18-10-2023
«Союз» | |
---|---|
Описание | |
Тип корабля | Пилотируемый |
Экипаж | от 1 до 3 чел |
Автономный ресурс | от 3 суток до 200 суток — в составе орбитальной станции (в зависимости от типа корабля) |
Средний диаметр | 2,25 м |
Максимальный диаметр | 2,72 м |
Длина | 7,9 м |
Масса | 7 170 кг (Союз ТМА) |
Полётные данные | |
Космодром | Байконур,СК 17П32-5 РН типа Р-7. Пл. № 1. ПУ № 5 |
Ракета-носитель | Союз-ФГ |
Статистика | |
Первый запуск | 23 апреля 1967 |
Последний запуск | |
Успешных запусков | 108 полётов |
Неудачных запусков | 2 катастрофы, 2 аварии без жертв (в том числе 1 суборбитальный полёт) |
Всего запусков | 110 |
«Союз» — наименование серии советских и российских многоместных космических кораблей для полётов по околоземной орбите. Разработчик и изготовитель корабля — РКК «Энергия».
Содержание |
Ракетно-космический комплекс «Союз» начал проектироваться в 1962 году в ОКБ-1 как корабль советской программы для облёта Луны. Сначала предполагалось, что к Луне по программе «А» должна была отправиться связка из космического корабля и разгонных блоков 7К, 9К, 11К. В дальнейшем проект «А» был закрыт в пользу отдельных проектов облёта Луны с использованием корабля «Зонд»/7К-Л1 (при помощи ракеты-носителя УР500К «Протон») и высадки на Луне с использованием комплекса Л3 в составе орбитального корабля-модуля 7К-ЛОК и посадочного корабля-модуля ЛК (при помощи ракеты-носителя «Н-1») и проекта «Север». Параллельно лунным программам на базе того же 7К и закрытого проекта околоземного корабля «Север» начали делать 7К-ОК — многоцелевой трехместный орбитальный корабль (ОК), предназначенный для отработки операций маневрирования и стыковки на околоземной орбите, для проведения различных экспериментов, в том числе по переходу космонавтов из корабля в корабль через открытый космос.
Испытания 7К-ОК в спешном порядке начались в 1966 году. После отказа от программы полётов на кораблях «Восход» (с уничтожением задела трёх из четырёх готовых кораблей «Восход») конструкторы корабля «Союз» потеряли возможность отработать на нём решения для своей программы. Наступил двухгодичный перерыв в пилотируемых запусках в СССР, во время которого американцы активно осваивали космическое пространство. Первые три беспилотных пуска кораблей «Союз» (7К-ОК № 2, известный как «Космос-133»; 7К-ОК № 1, старт которого был отложен, но привёл к срабатыванию САС и взрыву ракеты в стартовом сооружении; 7К-ОК № 3 «Космос-140») оказались полностью либо частично неудачными, были обнаружены серьёзные ошибки в конструкции корабля. Однако, четвёртый пуск был предпринят пилотируемым («Союз-1» с В. Комаровым), который оказался трагическим — космонавт погиб при спуске на Землю. Его гибель спасла жизни трем другим космонавтам, которые должны были на следующий день лететь на однотипном корабле («Союз-2А») для стыковки с кораблем «Союз-1». После аварии «Союза-1» конструкция корабля была полностью переработана для возобновления пилотируемых полётов (было выполнено 6 беспилотных пусков), и в 1967 состоялась первая, в целом удачная, автоматическая стыковка двух «Союзов» («Космос-186» и «Космос-188»), в 1968 году были возобновлены пилотируемые полёты, в 1969 году состоялись первая стыковка двух пилотируемых кораблей и групповой полёт трёх кораблей сразу, а в 1970 году — автономный полет рекордной длительности (17,8 суток). Первые шесть кораблей «Союз» и («Союз-9») были кораблями серии 7К-ОК. Также готовился к полётам вариант корабля «Союз-Контакт» для отработки систем стыковки кораблей-модулей 7К-ЛОК и ЛК лунного экспедиционного комплекса Л3. В связи с недоведением лунно-посадочной программы Л3 до стадии пилотируемых полётов, необходимость полётов Союза-Контакта отпала.
