Základní blok družicové stanice Mir byl dlouhý 13.13 m, jeho maximální průměr
činil 4.15 m a objem volného prostoru ~100 m3; hmotnost při startu
dosahovala přibližně 21 t. Konstrukčně sestával základní blok stanice ze čtyř
hlavních částí: přechodového úseku, pracovního
úseku a přechodové komory, které byly hermetizované,
a z nehermetizovaného přístrojového úseku.
Přechodový úsek.
Přechodový úsek měl tvar koule o průměru 2.2 m, přecházející v krátký komolý kužel,
takže jeho celková délka činila 2.5 m. Přechodový úsek sdružoval celkem pět pasívních
spojovacích uzlů, které šlo rovněž využít k výstupu kosmonautů do volného kosmického
prostoru. Na vnějším povrchu úseku byly dále umístěny antény rádiové
aparatury a televizní kamery systému sbližování a spojení, polohová světla
a zařízení pro kontrolu vzájemné polohy kosmických objektů při ručním řízení spojovacího
manévru. Uvnitř přechodového úseku byly potom rozmístěny agregáty systémů tepelné
regulace, soustavy zajišťující optimální složení atmosféry,
rádiové a televizní spojení a osvětlení.
Pracovní úsek.
Pracovní úsek tvořily dva válce různého průměru, spojené kónickým přechodem. Délka
tohoto úseku, vymezeného kulovými dny, činila 8.6 m, přičemž samotná válcová část
měřila 7.67 m; největší průměr pak dosahoval hodnoty 4.15 m. Průměr válce navazujícího
na přechodový úsek byl menší (asi 2.9 m) kvůli panelům slunečních
baterií umístěných na něm, které ve složeném stavu nesměly přesahovat průměr
většího válce. Toto omezení bylo dáno rozměrovými parametry aerodynamického ochranného
krytu stanice na nosné raketě. Na vnějším povrchu pracovního úseku byly ještě
instalovány antény systému rádiového spojení, úchyty (madla)
pro práci ve volném kosmu, průzory a sluneční čidla. Vnitřní
prostor menšího válce představoval tzv. služební zónu, odkud kosmonauté řídili
celou stanici a kontrolovali funkci jejích systémů. V této
části pracovního úseku byly soustředěny příslušné ovládací pulty, optické
orientační zaměřovače, astronavigační přístroje, radiotechnická
a televizní aparatura, prostředky pro telekomunikaci, osvětlovací
zařízení a dvě křesla u hlavního řídicího pultu. Kónický
přechod obsahuje aparaturu pro lékařská vyšetření včetně sady posilovačů, speciálních
obleků Pingvin a Čibis a veloergometru, který se ukládal pod podlahu. Objemnější
válec byl zařízen jako obytná zóna, jejíž vybavení ve srovnání se stanicemi Saljut
zajišťovalo osádce komfortnější podmínky. Do bočních stěn konstruktéři nově zabudovali
dvě individuální kabinky - ložnice, oddělené od ostatního prostoru zvukotěsnými
závěsy. Každá z nich byla vybavena průzorem, vertikálně zavěšeným spacím pytlem,
sklopným stolkem, zrcadlem, osvětlením, ventilací
a prostředky osobní hygieny. Poblíž kabinky na pravé stěně meli kosmonauti zřízenou
jídelnu. Odklápěcí víka jídelního stolu pro čtyři osoby sloužila k fixaci potravin;
vedle nich zde ještě byly záklopky odpadkových nádob. Uvnitř stolu byl pak instalován
elektrický ohřívač s ovládacím panelem. U protilehlé stěny měli kosmonauti k dispozici
chladničku i odklápěcí stůl s nářadím pro opravářské práce. K vybavení obytné
zóny patřil také tělocvičný trenažér - běžící pás, umývárna, toaleta, sběrače
odpadků, nádrže s vodou, ventilátory a vestavěná skříň pro
ukládání předmětů osobní potřeby. Pod podlahou byla umístěna komora k odstraňování
odpadků ze stanice. Pro lepší orientaci uvnitř pracovního úseku měly podlaha,
strop a boční stěny odlišné zbarvení.
V přístrojovém úseku, který obklopoval přechodovou komoru,
měl průměr 4.15 m a délku 2.3 m, byla umístěna motorová sekce, palivové nádrže,
nádrže s tlakovým plynem, agregáty termoregulačního a spojovacího
systému. Na vnějším povrchu byly potom umístěny antény telekomunikačního
spojení se Zemí a systému sbližování, světelné indikátory, pasívní optické
zaměřovací pomůcky pro spojovací manévr - tzv. terčíky, a sluneční
čidla. Hermeticky uzavíratelné průlezy mezi jednotlivými úseky stanice Mir
i ve všech spojovacích uzlech měly shodný průměr 0.8 m.
