Орбитальный сменный блок

Орбитальные сменные блоки (или заменяемые на орбите блоки ^{[1] : 21} ) ( ORU ) являются ключевыми элементами Международной космической станции, которые могут быть легко заменены, когда блок либо исчерпал свой проектный срок, либо вышел из строя. ORU являются частью основных систем и подсистем внешних элементов МКС, ни одна из них не предназначена для установки внутри герметичных модулей. Примеры ORU: насосы, резервуары для хранения, блоки контроллеров, антенны и аккумуляторные блоки. Такие подразделения заменяются либо космонавтами во время выхода в открытый космос, либо роботизированной рукой Dextre (SPDM). Все они хранятся на трех внешних складских платформах (ESP) или на четырех логистических платформах ExPRESS.(ELC), установленные на интегрированной ферменной конструкции (ITS).

Расположение ESP и ELC на Международной космической станции .

Введение [ править ]

Интегрированная ферменная конструкция МКС, детализирующая все орбитальные заменяемые блоки на месте

В то время как запасные части / ORU обычно поднимались и опускались в течение всего срока службы МКС с помощью миссий по пополнению запасов космических шаттлов, после того, как станция считалась завершенной, уделялось большое внимание ^{[ требуется разъяснение ]} .

Несколько миссий Shuttle были посвящены доставке ORU с использованием несущих конструкций / поддонов, некоторые из которых остались в грузовом отсеке, некоторые были развернуты и извлечены, а другие поддоны были спроектированы так, чтобы RMS удаляла из отсека полезной нагрузки и помещала станция.

Развертываемые пролеты поддонов включали STS-102 ^[2] с внешней платформой для хранения ESP-1, STS-114 ^[3] с ESP-2, STS-118 ^[4] с ESP-2, STS-129 ^[5] с ExPRESS Logistics Carrier ELC-1 и ELC-2, STS-133 ^[6] с ELC-4 и STS-134 ^[7] с ELC-3.

Другие способы доставки ORU включали:

Установленные на боковой стенке отсека полезной нагрузки ORU, такие как BCDU, регулярно перевозились и доставлялись на МКС через EVA.

Также три рейса Объединенного грузового перевозчика (ICC), оставшиеся в грузовом отсеке на рейсах STS-102 , STS-105 и STS-121 ; одно использование ICC-Lite на STS-122 (сокращенная версия ICC); два использования ICC-Vertical Light Deployable на STS-127 как ICC-VLD и STS-132 как ICC-VLD2, которые были развернуты и извлечены во время миссии; и пять применений облегченного носителя MPESS (LMC) на STS-114 , STS-126 , STS-128 , STS-131 и STS-135, LMC не предназначался для развертывания и оставался в отсеке для полезной нагрузки шаттла на протяжении всего полета.

На сегодняшний день, кроме миссий Space Shuttle, на станции использовался только один другой способ транспортировки ORU, японское грузовое судно HTV-2 доставило FHRC и CTC-4 через свои открытые поддоны (EP), ^[8] и HTV. -4 поставил блок коммутации главной шины (MBSU) и узел передачи инженерных сетей (UTA). ^[9]

Виды транспорта ОРУ на МКС [ править ]

• Блок коммутации главной шины (MBSU) ORU на боковой стенке отсека полезной нагрузки во время STS-120

• Платформа ESP-2 смонтирована на модуле Quest (поддон развернут)

• ELC-3 в руках робота-манипулятора Endeavour STS-134 (поддон развернут)

• ICC в носовой части отсека полезной нагрузки STS-102 (остается в отсеке полезной нагрузки на протяжении всего полета)

• Структура полезной нагрузки ICC-Lite STS-122 (остается в отсеке для полезной нагрузки на протяжении всего полета)

• ICC-VLD на RMS во время STS-127 (поддон развернут и извлечен)

• ЛКМ в задней части отсека полезной нагрузки STS-131 (остается в отсеке полезной нагрузки на протяжении всего полета)

• HTV-2 Открытый поддон с FHRC и CTC4 во время предполетной подготовки (поддон развернут и извлечен)

Типы ORU [ править ]

Орбитальные сменные блоки входят в состав основных систем и подсистем внешних элементов МКС. Влияет на управление системой охлаждения, движение и управление солнечными батареями и SARJ, а также поток энергии по всей станции от солнечных батарей к системе отвода тепла как часть внешней активной системы терморегулирования (EATCS). А также резервуары для хранения кислорода в составе системы экологического контроля и жизнеобеспечения станции (ECLSS). ORU могут быть аппаратными средствами, такими как излучатели, или просто батареями или антеннами связи, по сути, любым элементом, который можно легко снять и заменить при необходимости.

