Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Космический корабль SpaceX Dragon прикреплен к Canadarm2 в рамках подготовки к стыковке с МКС

Стыковка и швартовка космических кораблей - это стыковка двух космических аппаратов . Это соединение может быть временным или частично постоянным, например, для модулей космической станции.

Под стыковкой понимается соединение двух отдельных свободно летающих космических аппаратов. [1] [2] [3] [4] Швартовка относится к операциям стыковки, при которых пассивный модуль / транспортное средство помещается в стыковочный интерфейс другого космического корабля с помощью манипулятора . [1] [3] [4] Поскольку современный процесс отстыковки требует больше труда экипажа и занимает много времени, операции по швартовке не подходят для быстрой эвакуации экипажа в случае возникновения чрезвычайной ситуации. [5] [ требуется полная ссылка ]

История [ править ]

Стыковка [ править ]

Первая стыковка космического корабля между Близнецами-8 и беспилотным аппаратом-мишенью Аджена была произведена 16 марта 1966 года.

Возможности стыковки космических аппаратов зависят от сближения в космосе , способности двух космических аппаратов находить друг друга и удерживать станции на одной орбите . Впервые он был разработан в США для проекта Gemini . В октябре 1965 года планировалось, что экипаж « Джемини-6» под командованием Уолли Ширры стыкуется и стыкуется вручную с беспилотным автомобилем- мишенью Agena , но во время запуска машина Agena взорвалась. Во время обновленной миссии Gemini 6A Ширра успешно выполнил рандеву в декабре 1965 года с экипажем Gemini 7., приближаясь с точностью до 0,3 метра (1 фут), но между двумя космическими кораблями «Джемини» не было возможности стыковки. Первая стыковка с Agena была успешно произведена под командованием Нила Армстронга на Gemini 8 16 марта 1966 года. Ручные стыковки были выполнены в трех последующих миссиях Gemini в 1966 году.

Программа « Аполлон» зависела от сближения на лунной орбите для достижения своей цели - высадки людей на Луну. Это потребовало сначала перестановки, стыковки и маневра извлечения между головным космическим кораблем командно-служебного модуля (CSM) Apollo и лунным модулем.(LM) посадка космического корабля, вскоре после того, как оба корабля были отправлены с околоземной орбиты на путь к Луне. Затем, после завершения миссии по посадке на Луну, два астронавта в LM должны были встретиться и состыковаться с CSM на лунной орбите, чтобы иметь возможность вернуться на Землю. Космический корабль был спроектирован таким образом, чтобы обеспечить возможность перемещения экипажа внутри корабля через туннель между носовой частью командного модуля и крышей лунного модуля. Эти маневры были впервые продемонстрированы на низкой околоземной орбите 7 марта 1969 года на Аполлоне-9 , затем на лунной орбите в мае 1969 года на Аполлоне-10 , затем в шести лунных посадочных миссиях, а также на Аполлоне-13, где LM использовался в качестве космического корабля. спасательная машина вместо высадки на Луну.

В отличие от США, которые использовали ручную пилотируемую стыковку во всех программах Apollo, Skylab и Space Shuttle , Советский Союз использовал автоматизированные системы стыковки с самого начала своих попыток стыковки. Первая такая система, « Игла» , была успешно испытана 30 октября 1967 года, когда два беспилотных испытательных корабля «Союз», Космос 186 и Космос 188, автоматически состыковались на орбите. [6] [7] Это была первая удачная советская стыковка. Переходя к попыткам стыковки с экипажем, Советский Союз впервые достиг сближения корабля "Союз-3" с беспилотным кораблем "Союз-2".ремесло 25 октября 1968 г .; попытка стыковки была неудачной. Первая советская стыковка с экипажем была осуществлена ​​16 января 1969 года между кораблями "Союз-4" и " Союз-5" . У этой ранней версии космического корабля «Союз» не было внутреннего переходного туннеля, но два космонавта совершили внекорабельный перелет с «Союза-5» на «Союз-4», приземлившись на другом космическом корабле, чем они запускали.

В 1970-х годах Советский Союз модернизировал космический корабль «Союз», добавив в него внутренний переходный туннель, и использовал его для перевозки космонавтов во время программы космической станции « Салют ». Первое успешное посещение космической станции началось 7 июня 1971 г., когда « Союз-11» состыковался с « Салютом-1» . Соединенные Штаты последовали их примеру, стыковав свой космический корабль Apollo с космической станцией Skylab в мае 1973 года. В июле 1975 года две страны сотрудничали в испытательном проекте Apollo-Soyuz , стыковав космический корабль Apollo с Союзом с использованием специально разработанного стыковочного модуля для размещения различные системы стыковки и атмосферы космических кораблей.

Начиная с « Салюта-6» в 1978 году, Советский Союз начал использовать беспилотный грузовой космический корабль « Прогресс» для пополнения запасов своих космических станций на низкой околоземной орбите, что значительно увеличило продолжительность пребывания экипажа. В качестве беспилотного космического корабля "Прогресс" полностью автоматически встречался и стыковался с космическими станциями. В 1986 году стыковочная система «Игла» была заменена на обновленную систему «Курс» на корабле «Союз». Такую же модернизацию получил и корабль "Прогресс" спустя несколько лет. [6] : 7 Система Kurs до сих пор используется для стыковки к России орбитальный сегмент на Международной космической станции .

Причал [ править ]

Структура поддержки полетов в Колумбии «s грузового отсека под знаком 180 градусов на -v3 плоскости космического телескопа Хаббла во время STS-109 .

