2008-04-01
Космические планы Европы раскрыли манёвры автомата
Успешные тесты нового "космического грузовика" открыли ему дорогу не только на Международную космическую станцию. На основе крупнейшего и сложнейшего европейского аппарата в будущем могут быть созданы пилотируемый корабль, грузовая посадочная капсула, орбитальная станция и даже межпланетный транспортник. И это не шутки.
Европейское космическое агентство () довольно. В ходе критических тестов 31 марта "Жюль Верн" (), первый космический корабль из серии , показал себя молодцом.
Но по порядку.
Об ATV, его начинке, возможностях и задачах нынешнего полёта, мы подробно рассказывали тут и вот тут. Напомним лишь, что грузовик Jules Verne стартовал 9 марта 2008-го, но не был направлен сразу на Международную космическую станцию. Он ждал отлёта шаттла Endeavour (в целях большей безопасности). Об итогах той миссии, к слову, вы можете прочесть здесь.
Перед тем, как окончательно приблизится к орбитальному дому, европейский аппарат должен был выполнить ряд тестов. Ведь корабль, везущий на МКС топливо, воду, воздух, пищу и кучу всего другого, поднялся в космос впервые. А главной изюминкой ATV является его способность к самостоятельному маневрированию. Её и нужно было проверить перед стыковкой.
Так называемый "Демонстрационный день 1" состоялся 29 марта. Аппарат доказал, что способен самостоятельно перемещаться от точки, отстоящей на 39 километров от станции в пункт промежуточной остановки, находящийся на дистанции 3,5 километра позади МКС (и на той же орбите).
Ещё в этот день была впервые проверена двухсторонняя компьютерная связь между Jules Verne и МКС. Она была нужна, в частности, и для маневрирования аппарата.
Дело в том, что в ходе сближения ATV впервые использовал так называемую относительную GPS-навигацию. Приёмники спутниковой навигации станции и грузового корабля обменивались данными, так что Jules Verne мог измерять своё положение относительно МКС с высокой точностью.
По окончании "Дня 1" менеджеры миссии послали на Jules Verne команду Escape, выполняя которую корабль отошёл обратно от станции.
А вот 31 марта, в ходе "Демонстрационного дня 2", корабль уже подошёл к орбитальной станции на расстояние всего в 11 метров (считая до стыковочного узла модуля "Звезда").
Во время данного теста ATV впервые задействовал свою оптическую систему Videometer, определяющую положение корабля. Она основана на лазере и наборе датчиков.
Эта система позволяет европейской машине так "тонко" чувствовать своё положение в пространстве, что ATV способен на самостоятельную стыковку на скорости 7 сантиметров в секунду при погрешности позиционирования всего в 1,5 сантиметра. И это после "игры в догонялки", длившейся много дней и огромное число витков.
Об испытании 31 марта следует рассказать чуть подробнее.
Дело в том, что в программу управления кораблём заранее были введены несколько "контрольных точек" на пути его сближения со станцией.
Менеджерам миссии оставалось лишь дать команду Jules Verne, к примеру, переместиться из точки S2 (3,5 км от станции) в точку S3 (249 метров) и корабль послушно выполнял команду.
Бортинженер Юрий Маленченко (), находящийся на МКС, комментировал происходящее "с места событий".
А после достижения 11-метровой отметки управление чудо-машиной было передано на орбитальную станцию.
Нет, это не было ручным управлением. Ведь в процессе последнего (скажем, в случае ручной стыковки "Союза", который в штатном режиме причаливает к МКС автоматически) человек напрямую задаёт тягу движков, корректируя скорость и положение аппарата.
Это можно сравнить с парковкой на авто, где нужно филигранно работать педалью газа, тормоза и рулём. ATV же делает всё это сам в любом случае. Человек лишь задаёт машине желаемое действие.
В конце теста 31 марта экипаж МКС послал на европейский корабль команду Retreat и Jules Verne аккуратно отступил с точки "11 метров" на отметку 19 метров от станции. Через некоторое время при помощи команды Escape космический грузовик был отправлен на расстояние в 39 километров от станции. Критически важная часть испытаний ATV была закончена.