Сменная модульная природа станции теоретически позволяет продлить срок ее службы намного дольше ее первоначального расчетного срока.

ORU и роботизированное оружие [ править ]

ORU, с которыми будет работать Dextre, имеют приспособления, предназначенные для захвата с помощью ORU / механизмов смены инструмента (OTCM) на конце каждого плеча. H-образное крепление предназначено для массивных объектов и / или для стабилизации Dextre , наиболее распространенным является Micro-fixture (также известный как Micro-square), а Micro-Conical Fitting используется в ограниченных пространствах. Мишень с модифицированным усеченным конусом (MTC) используется для визуального выравнивания руки Декстера для захвата приспособления. ^[1] Canadarm2 может перемещать любой ORU с захватным приспособлением .

Запасные части орбитального блока замены (ORU) [ править ]

(Вес, описание и текущее местонахождение запаски на станции) [ править ]

Несколько запчастей [ править ]

• Поворотная муфта с гибким шлангом (FHRC) вес прибл. 900 фунтов × 1 шт. На ферме S1 и P1. FHRC обеспечивает перенос жидкого аммиака через поворотное соединение теплового радиатора (TRRJ) между сегментами фермы P1 (FHRC SN1001) и S1 (FHRC SN1002) и радиаторами системы отвода тепла (HRSR).

Три запасных части - ESP-2 FRAM-7 (сторона киля) FHRC SN1003, ^[3] ESP-3 FRAM-2 (верхняя сторона) FHRC SN1004, ^[10] ELC-4 FRAM-5 (сторона киля) FHRC SN0005, поставленные HTV -2. ^[8]

• Насосный модуль (PM) вес 780 фунтов x 1 единица каждый на S1 (текущий PM SN0006) и P1 (оригинальный PM SN0001 все еще находится на месте). PM является частью сложной внешней активной системы терморегулирования (ETCS) станции, которая обеспечивает жизненно важное охлаждение внутренней и внешней авионики, членов экипажа и полезной нагрузки. Станция имеет два независимых контура охлаждения. Для внешних контуров используется хладагент на основе аммиака, а для внутренних контуров - водяное охлаждение.

Четыре оригинальные запчасти. Остались два неиспользуемых насосных модуля - ELC-1 FRAM-7 (килевая сторона) PM SN0007, ^[5] ESP-2 FRAM-1 (верхняя сторона) PM SN0005. ^{[5] [11]} Два использованных - ELC-2 FRAM-6 (сторона киля) PM SN0004 (установлен на ESP-2 FRAM-1 во время STS-121, затем удален экипажем Exp 24 для замены вышедшего из строя оригинального PM SN0002 на ферма S1. SN0002 был возвращен на Землю экипажем STS-135. SN0004 был заменен на PM SN0006 и перемещен на точку POA MT экипажем Exp 38 в декабре 2013 г. Перемещен на ESP-2 FRAM-1 на ISS-41 EVA-27 в октябре 2014 года. В марте 2015 года СПДМ поменяла местами с SN0005.); ESP-3 FRAM-3 (верхняя сторона) PM SN0006 (установлен на ESP-3 FRAM-3 во время STS-127, заменен на вышедший из строя PM SN0004 из фермы S1 бригадой Exp 38 в декабре 2013 г.).

• Сборка резервуара с аммиаком (ATA) весит 1702 фунта x 1 единица каждая на фермах S1 (теперь ATA SN0004) и P1 (теперь ATA SN0002). Основная функция ATA - хранить аммиак, используемый внешней системой терморегулирования (ETCS). Основные компоненты ATA включают два резервуара для хранения аммиака, запорные клапаны, нагреватели и различные датчики температуры, давления и количества. На каждую петлю приходится по одному ATA, расположенному на зенитной стороне сегментов фермы правого борта 1 (петля A) и порта 1 (петля B). ATA содержит две гибкие камеры, встроенные в резервуары с аммиаком, которые расширяются, когда сжатый азот выталкивает из них жидкий аммиак.