Причаливание космических кораблей можно проследить, по крайней мере, еще со времени стоянки грузов в отсеке для грузового шаттла. [8] Такой полезной нагрузкой может быть либо свободно летящий космический корабль, захваченный для обслуживания / возврата, либо полезная нагрузка, временно подвергающаяся воздействию космической среды в конце системы удаленного манипулятора . В эпоху космических шаттлов использовалось несколько разных причальных механизмов. Некоторые из них были элементами отсека полезной нагрузки (например, узел фиксации полезной нагрузки), в то время как другие были бортовым вспомогательным оборудованием (например, структура поддержки полета, используемая для миссий по обслуживанию HST ).

Оборудование [ править ]

Андрогиния [ править ]

Системы стыковки / швартовки могут быть как андрогинными ( неотделенными ), так и неандрогинными ( гендерными ), что указывает на то, какие части системы могут соединяться вместе.

Все ранние системы для стыковки космических кораблей были не андрогинными системами стыковки. Неандрогинные конструкции - это форма гендерного спаривания [2], при которой каждый космический корабль, к которому нужно присоединиться, имеет уникальный дизайн (мужской или женский) и особую роль в процессе стыковки. Роли нельзя поменять местами. Более того, два космических корабля одного пола вообще не могут быть соединены.

Андрогинная стыковка (и позже андрогинная стыковка), напротив, имеет идентичный интерфейс на обоих космических кораблях. В андрогинном интерфейсе есть единый дизайн, который может подключаться к своей копии. Это обеспечивает резервирование на системном уровне (смена ролей), а также спасение и сотрудничество между любыми двумя космическими кораблями. Это также обеспечивает более гибкий дизайн миссии и сокращает количество уникальных анализов миссии и обучения. [2]

Список механизмов / систем [ править ]

ИзображениеИмяМетодВнутренний перевод экипажаПримечанияТип
Стыковочный механизм GeminiСтыковкаНетПозволяет космическому кораблю « Близнецы» (активному) стыковаться с целевой машиной « Аджена» (пассивно).Не андрогинный
Механизм стыковки АполлонаСтыковкадаРазрешил командному / служебному модулю (активному) стыковаться с лунным модулем Аполлона [9] (пассивным) и космической станцией Skylab (пассивным). Используется для стыковки с адаптером стыковочного модуля (пассивным) во время испытательного проекта "Аполлон-Союз" (АСТП), который позволил экипажу состыковаться с советским космическим кораблем Союз 7К-ТМ . Он имел сквозной проход диаметром 810 мм (32 дюйма). [10] [11]Не андрогинный
Оригинальная российская система стыковки зонда и плавучего механизмаСтыковкаНетПервоначальная стыковочная система « Союз» использовалась с космическим кораблем первого поколения « Союз 7К-ОК» с 1966 по 1970 год для сбора инженерных данных в рамках подготовки программы советской космической станции. Собранные данные впоследствии были использованы для преобразования космического корабля «Союз», который изначально разрабатывался для советской лунной программы с экипажем, в транспортный корабль космической станции. [1]

Первая стыковка с двумя беспилотными космическими кораблями «Союз» - первая полностью автоматизированная стыковка в истории космических полетов - была произведена с помощью миссий « Космос 186» и «Космос 188» 30 октября 1967 года.

Не андрогинный
Система стыковки KontaktСтыковкаНетПредназначен для использования в советской лунной программе с экипажем для обеспечения стыковки корабля "Союз 7К-ЛОК" ("Лунный орбитальный корабль", активный) с лунным посадочным модулем LK (пассивный). [12]Не андрогинный
SSVP-G4000СтыковкадаSSVP-G4000 также более расплывчато известен как российский зонд и тормоз или просто Российская стыковочная система (RDS). [1] [13] На русском языке SSVP означает Система Стыковки и Внутреннего перехода , буквально «Система стыковки и внутренней передачи». [14]

Он был использован для первой стыковки с космической станцией в истории космических полетов, когда в 1971 г. были пристыкованы космические корабли « Союз-10» и « Союз-11» к советской космической станции « Салют-1» [1] [13] . середина 1980-х годов, чтобы обеспечить стыковку 20-тонных модулей с космической станцией " Мир ". [14] Он имеет круговой передаточный канал диаметром 800 мм (31 дюйм) и производится РКК «Энергия». [3] [4] [14]

Система «зонд-якорь» позволяет посещать космические корабли с помощью стыковочного интерфейса зондов, таких как « Союз» , « Прогресс» и космические корабли ATV ЕКА , для стыковки с космическими станциями, которые имеют порт с стыковочным интерфейсом, например, бывшие « Салют и Мир» или нынешняя МКС. космическая станция. Всего на российском орбитальном сегменте МКС имеется четыре таких стыковочных порта для посещения космических кораблей; Они расположены на модулях «Звезда», «Рассвет», «Пирс» и «Поиск». [14] Кроме того, система «зонд-тормоз» использовалась на МКС для полупостоянной стыковки « Рассвета» с Зари. [1]

Не андрогинный
АПАС-75СтыковкадаИспользуется на стыковочном модуле экспериментального корабля " Аполлон-Союз" и корабле "Союз 7К-ТМ" . Между американской и советской версиями были различия в конструкции, но они все еще были совместимы по механике.Андрогинный
АПАС-89СтыковкадаИспользуется на «Мир» ( Кристалл , [12] [15] стыковочный модуль «Мир» ), Союз ТМ-16 , [12] [15] Буран (планировалось). [15] Он имел круглый проход для передачи диаметром 800 мм (31 дюйм). [1] [3] [4]Андрогинный (Союз ТМ-16), Неандрогинный (Кристалл, [16] Док-модуль «Мир» [17] ).
АПАС-95СтыковкадаОн использовался для стыковки космических кораблей с "Миром" и МКС [15]. На МКС он также использовался на модуле "Заря", российский орбитальный сегмент, для взаимодействия с PMA-1 на модуле Unity, американский орбитальный сегмент [18]. Он имеет диаметр 800 мм (31 дюйм). [1] [3] [4] Описывается как «практически то же самое, что и» APAS-89. [15]Андрогинные (Шаттл, Заря [ необходима ссылка ] и PMA-1 [1] ), Неандрогинные (PMA-2 и PMA-3) [1]
SSVP-M8000 ( гибридная док -станция )СтыковкадаSSVP-M8000 или более известный как «гибридный», представляет собой комбинацию механизма мягкой стыковки «зонд и якорь» с жесткой перемычкой APAS-95. [14] Производство началось в 1996 году. [14] Производится на предприятии РКК «Энергия». [14]