В 1969 году началась работа над созданием долговременной орбитальной станции (ДОС) «Салют». Для доставки экипажа в кратчайшие сроки был спроектирован корабль 7КТ-ОК (Т — транспортный). Новый корабль отличался от предыдущих наличием стыковочного узла новой конструкции с внутренним люком-лазом и дополнительными системами связи на борту. Время автономного полёта корабля составляло до 3,2 суток, а в составе орбитальной станции — до 60 суток. Третий корабль этого типа («Союз-10») не выполнил поставленную перед ним задачу. Стыковка со станцией была осуществлена, но в результате повреждения стыковочного узла люк корабля был заблокирован, что сделало невозможным переход экипажа на станцию. Во время четвёртого полёта корабля этого типа («Союз-11») из-за разгерметизации на участке спуска погибли Г. Добровольский, В. Волков и В. Пацаев, так как они были без скафандров. После аварии «Союза-11» от развития 7К-ОК/7КТ-ОК отказались, корабль был переделан (внесены изменения в компоновку СА для размещения космонавтов в скафандрах). Из-за возросшей массы систем жизнеобеспечения новый вариант корабля 7К-Т стал двухместным, лишился солнечных батарей. Этот корабль стал «рабочей лошадкой» советской космонавтики 1970-х: 29 экспедиций на станции «Салют» и «Алмаз». Версия корабля 7К-ТМ (М — модифицированный) использовалась в совместном полёте с американским «Аполлоном» по программе ЭПАС. Четыре корабля «Союз», официально стартовавшие после аварии «Союза-11» имели в своей конструкции солнечные батареи различных типов, однако это были другие версии корабля «Союз» — 7К-ТМ («Союз-16», «Союз-19»), 7К-МФ6 («Союз-22») и модификация 7К-Т — 7К-Т-АФ без стыковочного узла («Союз-13»).
С 1968 г. ЦКБЭМ модифицировал и производил космические корабли серии «Союз» 7К-С. 7К-С дорабатывался в течение 10 лет и к 1979 году стал кораблём 7К-СТ «Союз-Т», причём в небольшой переходный период космонавты летали одновременно на новом 7К-СТ и устаревшем 7К-Т.
Дальнейшая эволюция систем корабля 7К-СТ привела к модификации 7К-СТМ «Союз ТМ»: новая двигательная установка, улучшенная парашютная система, система сближения и т. д. Первый полёт был совершён в 1986 году к станции «Мир», последний — в 2002 к МКС.
В настоящее время эксплуатируется модификация корабля 7К-СТМА «Союз ТМА» (А — антропометрический). Корабль по требованиям NASA был доработан применительно к полётам на «МКС». На нём могут работать космонавты, которые не смогли бы поместиться в «Союз ТМ» по росту. Пульт космонавтов был заменён на новый, с современной элементной базой, улучшена парашютная система, уменьшена теплозащита. Последний запуск корабля данной модификации состоялся на 4 ноября 2011 года.
Кроме «Союз ТМА», сегодня для полётов в космос используются корабли новой серии 7К-СТМА-М «Союз ТМА-М» («Союз ТМАЦ») (Ц — цифровой). На нём заменили БЦВМ Аргон-16 на ЦВМ-101 (она легче на 68 кг и значительно компактнее) и бортовую аналоговую систему телеметрии на более компактную цифровую систему MBITS в целях улучшения интеграции с бортовой системой управления «МКС». Модернизация корабля предусматривает расширения возможностей корабля в автономном полёте и при аварийном спуске. Первый запуск корабля данного типа с экипажем на борту состоялся 8 октября 2010 года, а стыковка с «МКС» — 10 октября 2010 года. Не считая «цифровизации», данная модификация корабля является весьма незначительной по масштабу (выполнение требований NASA в части совместимости с «МКС») и уступает не только варианту проекта модернизации корабля 1990-х годов — «Союз ТММ», но и облегченной версии этого проекта «Союз ТМС».
