Прогресс (космический корабль)

«Прогресс» — серия транспортных беспилотных грузовых космических кораблей (ТГК), выводимых на орбиту с помощью ракеты-носителя «Союз». Разработана в СССР для снабжения орбитальных станций.

Транспортный грузовой корабль «Прогресс М1-10»

Разработка нового корабля на базе космического корабля «Союз» под кодом 7К-ТГ была начата в 1973 году. Первый «Прогресс» вышел на орбиту 20 января 1978 года. Все запущенные корабли получили название «Прогресс», за исключением корабля «Космос-1669» в 1985 году: он по принятой в СССР практике секретности и неразглашения космических неудач получил открытое название из ряда спутников, ввиду возникновения неполадок, которые вскоре были устранены и позволили кораблю состыковаться со станцией.

Разработчиком и изготовителем кораблей семейства «Прогресс» с 1970-х и по настоящее время является Ракетно-космическая корпорация «Энергия». Производство кораблей осуществляется на головном предприятии корпорации в подмосковном Королёве, а испытания и подготовка кораблей к запуску — в монтажно-испытательном корпусе (МИК) предприятия на 254-й площадке космодрома Байконур.

История созданияПравить

Продолжительность эксплуатации первых долговременных орбитальных станций «Салют» была ограничена многими факторами, в том числе и небольшими запасами топлива, компонентов системы жизнеобеспечения и других расходных материалов, имеющихся на борту. Также при возникновении отказов необходимо было обеспечить доставку на орбиту ремонтного оборудования и приборов. Поэтому при разработке орбитальной станции второго поколения «Салют» было принято решение о создании грузового корабля (на базе пилотируемого КК «Союз»), позже получившего название «Прогресс». Рассматривались разные варианты исполнения; некоторые разработчики предлагали сделать корабль пилотируемым, чтобы иметь возможность возвращать материалы и оборудование со станции на Землю. Другие рассматривали беспилотный вариант, который при той же массе корабля позволял разместить существенно большее количество груза; при этом материалы со станции предлагалось возвращать кораблями «Союз» одновременно с возвращением на Землю экипажа. Именно на последнем варианте в итоге и остановились разработчики. На практике первые грузовики использовались именно как разовые, после чего их сбрасывали и они сгорали в верхних слоях атмосферы. В дальнейшем, когда на станции появилось нескольких стыковочных узлов в сателлитном переходном отсеке транспортируемые модули стали использоваться как дополнительная кубатура: в роли лабораторий, подсобных помещений и складов, модулей жизнеобеспечения и т. п.

При проектировании были использованы бортовые системы, конструкции и агрегаты корабля «Союз». «Прогресс» имел три основных отсека: герметичный грузовой со стыковочным агрегатом, где размещались материалы и оборудование, доставляемые на станцию; отсек компонентов дозаправки, сделанный негерметичным, чтобы защитить станцию в случае утечки токсичного топлива; а также приборно-агрегатный отсек (ПАО).

Первый грузовой корабль «Прогресс-1» был запущен к орбитальной станции «Салют-6» 20 января 1978 года. После выхода на орбиту и проверки работоспособности бортовых систем — системы ориентации и управления движением, радиотехнической аппаратуры сближения и стыковки, а также сближающе-корректирующей двигательной установки — начались автоматическое сближение, причаливание и стыковка корабля со станцией. Контролировали ход операции Центр управления полётом и космонавты Юрий Романенко и Георгий Гречко, находившиеся на станции «Салют-6». 22 января в автоматическом режиме корабль был состыкован со станцией.

МодификацииПравить

«Прогресс М1-4» перед стыковкой с МКС

«Прогресс М1-12» на орбите

Стыковочный узел Прогресса-М

Система ТОРУ в модуле Звезда для обеспечения ручной стыковки кораблей Прогресс к МКС

Прогресс 11Ф615А15 (1978—1990)Править

Длина: 7,48 м;
Максимальный диаметр: 2,72 м;
Масса: 7020 кг;
Полезный груз: 2315 кг, из них максимально 975 кг топлива;
Первый полёт: 20 января 1978 («Прогресс-1» к станции «Салют-6»);
Последний полёт: 5 мая 1990;
Количество успешных запусков: 42, из них:
- 12 к Салюту 6;
- 12 к Салюту 7;
- 18 к станции «Мир».
Энергоснабжение: Аккумуляторы.

