Квант-1 ( русский : Квант-1 ; английский : Quantum-I/1 ) (37KE) был первым модулем, присоединённым в 1987 году к основному модулю станции «Мир» , который сформировал ядро советской космической станции «Мир» . Он оставался присоединённым к станции «Мир» до тех пор, пока вся космическая станция не была сведена с орбиты в 2001 году. [4]
Модуль Квант-1 содержал научные приборы для астрофизических наблюдений и экспериментов по материаловедению. Он использовался для проведения исследований физики активных галактик, квазаров и нейтронных звезд, и был уникально позиционирован для изучения сверхновой SN 1987A . Кроме того, он поддерживал биотехнологические эксперименты с противовирусными препаратами и фракциями. Некоторые дополнения к Кванту-1 за время его существования включали солнечные батареи и фермы Софора и Рапана .
Модуль «Квант-1» был создан на базе космического корабля ТКС и был первой экспериментальной версией запланированной серии модулей типа «37К». Модули 37К имели отделяемый двигательный модуль типа ТКС-Э, также называемый функционально-сервисным модулем (ФСМ). Система управления «Кванта-1» была разработана НПО «Электроприбор» ( Харьков , Украина ). [5]
После предыдущих инженерных испытаний с космическими станциями « Салют-6» и «Салют-7» (и временно присоединенными модулями космической станции, созданными на основе ТКС, такими как «Космос-1267» , «Космос-1443» и «Космос-1686 ») он стал первым модулем космической станции, который был полупостоянно присоединен к первой модульной космической станции в истории космических полетов. [3] Первоначально планировалось, что «Квант-1» будет пристыкован к космической станции «Салют-7», однако планы эволюционировали в сторону запуска на станцию «Мир» , первоначально рассматривавшегося на борту советского космического челнока «Буран» , но в конечном итоге измененного на запуск на станцию «Мир» с помощью ракеты «Протон-К» .
Космический корабль «Квант» представлял собой первое использование нового типа советского модуля космической станции, обозначенного как 37К. Приказ, разрешающий начало разработки, был издан 17 сентября 1979 года. Базовая конструкция 37К состояла из герметичного цилиндра диаметром 4,2 м с стыковочным портом на переднем конце. Он не был оснащен собственной двигательной установкой. Первоначальное разрешение было на восемь 37К различных конфигураций:
37КЭ получил обозначение «Квант» и был оснащен астрофизической полезной нагрузкой. Он также использовал цифровую вычислительную машину управления полетом «Салют-5Б» и систему ориентации маховика «Гиродайн», разработанную для «Алмаза» . По мере приближения к завершению работы над модулем «Салют-7» столкнулся с многочисленными техническими проблемами, и «Квант» был перенацелен на стыковку с «Миром». Но в то время планировалось, что «Мир» будет находиться на 65-градусной орбите, а «Квант» был на 800 кг тяжелее, чем могла бы вывести на такую орбиту ракета-носитель «Протон». В январе 1985 года орбита «Мира» была изменена на 51,6-градусную, что решило одну проблему. Но теперь планировалось, что «Квант» будет стыковаться с задним портом «Мира», что потребовало добавления линий для подачи ракетного топлива из корабля-заправщика «Прогресс» в баки хранения «Мира». Это снова увеличило вес, вынудив ФГБ уменьшить загрузку топлива до 60% в баках высокого давления и пустых баках низкого давления. При заявленном общем стартовом весе, варьирующемся от 20 600 до 22 797 килограммов (от 45 415 до 50 259 фунтов), [3] [6] «Квант-1» предположительно был на тот момент самым тяжелым грузом, поднятым «Протоном», что потребовало специальных модификаций его ракеты-носителя. [6]
Квант-1 состоял из двух герметичных рабочих отсеков, одного негерметичного экспериментального отсека и одного небольшого шлюза для доступа к телескопам и смены и извлечения плёнки. Он также нес дополнительные системы жизнеобеспечения, включая генератор кислорода «Электрон» и оборудование для удаления углекислого газа из воздуха. [3]
Научное оборудование на борту «Кванта-1» включало: [3] [6]
Для астрономических наблюдений Квант-1 нес – в дополнение к двум датчикам горизонта Земли, двум звездным датчикам и трем звездным трекерам [6] – шесть гиродинов , которые позволяли чрезвычайно точно наводить весь комплекс Мир. Поскольку гиродины работали на электричестве, они также значительно сократили количество топлива для управления ориентацией, необходимое для двигателей управления базового блока Мир – сэкономив 15 тонн топлива за первые два года. Однако они потребляли много электроэнергии – среднее потребление модуля Квант-1 оценивалось в 6,90 кВт. [3] [6]
Первоначально планировалось, что «Квант-1» будет запущен и пристыкован к «Салюту-7» , но задержки вынудили вместо этого запустить его к «Миру». «Квант-1» не имел собственных двигательных установок, и для достижения «Мира» «Квант-1» был состыкован с функциональным служебным модулем (ФСМ) — несущим двигательные и электрические системы — для выполнения функции космического буксира. ФСМ был создан на основе космического корабля ТКС , который позже стал основой для функционального грузового блока модулей « Квант -2» , «Кристалл» , «Спектр» и «Природа» .
