Почему космическая броня не спасает МКС
«Крупные объекты, которые могли бы натворить бед, отчасти отслеживаются, и МКС регулярно маневрирует и уклоняется от столкновения с ними. А от мелочи размером с пулю пока сложно найти методы защиты», – заявил газете ВЗГЛЯД действительный член Российской академии космонавтики Александр Железняков. Он рассказал, как устроены противометеоритные экраны и почему они не защитили станцию от микрометеорита.
Экипаж Международной космической станции (МКС) продолжает устранять последствия попадания в российский корабль «Союз МС-09» микрометеорита. По всей видимости, будет наложен второй слой герметика на пробоину, образовавшуюся в корпусе «Союза», поверх уже сделанной первой заплаты. Об этом в пятницу сообщил исполнительный директор Роскосмоса по пилотируемым программам Сергей Крикалев.
Авария произошла накануне, когда в результате столкновения с метеоритом в корпусе корабля «Союз МС-09» образовалась микротрещина и началась утечка воздуха. Американские астронавты предложили ввиду отсутствия угрозы жизни экипажа взять 24 часа на обсуждение способов устранения пробоины, а российские космонавты предложили заделать отверстие герметиком. Решение нанести герметик оказалось успешным, трещина была залатана, однако, как сообщали некоторые издания, поверхность герметика вспузырилась.
Для наиболее удобного наложения второго слоя герметика, первый должен быть плоским, однако он получился вздутым, как «горб» – когда накладывали заплату на основе эпоксидной смолы, то ее сделали потолще для надежности, и получился наплыв герметика с запасом. Впрочем, первый слой «уже демонстрирует абсолютную герметичность». «Ночью проводили тесты, наблюдали за давлением на длительном периоде времени – на данный момент давление стоит, никаких дополнительных утечек не обнаружено», – рассказал Крикалев, добавив, что окончательное решение по ситуации будет принято до вечера 31 августа.
О том, что будет дальше с «Союзом» и как защитить космические аппараты от возникновения подобных ситуаций, газете ВЗГЛЯД рассказал действительный член Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского Александр Железняков.
ВЗГЛЯД: Александр Борисович, подобное происшествие на МКС – это рабочий момент или нештатная ситуация?
Александр Железняков: Любая ситуация, которая мешает работе – является нештатной. Когда происходит разгерметизация корабля – это абсолютно нештатная ситуация, причем не очень приятная. Но космонавты готовы к подобному развитию событий. У них есть ремкомплект, которым они и воспользовались. Они залили обнаруженные микротрещины герметиком и сейчас оценят, насколько эффективно это получилось. А дальше будут отслеживать развитие этой микротрещины. Если она окажется полностью заглушенной, тогда ничего не будет мешать дальнейшей работе космонавтов.
ВЗГЛЯД: Были сообщения, что американцы поначалу не хотели использовать герметик. Почему?
А.Ж.: Не нужно передергивать факты. Американцы не возражали против этого. Они предлагали не спешить, чтобы оценить, как кроме герметика можно устранить эту неисправность. У нас почему-то предложение американцев немного подождать и посоветоваться со специалистами трансформировалось в то, что американцы возражали. Никаких возражений не было. Они прекрасно понимают, что подобную вещь надо заделать.
ВЗГЛЯД: Насколько эффективно закрытие пробоины герметиком? Возможно ли ее полностью заделать?
А.Ж.: Это достаточно эффективно для трещин такого размера. Но в любом случае за этой пробоиной придется следить, действительно ли полностью герметик закрыл ее. На герметик, когда он застынет, наложат марлевую заплатку – это продолжение ремонта. Такова методика устранения подобной неисправности. Заделать же трещину полностью можно только в заводских условиях, заварив ее. А в космосе можно только воспользоваться ремкомплектом, что космонавты и сделали. Так как трещина находится в обшивке бытового отсека, то, если дальнейшие наблюдения покажут, что она не расползается и утечки воздуха нет, то дальше можно будет проводить операцию по спуску корабля с орбиты. Бытовой отсек не используется для приземления космонавтов, так что этого будет достаточно.
ВЗГЛЯД: Возможно ли заранее обнаружить приближение такого малого постороннего объекта?
