Skylab что это такое
Скайлэб
длина: 24,6 м
максимальный диаметр: 6,6 м
Длина — 24,6 м, максимальный диаметр — 6,6 м, масса — 77 т, внутренний объём — 352,4 м³. Высота орбиты — 434—437 км (перигей-апогей), наклонение — 50°.
Массо-габаритные параметры (в том числе полезный объём) станции «Скайлэб» превышали в разы характеристики советских орбитальных станций серий ДОС-«Салют» и ОПС-«Алмаз». Также американская станция стала первой, где экипажи работали многократно, и первой, где имелось два стыковочных узла (хотя второй использован не был).
Содержание
История создания
Первые проекты орбитальных станций стали появляться в СССР и в США с конца 50-х годов. Одним из самых распространенных вариантов была переделка верхней ступени ракеты-носителя в полноценный орбитальный модуль. В частности в 1963 году ВВС США предложили разрабатывавшийся некоторое время, но так и не реализованный проект военной разведывательной станции MOL (Manned Orbiting Laboratory) на базе верхней ступени ракеты «Аджена». Примерно в то же время фон Брауном была представлена концепция «Практического применения программы „Аполлон“», где среди прочего предполагалось использовать верхнюю ступень ракеты Сатурн 1B в качестве жилого объёма орбитальной станции. Фактически станция выступала в двух ипостасях — сначала выводила себя на орбиту как ракетная ступень, затем освободившийся бак жидкого водорода дооснащался и ступень превращалась в орбитальный модуль. Предусматривалось наличие стыковочного узла, солнечных батарей и другого оборудования. Проект под рабочим названием «Orbital Workshop» нашел поддержку руководства НАСА и начал реализовываться.
Серьёзное урезание космического бюджета в начале 70-х годов заставило НАСА пересмотреть свои программы. Значительному количественному сокращению подверглась и программа орбитальных станций. С другой стороны, после отмены лунных экспедиций Аполлон-18,-19,-20 в распоряжении НАСА остался запас сверхтяжёлых ракет Сатурн-5, которая легко могла вывести полностью оснащенную орбитальную станцию, а значит половинчатый вариант с дооборудованием водородного бака становился неактуальным. Окончательный вариант получил имя «Skylab» — «Небесная лаборатория».
Конструкция
Скайлэб была построена на основе корпуса верхней ступени ракеты Сатурн-1Б. Корпус был покрыт теплоизоляцией, внутреннее пространство баков было приспособлено для жизни и научных исследований.
В верхней части корпуса были установлены отсек оборудования, шлюзовая камера с основным осевым и резервным боковым стыковочным узлами длиной 5.28 м и диаметром 3.0 м, к которой прикреплен массивный отсек астрофизических научных приборов ATM (Apollo Telescope Mount). После выхода на орбиту ATM поворачивался на 90°, открывая доступ к осевому стыковочному узлу.
Пустой водородный бак ступени образует орбитальный блок станции внутренним диаметром 6.6 м, разгороженный решетчатыми перегородками на лабораторный (ЛО) и бытовой (БО) отсеки и высотой 6 м и 2 м. Кислородный бак служит для сбора отходов. ЛО служит для проведения научных экспериментов, БО — для отдыха, приготовления и приема пищи, сна и личной гигиены. Все необходимое для деятельности трех экипажей находится на Skylab во время её запуска: 907 кг продуктов и 2722 кг воды.
Система электроснабжения станции состоит из шести панелей солнечных батарей (СБ): основных, развертывающихся на корпусе в виде двух больших крыльев, и четырёх раскрывающихся крестообразно на блоке АТМ.
Внешняя длина комплекса Skylab с пристыкованным к ней транспортным кораблем Аполлон — 36 м, масса — 91.1 т. В жилых отсеках общим объёмом 352.4 м³ поддерживается искусственная кислородно-азотная атмосфера (74 % кислорода и 26 % азота) давлением 0.35 атм и температурой 21-32 °C.
SkyLab имела огромный внутренний объём, предоставляя практически неограниченную свободу передвижений, например легко можно было прыгать от стенки к стенке во время занятий гимнастикой. Астронавты находили бытовые условия обитания на станции весьма комфортными: в частности, там был установлен душ. Каждый астронавт располагал небольшим отдельным отсеком-каютой — нишей с закрывающейся шторкой, где было спальное место и ящик для личных вещей.