Что дальше?
Стыковка Jules Verne и МКС намечена на 3 апреля, 18:41 по московскому времени. Корабль доставит на станцию сухой и жидкий груз (топливо, например) и останется в составе орбитального дома на шесть месяцев.
ATV предоставит обитателям МКС дополнительное обитаемое пространство. Так же он должен поднять орбиту станции, используя собственные двигатели.
Наконец, Jules Verne загрузят всяческим мусором и спустят с орбиты, затопив в Тихом океане (аналогично тому, как оканчивают свою миссию грузовые "Прогрессы"). Кстати, мусора этого ATV может принять до 6,5 тонн, несравненно больше, чем "Прогресс".
Но история аппаратов ATV на этом не закончится.
Во-первых, до 2014 года ESA намерено запустить к станции ещё четыре ATV (приблизительно по одному каждые 17 месяцев), и запуск ещё нескольких экземпляров обсуждается.
А во-вторых, уже несколько лет агентство и его подрядчики прорабатывают дальнейшее расширение проекта ATV.
Уже сейчас, с массой до 21 тонны (из которых топливо и груз могут составлять в сумме до 9 тонн), ATV является крупнейшим космическим кораблём, находящимся в эксплуатации, после шаттлов (), разумеется.
Его четыре солнечные батареи с общим размахом "крыльев" в 22,3 метра способны поворачиваться вслед за солнцем независимо друг от друга и генерировать в общей сложности мощность в 4,8 киловатта. А запас горючего на борту аппарата может доходить почти до 6 тонн.
Понятно, что с такими данными эти корабли можно запускать не только к МКС. Тем более, что в конструкции ATV изначально заложены возможности для любопытных изменений. Каких?
Изменение первое. ATV можно превратить в, опять-таки, космический грузовик, однако способный не только доставлять припасы на станцию, но и мягко спускать на землю крупные грузы (лабораторное оборудование и прочее).
После 2010 года, когда шаттлы уйдут на покой, космонавтике останется рассчитывать (в этом плане) лишь на "Союзы", но они предназначены для спуска людей, а груз с собой вниз забирают лишь постольку поскольку – всего несколько килограммов.
Заменив нынешний грузовой отсек (Integrated Cargo Carrier) на спускаемую капсулу с тепловым щитом и парашютами, европейцы смогут привозить со станции на землю грузы, весом в сотни и сотни килограммов.
Такой аппарат условно назван Large Cargo Return Spacecraft.
Изменение второе. Более сложная трансформация – превращение ATV в пилотируемый корабль (Crew Transport Vehicle — CTV).
Он может быть использован для доставки экипажей на МКС, а также – как "дежурный" спасательный корабль, способный подолгу оставаться в составе станции.
CTV может дать Европе независимость в пилотируемой космонавтике. Ведь никаких европейских шаттлов (одно время про такие проекты активно говорили) – на горизонте не видать.
Изменение третье. Unpressurised Logistics Carrier (UIC) – негерметичный транспортник. Получается из ATV путём замены штатного грузового отсека любым специфическим "держателем" для какого-либо большого груза, скажем, элемента конструкции станции.
После стыковки с МКС этот груз может быть перемещён на станцию манипулятором.
Изменение четвёртое. Small Payload Return.
Как ясно из названия, это система возврата на землю небольших грузов. Работает следующим образом. Внутри ATV монтируется установка для запуска небольших возвращаемых капсул. В конце своей обычной миссии по доставке припасов на МКС европейский корабль мог бы, перед своим входом в атмосферу и уничтожением, выбросить спускаемую капсулу со 150 килограммами "ценностей", например — "вещественными результатами" экспериментов.
Изменение пятое. Европейский грузовик легко превратить в небольшую летающую беспилотную лабораторию (Free-flying Lab), курсирующую неподалёку от МКС.
В ней обеспечивалось бы лучшая микрогравитация, что важно для экспериментов. Но эта лаборатория не была бы отдельной станцией. Она должна будет периодически пристыковываться к МКС для обслуживания (смены экспериментов, например).
