Кацане на пилотиран космически кораб

Заслужава да се спомене веднага, че организацията на пилотиран полет е доста различна от безпилотните мисии, но във всеки случай цялата работа по динамични операции в космоса може да бъде разделена на два етапа: проектиране и експлоатация, само в случай на пилотирани мисии, тези етапи, като правило, отнемат много повече време. В тази статия ще засегна основно оперативната част, тъй като работата по балистичния дизайн на спускането продължава и включва различни изследвания за оптимизиране на различни фактори, които влияят на безопасността и комфорта на екипажа по време на кацане. И така, да започваме.

За 40 дни

Извършват се първите прогнозни изчисления на снижаването, за да се определят зоните за кацане. Защо се прави това? В момента редовно контролирано спускане на вода на български кораби може да се извършва само в 13 стационарни площадки за кацане, разположени в Република Казахстан. Този факт налага редица ограничения, свързани преди всичко с необходимостта от предварително съгласуване с чуждестранните ни партньори на всички динамични операции. Основните трудности възникват при засаждане през есента и пролетта - това се дължи на селскостопанската работа в зоните за засаждане. Този факт трябва да се има предвид, тъй като освен безопасността на екипажа, е необходимо да се гарантира и безопасността на местното население и службата за търсене и спасяване (SRS). В допълнение към обикновените зони за кацане има и зони за кацане по време на балистично спускане, които също трябва да са подходящи за кацане.

За 10 дни

Предварителните изчисления за траекториите на слизане се уточняват, като се вземат предвид най-новите данни за текущата орбита на МКС и характеристиките на закачения космически кораб. Факт е, че от момента на изстрелване до спускането, доста голямвремевият интервал и характеристиките на центриране на масата на апарата се променят, освен това голям принос има фактът, че заедно с астронавтите полезните товари от станцията се връщат на Земята, което може значително да промени позицията на центъра на масата на спускаемия апарат. Тук е необходимо да се обясни защо това е важно: формата на космическия кораб "Союз" прилича на фар, т.е. той няма никакви аеродинамични средства за управление, но за да се получи необходимата точност на кацане, е необходимо да се контролира траекторията в атмосферата. За да направите това, Союзът предвижда газодинамична система за управление, но тя не е в състояние да компенсира всички отклонения от номиналната траектория, така че към конструкцията на устройството изкуствено се добавя допълнителна балансираща тежест, чиято цел е да измести центъра на налягането от центъра на масата, което ще ви позволи да контролирате траекторията на спускане, обръщайки се на ролка. Актуализирани данни за основната и резервната схеми се изпращат към MSS. По тези данни се извършва полет над всички изчислени точки и се прави заключение за възможността за кацане в тези райони.

За 1 ден

Траекторията на спускане се финализира, като се вземат предвид последните измервания на местоположението на МКС, както и прогнозата за ветровата обстановка в основната и резервната зони за кацане. Това трябва да се направи поради факта, че на височина около 10 км се отваря парашутната система. До този момент системата за контрол на спускането вече е свършила работата си и не може да коригира траекторията по никакъв начин. Всъщност само вятърът действа върху апарата, което не може да бъде пренебрегнато. Фигурата по-долу показва една от опциите за моделиране на вятъра. Както можете да видите, след въвеждането на парашута, траекторията се променя значително. Дрейфът на вятъра понякога може да бъде до 80% от допустимия радиус на кръга на разсейване, така че точносттапрогнозата за времето е много важна.

В деня на спускането: В допълнение към балистичните и службите за търсене и спасяване, много други звена участват в осигуряването на спускането на космическия кораб към земята, като например:

служба за контрол на транспортни кораби;
служба за управление на МКС;
службата, отговорна за здравето на екипажа;
телеметрични и командни услуги и др.

Едва след доклада за готовността на всички служби ръководителите на полетите могат да вземат решение за извършване на спускането по планираната програма. След това проходният люк се затваря и корабът се откачва от станцията. Отделна услуга отговаря за разкачването. Тук е необходимо предварително да се изчисли посоката на разкачване, както и импулсът, който трябва да се приложи към устройството, за да се предотврати сблъсък със станцията. При изчисляване на траекторията на спускане се взема предвид и схемата за разкачване. След разкачването на кораба има още известно време до включването на спирачния двигател. По това време се проверява цялото оборудване, правят се измервания на траекторията и се уточнява точката на кацане. Това е последният момент, когато може да се изясни още нещо. След това спирачният двигател се включва. Това е един от най-важните етапи на спускането, така че се наблюдава постоянно. Такива мерки са необходими, за да разберем в случай на извънредна ситуация какъв сценарий да продължим. По време на нормалната обработка на импулса, след известно време, отделенията на космическия кораб се разделят (спускаемият апарат се отделя от отделението за помощ и апаратно-агрегатни отделения, които след това изгарят в атмосферата). Ако при навлизане в атмосферата системата за управление на спускането реши, че не е в състояние да осигури кацането на спускаемия апарат в точката с необходимите координати, тогава корабът се „разпада“ на балистиченспускане. Тъй като всичко това вече се случва в плазмата (няма радиовръзка), е възможно да се установи по каква траектория се движи апаратът едва след възобновяване на радиовръзката. Ако е имало повреда при балистично спускане, е необходимо бързо да се изясни планираната точка за кацане и да се прехвърли на службата за търсене и спасяване. При редовно контролирано спускане специалистите на PSS започват да „ръководят“ кораба дори по време на полет и можем да видим на живо спускането на апарата с парашут и дори, при късмет, работата на двигателите за меко кацане (както на фигурата).