Palubní systémy.
Kontrolní a řídící systémy.
Výkonné centrum stanice představoval komplet sedmi počítačů, které umožňovaly
maximálně automatizovat řízení letu, činnost palubních systémů a vědecké aparatury
podle zadaného programu. Kontrola a analýza jejich stavu, zobrazování instrukcí
a dalších potřebných informací, zabezpečení dialogového režimu práce aj. se realizovaly
pomocí displejů a klávesnic. Jestliže bylo nutné v průběhu letu operativně zasahovat
do programu uloženého v paměti počítače, zařídili to specialisté z CUPu bez přímé
účasti osádky, která se tak mohla nerušeně věnovat vědeckým výzkumům. S palubní
automatikou byly např. propojeny pulty povelové a výstražné signalizace, řízení
motorové jednotky a systémů elektrického
zásobování, osvětlení, odstraňování odpadů, termoregulace,
regenerace vody a zajištění výstupu kosmonautů do volného
kosmu.
Systém řízení letu.
Zdokonalený systém řízení letu stanici udržoval v požadované poloze a orientaci
v automatickém režimu a zároveň realizoval ruční orientaci a stabilizaci dle povelů
z její paluby. Tento systém zahrnoval především snímače úhlových rychlostí (akcelerometry),
sluneční a astronavigační čidla, optické zaměřovače, infračervená čidla a pult
s malými řídicími pákami ovládání motorové jednotky. V systému
se využíval i nový způsob automatického převodu stanice do žádané polohy v prostoru
po dlouhodobém letu bez pevně definované orientace. Potřebné povely výkonným mechanismům
(jednotkám) vydával palubní počítač, do jehož paměti se ukládala data ze snímačů,
určujících polohu stanice při její poslední přesné orientaci; akcelerometry zase
poskytovaly informace o tom, v jakém směru a kolikrát se stanice přemísťovala
v předcházejícím období. Další významnou novinkou v systému orientace bylo použití
gyroskopických stabilizátorů. Jejich základ tvoří setrvačníky, roztáčené malými
elektromotory. Rotující setrvačník představuje "pevný bod", vzhledem k němuž lze
otočit stanici, tzn., že řízením kinetického momentu gyroskopických stabilizátorů
bylo možné ovládat i natáčení stanice, čili konat to samé, co s použitím motorové
jednotky, ovšem bez spotřeby pohonných hmot.
Motorový systém.
Vlastní motorovou sekci tvořily dva hlavní motory o tahu 2943 N (300 kg), umístěné
v čelní stěně přístrojového úseku, které se používaly při
korekcích oběžné dráhy, a 32 malých reaktivních motorů orientačního systému s
tahem 137,3 N (14 kg), rozmístěných na vnějším plášti přístrojového
úseku. Všechny motory spalovaly jednotnou pohonnou hmotu ze společných nádrží.
Dodávka pohonné hmoty byla přetlaková. Činnost motorů mohli kosmonauti řídit
a kontrolovat z pultů v obytné zóně pracovního
úseku.
Systém rádiového spojení.
Při rádiovém spojení osádek stanice Mir s CUPem se místo dosavadního radiotechnického
systému Zarja používalo dokonalejšího systému Rossvet, který spolehlivě zabezpečoval
oboustranný přenos rádiových a televizních signálů i vně zóny rádiové slyšitelnosti
z území SSSR, prostřednictvím geostacionární družice Kosmos 1700-Luč, sloužící
pro retranslaci. Tímto způsobem se prodlužovala délka přímého spojení s CUPem
na 40 min.
Energetické systémy.
