« Союз -ТМА» — космический корабль, используемый Федеральным космическим агентством России для полетов человека в космос . Это модификация космического корабля «Союз» , на смену которому в 2010 году пришел «Союз ТМА-М» . (Т – транспортный – Транспортный – означает транспортный, М – модифицированный – Модифицированный – означает модифицированный, А – антропометрический, – Антропометрический означает антропометрический ). В космический корабль внесено несколько изменений, отвечающих требованиям НАСА [1] для обслуживания Международной космической станции , включая больший диапазон высоты и веса экипажа и улучшенные парашютные системы. Это также первый автомобиль одноразового использования со « стеклянной кабиной ». «Союз-ТМА» снаружи выглядит идентично более раннему космическому кораблю «Союз-ТМ» , но внутренние различия позволяют разместить на нем более высоких пассажиров с помощью новых регулируемых кушеток для экипажа.
Космический корабль «Союз» состоит из трех частей (спереди назад):
Первые две части представляют собой жилое помещение. За счет максимально возможного перемещения в орбитальный модуль, который не нужно экранировать или замедлять во время входа в атмосферу , трехчастный корабль «Союз» становится больше и легче, чем командный модуль космического корабля «Аполлон », состоящий из двух частей . Командный модуль «Аполлона» имел шесть кубометров живого пространства и массу 5000 кг; Трехчастный «Союз» предоставил тому же экипажу девять кубических метров жилого пространства, шлюзовую камеру и служебный модуль только для массы капсулы «Аполлон». Это не учитывает орбитальный модуль, который можно было бы использовать вместо лунного модуля «Аполлон» .
«Союз» может перевозить до трех космонавтов и обеспечивать их жизнеобеспечение в течение около 30 человеко-дней. Система жизнеобеспечения обеспечивает атмосферу азота/кислорода с парциальным давлением на уровне моря. Атмосфера регенерируется с помощью баллонов KO 2 , которые поглощают большую часть CO 2 и воды , производимых экипажем, и регенерирует кислород, а также баллонов LiOH , которые поглощают оставшийся CO 2 .
Во время запуска аппарат защищен носовым обтекателем, который сбрасывается после прохождения через атмосферу. Имеет автоматическую систему стыковки. Корабль может управляться автоматически или пилотом независимо от наземного управления.
Носовая часть космического корабля представляет собой орбитальный модуль ( бытовой отсек (БО), Битовой отсек ), также известный как Жилой отсек. В нем находится все оборудование, которое не понадобится для входа в атмосферу, например, эксперименты, камеры или груз. Обычно он используется как обеденная зона и туалет. В дальнем конце он также содержит стыковочный порт. Этот модуль также содержит туалет, стыковочную авионику и средства связи. На последних версиях «Союза» было введено небольшое иллюминатор, обеспечивающее экипажу обзор вперед.
Люк между ним и спускаемым модулем может быть закрыт, чтобы изолировать его и при необходимости действовать как шлюзовая камера, космонавты выходят через его боковой порт (внизу этого снимка, возле спускаемого модуля) на стартовом столе, у них есть вошел в космический корабль через этот порт.
Такое разделение также позволяет адаптировать орбитальный модуль к выполняемой миссии с меньшим риском для жизненно важного спускаемого модуля. Условие ориентации в невесомости отличается от спускаемого аппарата: космонавты стоят или сидят головой к стыковочному узлу.
Модуль спускаемого аппарата ( СА) : спускаемый аппарат (СА), Спускаемый аппарат (СА) ) используется для запуска и возвращения на Землю. Он покрыт термостойким покрытием, защищающим его при повторном входе в атмосферу . Сначала его замедляет атмосфера, затем тормозной парашют, а затем основной парашют, который замедляет корабль при приземлении. На высоте одного метра над землей для мягкого приземления срабатывают твердотопливные тормозные двигатели, установленные за тепловым экраном . Одним из требований к конструкции возвращаемого модуля было обеспечение максимально возможного объемного КПД (внутренний объем, разделенный на площадь корпуса). Лучшей формой для этого является сфера, но такая форма не может обеспечить подъемную силу, что приводит к чисто баллистическому входу в атмосферу . Баллистический вход в атмосферу тяжел для пассажиров из-за сильного замедления, и его невозможно вывести за рамки первоначального схода с орбиты. Именно поэтому было решено использовать форму «фары», которую использует «Союз» — полусферическую носовую часть, соединенную едва наклоненной конической секцией (7 градусов) с классическим теплозащитным экраном сферического сечения. Такая форма позволяет создавать небольшую подъемную силу из-за неравномерного распределения веса. Это прозвище было придумано в то время, когда почти каждая автомобильная фара представляла собой круглый параболоид.
