Международное сотрудничество в сфере пилотируемых полетов. Часть 2. Создание и эксплуатация Международной космической станции
Автор: Деречин Александр Гдальевич, Жарова Людмила Николаевна, Синявский Виктор Васильевич, Солнцев Владимир Львович, Сорокин Игорь Викторович
Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia
Рубрика: Инновационные технологии в аэрокосмической деятельности
Статья в выпуске: 2 (17), 2017 года.
Бесплатный доступ
Обсуждаются вопросы международного сотрудничества при создании и эксплуатации Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС). Рассматриваются история проекта и структура совместных органов управления. Рассказывается о решении международно-правовых вопросов, включая проблемы собственности и распределения ресурсов в контексте сложностей финансирования отечественной пилотируемой программы в 1990-е и начале 2000-х гг. Описан ход выполнения программы, отмечается, что Россией выполняются все принятые на себя международные обязательства. Подчеркивается роль РКК «Энергия» в обеспечении доставки экипажей и грузов на МКС после прекращения полетов транспортных кораблей США - Space Shuttle. Показаны результаты сотрудничества и примеры взаимовыручки партнеров, трудности формирования сегментов и договоренности о продлении функционирования МКС. Дан краткий анализ научных программ, выполненных совместно с зарубежными коллегами.
Пилотируемая космонавтика, международное сотрудничество, международная космическая станция, мкс, российский сегмент, научные эксперименты, международно-правовые вопросы, финансирование программы мкс
Короткий адрес: https://sciup.org/14343556
IDR: 14343556 | УДК: 629.78:341.232.5
International cooperation in the sphere of manned flights. Part 2. Development and operation of the International Space Station
Problems of the international cooperation during development and operation of the Russian Segment (RS) of the International Space Station (ISS) are discussed. Consideration is given to the history of the project and the structure of the joint management bodies. The solution of international legal matters including property and resource allocation issues in the context of the difficulties in financing the national manned space program in the nineties and in the early 2000s is addressed. The progress of the program implementation is described, it is noted that Russia fulfills all international obligations incurred. The role of RSC Energia in providing delivery of the crews and cargoes to the ISS upon termination of the U.S. Space Shuttle flights is emphasized. The results of cooperation and the examples of mutual assistance of the partners, difficulties of generating segments and agreements on extension of the ISS operation are shown. Science programs fulfilled jointly with foreign colleagues are summarized.
Текст научной статьи Международное сотрудничество в сфере пилотируемых полетов. Часть 2. Создание и эксплуатация Международной космической станции
В первой части настоящей статьи, опубликованной в журнале «Космическая техника и технологии» [1], рассмотрены история, особенности и основные результаты международного сотрудничества в сфере пилотируемых космических полетов, начиная с проекта «Аполлон–Союз», орбитальных станций (ОС) «Салют» и заканчивая беспрецедентной 15-летней международной программой работ и исследований на российском пилотируемом орбитальном комплексе «Мир».
В программах «Мир– Shuttle » и «Мир– NASA » были выработаны основные принципы организации крупномасштабных международных проектов в космосе и использования опыта реализации этих программ при разработке и обеспечении эксплуатации Международной космической станции (МКС).
По состоянию на 2017 г. партнерами по МКС являются 15 стран, около 100 стран участвуют в научных программах, выполняемых на станции. Совместная работа представителей разных стран способствует эффективному использованию ресурсов в интересах мирового сообщества, взаимопониманию государств и является логическим продолжением сотрудничества по предшествующим проектам.
В настоящей статье обсуждаются вопросы международного сотрудничества при создании и эксплуатации МКС, в т. ч. Российского сегмента (РC). В ходе программы МКС решены сложнейшие международноправовые вопросы, включая вопросы собственности, распределения ресурсов, финансирования. При всех сложностях, с которыми из-за низкого уровня финансирования программы в конце прошлого века и начале нынешнего пришлось столкнуться,
Россией выполнены все международные обязательства, принятые по программе МКС. По взаимной договоренности сторон срок функционирования МКС был продлен сначала до 2020 г., а затем не менее чем до 2024 г. За более чем 16 лет функционирования МКС на РС выполнено совместно с зарубежными коллегами большое количество космических экспериментов.
При подготовке данной публикации использованы материалы издаваемых РКК «Энергия» книг [2–6] и статей по разработкам и достижениям РКК «Энергия», а также международному сотрудничеству [1, 7].
Предыстория проекта
В 1984 г. президент США Р. Рейган объявил о начале работ по созданию международной ОС Freedom . Это был совместный проект США, Канады, Японии и Европейского космического агентства ( ESA ). Вскоре стало понятно, что стоимость проекта слишком велика, а технические проблемы непреодолимы. Россия, уже имевшая опыт создания и выведения на орбиту ОС «Салют», а также ряда модулей станции «Мир», планировала создание станции «Мир-2», но в связи с экономическими трудностями в начале 1990-х гг. проект был приостановлен.
В феврале 1992 г. председатель комитета Конгресса США по ассигнованиям сенатор Барбара Микульски пригласила делегацию РКК «Энергия» (тогда НПО «Энергия») во главе с генеральным конструктором Ю.П. Семеновым в Вашингтон. В процессе слушаний в Конгрессе США NASА предупредили о необходимости проведения переговоров с Россией о сотрудничестве. Делегация НПО «Энергия» посетила ряд американских фирм и ознакомилась с разрабатываемой программой ОС Freedom (рис. 1).
Вскоре после слушаний в Конгрессе делегация NASА в составе примерно пятидесяти человек прибыла в Россию. Через несколько месяцев был заключен первый контракт на исследование возможности использования пилотируемого корабля «Союз» для целей американской программы.