Изменение шестое. ATV можно оснастить двумя стыковочными узлами (на каждом конце корпуса). Два, три таких корабля после вывода на орбиту могут быть соединены между собой, чтобы сформировать небольшую орбитальную станцию — Mini Space Station (MSS).
Изменение седьмое. Exploration Transport Vehicle (ETV). ATV можно превратить в беспилотный транспортный корабль, который можно будет отправить по трассе Земля-Марс или Земля-Луна.
В будущих пилотируемых миссиях к другим планетам ETV мог бы сыграть роль "снабженца", подобно тому, как он выступает сейчас для МКС.
ETV мог бы перевозить тонны грузов, в том числе – доставлять на лунную или марсианскую орбиты посадочные зонды, орбитальные телескопы и прочее, и прочее.
На этом варианты развития ATV не исчерпываются. Скажем, инженеры рассматривают возможность такой модификации своего грузовика, чтобы он мог пристыковываться не к российскому, а к американскому модулю МКС.
Большие энергетические возможности, большие размеры, конструкция в стиле "лего", всё это делает ATV хорошим кандидатом на роль прародителя целой линейки перспективных космических аппаратов. Ну а пока – следим за новостями с МКС.
Европейское космическое агентство () довольно. В ходе критических тестов 31 марта "Жюль Верн" (), первый космический корабль из серии , показал себя молодцом.
Но по порядку.
Об ATV, его начинке, возможностях и задачах нынешнего полёта, мы подробно рассказывали тут и вот тут. Напомним лишь, что грузовик Jules Verne стартовал 9 марта 2008-го, но не был направлен сразу на Международную космическую станцию. Он ждал отлёта шаттла Endeavour (в целях большей безопасности). Об итогах той миссии, к слову, вы можете прочесть здесь.
Сравнение ATV, "Прогресса" и Apollo. Герметичный грузовой отсек европейского транспортника, к слову, насчитывает 48 кубометров в объёме (иллюстрация ESA/D.Ducros).
Перед тем, как окончательно приблизится к орбитальному дому, европейский аппарат должен был выполнить ряд тестов. Ведь корабль, везущий на МКС топливо, воду, воздух, пищу и кучу всего другого, поднялся в космос впервые. А главной изюминкой ATV является его способность к самостоятельному маневрированию. Её и нужно было проверить перед стыковкой.
Так называемый "Демонстрационный день 1" состоялся 29 марта. Аппарат доказал, что способен самостоятельно перемещаться от точки, отстоящей на 39 километров от станции в пункт промежуточной остановки, находящийся на дистанции 3,5 километра позади МКС (и на той же орбите).
Ещё в этот день была впервые проверена двухсторонняя компьютерная связь между Jules Verne и МКС. Она была нужна, в частности, и для маневрирования аппарата.
Дело в том, что в ходе сближения ATV впервые использовал так называемую относительную GPS-навигацию. Приёмники спутниковой навигации станции и грузового корабля обменивались данными, так что Jules Verne мог измерять своё положение относительно МКС с высокой точностью.
Репетиция автономного сближения ATV с МКС потребовала синхронного взаимодействия сразу трёх центров управления полётами — европейского (), расположенного в Тулузе (он показан на этом фото), американского () и российского () — с экипажем станции и между собой (фото ESA).
По окончании "Дня 1" менеджеры миссии послали на Jules Verne команду Escape, выполняя которую корабль отошёл обратно от станции.
А вот 31 марта, в ходе "Демонстрационного дня 2", корабль уже подошёл к орбитальной станции на расстояние всего в 11 метров (считая до стыковочного узла модуля "Звезда").
Во время данного теста ATV впервые задействовал свою оптическую систему Videometer, определяющую положение корабля. Она основана на лазере и наборе датчиков.
Эта система позволяет европейской машине так "тонко" чувствовать своё положение в пространстве, что ATV способен на самостоятельную стыковку на скорости 7 сантиметров в секунду при погрешности позиционирования всего в 1,5 сантиметра. И это после "игры в догонялки", длившейся много дней и огромное число витков.