Запуск Скайлэб
Американская ОС Skylab была запущена в 17:30 UTC 14 мая 1973 г. ракетой «Сатурн-5», а спустя сутки ракетой Сатурн-1Б на станцию должна была отправиться первая экспедиция в составе командира — Чарлза Конрада, пилота CM — Пола Уайтца и врача Джозефа Кервина.
Skylab вышла на почти круговую орбиту высотой 435 км, раскрылись солнечные батареи на ATM, однако одна СБ на корпусе станции не раскрылась, а другая оторвалась. Как показало расследование, при выведении со станции сорвало теплоизолирующий экран, который вырвал одну СБ и заклинил другую. Вскоре на станции стала катастрофически нарастать температура, достигнув внутри 38 °C, а на внешней стороне — 80 °C. Скайлэб осталась без электроснабжения и без терморегулирования, и эксплуатация её была практически невозможна. Для разрешения ситуации было решено доставить на станцию замену экрану — своеобразный «зонтик», полотнище, натянутое на 4 раздвигающиеся спицы. «Зонтик» был в кратчайшие сроки изготовлен и уже 25 мая отправился на станцию вместе с первой экспедицией.
Экспедиции на Скайлэб
В общей сложности на станции побывали, как и планировалось, три экспедиции. Основной задачей экспедиций было изучение адаптации человека к условиям невесомости и проведение научных экспериментов. Поскольку сам запуск станции имел обозначение SL-1 (Скайлэб-1), три пилотируемых полёта имели номера 2, 3 и 4.
Первая экспедиция SL-2 (Скайлэб-2) (Чарлз Конрад, Пол Уайтц, Джозеф Кервин) продлилась 28 суток (25.05.1973 — 22.06.1973) и носила не столько научный, сколько ремонтный характер. В ходе нескольких выходов в космос астронавты раскрыли заклинившую солнечную батарею и восстановили терморегуляцию станции.
Вторая экспедиция SL-3 (Скайлэб-3) в составе Алана Бина, Джека Лаусмы и Оуэна Гэрриотта отправилась на станцию 28.07.1973 и провела на орбите уже 59 дней.
Третья и последняя экспедиция SL-4 (Скайлэб-4) (Джералд Карр, Эдвард Гибсон, Уильям Поуг) стартовала 16 ноября 1973 года и поставила абсолютный рекорд продолжительности пребывания человека в космосе — 84 дня, который был побит в 1977 году на Салюте-6 — 96 дней. Джералд Карр, Эдвард Гибсон и Уильям Поуг отправились в космос на корабле «Аполлон» 16 ноября 1973 года, а вернулись на Землю уже в следующем году — 8 февраля 1974 года. Карр, Гибсон и Поуг стали первыми астронавтами, которые встретили Новый год в космосе.
Несмотря на многочисленные трудности, экспедициями на «Скайлэб» было проведено огромное количество биологических, технических и астрофизических экспериментов. Наиболее важными были телескопические наблюдения Солнца в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах, было заснято множество вспышек, открыты корональные дыры.
Полная стоимость программы «Скайлэб» составила порядка 3 млрд долларов США в ценах того времени.
Дальнейшая работа станции
Больше экспедиций на станцию не было. Предлагался 20-дневный полёт SL-5 Скайлэб-5 для научных экспериментов и некоторого поднятия орбиты станции. Обсуждались способы сохранить Скайлэб до начала полётов многоразовых кораблей Спейс Шаттл, после чего эксплуатировать не менее 5 лет. Программа Скайлэб-Шаттл предусматривала один полёт для существенного поднятия орбиты с помощью доставляемого шаттлом двигательного модуля, два полёта экспедиций восстановления с доставкой нового стыковочного узла в первом, а затем регулярные многомесячные экспедиции с доведением экипажа на станции до шести-восьми человек, пристыковкой нового большого шлюзового модуля, других модулей (в том числе несвободнолетящих шаттловских лабораторий Спейслэб) и ферм, а также, возможно, дооснащаемого оборудованием отработавшего внешнего бака системы Шаттл ещё большей размерности. Однако, окончательное решение и финансирование так и не было принято.
Тем временем возросшая солнечная активность привела к некоторому увеличению плотности атмосферы на высоте орбиты «Скайлэб», снижение станции ускорилось. Подъем станции на более высокую орбиту был невозможен, так как у неё не было собственного двигателя (подъем орбиты осуществлялся только двигателями пристыкованных КК «Аполлон», в которых на станцию прибывали экипажи). Центр управления полётом сориентировал станцию на вход в атмосферу в 16:37 по Гринвичу 11 июля 1979. Районом затопления станции предполагалась точка в 1300 км южнее Кейптауна, ЮАР. Однако ошибка в расчетах в пределах 4 % и тот факт, что станция разрушалась медленнее, чем предполагалось, привели к смещению точки падения несгоревших обломков: часть из них упала в западной Австралии южнее города Перт. Некоторые обломки были обнаружены между городами Эсперанс и Роулинна и сейчас экспонируются в музеях.
