Соловьев В.А., Лысенко Л.Н., Любинский В.Е. Управление космическими полетами. Часть 2 (2010) (1246993), страница 65
Текст из файла (страница 65)
21.4). До определенного момента растет и продолжительность радиовидимости ПМК с наземной станции слежения. Рпмк тмс км 1О 00 200 0 20 40 бО 30 100 С суг Рис. 21.4, Динамика изменения геоцентрнческого расстояния до ПМК прн выполнении операции раскрутки у Земли Следует учесть, что при высоте полета корабля, близкой к высоте геоцентрической орбиты, когда угловая скорость его движения относительно Земли будет близка к угловой скорости вращения планеты, при совпадении некоторых условий ПМК может зависнуть относительно земной поверхности в разрыве между зонами радиовидимости наземных станций слежения, оставаясь длитель. ное время без связи с ЦУП.
Эту особенность радиовидимости ПМК при раскрутке у Земли иллюстрирует рис. 21.5. На этапе скрутки при возвращении ПМК к Земле картина изменения про- 370 Л.4. С'печа яка управления полетом ПМК Чси.за ~нл ч 1 00 120 75 90 50 25 30 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Р пмк ТМС ° Км Рис. 21.5.
Зависимость длительности радиовидимости ПМК с наземной станции слежения 1„, и коэффициента полноты связи ч„от геоцеитриче- ского расстояния рцчк на этапах раскрутки и скрутки у Земли должительности радиовидимости ПМК с наземной станции будет развиваться в порядке, обратном показанному на рисунке. Выявленные особенности связи на этом этапе позволят сделать выводы о требуемом размещении станций и о характеристиках траектории раскрутки. При большом удалении ПМК от Земли 1рпмк > 500 тыс. км) изменение условий радиовидимости с наземных станций слежения связано в основном с вращением Земли и имеет цикличность, близкую к суточной. На этом этапе полета ПМК одна станция обеспечивает ежесуточно примерно 11-часовую непрерывную радиовидимость.
Наличие хотя бы двух наземных станций в восточном и западном полушариях Земли позволяет обеспечить радиовидимость ПМК, близкую к круглосуточной (до 22 ч в сутки, в зависимости от Разнесения станций по географической долготе). Исходя из принципа использования всех доступных мер повышения надежности управления полетом представляется необходимым в течение как можно большего времени полета обеспечить непрерывную связь ПМК с НКУ как с самым мощным звеном контура управления полетом несмотря на непрерывный контроль 37! Савва 21.
Упраеаенив полетом пеезвтирэ жного межпаонетного кора6пн ТНУКнг = Тобпар~ар+ Тпдептеар + Топр раап аргер + +треш р ~ тар тпр.нее 2тпр. (21.5) 372 средствами БКАУ. Необходимая продолжительность связи может быть предусмотрена за счет применения нескольких СР на около земном этапе (до достижения ПМК геоцентрического расстояния при котором еше возможна радиосвязь с СР) и нескольких назем ных станций дальней космической связи на этапах межпланетного полета.
В настоящее время существует пять таких станций с эф фективной площадью антенн 5,з = 2600 м, разнесенных нужным 2 образом по географической долготе: в США (Голдстоун), Испании (Мадрид), Австралии (Канберра), России (Уссурийск) и Украине (Евпатория). Кроме того, в Германии (Эдельсдорф) расположена станция с 5,ь = 5500 м2, а в Японии (Усуда), Австралии (Парке) и России (Медвежьи озера и Калязин) — станции с 5„ф = 1900 м . Следует отметить, что наземные станции дальней космической связи в период полета ПМК могут оыть использованы и для обеспечения полетов КА по другим программам.
Это обстоятельство может повлиять на возможность круглосуточного контроля полета ПМК. Однако опыт управления автоматическими межпланетными КА свидетельствует о крайней необходимости непрерывного получения ПУП потока ТМИ с КА, хотя бы даже низкой информативности, для обнаружения наиболее опасных аномальных ситуаций. Нужно также иметь в виду, что при заходе ПМК за диск Марса во время полета по ОИСП или за диск Солнца на этапе межпланетного перелета возникают перерывы в радиовидимости с Земли на время порядка 40 мин и 7 сут соответственно. Четвертая особенность — ограничение возможностей НКУ в реагировании на быстротечные НС, возникающие на борту ПМК, ВСЛЕДСТВИЕ УВЕЛИЧЕННОЙ ДЛИтЕЛЬНОСтИ ПРОХОЖДЕНИЯ Тпр КОНТРОЛЬ- ной информации по линии борт — Земля и управляющей информации по линии Земля — борт. Время тн„к„, отводимое НКУ на обнаружение данной НС, идентификацию, определение располагаемого времени, подготовку и принятие решения уменьшается по мере роста дальности до ПМК, и условие, необходимое для эффективного реагирования НКУ на НС, как следует из рис.
1б.З, выгля" дит следующим образом; 21.4. Спеппфкка управления папеспоеп ЛМК Смысл величин, содержащихся в этом неравенстве, пояснен в ; 16.3. На стадии проектирования ПМК и системы управления полетом необходимо из числа рассмотренных аномальных ситуаций выделить те, для которых указанное условие не выполняется, т. е. НКУ до момента наступления критической фазы НС не успевает выполнить процедуры, необходимые для прекращения ее развития н нормализации ситуации.