В начале 1992 г. состоялась значимая встреча руководства НПО «Энергия» и компании Boeing в Сиэтле. На этой встрече был составлен план совместных работ, включавший более десяти предлагаемых программ сотрудничества, из которых многие в дальнейшем были реализованы (в т. ч. «Мир– Shuttle »; «Мир– NASA » с широким комплексом совместных работ на ОС «Мир» [1];
создание МКС; коммерческий проект «Морской старт» [8]). Документ был подписан руководством компаний — вице-президентом компании Boeing Ричардом Грантом и генеральным конструктором НПО «Энергия» Ю.П. Семеновым. Предложения по МКС были направлены руководителям космических агентств России и США и нашли поддержку. 17 июля 1992 г. президенты Российской Федерации и США подписали Соглашение о сотрудничестве в космосе.
Рис. 1. Делегация НПО «Энергия» в составе Семенова Ю.П., Воробьева П.М., Артемьева Б.П., Деречина А.Г. в макете разрабатываемой США орбитальной станции Freedom
Во время встречи в Кемп-Дэвиде президентов России и США предложения агентств были одобрены, и в декабре 1993 г. Россию официально пригласили в Программу МКС. 17 декабря 1993 г. Правительство Российской Федерации своим распоряжением дало согласие на участие России в Программе МКС.
Первоначально проект Программы МКС был разработан в Кристалл-Сити в Вашингтоне. Российские и американские представители группами от двадцати до восьмидесяти человек работали там около трех месяцев, ими было создано два обширных тома. Российскую команду возглавлял В.П. Легостаев. Проектной увязкой руководили Кид Райли и Леонид Горшков.
В описываемый период некоторые политики США были против строительства совместной ОС. В июне 1993 г. в Конгрессе США обсуждалось предложение об отказе от создания МКС. При голосовании решающим стал только один голос: 215 голосов — за отказ, 216 голосов — за строительство станции.
В сентябре 1993 г. вице-президент США Альберт Гор и председатель Правительства РФ Виктор Черномырдин подписали «Совместное заявление о сотрудничестве в космосе», предусматривающее, в т. ч., создание совместной станции. В его развитие Российское космическое агентство (РКА) и NASA 1 ноября 1993 г. подписали «Детальный план работ по Международной космической станции» (как видим, совместные работы начались еще до официального приглашения России в программу МКС). Это позволило в июне 1994 г. подписать контракт между NASA и РКА «О поставках и услугах для станции «Мир» и Международной космической станции» NAS 15-10110, который остается в силе, как минимум, до 2019 г., т. е. более 25 лет.
Программные и правовые вопросы
После детальных обсуждений на совместных встречах в 1994 г. была принята следующая структура и организация работ по МКС:
-
• станция должна состоять из двух интегрированных сегментов (российского и американского) и собираться на орбите постепенно из отдельных модулей;
-
• в создании станции, кроме России и США, будут участвовать Канада, Япония и государства–члены ESA .
Головной организацией по созданию Российского сегмента и его интеграции с Американским была определена РКК «Энергия» им. С.П. Королёва, по Американскому сегменту (АС) — NASA и компания Boeing . США была отведена роль головного интегратора всей программы. Было создано достаточно большое количество совместных органов. Официальным названием станции стало «Международная космическая станция», хотя сначала использовалось и неофициальное — космическая станция «Альфа».
В декабре 1995 г. российская делегация предложила развертывание МКС с использованием на первом этапе ОС «Мир». Американская сторона признала техническую реализуемость проекта, но высказала возражения политического характера. В дальнейшем NASA отвергло предложение о выведении функциональногрузового блока (ФГБ) на орбиту, компланарную с орбитой ОС «Мир», в котором предусматривалось перемещение части уникального оборудования с ОС «Мир» на МКС.
При реализации программы было решено огромное количество сложнейших научно-технических задач. Не все знают, что одной из целей реализации программы (эту цель провозгласил администратор NASA Дэниел Голдин еще в самом начале работ) явилось моделирование будущего общества. Модель управления программы МКС, безусловно, сегодня является самой эффективной моделью любой международной программы в сфере космоса. Для всех будущих международных проектов берут за основу менеджмент и принципы управления программы МКС (рис. 2).
В рамках работ по операциям, интеграции и эволюции МКС ежегодно обеспечивается поддержка работы более чем 45 технических групп, 35 контрольных советов и комиссий. На заседаниях Совета Главных Конструкторов делаются доклады и сообщения о ходе подготовки к запуску кораблей «Союз», о результатах полета МКС, состоянии готовности МКС, Главной оперативной группы управления и стартового комплекса, средств наземной инфраструктуры управления, средств поиска и спасания; о готовности к полету ракет-носителей; о состоянии сегментов МКС и их готовности к очередному этапу полета; о готовности экипажей к выполнению предстоящей программы работ на МКС и др. Аналогичные вопросы стоят в повестке заседаний международной комиссии по безопасности ( SORR ) и на рассмотрениях готовности к полету ( FRR ).
В ходе работ все время появлялись (и продолжают появляться) новые вводные, что приводит к изменениям программы. Например, только в 1997 г. были подготовлены, согласованы и введены в действие восемь модификаций контракта NAS 15-10110, отражавших актуальные изменения в программах «Мир– NASA » и «МКС– NASA ». В январе 1998 г., после завершения переговоров, продолжавшихся пять лет, правительствами РФ, Канады, государств – членов ESA , Японии и США были подписаны «Соглашение о сотрудничестве по Международной космической станции» и «Меморандумы о взаимопонимании» между космическими агентствами этих стран. К тому моменту работы по созданию МКС уже шли полным ходом.
«Межправительственное соглашение о космической станции» (МПС, рис. 3) спустя два года было ратифицировано российской стороной (Федеральный Закон № 164-ФЗ от 29.12.2000 г.). Одновременно с подписанием МПС была также подписана Договоренность о его временном применении (до ратификации). В ней стороны выразили желание способствовать сотрудничеству по проекту МКС, как это предусмотрено МПС, в период выполнения сторонами внутригосударственных процедур. Кроме того, стороны обязались соблюдать условия МПС до его вступления в силу.
