Транспортный корабль снабжения

«Транспортный корабль снабжения»
TKS spacecraft drawing.png
экипаж  0?3 чел.
длительность автономного полета  ?4 сут
> в составе ОПС  ?90 сут
стартовая масса  21,62 т;
> на орбите  17,57 т;
объем внутренних отсеков  49,88 м?;
длина в стартовом положении  17,51 м;
> на орбите  13,2 м;
масса ПН с ВА  ?12,6 т;
> доставляемой на ОПС  ?5,2 т;
ёмкость топливных отсеков:  ?3,822 т;
солнечные батареи  2?17 м?,
 1?6 м?
общая мощность СБ: 3,5 кВт
ракета-носитель «Протон»
запуски  8
места запуска  Байконур
первый запуск  15.12.1976
последний запуск  27.09.1985
успешных запусков  8
неудачных запусков  нет

«Транспортный корабль снабжения» — многофункциональный космический корабль СССР, разработанный ОКБ-52 Челомея для доставки экипажа и грузов на орбитальную пилотируемую станцию военного назначения «Алмаз» и имеет возвращаемый на землю модуль. Кроме этого, ТКС стыковался к гражданским орбитальным станциям типа «Салют», а в модифицированном виде, как научные модули, — к орбитальным станциям «Мир» и «МКС».

Устройство корабля

ТКС состоит из двух частей: возвращаемого аппарата и функционально-грузового блока, каждый из которых способен осуществлять автономный полет.

Функционально-грузовой блок

ФГБ состоит из секций различного диаметра. Спереди, на зоне малого диаметра на него устанавливался возвращаемый аппарат, сзади отсек имел расширение, образованное двумя коническими проставками максимальным диаметром 4,1 м. В хвостовой части ТКС располагался активный стыковочный агрегат, специально приспособленный для стыковки объектов массой по 20 т. В передней части блока находятся два двигателя коррекции тягой по 447 кгс. Двигатели могли включаться до 100 раз; их ресурс составлял 2600 с. Для корабля столь большой массы оказалось более выгодным использовать двигательную установку с турбонасосной системой подачи, а не с вытеснительной как на «Союзе». Все топливо размещалось в восьми цилиндрических баках на внешней поверхности ФГБ. Там же установлены основные агрегаты двигательной установки, двигатели ориентации и стабилизации, антенны и датчики, радиаторы системы терморегулирования.

Возвращаемый аппарат

По конфигурации ВА напоминает спускаемые аппараты КА «Джемини» и КА «Аполлон», обладает высоким аэродинамическим качеством, что позволяет выполнять управляемый спуск в атмосфере с небольшими тепловыми нагрузками. Основные характеристики:

Масса на старте: около 7,3 т;
Максимальная длина: 10,3 м;
Максимальный диаметр: 2,79 м;
Масса на орбите: более 4,8 т, при спуске — около 3,8 м;
Жилой объем ВА: 3,5 м?;
Масса возвращаемого груза: до 50 кг, без экипажа — 500 кг;
Время автономного полета ВА по орбите: 3 часа;
Максимальное время нахождения экипажа в ВА: 31 час;
Возвращаемый аппарат КА «Космос 1443»

Теплозащита ВА состоит из донного полусферического сегмента, боковой теплозащиты, сегмента носового отсека. Теплозащитное покрытие выполнено из кремнеземной ткани, пропитанной фенолформальдегидной смолой. При нагреве смола испаряется и газообразные продукты пиролиза блокируют приток тепла. После возвращения теплозащиту можно восстановить и использовать снова. На днище ВА сделан люк диаметром 550 мм для доступа экипажа в ФГБ. Несмотря на то, что этот участок теплозащиты подвергается наиболее интенсивному нагреву, такая схема продемонстрировала высокую надежность в эксплуатации.

На днище ВА был закреплен навесной отсек с системой жизнеобеспечения. В верхней части кабины установлен носовой отсек с реактивной системой управления спуском, парашютной и некоторыми другими системами. НО оканчивался пороховой ТДУ с четырьмя соплами, направленными назад, вдоль образующей конуса. Над ТДУ на коротком переходнике закреплялась длинная цилиндрическая АДУ, сопла которой также были направлены вдоль образующей конуса ВА. ТДУ обеспечивала тормозной импульс скорости для схода ВА с орбиты. Управление ориентацией аппарата на орбите и при спуске в атмосфере — посредством РСУ.

История

История проекта неразрывно связана с историей разработки орбитальной пилотируемой станции «Алмаз». ОПС должна была стать военным форпостом на орбите, на ней предполагалось разместить уникальное фотографическое оборудование для наблюдения за Землёй. Для поддержания станции в обитаемом состоянии, доставки грузов, расходуемых материалов для оборудования и возвращения отснятых пленок требовался транспортный корабль. В 1966 году состоялась защита эскизного проекта ОПС с транспортным кораблем 7К-ТК «Союзного» семейства. В силу малой размерности корабля масса доставляемого груза была минимальной, а возвращаемого — практически нулевой. Поэтому Челомей поручил своим проектантам разработать собственный корабль. Уже в 1969 году был выпущен новый эскизный проект, обозначивший контуры будущего ТКС, состоящего из многоразового возвращаемого аппарата и функционально-грузового блока. ВА корабля ТКС стал первым, имеющим люки в днище с теплозащитой и реализовавшим на практике возможность повторного использования.

