Модуль (космонавтика)

Модуль в космонавтике — конструктивно законченная составная часть орбитального средства (орбитальной станции, космической платформы, межорбитального буксира и т. д.) предназначенная для реализации целевых, управляющих и/или обеспечивающих функций самостоятельно или в составе орбитального средства^[1]. Это сложное высокотехнологичное устройство, состоящее из многих тысяч компонент, производство которого может продолжаться несколько лет, а стоимость достигать сотен миллионов долларов.

Модульная структура позволяет не только строить крупные орбитальные станции с помощью менее грузоподъёмных и более дешёвых ракет-носителей, но и заменять в случае необходимости выработавшие свой ресурс модули на новые (так, в 2021 году модуль МКС «Пирс» был заменён на «Науку»).

В случае начала освоения человеком других небесных тел, вероятно появление модулей — элементов баз:

лунных

, марсианских и т. д. Имеющиеся проекты лунных и марсианских баз предусматривают модульную архитектуру.

Некоторые автоматические межпланетные станции при подходе к цели назначения разделяются на орбитальный и посадочный модуль. Термин «модуль служебных систем» применяется также для космических платформ.

Многомодульные ОС

Первой многомодульной орбитальной станцией стала советская ОС «Мир» (1986—2001), состоявшая в финальной конфигурации из семи постоянных модулей, к которым несколько раз пристыковывался американский модуль «Спейсхэб».
Второй (с 1998) —
Аксиом
»),
Третьей (с 2022) — китайская
космическая станция «Тяньгун»
, на 2023 год состоящая из трёх модулей.

Все эти станции расположены или были расположены на орбите Земли. На орбите Луны планируется станция

Gateway, модули которой (PPE, HALO, ESPIRIT, I-HAB

и др.) находятся в фазе проектирования и производства.

В стадии проектирования и изготовления находятся также десятки модулей планируемых станций на орбите Земли — «

РОСС, «Орбитальный риф

» и т. д.

Стыковка модулей

Конус ССВП

Щуп ССВП

Друг с другом и с прибывающими космическими кораблями модули стыкуются через расположенные на них стыковочные узлы. Каждый модуль имеет от 1 до 6 СУ. Существует несколько несовместимых систем стыковки, с внутренними диаметрами от 80 до 127 см. Для стыковки модулей и кораблей с разными стыковочными системами применяются специальные адаптеры (Герметичный стыковочный переходник, Международный стыковочный адаптер).

После пристыковки нового модуля к станции, экипаж подключает его к информационному, энергетическому и воздушному контурам станции.

Список модулей с максимальным (6) числом СУ:

Сведённые с орбиты: базовый блок советской станции «Мир»
В полёте (все — в составе МКС): «Node-1» (изготовитель — Boeing), «Node-2», «Node-3» (изготовитель — Alenia Aeronautica/Thales Alenia Space), «Причал»
Созданные, но не запущенные: Node-4^[en]
Планируемые: «Причал (модуль РОСС)» — аналог одноимённого модуля МКС.

Типы

По функциональности, модули ОС бывают:

cлужебные/базовые (с системами жизнеобеспечения экипажа, двигательными системами и системами ориентации ОС — например, «Звезда»)
шлюзовые: для
Бишоп
»)
жилые, туристические (Модуль проживания)
научные/экспериментальные/лабораторные («Наука»)
стыковочные («Рассвет») — для пристыковки грузовых и пилотируемых кораблей
узловые («
Причал», «Гармония
») — для соединения большого числа модулей и также пристыковки кораблей

обзорные («Купол»)
двигательные (Модуль временного управления)
технологические/производственные («Кристалл»)
энергетические (НЭМ)
складские/снабжения (Герметичный многофункциональный модуль) и т. д.

Один модуль может совмещать в себе несколько данных функций.

По конструкционным признакам — трансформируемые (

BEAM), составные («Кибо

») и т. д..

Устройство

Как правило, модули ОС имеют внутренний герметичный объём от 10 до 100 и более кубометров, ограниченный металлической оболочкой толщиной порядка 3 мм с внешней теплоизоляцией. Часть этого объёма, ограниченная панелями, является жилой, в ней поддерживается непрерывная циркуляция воздуха. Во многих модулях имеются иллюминаторы. В составе крупных модулей могут иметься герметичные адаптеры (отсеки), отделяемые от остальной части модуля внутримодульными люками и способные служить шлюзами для внекорабельной деятельности.

Наличие герметичного объёма не всегда является характерным признаком модуля: так, ферма МКС Z1 герметичный объём имеет, однако модулем не называется.

Внешняя поверхность модулей оборудуется поручнями для страховки во время выходов в открытый космос. На ней крепятся солнечные панели, теплообменники, манипуляторы, складские негерметичные платформы, видеокамеры, двигатели ориентации и коррекции орбиты, датчики, узлы космической связи и прочее внешнее оборудование.

Большинство модулей или имеют цилиндрическую форму, или составлены из нескольких соосных цилиндров разного диаметра.

Макеты

Вместе с запускаемыми модулями создаются их полноразмерные макеты, для наземных тренировок космонавтов. Так, макеты всех модулей ОС «Мир» и МКС были в частности изготовлены для Гидролаборатории ЦПК им. Ю.А.Гагарина.