Прогресс М 11Ф615А55 (1989—2009)Править

Длина: 7,23 м;
Максимальный диаметр: 2,72 м;
Масса: 7450 кг;
Полезный груз: 2350 кг, из них максимально 1200 кг топлива;
Первый полёт: 23 августа 1989 (Прогресс M 1 к станции «Мир»);
Энергоснабжение: Аккумуляторы и солнечные батареи.

Прогресс M1 (2000—2004)Править

Длина: 7,2 м;
Максимальный диаметр: 2,72 м;
Стартовая масса: 7150 кг (для орбиты высотой 460 км);
Масса доставляемого груза: 2230 кг, в том числе:
- Сухие грузы: до 1800 кг;
- Топливо: до 1950 кг (на 800 кг больше);
- Газ наддува обитаемых отсеков: до 40 кг (на 10 кг меньше).
Время полёта в составе МКС: до 180 суток, из которых:
- До стыковки: до 4 суток;
- После расстыковки: до 3 суток.
первый полёт: 1 февраля 2000 (Прогресс М1-1 к станции «Мир»);
Энергоснабжение: Аккумуляторы и солнечные батареи.

По сравнению с ТГК «Прогресс М», в соответствии с программой развёртывания и эксплуатации МКС, на корабле введены изменения в компоновку, конструкцию, состав приборов и режимы работы бортовых систем. Основная цель изменений — увеличение количества топлива в общей массе доставляемых на МКС грузов, что обеспечивается за счёт установки в отсек компонентов дозаправки (ОКД) восьми топливных баков. Кроме того, существенно расширен состав связей ТГК с бортовыми системами российского сегмента МКС по силовым и командным электрическим цепям и телеметрии^[1].

Негерметичный ОКД претерпел следующие изменения^[1]:

Удалены баки водяной системы «Родник»;
Вместо баков «Родника» установлены дополнительные баки системы дозаправки топливом СД8. Дозаправка орбитальной станции (ОС) осуществляется вытеснением компонентов топлива сжатым газом (гелием) через герметичные гидроразъёмы на стыковочных агрегатах ОС и ТГК, при этом:
- Максимальный расход окислителя через магистрали увеличен до 0,35 л/с (в 2,33 раза больше чем на предыдущей модификации ТГК);
- Система СД8, «сухой» массой 635 кг, позволяет подавать топливо, как в баки двигательной установки служебного модуля (СМ) МКС, так и функционально-грузового блока, в коллекторы подсистем причаливания и ориентации ТГК и коллекторы двигателей ориентации СМ;
- Возможна обратная передача топлива из ДУ СМ в коллекторы ТГК.
Снаружи ОКД размещены 12 баллонов с кислородом и азотно-кислородной смесью.

Аппаратурный состав изменился следующим образом^[1]:

Вместо БЦВК «Аргон-16» введён новый комплекс;
В автономную систему навигации введена аппаратура ГНСС ГЛОНАСС/GPS;
Установлена новая аппаратура сближения «Курс-ММ» позволяющая проводить измерение параметров относительного движения для причаливания и стыковки с расстояния не менее 1 км;
Установлена новая аппаратура командной радиолинии «Регул», использующая спутники-ретрансляторы;
Межбортовая радиосвязь «в узком конусе» возможна на дальности в 30 км, при произвольной ориентации — с 3 км.

В систему управления движением (СУД) введены следующие изменения^[1]:

Установлено новое программное обеспечение БЦВК, в котором реализованы схемы безопасного автоматического сближения, перехода в зону причаливания и самого причаливания;
Реализованы динамические режимы управления орбитальной станцией;
Введено устройство сопряжения, преобразующее информацию поступающую с МКС по цепям межмашинного интерфейса в команды релейного типа, что позволило включать со станции двигатели ТГК для создания управляющих моментов.

Таким образом, изменения в СУД позволили реализовать управление ориентацией станции с помощью двигателей причаливания и ориентации (на «Прогрессе-М1» — 27 штук) или сближающе-корректирующего двигателя по единой программе от бортового комплекса управления МКС^[1].

