КОСМИЧЕСКИЕ МАРАФОНЫ

  Ввиду ограниченных возможностей современных ракет- носителей межпланетные рейсы космических посланцев человека осуществляются по оптимальным, с точки зрения энергетики, траекториям. Поэтому полеты даже к ближайшим планетам Солнечной системы занимают длительное время: к Венере — 3—4, к Марсу — 7 и даже более месяцев.
Если же по прибытии к планете станция продолжает исследования с околопланетной орбиты, то время ее самостоятельной работы в космосе может исчисляться годами.
Годы автономного полета в условиях глубокого вакуума и низких температур, солнечной радиации и космических скоростей, метеорной опасности и огромных расстояний, исключающих возможность вмешаться в работу бортовых систем. В этих сложнейших условиях автомат должен сохранить
оЮ работоспособность, поддерживать заданные режимы служебной и научной бортовой аппаратуры, осуществлять радиообмен с Землей.
г Легкий напутственный толчок последнего, разгонного, блока ракеты-носителя. Возникшие при разделении моменты екоторое время вращают станцию. Но вот, беззвучно работая ками, станция занимает строго фиксированное положение, ^ равляет крылья-панели солнечных батарей, «ощетинивается» многочисленными антеннами. На Землю отправляется первая радиограмма: на борту порядок, приступаю к работе.
При запуске первых искусственных спутников Земли, да и первых пилотируемых кораблей одним из наиболее опасных факторов космического полета считалась возможность столкновения летательного аппарата с метеоритами. Предполагалось, что при пробое герметичных отсеков аппарата в случае столкновения с метеоритом окажется невозможным терморегулирование аппаратуры, откажет электроника, не рассчитанная на глубокий вакуум космического пространства. Аппарат прекратит свою активную деятельность, превратится в груду металла.
Практика многолетних полетов показала, что метеоритная опасность была несколько преувеличена. Мелкие частички, которыми изобилует космос, не могут нарушить герметичность корабля (вспомните рассказы космонавтов о многочисленных царапинах на иллюминаторах). Корпус аппарата является достаточной преградой на пути космических частиц. Вероятность же столкновения с крупным метеоритом, могущим доставить неприятности, ничтожно мала (американские станции «Пионер» успешно преодолели самый опасный в этом смысле пояс астероидов).
Учитывая это, создатели космических станций стремятся не утяжелять аппараты, устанавливая какие-либо дополнительные демпфирующие экраны. Потому и наша станция смотрится сейчас не каким-то тяжелым неуклюжим предметом, а скорее произведением искусства в нарядном искрящемся одеянии.
Но отнюдь не для украшения одели в праздничный наряд свое детище создатели станции. Назначение этого одеяния другое — защитить солнечную сторону станции от перегрева, теневую — от переохлаждения. Теплоизоляционная шуба — хороший термостат, способный удержать температуру станции на первоначальном уровне. Чтобы обеспечить нормальный режим работы служебной и научной аппаратуры, в отсеках станции поддерживаются необходимое давление и температура газа (обычно азота).
Однако в длительном полете пассивной теплозащиты (эк- нееН°'ВаК^МН°* теплоизоляции) не хватает. Поэтому помимо
на стэнции предусмотрена активная система терморегули- ной ИЯ ^Ве _РадиаЧионные панели, вентиляторы с разветвлен- системой газоходов, блоки термореле и управления,
регулятор расхода газа и сама газовая среда — вот основные компоненты этой системы. Радиационные панели (одна из них постоянно обращена к Солнцу, вторая находится в тени) являются источниками тепла и холода на станции, а вместе со своими газоходами образуют так называемые холодный и горячий контуры системы терморегулирования. Прока» чиваемый через них вентиляторами газ нагревается или охлаждается и, возвращаясь в отсек станции, стабилизирует температуру. По «заявке» потребителя специальный регулятор расхода увеличивает расход газа в одном из контуров, например в горячем, одновременно уменьшая его в другом — холодном. И так продолжается в течение всего полета.
Заказчиком температуры на борту станции может быть и Земля. Например, для предотвращения преждевременного перегрева отсеков спускаемых аппаратов станций серии «Венера» перед отделением их от станции по командам Земли они принудительно переохлаждаются. Это увеличивает длительность активного существования спускаемых аппаратов на раскаленной поверхности Венеры.
Работа систем терморегулирования, научной и приемопередающей аппаратуры требует значительных расходов электроэнергии. И если бы не было возможности восполнения затраченной энергии прямо в процессе полета, то нереальной оказалась бы сама возможность полетов к планетам Солнечной системы.
Третий советский искусственный спутник Земли благодаря наличию преобразователей солнечной энергии работал на орбите в течение нескольких месяцев.
С тех пор почти каждому космическому аппарату вменяется в обязанность самому добывать себе электроэнергию, используя для этого даровую энергию Солнца.