В МПС, среди прочего, говорилось об уникальном опыте и достижениях Российской Федерации в области пилотируемых космических полетов и длительных экспедиций, включая успешную долговременную эксплуатацию российской космической станции «Мир», констатировалось, что участие России в этом проекте значительно увеличит потенциальные возможности космической станции на пользу всем партнерам.
Рис. 3. Обложка «Межправительственного соглашения о космической станции» с подписью Администратора NASA Дэниела Голдина
Провозглашаемая партнерами цель состояла в создании организационной структуры для долгосрочного международного сотрудничества партнеров в области технического проектирования, создания, эксплуатации и использования постоянно обитаемой международной космической станции гражданского назначения в мирных целях в соответствии с международным правом. Создание МКС, говорилось в документе, позволит повысить эффективность научного, технического и коммерческого использования космического пространства. «Межправительственное соглашение о космической станции» определяло программу МКС и характер партнерства, включая соответствующие права и обязательства партнеров в рамках сотрудничества. Соглашение предусматривало также механизмы и меры организационного характера для обеспечения достижения поставленной цели.
Предусматривалось, что партнеры объединят свои усилия для создания объединенной международной космической станции при ведущей роли США в общем управлении и координации. Соединенные Штаты и Россия, используя свой обширный опыт в области пилотируемых космических полетов, должны были создать элементы, служащие основой для МКС, а ESA , Канада и Япония — элементы, которые значительно расширят возможности космической станции.
В ходе подготовки и реализации программы МКС решены сложнейшие международно-правовые вопросы, нашедшие отражение в имеющейся структуре директивных документов по МКС:
-
• Первый уровень — МПС. Рассмотрены вопросы:
-
— обязательства партнеров. Элементы МКС;
-
— регистрация, юрисдикция и управление программой;
-
— право собственности на элементы и оборудование, интеллектуальная собственность;
-
— экипаж;
-
— финансирование;
-
— взаимный отказ от требований об ответственности;
-
— таможня и иммиграция, обращение с данными и товарами во время перемещения;
-
— уголовная юрисдикция;
-
— выход из соглашения, эволюция программы.
-
• Второй уровень — «Меморандумы о взаимопонимании». Эти меморандумы представляют собой соглашения между NASA и каждым из четырех национальных космических агентств: РКА, ЕSА, CSА и JAXA . Меморандумы используются для более подробного описания ролей и обязанностей партнеров. Причем, прямых отдельных соглашений между этими агентствами нет.
-
• Третий правовой уровень дополняет второй («Меморандумы») и вводит в действие отдельные положения из него. Примером является «Кодекс поведения экипажа международной космической станции», который был разработан во исполнение п. 2 ст. 11 Меморандума о взаимопонимании, одобрен Распоряжением Правительства РФ от 27.10.2000 г. № 1522-р. В документе рассматриваются правовые аспекты обеспечения субординации, дисциплины, физической и информационной безопасности и др. В частности, говорится о том, что космонавты и астронавты «ведут себя таким образом, чтобы поддерживать между членами экипажа МКС гармоничные и слаженные отношения и соответствующий уровень взаимного доверия и уважения».
-
• Четвертый уровень — договоренности об исполнении соглашений , в т. ч. бартерные соглашения или договоренности о правах и обязанностях сторон. Например, коммерческое соглашение 2005 г. между NASA и Роскосмосом, в условия которого входили одно гарантированное место для американского астронавта в составе экипажей кораблей «Союз» и доставка американских грузов на кораблях «Прогресс».
Проект МКС является огромным шагом вперед в обеспечении международного сотрудничества в космическом пространстве и имеет большой синергетический эффект. Системы медицинского обеспечения и обеспечения жизнедеятельности, управления полетом, интегрированный экипаж, система навигации и управления движением — это интегрированные системы, которых до МКС не было. Это новое слово в технике, и является совместной разработкой партнеров.
Основные положения по взаимным услугам, балансу вкладов и обязательств России и США оговаривались в специальном Протоколе (первый вариант этого документа от 1996 г. утвержден Ю.Н. Коптевым от РКА и Д. Голдином от NASА ).
В целом вопросы, которые касаются прав и ресурсов, тщательно рассматриваются и представляют собой очень сложный и подвижный механизм. В соответствии со Ст. II Конвенции о регистрации каждый партнер регистрирует в качестве космических объектов предоставляемые им орбитальные элементы, причем европейские партнеры передают эту обязанность ЕSА , действующему по их поручению и от их имени.
Право собственности на элементы или оборудование не рассматривается как основание для права собственности на материалы или данные, полученные в результате деятельности на МКС, осуществляемой внутри или снаружи ее. Согласно Ст. VIII Договора по космосу и Ст. II Конвенции о регистрации каждый партнер сохраняет юрисдикцию и контроль над элементами, которые он регистрирует, и над лицами из состава персонала на космической станции, находящимися внутри или снаружи ее, которые являются его гражданами.
Права на использование станции возникают на основании предоставления Партнером пользовательских элементов или/и элементов инфраструктуры. Любой Партнер, который предоставляет пользовательские элементы МКС, сохраняет за собой право их использования, за исключением доли, переданной другим партнерам. Партнеры в обмен на предоставление ресурсов для целей эксплуатации и использования космической станции, получаемых от их элементов инфраструктуры, имеют фиксированную долю участия в целевом использовании элементов. Конкретный размер доли каждого из Партнеров оговаривается в Меморандумах и исполнительных соглашениях.
