Сергей Рязанский - Можно ли забить гвоздь в космосе и другие вопросы о космонавтике

Единственный источник энергии для МКС – панели солнечных батарей, которые напрямую превращают солнечный свет в электричество. У американского и российского сегментов собственное энергоснабжение, хотя предусмотрен и обмен между ними через преобразователи напряжения и тока.

На американском сегменте складные «солнечные батареи» собраны в «крылья». Всего на ферменных конструкциях МКС установлены попарно и симметрично восемь «крыльев». Общая площадь каждого «крыла» – 406 м 2, полезная площадь – 298 м 2, вырабатываемая мощность – до 33 киловатт. Первую пару «крыльев» доставили шаттлами на МКС в декабре 2000 года, вторую – в сентябре 2006-го, третью – в июне 2007-го, четвертую – в марте 2009-го. То есть в полной комплектации «крылья» могли бы вырабатывать до 264 киловатт, но фотоэлементы постепенно деградируют под бомбардировкой заряженных частиц, и мощность со временем падает. Поэтому они поставлены с «запасом» – реально системы МКС и научное оборудование потребляют максимум 120 киловатт.

«Крылья» американского сегмента генерируют постоянное напряжение в диапазоне от 115 до 173 вольт; затем оно преобразуется в 124 вольта. Система управления умеет отслеживать положение Солнца и поворачивает «крылья» для получения максимального количества энергии. Поскольку станция около половины времени витка находится в земной тени, то на солнечной стороне «крылья» не только снабжают электроэнергией оборудование, но и заряжают никель-водородные аккумуляторы, а те, в свою очередь, включаются в работу, когда Солнце уходит за горизонт. Срок службы аккумуляторов – около шести лет, но первый комплект продержался почти девять лет.

Российский сегмент МКС использует постоянное напряжение 28 вольт – такое же, как на кораблях «Союз». Энергию «добывают» панели солнечных батарей, установленные на модулях «Заря» и «Звезда». Две панели «Зари» могут поставлять 3 киловатта, но они сейчас свернуты для того, чтобы не мешать теплоизлучающим радиаторам на ферме американского сегмента. Панели «Звезды» раскрыты; их максимальная мощность составляет 9,8 киловатта, но ее трудно достичь, поскольку они часто оказываются в тени американского сегмента.

«Солнечное крыло» Международной космической станции (фотография NASA)

Вот и получается, что если на ранних этапах строительства МКС наш сегмент снабжал электроэнергией американские модули, то теперь ситуация противоположная – американские коллеги снабжают нас.

Международная космическая станция – крупное сооружение, очень большой проект, и ее строительство продолжается до сих пор.

История МКС началась в декабре 1993 года, когда правительства России, Соединенных Штатов и их изначальных партнеров утвердили планы объединения заделов по советскому комплексу «Мир-2», американской станции Freedom, европейской программе Columbus и японскому проекту Japanese Experiment Module.

Начало строительства МКС: блок «Заря» и модуль Unity в декабре 1998 года (фотография NASA)

Первым элементом МКС стал российский функционально-грузовой блок «Заря», который запустили 20 ноября 1998 года. Через две недели шаттл «Индевор» доставил к нему узловой модуль Unity с шестью стыковочными узлами. Экипаж шаттла, в составе которого был и наш Сергей Крикалёв, расконсервировал станцию. В июле 2000 года добавился российский модуль «Звезда», и в ноябре в нем начала жить и работать первая постоянная экспедиция. Последовали новые полеты шаттлов, МКС росла. За один рейс шаттл с экипажем из семи человек мог доставить готовый модуль станции, грузы и припасы. Поэтому МКС развивалась гораздо быстрее, чем любая из советских орбитальных станций. В феврале 2001 года добавился американский лабораторный модуль Destiny, в июле – универсальная шлюзовая камера Quest, в сентябре – российский стыковочный отсек-модуль «Пирс».

МКС незадолго до гибели шаттла «Колумбия», октябрь 2002 года (фотография NASA)

Первого февраля 2003 года произошло трагическое событие – при возвращении из космоса погиб шаттл «Колумбия» со всем экипажем. Пока шло расследование, вся тяжесть обеспечения станции легла на наши корабли, а когда оно завершилось, планы НАСА были пересмотрены, от шаттлов в перспективе американцы решили отказаться. Но достроить станцию без них никак не получалось, поэтому партнеры решили, что полеты оставшихся кораблей придется возобновить. Рейсы на орбиту продолжались до июля 2011 года – последним шаттлом, побывавшим там, стал «Атлантис». За эти шесть лет станция заметно выросла; в ее состав добавились: американский соединительный модуль Harmony, европейский лабораторный модуль Columbus, японская исследовательская лаборатория «Кибо», два российских малых исследовательских модуля «Рассвет» и «Поиск», американский жилой модуль Tranquility, европейский модуль панорамного наблюдения «Купол» и итальянский многоцелевой модуль «Леонардо».