Разработчиком и изготовителем кораблей семейства «Союз» с 1960-х и по настоящее время является ракетно-космическая корпорация «Энергия». Производство кораблей осуществляется на головном предприятии корпорации в Королёве, а испытания и подготовка кораблей к запуску — в монтажно-испытательном корпусе (МИК) предприятия на 254-й площадке космодрома Байконур.
Корабли семейства состоят из трёх модулей: приборно-агрегатного отсека (ПАО), спускаемого аппарата (СА), бытового отсека (БО).
В ПАО находится комбинированная двигательная установка, топливо для неё, служебные системы. Длина отсека 2,26 м, основной диаметр 2,15 м, максимальный диаметр 2,72 м Двигательная установка состоит из 28 ДПО (двигатели причаливания и ориентации) по 14 на каждом коллекторе, из которых часть имеет тягу 13,3 кгс, часть (12 штук) — 2,7 кгс, а также сближающе-корректирующего двигателя (СКД) тягой 300 кгс. СКД предназначен для орбитального маневрирования и схода с орбиты. Работает на тетраоксиде диазота и несимметричном диметилгидразине . Корабли 7К-ОК и 7К-Т были оборудованы КТДУ-35 (корректирующе-тормозная двигательная установка) тягой 4 кН и удельным импульсом (УИ) 282 с. Фактически стояли 2 независимые КТДУ — основная и резервная.
Система энергоснабжения состоит из солнечных батарей и аккумуляторов. До аварии «Союза-11» стояли батареи размахом 9,80 м и площадью 14 м². Система обеспечивала среднюю мощность — 500 Вт. После аварии их убрали ради экономии веса и оставили аккумуляторные батареи на 18 кВт·ч, которых хватало на два дня автономного полёта. Для программы «Союз-Аполлон» использовалась модификация с батарей площадью 8,33 м² на 0,8 кВт. Современные «Союзы» оснащены батареями размахом 10 м и площадью 10 м², что даёт среднюю мощность около 1 кВт.
В спускаемом аппарате находятся места для космонавтов, системы жизнеобеспечения, управления, парашютная система. Длина отсека 2,24 м, диаметр 2,2 м, жилой объём 3,5 м³. Под теплозащитным экраном расположены двигатели мягкой посадки, на внешней поверхности — перекисные двигатели управления спуском, управляющие ориентацией СА во время полёта в атмосфере. Это позволяет использовать аэродинамическое качество СА и снизить перегрузки. В СА помимо космонавтов можно вернуть на землю 100 кг груза («Союз-ТМА»). СА покрыт теплозащитой на основе абляционных материалов.
Бытовой отсек имеет длину 3,4 м, диаметр 2,25 м, объём 5 м³. Он оснащен стыковочным узлом и системой сближения (ранее «Игла», теперь «Курс»). В герметичном объёме БО располагаются грузы для станции, иная полезная нагрузка, ряд систем жизнеобеспечения, в частности туалет. Через посадочный люк на боковой поверхности БО космонавты входят в корабль на стартовой позиции космодрома. БО может быть использован при шлюзовании в открытый космос в скафандрах типа «Орлан» через посадочный люк.
Название | ПАО, кг | СА, кг | БО, кг | Всего, кг |
---|---|---|---|---|
«Союз» 7К-ОК | 2650 | 2810 | 1110 | 6560 |
«Союз» 7К-Т | 2700 | 2850 | 1350 | 6800 |
«Союз» 7К-ТМ | 2654 | 2802 | 1224 | 6680 |
«Союз Т» | 2750 | 3000 | 1100 | 6850 |
«Союз ТМ» | 2950 | 2850 | 1450 | 7250 |
«Союз ТМА» | 2900 | 2950 | 1370 | 7170 |
«Союз ТМА-М» | 2900 | 7220 | ||
«Союз ТМА-МС» |
Транспортный пилотируемый корабль «Союз Т» является модификацией корабля «Союз 7К-СТ» Усовершенствован спускаемый аппарат — удалось снова увеличить экипаж до трёх человек — на этот раз в скафандрах. Кроме того, в этой модификации снова были добавлены солнечные батареи.