Российские модули «Звезда» (служебный модуль — СМ), «Пирс» (стыковочный отсек — СО-1), «Поиск» (малый исследовательский модуль — МИМ-2) и «Рассвет» (МИМ-1) изготовлены и принадлежат России, которая сохраняет право на их использование. Запланированные к доставке модули «Наука» (многофункциональный лабораторный модуль — МЛМ), научно-энергетический модуль (НЭМ) и узловой модуль (УМ) также изготавливаются в России и будут включены в РС станции [9, 10]. ФГБ «Заря» является американским элементом, интегрированным в РС, так как он был изготовлен за счет финансовых средств США в рамках реализации сводного баланса вкладов и обязательств по МКС в результате договоренностей между NASА и РКА на размещение оборудования от 11.06.1996 г. Россия обеспечила запуск ФГБ на орбиту на ракеты-носителя «Протон». Затраты, связанные с доставкой ФГБ на орбиту, были учтены в качестве вклада РКА в баланс вкладов наряду со всеми другими обязательствами. Масса ФГБ была включена в массу Американского сегмента МКС в целях оценки относительного распределения топлива, которое требуется для обоих сегментов, и NASA имеет эксклюзивные права на использование возможностей ФГБ. Российское космическое агентство несет ответственность за ремонт ФГБ и изготов-ление/поставку запчастей для него. Российской стороной ресурсы ФГБ используются на компенсационной основе.
На рис. 4 показана конфигурация РС МКС в 2017 г.
Совместная работа на борту способствует эффективному использованию ресурсов в интересах мирового сообщества, взаимопониманию государств и является логическим продолжением сотрудничества на орбите Земли по предшествующим проектам.
РКА, NASA и СSА предоставляют элементы инфраструктуры космической станции, обеспечивающие сборку, поддержание, эксплуатацию и обслуживание МКС, а также ресурсы, обеспечиваемые этими элементами инфраструктуры.
Рис. 4. Российский сегмент МКС, 2017 г.
При этом часть прав на эти элементы передается другим партнерам в порядке компенсации за предоставляемые ими ресурсы и с учетом роли NASA в общем управлении программой, общесистемной инженерной поддержке и интеграции.
Таким образом:
-
• NASA сохраняет для собственного использования 97,7% мест пользователей в своем лабораторном модуле, 97,7% своих мест пользователей для размещения внешней полезной нагрузки и получает в пользование 46,7% мест пользователей в европейском модуле Columbus и 46,7% мест пользователей в японском экспериментальном модуле Kibo ;
-
• РКА сохраняет для собственного использования 100% мест пользователей в своих лабораторных модулях и 100% своих мест для размещения внешней полезной нагрузки;
-
• ЕSА сохраняет для собственного использования 51% мест пользователей в модуле Columbus ;
-
• Правительство Японии сохраняет для собственного использования 51% мест пользователей в модуле Kibo ;
-
• СSА отводится для использования 2,3% мест пользователей космической станции, предоставляемых NASA, ЕSА и Правительством Японии.
Ресурсы космической станции
Ресурсы МКС распределяются среди партнеров следующим образом.
Из предоставляемых РКА ресурсов, обеспечивающих служебную деятельность и выделяемых пользователям, сохраняется для собственного использования 100% ресурсов.
Ресурсы, обеспечиваемые элементами инфраструктуры, предоставляемыми NASA и СSА , доступны для использования NASA ,
Правительству Японии, ЕSА и СSА . Ресурсы, обеспечивающие служебную деятельность, которые необходимы для элементов, предоставляемых NASA , Правительством Японии, ЕSА и СSА , определяются отдельно. Остальные ресурсы, выделяемые пользователям на Американском сегменте, распределяются таким образом: 76,6% выделяется NASA ; 8,3% — ЕSА ; 12,8% — Правительству Японии и 2,3% — СSА . Такое распределение ресурсов, выделяемых пользователям, относится к партнерам, а не к элементам. Помимо этого любые ресурсы, выделяемые пользователям, могут быть получены каждым партнером посредством обмена или покупки у других партнеров.
На этапе сборки МКС работы на борту станции поделены между российскими и американскими космонавтами поровну. При эксплуатации российский экипаж из трех человек постоянно работает на своем сегменте, а время на Американском сегменте для трех (четырех) астронавтов поделено следующим образом: США — 76,6%, Япония — 12,8%, ESA — 8,3% и Канада — 2,3%.
В дополнение к этому:
-
• NASA может использовать 100% площади ферменных конструкций на АС;
-
• по соглашению с NASA CSА может использовать 2,3% любых нероссийских компонентов;
-
• рабочее время экипажа, мощность от солнечных батарей, пользование вспомогательными услугами (погрузка/разгрузка, коммуникационные услуги) на АС — 76,6% для NASA , 12,8% для JAXA , 8,3% для ЕSА и 2,3% для CSА .
Кроме орбитальных элементов, у всех партнеров учитываются также наземные элементы, специально предназначенные для МКС (пункты слежения и обработки информации, ЦУПы и т. д.).
В итоге российская сторона получила доступ к использованию 33% ресурсов МКС, хотя ее вклад в проект составляет менее 10% от всех затрат.
Финансирование программ созданияи эксплуатации МКС
В табл. 1 приведены основные вклады в программу и расходы партнеров на создание и эксплуатацию МКС.
В феврале 1997 г. советник Белого дома по науке Джон Гиббонс и директор NASA Дэниел Голдин отчитывались перед Комитетом по науке Палаты представителей Конгресса о текущем состоянии российских работ по Программе МКС. Председатель комитета Джеймс Сенсенбреннер заявил о поддержке строительства МКС, с русскими или без них, и добавил, что к этой программе пора отнестись построже. Пытаясь умерить критику, Голдин и Гиббонс указали на важность ранее сделанного Россией вклада, а именно — опыта, который приобрели американские астронавты в работе на борту ОС «Мир», и сообщили, какие действия могут предпринять США для завершения строительства МКС в 2002 г. Как подчеркнул Гиббонс, премьер Российской Федерации В.С. Черномырдин обещал выделить необходимые 100 млн долларов до конца февраля, и Белый дом будет внимательно наблюдать, получит ли РКА обещанные до конца месяца деньги. Еще 250 млн долларов должны были поступить до конца 1997 г.
