Космонавт
Космонавт Олег Артемьев в спускаемом аппарате космического корабля "Союз ТМА-12М" 2014 г.
Космонавт Олег Артемьев в спускаемом аппарате космического корабля "Союз ТМА-12М" 2014 г.
Как сообщают источники, всё началось с того, что Россия планирует в 2031-2035 годах доставить на Луну четыре автоматических космических аппарата.
Ваше мнение насчет этой новости?
Итак я решил поделиться с Вами наверное самым интересным этапом полета корабля Союз-ТМА (начиная с 700й серии) с разных точек зрения. Во первых это впервые публикуемое в сети видео спуска корабля Союз-ТМА как его видят космонавты на экранах своего компьютера управления кораблем (или если говорить языком более научным то Пульта Спускаемого Аппарата системы "Нептун-МЭ") а так же видео того как спуск проходит из иллюминаторов. и коротенький рассказ о том как же спуск происходит и что это такое.
Итак весь спуск относится к Системе Управления Спуском (далее что бы экономить место и сделать статью более "реалистичной" буду сокращать некоторые слова (к примеру это слово - СУС) которые сами космонавты сокращают и практически 70% всей информации идет в сокращениях) которая в свою очередь является подсистемой Системы Управления Движением (СУДН). СУС ТК (Система Управления Спуском Транспортного Корабля) «Союз-ТМА» предназначена для организации управления движением СА(Спускаемого Аппарата) от момента разделения и до отстрела экрана лобовой теплозащиты с целью безопасного возвращения экипажа на Землю в заданный район посадки.
СУС образует автономный контур управления и обеспечивает безопасное возвращение экипажа при возникновении в ней любых двух отказов (двух "рестартов" - отказов компьютера управления спуском КС020-М).
Средствами программного обеспечения управления спуском в КС020-М (спецвычислитель который решает задачи управления спуском) реализованы многие алгоритмы, такие как:
– возможность приведения на полигон, заданный двумя координатами и т.д.
Обеспечение высокой точности посадки СА (отклонение точки посадки от расчетной не более 500 метров) достигается за счет развитого алгоритма формирования опорной зависимости, адаптации управления к расчетным параметрам СА и оценкам аэродинамического качества, а также за счет специальных алгоритмов диагностики и обработки сигналов акселерометров.
Величина перегрузки на возмущенной траектории не превышает G = 6,0 ед.
СУС обеспечивает управление траекторией спуска и угловым движением СА на всем протяжении его автономного полета и может работать в следующих режимах:
На этапе автономного управления спуском СУС ТК «Союз-ТМА» может работать в следующих режимах:
- АУС - автоматический управляемый спуск;
- РУС - ручной управляемый спуск;
- БС - баллистический спуск;
- БСР - баллистический спуск резервный.
АУС является штатным режимом СУС. Он начинается с момента разделения и заканчивается по вводу парашютной системы, обеспечивая посадку в заданный район с указанной выше точностью.
Режим РУС является резервным, дублирующим АУС в ряде нештатных ситуаций.
Режим БС применяется в случае невозможности осуществления управляемого спуска.
Режим БСР используется при отказе основного контура СУС. В этом случае формируется новый контур, в состав которого входит ограниченное количество приборов.
В данной статье мы не будем разбирать режимы РУС, БС и БСР и разберем вкратце только штатный обычный и привычный режим Автоматического Управляемого Спуска - АУС.
АУС является штатным режимом СУС. Он начинается с момента разделения и заканчивается по вводу парашютной системы, обеспечивая посадку в заданный район с точностью 1500 метров в диаметре от ввода парашютной системы (как следствия окончания работы системы управления спуском и переход на неуправляемый режим).
Для обеспечения автоматического управляемого спуска используются только основные алгоритмы режима «Спуск», которые в этом случае осуществляют решение следующих задач:
- обработка пространственной конфигурации, контроль и диагностика информации с выбором оптимальной опорной тройки каналов измерения ускорения;
- расчет проекций кажущейся скорости и полной величины;
- вычисление перегрузки nx и выдачу ее на формат «СПУСК»;
- вычисление значения баллистического промаха ΔТвн и выдачу его на формат «СПУСК» по входу в атмосферу (Vs=25,6 м/с);
- формирование дискретных (200 м ∕ с) приращений кажущейся скорости ΔVs формируя движения маркера (черный квадрат движущийся по оранжевому полю);
- коррекция опорной траектории по апостериорной информации;
- формирование управляющего угла крена;
и т.д...
Спуск можно разбить на три участка. Внеатмосферный - атмосферный и работа парашютной системы.
Участок полета с момента разделения (то есть от момента как была подана команда на разделение отсеков корабля) и до момента входа в атмосферу (Vs = 25,6 м ∕ с) называется внеатмосферным.