Используется на МКС (соединяет Звезду с Зари , Пирсом и Поиском ) [1]

Не андрогинный
Общий причальный механизмПричалдаИспользуется на МКС ( USOS ), MPLM , HTV , Dragon Cargo , [19] Cygnus . Стандартный CBM имеет проход в форме квадрата с закругленными краями и имеет ширину 1300 мм (50 дюймов). [4] Меньшая штриховка, которую использует Лебедь, приводит к переходному каналу той же формы, но шириной 940 мм (37 дюймов). [20]Не андрогинный
Китайский стыковочный механизмСтыковкадаИспользуется космическими кораблями Шэньчжоу , начиная с Шэньчжоу 8, для стыковки с китайскими космическими станциями. Китайский стыковочный механизм основан на российской системе APAS-89 / APAS-95; некоторые называют это «клоном». [1] Были противоречивые сообщения китайцев о его совместимости с APAS-89/95. [21] Он имеет круговой передаточный канал диаметром 800 мм (31 дюйм). [22] [23] Андрогинный вариант имеет массу 310 кг, а неандрогинный вариант имеет массу 200 кг. [24]

Впервые используется на космической станции Tiangong 1 и будет использоваться на будущих китайских космических станциях и с будущими китайскими транспортными средствами для пополнения запасов.

Андрогинный (Шэньчжоу)
Неандрогинный (Тяньгун-1)
Система стыковки НАСАШвартовка или швартовкадаИспользуется на Международном стыковочном адаптере МКС , SpaceX Dragon 2 и других будущих транспортных средствах США. Соответствует международному стандарту док-станций . Он имеет круговой проходной канал диаметром 800 мм (31 дюйм). [25]Андрогинный ( коммерческий экипаж , Орион)
Неандрогинный (IDA)
Международный механизм стоянки и стыковкиШвартовка или швартовкадаПланируется, что европейская стыковочная система будет способна стыковать и швартовать большие и малые космические корабли.

IBDM разработан , чтобы быть совместимым с Международной стандартной стыковке системы [25] (IDSS) и , следовательно , совместима с будущим ISS International стыковочного адаптера (IDA) на американской стороне МКС . [26] Он имеет круговой передаточный канал диаметром 800 мм (31 дюйм). [25]

Американская компания Sierra Nevada Corporation (SNC) разрабатывает Dream Chaser , небольшой космический корабль многоразового использования, который является кандидатом для перевозки астронавтов и / или экипажа на МКС . Европейское космическое агентство приступило к сотрудничеству с SNC потенциально обеспечить IBDM для крепления этого нового автомобиля на МКС в будущем. [27]

Андрогинный

Адаптеры [ править ]

Адаптер для стыковки или швартовки - это механическое или электромеханическое устройство, которое упрощает подключение одного типа стыковочного или причального интерфейса к другому интерфейсу. Хотя такие интерфейсы теоретически могут быть стыковочными / стыковочными, стыковочными / швартовными или швартовными / причальными, на сегодняшний день в космосе развернуты только первые два типа. Список ранее выпущенных и планируемых к запуску адаптеров приведен ниже:

  • Модуль стыковки ASTP: модуль шлюза, который преобразовал US Probe и Drogue в APAS-75 . Построен Rockwell International для испытательного проекта "Аполлон-Союз" 1975 года . [28]
  • Ответный адаптер под давлением (PMA) : преобразует активный общий швартовочный механизм в APAS-95 . Три PMA прикреплены к ISS , PMA-1 и PMA-2 были запущены в 1998 году на STS-88 , PMA-3 в конце 2000 года на STS-92 . PMA-1 используется для соединения модуля управления Zarya с узлом Unity 1, Space Shuttles использовали PMA-2 и PMA-3 для стыковки.
  • Международный стыковочный адаптер (IDA) : [29] Преобразует APAS-95 в международный стандарт стыковочной системы. IDA-1 планировалось запустить на SpaceX CRS-7 до отказа при запуске и присоединить к переднему PMA узла 2. [29] [30] IDA-2 был запущен на SpaceX CRS-9 и прикреплен к PMA узла 2. [29] [30] IDA-3, замена IDA-1, запущенная на SpaceX CRS-18 и прикрепленная к PMA в зените Узла-2. [31] Адаптер совместим с Международным стандартом стыковочной системы (IDSS), который является попыткой Многостороннего координационного совета МКС создать стандарт стыковки. [32]

  • Модуль стыковки ASTP

  • Ответный адаптер под давлением

  • Международный стыковочный адаптер

Стыковка беспилотных космических кораблей [ править ]

Механизм мягкого захвата (SCM) добавлен в 2009 году к космическому телескопу Хаббла . SCM позволяет как пилотируемым, так и беспилотным космическим кораблям, которые используют систему стыковки НАСА (NDS), стыковаться с Хабблом.

