Войти
Астронавт Кристофер Кэссиди использует дальномер для определения расстояния между Space Shuttle Endeavour и Международной космической станцией 
Lunar Module Eagle. этап сближения с командным модулем Columbia на лунной орбите после возвращения с приземления A космическое рандеву () представляет собой набор орбитальных маневров, во время которого два космических корабля, одним из которых часто является космическая станция, прибывают на одну и ту же орбиту и сближаются на очень близкое расстояние (например, в пределах визуального контакт). Рандеву требует точного совпадения орбитальных скоростей и векторов положения двух космических кораблей, что позволяет им оставаться на постоянном расстоянии посредством удержания орбитальной станции. За рандеву может последовать или не следовать стыковка или швартовка, процедуры, которые приводят космический корабль в физический контакт и создают связь между ними.
Тот же метод сближения можно использовать для «посадки» космического корабля на естественные объекты со слабым гравитационным полем, например посадка на один из марсианских спутников потребует такого же согласования орбитальных скоростей с последующим «спуском», который имеет некоторое сходство с стыковкой.
В своей первой программе пилотируемых космических полетов Восток, Советский Союз запускал пары космических кораблей с одной стартовой площадки с разницей в один или два дня (Восток 3 и 4 в 1962 году и Восток 5 и 6 в 1963 году). В каждом случае системы наведения ракет-носителей выводили два корабля на почти идентичные орбиты; однако это было недостаточно точно, чтобы достичь сближения, поскольку «Востоку» не хватало двигателей для маневрирования, чтобы настроить свою орбиту в соответствии с орбитой своего близнеца. Первоначальное разделительное расстояние находилось в диапазоне от 5 до 6,5 км (от 3,1 до 4,0 миль) и постепенно увеличивалось до тысяч километров (более тысячи миль) в ходе миссий.
В 1963 году Базз Олдрин представил свою докторскую диссертацию под названием «Методы наведения в прямой видимости для пилотируемого орбитального сближения». Как астронавт НАСА, Олдрин работал над «преобразованием сложной орбитальной механики в относительно простые планы полета для моих коллег».
Первая попытка встречи была сделанное 3 июня 1965 года, когда американский астронавт Джим МакДивитт попытался маневрировать на своем корабле Gemini 4, чтобы встретить разгонную ступень его отработавшей ракеты-носителя Titan II. МакДивитт не смог подобраться достаточно близко, чтобы удержаться на месте, из-за проблем с восприятием глубины и выброса метательного заряда ступени, который продолжал перемещать его. Однако попытки сближения «Джемини 4» не увенчались успехом в основном потому, что инженеры НАСА еще не изучили орбитальную механику, задействованную в этом процессе. Просто навести носовую часть боевой машины на цель и произвести укол не удалось. Если цель находится впереди по орбите, и сопровождающий аппарат увеличивает скорость, его высота также увеличивается, фактически удаляя его от цели. Более высокая высота увеличивает орбитальный период из-за третьего закона Кеплера, помещая трекер не только выше, но и позади цели. Правильная техника требует изменения орбиты транспортного средства слежения, чтобы позволить цели сближения либо догнать, либо быть догоненной, а затем в нужный момент перейти на ту же орбиту, что и цель, без относительного движения между транспортными средствами (например, трекера на более низкую орбиту, которая имеет более короткий орбитальный период, позволяя ему догнать его, а затем выполнить перевод Хомана обратно на исходную орбитальную высоту).
Как GPO инженер Андре Мейер позже заметил: «Есть хорошее объяснение того, что пошло не так с рандеву». Экипаж, как и все остальные в MSC, "просто не понимал и не разбирался в орбитальной механике. В результате мы все стали намного умнее и по-настоящему усовершенствовали рандеву. маневры, которые сейчас использует Аполлон. "
—
Близнецы 7 сфотографированы с Близнецов 6 в 1965 году Свидание впервые успешно совершил американский астронавт Уолли Ширра 15 декабря 1965 года. Ширра маневрировал космическим кораблем Gemini 6 в пределах 30 см от его родственного корабля Gemini 7. Космические корабли не были оборудованы для стыковки друг с другом, но поддерживали стационарную стоянку более 20 минут. Позже Ширра прокомментировал:
Кто-то сказал... когда вы подходите на расстояние 5 км, вы встречаетесь. Если кто-то думает, что они устроили рандеву на расстоянии трех миль (5 км), веселитесь! Тогда мы начали свою работу. Я не думаю, что рандеву закончится, пока вы не остановитесь - полностью остановитесь - без относительного движения между двумя транспортными средствами на расстоянии примерно 120 футов (37 м). Это рандеву! С этого момента это ведение дел. Именно тогда вы можете вернуться и поиграть в игру с вождением автомобиля, самолетом или скейтбордом - все очень просто.