Система управления спуском начинает функционировать с момента прихода команды «Разделение».
Видео о работе СУС начинается именно с этого момента - с прихода команды РАЗДЕЛЕНИЕ (Тразд - время разделения)
По этой команде выполняются следующие операции:
- формируются управляющие сигналы для включения двигателей СИО-С (Системы Исполнительный Органов Спуска);
- подключается к работе блок БАСИО-С (Блок Автоматики СИО-С);
- на ИнПУ( Интегрированный Пульт Управления) 1,2 автоматически инициируется формат «СПУСК» ;
- запускается счетчик времени , который останавливается в момент фактического входа в атмосферу (Vs = 25,6 м/с).
На внеатмосферном участке полета СУС осуществляется стабилизацию поперечной оси СА(Спускаемого Аппарата) по бинормали к плоскости орбиты (стабилизация СА в плоскости крена и курса) и демпфирование его колебаний в плоскости орбиты (в плоскости тангажа):
- стабилизация СА по каналам крена и рыскания;
- демпфирование угловой скорости по каналу тангажа.
Поддержание угла крена осуществляется с точностью +/- 4 градуса, а угла тангажа точностью +/- 6 градусов .
Ориентацию СА относительно оси крена экипаж контролирует по положению индекса программного угла крена (стрелка вниз) на шкале формата «СПУСК» в правом верхнем углу кадра. До входа в атмосферу индекс программного угла колеблется относительно центра шкалы, соответствующего крена = 0 град., в пределах +/- 4 град.
В процессе спуска на внеатмосферном участке экипаж может контролировать по иллюминаторам вращение СА с остаточной скоростью. Это происходит вследствие того, что тангажный канал не стабилизирован, а настройка контура по угловой скорости составляет 2 град./c.
Приблизительно за 1 - 1,5 мин. до входа в атмосферу вращательное движение СА переходит в колебательное относительно балансировочного угла атаки. Этот переход осуществляется на высоте 140 - 120 км вследствие «захвата» СА верхними слоями атмосферы. К моменту входа СА в атмосферу (высота полета 80-90 км), аппарат стабилизируется под действием аэродинамических моментов в плоскости полета таким образом, что его продольная скоростная ось ориентированна по направлению скорости полета с точностью не хуже нескольких градусов и осуществляется стабилизация продольной балансировочной оси СА по направлению скорости полета с точностью плюс/минус 5.0.
Участок полета с момента входа в атмосферу и до момента отстрела лобового теплозащитного покрытия называется атмосферным.
Контуры ориентации и стабилизации на атмосферном участке выполняют следующие задачи:
- программные повороты СА по крену на углы крена програмного;
- стабилизацию СА в канале крена;
- демпфирование (гашение) угловых скоростей в каналах рыскания и тангажа.
На этом участке осуществляется управление программными разворотами СА в плоскости крена с целью управления траекторией спуска и демпфирование его колебаний в плоскостях тангажа и курса. При этом скоростная ось СА стабилизируется в направлении скорости набегающего потока
Атмосферный участок полета начинается с момента фактического входа СА в атмосферу, который фиксируется экипажем по началу мигания транспаранта «Перегрузка» (ИнПУ – формат «СПУСК», а так же на сигнализаторах). Первое загорание этого транспаранта происходит при величине кажущейся скорости Vs = 25,6 м/с , что соответствует величине продольной перегрузки nx = 0,2 ед.
В момент входа в атмосферу осуществляется разворот объекта на начальный угол крена.
где: крен0 = +/- 60 град. – опорный угол крена;
КренПрограмный – угол крена, сформированный КС020-М для устранения баллистического промаха Δtвн.
Этот разворот экипаж контролирует на формате ИнПУ «СПУСК» по положению индекса программного угла крена. В начальный момент времени индекс уходит от центра шкалы до ее обреза скачком, затем со скоростью омега x = 15 град/с возвращается и занимает положение, соответствующее величине КренаПрограмного. Центр шкалы соответствует опорному углу крен0 = +/- 60 град.
Значения счетчика времени tсч, запущенного по разделению, постоянно сравниваются с расчетной продолжительностью внеатмосферного участка (tвн), отсчитываемой также от разделения. По приходу команды «Атмосфера» (метка VS = 25,6 м/с) возможны два состояния. Первое – когда прошла команда «Атмосфера» (счетчик tсч уже не работает), а tвн еще не закончилось (tвн > tсч). В этом случае промах внеатмосферного участка будет недолетным. Второе – когда команда «Атмосфера» еще не прошла (счетчик tсч еще работает), а tвн уже закончилось (tвн < tсч). Промах внеатмосферного участка будет перелетным.
В первом случае экипаж увидит перемещение индекса приращения угла крена вправо от центра шкалы, во втором – влево.
