец обозначил это неконтролируемое падение удивительным эвфемизмом, озаглавив заметку "Модуль "Наука" может вернуться на землю".

Похожий сбой – отказ маршевого двигателя – произошел в 2011 году с российской межпланетной станцией "Фобос-Грунт". Аппарат сошел с орбиты –​ считается, что он почти полностью сгорел в плотных слоях атмосферы, а поверхности достигли только обломки общим весом в 200 килограммов, которые затонули в Тихом океане. Масса "Фобоса" почти двое меньше, чем у "Науки".

Пока хорошие новости

Только поздним вечером в четверг в официальном твиттере "Роскосмоса" появилось сообщение "Тестовое включение двигательной установки модуля #Наука и импульс формирования орбиты отработаны штатно".

Почти одновременно независимые наблюдатели, следящие за передвижением "Науки" с помощью допплеровского радара в Нидерландах, заметили, что его орбита действительно изменилась, а значит, двигатели в самом деле заработали.

Наконец, незадолго до полуночи в четверг на официальном сайте "Роскосмоса" появилось сообщение, содержащее больше подробностей: двигательную установку удалось включить дважды, около 18 часов по московскому времени на 17 секунд и два часа спустя на 250 секунд. Перигей орбиты аппарата увеличился примерно на 35 километров. Следующее корректирующее включение двигателей запланировано на пятницу, 23 июля.

С чем были связаны проблемы при включении двигателей, хватит ли "Науке" топлива, чтобы достичь МКС, – неизвестно, информации об этом нет в лапидарных официальных сообщениях "Роскосмоса" и Дмитрия Рогозина. Никаких новостей о состоянии модуля в пятницу к моменту публикации этой заметки не поступало. Сможет ли "Наука" спустя почти два десятилетия занять место в составе Международной космической станции? Удастся ли российским космонавтам получить пространство для научных опытов и дополнительную каюту? Избежит ли Дмитрий Рогозин очередного провала? Стыковка "Науки" к МКС запланирована на 29 июля, но если проблемы с двигателями и топливной системой продолжатся, ответ на эти вопросы может стать известен гораздо раньше.