Недостаток воздуха: чем грозит утечка кислорода на МКС
Последние два месяца экипаж Международной космической станции постоянно борется с утечкой кислорода. Ее обнаружили еще в августе, но до сих пор место, через которое драгоценный воздух покидает станцию, так и не найдено. «Известия» выяснили, угрожает ли эта ситуация жизням космонавтов, почему дыру так сложно найти и можно ли ее заделать.
Иголка в стоге сена
В настоящее время Международная космическая станция — это единственный обитаемый рукотворный объект в космосе. Станция с трудом поместится на стандартное футбольное поле, а ее герметичный объем составляет более девятисот кубических метров. Для сравнения: объем средней трехкомнатной квартиры при высоте потолков два с половиной метра около 180 кубов. Так что можно считать, что на орбите в настоящее время летает огромная 15-комнатная космическая база. Правда, стоит учесть, что Международная космическая станция имеет не такое удобное расположение внутренних модулей, а их внутреннее пространство занято необходимой для обеспечения жизнедеятельности техникой, инструментами, используется как склад или представляет собой узкие шлюзовые камеры и переходы. Так что доступного и комфортного для жизни места у космонавтов гораздо меньше.
В августе 2020 года приборы на станции зафиксировали утечку воздуха. Постоянно поддерживаемое давление в одну атмосферу постепенно падало. В сутки в безвоздушное пространство стравливалось около 200 г воздуха. Вес одного кубометра воздуха примерно 1,2 кг, так что куб воздуха при давлении как на станции «утекал» за борт в течение шести дней, и такая утечка соответствовала отверстию диаметром всего 0,1 мм. В принципе для Международной космической станции с ее объемом более девятисот кубометров такая ситуация не является критической. Запас воздуха на станции есть, и космонавтам ничего не угрожает, но решать ситуацию следовало незамедлительно.
Вид Международной космической станции (МКС) с американского шаттла «Индевор»
Проблема в том, что найти дырочку, которую и глазом не увидишь, в «пятнадцатикомнатной квартире» задача нетривиальная. А если все стены, полы и потолки квартиры заняты развешанными там приборами, инструментами, специальными панелями и добраться до них не так-то просто, то эта задача становится почти невыполнимой. Для того чтобы приступить к поискам точного места, для начала космонавты попробовали локализовать хотя бы отсек, где нужно искать.
Работа эта проводилась так. Вся команда переходила в один из сегментов, российский или американский, и герметизировала его на двое суток, после чего проверяла, насколько уменьшилось давление. Сделать это получилось далеко не с первого раза. Сначала было предположение, что утечка находится в американском сегменте, затем стало понятно, что проблема все-таки на российской стороне.
Проблема в «Звезде»
Тем временем ежесуточная утечка увеличилась, и, хотя жизням космонавтов по-прежнему ничего не угрожает, разобраться с этой проблемой стало еще важнее. В настоящее время точно локализован модуль, где находится отверстие. По открытым данным, это произошло в модуле «Звезда», и это, наверное, самый сложный из возможных вариантов. Дело в том, что это служебный модуль в котором расположены все системы, необходимые для работы в качестве автономного обитаемого космического аппарата и лаборатории.
Модуль объемом почти девяносто кубических метров состоит из четырех отсеков. Три из них герметичны — переходный отсек, рабочий отсек и промежуточная камера. Есть на нем негерметичный агрегатный отсек, в котором размещена объединенная двигательная установка. Проблема в одном из трех герметичных отсеков, но в каком именно, пока непонятно. И перекрыть их, чтобы определить более точное место утечки, нельзя.
Как же найти иголку в стоге сена, а вернее микроотверстие в огромном, заполненном аппаратурой модуле? Для этого космонавты используют специальный ультразвуковой датчик, который реагирует на очень высокий звук. Воздух, выходя из станции через отверстие, тихонько, на очень высоких частотах свистит, и именно этот звук улавливает датчик. Проблема в том, что чем меньше отверстие, тем слабее звук, а значит, тем ближе нужно поднести прибор, чтобы зафиксировать место утечки.
