Бортовая энергосистема ДОС снабжает научную аппаратуру и оборудование бортовых обеспечивающих систем электроэнергией от аккумуляторов, систематически заряжаемых с помощью солнечных батарей. Состав газовой среды в жилых и рабочих помещениях ДОС не отличается от земного. Это позволяет использовать обычное оборудование для научных исследований, облегчает сравнение результатов экспериментов, проводимых на орбите, с контрольными на Земле, а также уменьшает опасность возникновения пожаров. Здесь прошли всестороннюю проверку и включены в штатный состав система обеспечения жизнедеятельности экипажа, получающая кислород методом электролиза воды, а также безрасходная система ориентации и стабилизации с использованием силовых гироскопов (гиродинов).
Одним из важнейших достоинств конструктивно-компоновочной схемы станции “Мир” является заложенная при проектировании высокая ремонтопригодность. Благодаря удачно подобранной стратегии регламентно-профилактических работ удалось значительно увеличить ресурс ее активного существования.
Важный результат программы - создание системы транспортно-технического обеспечения (ТТО) космических объектов (КО) на орбите. Эта система предназначена для выведения КО на заданные орбиты, увеличения срока активного существования, повышения эффективности, надежности и безопасности эксплуатации обслуживаемых КО. Очевидно, что без ТТО невозможно было обеспечить длительный полет ДОС. Уникальным достижением мировой космонавтики является успешное обеспечение длительного эффективного функционирования станции “Мир” в течение уже более одиннадцати лет. При этом системой ТТО решаются следующие основные задачи:
доставка и смена экипажей основных экспедиций ДОС;
доставка на станцию и возвращение на Землю экипажей посещения;
материально-техническое обеспечение станции, т.е. снабжение расходными компонентами, запчастями и т.п.;
4) регулярное и оперативное возвращение на Землю результатов деятельности экспедиции на орбите;
5) техническое обслуживание (профилактика, ремонт, замена блоков);
6) проведение монтажно-сборочных работ (солнечные батареи, радиоантенны, исследовательская аппаратура, ферменные конструкции);
7) сборка многоблочной ДОС. Впервые потребность создания транспортно-космических систем (ТКС) возникла после появления в 1971 г. долговременных орбитальных станций типа “Салют”. ТКС предназначались для повышения эффективности и увеличения сроков эксплуатации ДОС путем решения задач ТТО с помощью транспортных космических аппаратов (ТКА). Для решения этих задач создан комплекс грузо-пассажирских (“Союз”, “Союз-Т”) и грузовых (“Прогресс”) космических аппаратов, а также спускаемых грузовых капсул (СГК). В КБ “Салют” и на машиностроительном заводе им. М.В. Хруничева был разработан функционально-грузовой модуль, решавший задачи универсального транспортного корабля снабжения (УТКС). Он прошел успешные летные испытания в автономном полете (“Космос-929”) и использовался (“Космос-1267”, “Космос-1443”, “Космос-1686”) для расширения возможностей станций “Салют-6” и “Салют-7”. В настоящее время на основе УТКС создаются блоки международной станции “Альфа”. На этом же заводе изготовлялись все станции типа “Салют” и блоки станции “Мир”, здесь серийно выпускается одна из самых надежных в мире РН “Протон”.
По мере усложнения станций типа “Салют”, снабженных двумя стыковочными узлами, и создания станции “Мир” с семью узлами расширился круг решаемых ими задач, заметно возросли требования и были выдвинуты новые задачи ТТО. Появились новые транспортные корабли: модернизированные “Союз ТМ” и “Прогресс М”. Кроме того, учитывая экстремальные условия космических полетов, экспериментально прорабатывались задачи аварийного спасения и срочного возвращения экипажей на Землю. Станция “Мир” с 1987 г. работает в рамках международных программ. С 1995 г. международной стала и транспортно-космическая система, после того, как в ее состав была функционально включена американская орбитальная ступень “Атлантис”. В ходе продолжительной эксплуатации ТКС накоплен бесценный опыт управления длительными орбитальными полетами.
За одиннадцать лет работы транспортно-космической системы проведено 77 успешных запусков ракеты-носителя “Союз”, 6 стартов “Протона” и 5 стартов “Спейс Шаттла” (данные приводятся на 20 февраля 1997 г.). С использованием грузопассажирских кораблей типа “Союз” доставлено 23 экспедиции основные (30) и 14 экспедиций посещения (ЭП). При этом за 25 пилотируемых полетов кораблей “Союз” на станцию “Мир” прибыло 22 советских, 13 российских и 15 иностранных (из 9 стран) космонавтов (67 “человекополетов”). В пяти полетах “Атлантиса” было доставлено 5 членов основных экспедиций (среди них двое наших) и 25 членов (один канадец, остальные американцы) кратковременных экспедиций посещения. Всего на станции “Мир” побывало 79 космонавтов и астронавтов (97 “человекополетов”). При этом Александр Викторенко и Анатолий Соловьев работали на станции по четыре раза, еще 12 человек по два раза. Суммарная продолжительность работы космонавтов и астронавтов на станции “Мир” составила более 9000 “человекосуток”. С помощью 18 грузовых ТКА “Прогресс” и 33 “Прогресс М” доставлено около 125 т грузов, что превосходит суммарную массу шести модулей самой станции. Это еще раз подчеркивает важность ТКС.