Po navedení stanice Mir na oběžnou dráhu se rozevřely dva panely slunečních baterií,
které tvořily hlavní součást systému zásobování elektrickou energií. Dosahovaly
rozpětí 29.73 m a jejich celková plocha činila 76 m2. Pomocí speciálních
pohonů, reagujících na signály od snímačů polohy Slunce, byly
panely, nesoucí fotovoltaické články na bázi arzenidu galia, automaticky orientovány
tak, aby byl stále zajištěn kolmý dopad slunečního záření. Z tohoto primárního
zdroje elektrické energie se potom dobíjelo několik paralelně připojených akumulátorových
baterií, které bezprostředně napájely palubní rozvodnou síť stejnosměrným napětím
28.5 V. Na rozdíl od předcházející praxe, kdy se připouštěly odchylky od jmenovité
hodnoty až několik voltů, bylo nyní napětí stabilizováno a mohlo se odchylovat
maximálně o 0,5 V. Toto opatření zvyšovalo provozní spolehlivost elektrických
spotřebičů a současně tím v řadě případů odpadla potřeba individuálních napěťových
stabilizátorů, bez kterých nemohly být některé přístroje dříve zapojeny. Protože
se charakter odběru elektrické energie v průběhu dne mohl výrazně měnit, šlo případné
odběrové špičky krýt tzv. nárazovou baterií. Bylo-li nezbytně třeba zvýšit výkon
elektrické sítě, mohly se k ní připojit rezervní akumulátorové baterie. Tyto i
ostatní baterie byly přitom opatřeny automatickou ochranou proti dlouhodobému
vybíjení nebo přebíjení. Maximální výkon všech palubních zdrojů elektrického proudu
činil ~9 kW, z čehož 7.7 kW připadalo na dva základní panely slunečních baterií.
V červnu 1987 kosmonauti J. Romaněnko
a A. Lavejkin instalovali ještě třetí
panel slunečních článků o ploše 22 m2, který zvýšil celkový výkon energetické
soustavy Miru o dalších 2.4 kW.
Osvětlení stanice.
Stanice byla vybavena svítidly čtyř různých druhů - pro celkové osvětlení, služební
osvětlení, lokální osvětlení a svítidly s regulací jasu. Ovládaly se buď z centrálního
pultu, nebo samostatnými vypínači, rozmístěnými uvnitř obytných prostorů. Pro
zapojení přenosných lamp i přístrojů byly všechny úseky vybaveny zásuvkami.
Systém termoregulace a klimatizace.
Integrovaný systém termoregulace a klimatizace měl za úkol udržovat v daných mezích
jak teplotu a vlhkost v hermetizovaných úsecích včetně jejich ventilace, tak také
tepelný režim konstrukčních prvků, palubního zařízení a přístrojů. Uplatňovala
se v něm zejména citlivá kontrolní čidla, bloky systému automatické a ruční regulace,
výkonná ústrojí a zařízení odvádějící do kosmického prostoru odpadní teplo. Místo
tradičních výměníků tepla meandrového typu (hadů) se ve větší míře uplatňily tzv.
tepelné trubice, které představují efektivní uzavřené teplosměnné elementy, pracující
na principu fázových změn (vypařování a kondenzace) pracovní látky. Většina hydroagregátů
termoregulačního systému byla umístěna na vnějším povrchu stanice. Pro lepší rozvod
tepla uvnitř stanice se její jednotlivé úseky propojovaly lehce sestavitelnými
vzduchovody. Vnitřní a vnější kapalinové okruhy chlazení a ohřevu spolu s vloženým
okruhem umožňovaly měnit teplotu vzduchu mezi 18 až 28 C° a relativní vlhkost
v rozsahu 30 až 70%. Zvolený tepelný a vlhkostní režim na stanici se udržoval
automaticky, kosmonauti však měli možnost ručně ovládat příslušné ohřívače, klimatizátory
a ventilátory. Složení vzduchové atmosféry, jejíž tlak nabýval hodnot 1066.4 hPa
až 1293 hPa, pravidelně kontrolovaly plynové analyzátory.
Systém zabezpečení životních podmínek.
K zabezpečení životních podmínek byl rovněž nezbytný systém zásobování vodou.
Hlavní zásobu představovaly pozemská voda konzervovaná přísadou iontů stříbra.
Takto upravená voda se plnila do desetilitrových nádrží a mohla být skladována
až po dobu jednoho roku. Na palubě stanice Mir byla rovněž regenerace vody z atmosférické
vlhkosti, obdobně jako tomu bylo na Saljutu 7.