Он использовал другой пример, чтобы описать разницу между достижениями двух стран:
[ Русское рандеву] было мимолетным взглядом - эквивалент мужчины, идущего по оживленной главной улице, где проносится много машин, и он замечает симпатичную девушку, идущую по другой стороне. Он говорит «Эй, подожди», но она ушла. Это беглый взгляд, а не рандеву. Теперь, если тот же самый мужчина может перерезать весь этот поток машин и укусить девушку за ухо, вот и рандеву!
Целевая машина Gemini 8 Agena 
Gemini 8 стыковка с Agena в марте 1966 года Первая стыковка двух космических кораблей была осуществлена 16 марта 1966 года, когда Gemini 8 под командованием Нила Армстронга встретились и состыковались с беспилотным транспортным средством Agena Target. Близнецы 6 должны были стать первой стыковочной миссией, но ее пришлось отменить, когда во время запуска была уничтожена машина Agena этой миссии.
Советы выполнили первую автоматическую стыковку без экипажа между Космосом 186 и Cosmos 188 30 октября 1967 года.
Первым советским космонавтом, который попытался стыковаться вручную, был Георгий Береговой, который безуспешно пытался состыковать свой Союз 3 корабль с беспилотным кораблем Союз 2 в октябре 1968 года. Он смог поднять свой корабль с расстояния 200 метров (660 футов) до 30 сантиметров (1 фут), но не смог состыковаться. перед тем, как израсходовать топливо для маневрирования.
Первая успешная стыковка советского экипажа произошла 16 января 1969 года, когда Союз 4 и Союз 5 состыковались и обменялись двумя членами экипажа.
Первое сближение двух космических кораблей из разных стран произошло в 1975 году, когда космический корабль «Аполлон» состыковался с космическим кораблем «Союз» в составе космического корабля «Аполлон-Союз».
Первая многократная стыковка произошла, когда в течение января к космической станции Салют 6 были пристыкованы Союз 26 и Союз 27. 1978.
поврежденные солнечные батареи на модуле «Мир» Спектр после столкновения с беспилотным космическим кораблем Прогресс в сентябре 1997 года в рамках Shuttle- Мир. Для снабжения станции использовался корабль "Прогресс". На этом космическом рандеву «Прогресс» столкнулся с «Миром», начав разгерметизацию, которая была остановлена закрытием люка в «Спектр». Встреча происходит каждый раз, когда космический корабль доставляет членов экипажа или припасы на орбитальную космическую станцию. Первым космическим кораблем, сделавшим это, был Союз-11, который 7 июня 1971 года успешно состыковался со станцией Салют-1. Полеты человека в космос успешно провели сближение с шесть станций Салют, с Skylab, с Мир и с Международной космической станцией (МКС). В настоящее время космический корабль «Союз» используется примерно с шестимесячным интервалом для перевозки членов экипажа на МКС и обратно.
Роботизированные космические корабли также используются для сближения с космическими станциями и пополнения запасов. Корабли «Союз и Прогресс автоматически состыковались как с Миром, так и с МКС с помощью системы стыковки Курс, европейская автоматическая транспортная система также использовала эту система стыковки с российским сегментом МКС. Некоторые космические корабли без экипажа используют швартовочный механизм НАСА вместо стыковочного порта. Японский транспортный корабль H-II (HTV), SpaceX Dragon и космический корабль Cygnus Orbital Sciences - все маневрируют к месту сближения и удерживаются на месте, позволяя МКС Canadarm2 захватить и переместить космический корабль к причальному порту на американском сегменте. В российском сегменте используются только стыковочные порты, поэтому HTV, Dragon и Cygnus не могут найти там причал.