Skylab: миф о мятеже в космосе
Прошло почти полвека с тех пор, как три астронавта на борту космической миссии Skylab 4 вступили в конфронтацию с центром управления полетом. Вскоре после этого стали поступать сообщения о том, что они объявили забастовку. Но Эд Гибсон, единственный из команды, кто остался в живых, говорит, что идея о том, что они прекратили работу – это миф.
Билла Пога затошнило вскоре после того, как трое астронавтов прибыли на космическую станцию.
Это стало неожиданностью, потому что после проведения тренировок в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне Билл получил прозвище «Железный живот». Он мог бесконечно терпеть сидение на быстро вращающемся стуле, двигая головой вперед, назад и из стороны в сторону без намека на укачивание.
Впрочем, это первый раз, когда три человека оказались в космосе, и очевидно, что сопротивление укачиванию на Земле не играло большой роли.
Командир Джерри Карр предложил Биллу съесть банку томатов, чтобы успокоить желудок.
Эд Гибсон (слева), Джеральд Карр и Уильям Пог
Эд Гибсон сидел между напарниками и вспоминает, как банка проплывала слева направо перед его глазами.
«Помню, что потом были дурные звуки, исходящие от Билла, и мешок для мусора, плывущий справа налево», — говорит он.
«Мы были разочарованы, потому что знали, что у нас много работы – именно тогда мы совершили нашу первую ошибку».
Сейчас Эду 84 года. Миссия Skylab 4 началась в ноябре 1973 года, но время не омрачило его самые яркие воспоминания – вид Земли из космоса, пылающую корону Солнца и тишину выхода в открытый космос. Он последний из астронавтов, способных поделиться этой историей, потому что Джерри Карр и Билл Пог уже покинули нас – Карр прошлым летом, а Пог в 2014 году.
Космическая станция Skylab была исследовательской платформой на орбите, где астронавты помогали ученым изучать реакцию человеческого тела на космический полет, проводили эксперименты и наблюдали за Солнцем и Землей. Skylab 4 была последней миссией, и у её экипажа был длинный список задач, которые нужно было выполнить.
84-дневная миссия (самая продолжительная на тот момент) готовилась в сжатые сроки. НАСА очень беспокоилось о том, что если кому-то станет нехорошо, то будет потеряно драгоценное время.
Джерри Карр делает вид, что держит одним пальцем невесомого Эда Гибсона
НАСА признает, что планировщики миссий не предоставили экипажу времени на адаптацию, чтобы астронавты могли привыкнуть к работе в невесомости на орбите, и заполнили свои графики работы. Количество выходов в открытый космос также было увеличено вдвое (до четырех), чтобы увидеть недавно открытую комету Когоутек.
Таким образом, космонавты уже находились под давлением, когда приняли свое первое неверное решение.
«Мы хотели собраться с силами, прежде чем начать выяснять отношения с землей, так что мы решили отложить рассказ им о том, что Биллу нехорошо», — говорит Эд.
Но они забыли, что все, что они говорили на борту, записывалось – центр управления полетом слышал всё.
Вскоре из центра управления полетом по радио раздался трескающий голос начальника Управления астронавтов Алана Шепарда, и этот разговор также транслировался для общественности.
«Он вышел на связь и сделал нам выговор, за то, что мы не доложили обо всём немедленно», — говорит Эд. «Ал был в порядке, нам просто не нравилось, что нас отчитывают на глазах у всего мира».
Шепард был первым американцем, который полетел в космос (этот подвиг заставил Эда сместить свои детские амбиции от полетов на самолетах к полетам на ракетах) а позже приземлился на Луну в качестве командира Аполлона 14. Находясь там, он сыграл в гольф и мысль о том, что команду отчитывает «парень, который играл в гольф на Луне» казалась Эду ироничной.
Он задавался вопросом – что об этом думают его друзья и родные? Это было не очень хорошее начало и оно заложило основу для роста напряженности между командой и центром управления полетами.
Сотрудники НАСА в Центре управления полетами обсуждают проблему со Skylab
Сотрудники на Земле были знакомы с этой командой не так хорошо, как с предшествующей, потому что они были заняты наблюдением за первой и второй миссиями, пока астронавты Skylab 4 готовились к своей.