Для корабля «Союз-Т» была разработана новая КТДУ-80 той же тяги, но имеющая несколько режимов работы — большой и малой тяги и УИ 286—326 с. Резервный двигатель убрали, а ДПО и СКД объединили в одну систему с общими баками наддува. Потребность в резервном двигателе отпала, поскольку с переводом ДПО на двухкомпонентное топливо из объединённой системы появилась возможность схода с орбиты с использованием только ДПО при отказе КТДУ. У исходного корабля «Союз» ДПО работали на отдельном топливе (перекиси водорода) и не располагали достаточной характеристической скоростью для схода с орбиты без КТДУ. Больше того, при энергичном маневрировании топливо ДПО могло быть израсходовано достаточно быстро, что несколько раз (например, в полёте «Союза-3») приводило к срыву программы полёта.
В ПАО также размещены баки с топливом. В самых первых «Союзах» они вмещали 500 кг топлива, у Союза-ТМ — 880 кг, у ТМА — 900 кг. В ПАО установлены баллоны высокого давления (около 300 атм) с гелием для наддува баков.
Транспортный пилотируемый корабль «Союз ТМА» (А — антропометрический) является модификацией корабля «Союз ТМ». Основные доработки корабля «Союз ТМ» связаны с выполнением требований по расширению диапазона антропометрических параметров экипажа до значений, пpиемлемыx для американского контингента астронавтов, и повышению степени защиты экипажа от ударных нагрузок путём снижения посадочных скоростей и усовершенствования амортизации его кресел.[1]
Основные доработки (по компоновке, конструкции и бортовым системам спускаемого аппарата (СА) без увеличения его габаритов):
Другие доработки:
Транспортный пилотируемый корабль (ТПК) новой серии «Союз ТМА-М» создан на базе корабля «Союз ТМА». Модернизация корабля коснулась, в первую очередь, бортовой цифровой вычислительной машины и системы передачи телеметрической информации. Ранее на космических кораблях «Союз» использовалась аналоговая система передачи телеметрической информации, тогда как на «Союзе ТМА-М» установлена цифровая, отличающаяся большей компактностью, а бортовой компьютер относится к классу ЦВМ-101 — более совершенному, чем машины, стоявшие на предыдущих поколениях «Союзов».[1][2]
Основные доработки:
Сопутствующие доработки:
Система обеспечения теплового режима (СОТР):
Система управления движением и навигации (СУДН):
Система управления бортовым комплексом (СУБК):
Пульт космонавтов:
Усовершенствования конструкция корабля и интерфейсов с МКС:
Результаты доработок:
Новая модернизированная версия космического корабля «Союз ТМА-М». Обновление затронет практически каждую систему пилотируемого корабля.
Основные пункты программы модернизации космического корабля:[3]
На модернизированном «Союз ТМА-МС» будут установлены датчики системы ГЛОНАСС. На этапе парашютирования и после посадки спускаемого аппарата его координаты, полученные по данным ГЛОНАСС/GPS, будут передаваться по спутниковой системе Коспас-Сарсат в ЦУП.
«Союз ТМА-МС» станет последней модификацией «Союза». Корабль будет использоваться для пилотируемых полётов до тех пор, пока на смену ему не придёт корабль нового поколения.[5]
Проведение доработок являются одним из мероприятий, направленных на создание пилотируемого транспортного корабля нового поколения. Лётная сертификация новых приборов и оборудования, на модернизированных транспортных пилотируемых кораблях «Союз», позволит принять соответствующие решения применительно к ПТК НП.[6]
В начале-середине 1960-х годов создание космических кораблей СССР в рамках программ: «А»/«СЕВЕР», было подчинено двум задачам: полет человека на Луну (как с посадкой на лунную поверхность, так и без неё) и выполнение программ Министерства обороны СССР. В частности, в рамках программы «СЕВЕР» были спроектированы инспектор космических объектов — «7К-П» («Союз-П») «Перехватчик» и его модификация — боевой ударный корабль с ракетным вооружением 7К-ППК («Союз-ППК») «Пилотируемый перехватчик».