Не составляет исключения и станция, о которой мы ведем рассказ. Две распластавшиеся вдоль ее «туловища» панели одной из своих сторон, где смонтированы микрогенераторы, постоянно обращены к Солнцу. А чтобы такое положение станции оставалось устойчивым, она медленно вращается вокруг линии станция — Солнце. Такую закрутку ей сообщили практически в самом начале самостоятельного полета микродвигатели системы ориентации. Расположенные подальше от центра масс станции (что увеличивает их эффективность при том же расходовании рабочего тела, например азота, запасы которого имеются на борту) микродвигатели призваны разворачивать станцию относительно любой из трех осей или сообщать ей вращение. Благодаря приобретенному при закрутке гироскопическому моменту она длительное время сохраняет заданное ориентированное положение.
В режиме постоянной солнечной ориентации станция преодолевает большую часть своего пути. Этим обеспечивается постоянное восполнение электроэнергии, облегчается работа
темы терморегулирования, экономится рабочее тело. Связь с % лей на этом этапе осуществляет малонаправленная антенна, поле «зрения» которой постоянно находится наша Земля. И лишь на значительном удалении от Земли, когда сигнал с этой нтенны станет соизмерим с космическими шумами, в работу 3ступит остронаправленная параболическая антенна. Для того чтобы сигнал с нее попадал на Землю, станция изменит свое положение в пространстве, перейдя в режим солнечно-звездной
ориентации.
Созданные к настоящему времени ракеты-носители и средства управления их полетом обеспечивают высокую точность выведения аппаратов на межпланетные траектории. Однако преодолеваемые ими расстояния настолько огромны, что малейшие погрешности выведения (в скорости, направлении разгона) могут в итоге привести к значительному промаху. Поэтому еще при расчете траектории будущего полета на Земле предусматривается проведение нескольких (обычно двух-трех) коррекций движения, возвращающих станцию на номинальную трассу.
Когда же производить коррекцию траектории — сразу, когда будет обнаружено отклонение станции от намеченного пути, или по истечении какого-либо времени, когда величина отклонения будет оценена с достаточной точностью?
Ответить на этот вопрос не просто. При небольших отклонениях маршрута станцию легче вернуть на расчетную траекторию, причем с меньшими затратами топлива. Однако большая погрешность в оценке отклонения (из-за малой величины самого отклонения) не позволяет точно рассчитать потребный импульс корректирующего двигателя. В результате мы можем подправить траекторию, не будучи полностью уверенными в результатах наших действий. Задержка в проведении коррекции также недопустима: слишком большими окажутся затраты топлива на компенсацию накопленного отклонения. Поэтому в каждом отдельном случае по результатам траекторных измерений строится так называемая прогностическая траектория полета и из всех возможных моментов включения корректирующего двигателя выбирается оптимальный.
Получив указания Земли (величину и направление импульса), станция разворачивается в нужном направлении, включается корректирующий двигатель, а после прекращения его работы станция возвращается в исходное положение. Полет продолжается.
Из-за больших расстояний и скорости сближения станции с планетой-целью последняя припланетная коррекция движения может проводиться автономно, без участия Земли (аппараты серии «Марс»), Станция сама рассчитывает необходимый ся пре°Т и.величинУ импульса. Сущность же коррекции остает-
Запуск любого космического аппарата, в том числе и
межпланетной станции, преследует множество задач, ка~ сающихся в нашем случае исследования планет и межпланетной среды. Поэтому существенную часть научной программы полета АМС составляют исследования по трассе полета, Исследуются метеорное вещество и солнечная плазма, структура межпланетной среды и излучения звезд. Полученные результаты отправляются на Землю. При необходимости (недостаток электроэнергии на борту, уход центра управления полетом за пределы прямой радиовидимости вследствие вращения Земли) они накапливаются в запоминающем устройстве до следующего сеанса связи и по первому запросу «сбрасываются» на Землю...
Так под неусыпной опекой Земли и при постоянном взаимодействии с ней реализуются космические марафоны протяженностью в сотни миллионов километров, демонстрируя беспредельность границ человеческого дерзания.
<< | >>
Источник: Новиков Н. Ф.. Готовность одна минута!. 1984

Еще по теме КОСМИЧЕСКИЕ МАРАФОНЫ:

  1. 1 ПОНЯТИЕ И ИСТОЧНИКИ МЕЖДУНАРОДНОГО КОСМИЧЕСКОГО ПРАВА
  2. Недофинансирование Федеральной космической программой.
  3. ДОЛГАЯ КОСМИЧЕСКАЯ ЖИЗНЬ
  4. КОСМИЧЕСКИЕ РАССТОЯНИЯ
  5. 3. МЕЖДУНАРОДНО-ПРАВОВОЙ РЕЖИМ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И КОСМОНАВТОВ
  6. Опасности космической эры
  7. Итоговая таблица космических катастроф
  8. Кризис советской космической программы
  9. 4. МЕЖДУНАРОДНО-ПРАВОВАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ
  10. КОСМИЧЕСКИЕ ХВОСТЫ
  11. ПРАВОВОЙ РЕЖИМ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
  12. 6 ОЖИВЛЕНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ГОНКИ