Одиннадцатого марта с космодрома на мысе Канаверал стартовал шаттл "Индевор", на борту которого находился первый модуль японского лабораторного комплекса "Кибо". Через три дня экипаж станции присоединил его к одному из стыковочных отсеков. Четвертого июня астронавтам снова пришлось выходить в открытый космос – на МКС прибыл второй модуль лабораторного комплекса. Третий - последний - модуль должен быть доставлен на орбиту в марте 2009 года. Японский "Кибо" станет самым большим из всех модулей, которые когда-либо присоединялись к МКС.
Строительство комплекса
На строительство модуля, название которого на японском языке означает "надежда", ушло более трех миллиардов долларов. "Кибо" ждали более десяти лет. Сначала разработчики создали полноразмерный лабораторный образец будущей космической лаборатории, на котором проверили эффективность работы всех систем, а также эргономичность конструкции.
На следующей стадии конструкторы создали инженерную модель "Кибо", которую подвергали всевозможным нагрузкам и тестам. Условия, в которые помещали эту модель, были намного более жесткими, чем те, в которых настоящий "Кибо" будет находиться в космосе. Подобное "неласковое обращение" было необходимо для обнаружения скрытых дефектов конструкции. Все испытания инженерной модели проводились в Космическом центре в Цукубе. Они были завершены в 1998 году, и только после этого ученые приступили к строительству самого лабораторного корпуса, который должен был отправиться к МКС.
"Кибо" собирали как конструктор. Множество отдельных элементов, из которых состоит комплекс, сначала подвергали разнообразным тестам, а потом объединяли друг с другом в небольшие функциональные модули. Все модули проходили тщательную проверку, после чего из них конструировали более крупные элементы – и снова проверяли. После завершения сборки "Кибо" также проходил тесты на надежность. Убедившись, что все системы работают нормально, конструкторы разобрали комплекс на три части, каждая из которых отправится на орбиту отдельно от других на шаттлах "Индевор" и "Дискавери". Стоит ли говорить, что все три модуля были проверены и протестированы.
Сборка комплекса заняла у конструкторов пять лет и была завершена в 2003 году. После этого "Кибо" отправился в США в космический центр Кеннеди. В Японии есть свой космодром на остове Танегашима, однако у Страны восходящего солнца нет собственных надежных шаттлов. Именно поэтому гигантский лабораторный комплекс было решено переправлять чрез океан. Транспортировка также была связана с большим количеством трудностей. Создатели "Кибо" в деталях прописали, какие условия необходимо соблюдать, чтобы не повредить драгоценный груз.
Структура комплекса
"Кибо" создан для проведения огромного числа экспериментов. Комплекс функционально разделен на несколько модулей, каждый из которых специально приспособлен для проведения тех или иных типов опытов.
Самый большой модуль "Кибо". Его длина составляет 11,2 метра, ширина – 4,4 метра. В этом отсеке цилиндрической формы астронавты будут проводить эксперименты и контролировать работу всего лабораторного комплекса. Давление и состав воздуха внутри Герметичного отсека поддерживаются такими же, как на Земле. Комфортная температура и влажность воздуха позволят работать в одежде с коротким рукавом. Подобные "мелочи" являются очень важными, если учесть, что астронавтам придется проводить в Герметичном отсеке много времени.
Этот модуль предназначен для проведения экспериментов, не требующих специальных условий. В нем установлены десять универсальных стоек, которые могут быть приспособлены для размещения различного оборудования. Именно в этом модуле побывали астронавты Карен Найберг и Акихико Хосиде во время торжественного открытия модуля пятого июня.
В Герметичном отсеке находятся регуляторы давления, связи, кондиционирования воздуха и многие другие. Кроме того, именно отсюда будет осуществляться контроль за устройствами, установленными на Внешней экспериментальной платформе.
Размеры Внешней экспериментальной платформы, которую иногда называют "Террасой", – 6х5х4 метра, вес – около четырех тонн. Экспериментальное оборудование, установленное на платформе, можно легко менять, что позволит многократно использовать ее для проведения разных экспериментов. Внешней экспериментальной платформой смогут пользоваться астронавты из разных стран, а не только из Японии.
