Automatický dokovací systém (stanice Mir)

Automatický re-docking system ( ASPR ) je systém jako součást orbitální stanice Mir , určený pro re-docking cílových modulů kotvených k centrálnímu uzlu přechodového prostoru základní jednotky k bočním dokovacím uzlům. Také odkazoval se na v anglické literatuře jako Lyappa nebo Ljappa .

Jmenování ASPR

Základní jednotka, ze které začala stavba stanice Mir, byla vypuštěna na oběžnou dráhu 20. února 1986. Skládal se z: pracovního prostoru určeného pro život a práci posádky; agregátní oddíl s přechodovou komorou a pasivní dokovací stanicí , ke které by mohly kotvit lodě s posádkou i nákladní lodě, jakož i cílové moduly pro modernizaci vybavené aktivní dokovací stanicí; přechodový oddíl vybavený pěti dokovacími stanicemi (jedna podél osy stanice a čtyři boční). Přechodový oddíl kromě dokovacích funkcí sloužil jako přechodová komora při přípravě posádky na mimovozové aktivity [1] .

Přiblížení k kosmické lodi nebo cílovému modulu bylo možné pouze k axiálním dokovacím uzlům. Po dokování s překládacím prostorem byl modul pomocí speciálního manipulátoru přemístěn z axiálního uzlu do jednoho z bočních . Tento systém byl nazýván automatickým přenosovým systémem (ASPR). Stejný systém byl použit pro přenos modulů z jednoho bočního uzlu do druhého, přes centrální [2] [3] .

Zásadně novým prvkem v této operaci byl re-docking manipulátor. Někdy jsme mu říkali „tlapka“, což bylo srozumitelnější. Toto elektromechanické rameno, krátké a silné, skutečně vypadalo jako tlapa sibiřského medvěda, odtud jeho název.V.S. Syromjatnikov [4]

V zahraniční literatuře se manipulátor automatického dokovacího systému i samotný systém nazývá „Lyappa“ nebo „Ljappa“ [5] [6] . Stejný název je také aplikován na systém opětovného dokování modulů čínské vesmírné stanice [7] .

Popis ASPR

Manipulátor, který přenášel cílový modul z centrální dokovací stanice na boční, byl instalován na samotný cílový modul. Každý z modulů, počínaje " Kvant-2 ", byl vybaven vlastním manipulátorem. Po dokování modulu s axiálním uzlem zapadla hlavice na jeho manipulátoru do jedné ze dvou zdířek na přechodovém prostoru umístěném mezi bočními dokovacími uzly. Ještě na Zemi byl manipulátor instalován na modulu na levé nebo pravé straně, v závislosti na tom, který uzel měl být znovu ukotven. Opětovné dokování bylo řízeno automaticky z modulových systémů. V případě potřeby lze proces opětovného dokování řídit také z MCC . Pasivní součástí systému byl přechodový oddíl stanice při opětovném dokování, stejně jako při dokování [4] . Manipulátor měl dva závěsy, které se otáčely v různých rovinách. Jeden závěs vyjmul modul z axiálního uzlu a přivedl jej k bočnímu uzlu a druhý závěs se otočil k požadovanému bočnímu uzlu [8] .

Hlavním problémem při vytváření systému byla potřeba přesunout s jeho pomocí dvacetitunový modul vzhledem k základní jednotce mající přibližně stejnou hmotnost. Pojezdové rychlosti byly zvoleny malé a byla přijata opatření k utlumení a utlumení vznikajících setrvačných sil a vibrací. Proces opětovného dokování trval asi 60 minut a probíhal zcela automaticky. Konstrukce manipulátoru obsahovala značné rezervy z hlediska pevnosti a schopnosti tlumení nárazů, což se ukázalo být žádané při dokování s cílovými moduly Mir Kvant-2 a následujícími, které měly větší rozměry a hmotnost než modul Kvant , který byl první dokovaný ke stanici z bočního agregátového oddílu [4] . Zdrojem manipulátorů na každém modulu bylo 7 přepojení [9] .