Две запасные части - ELC-1 FRAM-9 (сторона киля), ^[5] ELC-3 FRAM-5 (сторона киля) ^[7] Также обратите внимание - кроме этих двух запасных частей, две другие миссии Shuttle принесли новые ATA, а затем вернули вышедшие из строя ATA: STS-128 ATA SN0004 вверх / SN0002 вниз (исходный ATA фермы P1) и STS-131 SN0002 вверх / SN0003 вниз (исходный ATA фермы S1).

• Узел резервуара с азотом (NTA) весит 550 фунтов каждый × 1 блок на ферме S1 (теперь NTA SN0005) и P1 (теперь NTA SN0004). NTA обеспечивает подачу газообразного азота под высоким давлением для управления потоком аммиака из ATA.

Две запчасти - ELC-1 FRAM-6 (сторона киля) NTA SN0002 (отремонтированная) ^[5] ELC-2 FRAM-9 (сторона киля) NTA SN0003 (отремонтированная) ^[5] Также обратите внимание - кроме этих двух запчастей, два других Миссии шаттлов заменили НТА. STS-122 доставил новый NTA SN0004, а затем вернул изношенную ферму P1 NTA SN0003. STS-124 заменил новый NTA SN0005 из ESP-3 FRAM 2 на использованный NTA SN0002 из фермы S1. STS-126 экипаж вернулся этот обедненный NTA.

• Сборка бензобака высокого давления (HPGTA) весит 1240 фунтов x 5 единиц на квесте. Баллоны с кислородом и азотом под высоким давлением на борту МКС обеспечивают поддержку выхода в открытый космос и поддержку обмена веществ в чрезвычайных ситуациях для экипажа. Эти O2 и N2 под высоким давлением доставляются на МКС из газовых баллонов высокого давления (HPGT) и пополняются космическим шаттлом.

Один запасной - ELC-3 FRAM-6 (сторона киля) ^[7] один истощенный резервуар ELC-2 FRAM-4 (верхняя сторона) ^[5] Обратите внимание, что истощенный резервуар был заменен оригинальным HPGTA, запущенным на ELC-2 в FRAM -4.

• Грузовой транспортный контейнер (CTC) каждый может весить от 1000 до 1300 фунтов. Контейнер, используемый для перевозки небольших ORU, таких как модули дистанционного управления мощностью, навалом, которые также могут использоваться во время выхода в открытый космос или SPDM. Для таких поставок НАСА закупило 5 СТС.

Три блока - CTC-3 ранее на ELC-2 FRAM-2 (верхняя сторона), ^[5] позже был перемещен в ESP-2 FRAM-3 через SPDM. CTC-2 на ELC-4 FRAM-2 (сторона киля), ^[8] CTC-5 на ELC-3 FRAM-1 (верхняя сторона) ^[7]

• Шаг / роликовый шарнир (P / R-J) x 2 единицы на SSRMS . Запястный сустав с несколькими степенями свободы, предназначенный для замены на орбите при необходимости.

Две запчасти - ESP-3 FRAM-1 (верхняя сторона), ^[4] ESP-2 FRAM-5 (килевая сторона) ^[3]

• Гироскоп контрольного момента (CMG) весит 600 фунтов × 4 единицы на ферме Z1 (два CMG были заменены, один экипажем STS-114 и второй экипажем STS-118). CMG состоит из цельного маховика из нержавеющей стали диаметром 25 дюймов и массой 220 фунтов, который вращается с постоянной скоростью 6600 об / мин и развивает угловой момент 3600 фут-фунт-сек (4880 Нм) вокруг своей оси вращения. CMG могут также использоваться для выполнения маневров. CMG полагаются на электроэнергию, обеспечиваемую электрической подсистемой, работающей от солнечной энергии.

Две запчасти - ELC-1 FRAM-5 (верхняя сторона) CMG SN104, ^[5] ELC-2 FRAM-5 (верхняя сторона) CMG SN102 ^[5] Примечание: экипаж STS-118 доставил CMG на ESP-3, заменив его для вышедшего из строя узла фермы ITS-Z1. Этот отказавший блок был помещен на ESP-2 FRAM-5, пока он не был возвращен STS-122. [12]

• Узел опоры антенны S-диапазона (SASA) весит 256 фунтов каждый × 2 активных блока и один запасной на ISS. SASA состоит из аварийной радиочастотной группы сборки (RFG или ACRFG), стрелы SASA и жгутов проводов авионики.

