Соловьев В.А., Лысенко Л.Н., Любинский В.Е. Управление космическими полетами. Часть 2 (2010) (1246993), страница 62
Текст из файла (страница 62)
4. Переход ПМК на орбиту искусственного спутника Марса (ОИСлф. В поле тяготения Марса осуществляется торможение корабля с выходом на круговую околомарсианскую орбиту высотой 400...500 км. Прн этом ПМК с ЭРДУ при подходе к Марсу за счет непрерывной работы двигателей малой тяги снижается по сходящейся спирали и через 1,5 — 2 мес выходит на эту орбиту. 5.
Полет ПМК па ОИСМ. Продолжительность этого этапа определяется необходимостью ожидания момента времени, когда взаимное расположение Земли и Марса будет благоприятным для совершения перелета Марс — Земля. Для схемы с хомановскими перелетами по эллиптическим траекториям этот срок составляет около 15 мес (общее время проведения экспедиции от старта с ОИСЗ до 357 Глава Л. Управление полетом пилотируемого л~ежплонетного корабля возвращения на нее — около 3 лет). За этот период может быль про. ведено дистанционное исследование Марса, его естественных спут ников Фобоса и Деймоса, а также поверхности планеты автоматиче ским посадочным аппаратом или планетной экспедицией в составе двух — трех космонавтов.
Взлетная ступень автоматического юш пилотируемого аппарата по завершении работы стартует с планеты, сближается и стыкуется с ПМК. По окончании перехода экипалпг планетной экспедиции в корабль и переноса в него образцов грунта и проб воздуха взлетная ступень аппарата отделяется и уводится от ПМК. В настоящее время при разработке проекта ПМК с ЭРДУ исследуется возможность сокрашения длительности этого этапа до одного месяца за счет использования траекторий возвращения к Земле с низким перигелием (в районе орбиты Венеры), как зто показано на рис. 21.2 [76).
Такое решение проблемы сокращения общей длительности экспедиции к Марсу (до двух лет) осложнено ограничениями по обеспечению допустимого теплового режима ПМК на близком расстоянии от Солнца. Кроме того, требуются большие затраты топлива ДУ корабля. 6.
Переход ПМК с ОИСМ на траекторию полета к Земле. По окончании программы работ на ОИСМ и подготовки к возвращению корабль разгоняется и переходит на траекторию перелета к Земле. Движение ПМК, оснащенного ЭРДУ, на этом этапе полета происходит по раскручивающейся спирали в течение 1,5-2 мес. 7. Полет ПМК от Марса к Земле. Длительность этого этапа составляет 8 — 9 мес, в течение которых проводится ряд коррекций траектории полета ПМК, обеспечивающих его вход в поле тяготения Земли с необходимыми параметрами. При использовании ЭРДУ ее двигатели работают на значительной части траектории перелета.
8. Переход с межпланетной траектории на ОИСЗ и завершение полета ПМК. После входа корабля в поле тяготения Земли проводится его торможение с выходом на круговую околоземную орбиту высотой 450...500 км. ПМК с ЭРДУ выполняет торможение, приближаясь к Земле по сходящейся спирали, снижается в течение 1,5 — 2,5 мес до указанной высоты и остается на этой орбите. После проведения карантинных мероприятий экипаж доставляется с ПМК на Землю орбитальным транспортным кораблем. ПМК может оставаться некоторое время на околоземной орбите, проходя послеполетное обслуживание, восстановительные работы, необходимую доработку и подготовку к следующему полету.
Если 358 2!.2. Особенности пиютируемого межпланетного полета ;ке будет сочтено. что его летный ресурс исчерпан, корабль может быть в автоматическом режиме переведен на высокую орбиту ипарковки». Возможен и другой вариант возвращения, когда ПМК прохотит милю Земли на небольшом расстоянии от верхней границы атмосферы, а экипаж в возвращаемом аппарате, заранее отстыкованном от корабля, выполняет маневр входа в атмосферу и садится в выбранном районе 176, 88]. 21.2. ОСОБЕННОСТИ ПИЛОТИРУЕМОГО МЕЖПЛАНЕТНОГО ПОЛЕТА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА УПРАВЛЕНИЕ Полет человека к планетам Солнечной системы имеет ряд особенностей, определяющих его коренное отличие от полетов в околоземном пространстве и предъявляющих особые требования к межпланетному кораблю и его экипажу, а также к разработке системы и методов управления. Во-первых, значительная удаленность ПМК от Земли (при полете к Марсу — до 375 млн км) в течение практически всего полета, во-вторых, специфика внешних условий полета.
