Введение

Механизм стыковки космических аппаратов

Термины "Андрогинная периферическая система стыковки" (APAS), "Андрогинная периферическая сборочная система" (APAS) и "Андрогинная периферическая система стыковки" (APDS) используются как взаимозаменяемые для обозначения российского семейства механизмов стыковки космических аппаратов, а также иногда применяются как обобщающие названия для любой системы стыковки этого семейства. Подобная система, аналогичная APAS 89/95, используется на китайском космическом корабле Shenzhou.

Обзор

Название системы имеет русское происхождение и является акронимом АПАС, в кириллице, образованным от русского Андрогинно периферийный агрегат стыковки (Androginno periferiynyy agregat stykovki). Английский акроним был разработан с использованием тех же букв, но в латинском алфавите, при этом первые два слова являются прямыми соответствиями оригинальным русским словам. Третье слово в русском варианте происходит от немецкого Aggregat, означающего «сложный механизм», а последнее слово означает «стыковка». Последние два слова в английском названии были подобраны так, чтобы начинаться с тех же эквивалентных букв, что и в русском названии. Основная идея конструкции заключается в том, что, в отличие от системы стыковки «конус-донг», любое стыковочное кольцо APAS может соединяться с любым другим кольцом APAS; обе стороны являются андрогинными. В каждой стыковке есть активная и пассивная стороны, но обе стороны могут выполнять любую из этих ролей. Существует три основных модификации APAS.

APAS-75

Совместно разработанный американскими и советскими инженерами в ходе серии личных встреч, переписки и телеконференций, APAS 75 первоначально предназначался для использования в американской миссии к космической станции "Салют", которая в итоге трансформировалась в программу "Аполлон-Союз". В пресс-материалах NASA для ASTP это устройство называется Андрогинной периферийной стыковочной системой (APDS). Американская сторона выбрала компанию North American Rockwell для изготовления семи стыковочных механизмов (два для полётов, четыре для испытаний и один запасной). Советский Союз построил пять космических кораблей "Союз", оснащённых APAS 75. Первые три использовались в качестве тестовых систем ("Космос-638", "Космос-672" и "Союз-16"). Один был использован в рамках проекта "Аполлон-Союз" – "Союз-19", единственный корабль "Союз", который фактически использовал эту систему стыковки, а последний совершил полёт как "Союз-22". С американской стороны стыковочный модуль "Аполлон-Союз" был оснащён одним стыковочным узлом APAS 75 и одним стыковочным узлом "Аполлон".

Разработка

В апреле 1970 года администратор НАСА Томас О. Пейн предложил на неформальной встрече с советским академиком Анатолием Благогравовым в Нью-Йорке, чтобы две страны сотрудничали в обеспечении безопасности астронавтов, включая создание совместимого стыковочного оборудования для космических станций и космических аппаратов, позволяющего проводить спасательные операции в космических чрезвычайных ситуациях. Инженер Колдуэлл Джонсон предложил систему, состоящую из кольца и конуса, во время встречи в Москве в октябре 1970 года. Борис Н. Петров отверг простую адаптацию кораблей "Аполлон" и "Союз" как "космический трюк" и предложил разработать универсальный механизм стыковки. Джонсон предложил, чтобы Центр управления пилотируемыми космическими полётами (MSC) разработал "конструкцию, специально отвечающую требованиям конкретной миссии CSM/Salyut, представляющую собой лишь базовую форму и функциональность стыковочного оборудования, удовлетворяющую требованиям к совместимой системе стыковки для будущих космических аппаратов". Ларри Ратклифф начертил эскиз захватного кольца и направляющих на чертёжной бумаге, Роберт МакЭлия предоставил детали кольца структурного соединения, а Бобров подготовил аналогичный чертёж для структурных защёлок. Окончательное официальное одобрение совместной док-миссии было получено в Москве 24 мая 1972 года. Президент США Никсон и Председатель Совета Министров СССР Алексей Н. Косыгин подписали Соглашение о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях, включая разработку совместимых систем стыковки космических аппаратов для повышения безопасности пилотируемых космических полётов и возможности проведения совместных научных экспериментов. В конструкцию направляющих и других деталей механизма были внесены некоторые уточнения; как и для других групп, был составлен план работы на ближайшие месяцы с указанием подлежащих подготовке документов и проводимых испытаний. Некоторые американцы отметили, что, хотя советский механизм был более сложным в механическом плане, чем американский, он подходил для этой миссии и был "изысканным" в исполнении. Американцы прибыли в Москву 6 декабря и работали до 15 декабря.

APAS-89

Когда СССР начал работу над станцией "Мир", параллельно велась разработка программы шаттлов "Буран". Система APAS 89 предназначалась для стыковки "Бурана" с космической станцией "Мир". Конструкция APAS 75 была значительно модифицирована: внешний диаметр был уменьшен с 2030 мм до 1550 мм, а лепестки центрирования были направлены внутрь, а не наружу. Это ограничило внутренний диаметр проходного отверстия стыковочного узла примерно до 800 мм. Программа "Буран" была окончательно закрыта в 1994 году, и шаттль так и не совершил полет к станции "Мир", однако модуль "Кристалл" станции "Мир" был оснащен двумя док-механизмами APAS 89. Модуль стыковки "Мир", по сути являющийся переходным модулем между "Кристаллом" и шаттлом, также использовал APAS 89 с обеих сторон.

APAS-95

APAS был выбран для программы «Шаттл-Мир» и изготовлен российской компанией РКК «Энергия» по контракту на 18 миллионов долларов, заключенному в июне 1993 года. Компания Rockwell International, главный подрядчик программы «Шаттл», приняла оборудование, поставленное РКК «Энергия», в сентябре 1994 года. Масса APAS составляла 286 кг.