В задней части автомобиля расположен сервисный модуль ( приборно -агрегатный отсек, Приборно-Агрегатный Отсек (ПАО) ). Он имеет приборный отсек ( приборный отсек, Приборный отсек (ПО) ), гермоконтейнер в форме выпуклой консервной банки, в котором размещены системы контроля температуры, электропитания, дальней радиосвязи , радиотелеметрии и приборы ориентации и контроля. Двигательный отсек ( агрегатный отсек, Агрегатный Отсек (АО) ) , негерметичная часть служебного модуля, содержит основной двигатель и запасные: жидкотопливные двигательные установки для маневрирования на орбите и начала спуска. обратно на Землю. Корабль также имеет систему двигателей малой тяги для ориентации, прикрепленную к промежуточному отсеку ( переходной отсек, Переходной Отсек (ПХО) ). За пределами служебного модуля расположены датчики системы ориентации и солнечная батарея, которая ориентируется на Солнце за счет вращения корабля.
Поскольку его модульная конструкция отличается от конструкции предыдущих конструкций, перед входом в атмосферу «Союза» происходит необычная последовательность событий. Космический корабль поворачивается двигателем вперед, и главный двигатель запускается для схода с орбиты на 180 ° перед запланированным местом приземления. Для этого требуется наименьшее количество топлива для входа в атмосферу: космический корабль движется по эллиптической орбите Гомана до точки, где он будет достаточно низко в атмосфере для повторного входа.
Тогда на раннем космическом корабле «Союз» служебный и орбитальный модули будут отделяться одновременно. Поскольку они соединены трубками и электрическими кабелями со спускаемым модулем, это поможет их разделению и позволит избежать изменения ориентации спускаемого модуля. Позже космический корабль «Союз» отделяет орбитальный модуль перед запуском основного двигателя, что экономит еще больше топлива и позволяет спускаемому модулю вернуть больше полезной нагрузки. Орбитальный модуль ни в коем случае не может оставаться на орбите в качестве дополнения к космической станции, поскольку люк, позволяющий ему выполнять функции шлюзовой камеры, является частью спускаемого модуля.
Стрельба при входе в атмосферу обычно проводится на «рассветной» стороне Земли, чтобы космический корабль можно было увидеть с помощью спасательных вертолетов, когда он спускается в вечерних сумерках и освещается солнцем, когда он находится над тенью Земли. С начала полетов «Союзов» к МКС только пять из них совершили ночные посадки. [2]
Последним запланированным полетом базовой конструкции «Союз-ТМА» стал «Союз ТМА-22» , запущенный 14 ноября 2011 года со стартовой площадки «Гагаринский старт» космодрома Байконур в Казахстане в 04:14:03 UTC. [3] Новая модернизированная серия «Союз ТМА-М» была разработана и построена РКК «Энергия» как модернизация базового корабля «Союз ТМА». Тридцать шесть устаревших единиц оборудования заменены на 19 устройств нового поколения, а общая масса автомобиля снижена на 70 килограммов (154 фунта). [4] В частности, надежная, но тяжелая (70 кг) цифровая вычислительная машина «Аргон [5] и аналоговые системы, использовавшаяся на кораблях «Союз» более 30 лет, заменена новой цифровой вычислительной машиной — ЦВМ-101 и цифровая авионика. [6] По всему кораблю снижено энергопотребление. [6] В конструкцию космического корабля также внесены изменения, такие как замена магниевого сплава, используемого в каркасе приборного модуля, на алюминиевый сплав, [6] для упрощения изготовления корабля. [4]
Модернизированный «Союз» также позволит инженерам испытать новое оборудование, которое также может быть использовано в российском пилотируемом космическом корабле следующего поколения , который в настоящее время находится в стадии разработки. [7]
Астронавт НАСА Скотт Келли , член экипажа корабля «Союз ТМА-01М», высоко оценил новые дисплеи корабля, заявив, что они делают полет проще и менее трудоемким для оператора. [8]
Было запущено два летно-испытательных полета: «Союз ТМА-01М» 7 октября 2010 года и «Союз ТМА-02М» 7 июня 2011 года. Третий корабль, «Союз ТМА-03М» , стартовал 21 декабря 2011 года и использовался для квалификационных испытаний. Помимо проверки штатной работы корабля, испытания включали проверку нештатных режимов, таких как ручное управление ориентацией, выдача импульсов орбитального маневрирования с помощью четырех причалочных и ориентационных двигателей, а также полет вокруг МКС в режиме ручного управления. [9]
Вариант ТМА-М совершил 20 полетов с частотой четыре раза в год, прежде чем в 2016 году его заменил «Союз МС» . График запусков см. в Списке российских пилотируемых космических полетов .