По достижении 3,5 километровой дистанции ATV включил бортовые огни, а экипаж МКС доложил, что видит европейский грузовик невооружённым глазом. Также в этой точке корабль включил радар системы "Курс" — той же самой, что давно используется для сближения российских кораблей с орбитальной станцией. Эта система в реальном времени поставляла экипажу МКС и наземным центрам управления данные о положении ATV по отношению к станции и показывала их относительную скорость (фото ESA).
Об испытании 31 марта следует рассказать чуть подробнее.
Дело в том, что в программу управления кораблём заранее были введены несколько "контрольных точек" на пути его сближения со станцией.
Менеджерам миссии оставалось лишь дать команду Jules Verne, к примеру, переместиться из точки S2 (3,5 км от станции) в точку S3 (249 метров) и корабль послушно выполнял команду.
Технология Videometer в действии (иллюстрация ESA/D.Ducros).
Бортинженер Юрий Маленченко (), находящийся на МКС, комментировал происходящее "с места событий".
А после достижения 11-метровой отметки управление чудо-машиной было передано на орбитальную станцию.
Нет, это не было ручным управлением. Ведь в процессе последнего (скажем, в случае ручной стыковки "Союза", который в штатном режиме причаливает к МКС автоматически) человек напрямую задаёт тягу движков, корректируя скорость и положение аппарата.
Это можно сравнить с парковкой на авто, где нужно филигранно работать педалью газа, тормоза и рулём. ATV же делает всё это сам в любом случае. Человек лишь задаёт машине желаемое действие.
31 марта Jules Verne подошёл к станции на расстояние всего в 11 метров (кадры NASA TV).
В конце теста 31 марта экипаж МКС послал на европейский корабль команду Retreat и Jules Verne аккуратно отступил с точки "11 метров" на отметку 19 метров от станции. Через некоторое время при помощи команды Escape космический грузовик был отправлен на расстояние в 39 километров от станции. Критически важная часть испытаний ATV была закончена.
Что дальше?
Стыковка Jules Verne и МКС намечена на 3 апреля, 18:41 по московскому времени. Корабль доставит на станцию сухой и жидкий груз (топливо, например) и останется в составе орбитального дома на шесть месяцев.
ATV приближается к станции. Слева — на рисунке художника, справа — на кадре с последнего теста (иллюстрация ESA/D.Ducros, кадр NASA TV).
ATV предоставит обитателям МКС дополнительное обитаемое пространство. Так же он должен поднять орбиту станции, используя собственные двигатели.
Наконец, Jules Verne загрузят всяческим мусором и спустят с орбиты, затопив в Тихом океане (аналогично тому, как оканчивают свою миссию грузовые "Прогрессы"). Кстати, мусора этого ATV может принять до 6,5 тонн, несравненно больше, чем "Прогресс".
Но история аппаратов ATV на этом не закончится.
Во-первых, до 2014 года ESA намерено запустить к станции ещё четыре ATV (приблизительно по одному каждые 17 месяцев), и запуск ещё нескольких экземпляров обсуждается.
А во-вторых, уже несколько лет агентство и его подрядчики прорабатывают дальнейшее расширение проекта ATV.
Длина ATV составляет 10,3, а диаметр — 4,5 метра. Справа: грузовой отсек европейского корабля. Внизу: ATV использует российский стыковочный узел (поскольку причаливает к российскому сегменту станции) с диаметром люка в 80 сантиметров (иллюстрация ESA/D.Ducros, фотографии ESA/CNES/Arianespace).
Уже сейчас, с массой до 21 тонны (из которых топливо и груз могут составлять в сумме до 9 тонн), ATV является крупнейшим космическим кораблём, находящимся в эксплуатации, после шаттлов (), разумеется.
Его четыре солнечные батареи с общим размахом "крыльев" в 22,3 метра способны поворачиваться вслед за солнцем независимо друг от друга и генерировать в общей сложности мощность в 4,8 киловатта. А запас горючего на борту аппарата может доходить почти до 6 тонн.
Понятно, что с такими данными эти корабли можно запускать не только к МКС. Тем более, что в конструкции ATV изначально заложены возможности для любопытных изменений. Каких?