В 1962 г. был спроектирован инспектор космических объектов — «7К-П», который должен был решать задачи осмотра и вывода из строя космических аппаратов противника. Этот проект получил поддержку военного руководства, поскольку были известны планы США по созданию военной орбитальной станции Manned Orbiting Laboratory и маневрирующий космический перехватчик «Союз-П» был бы идеальным средством для борьбы с такими станциями.
Первоначально предполагалось, что «Союз-П» будет обеспечивать сближение корабля с вражеским космическим объектом и выход космонавтов в открытый космос с целью обследования объекта, после чего, в зависимости от результатов осмотра, космонавты либо выведут объект из строя путём механического воздействия, либо «снимут» его с орбиты, поместив в контейнер корабля. Затем от такого технически сложного проекта отказались, так как существовало опасение, что при таком варианте космонавты могут стать жертвами мин-ловушек.
В дальнейшем конструкторы изменили концепцию применения космического корабля. Предполагалось создать модификацию корабля — 7К-ППК («Пилотируемый перехватчик») на двух космонавтов, оснащенный восемью небольшими ракетами. Он должен был сблизиться с космическим аппаратом противника, после чего космонавты, не покидая свой корабль, должны были визуально и с помощью бортовой аппаратуры обследовать объект и принять решение об его уничтожении. Если такое решение принималось, то корабль должен был удалиться на расстояние километра от цели и расстрелять её с помощью бортовых мини-ракет.
Однако от планов создания кораблей-перехватчиков «Союз-П/ППК» впоследствии отказались, в связи с отказом американцев от работ по собственному проекту MOL Manned Orbiting Laboratory. На основе проекта «7К-ОК» разрабатывался военный корабль «Союз-Р» («Разведчик»), а затем на его основе — «Союз-ВИ» («Военный исследователь»). Проект корабля «7К-ВИ» («Союз-ВИ») появился во исполнение Постановления ЦК КПСС и Совета Министров от 24 августа 1965 года, предписывающего ускорить работы по созданию военных орбитальных систем. Конструкторы корабля «7К-ВИ» обещали военным создать универсальный боевой корабль, который мог осуществлять визуальную разведку, фоторазведку, совершать манёвры для сближения и уничтожения космических аппаратов врага.
В 1967 г. Д. И. Козлов, на тот момент руководитель Куйбышевского филиала ОКБ-1, после неудачных запусков 7К-ОК (гибель космонавта В. М. Комарова, а также, аварии и неудачи в программе полётов беспилотных кораблей типа «Союз» и соответственно невозможностью ЦКБЭМ заниматься лунной и военной программами одновременно) — полностью перекомпоновал и модифицировал переданный в его КБ первоначальный проект «7К-ВИ». Новая модель космического корабля «Звезда» выгодно отличалась от базового 7К-ОК, была воплощена в металле и подготовлена к испытательным полетам. Проект очередного варианта комплекса «Союз-ВИ» был одобрен, правительство утвердило срок испытательного полета — конец 1968 года. На спускаемом аппарате находилась авиационная пушка Нудельмана-Рихтера НР-23 — модификация хвостового орудия реактивного бомбардировщика «Ту-22», доработанная специально для стрельбы в вакууме. Ещё одним новшеством, примененным на «Звезде», стала энергоустановка на базе радиоизотопного источника энергии.