Две запчасти - ELC-3 FRAM-4 (верхняя сторона), ^[7] ELC-3 FRAM-7 (килевая сторона) ^[7]

• Блок коммутации постоянного тока (DCSU) весит 218 фунтов x 2 блока каждый на 4 IEA. DCSU направляет питание от батареи на распределительную шину MBSU, чтобы удовлетворить потребности в электроэнергии. В дополнение к первичному распределению энергии, DCSU несет дополнительные обязанности по маршрутизации вторичного питания к компонентам на фотоэлектрических модулях.

Три запчасти - ESP-1 FRAM-2, ^[2] ESP-2 FRAM-2 (верхняя сторона), ^[3] ELC-2 FRAM-2 (верхняя сторона) ^[3]

• Блок заряда / разряда батареи (BCDU) весит 235 фунтов × 6 каждый на каждом из 4 IEA. BCDU - это двунаправленный преобразователь энергии, который выполняет двойную функцию: заряжает батареи в периоды накопления солнечной энергии (изоляция) и обеспечивает кондиционированное питание от батареи для основных силовых шин во время периодов затмений.

Две запчасти - ESP-3 FRAM-6 (килевой борт), ^[4] ELC-1 FRAM-4 (верхний борт) ^[5]

• Блок коммутации главной шины (MBSU) весит 220 фунтов × 4 блока на ферме S0. MBSU действуют как распределительный узел для системы EPS. Все четыре MBSU на борту МКС расположены на ферме правого борта (S0). Каждый из MBSU получает первичную мощность от двух каналов питания и распределяет ее в нисходящем направлении по DDCU.

Две запчасти - ESP-2 FRAM-4 (верхняя сторона), ^[3] ELC-2 FRAM-7 (размещены через SPDM, доставлены HTV-4 августа 2013 г.). MBSU на ESP-2 FRAM-6 (сторона киля) был добавлен экипажем STS-120, а затем заменен на отказавший блок из фермы S0 экипажем Exp 32 в конце 2012 года.

• Utility Transfer Assembly (UTA) - процессор, который позволяет потоку энергии, сигналов и данных проходить через SARJ с помощью встроенных в него роликовых колец.

Две запасные части - ESP-2 FRAM-8 (сторона киля) ^[3] ELC-4 FRAM-4 (сторона киля) Узел вспомогательной передачи (доставлен HTV-4 EP через SPDM в августе 2013 г.)

• Узел управления потоком насоса (PFCS) вес 235 фунтов Каждый внешний контур содержит насос и систему управления потоком (PFCS), которая содержит большинство элементов управления и механических систем, которые приводят в действие EATCS. На каждую систему PFCS приходится 2 насоса, которые обеспечивают циркуляцию аммиака по внешним контурам охлаждающей жидкости. Есть 2 на каждом ИЭА (x4), всего 8 активных юнитов.

Три оригинальные запасные части, теперь два доступных запасных - ESP-1 FRAM-1 ^[2] плюс 2 на ITS-P6, которые первоначально использовались Ранней внешней системой активного терморегулирования (EEATCS). Один запасной EEATCS на ITS-P6 был заменен на негерметичный блок на канале питания 2B во время выхода Exp 35 в открытый космос 11 мая 2013 года. Другой запасной EEATCS обнаружил электрическую неисправность и был заменен дополнительным запасным, запущенным на SpaceX CRS-14 .

• Поворотная муфта гибкого шланга (FHRC)

• FHRC без крышки MLI и на месте на TRRJ

• Модуль насоса (PM)

• Чертеж PM

• Сборка резервуара аммиака (АТА)

• Чертеж ATA (крышка снята)

• Узел баллона с азотом (НТА)

• Чертеж НТА (крышка снята)

• HPGT устанавливается на МКС

• ХПГЦ на чертеже поддона SL

• Контейнер для перевозки грузов (СТС-2)

• Внутри коробки СТС

• Соединение по высоте и качению (P / RJ)

• Рисунок P / RJ

• Гироскоп контрольного момента (CMG)

• Чертеж CMG (крышка снята)

• Узел опоры антенны S-диапазона (SASA)

• SASA рисунок

• Блок коммутации постоянного тока (DCSU)

• Рисунок DCSU

• Блок заряда / разряда аккумулятора (BCDU)

• Чертеж BCDU

• Блок коммутации главной шины (MBSU)