  • В 1970 году, в разгар работ по ТКС и ОПС возникло предложение, в ответ на планы вывода американской орбитальной космической станции «SKYLAB» быстро создать из имеющегося корпуса ОПС и систем корабля «Союз» долговременную орбитальную станцию. Все силы были брошены на новый проект, впоследствии ставший известной серией станций «Салют», а ТКС предписывалось отработать на втором этапе эксплуатации станции. Лишь в 1973-74 году работы по ТКС возобновились в прежнем объеме. Были изготовлены несколько экземпляров корабля для статических и тепловых испытаний и для тренировок космонавтов.
  • С 1975 года начались лётно-конструкторские испытания. С 51-й площадки космодрома Байконур были проведены пять испытаний САС. Для отработки ВА было изготовлено изделие 82ЛБ72 — массово-инерционный аналог ТКС, состоящий из двух ВА, соединённых днищами. Первый запуск состоялся в конце 1976 года, аппараты, получившие обозначения «Космос-881» и «Космос-882» сделали 1 виток и благополучно приземлились в Казахстане. Всего было проведено 4 запуска с разным успехом. Из них два ВА впервые совершили по два полёта.
  • В 1977 году первый ТКС-1 «Космос-929» отправился в космос. Через месяц ВА совершил успешную посадку, а ФГБ еще полгода работал на орбите.
  • Так как ОПС «Алмаз» к моменту готовности полетов ТКС со стыковками не была на орбите, было решено стыковаться со станцией серии ДОС-«Салют». В 1981 году был запущен ТКС-2 «Космос-1267». Его ВА вскоре вернулся на землю, а ФГБ состыковался со станцией «Салют-6».
  • Запущенный 02.03.1983 ТКС-3 «Космос-1443» доставил на станцию «Салют-7» 2,7 тонны грузов и 3,8 тонн топлива, проработал долгое время как модуль и завершил полёт 19.09.1983. Его ВА 23.08.1983 совершил мягкую посадку, доставив на Землю около 350 кг грузов и результатов экспериментов.
  • Следующим с тем же «Салютом-7» стыковался 02.10.1985 ТКС-4 «Космос-1686», запущенный 27.09.1985. Модуль поработал и как грузовик, доставив на борт станции 4322 кг расходных материалов и спецоборудование более 80 наименований, в т.ч. раздвижную ферму «Маяк». В баках ТКС находилось 1550 кг топлива для поддержания орбиты станции «Салют-7», её ориентации и стабилизации. Все эти функции после стыковки ТКС-М взял на себя. Модуль дал существенную прибавку и системе электропитания, передавая на «Салют-7» до 1,1 кВт электроэнергии. Но самым главным было, конечно, научное оборудование массой 1255 кг. Аппаратура предназначалась для проведения более 200 экспериментов, включая военно-прикладной оптический комплекс «Пион-К» с лазерно-электронным телескопом. После окончания работ на орбитальной станции «Салют-7» предусматривалось её сохранение её на высокой орбите для последующего возрождения или возвращения на Землю в рамках программы кораблей многоразового использования «Буран», однако эта программа была закрыта после одного испытательного полёта. Ещё до этого топливо на ТКС-М и на станции «Салют-7» было практически выработано, в 1990 году возросла солнечная активность, ввиду чего орбитальный комплекс стал резко терять высоту орбиты и неуправляемо сошел с неё 07.02.1991.
  • Не совсем удачная судьба ТКС, отсутствие пилотируемых запусков, хотя все необходимые разрешения на пилотируемые полеты были получены, в первую очередь связана не с самим кораблем, а с его ракетой-носителем семейства «Протон» , а также, с программой ОПС «Алмаз». Токсичность топлива РН семейства «Протон»2N2H2, и тетраоксид азота N2O4) выше, чем у боевого отравляющего вещества типа «Фосген». Любая незначительная авария на старте могла привести к гибели всего экипажа, кроме этого, большой проблемой был трансфер экипажа на стартовую площадку и в корабль ТКС..
  • Оставшиеся ТКС были переделаны в функционально-служебные и функционально-грузовые блоки. Один из них в 1987 г. доставил на «Мир» модуль «Квант-1», другой пригодился при создании военной станции «Скиф-ДМ». Фактически на этом программа почти прекратилась. В 90-е рассматривался вопрос о создании на базе ВА корабля-спасателя для станции Freedom, а потом и для МКС. Незначительная модификация позволяла вернуть на землю до 6 человек, но от этого проекта отказались. Зато на базе ФГБ ТКС был сделан одноименный модуль для МКС, и есть планы на запуск ФГБ-2.
  • Одним из первоначальных вариантов создания станции «Мир» была схема со стыковкой служебных модулей на основе ТКС к базовому блоку. При этом модули могли отстыковываться и переходить в автономный полет для выполнения экспериментов, а их возвращаемый аппарат использоваться как средство спасения экипажа станции.
  • На базе корабля ТКС разрабатывается корабль для орбитального космичеcкого туризма Эскалибур-Алмаз