Константин Феоктистов - Научный орбитальный комплекс

• Название: Научный орбитальный комплекс
• Автор: Константин Феоктистов
• Издательство: Знание
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1980

В брошюре рассказывается об орбитальных комплексах «Салют» — «Союз». Ее автор, один из создателей этого комплекса летчик-космонавт СССР профессор К. П. Феоктистов, приводит интересные данные о системах, оборудовании и экспериментальной базе этого комплекса, обсуждает перспективы его развития.

Брошюра рассчитана на инженеров, преподавателей и студентов вузов и техникумов, учащихся старших классов, а также на более широкий круг читателей, интересующихся современными достижениями космонавтики.

---

В отсеке компонентов дозаправки размещаются два блока с горючим (несимметричным диметилгидразином), два бака с окислителем (азотным тетраксидом), баллоны со сжатым воздухом (для наддува станции) и азотом (для наддува баков с топливом при его передавливании в объединенную двигательную установку станции), пневмогидроавтоматика (редукторы давления, клапаны, датчики и т. п.).

Компоненты, размещенные в баках, химически агрессивны и ядовиты для человека, и поэтому недопустим какой-либо контакт их паров (например, в случае потери герметичности баков, магистралей и т. п.) с объемом жилых отсеков, а следовательно, и с объемом грузового отсека. Отсек компонентов дозаправки негерметичен, магистрали, идущие к заправочным разъемам на стыковочном узле, также проложены и по наружной поверхности. Аналогично, магистрали, идущие от заправочных разъемов станции к бакам с объединенной двигательной установки, проложены снаружи промежуточной камеры в негерметичном агрегатном отсеке. Корпус отсека компонентов дозаправки термостатируется за счет прокачки жидкости внутреннего контура СТР по трубкам, приваренным к оболочке отсека.

Приборно-агрегатный отсек близок по конструкции и составу аппаратуры и оборудования, размещаемого в нем, к аналогичному отсеку корабля «Союз». Заметно отличается приборная часть отсека, объем которой увеличен вдвое за счет введения цилиндрической проставки. В дополнительном объеме размещается аппаратура управления дозаправкой и та часть радиоаппаратуры, которая на корабле «Союз» размещалась в орбитальном отсеке.

На наружных поверхностях корабля установлены антенны радиокомплекса, чувствительные элементы: два инфракрасных построителя местной вертикали (вместо одного на «Союзе»), ионные построители направления вектора скорости, а также управляющие реактивные двигатели. Установка второго инфракрасного построителя местной вертикали связана с тем, что на беспилотном корабле необходимо повысить надежность системы автоматической ориентации. Датчик, обеспечивающий построение местной вертикали, работает в инфракрасной области спектра. Этот выбор объясняется тем, что в случае использования датчика, работающего в видимой части спектра, он не смог бы обеспечить ориентацию корабля в тени Земли. Датчик же, работающий на приеме теплового излучения, хорошо «отличает» Землю и горизонт от космического пространства как над освещенной, так и над теневой стороной Земли.

В районе стыковочного узла устанавливаются три световых индекса и телевизионные камеры, которые позволяют визуально контролировать процесс приближения грузового корабля к станции (в том числе в тени Земли): с Земли по телеизображению корабля (через телекамеры станции) или со станции (через телекамеры корабля). Кроме визуального контроля экипаж (на пульте станции) и персонал центра управления полетом контролируют (на дисплеях) параметры относительного движения (дальность, радиальную скорость, угловые скорости, линии визирования), работу двигателей и автоматики. Данные о ходе процесса сближения передаются на Землю с помощью радиотелеметрической системы.

Перед дозаправкой компрессоры обеспечивают откачку газа в баллоны наддува из газовых полостей тех баков объединенной двигательной установки, которые должны заправляться. Автоматика системы дозаправки обеспечивает проверку герметичности состыкованных гидроразъемов заправочных магистралей. По командам экипажа с пульта дозаправки или с Земли осуществляется наддув баков с компонентами в грузовом корабле, вскрытие клапанов, соединяющих эти баки и баки объединенной двигательной установки с заправочными магистралями, и перекачку топлива. Заправка осуществляется поочередно в каждый отдельный бак. После окончания заправки клапаны, соединяющие баки с заправочными магистралями, закрываются, и эта магистраль соединяется с открытым пространством и продувается. Эта операция осуществляется для того, чтобы при расстыковке остатки компонентов не попали на поверхность стыковочных узлов.[6]

РОЛЬ АВТОМАТИКИ И ЧЕЛОВЕКА НА БОРТУ ОРБИТАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

Основными функциями управления и на космических кораблях и на орбитальных станциях, так же как и в любых сложных комплексах, являются координация и контроль работы бортовой аппаратуры, переключение бортовых систем в. различные режимы работы, регулирование принятого режима, анализ состояния и работы бортовых систем и конструкции, а в случае необходимости введение резерва аппаратуры и оборудования.