«Из-за этого у нас действительно не было хороших рабочих отношений — у нас не было такого взаимопонимания».
Каждый контакт начинался с продолжительной бомбардировки вопросами, инструкций и требований, говорит Эд, в дополнение к подробному списку инструкций от центра управления полетами, которые поступали через телетайп каждое утро. Требования к проведению космических операций строги, но именно этот необычайно тяжелый микроменеджмент привел к так называемой «забастовке».
«Однажды утром мы получили около 20 метров инструкций, которые затем нужно было осмыслить и разделить, прежде чем мы вообще приступили к работе», — говорит Эд.
Затем был утренний брифинг, на который нужно было подключиться по радио, на него у них ушло еще полчаса.
«Любой, кто подвергался микроменеджменту, знает, с ним можно протянуть около часа, но попробуйте жить так 24 часа в сутки, когда ваш день разбирают поминутно», — говорит Эд.
«Это было неконструктивно, и мы ничего не добивались, потому что не могли ничего делать сами»
Экипаж Skylab 4 общается по радио с чешским астрономом Любошем Когоутеком, который дал комете свое имя
Увеличивая нагрузку на расписание, летные хирурги также увеличили ежедневные тренировки с часа до 90 минут – хотя Эд действительно наслаждался этим.
«Было настоящим облегчением оказаться на велосипеде и почувствовать, как кровь из верхней части тела стекает в ноги. Тогда я понимал насколько это неудобно, когда из-за отсутствия силы тяжести кровь не удерживается в нижних конечностях», — говорит он.
Поскольку Билл все еще был не в лучшей форме, они работали 16-часовыми сменами, чтобы не отставать от списков задач, и пропускали выходные дни в течение первого месяца.
Они знали, что их будут сравнивать с предыдущей командой, Skylab 3, перевыполнившей план, и заслужившей прозвище «команда на 150%».
У них даже было время сделать несколько манекенов своих преемников и одеть их в ожидающие на складе скафандры — один сидел на велотренажере, вспоминает Эд, а другой — в туалете.
«Это было весело, и мы хорошенько посмеялись над этим», — говорит он.
Но они были так заняты, что манекены какое-то время не снимали и не разбирали. Эд пугался, когда они попадали в поле зрения.
«Казалось, будто там с нами были другие люди», – говорит он.
Из-за сниженного боевого духа и переутомления экипаж начал выбиваться из графика, а их просьбы к центру управления полетами об облегчении графика остались без внимания.
«Именно тогда мы совершили нашу вторую ошибку», – говорит Эд о так называемой забастовке, начатой примерно в середине миссии.
Трое астронавтов решили, что только одному из них нужно подключаться на утренний брифинг, и что они будут приходить на него по очереди.
«Это сработало очень хорошо, правда однажды из-за усталости мы не заметили пересечения сигналов, и в итоге никто не слушал землю».
Космонавты не выходили на связь на протяжении одного полного оборота вокруг Земли — около 90 минут. В те дни связь была возможна только около 10 минут за сессию, поскольку Skylab проходила над наземными станциями управления на Земле — потребовалось некоторое время, чтобы стала доступна постоянная и бесперебойная спутниковая связь.
Эд Гибсон выходит из шлюза
«Слово «забастовка» с молниеносной скоростью пролетело от диспетчерской до СМИ, которые были в восторге от инфоповода, — говорит Эд.
«На земле все решили, что это бунт. Но это не было намеренно, это была наша ошибка. Средства массовой информации создали этот миф, который с тех пор живет, и нам просто пришлось смириться с этим».
Эд считает, что сама эта идея бессмысленна. «Что мы могли сделать? Угрожать жить на Луне?»
В недавней статье НАСА предложило иную интерпретацию происхождения истории о забастовке, предполагая, что путаница могла возникнуть из-за выходного дня, который у команды был примерно в это время – который она законно заработал бы после того, как Джерри и Билл завершили семичасовой выход в космос на Рождество.
В конце дня CAPCOM (капсульный коммуникатор) Ричард Трули в шутку обратился к экипажу: «Эй, если хотите, я думаю, вы можете взять отпуск завтра», имея в виду запланированный выходной день 26 декабря.
«Завтра у нас будет автоответчик», — шутливо ответил Джерри Карр.
В отчете Джерри от 2000 года говорится о том, что команда чувствовала себя отдохнувшей после выходного дня, но небрежно обращалась с радиоприемниками. Ничто не указывает на то, что выходной день был взят без разрешения.