В течение первых пятидесяти лет космических полетов основной целью большинства стыковочных и швартовных миссий была переброска экипажа, строительство или пополнение запасов космической станции или испытание для такой миссии (например, стыковка между Космосом 186 и Космосом 188 ). Поэтому обычно, по крайней мере, один из участвующих космических кораблей был укомплектован экипажем, а целью был обитаемый под давлением объем (например, космическая станция или лунный посадочный модуль) - за исключением нескольких полностью беспилотных советских стыковочных миссий (например, стыковки космических кораблей Космос 1443 и "Прогресс 23" на беспилотный " Салют-7" или " Прогресс М1-5" на беспилотный " Мир" ). Еще одним исключением стали несколько полетов пилотируемых космических кораблей США., как стоянки космического телескопа Хаббл (HST) во время пяти миссий по обслуживанию HST.

Изменения в пилотируемой части начались в 2015 году, так как планировалось провести ряд экономичных коммерческих стыковок беспилотных космических аппаратов. В 2011 году два поставщика коммерческих космических аппаратов [ какие? ] Объявили о планах по обеспечению автономных / teleoperated необитаемых Снабженческие космических аппаратов для обслуживания других необитаемых космических аппаратов. Примечательно, что оба этих служебных космических корабля намеревались состыковаться со спутниками, которые не были предназначены ни для стыковки, ни для обслуживания в космосе.

Ранний бизнес - модель для этих услуг , в первую очередь в ближней геостационарной орбите, хотя большая дельта-V орбитального маневрирование услуга также предусмотрена. [33]

В развитие миссии 2007 года Orbital Express - миссии, спонсируемой правительством США по тестированию обслуживания спутников в космосе с двумя аппаратами, разработанными с нуля для дозаправки на орбите и замены подсистем, - две компании объявили о планах проведения коммерческих миссий по обслуживанию спутников, которые будут требуется стыковка двух автомобилей без экипажа.

  • Space Infrastructure Servicing (SIS) - это космический аппарат , который разрабатывался канадской аэрокосмической фирмой MacDonald, Dettwiler and Associates (MDA) - производителем Canadarm - для работы в качестве небольшой космической дозаправки для спутников связи на геостационарной орбите . Intelsat был партнером по требованиям и финансированию первого демонстрационного спутника, запуск которого запланирован на 2015 год. [34] [35]
  • Mission Extension Vehicle (MEV) [36] - это космический аппарат , разработанный в 2011 году американской фирмой ViviSat , совместным предприятием аэрокосмических фирм US Space и ATK , 50/50 , для работы в качестве небольшого космического корабля для дозаправки спутников в космосе. . [33] MEV будет состыковываться, но не будет передавать топливо. Скорее, он будет использовать « свои собственные двигатели для обеспечения контроля ориентации цели». [33]

Каждая из машин SIS и MEV планировала использовать разные способы стыковки. SIS планировала использовать кольцевую насадку вокруг толкающего двигателя [37], в то время как в транспортном средстве расширения миссии будет использоваться более стандартный подход «вставь зонд в сопло толкающего мотора». [33]

Известный космический корабль, получивший механизм для стыковки без экипажа, - это космический телескоп Хаббла (HST). В 2009 году миссия шаттла STS-125 добавила механизм мягкого захвата (SCM) на задней переборке космического телескопа. SCM предназначен для стыковок без давления и будет использоваться в конце срока службы Хаббла для стыковки беспилотного космического корабля с целью его спуска с орбиты. Используемый модуль SCM был разработан для обеспечения совместимости с интерфейсом системы стыковки NASA (NDS), чтобы зарезервировать возможность обслуживания. [38] SCM будет, по сравнению с системой, использованной во время пяти миссий по обслуживанию HST, для захвата и причаливания HST к космическому шаттлу, [ цитата необходима ]значительно сократить время сближения и сложности проектирования, связанные с такими миссиями. NDS имеет некоторое сходство с механизмом APAS-95, но несовместимо с ним. [39]

Не совместная стыковка [ править ]

Иногда может быть желательной стыковка с космическим кораблем (или другим искусственным космическим объектом), который не имеет работающей системы управления ориентацией, либо для его спасения, либо для инициирования управляемого спуска с орбиты . К настоящему времени были предложены некоторые теоретические методы стыковки с некооперативными космическими аппаратами. [40] Тем не менее, за исключением миссии « Союз Т-13 » по спасению поврежденной космической станции « Салют-7 », по состоянию на 2006 г. все стыковки космических аппаратов за первые пятьдесят лет космического полета выполнялись с помощью аппаратов, в которых оба задействованных корабля находились под пилотируемый, автономный или телероботический контроль ориентации . [40]В 2007 году , однако, демонстрационный полет протекал , которая включала первоначальное испытание в виде некооперативного корабля , захваченного контролируемого космического аппарата с использованием роботизированной руки. [41] Исследования и моделирование продолжают поддерживать дополнительные автономные некооперативные миссии по захвату в ближайшие годы. [42] [43]

Спасательная операция на космической станции Салют-7 [ править ]

Основная статья: Союз Т-13
Командир Владимир Джанибеков (слева) с Олегом Григорьевичем Макаровым (справа) на советской почтовой марке 1978 года
Доктор технических наук Виктор Савиных с Владимиром Коваленок изображен на советской почтовой марке в память на Салют 6 миссии

«Салют-7» , десятая запущенная космическая станция, и « Союз Т-13» были состыкованы, что автор Дэвид С.Ф. Портри называет «одним из самых впечатляющих достижений в области ремонта в космосе в истории». [12] Солнечное слежение не удалось, и из-за сбоя телеметрии станция не сообщила о сбое в центр управления полетом во время автономного полета. После того, как на станции закончились запасы электроэнергии, она внезапно прекратила связь в феврале 1985 года. График работы экипажа был прерван, чтобы дать возможность российскому военному командиру Владимиру Джанибекову [44] и бортинженеру по техническим наукам Виктору Савиных [45] произвести аварийный ремонт.