Уже сейчас созданы, средства, почти полностью автоматизирующие управление на борту и обеспечивающие (при наличии связи с Землей и выдачи команд управления с Земли) возможность осуществления полета корабля и станции в автоматическом режиме. При этом контроль и анализ состояния корабля или станции осуществляется по телеметрии на Земле коллективом специалистов, использующих автоматизированные средства отработки телеметрической и траекторной информации. Если бы эти средства не были созданы, нельзя было бы обеспечивать работу автоматических ретрансляторов, метеорологических спутников, автоматических межпланетных станций и зондов.

Но тогда что же должен делать человек на станции? С течением времени ответы на этот вопрос будут меняться. По сегодняшним представлениям можно назвать три группы задач, которые должен решать экипаж в полете. Первая группа связана с обеспечением надежности работы и безопасностью самого экипажа. Поскольку непосредственный контроль процессов, идущих на станции, возможен сейчас только в зоне радиовидимости наземных командно-измерительных пунктов, а в зоне видимости этих пунктов станция находится не более 20–30 % общего времени полета, то считается необходимым все сложные процессы, которые хотя бы частично происходят вне зоны радиовидимости наземных пунктов, вести под контролем экипажа, а особо важные из них — под одновременным двойным контролем — с Земли и экипажем.[7]

К этой же группе задач относится возможность (по результатам анализа или по рекомендации с Земли) взять на себя управление операциями в случае, если в ходе автоматического процесса обнаруживаются недопустимые или тревожные отклонения. Так, например, на кораблях «Союз» экипаж может взять на себя управление ориентацией и стабилизацией, включать и выключать корректирующий двигатель, управлять «вручную» процессом сближения, включать и выключать аппаратуру и т. п.

В данном случае человек на борту выполняет функции резервного логического, счетно-решающего и командного устройства, являющегося одновременно и «чувствительным элементом» (визуальная ориентация — определение положения в пространстве). Много таких же функций человек может выполнять и на станциях «Салют». Выступая в качестве резервной системы, человек повышает надежность орбитального комплекса и безопасность полета. По современным представлениям, дублирование жизненно важных автоматических систем — это обязательная функция человека на космическом аппарате.

Вторая группа задач связана с осуществлением ремонтно-профилактических, наладочных и других работ по обслуживанию станции. К ним относятся ремонт или замена вышедших из строя или явно исчерпавших свой ресурс приборов и агрегатов, перенос из грузового корабля в станцию доставленного оборудования, его установка, подключение к борту и проверка его функционирования, регулировка и настройка, уборка станции, шлюзование отходов. К этой группе задач относятся работы, в которых трудно заменить человека.

Каждая из этих операций достаточно проста и элементарна и описывается обыденным языком достаточно просто: «взять блок Н, поставить его за панелью М на место В, соединить разъемы А, Б, С,… на блоке с разъемами А1, Б1, С1,… бортовой кабельной сети и по инструкции К провести проверку правильности подключения, а затем и работу прибора». Но для каждого прибора это своя, каждый раз разная информация, и за каждым конкретным указанием (например, «взять блок Н») подразумевается целый ряд задач.

Действительно, здесь нет типовых, легко алгоритмизируемых действий. Такие операции без участия человека можно будет осуществлять только после создания роботов, которые немногим будут уступать человеку, но могут иметь большую емкость памяти, мощные вычислительные устройства, приемники внешней информации и исполнительные органы («руки», средства перемещения). С точки зрения инженера, человек представляет собой именно такую сложную машину. Даже для осуществления таких простейших операций, как видение предметов и окружающей обстановки, мозг человека совершает громадное количество операций, позволяющих в сознании (а не на сетчатке глаза!) построить видимую картину.