• Чертеж МБСУ

• Блок управления подачей насоса (PFCS)

• PFCS MLI удален

• Коммунальная трансмиссия (UTA) в правом углу этой фотографии

• Предполетная проверка UTA в сборе для передачи коммунальных услуг

Отдельные запчасти [ править ]

• Мобильный транспортер прицепной шлангокабеля в сборе с барабаном (МТ ТУС-РА) весит 354 фунта. на ELC-2 FRAM-8 (килевой борт) ^[5] x 1 ед. на МТ

Узел катушки TUS (TUS-RA) в основном представляет собой большую катушку, очень похожую на катушку для садового шланга, которая откладывает кабель, когда MT удаляется, и скатывает его обратно, когда MT возвращается в центр фермы. Это тот же самый TUS-RA, полученный во время STS-121 . Его заменили, а этот вышедший из строя блок вернули на землю и отремонтировали, чтобы позже летать на ELC-2.

• Концевой эффектор с защелкой (LEE) весит 415 фунтов. на ELC-1 FRAM-1 (верхняя сторона) ^[5] x 3 единицы на МКС (два на Canadarm2 и один на корпусе Dextre (SPDM))
• Рука специального правого манипулятора (SPDM) на ELC-3 FRAM-2 (верхняя сторона) ^[7] x 2 руки на SPDM
• Радиатор системы отвода тепла (HRSR) весит 2475 фунтов. на ELC-4 (верхняя сторона) ^[6] x 3 единицы на каждой ферме S1 и P1

Подсистема отвода тепла (HRS) состоит из основания, восьми панелей, торсионной панели, моментного рычага, взаимосвязанной гидравлической системы, механизма развертывания ножничного типа и системы развертывания двигателя / кабеля с компьютерным управлением. Являясь частью внешней активной системы терморегулирования (EATCS) станции, радиатор HRS отводит тепловую энергию через излучение.

• Вес модуля линейного привода (LDU) 255 фунтов. на ESP-3 FRAM-4 (верхняя сторона) ^[4] x 1 на MT

LDU обеспечивает приводное и тормозное усилие для мобильного транспортера вдоль рельса интегрированной ферменной конструкции.

• АНТЕННА "космос-земля" (SGANT) весит 194 фунта. на ESP-3 FRAM-5 (сторона киля) x 2 шт. на ферме Z1
• Плазменный контакторный блок (PCU) весит 350 фунтов. на ELC-1 FRAM-2 (верхняя сторона) ^[5] x 2 единицы на ферме

Плазменный контакторный блок (PCU) используется для рассеивания электрического заряда, который накапливается, обеспечивая электропроводящий «путь заземления» к плазменной среде, окружающей МКС. Это предотвращает электрические разряды и позволяет контролировать опасность поражения экипажем во время выхода в открытый космос. На ферме МКС «Зенит 1» расположены два блока управления двигателем, оба из которых работают во время выхода в открытый космос.

• Подвесной шлангокабель в сборе с катушкой (ТУС-РА)

• Чертеж ТУС-РА

• Концевой эффектор с защелкой (LEE)

• ЛИ рисунок

• Рука специального ручного манипулятора (СПДМ)

• Чертеж руки SPDM

• Радиатор системы отвода тепла (HRSR)

• Чертеж HRSR

• Линейный привод (LDU), который несет космонавт

• Чертеж ЛДУ (крышка снята)

• Антенна космос-земля (SGANT)

• СГАНТ чертеж

• Блок плазменных контакторов (PCU)

• Чертеж PCU

См. Также [ править ]

• Электрическая система Международной космической станции
• Система экологического контроля и жизнеобеспечения (ECLSS)
• Экспресс логистический перевозчик (ELC) STS-129 ELC-1 и 2, STS-133 ELC-3, STS-134 ELC-4
• Платформа внешней укладки (ESP) STS-102 ICC и ESP-1, STS-114 ESP-2 и LMC, STS-118 ESP-3
• Интегрированные грузовые перевозчики (ICC) STS-105 ICC, STS-121 ICC, STS-122 ICC-Lite, STS-126 LMC, STS-127 ICC-VLD, STS-128 LMC, STS-131 LMC, STS-132 ICC- ВЛД2, СТС-135 БМК
• Интегрированная ферменная конструкция (ИТС)
• Научные исследования на Международной космической станции

Ссылки [ править ]