По достижению СА значения VS = 7200 м/с КС020-М прекращает вычисление угла КренаПрограмного, что означает завершение управления дальностью. Объект остается в положении, соответствующем последнему вычисленному значению КренаПрограмного (далее = γпр). Это происходит за 1,5 – 2 минуты до ввода основной парашютной системы.
Для обеспечения расчетной эффективности управляющих двигателей и заданного быстродействия при выполнении программных разворотов на протяжении всего атмосферного участка при величине продольной перегрузки nx = 4,2 ед (G = 4,2). осуществляется подключение второго комплекта управляющих двигателей в канале крена.
По вводу основной (ОСП) или запасной парашютных систем (ЗСП) СУС переходит в режим БС (Баллистический Спуск) с закруткой. Экипаж контролирует этот переход по появлению угловой скорости закрутки СА, а также по загоранию транспарантов «БС» и «Закрутка СА» на ТС-5.
Режим БС прекращается по команде «Отстрел лобовой теплозащиты». По этой команде выключается питание приборов СУС и гаснут транспаранты: «Акселерометр», «СГ», «БДУС-2», «СГ разарр.», «БС», «РУС». По этой же команде блок БАСИО-С осуществляет слив топлива путем подачи команд на открытие всех клапанов УРМД СИО-С.
Более подробно работу парашютной системы мы будем разбирать в отдельном видео (да да я буду делать 3х мерные видео с комментариями).
Видео первое: Как видит командир экипажа спуск на компьютере (ИнПУ) на формате спуск с момента разделения (какой этап миссии можно увидеть в левом нижнем углу). На этом видео преставлены штатные режимы автоматики системы управления спуском от момента разделения до посадки.
Далее предлагаю посмотреть очень интересное видео канала АльфаЦентавры о спуске Союза
Так же представляю Вашему вниманию хоум видео о Системе Управления Спуском записанное с моим другом из Ярославля. Качество аудио не очень (нет нормального микрофона - на низкой громкости может быть не слышно)
Еще одно видео о том как проходит спуск с Ютуба
Так же хочу показать схему спуска примерную, в ней я указал оранжевой линией внеатмосферный участок полета, а красной атмосферный.
А так же впервые публикуемое видео непосредственно из самого спускаемого аппарата о ходе спуска:
В следующем посте я расскажу про форматы, про которые я так и не рассказал и попробую как нибудь с вами взаимодействовать в работе с пультом космонавтов и его программой. Провести так сказать виртуальные онлайн уроки по пилотированию корабля Союз. Так что будьте в курсе, я напишу о стриме....
Запуск «Чандраян-2» состоится в апреле этого года
Индия планирует запустить миссию «Чандраян-2» в середине апреля этого года. Об этом рассказал на пресс-конференции администратор Индийской организации космических исследований (ISRO) доктор Кайласавадиву Сиван.
https://theprint.in/science/isro-announces-chandrayaan-2-lau...
Изначально, запуск «Чандраян-2» должен был состояться еще весной 2018 года. Однако из-за ряда выявленных технических проблем он несколько раз переносился. Целью миссии станет Луна. Аппарат будет запущен к спутнику нашей планеты при помощи ракеты GSLV Mk III с космодрома на острове Шрихарикота. По словам Сивана, перелет к Луне займет от 30 до 45 дней, в течение которых станция выполнит шесть орбитальных маневров.
«Чандраян-2» состоит из трех основных компонентов: орбитального модуля, спускаемой платформы и небольшого лунохода. Их общая масса равна 3870 кг, что намного больше предыдущих индийских межпланетных зондов «Чандраян-1» и «Мангальян» (также известный как MOM), каждый из которых весил по 1300 кг.
Орбитальный модуль будет выведен на полярную 100-километровую орбиту. Его научная «начинка» включает камеру для создания трехмерных изображений лунной поверхности, рентгеновские спектрометры CLASS и XSM, инфракрасный спектрометр IIRS, нейтронный масс-спектрометр ChASE-2, а также радар. Орбитер рассчитан на номинальный срок работы в 1 год.
Спускаемая платформа «Чандраян-2» должна будет совершить посадку в южном полярном регионе Луны (район 74° ю. ш.). На ней будут установлены сейсмометр, а также инструменты для определения термальных свойств реголита и измерения характеристик приповерхностной плазмы.
Также посадочная платформа доставит на Луну небольшой луноход, по своим габаритам напоминающий американский марсоход Sojourner. Его масса составит 27 кг, а оборудование будет включать пару камер для создания стереоскопических изображений поверхности и два прибора для изучения свойств лунного реголита. И ровер и спускаемая платформа «Чандраян-2» рассчитаны лишь на 14 дней работы. Они прекратят функционирование после наступления первой лунной ночи.
