15 декабря космонавты Роскосмоса Сергей Прокопьев и Дмитрий Петелин должны были выйти за борт Международной космической станции для переноса радиатора манипулятором ERA с модуля «Рассвет» и его установки на модуле «Наука». Однако во время подготовки, когда космонавты готовились к переключению своих скафандров «Орлан» на внутреннее питание внутри модуля «Поиск» (МИМ2), случилась нештатная ситуация с пристыкованным к станции пилотируемым кораблем «Союз МС-22».
Ситуацию эту наглядно иллюстрирует снятый на видео камерами станции фонтан разбрызгивающихся частиц. Перед нами – вылетающий теплоноситель из разгерметизированного контура системы теплового контроля корабля. Что же это такое?
Что произошло?
Главная проблема для космических аппаратов в космосе – это охлаждение. Привычные на земле пластинчатые радиаторы в условиях вакуума малоэффективны, поэтому приходится увеличивать их размеры и делать жидкостное охлаждение.
Иначе говоря, видеокамеры зафиксировали протечку пробитой системы охлаждения. Чем-то пробитой. Одновременно с протечкой сработал сигнализатор системы диагностики корабля, свидетельствующий о падении давления в системе охлаждения.
На космическом корабле «Союз» есть два взаимосвязанных контура охлаждения. Во-первых, это внутренний контур жилых отсеков (КЖО) для сбора тепла в жилых модулях (бытовой отсек и спускаемый аппарат) и с приборов. Во-вторых, внешний контур навесных радиаторов (КНР), служащий для отвода избыточного тепла от приборов и жилых отсеков. Излишки тепла сбрасываются через змеевики КНР на корпусе агрегатного отсека «Союза».
Охлаждение воздуха в гермоотсеках и сбор тепла происходит благодаря работе так называемого холодильно-сушильного агрегата, через который в магистрали проходит циркулирующий теплоноситель. Дальше нагретый теплоноситель в КЖО контактирует через жидкостно-жидкостный теплообменник с контуром КНР, в результате которого собранное тепло и передается. КНР обогревает агрегат стыковки, двигатели и уже только потом сбрасывает оставшееся тепло в космос через поверхность змеевика излучением.
Температура жидкости внутреннего контура регулируется с помощью автоматики и регуляторов расхода жидкости. Когда космонавтам становится жарковато, то скорость потока увеличивается, сброс тепла становится интенсивнее, температура в кабине снижается.
Судя по видео, на «Союзе МС-22» поврежден внешний контур охлаждения (КНР). С другой стороны, это не так и важно, так как оба контура взаимосвязаны. При повреждении одного эффективность второго снижается практически до нуля.
Кроме двух основных контуров, на корабле имеется вспомогательный, который после стыковки со станцией обеспечивает передачу тепла от станции контуру жилых отсеков. Однако сложно сказать, насколько эффективно он будет работать в текущих условиях.
Возможна эвакуация
Что дальше? Отсутствие терморегуляции постепенно приведет к выходу из строя систем и приборов корабля. Допустить этого нельзя. А значит, в случае, если температура корабля будет расти, то выход останется только один – эвакуация экипажа «Союза МС-22» на своем поврежденном корабле.
Несмотря на полученные повреждения, это не должно привести к осложнениям при спуске.
Дело в том, что пилотируемый корабль «Союз» состоит из трех частей: спускаемого аппарата, бытового и приборно-агрегатного отсеков. Космонавты находятся в спускаемом аппарате – единственной из частей, которая возвращается на Землю. Все остальное, в том числе и приборно-агрегатный отсек, сгорает в плотных слоях атмосферы.
От двигателей корабля требуется совершить маневр отхода от станции и маневр спуска. При штатной работе все эти операции произойдут в автоматическом режиме, но при осложнении ситуации выполнять работу придется экипажу корабля «Союз МС-22». Естественно, что ответственность за принятие подобного решения будет на командире корабля «Союз МС-22» Сергее Прокопьеве.
Камень преткновения
Что же могло привести к повреждению системы теплового контроля? Пока нет результатов официального расследования – а значит, можно озвучивать только версии и предположения. Основная версия – удар микрометеорита, пробившего систему охлаждения. Дополнительная – брак системы охлаждения.
Микрометеориты или осколки космического мусора время от времени сталкиваются с Международной космической станцией. Есть фотография скола иллюминатора модуля «Купол», полученного в 2016 году, фотографии следов столкновения на корпусе станции, повреждения солнечных панелей. Даже малейший осколок краски или металла размером с обрезок ногтя за счет огромных скоростей становится в космосе смертельно опасным. Недавно запущенный телескоп «Джеймс Вебб» буквально через несколько недель столкнулся с микрометеоритом, пусть и без особых последствий.
Очень может быть, что «Союзу МС-22» не повезло и именно его нашел небольшой осколок. Да, это было бы удивительным невезением, но такой вариант весьма вероятен. Более того, именно сейчас Земля проходит сквозь один из самых мощных метеорных потоков «Геминиды». Красивое зрелище «падающих звезд» на Земле могло стать причиной серьезных проблем в космосе.
Что касается гипотетических проблем с браком системы охлаждения – до сегодняшнего дня подобных проблем у кораблей «Союз» не было, и очень хотелось бы надеяться, что и не будет.
Проблемы и последствия
Центр управления полетами вместе с космонавтами предпринял максимум усилий для того, чтобы определить причину нештатной ситуации. Работающая на орбите космонавт Анна Кикина при помощи роботизированного манипулятора ERA сделала с минимального расстояния несколько снимков и видеофрагментов места утечки. Их передали на Землю. Теперь специалисты должны будут определять, как именно возникла дыра в системе охлаждения, есть ли дополнительные повреждения и какие действия нужно будет предпринять экипажу.
Да, это сложная ситуация. Ничего подобного на Международной космической станции еще не было. Предстоит принять много решений, возможно, очень непростых. В зависимости от того, какая именно из систем охлаждения была повреждена, станет понятно, что делать с брызгами жидкости, попавшими на стенки станции, иллюминаторы и приборы. Дело в том, что у разных систем типы охлаждающей жидкости тоже разные.
Пока же экипаж станции убедился в том, что все герметично, никакой опасности нет, и Центр управления полетами отправил их спать. Ребятам очень нужно хорошенько отдохнуть. Завтра, возможно, им придется решить еще множество проблем.
Иногда мы забываем, что космос – предельно враждебная для человека среда. Стало казаться, что работа Международной космической станции ничем особо не отличается от подобной деятельности на Земле. Увы, это не так – и космос в очередной раз напомнил о своей опасности. Одна ошибка может стоить человеческих жизней. Хочется надеяться, что космонавты совместно со специалистами на Земле найдут наилучший выход из сложившейся ситуации. Нам же остается только держать пальцы за них.