Все космические станции Советские и российские были оснащены автоматическими сближения и стыковки систем, с первой космической станции Салют 1 с использованием системы IGLA, в России орбитальный сегмент на Международной космической станции с использованием kurš системы. Экипаж "Союза" обнаружил, что станция не передает радар или телеметрию для сближения, и после прибытия и внешнего осмотра акробатической станции экипаж определил близость с помощью портативных лазерных дальномеров.

Джанибеков пилотировал свой корабль на перехват передового порта Салют-7, выровнял поворот станции и добился плавной стыковки со станцией. Достигнув жесткого стыковки, они подтвердили, что электрическая система станции не работает. Перед тем, как открыть люк, Джанибеков и Савиных исследовали состояние атмосферы станции и сочли его удовлетворительным. Одетые в зимнюю одежду с меховой подкладкой, они вошли в холодную станцию ​​для проведения ремонта. В течение недели было восстановлено достаточно систем, чтобы грузовые роботы могли пристыковаться к станции. Прошло почти два месяца, прежде чем атмосферные условия на космической станции были нормализованы. [12]

Невооруженные стыковки не взаимодействующих космических объектов [ править ]

Орбитальный экспресс: ASTRO (слева) и NEXTSat (справа), 2007 г.

Были выдвинуты теории некооперативных методов сближения и захвата, и одна миссия была успешно выполнена с беспилотным космическим кораблем на орбите. [41]

Типичный подход к решению этой проблемы включает два этапа. Во-первых, изменение ориентации и орбиты космического корабля-«преследователя» производится до тех пор, пока он не будет иметь нулевое относительное движение с космическим кораблем-«целью». Во-вторых, начинаются стыковочные маневры, аналогичные традиционным совместным стыковкам космических кораблей. Предполагается стандартизованный стыковочный интерфейс на каждом космическом корабле. [46]

НАСА определила автоматизированные и автономные встречи и стыковку - способность двух космических кораблей к сближению и стыковке, «работающих независимо от человеческих контроллеров и без другой поддержки, [и для чего требуются технологии], достижения в области датчиков, программного обеспечения и позиционирования на орбите в реальном времени. и управление полетом , среди других задач »- как критически важная технология для« окончательного успеха таких возможностей, как хранение и дозаправка топлива на орбите », а также для сложных операций по сборке компонентов миссии для межпланетных пунктов назначения. [47]

Автоматизированный / автономный аппарат для сближения и стыковки (ARDV) - это предполагаемая миссия НАСА для демонстрации флагманских технологий (FTD), запуск которой состоится уже в 2014/2015 году. Важной задачей НАСА в рамках предлагаемой миссии является продвижение технологии и демонстрация автоматизированного рандеву и стыковки. Одним из элементов миссии, определенных в анализе 2010 года, была разработка лазерного датчика приближения, который можно было бы использовать для транспортных средств, не работающих совместно, на расстояниях от 1 метра (3 фута 3 дюйма) до 3 километров (2 мили). Несовместные механизмы стыковки были определены как критически важные элементы миссии для успеха таких автономных миссий. [47]

В 2010 году план развития робототехники, телемеханики и автономных систем НАСА назвал борьбу с космическими объектами, которые не взаимодействуют между собой, и подключение к ним. [48]

Состояния стыковки [ править ]

Соединение стыковки / швартовки называется "мягким" или "жестким". Обычно космический корабль сначала инициирует мягкую стыковку, устанавливая контакт и защелкивая стыковочный разъем с разъемом целевой машины. После фиксации мягкого соединения, если оба космических корабля находятся под давлением, они могут перейти к жесткому доку, где стыковочные механизмы образуют герметичное уплотнение, позволяя безопасно открывать внутренние люки, чтобы можно было перемещать экипаж и груз.

Швартовка космических кораблей и модулей [ править ]

Стыковка и расстыковка описывает космический корабль, использующий стыковочный порт, без посторонней помощи и своим ходом. Причаливание происходит, когда космический корабль или модуль без двигателя не могут использовать стыковочный порт или для его использования требуется помощь. Эта помощь может поступать от космического корабля, например, когда космический шаттл использовал свой роботизированный манипулятор для установки модулей МКС на их постоянные места. Аналогичным образом модуль «Поиск» был постоянно прикреплен к стыковочному порту после того, как он был поставлен на место модифицированным космическим кораблем «Прогресс», который затем был списан. Космический корабль снабжения Cygnus, прибывающий на МКС, не подключается к стыковочному порту, вместо этого он втягивается в механизм стоянки роботизированной рукой станции, и станция затем закрывает соединение. Механизм причальный используются только на американском сегменте МКС, в российском сегменте из использования МКС стыковочного порта для постоянных причалов.

Стыковка с поверхностью Марса [ править ]

НАСА обсуждало стыковку в отношении марсохода с экипажем , например, с марсианской средой обитания или этапом восхождения. [49] Марсианская поверхность транспортного средства (и места обитания поверхности) будет иметь большой прямоугольный люк док, приблизительно от 2 до 1 метра (6,6 на 3,3 фута). [49] [ неудачная проверка ]

Галерея [ править ]