Данная модификация могла стать основой для дальнейшего развития кораблей «Союз», но руководитель ОКБ-1 (ЦКБЭМ) В. П. Мишин, занявший этот пост после смерти С. П. Королева, используя весь свой авторитет и государственные связи, добился отмены всех полётов «7К-ВИ» и закрыл этот проект, пообещав создать «7К-ВИ/ОИС» путём незначительных модификаций устаревшего 7К-ОК. Позднее было принято окончательное решение, что нет смысла создавать сложную и дорогую модификацию уже существующего корабля «7К-ОК», если последний вполне способен справиться со всеми задачами, которые могут поставить перед ним военные. Другим аргументом стало то, что нельзя распылять силы и средства в ситуации, когда Советский Союз может утратить лидерство в «лунной гонке». Кроме того, руководители ЦКБЭМ не хотели терять монополию на пилотируемые полёты в космос. В конечном итоге, все проекты военного использования пилотируемого космического корабля в Куйбышевском филиале ОКБ-1 были тихо прикрыты в пользу беспилотных систем.[7][8]
Проект 7К-Р, также, стал основой для разработки транспортной космической системы — 7К-ТК, отвергнутого Челомеем из-за своих низких транспортных возможностей для своей станции «Алмаз» и побудивший его на разработку собственного транспортного корабля — ТКС.
Впрочем, существует и другое мнение, что Челомей изначально проектировал замкнутую систему «Алмаз», запускаемую на УР-500 («Протон») с пилотируемым тяжёлым 20-тонным ТКС («Транспортный корабль снабжения»), стартуемым с 92-й площадки Байконура.
В конце 1960-х началось проектирование серии кораблей 7К-С (7К-С-I и 7К-С-II) изначально для нужд Министерства обороны СССР, в том числе полётов на военную станцию КБ Челомея «Алмаз». 7К-С отличался значительно усовершенствоваными системами (цифровая ЭВМ Аргон-16, новая система управления, объединённая двигательная установка). Затем от военного использования 7К-С отказались (программа испытаний была полностью выполнена, хотя и с большими задержками) в пользу более перспективной серии тяжёлых орбитальных кораблей ТКС («Транспортный корабль снабжения») КБ Челомея, и транспортная модификация военного корабля по программе 7К-С — 7К-СТ под именем «Союз-Т» обеспечивал гражданские миссии на орбите.
Транспортная модификация кораблей серии 7К-С — 7К-СТ «Союз-Т» летала на станции Салют-6 и Салют-7. За счет усовершенствования спускаемого аппарата удалось снова увеличить экипаж до трёх человек (в скафандрах). Кроме того, в этой модификации были возвращены солнечные батареи.
Космические корабли серии «Союз» | ||
---|---|---|
Годы, № полётов | Пилотируемые: | |
1967—1976, 1..20 | ||
1976—1981, 21..40 | ||
1981—1988, 41..60 | ||
1989—1998, 61..80 | ||
1998—2008, 81..100 | ||
2009—2014, 101..125 | ||
Беcпилотные: | ||
1966—1974 | ||
1975—1986 |
Космос-772 • 20 • Космос-869 • -1001 • 32 (посадка) • Космос-1074 • 34 (запуск) • Т-1 • ТМ-1 |
|
Отменённые: | ||
Пилотируемые космические полёты | |
---|---|
СССР и Россия | |
США |
Меркурий (1961—1963) • North American X-15² (1963) • Джемини (1965—1966) • Аполлон (1968—1975) • |
КНР | |
Индия |
ISRO Orbital Vehicle (с 2016) |
Евросоюз | |
Япония |
|
частные |
SpaceShipOne² (2004) • SpaceShipTwo² (с 2012) • SpaceX Dragon (с 2010¹, c 201?) • CST-100 (с 201?) • Эскалибур-Алмаз (с 201?) • Tycho Brahe² (с 201?) • Stabilo² (с 201?) • М-55 (Геофизика)² (с 201?) |
¹ Только беспилотные полёты, хотя корабль был создан для пилотируемых полётов ² Только суборбитальные полёты |
Советская и российская ракетно-космическая техника | ||
---|---|---|
Исторические РН | ||
Эксплуатируемые РН | ||
Разрабатываемые РН | ||
РН на базе МБР | ||
РН на базе БРПЛ | ||
Разгонные блоки | ||
Многоразовые космические системы | Спираль • Буран • Заря • МАКС • Байкал-Ангара • Клипер • ППТС (Русь) |
Союз (космический корабль).