Прогресс М 11Ф615А60 (с 2008)Править

Полезный груз: около 2,5 тонн, топливо, продукты питания и вода, научное оборудование и расходные материалы;
Первый полёт: 15:38 мск 26 ноября 2008 года (к МКС).

Новый корабль четырёхсотой серии. Основное отличие от предыдущих — новый бортовой вычислительный комплекс ЦВМ-101, пришедший на замену «Аргон-16» с полезным объёмом ОЗУ 2048 байт на ферритовых кольцах, эксплуатировавшийся с 1974 г. Вес «Аргон-16» составлял 65 кг, вес новой машины ЦВМ-101 составляет 8,5 кг. Аналоговая телеметрическая система заменена на цифровую.

Прогресс М-ГКМПравить

На базе корабля снабжения были созданы специализированные грузовые корабли-модули (ГКМ), которые доставляли на Международную космическую станцию (российский сегмент) стыковочный модуль № 1 «Пирс» (Прогресс М-СО1) в 2001 году и малый исследовательский модуль № 2 «Поиск» (Прогресс М-МИМ2) в 2009 году.

Прогресс МСПравить

Следующая серия модернизированных транспортных кораблей, пришли на смену «Прогресс М-М». Первый корабль серии, Прогресс МС-01, был запущен к МКС 21 декабря 2015 года^[2]. От предыдущей серии транспортных кораблей отличается наличием дополнительного внешнего отсека, на внешней поверхности ТГК в отсеке предполагается устанавливать по четыре пусковых контейнера, с помощью которых планируется запускать до 24 спутников стандарта CubeSat со сторонами по 10 см^[3]. Запуски будут осуществляться с помощью ракет-носителей Союз-У или Союз-2.1а^[4].

На модернизированный корабль установлена дополнительная защита от космического мусора и микрометеоритов на грузовом отсеке. Для повышения отказоустойчивости в состав стыковочного механизма и герметизации стыка были введены дублирующие электродвигатели.

Модернизации подверглись основные бортовые системы, обеспечивающие связь с наземным комплексом управления, а также отвечающие за сближение и стыковку грузового корабля: система управления движением и навигации, бортовая радиотехническая система, система стыковки и внутреннего перехода, телевизионная система^[5].

Бортовая радиотехническая система «Квант-В» с антенно-фидерными устройствами была заменена на новую единую командно-телеметрическую систему ЕКТС. Вместо аппаратуры сближения и стыковки «Курс-А» на новом «Прогрессе-МС» установлена система «Курс-НА».

11 мая 2018 года в пресс-центре ракетно-космической корпорации «Энергия» сообщили о работах по созданию беспилотной версии корабля Союз, способного и доставлять, и возвращать грузы с орбиты массой до 500 килограммов. По информации источника РИА Новости, «Союз» будет создан на базе корабля «Прогресс» и сохранит от него приборно-агрегатный отсек и отсек дозаправки^[6].

14 апреля 2021 года в сюжете передачи «Космическая среда № 325» на канале «Роскосмос ТВ», сообщили о возможности испытания одновитковой схемы полета к МКС грузового корабля Прогресс в следующем году^[7].

12 июля 2021 года в Роскосмосе сообщили, что в ходе выполнения программы автономного полета корабля «Прогресс МС-17» специалисты РКК «Энергия» им. С. П. Королева начали отработку элементов перспективной одновитковой схемы автономного сближения с МКС под контролем Главной оперативной группы Центра управления полетами ЦНИИмаш^[8].

26 июля 2021 года корабль «Прогресс МС-16» с модулем «Пирс» отстыковался от модуля «Звезда» МКС^[9]. Несгораемые элементы были затоплены в несудоходном районе Тихого океана.

Прогресс М-УМПравить

Транспортный грузовой корабль-модуль, состоящий из приборно-агрегатного отсека, переходной проставки и модуля «Причал» — российского модуля МКС, запуск которого запланирован на конец ноября 2021 года со стартового комплекса «Восток» площадки № 31 космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя «Союз-2.1б» (1 и 2 ступени)^[10].