Изменение первое. ATV можно превратить в, опять-таки, космический грузовик, однако способный не только доставлять припасы на станцию, но и мягко спускать на землю крупные грузы (лабораторное оборудование и прочее).
После 2010 года, когда шаттлы уйдут на покой, космонавтике останется рассчитывать (в этом плане) лишь на "Союзы", но они предназначены для спуска людей, а груз с собой вниз забирают лишь постольку поскольку – всего несколько килограммов.
Вариант ATV под миссию Large Cargo Return (иллюстрация ESA/D.Ducros).
Заменив нынешний грузовой отсек (Integrated Cargo Carrier) на спускаемую капсулу с тепловым щитом и парашютами, европейцы смогут привозить со станции на землю грузы, весом в сотни и сотни килограммов.
Такой аппарат условно назван Large Cargo Return Spacecraft.
Изменение второе. Более сложная трансформация – превращение ATV в пилотируемый корабль (Crew Transport Vehicle — CTV).
Он может быть использован для доставки экипажей на МКС, а также – как "дежурный" спасательный корабль, способный подолгу оставаться в составе станции.
CTV может дать Европе независимость в пилотируемой космонавтике. Ведь никаких европейских шаттлов (одно время про такие проекты активно говорили) – на горизонте не видать.
Изменение третье. Unpressurised Logistics Carrier (UIC) – негерметичный транспортник. Получается из ATV путём замены штатного грузового отсека любым специфическим "держателем" для какого-либо большого груза, скажем, элемента конструкции станции.
После стыковки с МКС этот груз может быть перемещён на станцию манипулятором.
Изменение четвёртое. Small Payload Return.
Small Payload Return — вариация ATV, оборудованная системой запуска маленьких возвращаемых капсул (иллюстрация ESA/D.Ducros).
Как ясно из названия, это система возврата на землю небольших грузов. Работает следующим образом. Внутри ATV монтируется установка для запуска небольших возвращаемых капсул. В конце своей обычной миссии по доставке припасов на МКС европейский корабль мог бы, перед своим входом в атмосферу и уничтожением, выбросить спускаемую капсулу со 150 килограммами "ценностей", например — "вещественными результатами" экспериментов.
Изменение пятое. Европейский грузовик легко превратить в небольшую летающую беспилотную лабораторию (Free-flying Lab), курсирующую неподалёку от МКС.
В ней обеспечивалось бы лучшая микрогравитация, что важно для экспериментов. Но эта лаборатория не была бы отдельной станцией. Она должна будет периодически пристыковываться к МКС для обслуживания (смены экспериментов, например).
Изменение шестое. ATV можно оснастить двумя стыковочными узлами (на каждом конце корпуса). Два, три таких корабля после вывода на орбиту могут быть соединены между собой, чтобы сформировать небольшую орбитальную станцию — Mini Space Station (MSS).
Пара ATV стыкуется между собой и превращается в орбитальную мини-станцию, к которой могли бы летать российские "Союзы" и "Прогрессы" (иллюстрация ESA/D.Ducros).
Изменение седьмое. Exploration Transport Vehicle (ETV). ATV можно превратить в беспилотный транспортный корабль, который можно будет отправить по трассе Земля-Марс или Земля-Луна.
В будущих пилотируемых миссиях к другим планетам ETV мог бы сыграть роль "снабженца", подобно тому, как он выступает сейчас для МКС.
ETV мог бы перевозить тонны грузов, в том числе – доставлять на лунную или марсианскую орбиты посадочные зонды, орбитальные телескопы и прочее, и прочее.
На этом варианты развития ATV не исчерпываются. Скажем, инженеры рассматривают возможность такой модификации своего грузовика, чтобы он мог пристыковываться не к российскому, а к американскому модулю МКС.
Большие энергетические возможности, большие размеры, конструкция в стиле "лего", всё это делает ATV хорошим кандидатом на роль прародителя целой линейки перспективных космических аппаратов. Ну а пока – следим за новостями с МКС.
Коли на Землі очікуються магнітні бурі: прогноз до кінця травня