Квант-1 и его ФСМ были запущены 30 марта 1987 года — на момент запуска на станции «Мир» находился экипаж ЭО-2, который уже состыковался с передним портом космического корабля «Союз ТМ-2» . 9 апреля «Квант-1» осуществил мягкую стыковку с задним портом «Мира». Однако «Квант-1» не смог осуществить жесткую стыковку, что означало, что два космических корабля были соединены лишь слабо — в такой конфигурации «Мир» не мог сориентироваться, иначе возникли бы повреждения.
Экипаж ЭО-2 совершил экстренный выход в открытый космос 11 апреля, чтобы исследовать проблему. Экипаж обнаружил обломок, вероятно, мусорный мешок, который оставил Прогресс 28. Удалив его, Квант-1 наконец смог осуществить жесткую стыковку со станцией в тот же день. Квант-ФСМ, который содержал теперь ненужную двигательную установку модуля Квант-1, был окончательно сброшен 12 апреля, открыв задний стыковочный порт Кванта-1. [3]
После окончательного достижения жесткого дока и сброса Кванта-ФСМ испытания бортовых систем Кванта-1 проводились до конца апреля. Май был потрачен на подготовку к расширению электропитания с мероприятиями, которые требовали мало электроэнергии, такими как медицинские эксперименты и фотосъемка ресурсов Земли — столь необходимая дополнительная электроэнергия позволила бы проводить эксперименты, такие как печь Корунд 1-М, которая использовалась для проведения плавок в течение нескольких дней, и для питания гиродинов Кванта-1, необходимых для астрономических наблюдений. Для этого Квант нес уложенные солнечные батареи, которые были прикреплены к базовому блоку Мира во время выхода в открытый космос 12 июня. [3]
После завершения испытаний Кванта-1, установки дополнительных солнечных панелей и получения гиродинов Кванта был сделан важный шаг в строительстве космической станции «Мир». Рентгеновский телескоп на борту Кванта-1 мог начать работу с размахом: он был уникально расположен для изучения сверхновой SN 1987A в Большом Магеллановом Облаке, пик ее света достиг Земли в мае 1987 года. Космонавты на борту «Мира» могли изучать взрывающуюся звезду в течение 115 сеансов с июня по сентябрь 1987 года. [3]
В январе 1991 года на Кванте-1 были установлены опорные конструкции, предназначенные для размещения солнечных батарей. В июле 1991 года экипаж построил ферму Софора в ходе четырех выходов в открытый космос. Ферма Софора была разработана для проверки новых методов строительства, установки двигательной установки и использования в качестве места для проведения экспериментов за пределами станции. В сентябре 1992 года экипаж установил двигательную установку VDU на конце фермы Софора. Ранее она была доставлена кораблем «Прогресс М-14» . VDU была разработана для повышения возможностей управления ориентацией станции. Шестилетняя двигательная установка VDU была окончательно заменена в апреле 1998 года новой, доставленной кораблем «Прогресс М-38».
В сентябре 1993 года на Кванте-1 в ходе двух выходов в открытый космос была построена ферма «Рапана». Ферма «Рапана» была разработана для проведения экспериментов по сборке ферм для возможной космической станции «Мир-2». Позднее на ферме «Рапана» проводились и внешние эксперименты. В июне 1996 года ферма «Рапана» была удлинена во время выхода в открытый космос.
22 мая 1995 года одна из солнечных панелей «Кристалла» была переустановлена на «Квант-1». В мае 1996 года на «Квант-1» была установлена кооперативная солнечная батарея «Мир», которая была доставлена вместе со стыковочным модулем «Мир» . В ноябре 1997 года старая солнечная батарея «Кристалла», которая была прикреплена к «Кванту-1», была утилизирована, а на ее место была установлена общероссийская солнечная батарея, которая также была доставлена вместе со стыковочным модулем.
23 февраля 1997 года в модуле «Квант-1» загорелся резервный твердотопливный кислородный баллон . [7] Огонь изверг расплавленный металл, и экипаж был обеспокоен тем, что он может прожечь корпус космической станции. [8] Дым заполнил станцию, и экипаж надел респираторы, чтобы продолжать дышать, хотя некоторые респираторы были неисправны и не подавали кислород. После четырнадцати минут горения и использования трех огнетушителей пожар погас. [8] [9] Дым оставался густым в течение сорока пяти минут после того, как пожар был потушен. После того, как в респираторах закончился кислород и дым начал рассеиваться, экипаж перешел на использование фильтрующих масок. [8] [10]
