Ситуация с утечкой воздуха на МКС

Отверстие Союз МС-09

30 августа, пока экипаж МКС спал, в транспортном корабле «Союз МС-09», который доставил троих новых членов экипажа на станцию в июне 2018 года, появилась утечка воздуха, причиной которой стало небольшое (2 миллиметра) отверстие в бытовом отсеке (сферический отсек в передней части корабля, в котором находится стыковочный узел). Утечка была столь незначительна, что NASA и «Роскосмос» не стали немедленно поднимать экипаж по тревоге.

Российские инженеры срочно придумали, как закрыть отверстие временной, а позже постоянной пломбой. Обе они были установлены экипажем 30 августа. Самому экипажу ничто не угрожает, и на данный момент эксперты уверены, что «Союз МС-09» сможет и дальше оставаться в составе МКС и вернуть экипаж на Землю в декабре.

Расскажем подробнее об утечке.

Сразу же после подъема экипажа оба ЦУПа, в Москве и Хьюстоне, немедленно дали задание экипажу искать источник утечки воздуха. Само отверстие в бытовом отсеке «Союза» было столь маленькое, что жизни экипажа не угрожало. Экипажу сообщили, что при такой скорости истечения воздуха кислородный резерв станции исчерпался бы лишь за 18 суток. Воздух выходил через единственное отверстие диаметром всего около 2 мм.

Сразу после обнаружения отверстия экипаж сфотографировал его и отправил фотографии на Землю для анализа. Одновременно российские космонавты временно заклеили отверстие клейкой лентой. После этого давление на станции как будто стабилизировалось – во всяком случае, так утверждалось в некоторых сообщениях экипажа ЦУПам. В других сообщениях говорилось, что падение давления только замедлилось.

В течение нескольких часов после первого ремонта российские члены экипажа придумали постоянную пломбу из герметика, клейкой ленты и марли. Вначале возникло определённое разногласие между российскими и американскими членами экипажа (а также между NASA и «Роскосмосом») относительно того, нужно ли сразу накладывать постоянную пломбу. Командир МКС Дрю Фойстел (Drew Feustel) выступал за то, чтобы сначала дать время Земле оценить данный план, в то время как «Роскосмос» желал немедленно запечатать отверстие.

В итоге российские члены экипажа наложили постоянную пломбу. Судя по всему, она смогла полностью остановить утечку воздуха со станции.

Бытовой отсек корабля "Союз"
Внутри бытового отсека корабля “Союз”. John McGauley

На следующий день после этого NASA опубликовало подробности того, как разворачивались события с начала данной нештатной ситуации.

«Ночью наземная команда заметила уменьшение уровня давления воздуха. Первоначальные замеры показывали уровень утечки примерно на 0,8 мм ртутного столба в час, что было чуть выше максимально допустимого уровня утечки в 0,5 мм рт.ст. В течение ночи уровень утечки увеличивался и достиг примерно 4 мм рт.ст. Экипаж принял меры по обнаружению места утечки, закрывая люки между модулями и используя ультразвуковой детектор утечек. В результате этих действий было найдено место утечки в бытовом отсеке корабля «Союз МС-09», рядом с туалетом «Союза». Обнаруженное отверстие имело диаметр около 2 мм, однако оно не производило впечатление сквозного, так как за ним, по словам экипажа, был виден металл. Экипаж заклеил его клейкой лентой-каптоном, что снизило уровень утечки до уровня ниже максимально допустимого. Экипаж сейчас занят наложением российской заплаты из герметика внутри отверстия, сверху оно будет закрыто пластырем. Инженеры на Земле следят за уровнем давления на борту станции после завершения ремонта».

Причина образования отверстия всё ещё устанавливается, и на данный момент точного ответа нет. Предполагалось, что причиной утечки стал удар микрометеорита или космического мусора по корпусу корабля. Вскоре после обнаружения утечки высказывалось предположение, что причиной могла быть так называемая усталость металла.

 Отверстие в бытовом отсеке "Союза МС-09"
Заделанное отверстие в бытовом отсеке “Союза МС-09”. NASA

По последним сообщениям российских СМИ причина – в заводском браке и ошибочно просверленном отверстии еще на Земле.

Если бы утечка была больше/произошла в спускаемом аппарате «Союза»

Несмотря на то, что данная утечка была незначительной и была легко устранена, у многих экспертов отрасли возник вопрос насчёт того, имеется ли в распоряжении космических агентств план «Б», чтобы обеспечить безопасное возвращение экипажа на Землю, если один из кораблей «Союз МС», пристыкованных к станции, окажется неисправен.