Dalším znakem procesu opětovného dokování bylo, že pouze axiální a jeden z bočních uzlů přechodového oddílu byly vybaveny dokovacími kužely, které měly obsahovat čep aktivního uzlu, zbývající tři boční uzly byly uzavřeny plochými kryty. Toto rozhodnutí bylo učiněno za účelem zvětšení vnitřního objemu přechodového prostoru, který současně sloužil jako přechodová komora při výstupech do vesmíru, jediný ve stanici před instalací modulu Kvant-2. To navíc umožnilo poněkud odlehčit základní jednotku, při jejímž testování byl zjištěn značný přebytek přípustné hmotnosti. V důsledku toho museli kosmonauti před každým opětovným dokováním znovu nainstalovat dokovací kužel na požadovaný uzel, odstranit z něj kryt a odtlakovat přechodový oddíl. Tato operace byla v podstatě mimovozovou aktivitou, i když kosmonauti stanici neopustili [2] .

Aplikace ASPR

Poprvé byl dokovací systém použit při instalaci retrofit modulu Kvant-2 na stanici Mir . "Kvant-2" zakotvil k axiálnímu uzlu přechodového modulu 6. prosince 1989 a 8. prosince 1989 byl překotven k hornímu uzlu ("+Y") [10] . V červnu 1990 ke stanici přivázal dokovací a technologický modul „ Kristall[11] a byl překotven ke spodnímu uzlu („-Y“) . V tomto stavu, se dvěma moduly ukotvenými na opačných stranách přechodového oddílu, stanice pokračovala v letu až do května 1995. V květnu 1995 byl modul Kristall znovu připojen přes centrální uzel vpravo („-Z“), aby se uvolnil spodní uzel pro modul Spektr . Při této proceduře manipulátor modulu provedl 2 překotvení (ze spodního uzlu do centrálního a z centrálního do pravého), mezi které astronauti přenesli boční dokovací kužel [12] . 1. června 1995 zakotvil ke stanici modul Spektr, který byl 2. června překotven do spodního uzlu [13] .

Manipulátor Spektra byl ve srovnání s předchozími moduly výrazně vylepšen, aby byl zajištěn pohyb po složité trajektorii, která vylučuje kontakt Kristall se solárními panely Spektra při opětovném dokování. Konstrukce manipulátoru a jeho logika ovládání byly změněny tak, aby bylo zajištěno otáčení závěsů ve dvou rovinách současně [14] . 10. června 1995 byl modul Kristall, na kterém byla instalována dokovací stanice APAS , znovu připojen k centrálnímu uzlu, aby bylo zajištěno bezpečné kotvení raketoplánu Atlantis ( mise STS-71 ) [15] . Když byl modul umístěn na boční uzel, nebylo možné přivázat „Atlantis“ ke „Kristallu“ kvůli riziku poškození struktur stanice. Po dokončení společného letu s Atlantis byl modul Kristall vrácen do pravého bočního dokovacího portu. Aby se předešlo dalšímu opětovnému dokování, byla pro modul Kristall vytvořena další dokovací přihrádka , která zajišťuje bezpečné ukotvení raketoplánů, když jsou na boční dokovací stanici. Tento oddíl byl dodán stanici Atlantis v misi STS-74 [9] . 26. dubna 1996 modul Priroda kotvil ke stanici a 27. dubna byl překotven k levému bočnímu uzlu („+Z“) [16] . V této konfiguraci stanice fungovala až do konce své existence. Celkem bylo moduly provedeno 8 re-dockingů, z toho 5 - "Crystal" a po jednom další tři [17] .

Podobné systémy

Na čínské vesmírné stanici Tiangong je pro opětovné ukotvení experimentálních modulů „ Wentian “ a „ Mengtian “ k bočním dokovacím uzlům základní jednotky „ Tianhe “ použit systém podobný ASPR stanice Mir s manipulátory. instalované na koncích dokovacích modulů [18] [19 ] .