Denní norma spotřeby vody na jednoho kosmonauta byla přibližně 2 litry. Podle
směrnic lékařů jedli kosmonauti v průběhu dne čtyřikrát. Měli doporučeno několik
variant denních dávek potravin, přičemž jídelní komplet obvykle obsahoval tuby,
plechovky s konzervovanými produkty, sublimovanou potravou, chléb, ovoce, zeleninu,
čaj a kávu. Dehydrované potraviny se před použitím zalévaly studenou nebo horkou
vodou ze systému regenerace vody, sublimované produkty se redukovaly. Na ukládání
potravin sloužila palubní mraznička, kde bylo možno při teplotě -3 až -10 C° skladovat
asi 40 kg různých produktů. Stejně jako v pozemských podmínkách se mraznička musela
občas rozmrazovat. Její konstrukce byla snadno rozebíratelná a umožňovala výměnu
základních prvků. "Umyvadlo" tvořil kulový plášť s bočními výřezy pro ruce a horním
otvorem pro obličej. Norma spotřeby vody na mytí byla pro každého kosmonauta pouze
0.3 l denně; jako mycí prostředek používali napuštěné houbičky. Po ukončení mytí
se "umyvadlo" vytíralo speciálními ubrousky. Oddělená kabinka s toaletou byla
zařízena téměř pozemsky, lišila se jen systémy odsávání a větrání. K hygienickému
vybavení patřily komplety spodního prádla a sportovního oblečení, spací pytle,
prostředky osobní hygieny a také vysavač a vlhké prachovky pro periodický úklid
stanice.
Stavba orbitálního komplexu.
Stanice Mir se svými šesti spojovacími uzly představovala základní blok pro sestavení
stálého pilotovaného komplexu se specializovanými moduly vědeckého a národohospodářského
zaměření. Kolem Země obíhala ve výšce 300 až 400 km při sklonu oběžné dráhy 51.6°.
Dopravu kosmonautů, kterých na Miru mohlo pracovat společně až šest, zajišťovaly
transportní lodi Sojuz TM a dopravu potřebného
materiálu nákladní lodě typu Progress a
Progress M které dopravovaly získané materiály
a výsledky vědeckých experimentů zpět na Zemi. Podle předpisů vydaných pro potřeby
potenciálních uživatelů stanice, bylo možno na její vnější povrch upevnit přístroje
do průměru 0.33 až 0.35 m. V odpadní komoře mohl být umístěn přístroj do průměru
0.33 až 0.50 m, ve vnitřních schránkách aparatura o rozměrech 0.60 x 1.00 m. Zařízení
transportovaná lodí Progress mohla mít
maximální průměr 0.60 m a jejich délka nesměla převyšovat jeden metr.
Přeměna stanice Mir na velký orbitální komplex si vyžádala jinou strategii
sbližování a připojování kosmických lodí, než tomu bylo u Saljutů,
kdy se sama stanice natáčela do směru přilétající pilotované lodi. Výpočtové
rozbory ukázaly, že v případě orbitálního komplexu stanice Mir bude jednodušší
a z hlediska spotřeby pohonných hmot úspornější, když se kosmická loď přiblíží
ke stanici na vzdálenost několika set metrů, obletí ji a zakotví u určeného
spojovacího uzlu. Za tím účelem byl vyvinut nový radiotechnický systém
sbližování Kurs jako náhrada stávajícího systému Igla. Pokud se týká samotných
modulů, připojovaly se nejprve k přednímu osovému spojovacímu uzlu. Každý
z těchto modulů přitom nesl speciální manipulátor, který po zaklesnutí
do jednoho ze dvou "hnízd" - úchytů na přechodovém úseku
Miru umožnil mechanické přemístění modulu k některému volnému bočnímu uzlu.
Modulární způsob rozšiřování základního bloku stanice Mir umožňil vytvořit
na oběžné dráze komplex s různou konfigurací, hmotností a rozměry. Plné
konfigurace bylo dosaženo v roce 1996 připojením modulu
Priroda.
Denní program
Typický denní program základních posádek byl následující : 08:00 - probuzení, ranní toaleta, inspekce stanice
09:00 - snídaně
09:40 - začátek práce, cvičení, komunikace se Zemí
14:00 - oběd
15:00 - práce, cvičení, komunikace se Zemí
19:00 - večeře, příprava práce na další den
21:30 - volný čas
23:00 - uložení ke spánku
Lokální čas na Miru byl shodný s časem v Moskvě (pouze se nepřecházelo
na letní čas).
Zánik stanice
V říjnu 2000 ruská vláda oznámila své rozhodnutí začátkem roku 2001 navést
Mir do hustých vrstev atmosféry nad oceánem a ukončit tak definitivně jeho
činnost.
Ve středu 24.01.2001 v 04:28:42 UT z Bajkonuru
odstartovala nákladní loď Progress M1-5
s nákladem 2677 kg paliva, z toho 1797 kg bylo určeno pro navedení Miru
do atmosféry Země.
O den později - 25.01.2001 v 05:20 UT se od Miru oddělila předchozí
nákladní loď Progress M-43 a uvolnila
tak zadní stykovací uzel +X (na modulu Kvant)
pro Progress M1-5.