Таблица 1
Финансирование государствами-партнерами программ создания и эксплуатации МКС и их вклады
|
Страны |
Вклад в программу |
Расходы в 1994 – 2016 гг., млрд долл. США |
|
США |
Создание и эксплуатация американских элементов. Транспортные корабли Shuttle/Dragon/Cygnus/CCV |
81,8 |
|
Россия |
Создание и эксплуатация Российского сегмента. Транспортные корабли «Союз»/«Прогресс» |
9,3 |
|
Европа ( ЕSА ) |
Европейский лабораторный модуль Columbus . Транспортные корабли ATV |
12,9 |
|
Япония |
Японский экспериментальный модуль Kibo . Транспортные корабли HTV |
14,8 |
|
Канада |
Манипуляторы Canadarm 2, Dextre |
2,8 |
|
Международная космическая станция в целом |
121,6 |
|
Участие России в проекте МКС было в тот момент, по мнению г-на Сенсенбренне-ра, под вопросом. Главное заключалось в том, готово ли Правительство РФ финансировать проект и каким образом — реальными деньгами или обещаниями. Надо сказать правду, опасения американской стороны были не беспочвенны. Общие показатели финансирования Федеральной космической программы того времени представлены в табл. 2.
Таблица 2
Общие показатели финансирования Федеральной космической программы в 1996–1999 гг. (млн деноминированных руб.)
|
Год |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
|
Заявка РКА |
4 500 |
5 400 |
5 600 |
4 732,5 |
|
Утверждено в федеральном бюджете |
2 198,3* |
3 799,1 |
3 670,3 (Лимит Минфина: 2 707,4) |
2 976,3 |
|
Процент исполнения бюджета на 1 января след. года |
97,2% |
54,8% |
49,2% (66% от лимита Минфина) |
100% |
Примечание . * — включая 110 млн руб., выделенных отдельной строкой помимо бюджета РКА.
В апреле 1998 г. был произведен пересмотр графика сборки МКС, позднее, осенью, произошло новое изменение графика. Запуск
СМ с ноября 1998 г. был перенесен сначала на апрель, а затем на июль 1999 г., и, наконец, был произведен в июле 2000 г. с помощью РН «Протон». Выделенные в бюджете на 1999 г. средства РКА планировало разделить следующим образом: на реализацию проекта МКС предполагалось направить 1 100 млн руб., что на 600 млн руб. меньше, чем требовалось. На эксплуатацию ОС «Мир» до августа 1999 г., а также, в случае необходимости, и на ее управляемое сведение с орбиты РКА предполагало потратить 630 млн руб.
Для полноты картины приведем данные по финансированию космических отраслей разных стран (рис. 5). Здесь наиболее интересным для данной темы является объем финансирования NASA и сопоставление этих данных с выделяемыми средствами в России.
Из приведенного на рисунке графика видно, что, хотя NASA и РКА выполняли сопоставимые задачи по строительству своих сегментов, финансирование российской отрасли в рассматриваемый период было в десятки раз ниже, чем NASA, и даже ниже расходов Индии. Для справки укажем, что к 2014 г. финансирование космической отрасли России в рублевом исчислении по сравнению с 2001 г. увеличилось более, чем в 20 раз. Руководители Роскосмоса и РКК «Энергия» (как головной организации по созданию Российского сегмента) должны были предпринимать огромные усилия для изыскания средств для финансирования проекта МКС, в т. ч., используя переговоры с американской стороной по балансу вкладов и прав. Тем не менее, партнеры сомневались в выполнении Россией своих обязательств. Так, среди сумм, затребованных на МКС в бюджете NASA на 2000 г., в подразделе «Гарантии российской программы» (Russian Program Assurance) были прописаны затраты на резервные варианты развертывания МКС в случае невыполнения российской стороной своих обязательств. В проекте бюджета отмечалось, что NASA намерено обеспечивать краткосрочные российские обязательства по МКС (СМ, первые «Союзы» и «Прогрессы»)
и одновременно наращивать возможности США по самостоятельному обеспечению МКС в долгосрочной перспективе. В период до 2005 г. включительно на «гарантии» планировалось дополнительно получить от Конгресса 800 млн долларов.
В результате переговоров по урегулированию вопросов, связанных с задержкой бюджетного финансирования МКС и решением о разработке модуля США ICM (промежуточный модуль коррекции орбиты и управления для замены служебного модуля в случае задержки запуска последнего), состоялось подписание модификации контракта, предусматривающей дополнительные работы по поставке стыковочных агрегатов, были решены вопросы финансирования.
Рис. 5. Финансирование космических программ разных стран в 1989–2007 гг.
Проблемы, прежде всего финансового порядка, коснувшиеся России, отразились на графике развертывания и формировании облика РС МКС, составляющего неотъемлемую часть всей станции. К чести Российской Федерации, обязательства перед международными партерами были выполнены. Но формирование Российского сегмента до сих пор не закончено. Пришлось провести оптимизацию количественного и качественного состава своих модулей, максимально используя существующие заделы. В этих условиях особенно большое внимание уделялось разработке коммерческих предложений, средства от реализации которых были необходимы для создания РС в полной конфигурации. В декабре 2001 г. рассматривались выдвинутые Росавиакосмосом
(Черников С.В.), РКК «Энергия» (Деречин А.Г.), ГКНПЦ им. M.B. Хруничева (Шаевич С.К.), ЦНИИмаш (Лукь-ященко В.И.) предложения по вопросу перспективного использования PC MKC в коммерческих целях. Были выделены следующие возможные направления коммерческой деятельности на РС МКС:
-
• создание и последующая эксплуатация коммерческих модулей, использование свободных ресурсов и других элементов МКС, в т. ч. обеспечение постоянного пребывания дополнительных членов экипажа станции и их возвращение на Землю в экстренных ситуациях на корабле-спасателе «Союз»;
-
• осуществление коммерческих полетов на МКС профессиональных астронавтов и «космических туристов»;
-
• предоставление услуг международным партнерам по транспортно-техническому обеспечению станции;
-
• реализация на коммерческой основе научно-прикладных исследований, рекламных и телевизионных развлекательных проектов с использованием возможностей и ресурсов PC MKC.