Při instalaci modulů dodaných kosmickou lodí Space Shuttle na ISS byl použit manipulátor Kanadarm instalovaný na palubě raketoplánů [20] . K kotvení bezpilotních nákladních lodí k ISS se používá manipulátor Kanarm2 , instalovaný na samotné stanici a určený pro různé údržbářské práce [21] . S pomocí Canadarm2 byla první verze SpaceX Dragon připojena k ISS, lodě Cygnus a HTV jsou ukotveny stejným způsobem [22] .

Také systém dokování z axiálního portu na radiální porty podobný ASPR je dostupný na ruském modulu " Prichal " Mezinárodní vesmírné stanice [23] .

Poznámky

  1. V.A. Gaponov, A.B. Zheleznyakov, 2006 , Hlavní prvky orbitálního komplexu Mir.
  2. 1 2 V.S. Syromyatnikov, 2010 , Orbitální komplex "MIR": apoteóza vesmírného věku, str. 133-135.
  3. Yu Semjonov , L. Gorškov. Stanice "Mir" na oběžné dráze  // Věda a život  : časopis. - 1986. - č. 9 . - S. 13-15 .
  4. 1 2 3 V.S. Syromyatnikov, 2010 , Re-docking: jako hodinky, str. 189-197.
  5. Nicholas L. Johnson. Sovětský rok ve vesmíru . — Teledyne Brown Engineering, 1989.
  6. David S.F. Portree. Mir Hardware Heritage . — Divize informačních služeb, Lyndon B. Johnson Space Center , Houston, Texas, 1995.
  7. Čína spouští modul Tianhe, začátek ambiciózního dvouletého  úsilí o výstavbu stanice . NASA Spaceflight.com . Získáno 3. června 2021. Archivováno z originálu dne 19. května 2021.
  8. L.A. Savin. Robotické systémy ISS. Letový provoz robotických systémů ruského segmentu  // Engineering Journal: Science and Innovations. - 2019. - č. 6 . - doi : 10.18698/2308-6033-2019-6-1887 .
  9. 1 2 V.S. Syromyatnikov, 2010 , "MIR" - "SHATTL": Poskytování více letů, str. 375-378.
  10. Renovační modul Kvant-2 . TsPK im. Yu.A. Gagarin . Získáno 4. června 2021. Archivováno z originálu dne 10. ledna 2021.
  11. A.B. Zheleznyakov , V.A. Gaponov. Dovybavení komplexu // Orbitální komplex "Mir". — M .: Yauza , 2017. — S. 31-35. - ISBN 978-5-699-96548-9 .
  12. K. Lantratov, 1995 , Opětovné ukotvení modulu Crystal, Druhé opětovné ukotvení krystalu.
  13. Modul výzkumu spektra . TsPK im. Yu.A. Gagarin . Získáno 4. června 2021. Archivováno z originálu dne 10. ledna 2021.
  14. V.S. Syromjatnikov, 2010 , Vstup 1995, s. 399-400.
  15. Stanice "Mir"  // RKK Energia 1946-1996: sběr. - RSC Energia , 1996.
  16. Výzkumný modul "Příroda" . TsPK im. Yu.A. Gagarin . Získáno 4. června 2021. Archivováno z originálu dne 10. ledna 2021.
  17. V.A. Gaponov, A.B. Zheleznyakov, 2006 , Dokování kosmických lodí, Dramata na oběžné dráze a na Zemi.
  18. I. Lisov. Čínský "Mir", čínský "Apollo"  // Cosmonautics News  : Journal. - 2016. - č. 07(402) . — ISSN 1561-1078 .
  19. „Tianhe“ na oběžné dráze . Vesmírné novinky . Získáno 13. června 2021. Archivováno z originálu dne 13. června 2021.
  20. ↑ Historie letu Canadarm  . Kanadská kosmická agentura . Datum přístupu: 14. června 2021.
  21. O Canadarm2  . Kanadská kosmická agentura . Získáno 14. června 2021. Archivováno z originálu dne 18. června 2021.
  22. ↑ Vesmírné úlovky Canadarm2  . Kanadská kosmická agentura . Získáno 14. června 2021. Archivováno z originálu dne 23. června 2021.
  23. Nodální modul "Prichal" Státní korporace "Roskosmos"

Literatura

Odkazy