Космическое рандеву использовалось для множества других целей, включая недавние миссии обслуживания на Космический телескоп Хаббла. Исторически сложилось так, что для миссий проекта Apollo, в ходе которых астронавты высадились на Луну, этап подъема лунного модуля Apollo должен был встретиться и состыковаться с Командный / служебный модуль Аполлона в маневрах сближения на лунной орбите. Кроме того, экипаж STS-49 встретился и прикрепил ракетный двигатель к спутнику связи Intelsat VI F-3 , чтобы он смог выполнить орбитальный маневр.
Возможное сближение в будущем может быть выполнено с помощью еще не разработанного автоматизированного роботизированного транспортного средства Хаббл (HRV), а также с помощью космического корабля, который разрабатывается для сближения с геосинхронным спутником, у которого закончились топливо. CX-OLEV возьмет на себя поддержание орбитальной станции и / или, наконец, выведет спутник на орбиту захоронения, после чего CX-OLEV, возможно, можно будет повторно использовать для другого спутника. Постепенный переход с геостационарной переходной орбиты на геостационарную орбиту займет несколько месяцев с использованием двигателей на эффекте Холла.
В качестве альтернативы два космических корабля уже вместе, и просто отстыковка и стыковка другим способом:
НАСА иногда ссылается на «Свидание, операции сближения, стыковка и отстыковка "(RPODU) для набора всех процедур космического полета, которые обычно необходимы при работе космического корабля, когда два космических корабля работают в непосредственной близости друг от друга с намерением соединиться друг с другом.
Командование и служебный модуль Чарли Браун, как видно из Лунного модуля Снупи Стандартный метод сближения и стыковки - стыковка активного транспортного средства, «преследователя», с пассивной «целью». Этот метод успешно использовался для программ Gemini, Apollo, Apollo / Soyuz, Salyut, Skylab, Mir, ISS и Tiangong.
Для правильного понимания сближения космического корабля важно понимать взаимосвязь между скоростью космического корабля и орбита. Космический корабль на определенной орбите не может произвольно изменять свою скорость. Каждая орбита соответствует определенной орбитальной скорости. Если космический корабль запускает двигатели и увеличивает (или уменьшает) свою скорость, он получит другую орбиту, которая коррелирует с более высокой (или меньшей) скоростью. Для круговых орбит более высокие орбиты имеют меньшую орбитальную скорость. Более низкие орбиты имеют более высокую орбитальную скорость.
Для сближения на орбите оба космических аппарата должны находиться в одной и той же плоскости орбиты, и фаза орбиты (положение космического корабля на орбите) должны совпадать. «Преследователь» размещается на несколько более низкой орбите, чем цель. Чем ниже орбита, тем выше орбитальная скорость. Таким образом, разница в орбитальных скоростях преследователя и цели такова, что преследователь быстрее, чем цель, и догоняет ее.
Когда два космических корабля находятся достаточно близко, орбита преследователя синхронизируется с орбитой цели.. То есть чейзер будет ускоряться. Это увеличение скорости переносит охотника на более высокую орбиту. Увеличение скорости выбрано таким образом, чтобы охотник приблизительно принимал орбиту цели. Постепенно преследователь приближается к цели до тех пор, пока не могут быть начаты операции сближения (см. Ниже). На самой последней стадии скорость закрытия снижается за счет использования системы управления реакцией активного транспортного средства. Стыковка обычно происходит со скоростью от 0,1 фута / с (0,030 м / с) до 0,2 фута / с (0,061 м / с).