  • Таймлапс отстыковки корабля "Союз" от Международной космической станции

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г ч я J к л Джон Кук; Валерий Аксаментов; Томас Хоффман; Уэс Брунер (1 января 2011 г.). «Механизмы взаимодействия МКС и их наследие» (PDF) . Хьюстон, Техас: Боинг . Проверено 31 марта 2015 года .Стыковка - это когда один приближающийся космический корабль встречается с другим космическим кораблем и летит по управляемой траектории столкновения таким образом, чтобы выровнять и сцепить механизмы интерфейса. Механизмы стыковки космического корабля обычно входят в так называемый мягкий захват, за которым следует фаза ослабления нагрузки, а затем жесткое стыковочное положение, которое устанавливает герметичное структурное соединение между космическими кораблями. Причаливание, напротив, происходит, когда приближающийся космический корабль захватывается роботизированной рукой, а его интерфейсный механизм помещается в непосредственной близости от стационарного интерфейсного механизма. Затем обычно идет процесс захвата, грубое выравнивание и точное выравнивание, а затем структурное прикрепление.
  2. ^ a b c «Международная стандартизация стыковки» (PDF) . НАСА. 2009-03-17. п. 15 . Проверено 4 марта 2011 . Стыковка: соединение или соединение двух отдельных свободно летающих космических аппаратов.
  3. ^ a b c d e Фезе, Вигберт (2003). Автоматизированная стыковка и стыковка космических аппаратов . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0521824927.
  4. ^ a b c d e f "Усовершенствованная система стыковки / швартовки - семинар НАСА по печати" (PDF) . НАСА. 2004-11-04. п. 15. Архивировано из оригинального (PDF) 22 сентября 2011 года . Проверено 4 марта 2011 . Швартовка относится к операциям стыковки, когда неактивный модуль / транспортное средство помещается в стыковочный интерфейс с помощью системы удаленного манипулятора - RMS. Под стыковкой понимаются операции стыковки, при которых активный автомобиль влетает в стыковочный интерфейс своим ходом.
  5. ^ "EVA-30 завершает последнюю подготовку коммерческого экипажа МКС" . NASASpaceFlight.com . 25 февраля 2015 года.
  6. ^ a b "Мир аппаратного наследия Часть 1: Союз" (PDF) . НАСА. п. 10. Архивировано из оригинального (PDF) 26 декабря 2017 года . Проверено 3 октября 2018 года .
  7. ^ «История» . Архивировано из оригинального 24 апреля 2008 года . Проверено 23 июня 2010 года .
  8. ^ "Руководство пользователя полезной нагрузки отсека полезной нагрузки программы космического челнока NSTS 21492 (базовое)" .(Космический центр Линдона Б. Джонсона, Хьюстон, Техас, 2000 г.)
  9. ↑ История стыковочных систем США (10/05/2010). Архивировано 24 мая 2011 г. на Wayback Machine.
  10. ^ "Аполлон 9 Пресс-кит" (PDF) . НАСА. 23 февраля 1969 г. с. 43 . Проверено 17 марта 2015 года . Туннель имеет диаметр 32 дюйма (0,81 см) и используется для перемещения экипажа между CSM и LM членами экипажа в герметичных или негерметичных единицах для передвижения во внекорабельном пространстве (EMU).
  11. ^ Харланд, Дэвид (2011). Аполлон-12 - В океане бурь: в океане бурь . Нью-Йорк: Спрингер. п. 138.
  12. ^ а б в г д Портри, Дэвид (март 1995 г.). "Мир аппаратного наследия" (PDF) . НАСА. Архивировано из оригинального (PDF) 3 августа 2009 года . Проверено 11 декабря 2011 года .
  13. ^ a b М.Сислаги; К.Сантини (октябрь 2008 г.). «Российская стыковочная система и автоматизированная транспортная система: интегрированная концепция безопасности» (PDF) . ЕКА. Архивировано 3 февраля 2013 года . Дата обращения 14 мая 2016 . CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  14. ^ a b c d e f g "Системы стыковки" . RussianSpaceWeb.com . Проверено 2 сентября 2012 года .
  15. ^ a b c d e Барт Хендрикс; Берт Вис (2007). Энергия-Буран: Советский космический корабль . Чичестер, Великобритания: Praxis Publishing Ltd., стр. 379–381. ISBN 978-0-387-69848-9. Для миссий с космической станцией «Буран» имел бы стыковочный модуль (SM) в передней части отсека для полезной нагрузки. Он состоял из сферической секции (диаметром 2,55 м), увенчанной цилиндрическим туннелем (диаметром 2,2 м) с андрогинным стыковочным узлом АПАС-89, модифицированной версией системы АПАС-75, разработанной НПО Энергия для Аполлона 1975 года. Испытательный проект "Союз" (Страница 141). Планировалось, что орбитальный аппарат будет запущен без экипажа и долететь до космической станции «Мир», где он стыкуется с осевым стыковочным узлом APAS-89 модуля «Кристалл» (стр. 246). В конце 80-х годов прошлого века НПО «Энергия» было приказано построить три корабля «Союз» (серийные номера 101, 102, 103) с стыковочными портами АПАС-89 (стр. 246). Корабль Союз № 101 был запущен как Союз ТМ-16 в январе 1993 г.перевозит еще один постоянный экипаж (Геннадий Манаков и Александр Полещук) на станцию ​​"Мир". Оснащенный стыковочным узлом АПАС-89, это был единственный корабль "Союз", когда-либо стыковавшийся с модулем "Кристалл". Корабль-спасатель "Союз" № Собранные лишь частично 102 и 103 были модифицированы как обычные космические корабли «Союз ТМ» со стандартными механизмами стыковки зондов и получили новые серийные номера (стр. 249). В июле 1992 года НАСА инициировало разработку системы стыковки орбитального корабля (ODS) для поддержки полетов шаттлов на Мир. Устанавливаемый в передней части отсека полезной нагрузки, ODS состоит из внешнего шлюза, несущей конструкции и стыковочного порта APAS. В то время как первые два элемента были построены Rockwell, APAS изготовила РКК «Энергия». Хотя ЭнергияВнутреннее обозначение APAS Shuttle - APAS-95, по сути, то же самое, что и APAS-89 Buran. В то время как ODS был немного изменен для полетов шаттла на МКС, APAS остался без изменений (стр. 380).