Сравнение с аналогичными проектамиПравить

Сравнение характеристик беспилотных грузовых космических кораблей [просмотр \| править]
Название	ТКС	Прогресс	ATV	HTV	Dragon	Dragon 2	Cygnus	Тяньчжоу (天舟)
Разработчик	ОКБ-52	> РКК «Энергия»	ЕКА	JAXA	SpaceX	SpaceX	Northrop Grumman	CNSA
Внешний вид
Первый полёт	15 декабря 1976	20 января 1978	9 марта 2008	10 сентября 2009	8 декабря 2010	6 декабря 2020	18 сентября 2013	20 апреля 2017
Последний полёт	27 сентября 1985 (полёты прекращены)	26 октября 2022 (Прогресс МС)	29 июля 2014^[en] (полёты прекращены)	20 мая 2020 (полёты стандартной версии прекращены)	07 марта 2020 (полёты прекращены)	26 ноября 2022	7 ноября 2022	12 ноября 2022
Всего полётов (неудачных)	8	174 (3 из-за ракеты-носителя)	5	9	22 (1 из-за ракеты-носителя)	6	19 (1 из-за ракеты-носителя)	5
Габариты	13,2 м длина 4,1 м ширина 49,88 м³ объём	7,48—7,2 м длина 2,72 м ширина 7,6 м³ объём	10,7 м длина 4,5 м ширина 48 м³ объём	10 м длина 4,4 м ширина 14 м³ объём (герметичный)	7,2 м длина 3,66 м ширина 11 м³ объём (герметичный), 14—34 м³ объём (не герметичный)	8,1 м длина 4,0 м ширина 9,3 м³ объём (герметичный), 37 м³ объём (не герметичный)	5,14—6,25 м длина 3,07 м ширина 18,9—27 м³ объём	9 м длина 3,35 м ширина 15 м³ объём
Многоразовость	да, частичная	нет	нет	нет	да, частичная	да, частичная	нет	нет
Масса, кг	21 620 кг (стартовая)	7 150 кг (стартовая)	20 700 кг (стартовая)	10 500 кг (сухая) 16 500 кг (стартовая)	4 200 кг (сухая) 7 100 кг (стартовая)	6 400 кг (сухая) 12 000 кг (стартовая)	1 500 кг (сухая) 1 800 кг (сухая улучшенный)	13 500 кг (стартовая)
Полезная нагрузка, кг	12 600 кг	2 500 кг (Прогресс МС)	7 670 кг	6 200 кг	3 310 кг	6 000 кг	2 000 3 500 кг (улучшенный)	6 500 кг
Возвращение груза, кг	500 кг	утилизация	утилизация до 6500 кг	утилизация	до 2 500 кг	до 3 300 кг	утилизация 1 200 кг	утилизация
Время полёта в составе ОС	до 90 суток	до 180 суток	до 190 суток	до 30 суток	до 38 суток	до 720 суток	до 720 суток	—
Время полёта до стыковки	до 4 суток	до 4 суток	—	до 4,5 суток	—	до 2 суток	до 2 суток	—
Ракета-носитель	Протон-K	Союз-У (Союз-У2) Союз-ФГ Союз-2.1а	Ариан-5 ES	H-IIB	Falcon 9	Falcon 9	Антарес Атлас-5 401	Чанчжэн-7
Описание	Доставка грузов на орбитальную станцию «Алмаз». В виде автоматического грузового корабля стыковался к орбитальным станциям «Салют». Первоначально разрабатывался как пилотируемый корабль.	Применяется для снабжения МКС, корректировки орбиты МКС. Первоначально использовался для советских и российских космических станций.	Использовался для снабжения МКС, корректировки орбиты МКС.	Используется для снабжения МКС.	Частный частично многоразовый космический корабль, в рамках программы COTS, предназначенный для доставки и возвращения полезного груза.	Частный частично многоразовый космический корабль, в рамках программы COTS, предназначенный для доставки и возвращения полезного груза. Новое поколение грузовых космических кораблей.	Частный космический корабль снабжения, в рамках программы COTS. Предназначен для снабжения МКС.	Доставка грузов к Тяньгун-2 и к Модульной космической станции. Создан на основе космической лаборатории «Тяньгун-2»