Эти особенности носят общий характер для разных конструктивных вариантов ПМК и схем полета. Третья особенность заключается в специфике решения баллистико-навигационных задач при межпланетных полетах, в частности, в схемах полета КА с малой тягой. Все эти факторы вызывают ряд следствий, которые во многом влияют на формирование методов управления полетом ПМК. Рассмотрим эти следствия несколько подробнее. 1. Невозлзожность существенного сокращения длительности полета с иелью ускоренного возвращения экипажа на Землю и вызванная этим необходимость продолжения полета при возникновении любых НС.
Сокращение продолжительности полета ПМК объективно ограничено баллистическими условиями. Тем не менее система управления полетом ПМК должна быть способна использовать эту меру в той степени, в которой она осуществима, и решать задачу расчета и применения кратчайших по времени траекторий возвращения корабля к Земле из любой точки его полета. Кроме того, эта особенность при управлении полетом ПМК вызывает необходимость максимального снижения вероятности возникновения НС, требующих прерывания полета или существенного сокращения его длительности. 359 Глава 2Г Управление полетом пнлотируечого межпланетного короба Р тзс с' (21.1) где с — скорость света.
Такая задержка сигнала может привести к увеличению длительности цикла управления кораблем с Земли на -40 мин, Это ограничит возможности оперативного контроля исполнения выданных команд и протекания полетных операций, обнаружения возникаюшнх аномалий и реагирования на них, особенно в ситуациях, требующих срочного вмешательства ГОГУ с выдачей на борт корабля команд радиоуправления и рекомендаций зкипажу.
Эта особенность определяет также и отличие режима переговоров экипажа ПМК с Землей от режима переговоров при орбитальных полетах, вызванное тем, что каждому участнику такого разговора придется долго ждать от- 360 2. Высокая степень непредсказуемости ситуаций, которые мо гут возникнуть в.чалоизученных условиях пизотируечого межпта нетного полета. Следует ожидать, что в полете ПМК (особенно в первом) могут сложиться ситуации, которые невозможно предвидеть заранее. Часть их, очевидно, будет носить характер НС, когда зки пажу корабля и системе управления в целом придется принимать и реализовывать необычные решения, Эта особенность требует от сис темы управления полетом способности парирования любых НС н адаптации к любым непредвиденным обстоятельствам, в том числе вызванным аномалиями в состоянии самой системы управления. Каждое аномальное изменение структуры системы управления полетом из-за утраты отдельными звеньями дееспособности или части своих функций для сохранения требуемых качеств должно будет сопровождаться сменой метода управления в соответствии с характером происшедшего изменения.
3. Большая длительность прохождения радиосигнаюв при обмене информацией между кораблем и Землей накладывает ряд ограничений на возможности НКУ при управлении кораблем в режиме реального времени. При полете к Марсу, когда расстояние между Землей н ПМК может достигать 375 млн км, как уже упоминалось в з 20.1, задержка прихода сигнала может составлять до 21 мин (в одну сторону). На рис. 21.3 для двух схем проведения экспедиции к Марсу (с использованием двигательных установок малой и большой тяги) приведен график зависимости дальности р и задержки сигнала т,, от времени, отсчитываемого с начала полета: 2!.2. Особенности пилотируемого межпланетного полета вета собеседника на свои сообщения (удвоенное время прохождения сигнала). Поэтому обмен информацией между экипажем ПМК и Зел1лей, по-видимому, необходимо будет вести в основном в виде переписки с использованием электронной почты. В связи с этим усложнится организация взаимодействия между ГОГУ и экипажем при возникновении аварийных ситуаций.
р, илл ки т, мил 21,0 19,4 350 16,7 300 250 13,9 150 8,3 100 5,6 50 0 0 5 10 15 20 25 30 Т, мес Рис. 213. Зависимость расстояния р н времени т прохождения сигнала между Землей и ПМК от времени полета Т: ! — для схемы полета с ЭРДУ !ем. рлс. 21.2); 2 — для схемы с хомалоасклыл траекториями ыежорблтальлых переходов (ем. рлс. 2! .1) 4. Отсутствие возможности доставки с Земли на ПМК грузов лля пополнения запасов расходуемых компонентов и замены неисправных или выработавших свой ресурс приборов и элементов оборудования, а также доставки запасных частей и материалов, которые могут понадобиться для ремонта бортовых систем, агрегатов и конструкции корабля. Эта особенность при разработке корабля требует тщательного подхода к определению необходимых запасов, которые должны находиться на борту ПМК в момент его старта от Земли, с учетом вероятности возникновения в полете различных неисправностей и перерасхода ресурсов (топлива двигательной установки, средств обеспечения жизнедеятельности экипажа).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