Российский сегмент Международной космической станции (МКС)
Кроме того, прибор не покажет точное место утечки, скорее укажет на сторону, где она произошла, как в детской игре «холодно-горячо». Вот здесь горячо, а дальше приходится искать самостоятельно. И если в 2019 году отверстие легко обнаружили в бытовом отсеке корабля «Союз», то сейчас это не получилось.
В настоящее время считается, что утечка находится в резиновых уплотнителях переходного отсека модуля «Звезда». И, скорее всего, это не микрометеорит, а изменения материала уплотнителя под воздействием времени и среды. Космонавты пытаются прикреплять к разным местам уплотнения скотчем пластиковые пакеты, чтобы постараться максимально точно увидеть место утечки.
Да, если бы отверстие было на плоской поверхности, например, от микрометеорита, заделать его было бы гораздо проще. На Международной космической станции есть специальные пластыри со смолой, которыми можно заделать такие отверстия. С резинками эта работа гораздо сложнее. Скорее всего, уже в ближайшее время космонавты смогут точно локализовать место и заделать его.
Первый звонок
В плане ремонта Международная космическая станция больше всего напоминает большой и уже не особо новый деревенский дом. Вроде еще крепкий, но постоянно требующий ухода. Там подправить, тут проверить, здесь починить, что уже сломалось. В распорядке дня космонавтов есть время, отведенное на периодическую проверку всех систем станции и замену или ремонт вышедших из строя элементов. И чем старше становится станция, тем больше времени требуется на это. В последние годы работы станции «Мир», по воспоминаниям космонавтов, на проверку систем и ремонт уходило очень много времени.
Международная космическая станция эксплуатируется с 1998 года. Срок ее эксплуатации давно перевалил за изначально оговариваемые пятнадцать лет. Время от времени высказываются предположения, что эксплуатацию станции продлят до 2030 года. И до нынешней утечки казалось, что проблем с эксплуатацией нет.
Копия научной лаборатории Международной космической станции (МКС) в Космическом центре Джонсона
Увы, вечных вещей не бывает, и случившееся это первый, но очень важный звоночек для стран, эксплуатирующих МКС. Причем абсолютно неважно, в чьем сегменте произошла утечка. Станция потихоньку стареет, и проблема может возникнуть где угодно.
Проблема в том, что Международную космическую станцию, ставшую возможной лишь в конце девяностых годов прошлого века, когда между США и Россией были совсем другие политические отношения, в нынешнем мире практически невозможно повторить. Слишком много противоречий и политики в космосе. Позиции России стали менее сильными, особенно плохо на них повлияла история с модулем «Наука» и невозможностью запустить его в течение более чем десяти лет. Даже если «Роскосмос» и NASA смогут договориться, а между ними до сих пор отличные отношения, то любой новый совместный проект будет отвергнут на этапе согласования в сенате.
Поэтому шансов на создание новой станции в окололунном или орбитальном варианте очень мало. В такой ситуации МКС нужно хранить пуще прежнего, используя ее максимально долго.
Использовать бережно
К сожалению, вариант создания дублирующих модулей для Международной космической станции тоже в настоящее время мало реалистичен. США всё еще надеются на создание окололунной станции, пусть она и отодвинулась за 2025 год, а у России просто нет денег на самостоятельное изготовление новой «Звезды».
Россияне Антон Шкаплеров и Александр Мисуркин во время выхода в открытый космос в 2018 году
Что еще хуже, в глазах мировой общественности значимость Международной космической станции неуклонно снижается. Для того чтобы найти финансирование на замену модулей Международной космической станции, требуется для начала хотя бы себе ответить на самые важные вопросы. Зачем она нужна, какие цели преследует, кроме сохранения опыта пилотируемой космонавтики и загрузки производства? Показать, что МКС — это не просто орбитальная станция, а своего рода ступенька к полетам на Луну и Марс, возможность отработать те навыки и устройства, что пригодятся космонавтам в будущем, в глубоком космосе.
Время для того, чтобы исправить ситуацию или по крайней мере четко решить, что делать дальше и каким составом, еще есть, но с каждым годом его остается всё меньше. Первый звонок уже прозвучал. т