  16. ^ "Модуль Кристалл (77КСТ)" . www.russianspaceweb.com .
  17. ^ "Пресс-кит космического челнока STS-74" (PDF) . НАСА . Проверено 28 декабря 2011 года . Atlantis будет нести российский стыковочный модуль, который имеет многоцелевые андрогинные стыковочные механизмы сверху и снизу.
  18. ^ https://spaceflight.nasa.gov/spacenews/factsheets/pdfs/unity.pdf
  19. ^ Испытания новых систем Dragon начнутся через несколько минут после запуска , Стивен Кларк, Spaceflight Now, <tcxspan tcxhref = "20120521" title = "Позвоните <tcxspan tcxhref =" 20120521 "title =" Позвоните <tcxspan tcxhref = "20120521" title = "Позвоните 21 мая 2012 г. через 3CX"> 21 мая 2012 г., </tcxspan> через 3CX "> <tcxspan tcxhref =" 20120521 "title =" Звоните 21 мая 2012 г., через 3CX "> 21 мая 2012 г., </tcxspan> </tcxspan> через 3CX"> <tcxspan tcxhref = "20120521" title = "Позвоните <tcxspan tcxhref =" 20120521 "title =" Позвоните 21 мая 2012 г. через 3CX "> 21 мая 2012 г. </tcxspan> через 3CX"> <tcxspan tcxhref = "20120521" title = "Звоните 21 мая 2012 г., через 3CX"> 21 мая 2012 г. </tcxspan> </tcxspan> </tcxspan> получено <tcxspan tcxhref = "201205022" title = "Позвоните <tcxspan tcxhref =" 201205022 "title = "Позвоните <tcxspan tcxhref =" 201205022 "title =" Позвоните 2012-050-22. через 3CX "> 2012-050-22. </tcxspan> через 3CX"> <tcxspan tcxhref = "201205022" title = "Звоните 2012-050-22. через 3CX"> 2012-050-22. </tcxspan> </tcxspan> через 3CX "> 2012-050-22. </tcxspan>
  20. ^ "Модуль груза под давлением Cygnus завершает испытание давлением" . Орбитальные науки. Август 2010. Архивировано из оригинального 17 апреля 2013 года . Проверено 16 марта 2015 года . Люк PCM очень похож на современные люки, используемые на американском сегменте МКС. Однако, по 37 дюймов с каждой стороны, это несколько меньше, чем 50-дюймовый люк ISS.
  21. ^ "Первый модуль космической станции Китая готовится к старту" . Космические новости. 1 августа 2012 . Проверено 3 сентября 2012 года .
  22. ^ «Различия между Шэньчжоу-8 и Шэньчжоу-7» . КАБЕЛЬНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ. 31 октября 2011 года Архивировано из оригинала 28 марта 2016 года . Проверено 17 марта 2015 года . будет 800-миллиметровый цилиндрический проход, соединяющий Шэньчжоу-8 и Тяньгун-1.
  23. ^ Кларк, Стивен (18 июня 2012 г.). «Китайские астронавты открывают дверь в исследовательскую лабораторию на орбите» . Космический полет сейчас . Проверено 17 марта 2015 года . Цзин проплыл через узкий 31-дюймовый проход, ведущий в Тяньгун 1.
  24. ^ Цю Хуайон; Лю Чжи; Ши Цзюньвэй; Чжэн Юньцин (август 2015 г.). «Рождение китайской док-системы». Вперед, тайконавты! . № 16. с. 12.
  25. ^ a b c Международный стандарт системы стыковки (PDF) (Ред. C). 20 ноября 2013 года. Архивировано из оригинального (PDF) 16 декабря 2013 года.
  26. ^ "Статус Управления Миссии по исследованию и эксплуатации (HEO)" (PDF) . НАСА. 2013-07-29 . Проверено 19 марта 2014 .
  27. ^ "QinetiQ Space выигрывает контракт ЕКА на международный механизм стыковки" . Space Ref Business .
  28. ^ "Док-модуль Apollo ASTP" . Astronautix . Проверено 7 апреля 2018 .
  29. ^ a b c Хартман, Дэн (23 июля 2012 г.). "Статус программы Международной космической станции" (PDF) . НАСА . Проверено 10 августа 2012 года .
  30. ^ a b Хартман, Дэниел (июль 2014 г.). «Статус МКС USOS» (PDF) . Комитет HEOMD Консультативного совета НАСА . Проверено 26 октября 2014 года .
  31. ^ Pietrobon, Стивен (20 августа 2018). "Манифест о запуске коммерческих ELV в Соединенных Штатах" . Проверено 21 августа 2018 года .
  32. ^ Байт, Роб (2011-07-26). «Программа коммерческих бригад: обзор основных требований к бурению» . НАСА. Архивировано из оригинального 28 марта 2012 года . Проверено 27 июля 2011 года .
  33. ^ a b c d Морринг, Фрэнк младший (22 марта 2011 г.). "Конец космическому мусору?" . Авиационная неделя . Проверено 21 марта 2011 . ViviSat, новое совместное предприятие US Space и ATK (50 на 50), продает космический корабль для дозаправки спутников, который подключается к целевому космическому кораблю с использованием того же подхода «зонд в толчковом двигателе», что и MDA, но не передает свое топливо. . Вместо этого автомобиль становится новым топливным баком, использующим собственные двигатели для управления ориентацией цели. ... Концепция [ViviSat] не так развита, как MDA. ... Помимо продления срока службы спутника, у которого закончилось топливо, компания может также спасти космические корабли, работающие на топливе, такие как AEHF-1.стыковавшись с ним на его низкой орбите, используя собственный двигатель и топливо, чтобы перевести его на правильную орбиту, а затем переместившись к другой цели.