В отношении этих НС должны быть приняты возлюжные проектные меры к увеличению т„, или к уменьшению тоанар ° тиоент р тоор.расо.вр трош, тор нс р предусмотрено их парирование БКАУ и бортовой автоматикой, не входящей в состав БКАУ. Пятая особеппоспсь — это необходимость согласования действий экипажа (или БКАУ) и НКУ при возникновении НС с учетом задержки в обмене информацией между ПМК и НКУ.
Согласование может быть реализовано, если располагаемое время до начала выполнения программы ликвидации НС достаточно. Действия НКУ, БКАУ и экипажа при выполнении основных компонентов процесса управления полетом ПМК будет иметь ряд отличий от отработанных при управлении полетом орбитальных станций и обобщенных в гл. 6, 14 — 16. Они также зависят от конфигурации, в которой находится контур управления.
При планировании указанные отличия будут отражены в правилах и ограничениях, обусловленных спецификой межпланетного полета, а также в повышенных требованиях к гибкости и оперативности при возникновении нерассмотренных заранее НС. В качестве продукта планирования полета ПМК целесообразно предложить, как и при планировании полета пилотируемых орбитальных станций, три вида документов, которые отражают единый план полета с разной степенью детализации, охватом разных периодов полета, разными уровнями и составом планируемых компонентов процесса выполнения полета.
Во-первых, долгосрочный план полета ПМК, охватывающий весь полет или оставшуюся его часть. Он должен разрабатываться исходя из принятой стратегии и содержать, в отличие от долгосрочного плана орбитальной станции, определенный обьем дополнительной информации, получаемой в результате баллистических расчетов. В него могут входить продолжительность основных этапов полета (раскруток и скруток у Земли и планеты, пребывания у пла- 373 7"вава Л.
Управление полетом пилотируемого меживанетного корабтв неты, перелетов Земля — планета и планета — Земля), расстояния от корабля до Земли н до планеты в зависимости от времени полета режимы работы ДУ корабля (вктючена или выключена, значение тяги ЭРДУ, если оиа регулируемая), задержка сигнала прн обмене информацией между кораблем и НКУ, необходимый вид ориента ции ПМК в разные периоды полета. Кроме указанной информации в долгосрочный план полета должен входить план выполнения ответственных полетных операций и работ.
Во-вторых, краткосрочный план полета на период одна — две недели. В-третьих, детальный план полета на ближайшие 4 — 5 дней. Содержание и форма представления названных разновидностей плана полета может варьировать в зависимости от того, каким из управляющих звеньев разрабатывался и каким звеньям план представляется для исполнения. Краткосрочный и детальный планы могут соответствовать описанию в гл. 6 или З 20.3 (упрощенный план, разрабатываемый БКАУ). Некоторая часть плана будет инвариантна по отношению к различным конфигурациям контура управления полетом: та его часть, которая касается выполнения операций, связанных с поддержанием условий, требуемых для существования экипажа и работы аппаратуры корабля, обеспечением функционирования бортовых систем. Она должна выполняться безусловно при любом изменении конфигурации контура.
Значения измеряемых текущих навигационных параметров, используемых лля баллистических расчетов, необходимых для подготовки планов полета, звено, разрабатывающее план, должно получать из всех дееспособных источников — от НКУ (внешнетраекторные измерения), БКАУ (автономные автоматические измерения), экипажа (автономные ручные измерения), Одним из определяющих факторов обеспечения эффективности деятельности экипажа является оптимальная ор~анизацня режима труда и отдыха. К нему предъявляют особые требования по сравнению с режимом, принятым для орбитальных ПКА и прелусматривающим одновременный сон всех космонавтов.
Отсутствие возможности срочного возвращения на Землю в ходе межпланез'" ного полета требует высокой надежности своевременного обнаружения и парирования системой управления полетом возникающих НС. В периоды одновременного сна всего экипажа эта функция выполняется БКАУ и НКУ (при наличии радиовидимости). Эти 374 2 1.4. Специфика управ~ения полетом Л11ев' звенья не используют органолептическую информацию, которая может быть получена только экипажем.
Кроме того, в периоды сна исключается возможность сопоставления космонавтом различной информации, позволяющей выявить несоответствия, указывающие на возникновение аномалии. Принимая во внимание высказанные соображения, при работе экипажа в совмещенном контуре управления полетом целесообразно использовать двухсменный режим, график которого показан на рис.
21.6. Этот режим обеспечивает постоянное присутствие на борту корабля бодрствующих членов экипажа, удовлетворяя условиям, приведенным выше. 6 12 18 24 6 цч Рис. 21.6. График двухсменной работы экипажа ПМК В вариантах конфигурации контура управления полетом с недееспособностью БКАУ отсутствует непрерывный автоматический контроль полета и эту функцию должен выполнять экипаж ПМК. В целях обеспечения круглосуточного контроля полета ПМК и оперативного реагирования на выявленные аномалии в этих вариантах режим дня космонавтов должен предусматривать трехсменный график работы. Возможный режим для шести членов экипажа представлен на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