Администратор ISRO также подтвердил намерение ведомства отправить автоматическую миссию к Венере. Ее запуск ориентировочно намечен на 2023 год.
Китайский космический аппарат «Чанъэ-4» впервые в истории человечества сел на обратной стороне Луны, сообщается в твиттере официального китайского агентства «Синьхуа».
В агентстве Associated Press, со ссылкой на китайское телевидение, уточнили, что аппарат прилунился в 10.26 по китайскому времени (5.26 мск).
Китайские власти подчеркнули, что данное событие является «важной вехой в освоении космоса».
Ранее сообщалось, что «Чанъэ-4» приблизился к Луне.
Источник:
https://www.gazeta.ru/science/news/2019/01/03/n_12486751.sht...
Sierra Nevada получила зеленый свет на строительство Dream Chaser
Представители компании Sierra Nevada сообщили, (https://spacenews.com/dream-chaser-cleared-to-begin-full-sca...) что проект многоразового корабля снабжения Dream Chaser успешно прошел ключевой обзор специалистов NASA (т. н. Integrated Review 4). Аэрокосмическое агентство окончательно одобрило дизайн космоплана. Это означает, что теперь Sierra Nevada может приступить к изготовлению полноценного экземпляра корабля, который будет использоваться в миссиях по снабжению МКС.
Разработка Dream Chaser началась еще в середине нулевых. Изначально, космоплан позиционировался как средство доставки астронавтов на МКС. Sierra Nevada участвовала в отборе по организованной NASA программе Commercial Crew Development, направленной на создание частных пилотируемых космических кораблей. Но в итоге, заявка компании не прошла в финал конкурса.
В результате, руководство Sierra Nevada приняло решение переработать концепцию космоплана, превратив его в беспилотный корабль снабжения. В 2016 году. проект Dream Chaser стал одним из победителей второй фазы программы Commercial Resupply Services 2. Sierra Nevada было гарантировано как минимум 6 грузовых миссий к МКС в период до 2024 года.
Dream Chaser будет выводиться в космос с помощью носителей Atlas V и Delta IV. У космоплана складные крылья, за счет чего его можно закреплять не сбоку ракеты, а размещать прямо в головном обтекателе. Корабль сможет доставить на борт МКС 5 тонн припасов в герметичном отсеке и еще до 500 кг в негерметичном отсеке. При возвращении на Землю Dream Chaser будет садиться на ВПП как самолет. Он сможет взять с собой до 1850 кг груза с МКС. Еще 3400 кг могут быть размещены в отсеке, который отделяется перед возвращением космоплана и сгорает в земной атмосфере.
На данный момент атмосферный прототип Dream Chaser совершил несколько успешных полетов в режиме планирования. В феврале этого года NASA официально утвердило (https://kiri2ll.livejournal.com/903768.html) его первую миссию к МКС на конец 2020 года.
Станция BepiColombo проверила ионные двигатели
2 декабря станция BepiColombo осуществила первый успешный маневр с использованием двух из четырех ионных двигателей, установленных на перелетном модуле MTM (Mercury Transfer Module). До этого инженеры провели серию тестов, убедившись в надежности работы электрореактивной силовой установки.
Согласно пресс-релизу (https://www.esa.int/Our_Activities/Operations/BepiColombo_no...) на сайте ESA, тягу ионных двигателей MTM удалось довести до 125 мН. Это сравнимо с удержанием батарейки ААА на уровне моря. По словам специалистов миссии, ионные двигатели BepiColombo сработали как надо. Отклонение тяги от расчетного значения составило не более 2%.
На первый взгляд, эта цифра кажется микроскопической. Но дело в том, что в отличие от традиционных химических установок, ионные двигатели обладают малым расходом топлива при весьма продолжительном времени функционирования. Благодаря этому, оснащенный подобными двигателями космический аппарат может добиться приращения скорости, недостижимого при использовании обычного топлива. Главное — обеспечить необходимую мощность. К счастью, поскольку BepiColombo движется во внутреннюю часть Солнечной системы, вырабатываемой его солнечными батареями энергии с избытком хватает для питания двигателей.
Чтобы добраться до своей цели BepiColombo осуществит девять гравитационных маневров: один у Земли, два у Венеры и шесть у Меркурия. Также станция выполнит 22 основных включения ионных двигателей. Длительность каждого из них составит до двух месяцев. Маневры помогут BepiColombo погасить свою скорость и выйти на орбиту вокруг Меркурия. Это событие должно состояться 5 декабря 2025 года.
При подлете к Меркурию, BepiColombo отстрелит модуль MTM, после чего разделится на два аппарата — европейский MPO (Mercury Planetary Orbiter) и японский MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter). После этого каждый из них приступит к своей самостоятельной научной миссии по изучению первой планеты Солнечной системы.