На сегодняшний день «Союз» – единственный транспортный корабль для доставки экипажей на МКС и обратно на Землю. При обычном раскладе к станции постоянно пристыкованы два корабля «Союз».

Первый вариант решения данной проблемы: отправить к МКС «Союз» в автоматическом режиме без экипажа на борту, который и заменит непригодный транспортный корабль. Такой прецедент уже имеется в истории советской космонавтики, когда «Союз-34» был запущен в 1979 году к орбитальной станции «Салют» в беспилотном режиме в качестве корабля возвращения для экипажа, после того, как на «Союзе-33» вышел из строя двигатель, и его стыковка со станцией была отменена.

«Роскомос» объявил в Твиттере, что «Союз МС-11» находится на космодроме Байконур, как и «Союз МС-10», однако они оба проходят стандартную подготовку к запуску согласно штатному расписанию.

Следующий вариант: в следующих трёх запусках «Союз МС» отправить на станцию не трёх, а двух членов экипажа. В таком случае третье место сможет занимать последовательно один из трёх членов экипажа МКС, которые должны были бы возвращаться на вышедшем из строя «Союзе».

Данный план перекликается с планом спасения NASA и «Роскосмоса», разработанным для финального полёта космического челнока по программе Space Shuttle в июле 2011 года (миссия STS-135). Согласно этому плану, если бы Atlantis потерпел аварию, будучи пристыкованным к МКС, его экипаж остался бы на борту станции, а сам корабль был бы отстыкован по командам ЦУПа, сведён с орбиты и сгорел бы в атмосфере. Экипаж же был бы возвращён на Землю на нескольких кораблях «Союз» в течение следующего года.

Конфигурация МКС 2018
Конфигурация МКС по состоянию на 30 августа 2018 года. “Союз МС-09”, в котором образовалась пробоина, виден внизу рисунка. nasaspaceflight.com

В случае с «Союзом МС-09» в заявлениях обоих космических агентств не содержалось даже намёка на то, что мог бы понадобиться подобный сценарий. Однако, если в ближайшие дни окажется, что утечка не прекратилась или даже увеличилась, из-за чего надёжность корабля окажется под вопросом (крайне маловероятный сценарий), выходом станет реализация одного или двух вышеописанных сценариев возвращения экипажа на Землю.

Согласно первому сценарию, экипаж «Союза МС-09» остаётся на станции, а «Союз МС-10» запускается в беспилотном режиме, без экипажа на борту, чтобы доставить экипаж на Землю. В этом случае сдвинутся сроки и назначения в экипажи будущих полётов «Союзов», однако экипаж «Союза МС-09» сможет вернуться домой вместе.

Другой вариант – запустить «Союз МС-10» с двумя членами экипажа (что и так запланировано). Тогда один из членов экипажа «Союза МС-09» вернётся домой на «МС-10», правда, задержавшись на станции на целых три месяца. После этого экипажи «МС-11» и «МС-12» будут сокращены с запланированных трёх до двух человек, и оставшиеся члены экипажа «МС-09» вернутся домой – соответственно, на шесть и девять месяцев позже запланированного.

Космический корабль "Союз
Космический корабль “Союз” состоит из трёх отсеков – бытового отсека (БО) впереди со стыковочным узлом и антеннами системы сближения, спускаемого аппарата посередине (СА) и приборно-агрегатного отсека (ПАО), в котором расположены основная двигательная установка и двигатели ориентации, а также панели солнечных батарей. На иллюстрации корабль показан без теплоизоляционной обшивки. space-expo.nl

Есть и ещё одна возможность, если демонстрационный полёт (Demonstration Mission-2, DM-2) нового пилотируемого корабля Crew Dragon компании SpaceX по расписанию – в апреле 2019 года – и его миссия не будет увеличена до шести месяцев (эта возможность сейчас рассматривается NASA). В таком случае продолжительность миссии DM-2 с двумя астронавтами на борту составит лишь 14 суток – и экипаж «МС-09» сможет вернуться на Crew Dragon в полном составе. Впрочем, этот сценарий менее вероятен, так как на данный момент есть неопределённость с точными датами первых пусков кораблей по коммерческой пилотируемой программе.

Источник: nasaspaceflight.com
Перевод: Dmitry Blackfield

В избранное