V sobotu 27.01.2001 v 05:33 UT se Progress
M1-5 v automatickém režimu úspěšně spojil s Mirem (ten byl v tu dobu
na dráze ve výši kolem 292 km). Nebylo tedy třeba přistoupit k mimořádným
akcím. Pokud by se totiž spojení nepodařilo, byla by k Miru vyslána záchranná
pilotovaná loď Sojuz TM s dvojčlennou
posádkou. Ta by zajistila ruční spojení Progressu
M1-5 s Mirem.
Po úspěšném připojení Progressu M1-5
k Miru byl předchozí Progress M-43
dne 29.01.2001 v 02:12 UT brzdicím manévrem naveden do hustých vrstev atmosféry,
kde kolem 02:58 UT zanikl.
Progress M1-5 nakonec 23.03.2001 (když
průměrná výška dráhy klesla pod 220 km) navedl neobydlený Mir do hustých vrstev
atmosféry tak, aby jeho zbytky dopadly do Tichého oceánu mezi Austrálii a Jižní
Ameriku.
První korekční manévr byl zahájen v 00:32:47 UT (t=1251 s, Dv=9.3 m/s) motorky
systému DPO (Dvigateli Pričalivanija i Orientacii) o tahu kolem 900 N nákladní
lodi Progress M1-5. Výsledná dráha měla
výšku přibližně 187 až 218 km.
V 02:01:11 UT byl zahájen druhý korekční manévr (t=1394 s, Dv=10.4 m/s) motorky
systému DPO. Výsledná dráha měla výšku přibližně 159 až 218 km.
Poslední
brzdicí manévr byl zahájen v 05:07:34 UT (t=1950 s, Dv=28 m/s) hlavním korekčním
motorem SKD (Sbližajušče-Korrektirujuščij Dvigatel') o tahu 3.1 kN, který pracoval
až do doby, než spotřeboval veškeré zásoby pohonných látek. Motorky systému
DPO pracovaly po dobu přibližně 32.5 minuty. Manévr začal nad Středozemním mořem
přibližně u pobřeží Libye (34° s.š., 25° v.d.) po vstupu do rádiové viditelnosti
z ruských pozemních stanic, pokračoval přes Středozemní moře, Turecko, Kaspické
moře a Rusko až k Japonskému moři (38° s.š., 134° v.d.). V 05:40 UT byl poslední
brzdicí manévr úspěšně ukončen a Mir byl na plánované sestupové dráze.
Kolem 05:41 UT Mir vstoupil do atmosféry ve výšce 120 km východně od Filipín.
Nejprve se odlomily a byly zničeny antény a sluneční panely. Pak došlo k vlastnímu
rozpadu stanice na jednotlivé moduly a jejich ničení působením aerodynamického
ohřevu a aerodynamických sil ve výškách mezi 90 až 40 km. Tato fáze zániku byla
pozorována řadou svědků z ostrovů Fidži.
Kolem 06:00 UT dopadly zbytky Miru do Tichého oceánu. Většina úlomků se roztavila
a shořela v atmosféře, ale řada úlomků o celkové hmotnosti 20 až 25 tun dopadla
na hladinu oceánu. Největší zachované části (především stykovací uzly a gyrodyny)
mohly dosahovat hmotnosti kolem 700 kg. Rozměry dopadové elipsy se odhadují
na 6000×200 km se středem (bodem zacílení) v bodě o souřadnicích 44.25° j.š.,
150.4° z.d.
V té tobě už ale byla v plném proudu stavba nástupce Miru - Mezinárodní
kosmické stanice ISS.
Poslední
brzdicí manévr byl zahájen v 05:07:34 UT (t=1950 s, Dv=28 m/s) hlavním korekčním
motorem SKD (Sbližajušče-Korrektirujuščij Dvigatel') o tahu 3.1 kN, který pracoval
až do doby, než spotřeboval veškeré zásoby pohonných látek. Motorky systému
DPO pracovaly po dobu přibližně 32.5 minuty. Manévr začal nad Středozemním mořem
přibližně u pobřeží Libye (34° s.š., 25° v.d.) po vstupu do rádiové viditelnosti
z ruských pozemních stanic, pokračoval přes Středozemní moře, Turecko, Kaspické
moře a Rusko až k Japonskému moři (38° s.š., 134° v.d.). V 05:40 UT byl poslední
brzdicí manévr úspěšně ukončen a Mir byl na plánované sestupové dráze.