Космическое сближение активного или "преследователь", космический аппарат с (предполагаемым) пассивным космическим аппаратом может быть разделен на несколько этапов и обычно начинается с двух космических аппаратов на отдельных орбитах, обычно разделенных более чем 10 000 километров (6200 миль):
| Фаза | Разделительное расстояние | Стандартная длительность фазы |
|---|---|---|
| Дрейфовая орбита A . (вне поля зрения, вне контакта) | >2 λ макс | От 1 до 20 дней |
| Дрейфовая орбита B . (в поле зрения, в контакте) | 2 λ макс до 1 километра (3300 футов) | 1–5 дней |
| Работа на близком расстоянии A | 1000–100 метров (3 280–330 футов) | От 1 до 5 витков |
| Работа на близком расстоянии B | 100–10 метров (328– 33 фута) | 45 - 90 минут |
| Стыковка | <10 meters (33 ft) | <5 minutes |
Для выполнения поступательного и вращательного маневров могут использоваться различные методы необходимо для близости op
Два наиболее распространенных метода захода на посадку для операций сближения соответствуют траектории полета космического корабля (называемой V- штанги, так как она расположена вдоль вектора скорости цели) и перпендикулярно траектории полета по линии радиуса орбиты (называемой R-штангой, так как она находится вдоль радиального вектора, относительно на Землю, от цели). Выбранный метод захода на посадку зависит от безопасности, конструкции космического корабля / двигателя, графика полета и, особенно для стыковки с МКС, от местоположения назначенного стыковочного порта.
Подход с V-образным стержнем - это подход «охотника» по горизонтали вдоль вектора скорости пассивного космического корабля. То есть сзади или спереди и в том же направлении, что и орбитальное движение пассивной цели. Движение параллельно орбитальной скорости цели. При подходе с V-образной балкой сзади охотник запускает небольшие подруливающие устройства, чтобы увеличить его скорость в направлении цели. Это, конечно, также выводит охотника на более высокую орбиту. Чтобы удерживать преследователь на V-векторе, другие подруливающие устройства запускаются в радиальном направлении. Если это не указано (например, из-за отказа двигателя), преследователь будет переведен на более высокую орбиту, которая связана с орбитальной скоростью ниже, чем у цели. Следовательно, цель движется быстрее, чем преследователь, и расстояние между ними увеличивается. Это называется естественным тормозным эффектом и является естественной защитой в случае отказа подруливающего устройства.
STS-104 был третьим космическим кораблем Space Shuttle, в ходе которого приземлилась V-образная балка. Международная космическая станция. V-образный стержень, или вектор скорости, проходит вдоль линии непосредственно перед станцией. Шаттлы приближаются к МКС по V-образной штанге при стыковке с стыковочным портом PMA-2.
Подход с R-штангой состоит из движения охотника ниже или выше цели космический корабль, вдоль его радиального вектора. Движение ортогонально орбитальной скорости пассивного космического корабля. Находясь ниже цели, охотник запускает радиальные двигатели, чтобы приблизиться к цели. Этим он увеличивает свою высоту. Однако орбитальная скорость преследователя остается неизменной (срабатывание двигателя в радиальном направлении не влияет на орбитальную скорость). Теперь в немного более высоком положении, но с орбитальной скоростью, не соответствующей местной круговой скорости, охотник немного отстает от цели. Небольшие импульсы ракеты в направлении орбитальной скорости необходимы для удержания преследователя вдоль радиального вектора цели. Если эти ракетные импульсы не выполняются (например, из-за отказа двигателя), преследователь уйдет от цели. Это естественный тормозной эффект. Для подхода с R-образной балкой этот эффект сильнее, чем для подхода с V-образной балкой, что делает подход с R-образной балкой более безопасным из двух. Как правило, подход снизу с R-образным стержнем предпочтительнее, так как преследователь находится на более низкой (более быстрой) орбите, чем цель, и, таким образом, «догоняет» ее. При подходе сверху с помощью R-образной планки преследователь находится на более высокой (медленной) орбите, чем цель, и поэтому должен ждать, пока цель приблизится к ней.
Astrotech предложили удовлетворить потребности МКС в грузовом транспортном средстве. который будет приближаться к станции, «используя традиционный подход к надирной R-образной полосе». Подход R-образной балки надира также используется для полетов к МКС транспортных средств H-II и SpaceX Dragon.
сближение активного, или "преследователя", космического корабля по горизонтали сбоку и перпендикулярно плоскости орбиты пассивного космического корабля, то есть сбоку и вне плоскости орбиты пассивного космический корабль - называется Z-образным подходом.
Портал космических полетов  | Викискладе есть материалы, связанные с Космическое рандеву. |