В области целевого использования PC MKC наиболее перспективным с финансовой точки зрения представлялось направление, связанное с организацией коммерческих полетов в составе экспедиций посещения (ЭП) на PC космонавтов-профессионалов, представляющих космические агентства, либо частных лиц — непрофессионалов («космических туристов»). Кроме того, проведение научно-прикладных исследований на коммерческой основе и в рамках международного сотрудничества также считалось перспективным.
Опыт последующих лет показал, что направления коммерческого использования МКС были выбраны правильно.
Однако трудности с финансированием коснулись не только России. В 2001 г. в Конгрессе США и в новой администрации Дж. Буша было проведено расследование состояния финансирования программы МКС, по его результатам был констатирован перерасход и принято решение приостановить финансирование разработки и создания ряда элементов АС.
Изменения, произошедшие в подходе NASA как головного интегратора МКС к вопросу дальнейшего развертывания станции, поставили целый ряд серьезных задач перед международными партнерами и, в первую очередь, перед Россией. Увеличение полетных возможностей при завер- шении этапа сборки МКС до семи человек должны были обеспечить США, предоставив дополнительный космический орбитальный элемент — жилой модуль и корабль-спасатель. Американская сторона не выполнила свои международные обязательства. Ситуация для США еще более усугублялась тем обстоятельством, что NASA имело прямые обязательства перед другими международными партнерами (Японией, Канадой, странами-участницами ESA) о распределении части своей квоты среди них. В начале 2002 г. проходила серия международных переговоров и встреч всех партнеров на различных уровнях с целью найти взаимоприемлемый выход из создавшегося положения.
Для проведения независимой внешней проверки и оценки стоимости МКС, ее бюджета и управления была учреждена Специальная группа под руководством Томаса Янга (Комиссия Янга). Необходимо было представить рекомендации, которые могли бы обеспечить максимальную выгоду американским налогоплательщикам и международным партнерам в рамках бюджетной заявки Президента США. Перед лицом кризиса высшее руководство NASA в целях выработки нелегких, но необходимых мер приняло решение, названное «Завершение сборки базовой части Американского сегмента МКС». Сутью этого решения явилось предложение отказаться от создания в рамках МКС жилого модуля ( HAB ), корабля-спасателя ( ACRV ) и модуля орбитальной коррекции, характеризующихся высокой проектной стоимостью.
В этой ситуации Россия предоставила свои ресурсы NASA для обеспечения спасения до трех членов экипажа дополнительно, а также их обитания на борту МКС, получив взамен дополнительные услуги NASA по доставке и возвращению грузов на корабле Space Shuttle (в дальнейшем — шаттл) и сокращение обязательств по доставке топлива.
Большая работа была проведена по анализу и обеспечению возможности продления срока функционирования МКС. В мае 2011 г. руководство Роскосмоса подтвердило, что участники программы создания МКС одобрили план продления ее эксплуатации до 2020 г. Правительство РФ согласилось с этим решением. Однако, дальнейшая эксплуатация станции совместно с партнерами не предусматривалась. Принятие решения о продлении работы станции до 2024 г. потребовало значительных усилий, были изучены все положительные и отрицательные аспекты этого сложного вопроса. В феврале 2015 г.
Научно-технический совет Роскосмоса одобрил использование МКС до 2024 г. и затем, в июле 2015 г., было принято соответствующее решение Правительства РФ. В 2015–2016 гг. все партнеры присоединились к решению о продлении эксплуатации до 2024 г. и далее.
Совместные с партнерами исследования и разработки по конфигурации станции и ее программе продолжаются, ведутся работы по обеспечению безопасной жизнедеятельности экипажей на борту, по согласованию и обеспечению грузопотока, по согласованию, распределению и учету ресурсов РС МКС между партнерами, проведению сертификации готовности к полетам космических кораблей, по поддержке работы контрольных советов, комиссий, технических двусторонних и многосторонних рабочих групп, по обеспечению безопасного прекращения программы.
Ход выполнения программы
Подробно описываемые финансовые трудности дают представление о той работе, которая потребовалась для «добывания» средств. В итоге, первый модуль МКС — ФГБ «Заря» — был запущен с использованием РН «Протон» 20.11.1998 г. Затем 07.12.1998 г. с помощью шаттла Endeavour был пристыкован к ФГБ американский модуль Unity ( Node -1). 26.07.2000 г. к ФГБ был пристыкован российский СМ «Звезда». 02.11.2000 г. транспортный корабль «Союз ТМ-31» доставил на борт МКС экипаж первой длительной экспедиции, состоящей из двух российских космонавтов — С.К. Крикалева и Ю.П. Гидзенко, а также астронавта США У. Шеперда. Начался непрерывный пилотируемый полет станции, который продолжается уже более 16 лет. Все пуски к МКС до 2016 г. включительно показаны на рис. 6.
Из рисунка видно, что сборка станции производилась неритмично. Это имело объективные причины. Партнеры не раз попадали в трудные ситуации, и каждый раз сотрудничество и взаимопомощь помогали найти выход из них. Так было 1 февраля 2003 г., когда произошла катастрофа с шаттлом Columbia . Следующий шаттл осуществил полет только через два с половиной года. Все транспортные операции на МКС в этот период времени выполняли российские корабли. Потребовалось финансирование изготовления дополнительных кораблей «Прогресс» для доставки грузов и коррекции орбиты станции. «Внеплановые» работы (в т. ч. смена экипажей) привели к практической остановке процесса создания новых элементов РС. Постоянный экипаж станции уменьшился до двух человек.
