Союз -ТМА ( русский : транспортный модифицированный антропометрический , латинизированный : Транспортный Модифицированный Антропометрический , букв. 'Транспортный Модифицированный Антропометрический') был космическим кораблем, построенным Энергией и используемым Роскосмосом для пилотируемых космических полетов . Это модификация космического корабля Союз, представленного в 2001 году, и использовавшегося до 2012 года после того, как в 2010 году был заменен Союзом ТМА-М . Хотя снаружи он выглядит идентично более раннему Союзу-ТМ , космический корабль имеет несколько изменений, чтобы удовлетворить требования, запрошенные НАСА для лучшего обслуживания Международной космической станции . [1] Наиболее важным отличием являются антропометрические изменения, в первую очередь в виде новых регулируемых кушеток экипажа, которые позволили более низким, высоким, легким и тяжелым пассажирам летать в космическом корабле. Союз также получил улучшенные парашютные системы и « стеклянную кабину », впервые для одноразового корабля.
Космический корабль «Союз» состоит из трех частей (спереди назад):
Первые две части — это обитаемое жилое пространство. Перемещаясь как можно больше в орбитальный модуль, который не нужно экранировать или замедлять во время входа в атмосферу , трехсекционный корабль «Союз» и больше, и легче, чем двухсекционный командный модуль космического корабля «Аполлон» . Командный модуль «Аполлон» имел шесть кубических метров жилого пространства и массу 5000 кг; трехсекционный «Союз» предоставлял тому же экипажу девять кубических метров жилого пространства, шлюз и служебный модуль для массы только капсулы «Аполлон». Это не учитывает орбитальный модуль, который мог бы использоваться вместо лунного модуля «Аполлон» .
«Союз» может перевозить до трех космонавтов и обеспечивать их жизнеобеспечение в течение примерно 30 человеко-дней. Система жизнеобеспечения обеспечивает азотно-кислородную атмосферу при парциальном давлении на уровне моря. Атмосфера регенерируется с помощью баллонов KO 2 , которые поглощают большую часть CO 2 и воды, производимых экипажем, и регенерируют кислород, и баллонов LiOH , которые поглощают оставшийся CO 2 .
Во время запуска аппарат защищен носовым обтекателем, который сбрасывается после прохождения атмосферы. Имеет автоматическую систему стыковки. Корабль может управляться автоматически или пилотом независимо от наземного управления.
Передняя часть космического корабля — это орбитальный модуль ( бытовой отсек, BO) , также известный как жилой отсек . В нем размещается все оборудование, которое не понадобится для возвращения в атмосферу, например, эксперименты, камеры или груз. Обычно он используется как зона приема пищи и туалет. В дальнем конце он также содержит стыковочный порт. Этот модуль также содержит туалет, стыковочную авионику и средства связи. В последних версиях «Союза» был введен небольшой иллюминатор, обеспечивающий экипажу обзор вперед.
Люк между ним и спускаемым аппаратом может быть закрыт, чтобы изолировать его и при необходимости использовать в качестве шлюза. Космонавты выходят через боковой порт (внизу этой фотографии, рядом с спускаемым аппаратом) на стартовой площадке; через этот порт они входят в космический корабль.
Это разделение также позволяет настраивать орбитальный модуль под миссию с меньшим риском для жизненно важного спускаемого модуля. Условие ориентации в невесомости отличается от такового для спускаемого модуля, поскольку космонавты стоят или сидят головой к стыковочному порту.
Модуль спускаемого аппарата (СА ) используется для запуска и возвращения на Землю. Он покрыт термостойким покрытием для защиты во время входа в атмосферу . Сначала он замедляется атмосферой, затем тормозным парашютом, а затем основным парашютом, который замедляет аппарат для посадки. На высоте одного метра над землей запускаются твердотопливные тормозные двигатели, установленные за тепловым экраном, чтобы обеспечить мягкую посадку. Одним из требований к конструкции модуля спускаемого аппарата было то, чтобы он имел максимально возможную объемную эффективность (внутренний объем, деленный на площадь корпуса). Наилучшей формой для этого является сфера, но такая форма не может обеспечить подъемной силы, что приводит к чисто баллистическому входу в атмосферу . Баллистические входы в атмосферу тяжелы для пассажиров из-за высокого замедления и не могут быть управляемы за пределами их первоначального импульса схода с орбиты. Вот почему было решено использовать форму «фары», которую использует «Союз» — полусферическая передняя часть, соединенная слегка наклоненной конической секцией (семь градусов) с классическим сферическим тепловым экраном. Такая форма позволяет создавать небольшую подъемную силу за счет неравномерного распределения веса. Прозвище было придумано в то время, когда почти каждая автомобильная фара представляла собой круглый параболоид.
В задней части корабля находится служебный отсек (ПАО ). В нем имеется приборный отсек ( ПО ) — герметичный контейнер в виде раздутой банки, в котором размещены системы терморегулирования, электропитания, дальней радиосвязи , радиотелеметрии, приборы ориентации и управления. В агрегатном отсеке ( АО ) — негерметичная часть служебного отсека, в котором размещены основной двигатель и запасная — жидкостная двигательная установка для маневрирования на орбите и начала спуска на Землю. На корабле также имеется система двигателей малой тяги для ориентации, закрепленная на переходном отсеке ( ПхО ) . Снаружи служебного модуля находятся датчики системы ориентации и солнечная батарея, которая ориентируется на Солнце путем вращения корабля.
Поскольку его модульная конструкция отличается от предыдущих конструкций, у «Союза» необычная последовательность событий перед входом в атмосферу. Космический корабль разворачивается двигателем вперед, а главный двигатель включается для схода с орбиты на 180° впереди запланированного места посадки. Это требует наименьшего количества топлива для входа в атмосферу, космический корабль движется по эллиптической орбите Хохмана до точки, где он будет достаточно низко в атмосфере для входа в атмосферу.
Ранние космические корабли «Союз» затем имели бы служебный и орбитальный модули, отсоединяемые одновременно. Поскольку они соединены трубками и электрическими кабелями с посадочным модулем, это помогло бы их разделению и избегало бы изменения ориентации посадочного модуля. Более поздние космические корабли «Союз» отсоединяли орбитальный модуль перед запуском основного двигателя, что экономит еще больше топлива, позволяя посадочному модулю возвращать больше полезной нагрузки. Ни в коем случае орбитальный модуль не может оставаться на орбите в качестве дополнения к космической станции, поскольку люк, позволяющий ему функционировать как шлюз, является частью посадочного модуля.
Вход в атмосферу обычно осуществляется на «рассветной» стороне Земли, так что спасательные вертолеты могут видеть космический корабль, когда он спускается в вечерних сумерках, освещенный солнцем, когда он находится над тенью Земли. С начала миссий «Союз» на МКС только пять из них совершили ночные посадки. [2]