Основные направления научных исследований на ДОС “Мир”: астрофизика, геофизика, космическая технология, медицина, биология, биотехнология.
Самыми значительными астрофизическими достижениями стали наблюдения с телескопами орбитальной обсерватории “Рентген”, установленной на модуле “Квант”, созданной совместно специалистами СССР, Великобритании, Нидерландов, ФРГ и ЕКА. Получен огромный объем информации о рентгеновских источниках в различных районах Вселенной. Регулярно с помощью телескопов “Глазар” и “Глаэар-2” проводились обзоры небесной сферы для создания звездного атласа в ультрафиолетовом диапазоне. Очень повезло астрономам, что вспышка сверхновой в Большом Магеллановом Облаке произошла в тот момент, когда на орбите уже находилась станция “Мир”. Это позволило наблюдать развитие сверхновой в диапазонах электромагнитных волн, недоступных для наземных приборов.
С помощью различных спектрометров в течение многих лет ведутся регулярные геофизические исследования. Проводятся измерения потоков заряженных частиц высоких энергии и их взаимодействие с магнитным полем Земли, изучается их вклад в радиационные пояса. По результатам наблюдений получена новая информация о верхних слоях атмосферы, полярных сияниях, потоках микрометеорных частиц вдоль орбиты ДОС. Материалы с результатами геофизических исследований либо привозились космонавтами при возвращении, либо доставлялись с помощью специальных СГК. Постоянно ведутся съемки различных районов планеты (в том числе зарубежных территорий на коммерческой основе) с целью исследования природных ресурсов Земли и окружающей среды.
Эксперименты по космической технологии проводились на электронагревательных установках отечественного и зарубежного производства. Цель этих работ - изучение процессов структурообразования металлических сплавов в условиях невесомости и получение кристаллов полупроводниковых материалов улучшенного качества. Изучалось влияние факторов открытого космического пространства на различные материалы и элементы электрорадиосистем.
Постоянно проводятся эксперименты, направленные на дальнейшее совершенствование космической техники, проверку конструкторско-технологических решений и испытания новых образцов, включая монтажно-сборочные работы. Сюда же относятся исследования динамических характеристик ДОС “Мир” в различной конфигурации. Важным техническим экспериментом стало испытание индивидуального средства передвижения космонавта в открытом космосе. Испытательные полеты на “космическом кресле” успешно провели А.А. Серебров и А.С. Викторенко в феврале 1990 г. Сейчас оно выведено в открытый космос и прикреплено к внешней поверхности модуля “Кристалл”.
Был проведен оригинальный эксперимент (на грузовом корабле “Прогресс М-15”) по развертыванию в космосе крупногабаритного бескаркасного пленочного отражателя. Такие отражатели могут использоваться в качестве солнечного паруса для создания тягового усилия или для освещения районов земной поверхности отраженным солнечным светом.
Выполнены многочисленные биологические исследования жизненного цикла и изменений в развитии высших растений и животных в условиях космического полета. Проводились эксперименты по электрофоретическому разделению и очистке биологически активных веществ и лекарственных препаратов. Получены и доставлены на Землю опытные партии монокристаллов белковых соединений для последующего использования в фармакологии.
На станции постоянно ведутся медицинские эксперименты, наблюдения и исследования по дальнейшей оценке влияния невесомости и других факторов космического полета на организм человека. Апробирована и доведена до практического использования созданная в нашей стране система профилактических предполетных, полетных и реадаптационных мероприятий, включающая режимы работы, отдыха и питания, программы проведения наземных и орбитальных тренировок, вопросы применения фармакологических средств и специальных устройств, обеспечение психологической поддержки и многое другое. Это позволило без ущерба для здоровья совершать длительные космические полеты, сохраняя высокую работоспособность и хорошее самочувствие у мужчин и женщин. Обширная статистика это подтверждает. Наш единственный в мире многолетний опыт в этой области сейчас интенсивно осваивают американские ученые и астронавты для реализации его на станции “Альфа”. Советскими и российскими космонавтами за 11 лет в 17 полетах достигнута длительность пребывания на орбите 4-5 месяцев, около 6 месяцев продолжалось 18 полетов, четыре полета (Романенко Ю.В., Титов В.Г., Манаров М.Х., Крикалев С.К.) длились 10-12 месяцев. Кроме того, превысив рекорды своих стран, два американских астронавта летали на станции “Мир” по 4 месяца и немецкий космонавт - 6 месяцев. Полеты космонавтов на станции “Мир” существенно подняли планку и мировых рекордов. Врач В.В. Поляков совершил два полета продолжительностью 240 и 437 сут, установив абсолютные мировые рекорды продолжительности за один полет и по суммарному пребыванию в космосе. Особого внимания заслуживают рекордные полеты женщин: 169-ти суточный полет Елены Кондаковой и 188-ми суточный полет Шеннон Люсид.