С 2009 г. к станции летают по четыре-пять грузовых кораблей «Прогресс» (с 2016 г. — три) в год, обеспечивая станцию топливом, водой, научной аппаратурой и другими необходимыми грузами. Экипаж МКС состоит из шести человек.
08.07.2011 г. состоялся последний старт американского шаттла. И опять российский корабль «Союз» стал единственным пилотируемым кораблем на обозримое будущее. Были оформлены контрактные договоренности на предоставление услуг для NASA по доставке астронавтов и спасанию до 2017 г., что потребовало от РКК «Энергия» дополнительных усилий по изготовлению и эксплуатации пилотируемых кораблей «Союз ТМА». С 2009 г. к станции летают по четыре российских пилотируемых корабля. В 2015 г. Роскосмос и NASA подписали модификацию № 277 контракта о доставке астронавтов на борт МКС теперь уже на 2017–2018 гг. В дальнейшем NASA планировало обходиться своими силами — в США разрабатываются новые пилотируемые корабли: Crew Dragon в компании SpaceX и Starliner CST -100 — в Boeing . Планируется, что американские астронавты продолжат летать на российских «Союзах» и после 2018 г., а российские космонавты, в свою очередь, на американских кораблях. При этом заключать контракты и платить деньги не потребуется, будет действовать бартерное соглашение.
Наряду с ротацией экипажей на кораблях «Союз ТМА-М» (а с лета 2016 г. — на «Союз МС») оказываются услуги по обеспечению спасания астронавтов, а также доставляются на орбиту как российские, так и иностранные грузы. Часть оборудования и результатов исследований возвращаются на Землю кораблями «Союз», отходы утилизируются в кораблях «Прогресс». Некоторые российские грузы доставляются на станцию на грузовых кораблях партнеров — это корабли США Dragon и Cygnus , а также японский HTV . С 2008 по 2014 гг. к станции совершил пять полетов европейский грузовой корабль ATV , который причаливал к РС. В рамках этой программы РКК «Энергия» обеспечила изготовление и поставку трех российских бортовых систем для кораблей ATV (системы стыковки, дозаправки и управления российскими системами), работы по поддержке миссий ATV , поставку компонентов российского топлива для МКС, а также ряд других работ и услуг.
В связи с неудачными запусками грузовых кораблей Cygnus CRS Orb -3 (29.10.2014 г.), «Прогресс М-27М» (28.04.2015 г.), а также Dragon CRS -7 (28.06.2015 г.) в 2015 г. сложилась напряженная ситуация со снабжением МКС.
Рис. 6. Последовательность сборки и эксплуатации Международной космической станции в 1998–2016 гг.
Потребовались дополнительные меры по анализу последствий этих событий и выработке сценариев, которые в результате обеспечили бесперебойное функционирование станции в пилотируемом режиме. В очередной раз были наглядно продемонстрированы преимущества сотрудничества и интеграции.
К сожалению, неудачи преследовали партнеров и в дальнейшем. 01.12.2016 г. на 382-й секунде полета возникла нештатная ситуация при запуске транспортного корабля «Прогресс МС-04». Однако 09.12.2016 г. к МКС отправился японский корабль HTV -6. А в феврале 2017 г. сразу два корабля — Dragon SpX -10 и «Прогресс МС-05» — успешно стартовали к станции. Ситуация перестала быть критической.
Всего на конец 2016 г. выполнено 183 пуска по программе МКС, включая два пуска РН «Протон» для доставки на орбиту модулей ФГБ и СМ. Данные по транспортному обеспечению станции приведены в табл. 3.
В 2011 г. строительство АС было завершено, в то время как формирование РС МКС продолжается.
Конфигурация РС претерпела изменения. 08.08.2001 г. руководитель Росавиакосмоса Ю.Н. Коптев утвердил «Основные принципы завершения формирования Российского сегмента МКС», подготовленные РКК «Энергия». В соответствии с этим документом в состав РС был включен модуль ФГБ-2 на надирном порту СМ в качестве многофункционального лабораторного модуля (ныне он называется МЛМ-У или «Наука»). Позднее в состав РС были включены УМ и НЭМ [9, 10]. Монтажом трех названных модулей РФ завершит создание Российского сегмента МКС.
На начало 2017 г. станция имеет конфигурацию, представленную на рис. 7. В состав МКС входит 15 основных модулей: российские — «Звезда», «Пирс», «Поиск», «Рассвет»; американские — «Заря», Unity («Юнити»), Destiny
(«Дестини»), Quest Joint Airlock («Квест»), Tranquility («Транквилити»), Cupola («Купола»), Harmony («Гармония»), BEEM ; европейские — Columbus («Коламбус»), MPLM Leonardo («Леонардо») и японский Kibo («Кибо»).
Характеристики станции после завершения ее строительства следующие:
масса станции после сборки 470 т, в т. ч. РС МКС 140 т;
объем герметичных отсеков 1 200 м3, в т. ч. РС МКС 425 м3.
Таблица 3
|
Корабль/Тип |
Агентство |
Дата начала первого / заключительного на конец года полета |
Всего полетов |
Комментарии |
|
Действующие программы |
||||
|
«Союз»/пилотируемый |
Роскосмос |
31.10.2000 / 17.11.2016 |
49 |
Ротация экипажей и аварийная эвакуация |
|
«Прогресс»/грузовой |
Роскосмос |
06.08. 2000 / 01.12.2016 |
65 2 |
Доставка грузов, доставка модулей СО и МИМ2 |
|
HTV /грузовой |
JAXA |
10.09.2009 / 09.12.2016 |
6 |
Доставка грузов |
|
Dragon /грузовой |
NASA |
22.05.2012 / 18.07.2016 |
10 |
Доставка грузов (в дальней перспективе ротация экипажей) |
|
Cygnus /грузовой |
NASA |
18.09.2013 / 18.10.2016 |
7 |
Доставка грузов |
|
Завершенные программы |
||||
|
Shuttle /пилотируемый |
NASA |
04.12.1998 / 08.07.2011 |
37 |
Ротация экипажей, доставка грузов и части модулей станции |
|
ATV /грузовой |
ЕSА |
09.03.2008 / 30.07.2014 |
5 |
Доставка грузов |
Корабли партнеров, осуществляющие транспортные операции на МКС
Сборка МКС на июнь 2016 г.