Стенограммы разговоров с наземной службой управления предполагают, что было пропущено максимум пару часов — ничего такого, чтобы эти события называли «забастовкой».
Была забастовка или нет, напряженность между командой и наземным управлением была реальной. Кризисная встреча между двумя сторонами была проведена 30 декабря.
«Это были две напряженные дискуссии», — говорит Эд. Обе стороны выразили свое разочарование, и наземный контроль согласился ослабить контроль над графиком и предоставить астронавтам немного больше свободы.
Позже Джерри назвал это «первым проявлением эмпатии в космосе».
После этого все резко улучшилось. Мало того, что повысилась продуктивность, они начали получать удовольствие от пребывания в космосе.
Специальность Эда – физика Солнца, и ему нравилось проводить свободные дни, продолжая изучать Солнце через телескоп Apollo Mount (ATM).
Он также проводил время, просто глядя в окно и глядя на Землю.
«Земля — прекрасное место, и я узнал его как свои пять пальцев. Я думаю о том, как нам повезло, у нас все получилось», — говорит он.
Каждые три дня Эд мог несколько минут поговорить со своей женой и четырьмя детьми, и эти мгновения были драгоценными.
Он помнит, как пролетал над Америкой и подробно описал побережье и погоду своей пятилетней дочери. Она выслушала и сказала: «Папа, у меня вопрос — когда ты вернешься, мы поиграем в боулинг?»
«Это вернуло меня на Землю и заставило понять, что мы находимся там в совершенно другом мире», — говорит он. Семья Гибсонов до сих пор смеется над этим.
Экипаж «Skylab-4» приводнился в Тихом океане 8 февраля 1974 года, через пять дней после завершения своего четвертого и последнего выхода в открытый космос.
Они вернулись с рекордом производительности, который превзошел даже показатели «команды на 150%», несмотря на тяжелую нагрузку.
«Я горжусь тем, что мы проделали много хорошей работы, которая подтолкнула и подготовила НАСА к строительству Международной космической станции», — говорит Эд.
Они не знали об истории забастовки, пока не вернулись на Землю.
Легенда действительно начала жить собственной жизнью, когда в статье New Yorker в 1976 году написали о «своего рода сидячей забастовке в один прекрасный день примерно в середине миссии».
На основе этого Гарвардская школа бизнеса провела тематическое исследование об опасностях микроменеджмента под названием Strike in Space, которое ссылалось на статью в New Yorker.
Эта история сохраняется в некоторых более поздних отчетах, где инцидент упоминается как «мятеж в космосе».
Один из четырех выходов членов экипажа Skylab 4 в открытый космос
Каково было Эду? Он ведь понимал: люди подумают, что именно так всё и было.
«Усердно тренироваться, хорошо работать, а потом вечно слушать напоминания об этой истории не очень-то весело», – говорит он.
«Каждый раз, когда кто-то говорит об этом полете, упоминается забастовка. Я уверен, что Бог спросит меня, когда и если я попаду на небеса о том, что произошло».
Удивительно, – говорит он, –что за последние 48 лет только один репортер связался с командой Skylab 4, не считая BBC, и попросил их рассказать о том, что произошло.
В дополнение к двум космическим романам он написал книгу, в которой приводится его собственный отчет. Она называется We Enter Space и все еще ищет издателя.
Ни один из трех астронавтов больше не отправился в космос, но Эд остался в космической программе и помогал отбирать и обучать другие экипажи. Он на всю жизнь подружился с сотрудниками центра управления полетами.
И он согласен с тем, что эта история поучительна с точки зрения микроменеджмента.
«Наша миссия доказала, что микроменеджмент не работает, за исключением случаев, когда этого требует ситуация при взлёте или посадке», — говорит Эд. «К счастью, этот тяжелый урок был передан будущим космическим полетам и экипажам».
НПП ИТЭЛМА всегда рада молодым специалистам, выпускникам автомобильных, технических вузов, а также физико-математических факультетов любых других высших учебных заведений.
У вас будет возможность разрабатывать софт разного уровня, тестировать, запускать в производство и видеть в действии готовые автомобильные изделия, к созданию которых вы приложили руку.
В компании организован специальный испытательный центр, дающий возможность проводить исследования в области управления ДВС, в том числе и в составе автомобиля. Испытательная лаборатория включает моторные боксы, барабанные стенды, температурную и климатическую установки, вибрационный стенд, камеру соляного тумана, рентгеновскую установку и другое специализированное оборудование.
Если вам интересно попробовать свои силы в решении тех задач, которые у нас есть, пишите в личку.
Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.
Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.
У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.