Модифицированный транспортный пилотируемый корабль «Союз ТМА-М» по сравнению с базовым кораблем доработан с целью:
- замены бортовых приборов системы управления движением и системы бортовых измерений на приборы, созданные на основе современной элементной базы и развитого программного обеспечения;
- расширения функциональных возможностей корабля в части управления бортовыми системами и более глубокой интеграции с БВС Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС) при использовании мультиплексного канала обмена;
- увеличения возможности по доставке полезного груза за счет снижения массы бортовых систем.
Внешняя конфигурация корабля с модернизированными бортовыми системами полностью соответствует кораблям «Союз ТМА» предыдущей серии.
В корабле новой серии установлено 5 новых приборов общей массой ~ 42 кг (вместо 6 приборов общей массой ~101 кг). При этом электропотребление снижено до 105 Вт (вместо 402 Вт).
В составе модифицированной СУД используются центральная вычислительная машина (ЦВМ) с устройством сопряжения суммарной массой ~26 кг и электропотреблением 80 Вт. Производительность ЦВМ – 8 млн. операций в секунду, емкость оперативной памяти 2000 Кб. Существенно увеличен ресурс, который составляет 35 тыс. часов. Заложен 50%-ный запас вычислительных средств.
В СБИ корабля установлено 14 новых приборов общей массой ~28 кг (вместо 30 приборов общей массой ~70 кг) при той же информативности. Введен режим обмена информацией с БВС.
Снижено электропотребление СБИ: в режиме непосредственной передачи телеметрической информации – до 85 Вт (вместо 115 Вт), в режиме записи – до 29 Вт (вместо 84 Вт) и в режиме воспроизведения – до 85 Вт (вместо 140 Вт).
Система обеспечения теплового режима (СОТР):
- обеспечено жидкостное термостатирование приборов путем установки в приборном отсеке (ПО) корабля трех термоплат;
- доработан контур навесного радиатора СОТР для подключения термоплат термостатирования новых приборов СУД, расположенных в ПО;
- установлен в контур навесного радиатора СОТР электронасосный агрегат повышенной производительности;
- заменен жидкостный теплообменник с целью улучшения термостатирования корабля на стартовом комплексе в связи с введением в состав корабля новых приборов, требующих термостатирования.
Система управления движением:
- доработан блок автоматики двигателей причаливания и ориентации (БА ДПО) с целью обеспечения совместимости с новыми бортовыми вычислительными средствами;
- доработано программное обеспечение вычислительных средств спускаемого аппарата корабля.
Система управления бортовым комплексом (СУБК):
- доработаны блок обработки команд и командная матрица в целях обеспечения заданной логики управления вводимыми приборами СУД и СБИ;
- заменены автоматы защиты в блоках силовой коммутации для обеспечения электропитания вводимых приборов СУД и СБИ.
В пульте космонавтов внедрено новое программное обеспечение, учитывающее изменение командной и сигнальной информации при модернизации бортовых систем.
Усовершенствования конструкции корабля и интерфейсов с МКС:
- заменен магниевый сплав приборной рамы ПО на алюминиевый сплав для улучшения технологичности изготовления;
- введены дублированные мультиплексные каналы для обмена информацией между БВС корабля и БВС Российского сегмента МКС.
Летные испытания кораблей новой серии проводятся совместно с выполнением основных задач по обслуживанию МКС в соответствии с утвержденной программой полета станции.