Стрела-
Робот-
Служебный модуль"Звезда
Противометеоритные панели
Стыковочный отсек-модуль “Пирс’(СО-1)
манипулятор., манипулятор
EIBA(OBSS) Ф* Мобильная система
Европейским техобслуживания робот-манипулятор 1
Функционально-грузовой блок‘Заря*
Опорный
Опорный сегмент*80
Малый исследовательский модуль "Поиск" (МИМ-2)
Многофункциональный лабораторный модуль'' Наука" (вместо ‘Пирса")
Внешняя платформа с рукой-манипулятором
Грузовой отсек сегмент
Опорный сегмент "85'
Стыковочный узел *Юнити‘
Экспериментальный модуль*Кибо*
Опорный сегмент"Р5*
Жилой модуль Опорные сегменты "Спокойствие1' ‘Р^ и “Р4
Модуль панорамного наблюдения Cupola
—Герметичный многоцелевой модуль "Леонардо*
Стыковочный механизм IDA-2 (вместе с РМА-3)
Лабораторный модуль “Дестини’
Узловой модуль
Научно-энергетический модуль (НЭМ-1) —
Малый исследовательскии модуль "Рассвет" (МИМ-1)
Опорный ” сегмент *86"
Надувной модуль BEAM
Стыковочный блок "РМА-3"
Опорные сегменты "S3" и *84*
Лабораторн модуль‘Колумбус* Стыковочнь узел "Гармония" блок "РМА-2*
Модули, которые будут доставлены с помощью российских ракет
Модули, которые будут доставлены с помощью американских ракет
Рис. 7. Составные части Международной космической станции
Список литературы Международное сотрудничество в сфере пилотируемых полетов. Часть 2. Создание и эксплуатация Международной космической станции
- Деречин А.Г., Жарова Л.Н., Синявский В.В., Солнцев В.Л., Сорокин И.В. Международное сотрудничество в сфере пилотируемых полетов. Часть 1. Исторический обзор//Космическая техника и технологии. 2017. № 1. С. 12-31.
- Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва. 1946-1996. М.: РКК «Энергия», 1996. 670 с.
- Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва на рубеже двух веков. 1996-2001. М.: РКК «Энергия». 2001. 1326 с.
- РКК «Энергия» имени С.П. Королёва в первом десятилетии XXI века. М.: РКК «Энергия», 2011. 832 с.
- История развития отечественной пилотируемой космонавтики. М.: ООО «Издательский дом «Столичная энциклопедия», 2015. 448 с.
- Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва во втором десятилетии XXI века. 2011-2015. М.: РКК «Энергия», 2016. 895 с.
- Деречин А.Г., Синявский В.В., Сорокин И.В. Развитие пилотируемой космонавтики.//В кн.: С.П. Королёв. Энциклопедия жизни и творчества. М.: РКК «Энергия», 2014. С. 152-188.
- Алиев В.Г., Легостаев В.П., Лопота В.А. Создание и пятнадцатилетний опыт эксплуатации ракетно-космической системы «Морской старт»//Космическая техника и технологии. 2014. № 2(5). С. 3-13.
- Легостаев В.П., Марков А.В., Сорокин И.В. Целевое использование Российского сегмента МКС: значимые научные результаты и перспективы//Космическая техника и технологии. 2013. № 2. С. 3-18.
- Микрин Е.А. Перспективы развития отечественной пилотируемой космонавтики (к 110-летию со дня рождения С.П. Королёва)//Космическая техника и технологии. 2017. № 1. С. 5-11.
- РКК «Энергия». Режим доступа: http://www.energia.ru (дата обращения 14.02.2017 г.).
- International Space Station Benefits for Humanity, 2nd edition, NP-2015-01 -001 -JSC, NASAJSC. 2015. 138 p.
- Ху лапко С.В., Лягушин В.И., Архангельский В.В., Шуршаков В.А., Николаев И.В., Смит М., Машрафи Р. Определение дозы и энергетического спектра нейтронов внутри и снаружи тканеэквивалентного шарового фантома с использованием пузырьковых детекторов в эксперименте «Матрешка-Р» на Российском сегменте МКС//Космическая техника и технологии. 2015. № 2(9). С. 51-63.
- Robinson J.A., Thumm T., Alleyne C., Mayo S., Buckley N., Johnson-Green P., Zell M., Kamigaichi Sh, Umemura S., Karabadzhak G., Sorokin I.V., Avdeev S.V., Pignataro S., Sabbagh J. International Space Station accomplishments update: scientific discovery, advancing future exploration, and benefits brought home to Earth//Acta Astronautica. 2014. V. 103. P. 235-242.
- Ландцеттель К., Беляев М.Ю., Бабкин Е.В., Волков О.Н., Заборовский В.С., Кондратьев А. С., Силиненко А.В., Мулюха В.А., Ильяшенко А.С. Удаленное управление робототехническими объектами с использованием телематических каналов связи в космических экспериментах серии «Контур»/Труды 46 Чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Секция «Проблемы ракетной и космической техники». Калуга, 13-15 сентября 2011 г. Казань: Центр Оперативной Печати, 2012. С. 59-73.
- Сорокин И.В. Исследовательские программы международных партнеров на МКС//Труды 44 Чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Секция «Проблемы ракетной и космической техники». Калуга, 15-17 сентября 2009 г. Казань: Центр Оперативной Печати, 2010. С. 16-42. Статья поступила в редакцию 02.03.2017 г.