Мокрая мастерская — это космическая станция, сделанная из отработанной ступени ракеты на жидком топливе . Такая ступень ракеты содержит два больших герметичных топливных бака; было решено, что больший бак может быть переоборудован в жилые помещения космической станции, в то время как меньший может использоваться для хранения отходов. Большая ступень ракеты достигнет низкой околоземной орбиты и подвергнется дальнейшей модификации. Это позволит экономически эффективно повторно использовать оборудование, которое в противном случае не имело бы дальнейшего назначения, но модификация ступени ракеты на орбите может оказаться сложной и дорогостоящей. По состоянию на апрель 2024 года ни одна космическая станция с мокрой мастерской не была построена или запущена в полет.[обновлять]
Мокрый цех противопоставляется « сухому цеху », где пустая верхняя ступень оснащается изнутри на земле перед запуском человеческим жилищем и другим оборудованием. Она не заполняется топливом; вместо этого ступень выводится на орбиту достаточно мощной ракетой. [1]
В программе «Аполлон» 1960-х годов изучалось использование второй ступени S-II ракеты Saturn V , а позднее планировалось использовать вторую ступень S-IVB ракеты Saturn IB в качестве мокрой мастерской, но отмена некоторых миссий по высадке на Луну в рамках программы «Аполлон» сделала двухступенчатую ракету Saturn V доступной для запуска станции, известной как Skylab, в качестве сухой мастерской S-IVB.
Вернер фон Браун предложил концепцию мокрой мастерской для запуска на Saturn V. Его проект модифицировал вторую ступень S-II стека Saturn V, чтобы позволить использовать ее в качестве жилого пространства после достижения орбиты. Поскольку нижняя ступень S-IC Saturn V не может достичь орбиты самостоятельно, S-II должна была бы запуститься, а затем выпустить оставшееся топливо после достижения орбиты. Чтобы обеспечить это, полы станции должны были быть сделаны из открытой сетки, которая позволяла бы топливу легко проходить к трубопроводу в нижней части баков. Конструкция также имела удобные опоры для рук и ног.
Поскольку для выхода на орбиту потребуется весь запас топлива, дополнительное оборудование жизнеобеспечения не может храниться внутри S-II во время запуска. Конструкция фон Брауна поместила все это вспомогательное оборудование в большой цилиндрический носитель, который будет перевозиться сверху ступени S-II вместо S -IVB , обычно размещаемого там. После выхода на орбиту и продувки будет открыт большой люк доступа в верхней части водородного бака S-II. Затем цилиндрический грузовой модуль будет гидравлически вставлен в бак через это отверстие, запечатан, а затем бак будет повторно герметизирован, чтобы сформировать большое жилое пространство. Энергия будет обеспечиваться солнечными батареями, выстилающими внешнюю часть S-II.
В 1960-х годах, когда миссия Apollo переходила от стадии разработки к стадии запуска, ряд групп в NASA изучали эпоху после Apollo. Было предложено много идей для продолжения использования существующего оборудования Saturn, и некоторые из них были собраны под названием «Apollo X», которое стало Программой приложений Apollo (AAP). К тому времени, когда AAP начала получать финансирование, линии Saturn V планировалось закрыть после производства достаточного количества Saturn V только для лунных миссий. Однако в тот же период времени орбитальные испытания систем Apollo проходили намного лучше, чем ожидалось, и ряд предложенных пробных миссий больше не требовались. Это оставило небольшое количество пусковых установок Saturn IB , доступных для использования.
Стек Saturn IB состоял из двух ступеней, ускорителя и ступени S-IVB наверху, обе из которых требовали запуска для достижения орбиты. Ступень S-IVB могла быть модифицирована способом, аналогичным первоначальным предложениям фон Брауна, что позволило бы создать меньшую, но вполне пригодную для использования станцию. В этом случае оборудование размещалось бы наверху S-IVB в месте, обычно зарезервированном для лунного модуля , но отсутствие большого порта доступа означало, что его пришлось бы оставить там, а не вставлять в бак. В этом направлении была проведена значительная проектная работа.
Когда более поздние миссии Apollo (с 18 по 20) были отменены, появилась возможность поставки Saturn V. К этому времени было проделано так много работы над системой, производной от S-IV, что они решили продолжить в том же духе. Saturn V выдал достаточно импульса на своих первых двух ступенях, чтобы вывести на орбиту всю наземную станцию, и проект был запущен в качестве «сухой мастерской» Skylab .
Другим проектом, в котором использовался метод «мокрой» техники, разработанный по образцу «Аполлона», был предложенный пилотируемый облет Венеры .
Также были изучены несколько подобных преобразований внешнего бака (ET) космического челнока . Во время запуска ET разгонялся примерно до 98% орбитальной скорости, прежде чем его сбросили и намеренно раскрутили, чтобы увеличить его сопротивление. Ряд предложений предлагал оставить ET прикрепленным к челноку на всем пути на орбиту, выпуская оставшееся топливо через главные двигатели космического челнока , которые были бы «оставлены открытыми». Одно такое испытание было запланировано, но было отменено после катастрофы космического челнока Challenger в 1986 году , которая резко изменила правила безопасности.
ET предоставил бы огромное рабочее пространство, и одна из основных проблем с различными конструкциями мокрых мастерских заключается в том, что делать со всем этим. Кислородный бак, меньший из двух баков внутри ET, сам по себе был намного больше, чем вся космическая станция Freedom . Кроме того, получить доступ внутрь можно было через «лазы», используемые для осмотра во время строительства, но было неясно, можно ли было вставить реалистичные объемы строительных материалов в бак после достижения орбиты. Тем не менее, проблема изучалась неоднократно.
Похожая концепция, «Aft Cargo Carrier», была изучена Мартином Мариеттой в 1984 году. Она состояла из большого цилиндрического грузового контейнера, прикрученного к днищу ET, который имел тот же объем, что и грузовой отсек орбитального корабля Space Shuttle, но мог перевозить более широкие и громоздкие грузы. Та же базовая компоновка была также использована в качестве основы для конструкции станции кратковременного действия. Хотя станция не является мокрой мастерской в общепринятом смысле, она опирается на топливный бак и, следовательно, в некоторой степени связана с ним.
Подрядчик НАСА Брэнд Гриффин предложил Управлению передовых концепций Центра космических полетов им. Маршалла построить станцию из отработанного водородного топливного бака космической пусковой системы , разместить ее в точке Лагранжа L2 системы Земля-Луна и назвать ее «Скайлэб II» в честь оригинальной станции «Скайлэб». [2]
Компания NanoRacks , после заключения контракта с NASA и получения награды NextSTEPs Phase II, теперь [ когда? ] разрабатывает свою концепцию Independence-1 (позднее переименованную из Ixion), которая позволит превратить отработанные ракетные баки в пригодную для проживания жилую зону.