А.Ж.: Невозможно. Представьте себе, что этот объект – песчинка! Размеры ее могут быть миллиметр в диаметре. Как вы сможете обнаружить ее? Такого мусора летает очень много. Это может быть фрагмент космического аппарата, который развалился на орбите. Мы можем с земли отслеживать посторонние элементы в космосе размером не менее десяти сантиметров. Но если использовать космические средства, то можно отслеживать более мелкие предметы, но все равно обломки менее двух сантиметров мы заранее не увидим.
ВЗГЛЯД: Силу пробития даже малыми предметами, например, микрометеоритами сравнили с попаданием пули. Можно ли как-то защитить МКС от ударов малых предметов, сделать что-то наподобие брони для нее?
А.Ж.: Уже защищают. Есть противометеоритные экраны, развернутые на обшивке модулей. Они выглядят, как одеяло на корпусе станции, и делаются из особо прочных композитных материалов. При столкновении с частицами они принимают на себя большую часть их энергии. А когда происходит касание корпуса, энергия этих частиц значительно меньше и бед они не натворят. Главное – погасить энергию, принять на себя этот удар.
Сама обшивка корабля тоже довольно прочная. Но все зависит от того, с какой скоростью будет двигаться эта частица и от ее размеров. Полностью обезопаситься от таких столкновений пока невозможно. Сама станция движется со скоростью 8 км/с. Если навстречу движется частица с такой же скоростью, то это уже 16 км/с. Согласно законам физики, возникает огромная кинетическая энергия. Такие частицы могут пробить обшивку. А защитные экраны предназначены, скорее, для более мелких фрагментов, для метеоритного песка.
ВЗГЛЯД: Еще больше усилить противометеоритную защиту пока нельзя?
А.Ж.: Можно поставить броню как в танке. Но, во-первых, при таких энергиях – это тоже не полная гарантия. Во-вторых, представьте себе, насколько это будет утяжелять саму конструкцию. Нужно находить оптимальные решения, чтобы все это было не слишком большой массы и чтобы была определенная безопасность.
Крупные объекты, которые могли бы натворить бед, отслеживаются с земли и МКС регулярно маневрирует и уклоняется от столкновения с ними. А от мелочи размером с пулю пока сложно найти методы защиты. Материалы и защита постоянно совершенствуются. Но дать полной гарантии пока не может никто – частица обладает такой колоссальной энергией, что многое может пробить. Какой бы прочностью и легкостью ни обладали бы материалы, сделать абсолютную защиту не удастся. Кроме метеоритных экранов, маневров уклонения и достаточно прочного корпуса обшивки других мер пока нет.
ВЗГЛЯД: Защищены ли как-то на подобный случай другие космические аппараты, выходящие в открытый космос космонавты?
А.Ж.: Другие космические аппараты не обладают такой защитой, как МКС. Поэтому бывали случаи, когда они страдали от космического мусора. Особенно часто, к сожалению, это бывает на геостационарной орбите. Это достаточно далеко от Земли. Там даже крупный объект сложно рассмотреть. Было несколько инцидентов, когда аппараты выходили из строя из-за внешнего воздействия космического мусора. На низких орбитах тоже бывали повреждения. Однако таких инцидентов было не очень много.
А у космонавтов единственная защита – это скафандр. Он делается многослойным, чтобы исключить мелкие трещины или разрыв и предотвратить мгновенную смерть. Однако, если прилетит такой микрометеорит, то он может много бед натворить.
ВЗГЛЯД: С учетом планов ряда стран по созданию лунных космических станций, не нужно ли подумать об их защите от пробития инородными предметами?
А.Ж.: Об этом думают. Эти меры предпринимаются. Конструкторы изначально закладывают определенную прочность в корпус космического аппарата, создают защитные экраны. Противометеоритные экраны применяются еще с первых орбитальных станций. Они постоянно совершенствуются. В бортовом оборудовании обязательно есть ремкомплекты. В них входят все необходимые для устранения тех или иных механических и электрических неисправностей инструменты. Весь накопленный за время эксплуатации космических станций опыт учитывается при создании ремкоплектов. В него входит все, что нужно.
ВЗГЛЯД: Получается, на данный момент единственный способ решения проблемы – устранение пробоин?
А.Ж.: Да, если есть кому устранять эти пробоины.