Платформа включает в себя десять экспериментальных отсеков. Кроме того, к ней могут быть присоединены дополнительные экспериментальные мощности. Модуль снабжен Системой дистанционных манипуляторов, состоящей из двух типов механических "рук". Основной манипулятор предназначен для перемещения крупных объектов. К нему присоединен манипулятор тонкой настройки, с помощью которого можно будет выполнять точные операции. На Внешней экспериментальной платформе установлены осветительные приборы и видеокамера, которая записывает происходящие на платформе события.
Внешняя экспериментальная платформа негерметична. Она соединена с Герметичным отсеком воздухонепроницаемым люком.
Экспериментальный грузовой модуль состоит из двух секций: Герметичной секции и Внешней негерметичной секции. Герметичная секция будет использоваться, в основном, для хранения приборов и необходимых экспериментальных материалов. Внутри секции будут храниться восемь универсальных стоек, которые можно использовать для проведения опытов. Шестого июня астронавты 17-й экспедиции к МКС и шаттла "Дискавери" переместили Герметичную секцию Экспериментального грузового модуля на постоянную позицию на Герметичном отсеке "Кибо". До этого момента она была временно присоединена к соединительному узлу МКС "Гармония" ("Harmony").
Внешняя негерметичная секция Экспериментального грузового модуля также является составной частью Внешней экспериментальной платформы. Когда Внешняя платформа будет присоединена к МКС, на нее с помощью манипулятора будут перемещены экспериментальные установки, находящиеся на Внешней негерметичной секции. После того как все необходимые опыты будут завершены, приборы вернут на Внешнюю негерметичную секцию, которая будут доставлена обратно на Землю.
Система дистанционных манипуляторов, присоединенная к Герметичному отсеку, уже упоминалась выше. Оба типа манипуляторов содержат шесть сочленений-суставов. Манипуляторы сконструированы таким образом, чтобы выполнять движения аналогично тому, как это делает человеческая рука.
Основной манипулятор был доставлен на МКС шаттлом "Дискавери" второго июня. Манипулятор тонкой настройки прибудет на орбиту не раньше марта 2009 года вместе с Внешней экспериментальной платформой.
Планируемые эксперименты
Эксперименты, которые будут проводиться в космической лаборатории "Кибо", можно разделить на несколько групп.
Для проведения опытов по выращиванию кристаллов, в том числе белковых, лабораторный комплекс оснащен печами с возможностью создания температурного градиента. Также на "Кибо" астронавты будут изучать физику жидкостей в условиях микрогравитации.
С помощью "Кибо" ученые рассчитывают изучить особенности поведения живых систем в условиях невесомости. Лабораторный комплекс содержит несколько инкубаторов для культивирования животных и растительных клеток. Для работы с культурами клеток на "Кибо" есть стерильное помещение, в котором установлен флуоресцентный микроскоп. Для проведения экспериментов с живыми системами в условиях открытого космоса на "Кибо" установлен дозиметр, определяющий интенсивность радиации. Специальный отсек лабораторного комплекса предназначен для экспериментов с водными животными. В частности, на "Кибо" оборудованы аквариумы для работы с рыбами и земноводными. Все параметры экспериментальных установок могут контролироваться с Земли.
Модульный принцип и большое количество заменяемых отсеков позволяют приспособить "Кибо" для проведения очень большого количества экспериментов, в том числе и тех, которые не были запланированы изначально. Кроме перечисленных опытов, астронавты будут использовать японский лабораторный комплекс для изучения процессов глобального потепления, наблюдений за разрушением озонового слоя Земли, экспериментов в области космической медицины, биотехнологий и связи.
Полностью "Кибо" будет собран только в марте 2009 года. Однако астронавты планируют начать эксперименты в присоединенных отсеках станции в ближайшее время. Даже если их результаты не окажутся революционными, японская космическая лаборатория позволит проводить опыты на орбите в масштабах, намного превосходящих все то, что было раньше.