  34. ^ «Intelsat выбирает MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd. для спутникового обслуживания» . пресс-релиз . CNW Group. Архивировано из оригинала на 2011-05-12 . Проверено 15 марта 2011 . MDA планировала вывести свой аппарат для обслуживания космической инфраструктуры (SIS) на близкую к геосинхронной орбите, где он будет обслуживать коммерческие и правительственные спутники, нуждающиеся в дополнительном топливе, перемещении или другом обслуживании. Первая дозаправка должна была быть проведена через 3,5 года после начала этапа строительства. ... Услуги, предоставляемые MDA Intelsat в рамках этого соглашения, оцениваются более чем в 280 миллионов долларов США.
  35. ^ де Селдинг, Питер Б. (2011-03-14). «Intelsat подписывается на услугу по заправке спутников» . Космические новости . Проверено 15 марта 2011 . если космический аппарат MDA будет работать в соответствии с планом, Intelsat выплатит MDA в общей сложности около 200 миллионов долларов. Это предполагало, что четыре или пять спутников получат около 200 кг топлива каждый.
  36. ^ "Корпоративный обзор ViviSat" . сайт компании . ViviSat. Архивировано из оригинала на 2018-01-24 . Проверено 28 марта 2011 .
  37. ^ де Селдинг, Питер Б. (2011-03-18). «Intelsat подписывается на службу заправки спутников MDA» . Космические новости . Архивировано из оригинала на 2012-03-21 . Проверено 20 марта 2011 .более 40 различных типов систем заправки ... SIS будет нести достаточно инструментов, чтобы открыть 75 процентов систем заправки на борту спутников, находящихся сейчас на геостационарной орбите. ... MDA запустит сервисную службу SIS, которая будет сближаться и стыковаться со спутником Intelsat, присоединяясь к кольцу вокруг двигателя ускорения апогея спутника. Под управлением наземных команд роботизированная рука SIS протянет через сопло апогейного двигателя, чтобы найти и отвинтить крышку топливного бака спутника. Автомобиль SIS закроет крышку топливного бака после подачи согласованного количества топлива и затем отправится к своей следующей миссии. ... Ключом к бизнес-модели является способность MDA запускать запасные топливные канистры, которые будут использоваться SIS для заправки десятков спутников в течение многих лет.Эти канистры будут намного легче, чем машина SIS, и поэтому их запуск будет намного дешевле.
  38. ^ НАСА (2008). «Мягкая система захвата и рандеву» . НАСА . Проверено 22 мая 2009 года .
  39. ^ Парма, Джордж (2011-05-20). «Обзор стыковочной системы НАСА и международного стандарта стыковочной системы» (PDF) . НАСА. Архивировано из оригинального (PDF) 15 октября 2011 года . Проверено 11 апреля 2012 года .
  40. ^ а б Ма, Чжаньхуа; Ма, Оу и Шашикант, Банавара (октябрь 2006 г.). «Оптимальное управление космическим кораблем для сближения с падающим спутником на близком расстоянии» (PDF) . Материалы Международной конференции IEEE / RSJ 2006 по интеллектуальным роботам и системам : 4109–4114. Архивировано из оригинального (PDF) 05.06.2013 . Проверено 9 августа 2011 . Одна из наиболее сложных задач для обслуживания спутников на орбите - сближение и захват несотрудничающего спутника, такого как падающий спутник.
  41. ^ a b Кларк, Стивен (2007-07-04). «Подошли к концу испытания обслуживания спутников в космосе» . Космический полет сейчас . Проверено 20 марта 2014 .
  42. ^ Xu, Вэньф (сентябрь 2010). «Автономное сближение и роботизированный захват несооперативной цели в космосе» . Роботика . 28 (5): 705–718. DOI : 10.1017 / S0263574709990397 . Проверено 16 ноября 2014 .
  43. ↑ Ёсида, Казуя (2004). «Динамика, управление и согласование импеданса для роботизированного захвата некооперативного спутника». Продвинутая робототехника . 18 (2): 175–198. DOI : 10.1163 / 156855304322758015 .
  44. ^ "Джанибеков" . Astronautix.com . Проверено 5 августа 2013 года .
  45. ^ "Савиных" . Astronautix.com . Проверено 5 августа 2013 года .
  46. ^ "Оптимальное управление сближением и стыковкой с некооперативным спутником" (PDF) . Государственный университет Нью-Мексико. Архивировано из оригинального (PDF) 05.06.2013 . Проверено 9 июля 2011 . Большинство текущих исследований и все прошлые миссии нацелены только на захват очень взаимодействующих спутников. В будущем нам также может потребоваться захват не взаимодействующих спутников, например, тех, которые падают в космосе или не предназначены для захвата.
  47. ^ a b Тули, Крейг (25 мая 2010 г.). "Новое космическое предприятие исследования" (PDF) . НАСА . Проверено 25 июня 2012 .
  48. ↑ Амвросий, Роб (ноябрь 2010 г.). "Дорожная карта робототехники, телемеханики и автономных систем (проект)" (PDF) . НАСА . Проверено 25 июня 2012 . Также необходима меньшая общая стыковочная система для роботизированных космических кораблей, чтобы обеспечить возможность AR&D роботизированных космических кораблей в пределах зон захвата этих систем. Сборка больших транспортных средств и ступеней, используемых для исследовательских миссий за пределами НОО, потребует новых механизмов с новыми конвертами захвата, помимо любой стыковочной системы, которая используется в настоящее время или находится в разработке. Для поддержки обслуживания / спасения спутников необходимы разработка и тестирование автономных роботов для захвата не взаимодействующих транспортных средств-целей, в которых цель не имеет средств захвата, таких как приспособления для захвата или стыковочные механизмы.
  49. ^ a b Концепция космического корабля для исследования 2010 г.