МКС в борьбе с утечками: как старение станции влияет на её безопасность и будущее

Международная космическая станция (МКС) уже более двадцати лет служит лабораторией на орбите, где проводятся важные исследования и эксперименты, но длительная эксплуатация не прошла для неё бесследно. С 2019 года на станции фиксируются утечки воздуха, источником которых стал российский модуль «Звезда». Несмотря на несколько попыток устранить проблему, полностью остановить утечки не удалось. Недавний отчёт NASA обозначил эту проблему как одну из главных угроз безопасности, требующую особого внимания.

Хотя утечки воздуха на космических аппаратах не являются чем-то неожиданным, их усугубляет многолетняя эксплуатация МКС. Металлические панели и соединения станции ежедневно подвергаются экстремальным нагрузкам: перепадам температур, воздействию солнечной радиации и микрометеоритов. Станция 16 раз в сутки попадает из солнечного света в тень Земли, и такие перепады температур приводят к постоянным циклам расширения и сжатия её компонентов, что постепенно сказывается на герметичности. Модуль «Звезда», являющийся основным местом утечек, был запущен на орбиту в 2000 году и успел накопить признаки износа.

По словам инженеров, хотя каждый день происходит небольшая утечка воздуха, текущие масштабы потерь не представляют немедленной угрозы. За один день станция теряет примерно 3,7 фунта воздуха, что эквивалентно массе воздуха, занимающего менее 30 квадратных сантиметров поверхности Земли на уровне моря. Пока утечки остаются стабильными, экипаж получает достаточное количество воздуха и других ресурсов благодаря регулярным доставкам с Земли.

Проблема обнаружения и устранения утечек на МКС осложняется уникальной конструкцией станции и ограниченным доступом к её модулям. Для того чтобы локализовать утечки, потребовалось несколько месяцев, и специалисты NASA и Роскосмоса пришли к временным решениям, одно из которых — закрытие люка модуля «Звезда», чтобы изолировать утечку. Однако, поскольку «Звезда» является важной частью станции, полное отключение этого модуля не входит в планы — его продолжают использовать, но стараются минимизировать время его эксплуатации.

Инженеры NASA и Роскосмоса расходятся во мнениях относительно критического порога утечек. При необходимости закрытие части модуля может стать постоянной мерой, что потребует более тщательного планирования космических миссий и доставки грузов. Пока экипаж поддерживает порядок на борту и адаптируется к ограничениям, дополнительные меры по герметизации модуля продолжают обсуждаться. Параллельно NASA рассматривает варианты повышения безопасности и сокращения потерь воздуха, такие как более прочные материалы для будущих станций.

NASA планирует поддерживать МКС до 2030 года, а Роскосмос подтвердил своё участие до 2028 года. Однако старение станции подталкивает к необходимости её безопасного вывода из эксплуатации, поскольку произвольное падение фрагментов станции на Землю может привести к катастрофическим последствиям. В 2023 году NASA заключило контракт с SpaceX на разработку специального аппарата для контролируемого сведения МКС с орбиты. Запуск этого аппарата запланирован на 2029 год, а завершение работы МКС — на 2031 год.

Одновременно с этим NASA предпринимает шаги по созданию новых орбитальных объектов. Так, компания Axiom Space уже строит первый коммерческий модуль, который в 2026 году будет интегрирован с МКС, а затем сможет функционировать независимо после её вывода из эксплуатации. NASA также финансирует проекты Blue Origin и Nanoracks, которые разрабатывают орбитальные станции для замены МКС. Но финансовые трудности и технические сложности уже приводят к задержкам, и теперь существует опасение, что эти коммерческие станции не успеют занять место МКС к 2031 году.

Противостояние утечкам на МКС может послужить важным уроком для будущих космических станций. Проектировщики новых орбитальных модулей смогут учесть сложности, с которыми столкнулись инженеры МКС, и создать конструкции, менее подверженные утечкам и износу. Вопрос использования более надёжных материалов и компонентов, устойчивых к космическим условиям, становится приоритетным для всех проектов по созданию новой станции.

Тем не менее, будущее долгосрочного космического присутствия США остается под вопросом: история с закрытием программы космических шаттлов в 2011 году показала, что отсутствие замены приводит к значительным финансовым потерям и снижению экспертного уровня. NASA планирует избежать подобных ошибок, обеспечив бесперебойное присутствие на орбите, но это потребует от агентства и частных компаний значительных усилий